Cuando los riñones filtran la sangre para eliminar los productos de desecho, pasan la sangre inicialmente a través de una membrana que elimina moléculas grandes como proteínas pero permite productos de desecho, sales, moléculas de agua, aminoácidos y azúcares glucosa para pasar. Para garantizar que moléculas valiosas como la glucosa y los aminoácidos no se excreten junto con los productos de desecho, el riñón debe reabsorberlos, un proceso que tiene lugar en el túbulo proximal.

Blood Supply

La sangre fluye al riñón a través de la arteria renal, que se ramifica y se subdivide en vasos más pequeños para suministrar sangre a las nefronas. Las nefronas son las unidades funcionales del riñón que llevan a cabo la filtración y reabsorción real; hay cientos de miles en riñones humanos adultos.

Filtración

La sangre fluye a través de una bola de capilares llamada glomérulo; aquí la presión sanguínea hace que el agua, las sales disueltas y las moléculas pequeñas como los productos de desecho, los aminoácidos y la glucosa se filtren a través de las paredes de los capilares en una estructura llamada cápsula de Bowman. Este paso inicial elimina los productos de desecho de la sangre y evita la pérdida de células como glóbulos rojos o proteínas, pero también elimina moléculas valiosas como la glucosa del torrente sanguíneo. De ahí el siguiente paso en el proceso: reabsorción.

Reabsorción

La reabsorción tiene lugar en el túbulo proximal de la nefrona, un tubo que sale de la cápsula de Bowman. Las células que recubren el túbulo proximal recuperan moléculas valiosas que incluyen, por supuesto, glucosa. El mecanismo por el cual lo hacen es diferente para diferentes moléculas y solutos. Para la glucosa hay dos procesos involucrados: el proceso por el cual la glucosa se reabsorbe a través de la membrana apical de la célula, es decir, la membrana de la célula que mira hacia el túbulo proximal y luego el mecanismo por el cual la glucosa se deriva a través de la membrana opuesta la célula en el torrente sanguíneo.

Cotransportadores de glucosa dependientes de sodio

Incrustadas en la membrana apical de las células que recubren el túbulo proximal hay proteínas que actúan como pequeñas bombas moleculares para expulsar los iones de sodio del iones de células y potasio, gastando energía celular almacenada en el proceso. Esta acción de bombeo asegura que la concentración de iones de sodio es mucho más alta en el túbulo proximal que en el agua de bombeo similar a una celda a un tanque de almacenamiento sobre una colina para que pueda funcionar a medida que fluye hacia abajo. Los solutos disueltos en agua, naturalmente, tienden a difundirse desde áreas de alta a baja concentración, por lo que los iones de sodio quieren volver a fluir hacia la célula. La célula aprovecha este gradiente de concentración utilizando una proteína llamada cotransportador de glucosa dependiente de sodio 2 (SGLT2), que acopla el transporte cruzado de membrana de un ion de sodio al transporte de una molécula de glucosa. Esencialmente, el SGLT2 es un poco como una bomba de glucosa impulsada por los iones de sodio que intentan regresar a la célula.

Transportador de glucosa

Una vez que la glucosa está dentro de la célula, regresándola al la corriente sanguínea es bastante simple. Las proteínas llamadas transportadores de glucosa o GLUT2 están incrustadas en la membrana celular adyacente al torrente sanguíneo y transportan la glucosa a través de la membrana de vuelta a la sangre. Por lo general, la glucosa está más concentrada dentro de la célula, por lo que la célula no necesita gastar energía para esta última etapa; el GLUT2 juega un rol en gran parte pasivo, como una puerta giratoria que permite que las moléculas salientes de glucosa pasen desapercibidas.