Vận chuyển Glucose trong cơ thể qua màng tế bào

2022-08-02 11:39 AM

Glucose có thể được vận chuyển từ một phía của màng tế bào sang phía bên kia, sau đó được giải phóng, glucose sẽ được vận chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp hơn là theo chiều ngược lại.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Trước khi glucose có thể được sử dụng bởi mô và tế bào trong cơ thể, nó phải được vận chuyển qua màng vào tế bào chất. Mặc dù vậy, glucose không thể dễ dàng khuyếch tán qua lỗ của màng tế bào bởi trọng lượng phân tử lớn nhất có thể dễ dàng khuyếch tán qua màng khoảng 100, và glucose có trọng lượng phân tử là 180. Glucose vào được bên trong tế bào bằng cơ chế khuyếch tán được thuận hóa. Một cách cơ bản chúng dựa trên: sự xuyên qua lớp lipid kép của màng tế bào có một số lượng lớn các phân tử potein mang, những protein này có thể gắn với glucose. Với cấu trúc này, glucose có thể được vận chuyển từ một phía của màng tế bào sang phía bên kia, sau đó được giải phóng. Bởi vậy, nếu nồng độ của glucose ở một bên màng lớn hơn bên kia, nhiều glucose sẽ được vận chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp hơn là theo chiều ngược lại.

Sự vận chuyển glucose qua màng của phần lớn các tế bào là khá khác biệt so với sự vận chuyển trên màng hệ tiêu hóa hay tế bào biểu mô ống thận. Trong cả hai trường hợp, glucose được vận chuyển theo cơ chế vận chuyển tích cực thứ phát natri - glucose (active sodium-glucose co-transport) trong đó vận chuyển tích cực natri cung cấp năng lượng cho hấp thu glucose ngược chiều nồng độ. Cơ chế đồng vận chuyển natri - glucose này chỉ trong tế bào biểu mô đặc biệt được biệt hóa cho sự hấp thu glucose. Tại màng của những tế bào khác glucose chỉ được vận chuyển từ nơi có nồng độ cao tới nơi có nồng độ thấp hơn theo cơ chế khuyếch tán được thuận hóa, thực hiện bởi protein mang glucose đặc biệt được gắn trên màng tế bào.

Insulin tăng tốc độ khuyếch tán được thuận hóa của Glucose

Tỷ lệ vận chuyển glucose, giống như việc vận chuyển một số monosaccharides khác, tăng lên rất nhiều nhờ insulin. Khi một số lượng lớn insulin được bài tiết bởi tụy, tỷ lệ vận chuyển glucose vào đa số tế bào tăng lên 10 lần hoặc hơn so với khi insulin không được tiết. Ngược lại, glucose có thể khuyếch tán vào trong hầu hết các tế bào mà không cần sự có mặt của insulin ngoại trừ tế bào gan và tế bào não, sẽ là quá ít glucose so với mức bình thường đòi hỏi để chuyển hóa năng lượng.

Tỷ lệ sử dụng carbohydrate của đa số tế bào được điều chỉnh bởi tỷ lệ tiết insulin từ tụy và độ nhạy cảm của các loại mô khác nhau với ảnh hưởng của insulin trong việc vận chuyển glucose.

Sự phosphoryl hóa của glucose

Ngay sau khi vào trong tế bào, glucose lập tức được gắn với một gốc phosphate theo phản ứng:

Glucose gắn với gốc phosphate

Quá trình phosphoryl hóa này được thúc đẩy chủ yếu bởi enzym glucokinase ở trong gan và bởi hexokinase ở phần lớn các tế bào khác. Quá trình phosphoryl hóa hầu như hoàn toàn không thể đảo ngược ngoại trừ trong tế bào gan, tế bào biểu mô ống thận và tế bào biểu mô ruột; trong những tế bào này, một enzyme khác, glucose phosphatase có sẵn, và khi được hoạt hóa, nó có thể đảo ngược phản ứng. Trong đa số các mô của cơ thể, sự phosphoryl hóa phục vụ cho việc giữ (capture) glucose trong tế bào. Theo đó, bởi vì hầu hết bị gắn tức thì với phosphate, glucose không thể khuyếch tán ngược trở lại, ngoại trừ một số tế bào đặc biệt, đặc biệt là tế bào gan vì chúng có phosphatase.

Bài viết cùng chuyên mục

Kích thích thần kinh: thay đổi điện thế qua màng

Một điện thế qua màng tế bào có thể chống lại sự chuyển động của các ion qua màng nếu điện thế đó thích hợp và đủ lớn. Sự khác nhau về nồng độ trên màng tế bào thần kinh của ba ion quan trọng nhất đối với chức năng thần kinh: ion natri, ion kali, và ion clorua.

Sự khuếch tán dễ qua màng tế bào

Khuếch tán được làm dễ cần đến sự giúp đỡ của protein mang. Protein mang giúp một phân tử hay ion đi qua màng bởi liên kết hóa học với chúng.

PO2 phế nang: phụ thuộc vào các độ cao khác nhau

Khi lên độ cao rất lớn, áp suất CO2 trong phế nang giảm xuống dưới 40 mmHg (mặt nước biển). Con người khi thích nghi với độ cao có thể tăng thông khí lên tới 5 lần, tăng nhịp thở gây giảm PCO2 xuống dưới 7 mmHg.

Xung lực của động mạch

Áp lực bơm máu ở góc động mạch chủ đưuọc biểu diễn trên hình. Với một người lớn trẻ khỏe, huyết áp ở đầu mỗi nhịp đập sẽ gọi là huyết áp tâm thu, vào khoảng 120mmHg.

Các sợi thần kinh: dẫn truyền các loại tín hiệu khác nhau và phân loại

Các sợi thần kinh đến có kích thước trung bình vào khoảng 0.5 đến 20 micromet; kích thước lớn hơn, tốc độ dẫn truyền cũng lớn hơn. Giới hạn tốc độ dẫn truyền trong khoảng 0.5 đến 120 m/giây.

Đo điện thế màng tế bào

Để tạo ra một điện thế âm bên trong màng, chính các ion dương chỉ đủ phát triển lớp điện thế lưỡng cực ở màng phải được vận chuyển ra phía ngoài.

Hệ thống cột tủy sau: giải phẫu dải cảm giác giữa

Các sợi thần kinh đi vào cột tủy sau tiếp tục không bị gián đoạn đi lên hành tủy sau, là nơi chúng tạo synap trong nhân cột sau. Từ đây, các nơ-ron cấp hai bắt chéo ngay sang bên đối diện của thân não và tiếp tục đi lên qua dải cảm giác giữa đến đồi thị.

Cơ chế chung của sự co cơ

Acetylcholine hoạt động trên một khu vực cục bộ của màng sợi cơ để mở các kênh cation có “cổng acetylcholine” thông qua các phân tử protein lơ lửng trong màng.

Loạn nhịp nút xoang: nhịp xoang không bình thường

Loạn nhịp nút xoang có thể do 1 trong nhiều trạng thái của hệ tuần hoàn biến đổi làm tăng tín hiệu của thần kinh giao cảm và hệ thần kinh phó giao cảm đến nút xoang.

Hoạt động nhu động đẩy đi của đường tiêu hóa

Nhu động là một đặc tính cố hữu của nhiều ống cơ trơn hợp bào; kích thích tại bất cứ điểm nào tại ruột có thể tạo một vòng co cơ ở lớp cơ vòng sau đó di chuyển dọc theo ống ruột.

Tăng lưu lượng tim và tăng huyết áp: vai trò của thần kinh xương và thần kinh cơ xương

Mặc dù hoạt động thần kinh điều khiển tuần hoàn nhanh nhất là qua hệ thần kinh tự chủ, nhưng một vài trường hợp hệ thần kinh cơ xương lại đóng vai trò chính trong đáp ứng tuần hoàn.

Cấu tạo chung của hệ thần kinh: thần kinh trung ương và sự nhận cảm đáp ứng

Một đặc tính của hầu hết các sợi thần kinh là các tín hiệu dẫn truyền thường chỉ đi theo một hướng: từ sợi trục của sợi thần kinh phía trước tới sợi gai của sợi phía sau.

Vùng chi phối vận động chuyên biệt trên vỏ não

Một số ít các vùng vận động được biệt hóa cao ở vỏ não chi phối những chức năng vận động đặc trưng. Những vùng này được định vị bằng kích thích điện hoặc bởi sự mất chức năng vận động nhất định.

Insulin là hormon liên quan đến sự thừa năng lượng

Carbohydrate dư thừa nếu không thể được dự trữ dưới dạng glycogen sẽ được chuyển thành chất béo dưới sự kích thích của insulin và được dự trữ ở mô mỡ.

Nguy cơ bị mù gây ra bởi điều trị quá nhiều oxy ở những trẻ sơ sinh thiếu tháng

Sử dụng quá nhiều oxy gen để điều trị cho trẻ sơ sinh non, đặc biệt là lúc mới sinh, có thể dẫn đến mù bởi vì quá nhiều oxy làm dừng sự tăng sinh các mạch máu mới của võng mạc.

Các yếu tố gây ra điện thế hoạt động

Sự khởi đầu của điện thế hoạt động cũng làm cho cổng điện thế của kênh kali mở chậm hơn một phần nhỏ của một phần nghìn giây sau khi các kênh natri mở.

Cung lượng tim: đánh giá theo nguyên lý thay đổi nồng độ ô xy

Đo nồng độ oxy dòng máu tĩnh mạch được đo qua catheter đưa từ tĩnh mạch cánh tay, qua tĩnh mạch dưới đòn và vào tâm nhĩ phải,cuối cùng là tâm thất phải và động mạch phổi.

Sinh lý học các chất điện giải trong cơ thể

ADH tăng tái hấp thu nước ở ống lượn xa và ống góp. Khi Na+ máu dưới 135 mEq/l, thuỳ sau tuyến yên ngừng tiết ADH gây bài xuất nhiều nước tiểu loãng.

Giải phẫu chức năng của khu vực liên hợp trán trước

Khu vực liên hợp trước trán cũng cần thiết để thực hiện quy trình “tư tưởng”. Đặc điểm này có lẽ là kết quả của một số tính năng tương tự của vỏ não trước trán cho nó lập kế hoạch hoạt động vận động.

Tiêu hóa chất béo khi ăn

Bước đầu tiên trong tiêu hoá chất béo là phá vỡ tự nhiên các giọt mỡ thành kích thước nhỏ để những enzyme tiêu hoá tan trong nước có thể tác động lên bề mặt các giọt mỡ.

Acid béo với alpha Glycerophosphate để tạo thành Triglycerides

Quá trình tổng hợp triglycerides, chỉ có khoảng 15% năng lượng ban đầu trong đường bị mất đi dưới dạng tạo nhiệt, còn lại 85% được chuyển sang dạng dự trữ triglycerides.

Dịch não tủy và chức năng đệm của nó

Chức năng chính của dịch não tủy là lót đệm cho não trong hộp sọ cứng. Não và dịch não tủy có cùng trọng trượng riêng (chỉ khác biệt 4%), do đo não nổi trong dịch não tủy.

Mối quan hệ giữa huyết áp dòng chảy và lực cản

Dòng máu qua mạch được quyết định bởi chênh lệch áp lực máu giữa 2 đầu của đoạn mạch, và sức cản chống lại dòng máu qua mạch, hay còn được gọi là sức cản thành mạch.

Tổng hợp những hormon chuyển hóa của tuyến giáp

Giai đoạn đầu hình thành hormon tuyến giáp là vận chuyện iod từ máu vào các tế bào tuyến giáp và các nang giáp. Màng đáy của tế bào tuyến giáp có khả năng đặc biệt để bơm iod tích cực vào trong tế bào.

Tổng hợp và bài tiết hormon vỏ thượng thận

Bài tiết aldosterone và cortisol được điều hòa bởi cơ chế riêng. Angiotensin II làm tăng số lượng aldosterone và gây ra sự nở to của lớp cầu, không ảnh hưởng 2 vùng khác.