Šios natris-kalis siurblys yra transmembraninis baltymas, tvirtai įtvirtintas ląstelės membrana. Šio baltymo pagalba natris jonai gali būti transportuojami iš ląstelės ir kalis jonai patenka į ląstelę.
Kas yra natrio-kalio pompa?
Šios natris-kalis siurblys yra siurblys, esantis ląstelės membrana. Transportuodamas natrio ir kalio jonus, jis palaiko vadinamąjį ramybės membranos potencialą. Kiekvieno siurblio ciklo metu jis keičia tris natrio jonus (Na + jonus) į du kalio jonus (K + jonus). Tokiu būdu jis suteikia neigiamą potencialą tarpląstelinėje erdvėje. Gabenant šiuos jonus, natrio-kalio siurblys sunaudoja energiją pavidalu adenozino trifosfatas (ATP).
Funkcija, veiksmas ir vaidmenys
Natrio-kalio pompa pirmiausia veikia kaip baltymas nešėjas. Jis turi tris jungimosi vietas natrio jonams ir dvi prisijungimo vietas kalio jonams. Panašiai yra ir viena ATP jungimosi vieta. Vartojant ATP, jonų siurblys gali pernešti tris natrio jonus iš citoplazmos į tarpląstelinę erdvę. Savo ruožtu jis perneša du kalio jonus iš citoplazmos į ląstelę. Šis procesas vyksta keliais etapais. Pirma, nešiklis baltymas yra atviras citoplazmai. Trys natrio jonai patenka į baltymą per angą ir jungiasi prie specifinių prisijungimo vietų. Baltymų membranos viduje ATP molekulė taip pat prisijungia prie nurodytos prisijungimo vietos. Po to ši molekulė yra suskaidoma vanduo. Rezultatas fosfatas grupę trumpam suriša natrio-kalio siurblio aminorūgštis. Energija išsiskiria skaidant ATP molekulę. Tai pakeičia natrio-kalio siurblio erdvinį išdėstymą, o baltymas nešėjas atsiveria tarpląstelinės erdvės link. Tada trys natrio jonai atsiskiria nuo savo prisijungimo vietų ir patenka į išorinę terpę. Du kalio jonai dabar patenka į baltymą per atvirą tarpą. Jie taip pat prisitvirtina prie surišimo vietų. Surištas fosfatas grupė dabar yra nutraukta. Tai pakeičia natrio-kalio siurblio konformaciją į pradinę būseną. Dabar kalio jonai atsiskiria ir patenka į ląstelės vidų. Per šį procesą natrio-kalio siurblys palaiko vadinamąjį ramybės membranos potencialą.
Susiformavimas, atsiradimas ir savybės
Ramybės membranos potencialas reiškia potencialiai sužadinamų ląstelių, esančių ramybėje, membranos potencialą. Membranos potencialas yra ypač nervų ląstelėse arba raumenų ląstelėse. Priklausomai nuo ląstelės tipo, ramybės membranos potencialas svyruoja nuo -100 iki -50 mV. Daugumoje nervų ląstelių jis yra -70 mV. Taigi, ląstelės vidus yra neigiamai įkrautas, palyginti su ląstelės išore. Ląstelės ramybės potencialas yra būtina sąlyga norint sužadinti laidą nervai ir raumenų susitraukimui kontroliuoti. Natrio-kalio siurblį gali slopinti įvairios medžiagos. Pavyzdžiui, širdies glikozidai slopinti baltymą nešiklį. Širdies glikozidai skiriami lėtiniams širdis nesėkmė ir prieširdžių virpėjimas. Slopinant siurblį, ląstelėse lieka daugiau natrio. Viduląstelinis natris koncentracija ir tarpląstelinė natrio koncentracija sutampa. Natrio druskos slopinimaskalcis šilumokaičio, ląstelėje lieka daugiau kalcio. Tai padidina širdis. Tačiau taip pat gali slopinti natrio-kalio siurblį vadovauti į hiperkalemija. Priešingai, farmakologiškai taip pat galima stimuliuoti natrio-kalio siurblį. Tai daroma, pavyzdžiui, administruojant insulinas arba epinefrino. Siurblio stimuliacija gali vadovauti į hipokalemija.
Ligos ir sutrikimai
Labai retas natrio-kalio siurblio defekto sutrikimas yra ūminis parkinsonizmo-distonijos sindromas. Tai sutrikimas, paveldimas autosominiu dominuojančiu būdu. Paprastai tai prasideda vaikystė ar paauglystė. Per kelias valandas distonija pasireiškia drebuliu, spazmais ir nevalingais judesiais. Po neilgo laiko tai seka aukštu laipsnio judesio trūkumu ir net nejudrumu. Efektyvus terapija nes liga dar nėra žinoma. Kai kurie tyrimai su gyvūnais rodo, kad natrio-kalio siurblio defektai gali būti priežastis epilepsija. Ieškant genas defektai, kurie gali sukelti epilepsija, tyrėjai aptiko ATP1a3 mutaciją genasTai yra atsakinga už natrio-kalio siurblio funkciją. Epilepsija vokiečių kalba taip pat žinomas kaip „Krampfleiden“ arba „Fallsucht“. Priklausomai nuo regiono smegenys kad išsiskiria priepuolis, pasireiškia skirtingi simptomai. Pavyzdžiui, trauktis arba gali atsirasti raumenų įsitempimas, nukentėjęs asmuo gali skleisti garsus, panašius į traukulius, arba gali pastebėti blyksnius, dryžius ar šešėlius. Nemalonu kvapas taip pat gali atsirasti klaidingų supratimų ar akustinio suvokimo sutrikimų. Visų pirma, vadinamasis epilepsijos statusas gali tapti pavojingas gyvybei. Tai yra apibendrinti tonikas- kloniniai priepuoliai, kurie gali trukti nuo 5 iki 30 minučių. Natrio-kalio siurblio defektas taip pat gali būti galimas sukėlėjas migrena. Tyrėjai atrado genas 1 chromosomos pokyčiai migrena pacientai. Šis genas lemia natrio-kalio siurblio defektą ląstelių membranose. Dėl to vystosi išsiplėtusios ir suapvalintos ląstelės. Manoma, kad tai sukelia charakteristiką skausmas of migrena. Migrena yra neurologinė liga, kuria serga apie 10% gyventojų. Moterys serga žymiai dažniau nei vyrai. Klinikinis migrenos vaizdas yra labai įvairus. Paprastai tai būna priepuoliniai, pulsuojantys ir hemipleginiai galvos skausmas. Šie periodiškai kartojasi. Be to, atsiranda tokių simptomų kaip pykinimas, vėmimas, taip pat gali atsirasti jautrumas garsui ar šviesai. Kai kurie pacientai praneša apie regos ar jutimo suvokimo sutrikimus anksčiau migrenos priepuolis. Tai taip pat vadinama migrenos aura. Migrena yra atskirties diagnozė, ir šiuo metu ji nėra išgydoma.
