Captación de glucosa
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Método de captación de glucosa difiere a lo largo de los tejidos depende de dos factores; las necesidades metabólicas del tejido y la disponibilidad de glucosa. Las dos formas en que la glucosa la absorción puede ocurrir son difusión facilitada (un proceso pasivo) y transporte activo secundario (un proceso activo que requiere indirectamente la hidrólisis de ATP).
Difusión facilitada
Hay más de 10 diferentes tipos de transportadores de glucosa; Sin embargo, son los más significativos para el estudio de GLUT1-4.
GLUT1 y GLUT3 se encuentran en el membrana plasmática de células en todo el cuerpo, como son responsables de mantener una tasa de absorción de la glucosa basal. Nivel de glucemia basal es de aproximadamente 5mM. El Km valor (un indicador de la afinidad de la proteína de transporte para moléculas de glucosa; un bajo valor del kilómetro sugiere una alta afinidad) de las proteínas GLUT1 y GLUT3 es de 1mM; por lo tanto GLUT1 y GLUT3 tienen una alta afinidad para la glucosa y la absorción de la sangre es constante.
GLUT2 por el contrario tiene un alto valor de Km (15-20mM) y por lo tanto una baja afinidad para la glucosa. Se encuentran en el membranas de plasma de hepatocitos y pancreático células beta (en ratones, pero GLUT1 en células beta humanas; ver Referencia 1). El alto Km de GLUT2 permite la detección de glucosa; tasa de entrada de glucosa es proporcional a los niveles de glucemia.
GLUT4 los transportadores son insulina sensible y se encuentran en el músculo y adiposo tejido. Como el músculo es un sitio de almacenamiento de principio para la glucosa y el tejido adiposo para triglicéridos (en que la glucosa puede convertirse para el almacenaje), GLUT4 es importante en post-prandial absorción de exceso de glucosa de la sangre. Además, varios trabajos recientes muestran que GLUT 4 también está presente en el cerebro. La droga Metformina fosforila GLUT4, aumentando su sensibilidad a la insulina.
Durante el ayuno, algunos transportadores GLUT4 se expresará en la superficie de la célula. Sin embargo, la mayoría se encontrarán dentro de las membranas del plasma de citoplasmática vesículas dentro de la célula. Después de una comida y en la Unión de la insulina (liberado de la islotes de Langerhans) a los receptores en la superficie celular, una cascada de señalización comienza que culmina en el movimiento de las vesículas citoplásmicas hacia la membrana de la superficie celular. Al llegar al plasmalemma, las vesículas se fusionan con la membrana, aumentando el número de transportadores GLUT4 expresadas en la absorción de la glucosa superficial y por lo tanto, aumentando la célula.
Transporte activo secundario
Difusión facilitada puede ocurrir entre las células y torrente sanguíneo como el gradiente de concentración entre el medio intracelular y extracelular es tal que no hay hidrólisis de ATP se requiere.
Sin embargo en el riñón, la glucosa se reabsorbe del filtrado en el lumen del túbulo, donde está en una concentración relativamente baja, pasa a través de la epitelio cuboidal simple guarnición del túbulo renal y en el torrente sanguíneo donde es glucosa en una concentración relativamente alta. Por lo tanto el gradiente de la concentración de glucosa se opone a su reabsorción, y energía requerida para su transporte.
El transporte activo secundario de la glucosa en el riñón es Na+ enlazados; por lo tanto un Na+ gradiente debe ser establecida. Esto se logra mediante la acción de la Na+/K+ la bomba, la energía que se suministra a través de la hidrólisis de ATP. Tres Na+ los iones se sacan de la celda a cambio de dos K+ iones a través de la enzima intramembranosas Na + / K +-ATPasa; Esto deja una deficiencia relativa de Na+ en el compartimiento intracelular. Na+ los iones difunden por su gradiente de concentración en el epitelio cilíndrico, transporte de Co glucosa. Una vez dentro de las células epiteliales, glucosa reingresa al torrente sanguíneo a través de difusión facilitada a través de los transportadores GLUT2.
Por lo tanto la reabsorción de la glucosa es dependiente sobre el gradiente de sodio existentes que se genera mediante el funcionamiento activo de la NaKATPase. Como el cotransporte de la glucosa con sodio desde el lumen no directamente requiere hidrólisis de ATP pero depende sobre la acción de la ATPasa, esto se describe como transporte activo secundario.
Existen dos tipos de transporte activo secundario encontró dentro de los túbulos renales; cerca del glomérulo, donde los niveles de glucosa son altos, SGLT2 tiene una baja afinidad pero alta capacidad de transporte de la glucosa. Cerca del asa de Henle y en la túbulo contorneado distal de la Nefrona donde ha sido reabsorbida mucha glucosa en el torrente sanguíneo, se encuentran los transportadores SGLT1. Éstos tienen una alta afinidad para la glucosa y baja capacidad. Funcionamiento en conjunto, estos dos transportadores activos secundarios aseguran que se desperdician cantidades insignificantes sólo de glucosa a través de la excreción en la orina.
Referencias
1. de Vos, A., H. Heimberg, et al (1995). "Humanos y células beta rata difieren en transportador de glucosa pero no en la expresión génica glucokinase." La revista de investigación clínica 96(5): 2489-2495.