Kur vyksta gliukozės reabsorbcija?

Kai inkstai filtruoja kraują, kad pašalintų atliekas, jie iš pradžių kraują praleidžia per membraną, pašalinančią didelius molekulės, pavyzdžiui, baltymai, tačiau leidžia praeiti atliekoms, druskoms, vandens molekulėms, amino rūgštims ir cukrams, pavyzdžiui, gliukozei per. Siekiant užtikrinti, kad vertingos molekulės, tokios kaip gliukozė ir amino rūgštys, neišskirtų kartu su atliekomis, inkstai turi jas absorbuoti. Gliukozės reabsorbcija yra procesas, vykstantis proksimaliniame kanalėlyje.

Kraujas į inkstus patenka per inkstų arteriją, kuri išsišakoja ir dalijasi į mažesnius indus, tiekdama kraują nefronams. Nefronai yra funkciniai inksto vienetai, atliekantys tikrąjį filtravimą ir reabsorbciją; kiekviename suaugusio žmogaus inkste jų yra maždaug milijonas. Kiekvieną nefroną sudaro kapiliarų tinklas, kuriame vyksta filtravimas ir reabsorbcija.

Kraujas teka per kapiliarų rutulį, vadinamą glomerulais. Čia kraujospūdis sukelia vandenį, ištirpusias druskas ir mažas molekules, tokias kaip atliekos, amino rūgštys ir gliukozės nutekėti per kapiliarų sienas į struktūrą, vadinamą Bowmano kapsule, kuri supa glomerulas. Šis pradinis žingsnis pašalina atliekas iš kraujo ir užkerta kelią ląstelių, tokių kaip raudonieji kraujo kūneliai ar baltymai, praradimui, tačiau taip pat pašalina vertingas molekules, tokias kaip gliukozė, iš kraujo. Būtinų ištirpusių medžiagų pašalinimas skatina kitą filtravimo proceso etapą: reabsorbciją.

Vamzdinė nefrono dalis susideda iš proksimalinio kanalėlio, Henle kilpos ir distalinio kanalėlio. Distaliniai kanalėliai ir proksimaliniai kanalėliai atlieka priešingas funkcijas. Nors proksimalinis kanalėlis reabsorbuoja ištirpusias medžiagas į kraują, distalinis kanalėlis išskiria atliekas, kurios bus pašalintos su šlapimu. Gliukozės reabsorbcija vyksta nefrono proksimaliniame kanalėlyje - vamzdelyje, išeinančiame iš Bowmano kapsulės. Ląstelės, išklojusios proksimalinį kanalėlį, išgauna vertingas molekules, įskaitant gliukozę. Reabsorbcijos mechanizmas skirtingoms molekulėms ir ištirpusiosioms medžiagoms yra skirtingas. Gliukozės atveju yra du procesai: procesas, kurio metu gliukozė reabsorbuojama visoje ląstelės viršūnėje, ty ląstelę, nukreiptą į proksimalinį kanalėlį, ir mechanizmą, kurio metu gliukozė perstumiama per priešingą ląstelės membraną į kraujotaka.

Į proksimalinį kanalėlį įklotų ląstelių viršūnės membranoje yra baltymai, veikiantys kaip maža molekulinė siurbliai išstumti natrio jonus iš ląstelės ir kalio jonus, išeikvodami proceso metu sukauptą ląstelių energiją. Šis pumpavimo veiksmas užtikrina, kad natrio jonų koncentracija proksimaliniame kanalėlyje būtų daug didesnė nei kameroje, pavyzdžiui, pumpuoti vandenį į kalvos viršų esančią talpyklą, kad ji galėtų dirbti grįždama atgal žemyn.

Natūraliai ištirpintos vandenyje ištirpusios medžiagos paprastai difunduoja iš didelės ar mažos koncentracijos zonų, todėl natrio jonai vėl teka į ląstelę. Ląstelė naudojasi šiuo koncentracijos gradientu naudodama baltymą, vadinamą nuo natrio priklausoma gliukoze kotransporteris 2 (SGLT2), kuris sujungia natrio jonų kryžminį membraninį transportavimą su gliukozės transportu molekulė. Iš esmės, SGLT2 yra šiek tiek panašus į gliukozės siurblį, kurį maitina natrio jonai, bandantys grįžti į ląstelę.

Gliukozei patekus į ląstelę, jos grąžinimas į kraują yra paprastas procesas. Baltymai, vadinami gliukozės pernešėjais arba GLUT2, yra įterpti į ląstelės membraną greta kraujotakos ir perkelia gliukozę per membraną atgal į kraują. Paprastai gliukozė yra labiau koncentruota ląstelės viduje, todėl ląstelei nereikia išleisti energijos paskutiniam etapui. GLUT2 vaidina iš esmės pasyvų vaidmenį, pavyzdžiui, sukamas duris, leidžiančias praslysti pro šalį išeinančioms gliukozės molekulėms. Ne visa gliukozė gali būti absorbuojama žmonėms, sergantiems hiperglikemija ar padidėjusiu cukraus kiekiu kraujyje. Gliukozės perteklių turi išskirti distalinis kanalėlis ir išleisti su šlapimu.