Глюкоза - это шестиуглеродный сахар, который непосредственно метаболизируется клетками для получения энергии. Клетки тонкой кишки поглощают глюкозу вместе с другими питательными веществами из пищи, которую вы едите. Молекула глюкозы слишком велика, чтобы пройти через клеточную мембрану путем простой диффузии. Вместо этого клетки способствуют диффузии глюкозы за счет облегченной диффузии и двух типов активного транспорта.
Клеточная мембрана
Клеточная мембрана состоит из двух слоев фосфолипидов, в которых каждая молекула содержит одну фосфатную головку и два липидных или жирнокислотных хвоста. Головки выравниваются по внутренней и внешней границам клеточной мембраны, а хвосты занимают пространство между ними. Только небольшие неполярные молекулы могут проходить через мембрану путем простой диффузии. Липидные хвосты отклоняют полярные или частично заряженные молекулы, которые включают много водорастворимых веществ, таких как глюкоза. Однако клеточная мембрана усеяна трансмембранными белками, которые обеспечивают проход молекулам, которые в противном случае блокировали бы хвосты.
Облегченная диффузия
Облегченная диффузия - это пассивный транспортный механизм, при котором белки-носители перемещают молекулы через клеточную мембрану без использования источников энергии клетки. Вместо этого энергия обеспечивается градиентом концентрации, что означает, что молекулы транспортируются от более высоких к более низким концентрациям, внутрь или из клетки. Белки-носители связываются с глюкозой, что заставляет их изменять форму и перемещать глюкозу с одной стороны мембраны на другую. Эритроциты используют облегченную диффузию для поглощения глюкозы.
Первичный активный транспорт
Клетки тонкой кишки используют первичный активный транспорт, чтобы глюкоза текла только в одном направлении: от переваренной пищи внутрь клеток. Активные транспортные белки используют аденозинтрифосфат (АТФ), молекулу хранения энергии клетки, чтобы перекачивать глюкозу в клетку, либо с градиентом концентрации, либо против него. Транспортные белки известны как ферменты АТФазы, потому что они могут освобождать фосфатную группу от АТФ и использовать полученную энергию для работы. Активный транспорт гарантирует, что глюкоза не будет вытекать из клеток тонкого кишечника в периоды глюкозного голодания.
Вторичный активный транспорт
Вторичный активный транспорт - еще один метод, с помощью которого клетки импортируют глюкозу. В этом методе трансмембранный белок, известный как симпортер, импортирует два иона натрия на каждую импортируемую им молекулу глюкозы. В этом методе не используется АТФ, а вместо этого используется более высокий градиент концентрации натрия вне клетки по сравнению с внутренней частью клетки. Положительно заряженные ионы натрия обеспечивают электрохимическую энергию для импорта глюкозы с градиентом концентрации глюкозы или против него. Вторичный активный транспорт используется клетками тонкого кишечника, сердца, мозга, почек и некоторых других органов.