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罗军辉

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葡萄糖进入小肠毛细血管的方式一定是主动运输?  

2013-09-19 22:42:54|  分类: 生物学答疑 |  标签: |举报 |字号 订阅

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高中教辅多数认为小肠绒毛微绒毛面的葡萄糖吸收方式只有主动运输,还有很多资料认为顺浓度梯度的吸收方式必定为协助扩散,甚至有人认为从逆浓度梯度转化为顺浓度梯度时,主动运输会自动转化为协助扩散。然而,小肠绒毛微绒毛面葡萄糖的实际吸收方式否定了上述所有说法。本文的主要证据来自于《生理学杂志》的一篇论文:
论文中参考了大量文献,具有很高的可信度。本文引用的图和主要观点均源自该论文。

在小肠绒毛微绒毛面存在两种形式的载体。其一是主动运输的载体SGLT1,其二是协助扩散的载体GLUT2。SGLT1即使在顺浓度梯度运输时依旧需要消耗Na+浓度梯度积累的能量,不会转变成协助扩散的载体。此处的葡萄糖转运方式可用如下模式图表示:
小肠绒毛微绒毛面的葡萄糖吸收方式 - 无常道 - 道无常道
A图显示饥饿状态下,肠腔葡萄糖浓度低时,SGLT1通过消耗Na+浓度梯度积累的能量,将葡萄糖(glucose)主动运输到细胞中。
B图显示在进食后,麦芽糖(maltose)在异麦芽糖酶(IM)的作用下分解成葡萄糖(glucose),导致该处葡萄糖浓度较高,此时SGLT1依然消耗Na+浓度 梯度积累的能量使葡萄糖主动运输到细胞中。但同时GLUT2也使葡萄糖顺浓度梯度协助扩散到细胞中。

通过体外实验,不同葡萄糖浓度下小肠绒毛微绒毛面主动运输和协助扩散的速率可以用下图表示:
小肠绒毛微绒毛面的葡萄糖吸收方式 - 无常道 - 道无常道
图中展示了SGLT1转运速率()、GLUT2转运速率()和总葡萄糖转运速率()。从图中可以看出,当协助扩散发生的同时,主动运输也在发生。只不过很低浓度下,主动运输的载体就达到饱和了。所以,高浓度下需要同时依赖协助扩散增大吸收速率。图中协助扩散的速率最高达到了主动运输的近3倍。这解释了进化过程中存在两套载体的个体会在自然选择中获胜的原因。
 
感谢刘永生(小狗啃骨头)老师找到英文文献并发布在内质网—生物学互动平台(Ⅱ)
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