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5.12: 二级主动运输
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5.12: 二级主动运输

通过葡萄糖转运到细胞中证明细胞如何使用电化学梯度中包含的能量的一个实例。这一过程中至关重要的离子是钠(Na+),它在细胞外的浓度通常高于细胞溶胶。这种浓度的差异部分是由于酶“泵”的作用造成的。内嵌于细胞膜中,能从细胞中积极地排出Na+。重要的是,由于这个泵有助于细胞外带正电荷的Nasup+sup的高浓度,它也有助于使这种环境比细胞内区域“更积极”。结果,Na+的化学和电学梯度都指向细胞内部,并且电化学梯度类似地指向内部。

钠-葡萄糖协同转运

钠-葡萄糖协同转运(SGLTs)利用这种电化学梯度中储存的能量。这些蛋白质主要位于肠或肾细胞的膜中,有助于葡萄糖从这些器官的管腔吸收到血液中。为了发挥作用,一个细胞外葡萄糖分子和两个Na+ 必须与SGLT结合。当 Na+通过转运体迁移到细胞中时,它随着电化学梯度移动,将蛋白质用来在细胞内移动葡萄糖的能量与其化学梯度相反,因为这种糖在细胞内的浓度往往较高。结果是,葡萄糖逆其浓度梯度向上移动,同时Na+ 向下移动其电化学梯度。这是一个二次活性迁移的例子,之所以这样命名是因为所使用的能源本质上是电化学的,而不是ATP的主要形式。

针对SGLTs的治疗

鉴于葡萄糖在某些疾病中的作用,科学家们已经开始研究干扰葡萄糖进入细胞的途径。例如,糖尿病的特征是血液中葡萄糖过多,这会导致神经损伤和其他并发症。因此,一些研究人员正在评估糖尿病人和非糖尿病人之间SGLT表达的差异,以及抑制不同的 SGLTs是否有助于治疗该病。另外,由于癌症细胞比正常细胞需要更多的葡萄糖,其他研究者正在研究葡萄糖转运蛋白是否可以成为抗癌治疗的新靶点。


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