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高中 | 第1节 被动运输题目答案及解析如下,仅供参考!
必修一 分子与细胞
第四章 细胞的物质输入和输出
第1节 被动运输
阅读科普短文,请回答问题。
钠$\rm -$葡萄糖共转运蛋白抑制剂
$\rm ——$糖尿病治疗新靶点
近些年研究发现,肾脏对维持血糖稳态也发挥重要作用。人体血浆中的葡萄糖经肾小球滤过进入原尿后流经肾脏近曲小管,全部由位于管腔面的钠$\rm -$葡萄糖共转运蛋白$\rm (SGLT)$重吸收进入近曲小管上皮细胞。其中,位于肾脏近曲小管$\rm S1$和$\rm S2$段的$\rm SGLT2$完成$\rm 90\%$葡萄糖的重吸收;分布于$\rm S3$段的$\rm SGLT1$完成$\rm 10\%$葡萄糖的重吸收$\rm ($图$\rm 1$所示$\rm )$,使得排出的尿液中不含葡萄糖。随后葡萄糖被位于肾脏近曲小管上皮细胞基底膜上的葡萄糖转运蛋白$\rm (GLUT)$转运至组织液进而进入毛细血管,图$\rm 2$显示了$\rm SGLT2$转运葡萄糖的机制,其与$\rm GLUT$共同维持细胞内的葡萄糖浓度平衡。
健康人体内血浆中的葡萄糖浓度为$\rm 3.9\sim 6.1\;\rm mmol/L$。当血浆葡萄糖浓度超过$\rm 8$.$\rm 88\sim 10.08\;\rm mmol/L$,$\rm SGLT$的转运能力达到饱和,多余的葡萄糖从尿中排出,此时的血浆葡萄糖浓度就是肾糖阈。$\rm 2$型糖尿病患者$\rm SGLT2$的数量及转运能力增加,导致肾糖阈升高,肾脏重吸收的葡萄糖多于正常人,进一步增加血液中葡萄糖浓度,加剧了患者高血糖的发生和发展。因此$\rm SGLT$成为$\rm 2$型糖尿病的治疗靶点。
$\rm SGLT2$主要功能是在肾小管部位重吸收葡萄糖,而$\rm SGLT1$除少量分布于肾脏近曲小管$\rm S3$段外,还大量存在于小肠、心脏、脑等多个器官,其主要功能是从肠道吸收葡萄糖。研究发现单独抑制$\rm SGLT2$增加葡萄糖排出效果欠佳,完全抑制$\rm SGLT1$会引起严重的副反应,如腹泻等肠胃问题,而部分抑制$\rm SGLT1$可以大大减少不良反应。由此,科学家研制了能够抑制$\rm SGLT2$同时部分抑制$\rm SGLT1$功能的双靶点降糖药物。研究表明$\rm SGLT2/SGLT1$双靶点拟制剂的代表药物$\rm Sotagliflozin$对$\rm SGLT2$的抑制作用约为对$\rm SGLT1$抑制作用的$\rm 20$倍,三期临床结果喜人,且患者基本无不良反应。
葡萄糖可直接被人体吸收,用 试剂可检验尿液中是否含有葡萄糖。
葡萄糖作为小分子单糖可不通过消化直接被人体吸收,用斐林试剂可检验尿液中是否含有葡萄糖,因为葡萄糖具有还原性,且斐林试剂可以检测还原糖的存在。
据图$\rm 2$可知,$\rm SGLT2$可同时结合葡萄糖和$\rm \text{N}{{\text{a}}^{+}}$,$\rm \text{N}{{\text{a}}^{+}}$进入细胞的方式属于 ,依据是 。同时细胞内的$\rm \text{N}{{\text{a}}^{+}}$不断被细胞膜上的$\rm \text{N}{{\text{a}}^{+}}/{{\text{K}}^{+}}$泵泵出,以维持细胞内$\rm \text{N}{{\text{a}}^{+}}$浓度 胞外,这种浓度差产生的势能使葡萄糖被逆浓度梯度转运到细胞内,因此$\rm SGLT2$转运葡萄糖的方式属于 。
协助扩散;钠离子主要分布在细胞外,即细胞外钠离子的含量高,进入细胞是顺浓度梯度进行,且需要载体转运;低于;主动运输
"]]据图$\rm 2$可知,$\rm SGLT2$可同时结合葡萄糖和 $\rm Na^{+}$ ,而钠离子主要分布在细胞外,即细胞外钠离子的含量高,据此可推测, $\rm Na^{+}$ 进入细胞的方式是顺浓度进行、且需要载体协助,因此,属于协助扩散。同时细胞内的 $\rm Na^{+}$ 不断被细胞膜上的 $\rm Na^{+}/K^{+}$ 泵通过主动运输方式泵出,以维持细胞内 $\rm Na^{+}$ 浓度低于胞外,这种浓度差产生的势能使葡萄糖被逆浓度梯度转运到细胞内,因此$\rm SGLT2$转运葡萄糖的方式属于主动运输。
$\rm SGLT2/SGLT1$双靶点抑制剂的降糖机制为:机体不是通过增加胰岛素来降低血糖,而是通过抑制$\rm SGLT2$减少 ,增加 ;同时部分抑制$\rm SGLT1$功能,减少 对葡萄糖的吸收,从而在一定程度上有效降低糖尿病患者的血糖水平。
肾小管部位对葡萄糖的重吸收;尿液中葡萄糖的浓度;肠道细胞
"]]$\rm SGLT2$主要功能是在肾小管部位重吸收葡萄糖,而$\rm SGLT1$的主要功能是从肠道吸收葡萄糖。$\rm SGLT2/SGLT1$双靶点抑制剂的降糖机制不是通过增加胰岛素来降低血糖,而是通过抑制$\rm SGLT2$减少肾小管部位对葡萄糖的重吸收,增加尿液中葡萄糖的浓度;同时部分拟制$\rm SGLT1$功能,减少肠道细胞对葡萄糖的吸收,从而在一定程度上有效降低糖尿病患者的血糖水平。
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