Cuando los riñones filtran la sangre para eliminar los productos de desecho, inicialmente pasan la sangre a través de una membrana que elimina grandes moléculas como las proteínas, pero permite que pasen productos de desecho, sales, moléculas de agua, aminoácidos y azúcares como la glucosa mediante. Para garantizar que las moléculas valiosas como la glucosa y los aminoácidos no se excreten junto con los productos de desecho, el riñón debe reabsorberlos. La reabsorción de glucosa es un proceso que tiene lugar en el túbulo proximal.
Filtrando sangre en las nefronas
La sangre fluye hacia el riñón a través de la arteria renal, que se ramifica y se subdivide en vasos más pequeños para suministrar sangre a las nefronas. Las nefronas son las unidades funcionales del riñón que realizan la propia filtración y reabsorción; hay aproximadamente un millón de ellos en cada riñón humano adulto. Cada nefrona está compuesta por una red de capilares donde tiene lugar la filtración y la reabsorción.
Filtración de glucosa en el glomérulo
La sangre fluye a través de una bola de capilares llamada glomérulo. Aquí la presión arterial causa agua, sales disueltas y pequeñas moléculas como productos de desecho, aminoácidos y que la glucosa se filtre a través de las paredes de los capilares hacia una estructura llamada cápsula de Bowman, que rodea la glomérulo. Este paso inicial elimina los productos de desecho de la sangre al tiempo que evita la pérdida de células como glóbulos rojos o proteínas, pero también elimina moléculas valiosas como la glucosa del torrente sanguíneo. La eliminación de los solutos necesarios da lugar al siguiente paso del proceso de filtración: la reabsorción.
Reabsorción de glucosa en los riñones
La porción tubular de la nefrona consta del túbulo proximal, el asa de Henle y el túbulo distal. Los túbulos distales y los túbulos proximales realizan funciones opuestas. Mientras que el túbulo proximal reabsorbe solutos en el suministro de sangre, el túbulo distal secreta solutos de desecho que se excretarán en la orina. La reabsorción de glucosa tiene lugar en el túbulo proximal de la nefrona, un tubo que sale de la cápsula de Bowman. Las células que recubren el túbulo proximal recuperan moléculas valiosas, incluida la glucosa. El mecanismo de reabsorción es diferente para diferentes moléculas y solutos. Para la glucosa hay dos procesos involucrados: el proceso por el cual la glucosa se reabsorbe a través de la membrana apical de la célula, es decir, la membrana de la célula que mira hacia el túbulo proximal, y luego el mecanismo por el cual la glucosa se desvía a través de la membrana opuesta de la célula hacia la sangre.
Cotransportadores de glucosa dependientes de sodio
Incrustadas en la membrana apical de las células que recubren el túbulo proximal hay proteínas que actúan como diminutas moléculas bombas para expulsar los iones de sodio de la célula y los iones de potasio, gastando la energía celular almacenada en el proceso. Esta acción de bombeo asegura que la concentración de iones de sodio sea mucho mayor en el túbulo proximal. que en la celda, como bombear agua a un tanque de almacenamiento en la cima de una colina para que pueda funcionar mientras fluye de regreso abajo.
Los solutos disueltos en agua tienden naturalmente a difundirse desde áreas de alta a baja concentración, lo que hace que los iones de sodio fluyan de regreso a la célula. La célula aprovecha este gradiente de concentración utilizando una proteína llamada glucosa dependiente de sodio. cotransportador 2 (SGLT2), que acopla el transporte a través de la membrana de un ion sodio al transporte de glucosa molécula. Esencialmente, el SGLT2 es un poco como una bomba de glucosa impulsada por iones de sodio que intentan regresar a la célula.
Transportador de glucosa: GLUT2
Una vez que la glucosa está dentro de la célula, devolverla al torrente sanguíneo es un proceso simple. Las proteínas llamadas transportadores de glucosa o GLUT2 están incrustadas en la membrana celular adyacente al torrente sanguíneo y transportan la glucosa a través de la membrana de regreso a la sangre. Por lo general, la glucosa está más concentrada dentro de la célula, por lo que la célula no necesita gastar energía para esta última etapa. El GLUT2 desempeña un papel en gran medida pasivo, como una puerta giratoria que permite que las moléculas de glucosa salientes se escapen. No toda la glucosa puede reabsorberse en personas con hiperglucemia o niveles altos de azúcar en sangre. El exceso de glucosa debe ser secretado por el túbulo distal y expulsado por la orina.