Transport glukózy z krve do buněk. Transport látek přes buněčné membrány Typy přenašečů glukózy a jejich distribuce v tkáních
Ultimátni produkty hydrolýzy sacharidů V gastrointestinálním traktu jsou pouze tři látky: glukóza, fruktóza a galaktóza. Navíc glukóza tvoří téměř 80 % celkového množství těchto monosacharidů. Po absorpci ve střevě se většina fruktózy a téměř všechna galaktóza přemění v játrech na glukózu. Výsledkem je, že v krvi je přítomno pouze malé množství fruktózy a galaktózy. V důsledku transformačních procesů se glukóza stává jediným zástupcem sacharidů transportovaných do všech buněk těla.
Relevantní enzymy, nezbytné pro jaterní buňky k zajištění procesů vzájemné přeměny monosacharidů - glukózy, fruktózy a galaktózy - jsou znázorněny na obrázku. V důsledku těchto reakcí, kdy játra uvolňují monosacharidy zpět do krve, je konečným produktem, který se dostává do krve, glukóza. Důvodem tohoto jevu je, že jaterní buňky obsahují velké množství glukózofosfatázy, takže glukóza-6-fosfát může být rozložen na glukózu a fosfát. Glukóza je pak transportována přes buněčné membrány zpět do krve.
chtěl bych víc znovu podtrhnoutže obvykle více než 95 % všech monosacharidů kolujících v krvi představuje konečný produkt přeměny – glukóza.
Transport glukózy přes buněčnou membránu. Než mohou tkáňové buňky využít glukózu, musí být transportována přes buněčné membrány do cytoplazmy. Glukóza však nemůže volně difundovat póry v buněčných membránách, protože maximální molekulová hmotnost částic by měla být v průměru 100, zatímco molekulová hmotnost glukózy je 180. Glukóza však může pronikat do buněk poměrně snadno díky mechanismu usnadněné difúze. Základy tohoto mechanismu byly probrány v kapitole 4, připomeňme si jeho hlavní body.
Video: Buněčné inkluze
Perforace skrz naskrz lipidové membrány buněk Nosné proteiny, jejichž počet v membráně je poměrně velký, mohou interagovat s glukózou. V této navázané formě může být glukóza transportována nosným proteinem z jedné strany membrány na druhou a tam se oddělit – pokud je koncentrace glukózy na jedné straně membrány vyšší než na druhé, pak bude glukóza transportována tam, kam jeho koncentrace je nižší a ne v opačném směru. Transport glukózy přes buněčné membrány ve většině tkání se výrazně liší od transportu, který je pozorován v gastrointestinálním traktu nebo v epiteliálních buňkách renálního tubulárního aparátu.
Video: Lékařské
V obou zmíněných případy transportu glukózy zprostředkováno mechanismem aktivního transportu sodíku. Aktivní transport sodíku poskytuje energii pro absorpci glukózy proti koncentračnímu gradientu. Tento aktivní mechanismus transportu glukózy vázaný na sodík se nachází pouze ve specializovaných epiteliálních buňkách přizpůsobených pro aktivní proces absorpce glukózy. V jiných buněčných membránách je glukóza transportována pouze z oblastí s vysokou koncentrací do oblastí s nízkou koncentrací pomocí mechanismu usnadněné difúze, jejíž možnost je vytvářena speciálními vlastnostmi proteinu přenašeče glukózy umístěného v membráně.
Enzym: Substrát:
1. Sacharáza a) glukóza (α-1,4)-glukóza
2. Laktáza b) glukóza (α-1,2)-fruktóza
3. Izomaltáza c) glukóza (α-1,6)-glukóza
d) galaktóza(ß-1,4)-glukóza
e) glukóza(ß-1,4)-glukóza
3. Vyberte jednu správnou odpověď. K transportu glukózy z krve do buněk svalové a tukové tkáně dochází:
a) proti koncentračnímu gradientu
b) za účasti Na+,K+-ATPázy
c) za účasti GLUT-2
d) při dlouhodobém půstu
d) za účasti inzulinu
4. Vyberte správné odpovědi. Transport glukózy do mozkových buněk probíhá:
a) za účasti GLUT-4 b) bez ohledu na inzulín
c) symportním mechanismem d) koncentračním gradientem
e) s výdejem energie ATP
5. Dokončete „řetězový“ úkol.
A. Pojmenujte enzym, který reakci katalyzuje
galaktóza(ß-1,4)-glukóza → galaktóza + glukóza
a) sacharáza b) maltáza c) laktáza
B. Tento enzym:
a) syntetizovány ve slinivce břišní
b) je jednoduchý protein
c) patří do třídy lyáz
d) tvoří produkt, který je absorbován prostou difúzí
e) mění aktivitu v závislosti na věku
V. Zhoršený účinek tohoto enzymu může být způsoben
a) střevní onemocnění (gastritida, enteritida)
b) snížení genové exprese související s věkem
c) dědičná vada
d) nepřítomnost nosných proteinů v membráně střevních klků
6. Vyberte jednu správnou odpověď. Glykogenfosforyláza katalyzuje:
a) štěpení glykosidických vazeb v bodech větvení molekul glykogenu
b) tvorba glukóza-6-fosfátu
c) tvorba volné glukózy
d) reakce zahrnující ATP
e) tvorba glukóza-1-fosfátu
Zvolit správné odpovědi. Enzymy, dědičné vady
které jsou příčinou aglykogenózy:
a) glykosyltransferáza
b) glukóza-6-fosfatáza
c) proteinkináza
d) glykogen fosforyláza kináza
e) UDP-glukopyrofosforyláza
8. Zápas.
A. Inzulin 1) ovlivňuje propustnost membrán mozkových buněk
B. Glukagon pro glukózu
B. Oba 2) aktivují glykogensyntázu fosfatázu
D. Žádné 3) aktivuje reakci ATP → cAMP
4) reguluje metabolismus glykogenu v játrech
9. Vyberte jednu špatnou odpověď. Katabolismus glukózy:
a) se může vyskytovat v aerobních i anaerobních podmínkách
b) se vyskytuje v cytosolu a mitochondriích
c) slouží jako hlavní zdroj ATP ve svalech během půstu
d) meziprodukty se používají v anabolických procesech
e) maximální množství ATP produkovaného během katabolismu glukózy,
rovná se 38 molům
10. Vyberte jednu špatnou odpověď. Aerobní rozklad glukózy slouží jako zdroj:
a) substráty pro syntézu aminokyselin
b) substráty pro syntézu TAG v játrech
c) ATP pro život červených krvinek
d) substrát pro syntézu NADP v tukové tkáni
e) substráty pro obecnou cestu katabolismu
11. Vyberte jednu nesprávnou odpověď. Anaerobní glykolýza:
a) slouží jako hlavní dodavatel energie pro červené krvinky
b) dodává energii svalům
c) vzniká pouze tehdy, je-li NAD + regenerován pomocí pyruvátu
d) zajišťuje oxidaci glukózy a tvorbu ATP bez O 2
e) zahrnuje 2 reakce fosforylace substrátu
12. Vyberte správné odpovědi. Glukoneogeneze:
a) udržuje stálou hladinu glukózy v krvi
b) zajišťuje výdej energie pro mozkové buňky
c) zahrnuje reverzibilní reakce glykolýzy
d) používá 2 moly substrátu k syntéze 1 molu produktu
e) používá 6 molů vysokoenergetických sloučenin k syntéze 1 molu
produkt
13. Vyberte jednu nesprávnou odpověď. Zdroje atomů uhlíku pro syntézu glukózy jsou:
a) alanin b) aspartát
c) acetyl-CoA d) glycerol
14. Zápas.
A. Glukoneogeneze v játrech 1) se zrychluje během doby vstřebávání
B. Rozkladem glykogenu v játrech 2) vzniká glukóza bez použití ATP
B. Oba 3) zdroj glukózy pro jiné orgány
D. Žádné 4) dodává glukózu do mozku během
dlouhý půst
Glukóza se do buněk dostává z krevního řečiště usnadněnou difúzí pomocí nosných proteinů – GLUT. Přenašeče glukózy GLUT mají doménovou organizaci a nacházejí se ve všech tkáních. Existuje 5 typů GLUT:
GLUT-1 - hlavně v mozku, placentě, ledvinách, tlustém střevě;
GLUT-2 - hlavně v játrech, ledvinách, β-buňkách slinivky břišní, enterocytech a nachází se v erytrocytech. Má vysoký km;
GLUT-3 - v mnoha tkáních, včetně mozku, placenty, ledvin. Má větší afinitu ke glukóze než GLUT-1;
GLUT-4 - závislý na inzulínu, ve svalech (kosterní, srdeční), tukové tkáni;
GLUT-5 – hojně se vyskytuje v buňkách tenkého střeva, je nosičem fruktózy.
GLUTY, v závislosti na typu, mohou být lokalizovány převážně jak v plazmatické membráně, tak v cytosolových vezikulách. Transmembránový transport glukózy nastává pouze tehdy, když jsou GLUT přítomny v plazmatické membráně. K inkorporaci GLUT do membrány z cytosolických vezikul dochází působením inzulínu. Když se koncentrace inzulínu v krvi sníží, tyto GLUT se přesunou zpět do cytoplazmy. Ukázalo se, že tkáně, ve kterých jsou GLUT bez inzulinu téměř úplně umístěny v cytoplazmě buněk (GLUT-4 a v menší míře GLUT-1), jsou závislé na inzulinu (svaly, tuková tkáň), a tkáně, ve kterých jsou GLUT převážně lokalizované v plazmatické membráně (GLUT- 3) - nezávislé na inzulínu.
Jsou známy různé poruchy ve fungování GLUT. Dědičný defekt těchto proteinů může být základem diabetes mellitus nezávislého na inzulínu.
Metabolismus monosacharidů v buňce.
Po absorpci ve střevě se glukóza a další monosacharidy dostávají do portální žíly a poté do jater. Monosacharidy se v játrech přeměňují na glukózu nebo její metabolické produkty. Část glukózy se v játrech ukládá ve formě glykogenu, část se využívá pro syntézu nových látek a část je posílána krevním řečištěm do jiných orgánů a tkání. Játra zároveň udržují koncentraci glukózy v krvi na úrovni 3,3-5,5 mmol/l.
Fosforylace a defosforylace monosacharidů.
V buňkách se glukóza a další monosacharidy fosforylují pomocí ATP za vzniku esterů fosforu: glukóza + ATP → glukóza-6ph + ADP. U hexóz je tato nevratná reakce katalyzována enzymem hexokináza
, který má izoformy: ve svalech - hexokináza II, v játrech, ledvinách a β-buňkách pankreatu - hexokináza IV (glukokináza), v buňkách nádorových tkání - hexokináza III. Fosforylace monosacharidů vede ke vzniku reaktivních sloučenin (aktivační reakce), které nejsou schopny opustit buňku, protože neexistují žádné odpovídající nosné proteiny. Fosforylace snižuje množství volné glukózy v cytoplazmě, což usnadňuje její difúzi z krve do buněk.
Hexokináza II fosforyluje D-glukózu a v menší míře další hexózy. Mají vysokou afinitu ke glukóze (Km<0,1 ммоль/л), гексокиназа II обеспечивает поступление глюкозы в ткани даже при низкой концентрации глюкозы в крови. Так как гексокиназа II ингибируется глюкозо-6-ф (и АТФ/АДФ), глюкоза поступает в клетку только по мере необходимости.
Glukokináza (hexokináza IV) má nízkou afinitu ke glukóze, je aktivní v játrech (a ledvinách), když se koncentrace glukózy zvyšuje (během trávení). Glukokináza není inhibována glukózo-6-fosfátem, což umožňuje játrům odstraňovat přebytečnou glukózu z krve bez omezení.
Glukóza-6-fosfatáza katalyzuje nevratné odštěpení fosfátové skupiny hydrolytickou cestou v ER: Glukóza-6-ph + H 2 O → Glukóza + H 3 PO 4, nachází se pouze v buňkách jater, ledvin a střevních epiteliálních buněk. Vzniklá glukóza je schopna difundovat z těchto orgánů do krve. Glukóza-6-fosfatáza v játrech a ledvinách tedy umožňuje zvýšení nízké hladiny glukózy v krvi.
Metabolismus glukóza-6-fosfátu
Glukóza-6-ph může být buňkou využita při různých přeměnách, z nichž hlavní jsou: katabolismus s tvorbou ATP, syntéza glykogenu, lipidů, pentóz, polysacharidů a aminokyselin.
METABOLISMUS GLYKOGENU.
Mnoho tkání syntetizuje glykogen jako rezervní formu glukózy. Syntéza a rozklad glykogenu v játrech udržuje homeostázu glukózy v krvi.
Glykogen - rozvětvený homopolysacharid glukózy o hmotnosti >10 7 Da (50 000 glukózových zbytků), ve kterém jsou glukózové zbytky spojeny v lineárních řezech α-1,4-glykosidickou vazbou. V bodech větvení, přibližně každých 10 glukózových zbytků, jsou monomery spojeny α-1,6-glykosidickými vazbami. Glykogen, ve vodě nerozpustný, je uložen v cytosolu buňky ve formě granulí o průměru 10-40 nm. Glykogen se ukládá především v játrech (až 5 %) a kosterním svalstvu (až 1 %). Tělo může obsahovat od 0 do 450 g glykogenu.
Rozvětvená struktura glykogenu usnadňuje práci enzymů, které odstraňují nebo přidávají monomery.
Syntéza glykogenu (glykogenogeneze)
Glykogen je syntetizován s výdejem energie během trávení (1-2 hodiny po požití sacharidových potravin).
Syntéza glykogenu se provádí prodloužením již existující polysacharidové molekuly zvané „ semínko ", nebo " základní nátěr " Primer může obsahovat protein glykogenin, ve kterém je oligosacharid (asi 8 glukózových zbytků) připojen k Tyr. Glukózové zbytky jsou přeneseny glykogensyntázou na neredukující konec oligosacharidu a spojeny a-1,4-glykosidickými vazbami.
Když je lineární oblast rozšířena na přibližně 11 glukózových zbytků, větvící enzym přenese svůj terminální blok, obsahující 6-7 zbytků, na vnitřní glukózový zbytek tohoto nebo jiného řetězce za vytvoření a-1,6-glykosidické vazby. Nový bod větvení se vytvoří ve vzdálenosti alespoň 4 zbytků od jakéhokoli existujícího bodu větvení.
Rozklad glykogenu (glykogenolýza)
K rozkladu glykogenu dochází postupnou eliminací glukózy-1-ph v reakci na zvýšení tělesné potřeby glukózy. Reakce je katalyzována glykogenfosforylázou:
Glykogen fosforyláza sestává ze 2 identických podjednotek (94500 Da). Neaktivní forma je označena b, aktivní forma je označena a. Aktivováno fosforyláza kináza b fosforylací každé podjednotky na serinu v poloze 14.
Glykogenfosforyláza štěpí α-1,4-glykosidické vazby fosforolýzou, dokud před bodem větvení nezůstanou 4 glukózové zbytky.
K inaktivaci glykogen fosforylázy dochází prostřednictvím defosforylace za účasti specifické fosfatázové fosforylázy (fosfoprotein fosfatázy FPP).
Provádí se odstranění větví odvětvovací enzym . Má transferázové a glykosidázové aktivity. Transferase část ( oligosacharidová transferáza ) přenáší tři zbytky glukózy zbývající až k bodu větvení na neredukující konec sousedního řetězce, čímž jej prodlužuje pro fosforylázu.
Glykosidázová část ( a-1,6-glukosidáza
) hydrolyzuje α-1,6-glykosidickou vazbu a uvolňuje glukózu.
Glukóza-1-ph je izomerizována na glukózu-6-ph pomocí fosfoglukomutázy.
Metabolismus glykogenu je řízen hormony (v játrech – inzulin, glukagon, adrenalin; ve svalech – inzulin a adrenalin), které regulují fosforylaci a defosforylaci 2 klíčových enzymů glykogensyntázy a glykogenfosforylázy.
Při nedostatečné hladině glukózy v krvi se uvolňuje hormon glukagon a v krajním případě i adrenalin. Stimulují fosforylaci glykogensyntázy (je inaktivována) a glykogenfosforylázy (je aktivována). Při zvýšení hladiny glukózy v krvi se uvolňuje inzulín, který stimuluje defosforylaci glykogensyntázy (je aktivována) a glykogenfosforylázy (je inaktivována). Inzulin navíc indukuje syntézu glukokinázy, čímž urychluje fosforylaci glukózy v buňce. To vše vede k tomu, že inzulín stimuluje syntézu glykogenu a adrenalin a glukagon jeho odbourávání.
Glukóza může vstupovat do buněk tělesných tkání buď exogenně z potravy, nebo se tvoří endogenně ze zásobního glykogenu (v důsledku glykogenolýzy) nebo z jiných substrátů, jako je laktát, glycerol, aminokyseliny (v důsledku glukoneogeneze). Glukóza absorbovaná v tenkém střevě vstupuje do jater přes portální žílu a vstupuje do hepatocytů. Glukóza je ze své podstaty hydrofilní látka, proto nemůže volně procházet fosfolipidovou membránou. Mechanismus jeho transportu se provádí pomocí nosných proteinů. Při stimulaci inzulínem je pozorováno zvýšení obsahu těchto proteinů v plazmatických membránách 5-10krát, zatímco jejich obsah uvnitř buňky klesá o 50-60%. Ke stimulaci pohybu nosných proteinů k membráně jsou zapotřebí další stimulační účinky inzulínu. K dnešnímu dni byly identifikovány dvě třídy glukózových transportérů:
Na-glukózový kotransportér, který je exprimován speciálními řasinkovými epiteliálními buňkami tenkého střeva a proximální ledviny. Tento protein aktivně transportuje glukózu ze střevního lumen nebo nefronu proti koncentračnímu gradientu vazbou glukózy na ty ionty sodíku, které jsou transportovány pod koncentračním gradientem.
· Vlastní glukózové transportéry. Jsou to membránové proteiny umístěné na povrchu všech buněk a transportují glukózu pod koncentračním gradientem. Transportéry glukózy transportují glukózu nejen do buňky, ale také ven z buňky a podílejí se také na intracelulárním pohybu glukózy. V současné době je popsáno 6 transportních proteinů pro glukózu – GluT.
V buňkách je glukóza fosforylována v hexokinázové reakci a mění se na glukóza-6-fosfát (Gl-6-P). laktát, neboli aerobní metabolismus začíná touto molekulou úplným rozkladem na CO 2 a H 2 O. V buňkách schopných glukoneogeneze (buňky jater, ledvin, střev) může být Gl-6-P defosforylován a vstupuje do krve ve formě volné glukózy a být transportován do jiných orgánů a tkání.
Glukóza je zvláště důležitá pro mozkové buňky. Buňky nervového systému závisí na glukóze jako na hlavním energetickém substrátu. Zároveň v mozku nejsou zásoby glukózy, ta se tam nesyntetizuje, neurony nemohou spotřebovávat jiné energetické substráty než glukózu a ketolátky, glukóza může být téměř úplně vyčerpána z extracelulární tekutiny, protože buňky nervové systém spotřebovává glukózu způsobem nezávislým na inzulínu.
Glykogen. Z Gl-6-P se v důsledku kombinovaného působení glykogensyntetázy a „větvícího“ enzymu syntetizuje glykogen - polymer, který svým vzhledem připomíná strom. Molekula glykogenu může obsahovat až milion monosacharidů. V tomto případě dochází ke krystalizaci glykogenu a nemá osmotický účinek. Tato forma je vhodná pro skladování v kleci. Pokud by se rozpustilo tolik molekul glukózy, buňka by praskla v důsledku osmotických sil. Glykogen je uložená forma glukózy a energie. Nachází se téměř ve všech tkáních, v buňkách nervové soustavy je ho minimum, hojný je zejména v játrech a svalech. Glykogen obsahuje pouze 2 typy glykosidických vazeb: typ a(1®4) a typ a(1®6). Vazba typu a(1®4) se tvoří každých 8-10 zbytků D-glukózy (obrázek 4).
Glykogenolýza. Tímto způsobem se štěpí glykogen. Glykogen se v těle ukládá především v játrech a kosterních svalech. Svalový glykogen se využívá jako zdroj energie při intenzivní fyzické aktivitě. Glykogenolýza v játrech je aktivována v reakci na pokles glukózy během přestávek v příjmu potravy nebo jako reakce na stres. Hlavními hormony, které aktivují glykogenolýzu, jsou glukagon, adrenalin (epinefrin) a kortizol (tabulka 2).
tabulka 2
Glykogenolýza začíná štěpením koncových glukózových zbytků na vazbách a(1®4), v tomto procesu je klíčovým enzymem glykogenfosforyláza (obr. 5). Aktivace fosforylázy se provádí fosforylací za účasti cAMP-dependentní proteinkinázy a fosforylázykinázy. Aktivace fosforylázy je řízena katecholaminy (játra, svaly) a glukagonem (játra). Tyto hormony podporují rozklad glykogenu v játrech a tím hyperglykemickou odpověď. Produktem fosforylázové reakce je glukóza-1-fosfát (G-1-P), který se za účasti enzymu fosfoglukomutázy přeměňuje na G-6-P. V játrech se glukóza tvoří z G-6-P a G-1-P za účasti enzymů G-6-Ptáza, respektive G-1-Ptáza. Enzym fosforyláza je specifický pouze pro a(1®4) vazby. Rozkládá glykogen, dokud na konci větve nezůstanou 3-4 sacharidové zbytky. Poté působí enzymový komplex transglukosylázy a glukosidázy. První z těchto enzymů přenáší (translokuje) krátký segment sacharidových zbytků na konec řetězce a(1®4), druhý odštěpuje glukózu na vazbě a(1®6). Cyklus zahrnující fosforylázu a enzymový komplex, který ničí větve glykogenu, se opakuje. Asi 90 % glukózy se uvolní z glykogenu ve formě G-1-P při destrukci a(1®4) vazby, 10 % ve formě volné glukózy při destrukci a(1®6) vazby. Glukóza může vznikat z glykogenu za účasti amylo-1,6-glukosidázy, která štěpí postranní řetězce glykogenu.
|
Glykogenózy. Jedná se o skupinu dědičných onemocnění spojených s enzymovými defekty, při kterých je narušen odbourávání glykogenu (obr. 5) a i přes obrovskou zásobu glykogenu v orgánech dochází u nemocných dětí k hypoglykémii (tab. 3).
Tabulka 3.
| Glykogenóza – onemocnění ukládání glykogenu | |||
| Typ | Název nemoci | Enzymová vada | Strukturální a klinické projevy vady |
| já | von Gierke's | glukóza-6-fosfatáza | těžká postabsorpční hypoglykémie, laktátová acidóza, hyperlipidémie |
| II | Pompeho | lysozomální a-glukosidáza | glykogenová granula v lysozomech |
| III | Cori's (Corey) | transglukosyláza/glukosidáza | změněná struktura glykogenu, hypoglykémie |
| IV | Andersenův (Andersen) | větvící enzym | změněná struktura glykogenu |
| PROTI | McArdle's (McArdle) | svalová fosforyláza | ukládání glykogenu ve svalech, křeče při cvičení |
| VI | její (Heru) | jaterní fosforyláza | hypoglykémie, ale ne tak závažná jako u typu I |
Nejvíce je prozkoumána Gierkeho nemoc (glykogenóza I. typu), u této nemoci je blokován rozklad glykogenu v důsledku absence enzymu glukóza-6-fosfatázy, struktura glykogenu je normální. Je narušena tvorba volné glukózy, tvoří se hodně laktátu. Hypoglykémie vede k aktivaci metabolismu tuků, oxidace lipidů je doprovázena tvorbou ketolátek. Hypoglykémie se zřetelně projevuje při stanovení glykémie pomocí glukózooxidázových a hexokinázových metod, při použití Hagedornovy reduktometrické metody jsou v důsledku přítomnosti redukujících látek v krvi výsledky stanovení glukózy výrazně zkresleny. Adrenalinový a glukagonový test má velkou hodnotu, protože adrenalin a glukagon nezvyšují hladinu glukózy v krvi kvůli neschopnosti jater dodávat volnou glukózu z glykogenu.
KAZUISTIKA č. 1
GIERKEHO ONEMOCNĚNÍ (GLYKOGENÓZA V důsledku deficitu G-6-FÁZE)
Šestiměsíční holčička byla neustále rozmarná, vypadala nemocně, rychle se unavovala, byla ospalá, měla často poruchy trávení a výrazně se jí zvětšila játra.
Laboratorní rozbor:
Glykémie (1 hodina po krmení) – 3,5 mmol/l (referenční rozmezí „5 mmol/l)
4 hodiny po krmení na pozadí známek bolestivého stavu s pulzem 110 za minutu byla hladina glukózy 2 mmol/l. Příznaky ustoupily po jídle. Biopsie jater prokázala masivní depozita glykogenu v cytoplazmě hepatocytů.
Byla stanovena diagnóza Gierkeova choroba. Léčba zahrnovala časté krmení se sníženým příjmem sacharidů a krmení přes nazogastrickou sondu v noci.
KAZUISTIKA č. 2
MCARDLEOVA NEMOC (GLYKOGENóza SE SNÍŽENÍM SVALOVÉ SÍLY)
Třicetiletý muž konzultoval s lékařem chronickou bolest svalů nohou a rukou a křeče při cvičení. Měl svalovou slabost, takže nikdy nesportoval. Stav se nezměnil, dokud se nerozhodl posilovat svaly sportem. Při vytrvalém fyzickém cvičení bolest zpravidla po 15-30 minutách tréninku odešla a mohl pokračovat ve cvičení.
Laboratorní rozbor:
Laboratorní studie zjistila, že při mírné fyzické aktivitě byla hladina glukózy v krvi normální, ale aktivita MM frakce kreatinkinázy (MM-CK) byla zvýšená, což svědčí o poškození svalů. Při intenzivní svalové práci se mírně snížila hladina glukózy v krvi, ale také hladina laktátu. Biopsie prokázala neobvykle vysoký obsah glykogenu ve svalech, což ukazuje na onemocnění ukládání glykogenu.
Diskuse:
V počátečním období svalové zátěže se vždy začne intenzivně spotřebovávat glukóza, která vzniká z rozkládajícího se glykogenu. Při křečích, ke kterým dochází při kyslíkovém dluhu, by však v důsledku aktivace glykolýzy mělo dojít ke vzniku pyruvátu, který se mění na laktát a dostává se do krve. Ve stejném případě nedošlo ke zvýšení laktátu, což dokazuje porušení mobilizace svalového glykogenu. Vymizení bolesti svalů 0,5 hodiny po cvičení se vysvětluje fyziologickou reakcí způsobenou adrenalinem uvolněným při cvičení, který podporuje přísun glukózy a mastných kyselin z krve do svalů, kompenzujících nedostatečný přísun glukózy ze svalového glykogenu.
Glykolýza. Za anaerobních podmínek je glykýza hlavní metabolickou cestou pro rozklad glukózy. Při tomto procesu rozpadem 1 molekuly glukózy vzniknou 2 molekuly ATP a 2 molekuly pyruvátu. V tkáních, kde syntéza ATP není v důsledku oxidativní fosforylace plně zajištěna, je hlavním zdrojem energie glukóza. Při intenzivní svalové práci ve svalech se sacharidy štěpí na laktát, což způsobuje tzv. kyslíkový dluh a vede k intracelulárnímu okyselení. Řada léků, zejména biguanidy a sulfonylmočoviny první generace, aktivují glykolýzu, takže u diabetu mohou být dalšími faktory přispívajícími k rozvoji laktátové acidózy. V tomto ohledu se spolu se stanovením parametrů CBS a krevních plynů doporučuje stanovit laktát u pacientů s rozvíjející se hypoxií v expresních laboratořích na jednotkách intenzivní péče. Inhibitory glykolýzy jsou monojodacetát a NaF - silné jedy. V erytrocytech jsou hlavními cestami utilizace glukózy glykolýza a pentózofosfátový cyklus, jejich intenzita je vysoká, proto se při stanovení glukózy nedoporučuje po více než 1 nechávat sraženinu se sérem nebo měřit glukózu v krvi stabilizované EDTA. hodina. V případě nutnosti uskladnění krve se doporučuje použít jako inhibitor glykolýzy monojodacetát nebo NaF.
Aerobní oxidace glukózy. Glukóza je jedním z hlavních energetických substrátů v těle. Rychlost jeho oxidace v klidu nalačno je asi 140 mg/kg tělesné hmotnosti po dobu 1 hodiny. Některé životně důležité orgány, zejména mozková kůra, využívají glukózu výhradně jako energetický substrát. Při oxidaci se přeměňuje glykolytickou metabolickou cestou na pyruvát, který se dostává do mitochondrií, kde je dekarboxylován na acetyl-coA. K další oxidaci dochází v Krebsově cyklu a procesu oxidativní fosforylace, při které se syntetizuje ATP a vzniká endogenní voda. Toto je hlavní způsob tvorby energie: 1 molekula glukózy v procesu aerobní oxidace umožňuje syntetizovat 19x více ATP než při glykolýze, tedy 38 molekul ATP.Oxidace glukózy za aerobních podmínek je nejúčinnější způsob, jak využít kyslík pro energetické potřeby. Účinnost bazálního metabolismu je nejvyšší při oxidaci glukózy, což z ní činí důležitou složku parenterální výživy.
Pentóza fosfátový zkrat. Biologickou úlohou tohoto cyklu je tvorba pentózofosfátů nezbytných pro syntézu nukleových kyselin, pro tvorbu redukovaných ekvivalentů ve formě NADPH pro syntézu mastných kyselin a pro zajištění antioxidačního systému buněk. Mezi defekty pentózofosfátového zkratu je nejčastější nedostatek nebo abnormalita enzymu glukóza-6-fosfátdehydrogenázy. To nezajišťuje potřebnou obnovu glutathionu. V membráně erytrocytů se aktivuje oxidace peroxidu, hromadí se hydroperoxidy, naruší se permeabilita buněčné membrány, což má za následek hemolýzu.
Vztah mezi metabolismem sacharidů, bílkovin a lipidů. Důležitým společným meziproduktem metabolismu sacharidů, aminokyselin a lipidů v buňkách je molekula acetyl-coA. Prostřednictvím acetyl-coA mohou být glukóza a další sacharidy přeměněny na mastné kyseliny a triglyceridy, na neesenciální aminokyseliny a naopak, glukóza může být syntetizována prostřednictvím této molekuly. Prostřednictvím interkonverzních cest s různými dietami tělo syntetizuje potřebné složky. Proto i při výhradně sacharidové stravě může dojít ke zvýšení hmoty tukové tkáně. Po jídle, stejně jako po konzumaci sacharidů, se nedoporučuje měřit bazální hladinu glukózy v krvi. Téměř vždy u hypertriglyceridémie existuje tendence k narušení metabolismu sacharidů v důsledku rozvoje inzulinové rezistence.
Glukoneogeneze. Toto je název metabolického procesu syntézy glukózy z aminokyselin a meziproduktů metabolismu. Během procesu glukoneogeneze probíhají stejné reakce jako při glykolýze, ale v opačném směru. Výjimkou jsou 3 reakce, které jsou shuntované. Kompletní sada enzymů glukoneogeneze je obsažena v buňkách jater, ledvin a střevní sliznice. Glukokortikoidy, zejména kortizol, jsou silnými stimulátory syntézy enzymů glukoneogeneze, způsobují hyperglykémii v důsledku syntézy glukózy z aminokyselin během proteinového katabolismu.
REGULACE METABOLISMU SACHARIDŮ.
Hladina glukózy v krvi je nejdůležitějším faktorem homeostázy. Na určité úrovni ji udržuje funkce střev, jater, ledvin, slinivky břišní, nadledvinek, tukové tkáně a dalších orgánů (obr. 6).
|
|
|
Rýže. 6. Metabolismus glukózy po jídle. Glukóza absorbovaná ve střevech se dostává do jater. Játra udržují stálý přísun energetických substrátů do ostatních orgánů, především mozku. Přísun glukózy do jater a mozku nezávisí na inzulínu, ale svalům a tukové tkáni je závislý na inzulínu. Ve všech buňkách je prvním krokem v metabolismu glukózy fosforylace. V játrech inzulin stimuluje enzym glukokinázu a iniciuje tvorbu glykogenu. Přebytek glukóza-6-fosfátu se využívá pro syntézu aminokyselin a lipidů. Ve svalech se glukóza ukládá ve formě glykogenu, v tukové tkáni se mění na triglyceridy, v mozkové tkáni se glukóza využívá jako energetický substrát.
Existuje několik typů regulace metabolismu sacharidů: substrátová, nervová, hormonální, renální.
Výměna různých látek a energie mezi buňkou a vnějším prostředím je životně důležitou podmínkou její existence.
Aby se zachovala stálost chemického složení a vlastností cytoplazmy v podmínkách, kde jsou výrazné rozdíly v chemickém složení a vlastnostech vnějšího prostředí a cytoplazmy buňky, musí existovat speciální transportní mechanismy selektivně pohybující látky skrz.
Buňky musí mít zejména mechanismy pro dodávání kyslíku a živin z prostředí a odstraňování metabolitů do něj. Koncentrační gradienty různých látek existují nejen mezi buňkou a vnějším prostředím, ale také mezi buněčnými organelami a cytoplazmou a jsou pozorovány transportní toky látek mezi různými kompartmenty buňky.
Zvláštní význam pro vnímání a přenos informačních signálů má udržování transmembránového rozdílu v koncentracích minerálních iontů. Na+, K+, Ca2+. Buňka vynakládá významnou část své metabolické energie na udržování koncentračních gradientů těchto iontů. Energie elektrochemických potenciálů uložená v iontových gradientech zajišťuje stálou připravenost buněčné plasmatické membrány reagovat na podněty. Vstup vápníku do cytoplazmy z mezibuněčného prostředí nebo z buněčných organel zajišťuje reakci mnoha buněk na hormonální signály, řídí uvolňování neurotransmiterů a spouští.
Rýže. Klasifikace druhů dopravy
Pro pochopení mechanismů přechodu látek přes buněčné membrány je nutné vzít v úvahu jak vlastnosti těchto látek, tak vlastnosti membrán. Transportované látky se liší molekulovou hmotností, přenosem náboje, rozpustností ve vodě, lipidy a řadou dalších vlastností. Plazmatické a další membrány jsou reprezentovány velkými plochami lipidů, kterými snadno difundují nepolární látky rozpustné v tucích a neprochází voda a látky rozpustné ve vodě polárního charakteru. Pro transmembránový pohyb těchto látek je nezbytná přítomnost speciálních kanálů v buněčných membránách. Transport molekul polárních látek se stává obtížnějším, když se zvětšuje jejich velikost a náboj (v tomto případě jsou nutné další transportní mechanismy). Přenos látek proti koncentračním a dalším gradientům vyžaduje i účast speciálních nosičů a výdej energie (obr. 1).
Rýže. 1. Jednoduchá, usnadněná difúze a aktivní transport látek přes buněčné membrány
Pro transmembránový pohyb vysokomolekulárních sloučenin, supramolekulárních částic a buněčných komponent, které nejsou schopny pronikat membránovými kanály, se využívají speciální mechanismy - fagocytóza, pinocytóza, exocytóza, transport mezibuněčnými prostory. Transmembránový pohyb různých látek lze tedy provádět různými metodami, které se obvykle dělí podle účasti speciálních nosičů na nich a spotřeby energie. Existuje pasivní a aktivní transport přes buněčné membrány.
Pasivní doprava— přenos látek přes biomembránu po gradientu (koncentrační, osmotický, hydrodynamický atd.) a bez spotřeby energie.
Aktivní transport- přenos látek přes biomembránu proti spádu a se spotřebou energie. U lidí se 30–40 % veškeré energie vytvořené během metabolických reakcí spotřebuje na tento typ transportu. V ledvinách jde 70-80 % spotřebovaného kyslíku do aktivního transportu.
Pasivní transport látek
Pod pasivní doprava rozumět přenosu látky přes membrány po různých gradientech (elektrochemický potenciál, koncentrace látky, elektrické pole, osmotický tlak atd.), který ke své realizaci nevyžaduje přímý energetický výdej. Pasivní transport látek může probíhat jednoduchou a usnadněnou difúzí. Je známo, že pod difúze pochopit chaotické pohyby částic hmoty v různých prostředích, způsobené energií jejích tepelných vibrací.
Pokud je molekula látky elektricky neutrální, pak bude směr difúze této látky určen pouze rozdílem (gradientem) koncentrací látky v prostředí odděleném membránou, např. vně a uvnitř buňky popř. mezi jeho přihrádkami. Pokud molekula nebo ionty látky nesou elektrický náboj, pak bude difúze ovlivněna jak rozdílem koncentrací, množstvím náboje této látky, tak přítomností a znaménkem nábojů na obou stranách membrány. Algebraický součet sil koncentrace a elektrických gradientů na membráně určuje velikost elektrochemického gradientu.
Jednoduchá difúze se provádí v důsledku přítomnosti koncentračních gradientů určité látky, elektrického náboje nebo osmotického tlaku mezi stranami buněčné membrány. Například průměrný obsah iontů Na+ v krevní plazmě je 140 mmol/l, v erytrocytech je to přibližně 12krát méně. Tento rozdíl koncentrací (gradient) vytváří hnací sílu, která umožňuje sodíku přesunout se z plazmy do červených krvinek. Rychlost takového přechodu je však nízká, protože membrána má velmi nízkou permeabilitu pro Na+ ionty. Propustnost této membrány pro draslík je mnohem větší. Procesy prosté difúze nespotřebovávají energii buněčného metabolismu.
Rychlost prosté difúze je popsána Fickovou rovnicí:
dm/dt = -kSAC/x,
Kde dm/ dt- množství látky difundující za jednotku času; Komu - difúzní koeficient charakterizující propustnost membrány pro difuzní látku; S- difúzní povrch; ΔС— rozdíl v koncentracích látky na obou stranách membrány; X— vzdálenost mezi difúzními body.
Z rozboru difúzní rovnice je zřejmé, že rychlost prosté difúze je přímo úměrná koncentračnímu gradientu látky mezi stranami membrány, propustnosti membrány pro danou látku a ploše difúzního povrchu.
Je zřejmé, že nejsnáze se přes membránu budou difuzně pohybovat ty látky, jejichž difúze probíhá jak podél koncentračního gradientu, tak gradientu elektrického pole. Důležitou podmínkou pro difúzi látek membránami jsou však fyzikální vlastnosti membrány a zejména její propustnost pro látku. Například ionty Na+, jejichž koncentrace je mimo buňku vyšší než uvnitř a vnitřní povrch plazmatické membrány je záporně nabitý, by měly snadno difundovat do buňky. Rychlost difúze iontů Na+ přes plazmatickou membránu buňky v klidu je však nižší než u iontů K+, které difundují podél koncentračního gradientu ven z buňky, protože propustnost membrány za klidových podmínek pro ionty K+ je nižší. vyšší než u iontů Na+.
Protože uhlovodíkové radikály fosfolipidů, které tvoří membránovou dvojvrstvu, mají hydrofobní vlastnosti, mohou přes membránu snadno difundovat látky hydrofobní povahy, zejména ty, které jsou snadno rozpustné v lipidech (steroidy, hormony štítné žlázy, některá léčiva atd.). Nízkomolekulární látky hydrofilní povahy, minerální ionty difundují pasivními iontovými kanály membrán tvořenými kanálotvornými proteinovými molekulami a případně defekty balení v membráně molekul fosfolipidů, které se objevují a mizí v membráně v důsledku teplotní výkyvy.
K difúzi látek ve tkáních může docházet nejen buněčnými membránami, ale i jinými morfologickými strukturami, například ze slin do dentinové tkáně zubu přes jeho sklovinu. V tomto případě zůstávají podmínky pro difúzi stejné jako přes buněčné membrány. Například pro difúzi kyslíku, glukózy a minerálních iontů ze slin do zubní tkáně musí jejich koncentrace ve slinách převyšovat koncentraci v zubní tkáni.
Za normálních podmínek mohou nepolární a malé elektricky neutrální polární molekuly procházet fosfolipidovou dvojvrstvou ve významných množstvích jednoduchou difúzí. Transport významného množství jiných polárních molekul je prováděn nosnými proteiny. Pokud transmembránový přechod látky vyžaduje účast nosiče, pak se místo termínu „difúze“ často používá termín transport látky přes membránu.
Usnadněná difúze, stejně jako prostá „difúze“ látky probíhá podél jejího koncentračního gradientu, ale na rozdíl od prosté difúze se na přenosu látky přes membránu podílí specifická molekula proteinu, nosič (obr. 2).
Usnadněná difúze je druh pasivního transportu iontů přes biologické membrány, který se provádí podél koncentračního gradientu pomocí nosiče.
Přenos látky pomocí nosného proteinu (transportéru) je založen na schopnosti této molekuly proteinu integrovat se do membrány, proniknout do ní a vytvořit kanály naplněné vodou. Nosič se může reverzibilně vázat na přepravovanou látku a zároveň reverzibilně měnit její konformaci.
Předpokládá se, že nosný protein je schopen být ve dvou konformačních stavech. Například ve státě A tento protein má afinitu k transportované látce, jeho vazebná místa pro látku jsou obrácena dovnitř a tvoří pór otevřený na jednu stranu membrány.
Rýže. 2. Usnadněná difúze. Popis v textu
Po kontaktu s látkou změní nosný protein svou konformaci a vstoupí do stavu 6 . Při této konformační přeměně ztrácí nosič svou afinitu k transportované látce, uvolňuje se ze spojení s nosičem a je přemístěn do póru na druhé straně membrány. Poté se protein opět vrátí do stavu a. Tento přenos látky transportním proteinem přes membránu se nazývá uniport.
Prostřednictvím usnadněné difúze mohou být nízkomolekulární látky, jako je glukóza, transportovány z intersticiálních prostorů do buněk, z krve do mozku, některé aminokyseliny a glukóza mohou být reabsorbovány z primární moči do krve v renálních tubulech a aminokyseliny a monosacharidy mohou být absorbovány ze střeva. Rychlost transportu látek usnadněnou difúzí může kanálem dosáhnout až 10 8 částic za sekundu.
Na rozdíl od rychlosti přenosu látky prostou difúzí, která je přímo úměrná rozdílu jejích koncentrací na obou stranách membrány, rychlost přenosu látky při facilitované difúzi roste úměrně se zvyšováním rozdílu. v koncentracích látky do určité maximální hodnoty, nad kterou se nezvyšuje i přes nárůst rozdílu koncentrací látky po obou stranách membrány. Dosažení maximální rychlosti (saturace) přenosu v procesu facilitované difúze je vysvětleno tím, že při maximální rychlosti jsou do přenosu zapojeny všechny molekuly nosných proteinů.
Výměnná difúze- při tomto typu transportu látek může dojít k výměně molekul stejné látky umístěných na různých stranách membrány. Koncentrace látky na každé straně membrány zůstává nezměněna.
Typ výměnné difúze je výměna molekuly jedné látky za jednu nebo více molekul jiné látky. Například v buňkách hladkého svalstva krevních cév a průdušek, v kontraktilních myocytech srdce je jedním ze způsobů odstranění iontů Ca 2+ z buněk jejich výměna za extracelulární ionty Na+. Na každé tři příchozí ionty Na+ je z buňky odstraněn jeden iont Ca2+. Vzniká vzájemně závislý (spřažený) pohyb Na+ a Ca2+ membránou v opačných směrech (tento typ transportu je tzv. antiport). Tím se buňka zbaví přebytečných iontů Ca 2+, což je nezbytná podmínka pro relaxaci hladkých myocytů nebo kardiomyocytů.
Aktivní transport látek
Aktivní transport látek prostřednictvím je přenos látek proti jejich gradientům, prováděný s vynaložením metabolické energie. Tento typ transportu se liší od pasivního transportu tím, že transport neprobíhá podél gradientu, ale proti koncentračním gradientům látky, a využívá energii ATP nebo jiných druhů energie, na jejichž tvorbu byl ATP dříve spotřebován. Pokud je přímým zdrojem této energie ATP, pak se takový přenos nazývá primární aktivní. Pokud se k transportu použije energie (koncentrační, chemické, elektrochemické gradienty) dříve uložená v důsledku provozu iontových pump, které spotřebovávaly ATP, pak se takový transport nazývá sekundární aktivní, stejně jako konjugát. Příkladem sdruženého, sekundárního aktivního transportu je absorpce glukózy ve střevě a její reabsorpce v ledvinách za účasti Na iontů a transportérů GLUT1.
Díky aktivnímu transportu lze překonat síly nejen koncentračních, ale i elektrických, elektrochemických a jiných gradientů látky. Jako příklad provozu primárního aktivního transportu lze uvažovat provoz Na+ -, K+ -čerpadla.
Aktivní transport iontů Na + a K + zajišťuje proteinový enzym - Na + -, K + -ATPáza, který je schopen štěpit ATP.
Protein Na K-ATPáza se nachází v cytoplazmatické membráně téměř všech buněk těla, což představuje 10 % nebo více z celkového obsahu proteinu v buňce. Na provoz této pumpy je vynaloženo více než 30 % celkové metabolické energie buňky. Na + -, K + -ATPáza může být ve dvou konformačních stavech - S1 a S2. Ve stavu S1 má protein afinitu k Na iontu a 3 Na ionty jsou připojeny ke třem vysoce afinitním vazebným místům směřujícím k buňce. Přídavek Na" iontu stimuluje aktivitu ATPázy a v důsledku hydrolýzy ATP je Na+-, K+-ATPáza fosforylována přenosem fosfátové skupiny na ni a provádí konformační přechod ze stavu S1 do stavu S2. stavu (obr. 3).
V důsledku změn v prostorové struktuře proteinu se vazebná místa pro ionty Na obracejí na vnější povrch membrány. Afinita vazebných míst pro Na+ ionty prudce klesá a po uvolnění z vazby s proteinem je přenesen do extracelulárního prostoru. V konformačním stavu S2 se zvyšuje afinita Na+ -, K-ATPázových center pro K ionty a připojují dva K ionty z extracelulárního prostředí. Přídavek K iontů způsobí defosforylaci proteinu a jeho reverzní konformační přechod ze stavu S2 do stavu S1. Spolu s rotací vazebných center k vnitřnímu povrchu membrány se z jejich spojení s nosičem uvolní dva K ionty a přenesou se dovnitř. Takové přenosové cykly se opakují rychlostí dostatečnou k udržení nestejné distribuce Na+ a K+ iontů v buňce a mezibuněčném médiu v klidové buňce a v důsledku toho k udržení relativně konstantního rozdílu potenciálu na membráně excitabilních buněk.
Rýže. 3. Schematické znázornění činnosti Na+ -, K + -čerpadla
Látka strofantin (ouabain), izolovaná z rostliny náprstník, má specifickou schopnost blokovat Na + -, K + - pumpu. Po jeho zavedení do organismu je v důsledku zablokování čerpání iontu Na+ z buňky pozorováno snížení účinnosti mechanismu výměny Na+ -, Ca 2 a akumulace iontů Ca 2+ v kontraktilních kardiomyocytech. To vede ke zvýšené kontrakci myokardu. Lék se používá k léčbě nedostatečné čerpací funkce srdce.
Kromě Na"-, K + -ATPázy existuje několik dalších typů transportních ATPáz neboli iontových pump. Mezi nimi pumpa, která transportuje plyny vodíku (buněčné mitochondrie, renální tubulární epitel, parietální buňky žaludku); vápník pumpy (kardiostimulační a kontraktilní buňky srdce, svalové buňky příčně pruhovaných a hladkých svalů).Například v buňkách kosterních svalů a myokardu je protein Ca 2+ -ATPáza zabudován do membrán sarkoplazmatického retikula a díky ke své práci udržuje vysokou koncentraci iontů Ca 2+ ve svých intracelulárních zásobnících (cisterny, podélné tubuly sarkoplazmatického retikula).
V některých buňkách jsou síly transmembránového rozdílu elektrického potenciálu a gradientu koncentrace sodíku, vyplývající z činnosti pumpy Na+, Ca 2+, využívány k provádění sekundárních aktivních typů přenosu látek přes buněčnou membránu.
Sekundární aktivní transport vyznačující se tím, že přenos látky přes membránu se uskutečňuje díky koncentračnímu gradientu jiné látky, který vznikl mechanismem aktivního transportu s vynaložením energie ATP. Existují dva typy sekundárního aktivního transportu: symport a antiport.
Simport nazýván přenos látky, který je spojen se současným přenosem jiné látky ve stejném směru. Symportový mechanismus transportuje jód z extracelulárního prostoru do thyrocytů štítné žlázy, glukózu a aminokyseliny, když jsou absorbovány z tenkého střeva do enterocytů.
Antiport nazýván přenos látky, který je spojen se současným přenosem jiné látky, ale v opačném směru. Příkladem antiporterového transferového mechanismu je práce již zmíněného Na + -, Ca 2+ - výměníku v kardiomyocytech, K + -, H + - výměnného mechanismu v epitelu renálních tubulů.
Z výše uvedených příkladů je zřejmé, že sekundární aktivní transport se provádí pomocí gradientových sil iontů Na+ nebo K+. Iont Na+ nebo K iont se pohybuje membránou směrem ke své nižší koncentraci a táhne s sebou další látku. V tomto případě se obvykle používá specifický nosný protein zabudovaný do membrány. Například k transportu aminokyselin a glukózy při jejich vstřebávání z tenkého střeva do krve dochází díky tomu, že se membránový nosný protein epitelu střevní stěny váže na aminokyselinu (glukózu) a Na + a teprve poté změní svou polohu v membráně tak, že transportuje aminokyselinu (glukózu) a iont Na+ do cytoplazmy. Pro uskutečnění takového transportu je nutné, aby koncentrace iontu Na+ vně buňky byla mnohem větší než uvnitř, což je zajištěno neustálou prací Na+, K+ - ATPázy a výdejem metabolické energie.
