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

Cảm giác thân thể: con đường dẫn truyền vào hệ thần kinh trung ương

Các thông tin cảm giác từ các phân đoạn thân thể của cơ thể đi vào tủy sống qua rễ sau của dây thần kinh sống. Từ vị trí đi vào tủy sống và sau là đến não, các tín hiệu cảm giác được dẫn truyền qua một trong 2 con đường thay thế.

Trạm thần kinh: sự kéo dài tín hiệu thần kinh bằng trạm thần kinh “Sự kích ứng tồn lưu”

Khi các synap kích thích trên bề mặt của sợi nhánh hay thân của một nơ-ron, một điện thế sau synap tạo ra trong tế bào thần kinh và kéo dài trong nhiều mili giây, đặc biệt là khi có mặt một số chất dẫn truyền ở synap hoạt hóa kéo dài.

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.

Tổng hợp các Triglycerides từ Carbohydrates

Tổng hợp triglycerides xảy ra ở gan, nhưng một lượng nhỏ cũng được tổng hợp ở mô mỡ. Triglycerides được tổng hợp ở gan sẽ được vận chuyển chủ yếu dưới dạng VLDLs tới mô mỡ, nơi chúng được dự trữ.

Kích thích và trương lực của hệ giao cảm và phó giao cảm

Hệ giao cảm và phó giao cảm hoạt hóa liên tục, và mức độ cơ bản chính là trương lực giao cảm và phó giao cảm. Ý nghĩa của trương lực là cho phép một hệ thần kinh đơn độc có thể đồng thời làm tăng và giảm hoạt động của cơ quan chịu kích thích.

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.

Nhịp nhanh kịch phát: rối loạn nhịp tim

Cơn nhịp nhanh kịch phát thường bị dừng lại bởi đáp ứng của thần kinh phế vị. Đáp ứng thần kinh phế vị gây bằng cách kích thích vào vùng thắt của xoang động mạch cảnh, đủ để gây ra đáp ứng ngừng cơn nhịp nhanh.

Tinh dịch của nam giới

Tinh trùng có thể tồn tại khá lâu trong đường sinh dục nam, nhưng một khi đã xuất tinh, chúng chỉ có thể sống được khoảng 24 đến 48 giờ ở nhiệt độ cơ thể người.

Điện thế hoạt động của tế bào thần kinh

Để tạo ra những tín hiệu thần kinh, điện thế hoạt động di chuyển dọc theo tế bào sợi thần kinh cho tới điểm kếtthúc của nó.

Cung lượng tim và áp lực nhĩ phải: đánh giá qua đường cong cung lượng tim và tuần hoàn tĩnh mạch

Hệ giao cảm tác động đến cả tim và tuần hoàn ngoại vi, giúp tim đập nhanh và mạnh hơn làm tăng áp lực hệ thống mạch máu trung bình vì làm co mạch, đặc biêt là các tĩnh mạch và tăng sức cản tuần hoàn tĩnh mạch.

Giải phóng năng lượng cho cơ thể bằng con đường kỵ khí - Đường phân kỵ khí

Lactic acid được tổng hợp trong quá trình đường phân kỵ khí không mất đi khỏi cơ thể bởi vì khi oxy đầy đủ trở lại, lactic acid có thể chuyền về thành glucose hoặc được sử dụng chính xác để giải phóng năng lượng.

Chuyển hóa ô xy và chất dinh dưỡng của não

Phần lớn sự chuyển hóa của não xảy ra ở các neuron mà không phải ở các tế bào thần kinh đệm. Nhu cầu chuyển hóa chính của các neuron là để bơm các ion qua màng, chủ yếu là vận chuyển natri, canxi và kali.

Tổng hợp ATP do oxy hóa Hydrogen - Sự Phosphoryl-Oxy hóa

Oxy hóa hydro được thực hiện, bởi một chuỗi các phản ứng được xúc tác bởi các enzym trong ty thể, biến mỗi nguyên tử hydro thành ion H+ cùng với một electron và sau đó dùng electron này gắn với oxy hòa tan.

Dịch ngoại bào: môi trường trong cơ thể

Dịch ngoại bào và máu luôn có quá trình trao đổi qua lại với nhau nhờ quá trình khuếch tán dịch và chất tan qua thành các mao mạch, dịch ngoại bào chứa các ion và các chất dinh dưỡng và là môi trường.

Khả năng hoạt động của cơ thể: giảm khả năng hoạt động ở vùng cao và hiệu quả của thích nghi

Người bản xứ làm việc ở những nơi cao có thể đạt hiệu suất tương đương với những người làm việc ở đồng bằng. Người đồng bằng có khả năng thích nghi tốt đến mấy cũng không thể đạt được hiệu suất công việc cao như vậy.

Dải cảm giác giữa: đặc điểm dẫn truyền và phân tích tín hiệu trong hệ thống cột tủy sau

Hầu như mọi con đường cảm giác, khi bị kích thích, làm phát sinh đồng thời các tín hiệu ức chế bên; những tín hiệu ức chế lan truyền sang các bên của tín hiệu kích thích và các nơ-ron ức chế lân cận.

Hormon điều hòa hoạt động của não

Bên cạnh điều khiển điều hòa hoạt động của não bởi xung động thần kinh, còn cơ chế sinh lý khác. Cơ chế này là tiết các hormon kích thích hay ức chế chất dẫn truyền thần kinh đến bề mặt não.

Cấu trúc vi tuần hoàn và hệ mao mạch

Tại nơi mỗi mao mạch bắt nguồn từ một tiểu động mạch, chỉ còn một sợi cơ trơn thường vòng từng quãng quanh các mao mạch. Cấu trúc này được gọi là cơ thắt trước mao 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.

Sinh lý quá trình tạo máu

Trong suốt thời kỳ phôi thai, lần lượt túi noãn hoàng, gan, lách, tuyến ức, hạch bạch huyết và tuỷ xương tham gia hình thành các tế bào máu. Tuy nhiên, sau khi sinh quá trình tạo máu chỉ xảy ra ở tuỷ xương.

Bạch huyết: các kênh bạch huyết của cơ thể

Hầu như tất cả các mô của cơ thể có kênh bạch huyết đặc biệt dẫn dịch dư thừa trực tiếp từ khoảng kẽ. Các trường hợp ngoại lệ bao gồm các phần của bề mặt da, hệ thống thần kinh trung ương, các màng của cơ bắp và xương.

Thông khí thở: sự thích nghi của những người ở vùng cao

Cho dù những người ở đồng bằng có thể chuyển lên sống ở vùng cao trên 10 năm, nhưng vẫn không thể thích nghi tốt với độ cao băng những người bản xứ xét về mọi khía cạnh.

Tính chất hóa học của các hormone sinh dục

Cả estrogen và progesterone đều được vận chuyển trong máu nhờ albumin huyết tương và với các globulin gắn đặc hiệu. Sự liên kết giữa hai hormone này với protein huyết tương đủ lỏng lẻo để chúng nhanh chóng được hấp thu.

Chức năng trao đổi và vận chuyển khí hô hấp

Sau khi phế nang đã được thông khí, bước tiếp theo của quá trình hô hấp là sự khuyếch tán O2 từ phế nang vào mao mạch phổi và CO2 theo chiều ngược lại. Sau khi trao đổi, máu tĩnh mạch trở thành máu động mạch có phân áp O2 cao, CO2 thấp so với tổ chức.

Sự hấp thu thủy dịch của mắt

Sau khi thủy dịch được hình thành từ các mỏm mi, nó sẽ lưu thông, thông qua lỗ đồng tử đi vào tiền phòng của mắt sau đó chảy vào góc giữa giác mạc và mống mắt.