Le glucose peut-il se diffuser à travers la membrane cellulaire par simple diffusion ?

Le glucose est un sucre à six carbones qui est directement métabolisé par les cellules pour fournir de l'énergie. Les cellules le long de votre intestin grêle absorbent le glucose ainsi que d'autres nutriments contenus dans les aliments que vous mangez. Une molécule de glucose est trop grosse pour traverser une membrane cellulaire par simple diffusion. Au lieu de cela, les cellules assistent la diffusion du glucose par une diffusion facilitée et deux types de transport actif.

Une membrane cellulaire est composée de deux couches de phospholipides dans lesquelles chaque molécule contient une seule tête de phosphate et deux queues de lipides, ou acides gras. Les têtes s'alignent le long des limites internes et externes de la membrane cellulaire, tandis que les queues occupent l'espace entre les deux. Seules de petites molécules non polaires peuvent traverser la membrane par simple diffusion. Les queues lipidiques rejettent les molécules polaires, ou partiellement chargées, qui contiennent de nombreuses substances hydrosolubles telles que le glucose. Cependant, la membrane cellulaire est parsemée de protéines transmembranaires qui permettent le passage à des molécules que les queues bloqueraient autrement.

La diffusion facilitée est un mécanisme de transport passif dans lequel les protéines porteuses transportent des molécules à travers la membrane cellulaire sans utiliser les sources d'énergie de la cellule. Au lieu de cela, l'énergie est fournie par le gradient de concentration, ce qui signifie que les molécules sont transportées de concentrations plus élevées vers des concentrations plus faibles, dans ou hors de la cellule. Les protéines porteuses se lient au glucose, ce qui les amène à changer de forme et à déplacer le glucose d'un côté de la membrane à l'autre. Les globules rouges utilisent la diffusion facilitée pour absorber le glucose.

Les cellules le long de l'intestin grêle utilisent le transport actif primaire pour garantir que le glucose ne circule que dans un seul sens: des aliments digérés à l'intérieur des cellules. Les protéines de transport actif utilisent l'adénosine triphosphate (ATP), la molécule de stockage d'énergie de la cellule, pour pomper le glucose dans la cellule, avec ou contre le gradient de concentration. Les protéines de transport sont connues sous le nom d'enzymes ATPase car elles peuvent libérer un groupe phosphate de l'ATP et utiliser l'énergie résultante pour effectuer un travail. Le transport actif garantit que le glucose ne s'échappera pas des cellules de l'intestin grêle pendant les périodes de privation de glucose.

Le transport actif secondaire est une autre méthode par laquelle les cellules importent du glucose. Dans cette méthode, une protéine transmembranaire connue sous le nom de symporteur importe deux ions sodium pour chaque molécule de glucose qu'elle importe. La méthode n'utilise pas d'ATP, mais repose plutôt sur le gradient de concentration plus élevé de sodium à l'extérieur de la cellule par rapport à l'intérieur de la cellule. Les ions sodium chargés positivement fournissent de l'énergie électrochimique pour importer du glucose avec ou contre le gradient de concentration de glucose. Le transport actif secondaire est utilisé par les cellules de l'intestin grêle, du cœur, du cerveau, des reins et de certains autres organes.