Kan glucose door eenvoudige diffusie door het celmembraan diffunderen?

Glucose is een suiker met zes koolstofatomen die direct door cellen wordt gemetaboliseerd om energie te leveren. De cellen langs uw dunne darm absorberen glucose samen met andere voedingsstoffen uit het voedsel dat u eet. Een glucosemolecuul is te groot om via eenvoudige diffusie door een celmembraan te gaan. In plaats daarvan helpen cellen glucosediffusie door gefaciliteerde diffusie en twee soorten actief transport.

Een celmembraan is samengesteld uit twee fosfolipidelagen waarin elk molecuul een enkele fosfaatkop en twee lipide- of vetzuurstaarten bevat. De koppen zijn uitgelijnd langs de binnen- en buitengrenzen van het celmembraan, terwijl de staarten de ruimte ertussen innemen. Alleen kleine, niet-polaire moleculen kunnen door eenvoudige diffusie door het membraan gaan. De lipidestaarten stoten polaire of gedeeltelijk geladen moleculen af, waaronder veel in water oplosbare stoffen zoals glucose. Het celmembraan is echter doorspekt met transmembraaneiwitten die zorgen voor doorgang naar moleculen die de staarten anders zouden blokkeren.

Gefaciliteerde diffusie is een passief transportmechanisme waarbij dragereiwitten moleculen door het celmembraan verplaatsen zonder de energievoorraden van de cel te gebruiken. In plaats daarvan wordt de energie geleverd door de concentratiegradiënt, wat betekent dat moleculen van hogere naar lagere concentraties worden getransporteerd, de cel in of uit. De dragereiwitten binden aan glucose, waardoor ze van vorm veranderen en de glucose van de ene kant van het membraan naar de andere verplaatsen. Rode bloedcellen gebruiken gefaciliteerde diffusie om glucose te absorberen.

De cellen langs de dunne darm gebruiken primair actief transport om ervoor te zorgen dat glucose maar één kant op stroomt: van verteerd voedsel naar de binnenkant van cellen. Actieve transporteiwitten gebruiken adenosinetrifosfaat (ATP), het energieopslagmolecuul van de cel, om glucose de cel in te pompen, met of tegen de concentratiegradiënt. De transporteiwitten staan ​​bekend als ATPase-enzymen omdat ze een fosfaatgroep van ATP kunnen bevrijden en de resulterende energie kunnen gebruiken om werk te doen. Actief transport zorgt ervoor dat glucose niet uit dunne darmcellen lekt tijdens perioden van glucosegebrek.

Secundair actief transport is een andere methode waarmee cellen glucose importeren. Bij deze methode importeert een transmembraaneiwit dat bekend staat als een symporter twee natriumionen voor elk glucosemolecuul dat het importeert. De methode maakt geen gebruik van ATP, maar vertrouwt in plaats daarvan op de hogere concentratiegradiënt van natrium buiten de cel ten opzichte van het binnenste van de cel. De positief geladen natriumionen leveren elektrochemische energie om glucose met of tegen de glucoseconcentratiegradiënt te importeren. Secundair actief transport wordt gebruikt door cellen in de dunne darm, het hart, de hersenen, de nieren en bepaalde andere organen.