2.6: Натрій-калієвий насос

Last updated
Save as PDF

Page ID: 56788

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Ф-Д_А59С8 ДД8Е70Е78ФБ0Д498Е968ФК8Б09 АЦБББ 1728С30АД 88АА858AD+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий.jpg

Що це за неймовірний об'єкт?

Чи здивувало б вас, дізнавшись, що це людська клітина? Зображення являє собою активну нервову клітину людини. Як функціонують нервові клітини, буде в центрі уваги іншого поняття. Однак значну роль у функції цих клітин відіграють активні транспортні процеси. Зокрема, саме натрієво-калієвий насос активний в аксоні цих нервових клітин.

Натрій-калієвий насос

Активний транспорт - це енергоємний процес перекачування молекул і іонів через мембрани «в гору» - проти градієнта концентрації. Для переміщення цих молекул проти їх градієнта концентрації необхідний білок носій. Білики-носії можуть працювати з градієнтом концентрації (під час пасивного транспорту), але деякі білки-носії можуть переміщати розчинені речовини проти градієнта концентрації (від низької концентрації до високої концентрації), з введенням енергії. При активному транспорті, оскільки білки носіїв використовуються для переміщення матеріалів проти їх градієнта концентрації, ці білки відомі як насоси. Як і в інших видах клітинної діяльності, АТФ постачає енергію для найбільш активного транспорту. Один із способів АТФ забезпечує активний транспорт - це передача фосфатної групи безпосередньо до білка носія. Це може призвести до того, що білок носій змінить свою форму, яка переміщує молекулу або іон на іншу сторону мембрани. Прикладом цього типу активної транспортної системи, як показано на малюнку нижче, є натрієво-калієвий насос, який обмінює іони натрію на іони калію через плазматичну мембрану клітин тварин.

Ф-д_73Е0А1А29Б1А7CBD БДФ ДБ60Б323АФ7491БД1ББД 4646Б41ЕД 81С291919+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий.jpg

Як показано на малюнку вище, три іони натрію зв'язуються з білковим насосом всередині клітини. Білок носій потім отримує енергію від АТФ і змінює форму. При цьому він викачує три іони натрію з клітини. У цей момент два іони калію ззовні клітини зв'язуються з білковим насосом. Потім іони калію транспортуються в клітину, і процес повторюється. Натрієво-калієвий насос знаходиться в плазматичній мембрані майже кожної клітини людини і є загальним для всієї клітинної життя. Це допомагає підтримувати потенціал клітин і регулює клітинний обсяг.

Електрохімічний градієнт

Активний транспорт іонів через мембрану призводить до накопичення електричного градієнта через плазмову мембрану. Кількість позитивно заряджених іонів поза клітиною більше, ніж кількість позитивно заряджених іонів в цитозолі. Це призводить до відносно негативного заряду на внутрішній стороні мембрани, а зовні - позитивного заряду. Ця різниця зарядів викликає напругу на мембрані. Напруга - це енергія електричного потенціалу, яка викликана поділом протилежних зарядів, в даному випадку через мембрану. Напруга на мембрані називається мембранним потенціалом. Мембранний потенціал дуже важливий для проведення електричних імпульсів по нервових клітинам.

Оскільки внутрішня частина клітини негативна порівняно з зовнішньою клітиною, мембранний потенціал сприяє руху позитивно заряджених іонів (катіонів) у клітину та руху негативних іонів (аніонів) з клітини. Отже, існують дві сили, які керують дифузією іонів через плазматичну мембрану - хімічна сила (градієнт концентрації іонів) та електрична сила (вплив мембранного потенціалу на рух іонів). Ці дві сили, що працюють разом, називаються електрохімічним градієнтом і будуть детально розглянуті в поняттях «Нервові клітини» та «Нервові імпульси».

Резюме

Активний транспорт - це енергетичний процес перекачування молекул і іонів через мембрани проти градієнта концентрації.
Натрієво-калієвий насос - активний транспортний насос, який обмінює іони натрію на іони калію.

Рецензія

Що таке активний транспорт?
Який тип білка бере участь в активному транспорті?
Опишіть, як функціонує натрієво-калієвий насос.
Що таке електрохімічний градієнт?

Зображення	Довідка	Атрибуції
	[Рисунок 1]	Кредит: Маріана Руїс Вільярреал (Користувач: Ladyof Hats) Джерело: Commons.wikimedia.org/wiki/file:scheme_sodium-kalium_Pump-uk.svg Ліцензія: Громадське надбання
	[Рисунок 2]	Кредит: Маріана Руїс Вільярреал (Користувач: Ladyof Hats) Джерело: Commons.wikimedia.org/wiki/file:scheme_sodium-kalium_Pump-uk.svg Ліцензія: Громадське надбання