Abastecimiento de sangre

La sangre fluye dentro del riñón a través de la arteria renal, que tiene ramas y se subdivide en vasos menores para suministrar sangre a las nefronas. Las nefronas son las unidades funcionales del riñón que realizan la filtración y reabsorción; hay cientos de miles de ellas en los riñones de un humano adulto.

Filtración

La sangre fluye a través de una bola de capilares llamada el glomérulo; aquí la presión sanguínea crea agua, disuelve las sales y pequeñas moléculas como los deshechos, los aminoácidos y la glucosa se filtran a través de las paredes de los capilares hacia una estructura llamada capsula de Bowman. Este paso inicial remueve los deshechos de la sangre mientras previene la perdida de células como las células rojas o proteínas, pero también remueve moléculas valiosas como la glucosa del flujo sanguíneo. Por lo tanto, el próximo paso del proceso es la reabsorción.

Reabsorción

La reabsorción toma lugar en el túbulo proximal de la nefronas, es un tubo que sale de la capsula de Bowman. Las células que forman el túbulo proximal capturan las moléculas valiosas incluyendo, por supuesto, la glucosa. El mecanismo que utilizan para hacer esto es diferente para cada molécula y solutos. Para la glucosa hay dos procesos diferentes involucrados: el proceso donde la glucosa es reabsorbida a través de la membrana apical de la célula, es decir la membrana de la célula que se enfrenta hacia afuera sobre el túbulo proximal, y luego el mecanismo donde la glucosa es expulsada a través de la membrana opuesta de la célula hacia el flujo sanguíneo.

Cotransportadores dependientes del sodio de la glucosa.

Dentro de la membrana apical de las células que forman el túbulo proximal hay proteínas que actúan como pequeñas bombas moleculares para conducir fuera a los iones de sodio y adentro los iones de potasio, gastando en el proceso energía celular guardada. Esta acción de bombeo asegura que la concentración de iones de sodio sea mucho más alta en el túbulo proximal que en la célula, como bombear agua en un tanque de reserva sobre una colina para que pueda trabajar mientras fluye hacia abajo. Los solutos disueltos en agua, naturalmente, tienden a migrar de áreas de alta a baja concentración, por lo que los iones de sodio quieren volver a entrar en la célula. La célula se aprovecha de esta concentración utilizando una proteína llamada cotransportador dependiente de sodio de la glucosa 2 (SGLT2), que une el transporte a través de las membranas de los iones de sodio con el transporte de la molécula de glucosa. Esencialmente, la SGLT2 es como una pequeña bomba de glucosa que funciona con los iones de sodio que tratan de volver a la célula.

Transportador de glucosa

Una vez que la glucosa está dentro de la célula regresar al flujo sanguíneo es bastante simple. Las proteínas llamadas transportadores de glucosa o GLUT2 están ubicadas en las membranas celulares adyacentes al flujo sanguíneo y llevan a la glucosa, a través de la membrana, a la sangre. Usualmente la glucosa esta más concentrada dentro de la célula, por lo que la célula no necesita gastar energía en esta ultima etapa; las GLUT2 juegan un rol bastante pasivo como una puerta giratoria que permite a las moléculas sueltas de glucosa salir.