A nátrium-kálium A pump egy transzmembrán fehérje, amely szilárdan rögzül a sejt membrán. Ennek a fehérjének a segítségével nátrium ionok szállíthatók ki a cellából és kálium ionokat a sejtbe.
Mi a nátrium-kálium szivattyú?
A nátrium-kálium a szivattyú a sejt membrán. Nátrium- és káliumionok szállításával fenntartja az úgynevezett nyugalmi membránpotenciált. Minden szivattyúciklusban három nátriumiont (Na + ion) cserél két káliumionra (K + ion). Ily módon negatív potenciált biztosít az intracelluláris térben. Ezen ionok szállítása során a nátrium-kálium szivattyú energiát fogyaszt adenozin trifoszfát (ATP).
Funkció, cselekvés és szerepek
A nátrium-kálium szivattyú elsősorban hordozó fehérjeként működik. Három kötőhelye van a nátriumionokhoz és két kötőhelye a káliumionokhoz. Hasonlóképpen van egy kötőhely az ATP-hez is. Az ATP-t fogyasztva az ionpumpa három nátriumiont képes szállítani a citoplazmából az extracelluláris térbe. Cserébe két káliumiont szállít a citoplazmából a sejtbe. Ez a folyamat több lépésben történik. Először is, a hordozó fehérje nyitott a citoplazma felé. Három nátriumion belép a fehérjébe a nyíláson keresztül és kötődik a specifikus kötőhelyekhez. A fehérjemembrán belsejében egy ATP-molekula is kapcsolódik a kijelölt kötőhelyhez. Ezt a molekulát azután felszabadítják víz. Eredmény foszfát csoportot rövid ideig a nátrium-kálium szivattyú aminosavai kötik meg. Az ATP-molekula hasítása során energia szabadul fel. Ez megváltoztatja a nátrium-kálium szivattyú térbeli elrendezését, és a hordozó fehérje megnyílik az extracelluláris tér felé. Ezután a három nátriumion leválik kötési helyeikről és a külső közegbe jut. Két káliumion most a nyitott résen keresztül jut be a fehérjébe. Ezek a kötési helyekhez is kapcsolódnak. A kötött foszfát csoport most megszűnt. Ez visszaállítja a nátrium-kálium szivattyú konformációját eredeti állapotába. Most a káliumionok leválnak és beáramlanak a sejt belsejébe. Ezzel a folyamattal a nátrium-kálium szivattyú fenntartja az úgynevezett nyugalmi membránpotenciált.
Kialakulás, előfordulás és tulajdonságok
A nyugalmi membránpotenciál a nyugalomban lévő potenciálisan gerjesztő sejtek membránpotenciáljára utal. A membránpotenciál különösen az idegsejtekben vagy az izomsejtekben található meg. A sejttípustól függően a nyugalmi membránpotenciál -100 és -50 mV között mozog. A legtöbb idegsejtben -70 mV. Így a sejt belseje negatív töltésű a sejt külsejéhez képest. A sejt nyugalmi potenciálja előfeltétele a gerjesztés vezetésének idegek és az izomösszehúzódás szabályozására. A nátrium-kálium pumpát különféle anyagok gátolhatják. Például, szívglikozidok gátolják a hordozófehérjét. Szívglikozidok krónikus szív kudarc és pitvarfibrilláció. A szivattyú gátlásával több nátrium marad a sejtekben. Az intracelluláris nátrium koncentráció és az extracelluláris nátriumkoncentráció konvergál. A nátrium-kalcium A cserélőnél több kalcium marad a sejtben. Ez növeli a szív. Ugyanakkor a nátrium-kálium szivattyú gátlása is vezet nak nek hyperkalaemia. Fordítva, farmakológiailag a nátrium-kálium pumpát is stimulálni lehet. Ez például beadással történik inzulin vagy epinefrin. A szivattyú stimulálása lehet vezet nak nek hipokalémia.
Betegségek és rendellenességek
A nátrium-kálium szivattyú hibájának hátterében álló nagyon ritka rendellenesség az akut kialakulású parkinsonizmus-dystonia szindróma. Autoszomális domináns módon öröklődő rendellenességről van szó. Általában kezdődik gyermekkor vagy serdülőkor. Órákon belül a dystonia remegéssel, görcsökkel és akaratlan mozgásokkal fordul elő. Rövid idő elteltével ezt magas fokú mozgáshiány, sőt mozdulatlanság követi. Hatékony terápia mert a betegség még nem ismert. Néhány állatkísérlet azt sugallja, hogy a nátrium-kálium szivattyú hibái lehetnek az oka epilepszia. A keresésben gén hibákat okozhat epilepszia, a kutatók az ATP1a3 mutációjára bukkantak gén. Ez felelős a nátrium-kálium szivattyú működéséért. Epilepszia németül Krampfleiden vagy Fallsucht néven is ismert. Régiójának függvényében agy hogy a roham során kisül, különböző tünetek jelentkeznek. Például, izomrángás vagy az izmok megfeszülhetnek, az érintett személy hangos rohamszerű hangokat adhat, vagy villanásokat, csíkokat vagy árnyékokat észlel. Kellemetlen szag tévedések vagy akusztikus érzékelési zavarok is előfordulhatnak. Különösen az úgynevezett status epilepticus válhat életveszélyessé. Ezek általánosítottak tonic- klónikus rohamok, amelyek 5-30 percig tarthatnak. A nátrium-kálium szivattyú hibája szintén kiválthatja migrén. A kutatók felfedezték gén az 1-es kromoszóma változásai migrén betegek. Ez a gén a sejtek membránjában lévő nátrium-kálium szivattyú hibájához vezet. Ennek eredményeként kitágult és lekerekített sejtek fejlődnek. Úgy gondolják, hogy ez okozza a jellemzőt fájdalom of migrén. A migrén egy neurológiai betegség, amely a lakosság körülbelül 10% -át érinti. A nőket ez lényegesen gyakrabban érinti, mint a férfiakat. A migrén klinikai képe nagyon változó. Jellemzően támadásszerű, lüktető és féloldali fejfájás. Ezek időszakosan megismétlődnek. Ezenkívül olyan tünetek, mint hányinger, hányás, a hangra vagy a fényre való érzékenység is előfordulhat. Néhány beteg vizuális vagy érzékszervi észlelési zavarról számol be a tényleges előtt migrénes roham. Ezt migrén aurának is nevezik. A migrén a kirekesztés diagnózisa, és jelenleg nincs gyógyírja.
