Када бубрези филтрирају крв да би уклонили отпадне материје, у почетку пролазе кроз крв кроз мембрану која уклања велике молекули воле протеине, али омогућавају пролаз отпадних производа, соли, молекула воде, аминокиселина и шећера попут глукозе кроз. Да би се осигурало да се вредни молекули попут глукозе и аминокиселина не излучују заједно са отпадним производима, бубрег их мора поново апсорбовати. Реапсорпција глукозе је процес који се одвија у проксималном тубулу.
Филтрирање крви у нефронима
Крв тече у бубрег кроз бубрежну артерију која се грана и дели на мање посуде за снабдевање нефрона крвљу. Нефрони су функционалне јединице бубрега које спроводе стварну филтрацију и реапсорпцију; има их отприлике милион у сваком одраслом људском бубрегу. Сваки нефрон се састоји од мреже капилара у којима се одвија филтрација и реапсорпција.
Филтрација глукозе у гломерулусу
Крв тече кроз куглу капилара звану гломерулус. Овде крвни притисак узрокује воду, растворене соли и мале молекуле попут отпадних производа, аминокиселина и глукоза да процури кроз зидове капилара у структуру која се назива Бовманова капсула, која окружује гломерулус. Овај почетни корак уклања отпадне производе из крви, истовремено спречавајући губитак ћелија попут црвених крвних зрнаца или протеина, али такође уклања и вредне молекуле попут глукозе из крвотока. Уклањање потребних растворених супстанци подстиче следећи корак у процесу филтрације: реапсорпција.
Реапсорпција глукозе у бубрезима
Цевасти део нефрона састоји се од проксималног тубула, Хенлеове петље и дисталног тубула. Дистални тубули и проксимални тубули врше супротне функције. Док се проксимални тубул реапсорбује растворен у снабдевању крвљу, дистални тубул лучи отпадне растворене материје које ће се излучивати урином. Реапсорпција глукозе се одвија у проксималном тубулу нефрона, цеви која излази из Боуманове капсуле. Ћелије које постављају проксимални тубул поново узимају вредне молекуле, укључујући глукозу. Механизам реапсорпције је различит за различите молекуле и растворене материје. За глукозу су укључена два процеса: процес којим се глукоза реапсорбује преко апикалне мембране ћелије, што значи мембрана ћелија која је окренута према проксималном тубулу, а затим механизам којим се глукоза шунтира преко супротне мембране ћелије у крвоток.
Котранспортери глукозе зависни од натријума
У апикалну мембрану ћелија које облажу проксимални тубул уграђени су протеини који делују попут мајушног молекула пумпе за избацивање јона натријума из ћелије и уношење калијумових јона, трошећи притом ускладиштену ћелијску енергију. Ова акција пумпања осигурава да је концентрација натријумових јона много већа у проксималном тубулу него у ћелији, попут пумпања воде у резервоар на врху брда, тако да може обављати посао док тече назад доле.
Растворене растворене супстанце у води природно теже дифузији из подручја високе до ниске концентрације, што доводи до тога да се натријумови јони враћају у ћелију. Ћелија користи предност овог градијента концентрације користећи протеин назван глукоза зависна од натријума котранспортер 2 (СГЛТ2), који повезује транс-мембрански транспорт натријумовог јона са транспортом глукозе молекула. У основи, СГЛТ2 је помало попут пумпе за глукозу коју напајају натријумови јони и покушава да се врати у ћелију.
Транспортер глукозе: ГЛУТ2
Једном када је глукоза унутар ћелије, враћање у крвоток је једноставан процес. Протеини названи транспортери глукозе или ГЛУТ2с уграђени су у ћелијску мембрану поред крвотока и транспортују глукозу преко мембране назад у крв. Обично је глукоза концентрисанија унутар ћелије, тако да ћелија не треба да троши енергију за ову последњу фазу. ГЛУТ2 игра углавном пасивну улогу попут ротирајућих врата која омогућавају провлачење одлазећих молекула глукозе. Не може се сва глукоза реапсорбовати код људи са хипергликемијом или високим шећером у крви. Прекомерна глукоза се мора излучити из дисталног тубула и пренети у урин.