Glukos är ett socker med sex kolatomer som celler metaboliserar direkt för energi. Medan vår tunntarm absorberar glukos från mat, är en enda glukosmolekyl för stor för att passera ett cellmembran genom enkel diffusion. Istället använder cellerna specialiserade mekanismer för att transportera glukos över lipiddubbelskiktet.
Plasmamembranet består av ett fosfolipiddubbelskikt:varje fosfolipid har ett hydrofilt fosfathuvud och två hydrofoba fettsyrasvansar. Små, opolära molekyler kan diffundera genom detta dubbelskikt, men polära, vattenlösliga ämnen som glukos utesluts av den hydrofoba kärnan. Transmembranproteiner – kanaler, bärare och pumpar – fungerar som portar för molekyler som lipidsvansarna annars skulle blockera.
Faciliterad diffusion är en passiv transportprocess som förlitar sig på koncentrationsgradienten. Bärarproteiner binder glukos på ena sidan av membranet, ändrar form och frigör det på andra sidan. Denna rörelse kräver ingen cellulär ATP, men den är mycket effektiv. Röda blodkroppar, till exempel, använder underlättad diffusion för att absorbera glukos från blodomloppet.
Primär aktiv transport, eller aktiv pumpning, använder ATP för att flytta glukos mot dess koncentrationsgradient. I tunntarmen hydrolyserar natrium-glukos-kotransportörer (SGLT1) ATP via ATPase-enzymer för att importera glukos till enterocyter. Detta säkerställer att glukos förblir tillgänglig även när kosten är låg.
Sekundär aktiv transport, även känd som samtransport, utnyttjar den elektrokemiska gradienten hos en annan jon - vanligtvis natrium - för att driva glukosupptaget. För varje transporterad glukosmolekyl kommer två natriumjoner in i cellen, vilket ger den energi som behövs för att flytta glukos mot sin egen gradient. Denna mekanism används i tunntarmen, hjärtat, hjärnan, njurarna och andra vävnader.
Sammanfattningsvis kommer glukos in i cellerna genom en kombination av underlättad diffusion och både primär och sekundär aktiv transport, var och en skräddarsydd för cellens metaboliska behov och energistatus.
