Mi az a folyamat, amelynek során az ATP segítségével a nátriumionokat kimozdították a sejtből, a káliumot pedig vissza a nyugalmi állapotok helyreállításához?

A nátrium-kálium pumpa (más néven Na+/K+-ATPáz vagy Na+/K+-ATPáz pumpa) egy membránfehérje, amely az ATP hidrolíziséből származó energiát használja fel arra, hogy három nátriumiont szállítson ki a sejtből és két káliumiont a sejtbe. Ez a folyamat elengedhetetlen a neuronok és más ingerlékeny sejtek nyugalmi potenciáljának fenntartásához, valamint szerepet játszik a sejttérfogat, pH és egyéb sejtfunkciók szabályozásában.

A nyugalmi potenciál az elektromos potenciál különbsége a sejt belső és külső része között. A neuronokban ezt -70 millivolt körül tartják. Amikor egy neuront stimulálnak, a nátrium-kálium pumpa gátolt, és nátriumionok özönlenek be a sejtbe. Ez azt eredményezi, hogy a membránpotenciál kevésbé lesz negatív, és végül elérheti azt a küszöbpotenciált, amelynél a neuron akciós potenciált indít el.

Az akciós potenciál után a nátrium-kálium pumpa működésbe lép, és elkezdi a nátriumionokat kiszivattyúzni a sejtből, majd a káliumionokat visszaszívni. Ez a folyamat fokozatosan visszaállítja a nyugalmi potenciált.

Az érintett lépések

1. Az első lépésben három nátriumiont kötünk a pumpa extracelluláris oldalához . Ez konformációs változást okoz a fehérjében, ami feltárja a kötőhelyeket a pumpa intracelluláris oldalán.

2. Két káliumion kötődik ezekhez a helyekhez, és ez újabb konformációs változást okoz a fehérjében . Ez az alakváltozás az, ami ténylegesen mozgatja az ionokat a membránon.

3. Az utolsó lépés az ATP hidrolízise ADP-vé . Ez biztosítja a szállítási ciklus befejezéséhez szükséges energiát.

A nátrium-kálium pumpa kritikus eleme a szervezet azon képességének, hogy fenntartsa a homeosztázist. A vérben lévő nátrium- és káliumionok koncentrációjának szabályozásával a pumpa segít szabályozni a szervezet folyadékháztartását és vérnyomását. Szerepet játszik az izomösszehúzódásban, az idegátvitelben és más fontos sejtfunkciókban is.