Où se produit la réabsorption du glucose ?

Lorsque les reins filtrent le sang pour éliminer les déchets, ils font d'abord passer le sang à travers une membrane qui élimine les gros molécules comme les protéines mais laisse passer les déchets, les sels, les molécules d'eau, les acides aminés et les sucres comme le glucose à travers. Afin de garantir que des molécules précieuses comme le glucose et les acides aminés ne soient pas excrétées avec les déchets, le rein doit les réabsorber. La réabsorption du glucose est un processus qui se déroule dans le tubule proximal.

Le sang s'écoule dans le rein par l'artère rénale, qui se ramifie et se subdivise en vaisseaux plus petits pour fournir du sang aux néphrons. Les néphrons sont les unités fonctionnelles du rein qui effectuent la filtration et la réabsorption proprement dites; il y en a environ un million dans chaque rein humain adulte. Chaque néphron est composé d'un réseau de capillaires où s'effectuent la filtration et la réabsorption.

Le sang circule dans une boule de capillaires appelée glomérule. Ici, la pression artérielle provoque de l'eau, des sels dissous et de petites molécules comme les déchets, les acides aminés et le glucose s'infiltre à travers les parois des capillaires dans une structure appelée capsule de Bowman, qui entoure le glomérule. Cette étape initiale élimine les déchets du sang tout en empêchant la perte de cellules comme les globules rouges ou les protéines, mais elle élimine également de la circulation sanguine des molécules précieuses comme le glucose. L'élimination des solutés nécessaires déclenche l'étape suivante du processus de filtration: la réabsorption.

La partie tubulaire du néphron est constituée du tubule proximal, de l'anse de Henlé et du tubule distal. Les tubules distaux et les tubules proximaux remplissent des fonctions opposées. Alors que le tubule proximal réabsorbe les solutés dans l'approvisionnement en sang, le tubule distal sécrète des déchets de solutés qui seront excrétés dans l'urine. La réabsorption du glucose a lieu dans le tubule proximal du néphron, un tube sortant de la capsule de Bowman. Les cellules qui tapissent le tubule proximal recapturent des molécules précieuses, dont le glucose. Le mécanisme de réabsorption est différent pour différentes molécules et solutés. Pour le glucose, il y a deux processus impliqués: le processus par lequel le glucose est réabsorbé à travers la membrane apicale de la cellule, c'est-à-dire la membrane de la cellule qui fait face au tubule proximal, puis le mécanisme par lequel le glucose est dérivé à travers la membrane opposée de la cellule dans le sang.

Intégrées dans la membrane apicale des cellules tapissant le tubule proximal se trouvent des protéines qui agissent comme de minuscules molécules pompes pour chasser les ions sodium de la cellule et les ions potassium à l'intérieur, dépensant l'énergie cellulaire stockée dans le processus. Cette action de pompage garantit que la concentration d'ions sodium est beaucoup plus élevée dans le tubule proximal que dans la cellule, comme pomper de l'eau dans un réservoir de stockage au sommet d'une colline pour qu'elle puisse fonctionner lorsqu'elle reflue vers le bas.

Les solutés dissous dans l'eau ont naturellement tendance à diffuser des zones de concentration élevée à faible, ce qui provoque le retour des ions sodium dans la cellule. La cellule profite de ce gradient de concentration en utilisant une protéine appelée glucose dépendant du sodium cotransporteur 2 (SGLT2), qui couple le transport transmembranaire d'un ion sodium au transport d'un glucose molécule. Essentiellement, le SGLT2 est un peu comme une pompe à glucose alimentée par les ions sodium essayant de revenir dans la cellule.

Une fois que le glucose est à l'intérieur de la cellule, son retour dans la circulation sanguine est un processus simple. Des protéines appelées transporteurs de glucose ou GLUT2 sont intégrées dans la membrane cellulaire adjacente à la circulation sanguine et ramènent le glucose à travers la membrane dans le sang. Habituellement, le glucose est plus concentré à l'intérieur de la cellule, de sorte que la cellule n'a pas besoin de dépenser d'énergie pour cette dernière étape. Le GLUT2 joue un rôle largement passif comme une porte tournante qui permet aux molécules de glucose sortant de passer à travers. Tout le glucose ne peut pas être réabsorbé chez les personnes souffrant d'hyperglycémie ou d'hyperglycémie. L'excès de glucose doit être sécrété par le tubule distal et rejeté dans les urines.