Περιεχόμενο
- Φιλτράρισμα αίματος στα νεφρώνα
- Διήθηση γλυκόζης στο Glomerulus
- Επαναπροσρόφηση γλυκόζης στους νεφρούς
- Συντηρητές γάλακτος εξαρτώμενοι από νάτριο
- Μεταφορέας γλυκόζης: GLUT2
Όταν οι νεφροί φιλτράρουν το αίμα για να απομακρύνουν τα απόβλητα, αρχικά περνούν το αίμα μέσα από μια μεμβράνη που αφαιρεί μεγάλα μόρια όπως πρωτεΐνες, αλλά επιτρέπει να περάσουν απόβλητα προϊόντα, άλατα, μόρια νερού, αμινοξέα και σάκχαρα όπως η γλυκόζη. Προκειμένου να διασφαλιστεί ότι τα πολύτιμα μόρια, όπως η γλυκόζη και τα αμινοξέα, δεν αποβάλλονται μαζί με τα απόβλητα, τα νεφρά πρέπει να τα απορροφούν. Η επαναπορρόφηση της γλυκόζης είναι μια διαδικασία που λαμβάνει χώρα στο εγγύς σωληνάριο.
Φιλτράρισμα αίματος στα νεφρώνα
Το αίμα ρέει μέσα στο νεφρό μέσω της νεφρικής αρτηρίας, η οποία διακλαδίζεται και υποδιαιρείται σε μικρότερα αγγεία για την παροχή αίματος στα νεφρώνα. Τα νεφρώνα είναι οι λειτουργικές μονάδες του νεφρού που πραγματοποιούν την πραγματική διήθηση και επαναρρόφηση. υπάρχουν περίπου ένα εκατομμύριο από αυτούς σε κάθε ενήλικα ανθρώπινο νεφρό. Κάθε νεφρόνο αποτελείται από ένα δίκτυο τριχοειδών, όπου λαμβάνει χώρα διήθηση και επαναπορρόφηση.
Διήθηση γλυκόζης στο Glomerulus
Το αίμα ρέει μέσα από μια σφαίρα τριχοειδών που ονομάζεται σπειροειδής. Εδώ η πίεση του αίματος προκαλεί διαρροή νερού, διαλυμένων αλάτων και μικρών μορίων, όπως αποβλήτων, αμινοξέων και γλυκόζης, μέσω των τοιχωμάτων των τριχοειδών, σε μια δομή αποκαλούμενη κάψουλα Bowmans, η οποία περιβάλλει το σπειράμα. Αυτό το αρχικό βήμα απομακρύνει τα απόβλητα από το αίμα ενώ αποτρέπει την απώλεια κυττάρων όπως τα ερυθρά αιμοσφαίρια ή τις πρωτεΐνες, αλλά αφαιρεί επίσης πολύτιμα μόρια όπως η γλυκόζη από την κυκλοφορία του αίματος. Η αφαίρεση των απαραίτητων διαλυμένων ουσιών προκαλεί το επόμενο βήμα στη διαδικασία διήθησης: επαναπορρόφηση.
Επαναπροσρόφηση γλυκόζης στους νεφρούς
Το σωληνοειδές τμήμα του νεφρώματος αποτελείται από τον εγγύς σωληνάριο, τον βρόχο του Henle και τον άπω σωληνάριο. Οι απομακρυσμένοι σωληνίσκοι και οι εγγύς σωληνίσκοι εκτελούν αντίθετες λειτουργίες Ενώ ο εγγύς σωληνάριο επαναρροφά διαλύματα στην παροχή αίματος, ο περιφερικός σωληνίσκος εκκρίνει διαλυμένες ουσίες αποβλήτων που θα εκλυθούν στα ούρα. Η επαναπορρόφηση της γλυκόζης λαμβάνει χώρα στο εγγύς σωληνάριο του νεφρώνα, ένας σωλήνας που οδηγεί από την κάψουλα Bowmans. Τα κύτταρα που ευθυγραμμίζουν το εγγύς σωληνάριο επανακτούν πολύτιμα μόρια, συμπεριλαμβανομένης της γλυκόζης. Ο μηχανισμός επαναρρόφησης είναι διαφορετικός για διαφορετικά μόρια και διαλυμένες ουσίες. Για τη γλυκόζη υπάρχουν δύο διεργασίες που εμπλέκονται: η διαδικασία με την οποία η γλυκόζη επαναρροφάται στην κορυφαία μεμβράνη του κυττάρου, δηλαδή τη μεμβράνη του κυττάρου που βλέπει προς το εγγύς σωληνάριο και στη συνέχεια με τον μηχανισμό με τον οποίο η γλυκόζη μετατοπίζεται διαμέσου της αντίθετης μεμβράνης το κύτταρο στην κυκλοφορία του αίματος.
Συντηρητές γάλακτος εξαρτώμενοι από νάτριο
Ενσωματωμένα στην κορυφαία μεμβράνη των κυττάρων που φέρουν επικάλυψη του εγγύς σωληναρίου είναι πρωτεΐνες που δρουν σαν μικροσκοπικές μοριακές αντλίες για να οδηγούν τα ιόντα νατρίου από το κύτταρο και τα ιόντα καλίου, εξαλείφοντας την αποθηκευμένη κυτταρική ενέργεια στη διαδικασία. Αυτή η δράση άντλησης εξασφαλίζει ότι η συγκέντρωση ιόντων νατρίου είναι πολύ μεγαλύτερη στο εγγύς σωληνάριο απ 'ότι στην κυψέλη, όπως η άντληση νερού σε δεξαμενή αποθήκευσης πάνω σε λόφο, ώστε να μπορεί να λειτουργήσει καθώς ρέει προς τα κάτω.
Οι ουσίες που διαλύονται σε νερό φυσιολογικά τείνουν να διαχέονται από περιοχές υψηλής έως χαμηλής συγκέντρωσης, πράγμα που αναγκάζει τα ιόντα νατρίου να επανέλθουν στην κυψέλη. Το κύτταρο επωφελείται από αυτή τη βαθμίδα συγκέντρωσης χρησιμοποιώντας μία πρωτεΐνη που ονομάζεται συντηρητής γλυκόζης 2 (SGLT2) εξαρτώμενος από το νάτριο, ο οποίος ζευγαρώνει τη μεταφορά διαμεμβρανικού ιόντος νατρίου στη μεταφορά ενός μορίου γλυκόζης. Ουσιαστικά, το SGLT2 είναι λίγο σαν μια αντλία γλυκόζης που τροφοδοτείται από ιόντα νατρίου και προσπαθεί να επιστρέψει στην κυψέλη.
Μεταφορέας γλυκόζης: GLUT2
Μόλις η γλυκόζη είναι μέσα στο κύτταρο, η επιστροφή του στην κυκλοφορία του αίματος είναι μια απλή διαδικασία. Οι πρωτεΐνες που ονομάζονται μεταφορείς γλυκόζης ή GLUT2s είναι ενσωματωμένες στην κυτταρική μεμβράνη δίπλα στην κυκλοφορία του αίματος και μεταφέρουν τη γλυκόζη στη μεμβράνη πίσω στο αίμα. Συνήθως η γλυκόζη είναι πιο συγκεντρωμένη μέσα στο κύτταρο, έτσι ώστε το κύτταρο δεν χρειάζεται να καταναλώνει ενέργεια για αυτό το τελευταίο στάδιο. Το GLUT2 παίζει έναν παθητικό ρόλο, όπως μια περιστρεφόμενη πόρτα που επιτρέπει στα ολισθαίνοντα μόρια γλυκόζης να γλιστρήσουν. Όχι η γλυκόζη μπορεί να επαναπορροφηθεί σε άτομα με υπεργλυκαιμία ή υψηλά επίπεδα σακχάρου στο αίμα. Η περίσσεια γλυκόζης πρέπει να εκκρίνεται από το περιφερικό σωληνάριο και να περνάει στα ούρα.