Příjem glukózy - Glucose uptake

Tento článek obsahuje a seznam doporučení, související čtení nebo externí odkazy, ale jeho zdroje zůstávají nejasné, protože mu chybí vložené citace. Prosím pomozte zlepšit tento článek představuji přesnější citace. (Ledna 2018) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

tento článek poskytuje nedostatečný kontext pro ty, kteří danému tématu nejsou obeznámeni. Prosím pomozte vylepšit článek podle poskytuje čtenáři více kontextu. (Ledna 2018) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

Metoda absorpce glukózy se liší napříč tkáněmi v závislosti na dvou faktorech; metabolické potřeby tkáně a dostupnost glukóza. Dva způsoby, jak může dojít k absorpci glukózy, jsou usnadněná difúze (pasivní proces) a sekundární aktivní transport (aktivní proces, který na iontovém gradientu, který je stanoven hydrolýzou ATP, známý jako primární aktivní transport ). Aktivní transport je pohyb iontů nebo molekul proti koncentračnímu gradientu.

Usnadněná difúze

Existuje více než 10 různých typů transportérů glukózy; nejvýznamnější pro studii jsou však GLUT1-4.

GLUT1 a GLUT3 jsou umístěny v plazmatická membrána buněk v těle, protože jsou odpovědné za udržování bazální rychlosti absorpce glukózy. Základní hladina glukózy v krvi je přibližně 5 mM (5 milimolů ). The Km hodnota (indikátor afinity transportního proteinu pro molekuly glukózy; nízká hodnota Km naznačuje vysokou afinitu) proteinů GLUT1 a GLUT3 je 1 mM; proto GLUT1 a GLUT3 mají vysokou afinitu k glukóze a absorpce z krevního řečiště je konstantní.

GLUT2 naopak má vysokou hodnotu Km (15-20 mM), a proto nízkou afinitu k glukóze. Jsou umístěny v plazmatické membrány z hepatocyty a pankreatické beta buňky (u myší, ale GLUT1 v lidských beta buňkách; viz reference 1). Vysoká Km GLUT2 umožňuje snímání glukózy; rychlost vstupu glukózy je úměrná hladinám glukózy v krvi.

GLUT4 transportéry jsou inzulín citlivé a nacházejí se ve svalech a tukové tkáň. Protože sval je hlavním úložištěm glukózy a tukové tkáně triglycerid (na kterou lze přeměnit glukózu pro skladování), je GLUT4 důležitý v postprandiální absorpce přebytečné glukózy z krevního řečiště. Několik nedávných článků navíc ukazuje, že GLUT 4 je přítomen také v mozku. Droga metformin fosforyluje GLUT4, čímž zvyšuje jeho citlivost na inzulín.

Během půstu budou některé transportéry GLUT4 vyjádřeny na povrchu buňky. Většina však bude nalezena v cytoplazmatický vezikuly uvnitř buňky. Po jídle a při navázání inzulínu (uvolněného z Langerhansových ostrůvků ) k receptorům na buněčném povrchu začíná signální kaskáda aktivací aktivity fosfatidylinositolkinázy, která vrcholí pohybem cytoplazmatických vezikul směrem k buněčné povrchové membráně. Po dosažení plasmalemma se vezikuly fúzují s membránou, čímž se zvyšuje počet transportérů GLUT4 exprimovaných na povrchu buňky, a tím se zvyšuje absorpce glukózy.

Sekundární aktivní transport

Mezi krevním řečištěm a buňkami může dojít k usnadnění difúze, protože koncentrační gradient mezi extracelulárním a intracelulárním prostředím je takový, že není nutná žádná hydrolýza ATP.

V ledvinách je však glukóza reabsorbována z filtrátu v lumen tubulu, kde je v relativně nízké koncentraci, prochází skrz jednoduchý kuboidní epitel sliznice ledvinového tubulu a do krevního řečiště, kde je glukóza ve srovnatelně vysoké koncentraci. Koncentrační gradient glukózy se proto staví proti její reabsorpci a pro její transport je zapotřebí energie.

Sekundární aktivní transport glukózy v ledvinách je Na⁺ spojené; proto Na⁺ musí být stanoven gradient. Toho je dosaženo působením Na⁺/ K.⁺ čerpadlo, jehož energie je poskytována prostřednictvím hydrolýza ATP. Tři Na⁺ ionty jsou vytlačovány z buňky výměnou za dva K.⁺ ionty vstupující přes intramembránový enzym Na + / K + -ATPáza; to zanechává relativní nedostatek Na⁺ v intracelulárním kompartmentu. Na⁺ ionty difundují svým koncentračním gradientem do sloupcového epitelu, společná přeprava glukóza. Jakmile jsou uvnitř epiteliálních buněk, glukóza vrací do krevního řečiště prostřednictvím usnadněné difúze transportéry GLUT2.

Reabsorpce glukózy tedy závisí na existujícím gradientu sodíku, který je generován aktivním fungováním NaKATPázy. Jako kotransport glukózy se sodíkem z lumenu přímo nevyžaduje hydrolýzu ATP, ale závisí na působení ATPázy, což je popsáno jako sekundární aktivní transport.

V ledvinovém tubulu se nacházejí dva typy sekundárního aktivního transportéru; blízko k glomerulus kde jsou hladiny glukózy vysoké, má SGLT2 nízkou afinitu, ale vysokou kapacitu pro transport glukózy. Blízko k smyčka Henle a v distální spletitý tubul z nefron tam, kde bylo do krve zpětně absorbováno velké množství glukózy, se nacházejí transportéry SGLT1. Ty mají vysokou afinitu k glukóze a nízkou kapacitu. Tyto dva sekundární aktivní transportéry fungují společně a zajišťují, že vylučováním močí je zbytečné jen zanedbatelné množství glukózy.

Reference

1. De Vos, A., H. Heimberg a kol. (1995). „Lidské a krysí beta buňky se liší v transportéru glukózy, ale ne v expresi genu pro glukokinázu.“ The Journal of Clinical Investigation 96 (5): 2489-2495.