Pompa de sodiu-potasiu: Funcție și boli

sodiu-potasiu pompa este o proteină transmembranară care este ferm ancorată în membrana celulara. Cu ajutorul acestei proteine, sodiu ionii pot fi transportați în afara celulei și potasiu ioni în celulă.

Ce este pompa de sodiu-potasiu?

sodiu-potasiu pompa este o pompă situată în membrana celulara. Menține așa-numitul potențial de membrană de repaus prin transportul ionilor de sodiu și potasiu. În fiecare ciclu de pompare, schimbă trei ioni de sodiu (ioni Na +) cu doi ioni de potasiu (ioni K +). În acest fel, oferă un potențial negativ în spațiul intracelular. În transportul acestor ioni, pompa de sodiu-potasiu consumă energie sub formă de adenozină trifosfat (ATP).

Funcția, acțiunea și rolurile

Pompa de sodiu-potasiu funcționează în primul rând ca proteină purtătoare. Are trei site-uri de legare pentru ioni de sodiu și două site-uri de legare pentru ioni de potasiu. În mod similar, există și un site de legare pentru ATP. Consumând ATP, pompa de ioni poate transporta trei ioni de sodiu din citoplasmă în spațiul extracelular. În schimb, transportă doi ioni de potasiu din citoplasmă în celulă. Acest proces are loc în mai mulți pași. În primul rând, proteina purtătoare este deschisă citoplasmei. Trei ioni de sodiu intră în proteină prin deschidere și se leagă de locurile de legare specifice. În interiorul membranei proteice, o moleculă de ATP se atașează, de asemenea, la locul de legare desemnat. Această moleculă este apoi clivată cu eliberarea de de apă. Un rezultat fosfat grupul este legat pentru scurt timp de un aminoacid al pompei de sodiu-potasiu. Energia este eliberată în timpul clivajului moleculei ATP. Aceasta schimbă dispunerea spațială a pompei de sodiu-potasiu, iar proteina purtătoare se deschide spre spațiul extracelular. Cei trei ioni de sodiu se detașează apoi de locurile lor de legare și intră în mediul extern. Doi ioni de potasiu intră acum în proteină prin golul deschis. Acestea se atașează și de site-urile de legare. Legatul fosfat grupul este acum despicat. Acest lucru schimbă conformația pompei de sodiu-potasiu înapoi la starea inițială. Acum ionii de potasiu se detașează și curg în interiorul celulei. Prin acest proces, pompa de sodiu-potasiu menține așa-numitul potențial de membrană de repaus.

Formare, apariție și proprietăți

Potențialul de membrană în repaus se referă la potențialul de membrană al celulelor potențial excitabile în repaus. Potențialele membranei se găsesc în special în celulele nervoase sau în celulele musculare. În funcție de tipul celulei, potențialul membranei de repaus variază de la -100 la -50 mV. În majoritatea celulelor nervoase este de -70 mV. Astfel, interiorul celulei este încărcat negativ în comparație cu exteriorul celulei. Potențialul de odihnă al unei celule este o condiție prealabilă pentru conducerea excitației nervi și pentru controlul contracției musculare. Pompa de sodiu-potasiu poate fi inhibată de diferite substanțe. De exemplu, glicozide cardiace inhibă proteina purtătoare. Glicozide cardiace sunt prescrise pentru cronice inimă eșec și fibrilatie atriala. Prin inhibarea pompei, mai mult sodiu rămâne în celule. Sodiul intracelular concentrare iar concentrația extracelulară de sodiu converge. Inhibarea sodiuluicalciu schimbătorul face ca mai mult calciu să rămână în celulă. Acest lucru mărește contractilitatea inimă. Cu toate acestea, poate fi și inhibarea pompei de sodiu-potasiu conduce la hiperkaliemia. Invers, farmacologic, pompa de sodiu-potasiu poate fi stimulată și ea. Acest lucru se face, de exemplu, prin administrare insulină sau epinefrină. Stimularea pompei poate conduce la hipokaliemie.

Boli și tulburări

O tulburare foarte rară care stă la baza unui defect al pompei de sodiu-potasiu este sindromul parkinsonism-distonie cu debut acut. Este o tulburare care este moștenită în mod autosomal dominant. De obicei începe în copilărie sau adolescență. În câteva ore, distonia apare cu tremurături, spasme și mișcări involuntare. După un timp scurt, aceasta este urmată de o lipsă de mișcare de înaltă calitate și chiar de imobilitate. Un efectiv terapie pentru că boala nu este încă cunoscută. Unele studii pe animale sugerează că defectele pompei de sodiu-potasiu pot fi o posibilă cauză a epilepsie. În căutarea genă defecte care ar putea provoca epilepsie, cercetătorii au dat peste o mutație în ATP1a3 genă.Acest lucru este responsabil pentru funcția pompei de sodiu-potasiu. Epilepsie este cunoscut și în limba germană sub numele de Krampfleiden sau Fallsucht. În funcție de regiunea creier că descărcări în convulsie, apar diferite simptome. De exemplu, spasm sau poate apărea încordarea mușchilor, persoana afectată poate face zgomote puternice asemănătoare unei convulsii sau poate percepe flash-uri, dungi sau umbre. Neplăcut miros pot apărea și percepții greșite sau tulburări de percepție acustică. În special, așa-numitul status epilepticus poate deveni în pericol viața. Acestea sunt generalizate tonic-crizele clonice care pot dura între 5 și 30 de minute. Un defect al pompei de sodiu-potasiu ar putea fi, de asemenea, un posibil declanșator al migrenă. Cercetătorii au descoperit genă modificări ale cromozomului 1 în migrenă pacienți. Această genă duce la un defect al pompei de sodiu-potasiu din membranele celulelor. Ca rezultat, se dezvoltă celule distinse și rotunjite. Se crede că acest lucru provoacă caracteristica durere of migrenă. Migrena este o boală neurologică care afectează aproximativ 10% din populație. Femeile sunt afectate semnificativ mai des decât bărbații. Tabloul clinic al migrenei este foarte variabil. De obicei, vine vorba de atacuri, pulsatoare și hemiplegice dureri de cap. Acestea se repetă periodic. În plus, simptome precum greaţă, vărsături, poate apărea și sensibilitate la sunet sau lumină. Unii pacienți raportează tulburări vizuale sau senzoriale ale percepției înainte de real atac de migrenă. Aceasta este denumită și aură de migrenă. Migrena este un diagnostic de excludere și în prezent nu are leac.