NộI Dung
- Lọc máu trong Nephrons
- Glucose lọc trong cầu thận
- Tái hấp thu glucose ở thận
- Các chất chuyển hóa glucose phụ thuộc natri
- Vận chuyển glucose: GLUT2
Khi thận lọc máu để loại bỏ các chất thải, ban đầu chúng sẽ truyền máu qua màng loại bỏ các phân tử lớn như protein nhưng cho phép các chất thải, muối, phân tử nước, axit amin và đường như glucose đi qua. Để đảm bảo rằng các phân tử có giá trị như glucose và axit amin không được bài tiết cùng với các chất thải, thận phải hấp thụ lại chúng. Tái hấp thu glucose là một quá trình diễn ra trong ống lượn gần.
Lọc máu trong Nephrons
Máu chảy vào thận qua động mạch thận, phân nhánh và phân chia thành các mạch nhỏ hơn để cung cấp máu cho các nephron. Các nephron là đơn vị chức năng của thận thực hiện quá trình lọc và tái hấp thu thực tế; có khoảng một triệu người trong số họ ở mỗi người trưởng thành. Mỗi nephron bao gồm một mạng lưới các mao mạch nơi diễn ra quá trình lọc và tái hấp thu.
Glucose lọc trong cầu thận
Máu chảy qua một quả bóng mao mạch gọi là cầu thận. Ở đây, huyết áp làm cho nước, muối hòa tan và các phân tử nhỏ như chất thải, axit amin và glucose bị rò rỉ qua các thành mao mạch thành một cấu trúc gọi là viên nang Bowmans, bao quanh cầu thận. Bước đầu tiên này sẽ loại bỏ các chất thải từ máu trong khi ngăn ngừa sự mất các tế bào như hồng cầu hoặc protein, nhưng nó cũng loại bỏ các phân tử có giá trị như glucose từ máu. Loại bỏ các chất hòa tan cần thiết nhắc nhở bước tiếp theo trong quá trình lọc: tái hấp thu.
Tái hấp thu glucose ở thận
Phần ống của nephron bao gồm ống lượn gần, vòng Henle và ống lượn xa. Các ống lượn xa và ống lượn gần thực hiện các chức năng đối nghịch. Trong khi ống lượn gần tái hấp thu vào nguồn cung cấp máu, ống lượn xa sẽ tiết ra các chất thải sẽ được bài tiết qua nước tiểu. Sự tái hấp thu glucose diễn ra trong ống lượn gần của nephron, một ống dẫn ra khỏi viên nang Bowmans. Các tế bào xếp thành ống lượn gần thu hồi các phân tử có giá trị, bao gồm glucose. Cơ chế tái hấp thu là khác nhau đối với các phân tử và chất hòa tan khác nhau. Đối với glucose có hai quá trình liên quan: quá trình glucose được tái hấp thu qua màng đỉnh của tế bào, nghĩa là màng của tế bào hướng ra ngoài ống lượn gần, và sau đó là cơ chế mà glucose được chuyển qua màng đối diện tế bào vào máu.
Các chất chuyển hóa glucose phụ thuộc natri
Được nhúng trong màng đỉnh của các tế bào lót ống lượn gần là các protein hoạt động giống như các bơm phân tử nhỏ để đẩy các ion natri ra khỏi tế bào và các ion kali trong quá trình lưu trữ năng lượng của tế bào. Hành động bơm này đảm bảo rằng nồng độ của các ion natri trong ống lượn gần cao hơn nhiều so với trong tế bào, giống như bơm nước vào bể chứa trên đỉnh đồi để nó có thể hoạt động khi nó chảy ngược xuống.
Các chất hòa tan trong nước có xu hướng khuếch tán từ các khu vực có nồng độ cao đến thấp, khiến các ion natri chảy ngược vào tế bào. Tế bào tận dụng gradient nồng độ này bằng cách sử dụng một protein gọi là glucose cotransporter 2 (SGLT2) phụ thuộc natri, kết hợp việc vận chuyển qua màng của ion natri để vận chuyển phân tử glucose. Về cơ bản, SGLT2 giống như một máy bơm glucose được cung cấp bởi các ion natri đang cố gắng quay trở lại tế bào.
Vận chuyển glucose: GLUT2
Một khi glucose ở trong tế bào, đưa nó trở lại dòng máu là một quá trình đơn giản. Các protein được gọi là chất vận chuyển glucose hoặc GLUT2 được nhúng vào màng tế bào tiếp giáp với máu và đưa glucose qua màng trở lại vào máu. Thông thường glucose tập trung nhiều hơn bên trong tế bào, vì vậy tế bào không cần tiêu tốn bất kỳ năng lượng nào cho giai đoạn cuối cùng này. GLUT2 đóng vai trò chủ yếu thụ động giống như một cánh cửa quay vòng cho phép các phân tử glucose ra ngoài lướt qua. Không phải tất cả glucose có thể được tái hấp thu ở những người bị tăng đường huyết, hoặc lượng đường trong máu cao. Glucose dư thừa phải được tiết ra từ ống lượn xa và truyền qua nước tiểu.