Quando i reni filtrano il sangue per rimuovere i prodotti di scarto, inizialmente passano il sangue attraverso una membrana che rimuove le grandi molecole come le proteine ​​ma consente il passaggio di prodotti di scarto, sali, molecole d'acqua, amminoacidi e zuccheri come il glucosio. Per garantire che le molecole preziose come glucosio e amminoacidi non vengano espulse insieme ai prodotti di scarto, il rene deve riassorbirle, un processo che avviene nel tubulo prossimale.

Rifornimento di sangue

Il sangue scorre nel rene attraverso l'arteria renale, che si ramifica e si suddivide in vasi più piccoli per fornire sangue ai nefroni. I nefroni sono le unità funzionali del rene che svolgono la reale filtrazione e riassorbimento; ce ne sono centinaia di migliaia nei reni umani adulti.

Filtrazione

Il sangue scorre attraverso una sfera di capillari chiamata glomerulo; qui la pressione sanguigna causa acqua, sali disciolti e piccole molecole come prodotti di scarto, amminoacidi e glucosio per filtrare attraverso le pareti dei capillari in una struttura chiamata capsula di Bowman. Questo primo passaggio rimuove i prodotti di scarto dal sangue e previene la perdita di cellule come i globuli rossi o le proteine, ma rimuove anche preziose molecole come il glucosio dal sangue. Di qui la fase successiva del processo: riassorbimento.

Riassorbimento

Il riassorbimento avviene nel tubulo prossimale del nefrone, un tubo che esce dalla capsula di Bowman. Le cellule che rivestono il tubulo prossimale recuperano preziose molecole incluso, ovviamente, il glucosio. Il meccanismo con cui lo fanno è diverso per diverse molecole e soluti. Per il glucosio ci sono due processi coinvolti: il processo mediante il quale il glucosio viene riassorbito attraverso la membrana apicale della cellula, cioè la membrana della cellula che si affaccia sul tubulo prossimale, e quindi il meccanismo con cui il glucosio viene deviato attraverso la membrana opposta di la cellula nel sangue.

Cotrasportatori di glucosio dipendenti dal sodio

Incorporati nella membrana apicale delle cellule che rivestono i tubuli prossimali sono le proteine ​​che agiscono come piccole pompe molecolari per spingere gli ioni di sodio fuori dal ioni cellulari e di potassio dentro, consumando energia cellulare immagazzinata nel processo. Questa azione di pompaggio assicura che la concentrazione di ioni di sodio sia molto più elevata nel tubulo prossimale che nell'acqua di pompaggio simile a quella di una cella in un serbatoio di accumulo in cima a una collina in modo che possa funzionare mentre scorre indietro. I soluti disciolti nell'acqua tendono naturalmente a diffondersi da aree ad alta o bassa concentrazione, quindi gli ioni di sodio vogliono ritornare nella cellula. La cellula sfrutta questo gradiente di concentrazione usando una proteina chiamata glucosio sodico dipendente dal sodio 2 (SGLT2), che accoppia il trasporto trasversa-membrana di uno ione sodio al trasporto di una molecola di glucosio. Essenzialmente, lo SGLT2 è un po 'come una pompa del glucosio alimentata dagli ioni di sodio che cercano di tornare nella cellula.

Trasportatore del glucosio

Una volta che il glucosio è all'interno della cellula, restituirlo al flusso sanguigno è abbastanza semplice. Le proteine ​​chiamate trasportatori di glucosio o GLUT2 sono incorporate nella membrana cellulare adiacente al flusso sanguigno e trasportano il glucosio attraverso la membrana nel sangue. Di solito il glucosio è più concentrato all'interno della cellula, quindi la cellula non ha bisogno di spendere energia per quest'ultima fase; GLUT2 svolge un ruolo prevalentemente passivo come una porta girevole che consente alle molecole di glucosio in uscita di scivolare.