Най- Натриево-калиева помпа е трансмембранен протеин, който е здраво закотвен в клетъчната мембрана. С помощта на този протеин натриевите йони могат да се транспортират от клетката, а калиевите йони в клетката.
Какво представлява натриево-калиевата помпа?
Натриево-калиевата помпа е помпа, която се намира в клетъчната мембрана. Транспортирайки натриеви и калиеви йони, той поддържа поддържането на така наречения мембранен потенциал за почивка.
Във всеки цикъл на изпомпване той обменя три натриеви йона (Na + йони) за два калиеви йона (К + йони). Това създава отрицателен потенциал във вътреклетъчното пространство. При транспортиране на тези йони натриево-калиевата помпа изразходва енергия под формата на аденозин трифосфат (АТФ).
Функция, ефект и задачи
Натриево-калиевата помпа действа главно като протеин-носител. Той има три места за свързване на натриеви йони и две свързващи места за калиеви йони. Има и обвързващ сайт за ATP. Използвайки ATP, йонната помпа може да транспортира три натриеви йона от клетъчната плазма в извънклетъчното пространство. В замяна контрабанда на два калиеви йона от цитоплазмата в клетката. Този процес протича в няколко стъпки.
Първоначално протеиновият носител е отворен към цитоплазмата. Три натриеви йона влизат в протеина през отвора и се свързват със специфичните места на свързване. От вътрешната страна на протеиновата мембрана, ATP молекула също се установява на определеното място на свързване. След това тази молекула се разделя с отделянето на вода. Получената фосфатна група се свързва за кратко време с аминокиселина на натриево-калиевата помпа. Енергията се освобождава, когато ATP молекулата се разгради. Това променя пространственото разположение на натриево-калиевата помпа и протеиновият носител се отваря в посока на извънклетъчното пространство.
След това трите натриеви йона се отделят от техните точки на свързване и по този начин навлизат във външната среда. Два калиеви йона сега влизат в протеина през отворената празнина. Те също се прикачват към сайтовете за свързване. Свързаната фосфатна група вече се разделя.Това променя конформацията на натриево-калиевата помпа обратно в първоначалното си състояние. Сега калиевите йони се разтварят и се вливат във вътрешността на клетката. Чрез този процес натриево-калиевата помпа поддържа това, което е известно като мембранен потенциал за почивка.
Образование, възникване и свойства
Мембранният потенциал на покой описва мембранния потенциал на потенциално възбудимите клетки в състояние на покой. Мембранните потенциали се намират по-специално в нервните клетки или мускулните клетки. В зависимост от типа на клетката, потенциалът на мембраната в покой е между -100 и -50 mV. За повечето нервни клетки е -70 mV. Вътрешността на клетката е отрицателно заредена в сравнение с външната страна на клетката.
Потенциалът за почивка на клетката е предпоставка за провеждане на възбуждане в нервите и за контрол на мускулната контракция. Натриево-калиевата помпа може да се инхибира от различни вещества. Например, сърдечните гликозиди инхибират протеина-носител. Сърдечните гликозиди се предписват при хронична сърдечна недостатъчност и предсърдно мъждене. Чрез инхибиране на помпата, повече натрий остава в клетките. Вътреклетъчната концентрация на натрий и извънклетъчната концентрация на натрий се сближават.
Чрез инхибиране на натриево-калциевия обменник, повече калций остава в клетката. Това увеличава контрактилитета на сърцето. Инхибирането на натриево-калиевата помпа също може да доведе до хиперкалиемия. Обратно, натриево-калиевата помпа също може да се стимулира фармакологично. Това става например чрез прилагане на инсулин или адреналин. Стимулирането на помпата може да доведе до хипокалиемия.
Болести и разстройства
Много рядко заболяване, което се основава на дефект в натриево-калиевата помпа, е острото начало на синдрома на паркинсонизъм-дистония. Това е заболяване, което се наследява като автозомно доминиращ белег. Обикновено започва в детството или юношеството.
Дистония с тремор, гърчове и неволни движения се появява в рамките на часове. След кратко време има силна липса на упражнения до и включително неподвижност. Все още не е известна ефективната терапия на заболяването.
Някои изследвания върху животни предполагат, че дефектите в натриево-калиевата помпа могат да бъдат възможна причина за епилепсия. Докато търсят генетични дефекти, които могат да причинят епилепсия, изследователите се натъкнаха на мутация в гена ATP1a3. Това е отговорно за функционирането на натриево-калиевата помпа. На немски език епилепсията е позната още като конвулсии или епилепсия. В зависимост от района на мозъка, който се освобождава по време на гърча, има различни симптоми.
Например може да възникне потрепване или напрежение на мускулите, засегнатите могат да се изразят силно при атаки или могат да видят светкавици, ивици или сенки. Могат да се появят и неприятни разстройства на миризмата или акустично възприятие. По-специално така нареченият статус епилептик може да бъде животозастрашаващ. Това са генерализирани тонично-клонични припадъци, които могат да продължат навсякъде от 5 до 30 минути.
Дефект в натриево-калиевата помпа също може да бъде възможен причинител на мигрена. Изследователите са открили генетични промени на хромозома 1 при мигренерите. Този ген води до дефект на натриево-калиевата помпа в мембраните на клетките. Резултатът е подути и закръглени клетки. Предполага се, че това причинява характерната болка при мигрена. Мигрената е неврологично заболяване, което засяга около 10% от населението. Жените са засегнати значително по-често от мъжете. Клиничната картина на мигрена е много променлива.
Обикновено има гърчове, пулсиращи и едностранни главоболия. Те се повтарят периодично. Освен това могат да се появят симптоми като гадене, повръщане, чувствителност към шум или чувствителност към светлина. Някои пациенти съобщават за зрителни или сензорни смущения във възприятието преди действителния пристъп на мигрена. Човек говори тук за мигрена аура. Мигрената е диагноза на изключване и понастоящем не може да бъде излекувана.
