Var uppträder glukosåterabsorption?

När njurarna filtrerar blod för att avlägsna avfallsprodukter passerar de inledningsvis blodet genom ett membran som tar bort stort molekyler som proteiner men tillåter avfallsprodukter, salter, vattenmolekyler, aminosyror och sockerarter som glukos att passera genom. För att säkerställa att värdefulla molekyler som glukos och aminosyror inte utsöndras tillsammans med avfallsprodukterna, måste njuren absorbera dem igen. Glukosåterabsorption är en process som äger rum i den proximala tubulan.

Blod flyter in i njuren genom njurartären, som förgrenas och delas in i mindre kärl för att tillföra blod till nefronerna. Nefronerna är de funktionella enheterna i njuren som utför den faktiska filtreringen och återabsorptionen. det finns ungefär en miljon av dem i varje vuxen mänsklig njure. Varje nefron består av ett nätverk av kapillärer där filtrering och återabsorption sker.

Blodet strömmar genom en boll av kapillärer som kallas glomerulus. Här orsakar blodtrycket vatten, upplösta salter och små molekyler som avfallsprodukter, aminosyror och glukos att läcka genom kapillärernas väggar in i en struktur som kallas Bowmans kapsel, som omger glomerulus. Detta första steg tar bort avfallsprodukter från blodet samtidigt som det förhindrar förlust av celler som röda blodkroppar eller proteiner, men det tar också bort värdefulla molekyler som glukos från blodomloppet. Avlägsnande av nödvändiga lösta ämnen uppmanar nästa steg i filtreringsprocessen: återabsorption.

Den rörformiga delen av nefronen består av den proximala tubulan, Henle-slingan och den distala tubulan. Distala tubuli och proximala tubuli utför motsatta funktioner. Medan den proximala tubuli återabsorberar lösta ämnen i blodtillförseln utsöndrar den distala tubulen avfall som löses ut som kommer att utsöndras i urinen. Glukosåterabsorption äger rum i nefronens proximala tubulär, ett rör som leder ut ur Bowmans kapsel. Cellerna som fodrar den proximala tubulan återfångar värdefulla molekyler, inklusive glukos. Mekanismen för återabsorption är olika för olika molekyler och lösta ämnen. För glukos är det två processer inblandade: processen där glukos återabsorberas över cellens apikala membran, vilket betyder membranet i cell som vetter ut mot den proximala tubulan, och sedan mekanismen varigenom glukosen shuntas över det motsatta membranet av cellen in i blodomlopp.

Inbäddade i det apikala membranet i cellerna som foder den proximala tubulan är proteiner som fungerar som små molekyler pumpar för att driva ut natriumjoner ur cellen och kaliumjoner in och spara lagrad cellulär energi i processen. Denna pumpåtgärd säkerställer att koncentrationen av natriumjoner är mycket högre i den proximala tubulan än i cellen, som att pumpa vatten till en lagringstank ovanpå en kulle så att den kan göra arbete när den rinner tillbaka ner.

Lösta ämnen upplösta i vatten tenderar naturligt att diffundera från områden med hög till låg koncentration, vilket får natriumjonerna att strömma tillbaka in i cellen. Cellen utnyttjar denna koncentrationsgradient med hjälp av ett protein som kallas natriumberoende glukos cotransporter 2 (SGLT2), som kopplar en tvärmembran-transport av en natriumjon till transporten av en glukos molekyl. I grund och botten är SGLT2 lite som en glukospump som drivs av natriumjoner som försöker komma tillbaka in i cellen.

När glukosen är inne i cellen är det en enkel process att återföra den till blodomloppet. Proteiner som kallas glukostransportörer eller GLUT2 är inbäddade i det cellulära membranet intill blodomloppet och för glukosen över membranet tillbaka in i blodet. Vanligtvis är glukosen mer koncentrerad inuti cellen, så cellen behöver inte använda någon energi för det sista steget. GLUT2 spelar en till stor del passiv roll som en svängdörr som gör att de utgående glukosmolekylerna kan glida igenom. Inte allt glukos kan återabsorberas hos personer med hyperglykemi eller högt blodsocker. Överskott av glukos måste utsöndras av den distala tubulan och passeras i urinen.