Keď obličky filtrujú krv na odstránenie odpadových látok, spočiatku prechádzajú krvou cez membránu, ktorá odstraňuje veľké množstvo molekuly ako bielkoviny, ale umožňuje priechod odpadovým produktom, soliam, molekulám vody, aminokyselinám a cukrom, ako je glukóza cez. Aby sa zabezpečilo, že cenné molekuly ako glukóza a aminokyseliny sa nevylučujú spolu s odpadovými látkami, musí ich oblička znovu absorbovať. Reabsorpcia glukózy je proces, ktorý prebieha v proximálnom tubule.
Filtrovanie krvi v Nefrónoch
Krv prúdi do obličky renálnou artériou, ktorá sa rozvetvuje a delí na menšie cievy, aby dodávala krv nefrónom. Nefróny sú funkčné jednotky obličiek, ktoré uskutočňujú skutočnú filtráciu a reabsorpciu; v každej obličke dospelého človeka je ich približne milión. Každý nefrón je tvorený sieťou kapilár, kde prebieha filtrácia a reabsorpcia.
Filtrácia glukózy v glomerule
Krv preteká guľou kapilár, ktorá sa nazýva glomerulus. Krvný tlak tu spôsobuje vodu, rozpustené soli a malé molekuly, ako sú odpadové látky, aminokyseliny a glukóza presakovať cez steny kapilár do štruktúry nazývanej Bowmanova kapsula, ktorá obklopuje glomerulus. Tento počiatočný krok odstraňuje odpadové produkty z krvi a zároveň zabraňuje strate buniek, ako sú červené krvinky alebo bielkoviny, ale tiež odstraňuje cenné molekuly, ako je glukóza, z krvi. Odstránenie potrebných rozpustených látok vedie k ďalšiemu kroku filtračného procesu: reabsorpcii.
Reabsorpcia glukózy v obličkách
Rúrková časť nefrónu pozostáva z proximálneho tubulu, Henleovej slučky a distálneho tubulu. Distálne tubuly a proximálne tubuly vykonávajú protichodné funkcie. Zatiaľ čo proximálny tubul reabsorbuje rozpustené látky do krvného zásobenia, distálny tubul vylučuje odpadové látky, ktoré sa budú vylučovať močom. K reabsorpcii glukózy dochádza v proximálnom tubule nefrónu, trubici vedúcej z Bowmanovej kapsuly. Bunky, ktoré lemujú proximálny tubul, zachytávajú späť cenné molekuly vrátane glukózy. Mechanizmus reabsorpcie je pre rôzne molekuly a rozpustené látky odlišný. U glukózy sú zapojené dva procesy: proces, pri ktorom sa glukóza reabsorbuje cez apikálnu membránu bunky, čo znamená membránu bunka, ktorá smeruje von do proximálneho tubulu, a potom mechanizmus, ktorým sa glukóza posúva cez opačnú membránu bunky do krvný obeh.
Cotransporters glukózy závislé od sodíka
V apikálnej membráne buniek lemujúcich proximálny tubul sú zabudované proteíny, ktoré pôsobia ako malá molekula pumpy na vytlačenie iónov sodíka z bunky a draselných iónov dovnútra, pričom sa pri tomto procese spotrebúva bunková energia. Toto čerpanie zaisťuje, že koncentrácia sodíkových iónov je v proximálnom tubule oveľa vyššia ako v bunke, ako je čerpanie vody do akumulačnej nádrže na kopci, aby mohla pracovať, keď tečie späť dole.
Rozpúšťané látky rozpustené vo vode majú prirodzene tendenciu difundovať z oblastí s vysokou až nízkou koncentráciou, čo spôsobuje, že ióny sodíka prúdia späť do bunky. Bunka využíva tento koncentračný gradient s použitím proteínu nazývaného glukóza závislá od sodíka kotransporter 2 (SGLT2), ktorý spája krížový membránový transport sodíkového iónu s transportom glukózy molekula. SGLT2 je v podstate niečo ako glukózová pumpa poháňaná sodíkovými iónmi, ktoré sa snažia dostať späť do bunky.
Transportér glukózy: GLUT2
Akonáhle je glukóza vo vnútri bunky, jej návrat do krvi je jednoduchý proces. Proteíny nazývané transportéry glukózy alebo GLUT2 sú zabudované v bunkovej membráne susediacej s krvným obehom a prenášajú glukózu cez membránu späť do krvi. Obvykle je glukóza koncentrovanejšia vo vnútri bunky, takže bunka nemusí pre túto poslednú fázu vydávať žiadnu energiu. GLUT2 hrá do značnej miery pasívnu úlohu ako otočné dvere, ktoré umožňujú prekĺzavanie odchádzajúcich molekúl glukózy. Nie všetko z glukózy môže byť reabsorbované u ľudí s hyperglykémiou alebo vysokou hladinou cukru v krvi. Prebytočná glukóza musí byť vylučovaná distálnym tubulom a vylučovaná močom.