Kan glukos spridas genom cellmembranet genom enkel diffusion?

Glukos är ett socker med sex kol som metaboliseras direkt av celler för att ge energi. Cellerna längs tunntarmen absorberar glukos tillsammans med andra näringsämnen från maten du äter. En glukosmolekyl är för stor för att passera genom ett cellmembran via enkel diffusion. Istället hjälper celler glukosdiffusion genom underlättad diffusion och två typer av aktiv transport.

Ett cellmembran består av två fosfolipidskikt i vilka varje molekyl innehåller ett enda fosfathuvud och två lipid- eller fettsyrasvansar. Huvudena inriktas längs cellmembranets inre och yttre gränser, medan svansarna upptar utrymmet däremellan. Endast små, icke-polära molekyler kan passera genom membranet genom enkel diffusion. Lipidsvansarna avvisar polära eller delvis laddade molekyler, som inkluderar många vattenlösliga ämnen såsom glukos. Cellmembranet är dock pepprat med transmembranproteiner som ger passage till molekyler som svansarna annars skulle blockera.

Underlättad diffusion är en passiv transportmekanism där bärarproteiner förflyttar molekyler över cellmembranet utan att använda cellens energiförsörjning. Istället tillhandahålls energin med koncentrationsgradienten, vilket innebär att molekyler transporteras från högre till lägre koncentrationer, in i eller ut ur cellen. Bärarproteinerna binder till glukos, vilket får dem att ändra form och translokera glukosen från ena sidan av membranet till den andra. Röda blodkroppar använder lättad diffusion för att absorbera glukos.

Cellerna längs tunntarmen använder primär aktiv transport för att säkerställa att glukos bara flyter en väg: från smält mat till insidan av cellerna. Aktiva transportproteiner använder adenosintrifosfat (ATP), cellens energilagringsmolekyl, för att pumpa glukos in i cellen, antingen med eller mot koncentrationsgradienten. Transportproteinerna är kända som ATPase-enzymer eftersom de kan frigöra en fosfatgrupp från ATP och använda den resulterande energin för att utföra arbete. Aktiv transport säkerställer att glukos inte läcker ut ur tunntarmscellerna under perioder med glukos svält.

Sekundär aktiv transport är en annan metod genom vilken celler importerar glukos. I denna metod importerar ett transmembranprotein som kallas en symporter två natriumjoner för varje glukosmolekyl det importerar. Metoden använder inte ATP utan istället förlitar sig på den högre koncentrationsgradienten av natrium utanför cellen i förhållande till cellens inre. De positivt laddade natriumjonerna ger elektrokemisk energi för att importera glukos med eller mot glukoskoncentrationsgradienten. Sekundär aktiv transport används av celler i tunntarmen, hjärtat, hjärnan, njurarna och vissa andra organ.