Sodyum-Potasyum Pompası

Sodyum-Potasyum Pompası hücre zarına sıkıca tutturulmuş bir transmembran proteindir. Bu proteinin yardımıyla sodyum iyonları hücre dışına, potasyum iyonları ise hücreye taşınabilir.

Sodyum-potasyum pompası nedir?

Sodyum-potasyum pompası, hücre zarında bulunan bir pompadır. Sodyum ve potasyum iyonlarını taşıyarak, sözde dinlenme zarı potansiyelinin korunmasını sağlar.

Her pompalama döngüsünde, üç sodyum iyonunu (Na + iyonları) iki potasyum iyonu (K + iyonları) ile değiştirir. Bu, hücre içi boşlukta negatif bir potansiyel yaratır. Bu iyonları taşırken, sodyum-potasyum pompası adenozin trifosfat (ATP) formunda enerji tüketir.

İşlev, efekt ve görevler

Sodyum-potasyum pompası öncelikle bir taşıyıcı protein görevi görür. Sodyum iyonları için üç bağlanma yeri ve potasyum iyonları için iki bağlanma yeri vardır. ATP için bir bağlayıcı site de vardır. İyon pompası, ATP'yi kullanarak hücre plazmasından hücre dışı boşluğa üç sodyum iyonu taşıyabilir. Buna karşılık, iki potasyum iyonunu sitoplazmadan hücreye kaçırır. Bu süreç birkaç adımda gerçekleşir.

Başlangıçta, taşıyıcı protein sitoplazmaya açıktır. Üç sodyum iyonu, açıklıktan proteine ​​girer ve spesifik bağlanma bölgelerine bağlanır. Protein zarının iç tarafında, bir ATP molekülü de belirlenen bağlanma yerine yerleşir. Bu molekül daha sonra su salınmasıyla parçalanır. Elde edilen fosfat grubu, sodyum-potasyum pompasının bir amino asidi ile kısa bir süre için bağlanır. ATP molekülü parçalandığında enerji açığa çıkar. Bu, sodyum-potasyum pompasının uzamsal düzenini değiştirir ve taşıyıcı protein hücre dışı boşluk yönünde açılır.

Üç sodyum iyonu daha sonra bağlanma noktalarından ayrılır ve böylece dış ortama girer. İki potasyum iyonu şimdi proteine ​​açık boşluktan girer. Bunlar aynı zamanda bağlanma sitelerine de bağlanır. Bağlı fosfat grubu şimdi bölünmüştür.Bu, sodyum-potasyum pompasının konformasyonunu orijinal durumuna geri döndürür. Potasyum iyonları artık çözülür ve hücrenin içine akar. Bu süreç boyunca, sodyum-potasyum pompası dinlenme zarı potansiyeli olarak bilinen şeyi korur.

Eğitim, Oluşum ve Özellikler

Dinlenme membran potansiyeli, dinlenme durumunda potansiyel olarak uyarılabilir hücrelerin membran potansiyelini tanımlar. Membran potansiyelleri özellikle sinir hücrelerinde veya kas hücrelerinde bulunur. Hücre tipine bağlı olarak, dinlenme membran potansiyeli -100 ile -50 mV arasındadır. Çoğu sinir hücresi için -70 mV'dir. Hücrenin içi, hücrenin dışına göre negatif yüklüdür.

Bir hücrenin dinlenme potansiyeli, sinirlerdeki uyarılma iletimi ve kas kasılmasını kontrol etmek için bir ön koşuldur. Sodyum-potasyum pompası çeşitli maddeler tarafından engellenebilir. Örneğin kardiyak glikozitler, taşıyıcı proteini inhibe eder. Kardiyak glikozitler, kronik kalp yetmezliği ve atriyal fibrilasyon için reçete edilir. Pompayı engelleyerek hücrelerde daha fazla sodyum kalır. Hücre içi sodyum konsantrasyonu ve hücre dışı sodyum konsantrasyonu birleşir.

Sodyum-kalsiyum değiştiriciyi inhibe ederek hücrede daha fazla kalsiyum kalır. Bu, kalbin kasılmasını artırır. Sodyum-potasyum pompasının engellenmesi de hiperkalemiye neden olabilir. Tersine, sodyum-potasyum pompası farmakolojik olarak da uyarılabilir. Bu, örneğin insülin veya adrenalin verilerek yapılır. Pompanın uyarılması hipokalemiye neden olabilir.

Hastalıklar ve Bozukluklar

Sodyum-potasyum pompasındaki bir kusura dayanan çok nadir bir hastalık, parkinsonizm-distoni sendromunun akut başlangıcıdır. Otozomal dominant özellik olarak miras kalan bir hastalıktır. Genellikle çocukluk veya ergenlik döneminde başlar.

Titreme, kasılma ve istemsiz hareketlerle seyreden distoni saatler içinde ortaya çıkar. Kısa bir süre sonra, hareketsizlik dahil olmak üzere ciddi bir egzersiz eksikliği olur. Hastalık için etkili bir tedavi henüz bilinmemektedir.

Bazı hayvan çalışmaları, sodyum-potasyum pompasındaki kusurların olası bir epilepsi nedeni olabileceğini düşündürmektedir. Araştırmacılar, epilepsiye neden olabilecek genetik kusurları ararken ATP1a3 geninde bir mutasyonla karşılaştılar. Bu, sodyum-potasyum pompasının çalışmasından sorumludur. Almanca'da epilepsi, konvülsiyon veya epilepsi olarak da bilinir. Nöbet sırasında boşalan beynin bölgesine bağlı olarak farklı semptomlar vardır.

Örneğin kaslarda seğirme veya gerginlik meydana gelebilir, etkilenenler saldırılarda kendilerini yüksek sesle ifade edebilir veya şimşek, çizgiler veya gölgeler görebilirler. Hoş olmayan koku bozuklukları veya akustik algılama bozuklukları da ortaya çıkabilir. Özellikle status epileptikus olarak adlandırılan hastalık yaşamı tehdit edebilir. Bunlar, 5 ila 30 dakika arasında herhangi bir yerde sürebilen genelleştirilmiş tonik-klonik nöbetlerdir.

Sodyum-potasyum pompasındaki bir kusur da migren için olası bir tetikleyici olabilir. Araştırmacılar, migrenlilerde kromozom 1'de genetik değişiklikler keşfettiler. Bu gen, hücrelerin zarlarındaki sodyum-potasyum pompasında bir kusura yol açar. Sonuç, şişirilmiş ve yuvarlak hücrelerdir. Bunun migrenlerin karakteristik ağrısına neden olması gerekiyordu. Migren, nüfusun yaklaşık% 10'unu etkileyen nörolojik bir hastalıktır. Kadınlar, erkeklerden önemli ölçüde daha sık etkilenir. Migrenlerin klinik tablosu çok değişkendir.

Tipik olarak nöbet, nabız atan ve tek taraflı baş ağrılarına gelir. Bunlar periyodik olarak tekrar eder. Mide bulantısı, kusma, gürültüye duyarlılık veya ışığa duyarlılık gibi belirtiler de ortaya çıkabilir. Bazı hastalar, gerçek migren atağından önce algıda görsel veya duyusal bozukluklar olduğunu bildirir. Burada migren aurasından bahsediliyor. Migren bir dışlama tanısıdır ve şu anda tedavi edilemez.