Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

5.12: İkincil Aktif Taşıma
TABLE OF
CONTENTS

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Secondary Active Transport
 
TRANSCRIPT

5.12: Secondary Active Transport

5.12: İkincil Aktif Taşıma

One example of how cells use the energy contained in electrochemical gradients is demonstrated by glucose transport into cells. The ion vital to this process is sodium (Na+), which is typically present in higher concentrations extracellularly than in the cytosol. Such a concentration difference is due, in part, to the action of an enzyme “pump” embedded in the cellular membrane that actively expels Na+ from a cell. Importantly, as this pump contributes to the high concentration of positively-charged Na+ outside a cell, it also helps to make this environment “more positive” than the intracellular region. As a result, both the chemical and electrical gradients of Na+ point towards the inside of a cell, and the electrochemical gradient is similarly directed inwards.

Sodium-glucose Cotransporters

Sodium-glucose cotransporters (SGLTs) exploit the energy stored in this electrochemical gradient. These proteins, primarily located in the membranes of intestinal or kidney cells, help in the absorption of glucose from the lumen of these organs into the bloodstream. In order to function, both an extracellular glucose molecule and two Na+ must bind to the SGLT. As Na+ migrates into a cell through the transporter, it travels with its electrochemical gradient, expelling energy that the protein uses to move glucose inside a cell—against its chemical gradient, since this sugar tends to be at a higher concentration within a cell. As a result, glucose travels uphill against its concentration gradient simultaneously with Na+ that travels down its electrochemical gradient. This is an example of secondary active transport, so-named because the energy source used is electrochemical in nature, rather than the primary form of ATP.

Therapies Targeting SGLTs

Given the role of glucose in certain diseases, scientists have begun to look at ways of interfering with glucose transport into cells. For example, diabetes is characterized by excess glucose in the bloodstream, which can lead to nerve damage and other complications. As a result, some researchers are assessing how SGLT expression differs between diabetics and non-diabetics, and whether inhibiting different SGLTs can help treat the disease. Alternatively, since cancer cells have been demonstrated to require more glucose compared to their normal counterparts, other investigators are examining whether glucose transporters can be a new target of anti-cancer therapies.

Hücrelerin elektrokimyasal degradelerde bulunan enerjiyi nasıl kullandıklarına bir örnek glikozun hücrelere taşınması ile gösterilmiştir. Bu süreç için hayati iyon sodyum (Na+), genellikle sitosol daha ekstrasellüler yüksek konsantrasyonlarda mevcut. Böyle bir konsantrasyon farkı, kısmen, aktif bir hücreden Na+ sınırdışı hücresel membran gömülü bir enzim "pompa" eylem kaynaklanmaktadır. Daha da önemlisi, bu pompa bir hücre dışında pozitif yüklü Na+ yüksek konsantrasyonkatkıda olarak, aynı zamanda bu ortamın hücre içi bölgeden daha "daha olumlu" hale getirmek için yardımcı olur. Sonuç olarak, Na+ hem kimyasal ve elektrik gradyanları bir hücrenin içine doğru işaret, ve elektrokimyasal gradyan benzer içe doğru yönlendirilir.

Sodyum-glikoz Kotransporttörler

Sodyum-glikoz kotransportrları (SGLTs) bu elektrokimyasal gradyan depolanan enerji yararlanmak. Bu proteinler, öncelikle bağırsak veya böbrek hücrelerinin membranlarda bulunan, kan dolaşımına bu organların lümen glikoz emilimi yardımcı olur. Çalışabilmesi için hem hücre dışı glikoz molekülü hem de iki Na+ SGLT'ye bağlanmalıdır. Na+ ışınlayıcı aracılığıyla bir hücreye göç ettikçe, elektrokimyasal degradesi ile hareket eder, proteinin bir hücre içindeki glikozu hareket ettirdiği enerjiyi kimyasal degradesine karşı dışarı atar, çünkü bu şeker hücre içinde daha yüksek bir konsantrasyonda olma eğilimindedir. Sonuç olarak, glikoz elektrokimyasal degradeaşağı seyahat Na+ ile aynı anda konsantrasyon gradyan karşı yokuş yukarı seyahat eder. Bu ikincil aktif taşıma bir örnektir, kullanılan enerji kaynağı doğada elektrokimyasal olduğu için sözde, ATP birincil formu yerine.

SGLT'leri Hedefleyen Tedaviler

Bazı hastalıklarda glikoz rolü göz önüne alındığında, bilim adamları hücrelere glikoz taşıma müdahale yollarını aramaya başladı. Örneğin, diyabet kan dolaşımında aşırı glikoz ile karakterizedir, hangi sinir hasarı ve diğer komplikasyonlara yol açabilir. Sonuç olarak, bazı araştırmacılar SGLT ekspresyonunun şeker hastaları ve şeker hastaları arasında nasıl farklılık olduğunu ve farklı SGLT'leri inhibe ederek hastalığın tedavisine yardımcı olup olmadığını değerlendiriyor. Alternatif olarak, kanser hücrelerinin normal meslektaşlarına göre daha fazla glikoz gerektiren gösterilmiştir beri, diğer araştırmacılar glikoz taşıyıcıları anti-kanser tedavileri yeni bir hedef olabilir olup olmadığını inceliyorlar.


Suggested Reading

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter