Le glucose est un sucre à six carbones que les cellules métabolisent directement pour produire de l’énergie. Alors que notre intestin grêle absorbe le glucose présent dans les aliments, une seule molécule de glucose est trop grosse pour traverser une membrane cellulaire par simple diffusion. Au lieu de cela, les cellules emploient des mécanismes spécialisés pour transporter le glucose à travers la bicouche lipidique.
La membrane plasmique est constituée d'une bicouche phospholipidique :chaque phospholipide possède une tête de phosphate hydrophile et deux queues d'acide gras hydrophobes. Les petites molécules non polaires peuvent diffuser à travers cette bicouche, mais les substances polaires solubles dans l'eau, comme le glucose, sont exclues par le noyau hydrophobe. Les protéines transmembranaires (canaux, transporteurs et pompes) servent de passerelles pour les molécules que les queues lipidiques bloqueraient autrement.
La diffusion facilitée est un processus de transport passif qui repose sur le gradient de concentration. Les protéines porteuses lient le glucose d’un côté de la membrane, changent de forme et le libèrent de l’autre côté. Ce mouvement ne nécessite aucun ATP cellulaire, mais il est très efficace. Les globules rouges, par exemple, utilisent une diffusion facilitée pour absorber le glucose de la circulation sanguine.
Le transport actif primaire, ou pompage actif, utilise l'ATP pour déplacer le glucose contre son gradient de concentration. Dans l’intestin grêle, les cotransporteurs sodium-glucose (SGLT1) hydrolysent l’ATP via les enzymes ATPase pour importer le glucose dans les entérocytes. Cela garantit que le glucose reste disponible même lorsque l'apport alimentaire est faible.
Le transport actif secondaire, également connu sous le nom de cotransport, exploite le gradient électrochimique d'un autre ion, généralement le sodium, pour piloter l'absorption du glucose. Pour chaque molécule de glucose transportée, deux ions sodium pénètrent dans la cellule, fournissant l'énergie nécessaire pour déplacer le glucose contre son propre gradient. Ce mécanisme est utilisé dans l'intestin grêle, le cœur, le cerveau, les reins et d'autres tissus.
En résumé, le glucose pénètre dans les cellules grâce à une combinaison de diffusion facilitée et de transport actif primaire et secondaire, chacun étant adapté aux besoins métaboliques et à l'état énergétique de la cellule.