Indhold
- Filtrering af blod i nefronerne
- Glukosefiltrering i Glomerulus
- Glukoserebsorption i nyrerne
- Natriumafhængige glukosekotransportører
- Glukosetransporter: GLUT2
Når nyrerne filtrerer blod for at fjerne affaldsprodukter, passerer de først blodet gennem en membran, der fjerner store molekyler som proteiner, men tillader affaldsprodukter, salte, vandmolekyler, aminosyrer og sukkerarter som glukose at passere igennem. For at sikre, at værdifulde molekyler som glukose og aminosyrer ikke udskilles sammen med affaldsprodukter, skal nyrerne absorbere dem igen. Glukoserebsorption er en proces, der finder sted i den proksimale tubule.
Filtrering af blod i nefronerne
Blod strømmer ind i nyrerne gennem nyrearterien, som forgrenes og opdeles i mindre kar for at levere blod til nefronerne. Nefronerne er de funktionelle enheder i nyrerne, der udfører den egentlige filtrering og reabsorption; der er cirka en million af dem i hver voksen menneskelig nyre. Hver nefron består af et netværk af kapillærer, hvor filtrering og reabsorption finder sted.
Glukosefiltrering i Glomerulus
Blodet strømmer gennem en kugle af kapillærer kaldet glomerulus. Her får blodtrykket vand, opløste salte og små molekyler som affaldsprodukter, aminosyrer og glukose til at lække gennem kapillærvæggene i en struktur kaldet Bowmans-kapsel, der omgiver glomerulus. Dette indledende trin fjerner affaldsprodukter fra blodet, mens det forhindrer tab af celler som røde blodlegemer eller proteiner, men det fjerner også værdifulde molekyler som glukose fra blodbanen. Fjernelse af nødvendige opløste stoffer beder om det næste trin i filtreringsprocessen: reabsorption.
Glukoserebsorption i nyrerne
Den rørformede del af nefronen består af den proximale tubule, Henles sløjfe og det distale rør. Distale rør og proksimale rør udfører modsatrettede funktioner. Mens den proksimale tubule reabsorberer opløste stoffer i blodforsyningen, udskiller den distale tubule affaldsstoffer, der udskilles i urinen. Glukoserebsorption finder sted i nefronens proximale tubule, et rør, der fører ud af Bowmans kapsel. De celler, der linjer den proximale tubule, genfanger værdifulde molekyler, herunder glukose. Reabsorptionsmekanismen er forskellig for forskellige molekyler og opløste stoffer. For glukose er der to processer involveret: processen, hvorved glukose reabsorberes over cellens apikale membran, hvilket betyder, at membranen i cellen, der vender ud mod den proksimale tubule, og derefter mekanismen, hvorved glukosen skubbes over den modsatte membran af cellen ind i blodbanen.
Natriumafhængige glukosekotransportører
Indlejret i den apikale membran af cellerne, der forer den proximale tubule, er proteiner, der fungerer som bittesmå molekylære pumper til at drive natriumioner ud af cellen og kaliumioner ind og udgive lagret cellulær energi i processen. Denne pumpehandling sikrer, at koncentrationen af natriumioner er meget højere i den proksimale tubule end i cellen, ligesom pumpning af vand til en opbevaringstank oven på en bakke, så det kan arbejde, når det strømmer ned igen.
Opløsninger opløst i vand har naturligvis en tendens til at diffundere fra områder med høj til lav koncentration, hvilket får natriumionerne til at strømme tilbage i cellen. Cellen drager fordel af denne koncentrationsgradient ved anvendelse af et protein kaldet den natriumafhængige glukosecotransporter 2 (SGLT2), der parerer tværmembrantransporten af en natriumion til transporten af et glukosemolekyle. I det væsentlige ligner SGLT2 lidt som en glukosepumpe drevet af natriumionerne, der prøver at komme tilbage i cellen.
Glukosetransporter: GLUT2
Når glukosen er inde i cellen, er det en simpel proces at returnere den til blodbanen. Proteiner kaldet glukosetransportører eller GLUT2'er er indlejret i den cellulære membran ved siden af blodbanen og færger glukosen over membranen tilbage i blodet. Normalt er glukosen mere koncentreret inde i cellen, så cellen behøver ikke at bruge nogen energi til dette sidste trin. GLUT2 spiller en stort set passiv rolle som en roterende dør, der gør det muligt for de udgående glukosemolekyler at glide igennem. Ikke al glukose kan reabsorberes hos personer med hyperglykæmi eller højt blodsukker. Overskydende glukose skal udskilles i det distale rør og ledes i urin.