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

Các kích thích: sự nhận định cường độ

Nguyên lý Weber-Fechner chỉ chính xác về số lượng cho những cường độ cao hơn của những thí nghiệm cảm giác về thị giác, thính giác và da và kém phù hợp với đa số các loại thí nghiệm cảm giác khác.

Khuếch tán khí hô hấp: chênh lệch áp suất gây nên khuếch tán khí

Ngoài sự khác biệt áp suất, một số yếu tố khác ảnh hưởng đến tốc độ khuếch tán khí trong dịch, là độ tan của khí trong dịch, diện tích mặt cắt ngang của dịch, khoảng cách khí phải khuếch tán, trọng lượng của khí, và nhiệt độ dịch.

Nhịp tim nhanh: nhịp xoang không bình thường

Thuật ngữ “Chứng nhịp tim nhanh” nghĩa là tim đập với tốc độ nhanh hoặc tim đập nhanh hơn 100 nhịp/phút ở người bình thường.

Điện thế tai trong: phản ánh nồng độ cao kali và nồng độ thấp natri

Điện thế được duy trì liên tục giữa nội dịch và ngoại dịch, với bản dương bên trong và bản âm bên ngoài thang giữa. Nó được gọi là điện thế tai trong.

Phân loại cơ trơn

Cơ trơn ở mỗi cơ quan có các đặc điểm khác nhau: (1) kích thước (2) sự sắp xếp trong các bó (3) đáp ứng với các kích thích khác nhau (4) đặc điểm phân bố thần kinh (5) chức năng.

Hấp thu ở đại tràng và hình thành phân

Phần lớn hấp thu ở đại tràng xuất hiện ở nửa gần đại tràng, trong khi chức năng phần sau đại tràng chủ yếu là dự trữ phân cho đến một thời điểm thích hợp để bài tiết phân và do đó còn được gọi là đại tràng dự trữ.

Khả năng duy trì trương lực của mạch máu

Khả năng thay đổi trương lực của tĩnh mạch hệ thống thì gấp khoảng 24 lần so với động mạch tương ứng bởi vì do khả năng co giãn gấp 8 lần và thể tích gấp khoảng 3 lần.

Điện thế màng được tạo ra bởi nồng độ các ion

Dưới điều kiện thích hợp sự chênh lệch nồng độ các ion qua màng bán thấm chọn lọc, tạo nên điện thế màng.

Quan hệ giữa vỏ não với đồi thị và trung tâm dưới vỏ về giải phẫu và chức năng

Các vùng của vỏ não liên hệ với các khu vực cụ thể của đồi thị. Những liên hệ này hoạt động theo hai chiều, gồm cả hướng từ đồi thị tới vỏ não và cả từ vỏ não trở lại, về cơ bản, cùng một khu vực đồi thị.

Sự phát triển của điện thế hoạt động

Yếu tố nào đó làm tăng đôi chút điện thế màng từ -90mV hướng tới mức bằng không, điện thế tăng cao sẽ gây ra việc mở một số kênh natri có cổng điện thế.

Sự co bóp cơ học của cơ vân

Các sợi cơ ở mỗi đơn vị vận động không tụ lại tất cả trong cơ mà chồng lên các đơn vị vận động khác trong các vi bó của 3 đến 15 sợi.

Cấu trúc hóa học và sự chuyển hóa của các hormone

Cấu trúc hóa học và sự chuyển hóa của các hormone protein và polypeptide, các steroid, dẫn xuất của amino acid tyrosin.

Cơ chế bài tiết cơ bản của tế bào tuyến đường tiêu hóa

Mặc dù tất cả cơ chế bài tiết cơ bản được thực hiện bởi các tế bào tuyến đến nay vẫn chưa được biết, nhưng những bằng chứng kinh nghiệm chỉ ra những nguyên lý bài tiết trình bày bên dưới.

Sợi thần kinh: sự tương quan về trạng thái

Một số tế bào thần kinh trong hệ thần kinh trung ương hoạt động liên tục vì ngay cả trạng thái kích thích bình thường cũng trên ngưỡng cho phép.

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.

Những chức năng đặc biệt ở trẻ sơ sinh

Đặc trưng quan trọng của trẻ sơ sinh là tính không ổn định của hệ thống kiểm soát hormone và thần kinh khác nhau, một phần là do sự phát triển chưa đầy đủ của các cơ quan và hệ thống kiểm soát chưa được thích nghi.

Tín hiệu nội bào sau khi receptor hormone được kích hoạt

Nhiều loại mô khác nhau có cùng loại receptor nội bào giống nhau, tuy nhiên gen được kích thích bởi các receptor ở một số mô lại khác nhau.

Tuần hoàn phổi: giải phẫu sinh lý tuần hoàn mạch máu và bạch huyết

Động mạch phổi có thành dày bằng 1/3 của động mạch chủ. Các nhánh động mạch phổi ngắn và tất cả các động mạch phổi, thậm chí nhỏ hơn động mạch nhánh và tiểu động mạch, có đường kính lớn hơn động mạch toàn thân tương ứng.

Hệ thống Purkinje tâm thất của tim: dẫn truyền nhanh

Sự truyền tải nhanh điện thế hoạt động bởi các sợi Purkinje được cho là gây ra bởi một tính thấm rất cao của các khoảng trống tiếp giáp ở các đĩa xen kẽ giữa các tế bào kế tiếp cấu tạo nên các sợi Purkinje.

Dẫn truyền các tín hiệu vận động từ vỏ não tới các cơ

Sau khi rời vỏ não, bó này đi qua trụ sau của bao trong (giữa nhân đuôi và nhân bèo sẫm của nhân nền) và sau đó đi xuống thân não, tạo nên bó tháp ở hành não.

Thành phần dịch nội bào và dịch ngoại bào của cơ thể người

Sự khác biệt lớn nhất giữa nội ngoại bào là nồng độ protein được tập trung cao trong huyết tương, do mao mạch có tính thấm kém với protein chỉ cho 1 lượng nhỏ protein đi qua.

Vỏ não thị giác: sáu lớp sơ cấp phân khu

Vỏ não thị giác được tổ chức cấu trúc thành hàng triệu cột dọc của tế bào thần kinh, mỗi cột có đường kính từ 30 đến 50 micromet. Tổ chức cột dọc tương tự cũng được tìm thấy trên khắp vỏ não chi phối các giác quan khác.

Sự xâm nhập tinh trùng vào trứng: các enzyme thể đỉnh và phản ứng thể đỉnh

Chỉ vài phút sau khi tinh trùng đầu tiên xâm nhập qua lớp màng sáng, các ion calci xâm nhập vào bên trong, tế bào phát động phản ứn g vỏ đổ các chất đặc biệt vào xoang quanh noãn.

Cân bằng dinh dưỡng trong cơ thể

Ngay lập tức sau một bữa ăn gồm cả carbohydrates, protein và chất béo, phần lớn thức ăn được chuyển hóa là carbohydrates, vì thế thương số hô hấp tại thời điểm đó tiệm cận một.

Áp suất thẩm thấu keo của huyết tương

Chỉ có các phân tử hoặc ion không đi qua các lỗ của màng bán thấm gây áp lực thẩm thấu. Các protein là thành phần không dễ dàng đi qua các lỗ mao mạch, chịu trách nhiệm về áp lực thẩm thấu ở hai bên của màng mao mạch.