يتم توضيح أحد الأمثلة على كيفية استخدام الخلايا للطاقة الموجودة في التدرجات الكهروكيميائية من خلال نقل الجلوكوز إلى الخلايا. الأيون الحيوي لهذه العملية هو الصوديوم (Na⁺) ، والذي يوجد عادةً بتركيزات أعلى خارج الخلية مما هو عليه في العصارة الخلوية. يرجع هذا الاختلاف في التركيز ، جزئياً ، إلى عمل الإنزيم ”المضخة“. المدمج في الغشاء الخلوي الذي يطرد بنشاط Na⁺ من خلية. الأهم من ذلك ، نظراً لأن هذه المضخة تساهم في زيادة تركيز الصوديوم Na⁺ الموجب الشحنة خارج الخلية ، فإنها تساعد أيضاً في جعل هذه البيئة ”أكثر إيجابية“ من المنطقة داخل الخلايا. نتيجة لذلك ، يشير كل من التدرجات الكيميائية والكهربائية ل Na⁺ نحو داخل الخلية ، ويتجه التدرج الكهروكيميائي بالمثل إلى الداخل.

ناقلات الصوديوم_الجلوكوز

تستغل ناقلات الجلوكوز_الصوديوم (SGLTs) الطاقة المخزنة في هذا التدرج الكهروكيميائي. تساعد هذه البروتينات ، الموجودة بشكل أساسي في أغشية خلايا الأمعاء أو الكلى ، في امتصاص الجلوكوز من تجويف هذه الأعضاء إلى مجرى الدم. من أجل العمل ، يجب ربط كل من جزيء جلوكوز خارج الخلية واثنين من Na⁺ بناقلات الجلوكوز_الصوديوم. عندما يهاجر Na⁺ إلى خلية من خلال الناقل ، فإنه يسافر بتدرجه الكهروكيميائي ، ويطرد الطاقة التي يستخدمها البروتين لتحريك الجلوكوز داخل الخلية _ مقابل تدرجه الكيميائي ، حيث يميل هذا السكر إلى التواجد تركيز أعلى داخل الخلية. نتيجة لذلك ، ينتقل الجلوكوز صعوداً مقابل تدرج تركيزه في وقت واحد مع Na⁺ الذي ينتقل إلى أسفل تدرجه الكهروكيميائي. هذا مثال على النقل النشط الثانوي ، سمي بهذا الاسم لأن مصدر الطاقة المستخدم هو كهروكيميائي بطبيعته ، وليس الشكل الأساسي للأدينوسين ثلاثي الفوسفات.

العلاجات التي تستهدف ناقلات الجلوكوز-الصوديوم

نظراً لدور الجلوكوز في بعض الأمراض ، بدأ العلماء في البحث عن طرق التدخل في نقل الجلوكوز إلى الخلايا. على سبيل المثال ، يتميز مرض السكري بارتفاع نسبة الجلوكوز في مجرى الدم ، مما قد يؤدي إلى تلف الأعصاب ومضاعفات أخرى. نتيجة لذلك ، يقوم بعض الباحثين بتقييم كيفية اختلاف تحرير ناقلات الجلوكوز-الصوديوم بين مرضى السكر وغير مرضى السكر ، وما إذا كان تثبيط ناقلات الجلوكوز-الصوديوم المختلفة يمكن أن يساعد في علاج المرض. بدلاً من ذلك ، نظراً لأنه ثبت أن الخلايا السرطانية تتطلب المزيد من الجلوكوز مقارنة بنظيراتها الطبيعية ، يقوم باحثون آخرون بفحص ما إذا كان يمكن أن تكون ناقلات الجلوكوز هدفاً جديداً للعلاجات المضادة للسرطان.