5.12: Вторичный активный транспорт

Одним из примеров того, как клетки используют энергию, содержащуюся в электрохимических градиентах, является транспорт глюкозы в клетки. Ион, жизненно важный для этого процесса, – это натрий (Na ⁺ ), который обычно присутствует в более высоких концентрациях вне клетки, чем в цитозоли. Такая разница в концентрации отчасти объясняется действием фермента “насос&rdquo., встроенного в клеточную мембрану, которая активно вытесняет Na ⁺ из клетки. Важно отметить, что, поскольку этот насос способствует высокой концентрации положительно заряженного Na ⁺ вне клетки, он также помогает сделать эту среду «более положительной». чем внутриклеточная область. В результате и химический, и электрический градиенты Na ⁺ направлены внутрь ячейки, а электрохимический градиент аналогичным образом направлен внутрь.

Котранспортеры натрия и глюкозы

Котранспортеры натрия и глюкозы (обозначаются аббревиатурой SGLT) используют энергию, запасенную в этом электрохимическом градиенте. Эти белки, в основном расположенные в мембранах клеток кишечника или почек, помогают абсорбировать глюкозу из просвета этих органов в кровоток. Для функционирования и внеклеточная молекула глюкозы, и два Na ⁺ должны связываться с SGLT. Когда Na ⁺ мигрирует в клетку через переносчик, он перемещается со своим электрохимическим градиентом, вытесняя энергию, которую белок использует для перемещения глюкозы внутри клетки & mdash; против своего химического градиента, так как этот сахар имеет тенденцию к более высокая концентрация внутри клетки. В результате глюкоза движется вверх против своего градиента концентрации одновременно с Na ⁺ , который движется вниз по его электрохимическому градиенту. Это пример вторичного активного транспорта, названного так потому, что используемый источник энергии имеет электрохимическую природу, а не первичную форму АТФ.

Методы лечения, направленные на SGLT

Учитывая роль глюкозы в некоторых заболеваниях, ученые начали искать способы вмешательства в транспорт глюкозы в клетки. Например, диабет характеризуется избытком глюкозы в кровотоке, что может привести к повреждению нервов и другим осложнениям. В результате некоторые исследователи оценивают, как экспрессия SGLT различается между диабетиками и недиабетиками, и может ли ингибирование разных SGLT помочь в лечении болезни. В качестве альтернативы, поскольку было продемонстрировано, что раковые клетки требуют больше глюкозы по сравнению с их нормальными аналогами, другие исследователи изучают, могут ли переносчики глюкозы стать новой мишенью противораковой терапии.