6.13 : Secondary Active Transport

أحد الأمثلة على كيفية استخدام الخلايا للطاقة الموجودة في التدرجات الكهروكيميائية يتضح من خلال نقل الجلوكوز إلى الخلايا. الأيون الحيوي لهذه العملية هو الصوديوم (Na ⁺) ، والذي يوجد عادة بتركيزات أعلى خارج الخلية مقارنة بالعزلة الخلوية. يرجع اختلاف التركيز هذا ، جزئيا ، إلى عمل "مضخة" إنزيم مدمجة في الغشاء الخلوي الذي يطرد بنشاط ^{Na +} من الخلية. الأهم من ذلك ، نظرا لأن هذه المضخة تساهم في التركيز العالي ل Na ⁺ موجبة الشحنة خارج الخلية ، فإنها تساعد أيضا في جعل هذه البيئة "أكثر إيجابية" من المنطقة داخل الخلايا. نتيجة لذلك ، تشير كل من التدرجات الكيميائية والكهربائية ل Na ⁺ إلى داخل الخلية ، ويتم توجيه التدرج الكهروكيميائي بالمثل إلى الداخل.

الناقلات المرتبطة بالصوديوم والجلوكوز

تستغل الناقلات المرتبطة بالصوديوم والجلوكوز (SGLTs) الطاقة المخزنة في هذا التدرج الكهروكيميائي. تساعد هذه البروتينات ، الموجودة بشكل أساسي في أغشية الخلايا المعوية أو الكلى ، في امتصاص الجلوكوز من تجويف هذه الأعضاء إلى مجرى الدم. من أجل العمل ، يجب أن يرتبط كل من جزيء الجلوكوز خارج الخلية واثنين من Na ⁺ ب SGLT. عندما يهاجر Na ⁺ إلى الخلية عبر الناقل ، فإنه ينتقل بتدرجه الكهروكيميائي ، ويطرد الطاقة التي يستخدمها البروتين لتحريك الجلوكوز داخل الخلية - مقابل تدرجه الكيميائي ، لأن هذا السكر يميل إلى أن يكون بتركيز أعلى داخل الخلية. نتيجة لذلك ، ينتقل الجلوكوز صعودا مقابل تدرج تركيزه في وقت واحد مع Na ⁺ الذي ينتقل إلى أسفل تدرجه الكهروكيميائي. هذا مثال على النقل النشط الثانوي ، الذي سمي بهذا الاسم لأن مصدر الطاقة المستخدم هو كهروكيميائي بطبيعته ، وليس الشكل الأساسي ل ATP.

العلاجات التي تستهدف SGLTs

نظرا لدور الجلوكوز في بعض الأمراض ، بدأ العلماء في البحث عن طرق للتدخل في نقل الجلوكوز إلى الخلايا. على سبيل المثال ، يتميز مرض السكري بزيادة الجلوكوز في مجرى الدم ، مما قد يؤدي إلى تلف الأعصاب ومضاعفات أخرى. نتيجة لذلك ، يقوم بعض الباحثين بتقييم كيفية اختلاف تعبير SGLT بين مرضى السكر وغير مرضى السكر ، وما إذا كان تثبيط SGLTs المختلفة يمكن أن يساعد في علاج المرض. بدلا من ذلك ، نظرا لإثبات أن الخلايا السرطانية تتطلب المزيد من الجلوكوز مقارنة بنظيراتها الطبيعية ، فإن باحثين آخرين يدرسون ما إذا كانت ناقلات الجلوكوز يمكن أن تكون هدفا جديدا للعلاجات المضادة للسرطان.