钠钾泵:功能与疾病

泵是一种跨膜蛋白,牢固地锚定在 细胞膜。 借助这种蛋白质, 离子可以从细胞中转运出来, 离子进入细胞。

什么是钠钾泵?

泵是位于 细胞膜。 它通过运输钠和钾离子来维持所谓的静息膜电位。 在每个泵循环中,它将三个钠离子(Na +离子)交换为两个钾离子(K +离子)。 这样,它在细胞内空间中提供了负电位。 在运输这些离子时,钠钾泵以以下形式消耗能量: 腺苷 三磷酸(ATP)。

功能,动作和角色

钠钾泵主要起载体蛋白的作用。 它具有钠离子的三个结合位点和钾离子的两个结合位点。 同样,ATP也有一个结合位点。 消耗ATP的离子泵可以将三个钠离子从细胞质中转运到细胞外空间。 作为回报,它将两个钾离子从细胞质转运到细胞中。 此过程分为几个步骤。 首先,载体蛋白向细胞质开放。 三个钠离子通过开口进入蛋白质并结合到特定的结合位点。 在蛋白质膜的内部,ATP分子也连接到指定的结合位点。 然后将该分子裂解,释放出 。 结果 磷酸盐 该基团在短时间内被钠钾泵的氨基酸结合。 ATP分子裂解过程中释放出能量。 这改变了钠钾泵的空间布置,载体蛋白向细胞外空间开放。 然后,三个钠离子从其结合位点脱离并进入外部介质。 现在有两个钾离子通过空隙进入蛋白质。 这些也将自身附于结合位点。 界线 磷酸盐 组现在被割断了。 这会将钠钾泵的构造更改回其原始状态。 现在,钾离子分离并流入细胞内部。 通过这一过程,钠钾泵维持了所谓的静息膜电位。

形成,发生和性质

静息膜电位是指静息时潜在可兴奋细胞的膜电位。 特别是在神经细胞或肌肉细胞中发现了膜电位。 根据细胞类型的不同,静息膜电位范围为-100至-50 mV。 在大多数神经细胞中,它是-70 mV。 因此,与电池外部相比,电池内部带负电。 细胞的静息电位是激发传导的先决条件 神经 并控制肌肉收缩。 钠钾泵可能会受到多种物质的抑制。 例如, 强心苷 抑制载体蛋白。 心脏苷 被规定为慢性 失败和 心房颤动。 通过抑制泵,更多的钠残留在细胞中。 细胞内钠 浓度 细胞外钠浓度会聚。 钠的抑制作用 交换剂会使更多的钙保留在细胞中。 这增加了 。 但是,抑制钠钾泵也可以 高钾血症。 相反,在药理上,钠钾泵也可以被刺激。 例如,这可以通过管理 胰岛素 或肾上腺素。 刺激泵可能 低血钾症.

疾病与失调

钠钾泵缺陷背后的一种非常罕见的疾病是急性发作性帕金森病-肌张力障碍综合征。 它是一种以常染色体显性遗传的疾病。 通常开始于 童年 或青春期。 在数小时内,肌张力障碍会伴随着震颤,痉挛和不自主运动发生。 短暂的时间之后,随之而来的是高度缺乏运动甚至静止不动的情况。 有效的 治疗 对于这种疾病尚不清楚。 一些动物研究表明,钠钾泵中的缺陷可能是导致 癫痫。 在寻找 基因 可能导致的缺陷 癫痫,研究人员在ATP1a3中发现了一个突变 基因这负责钠钾泵的功能。 癫痫 在德语中也称为Krampfleiden或Fallsucht。 取决于区域 在癫痫发作中放电,会出现不同的症状。 例如, 抽搐 否则可能会导致肌肉拉紧,受影响的人可能会发出大的癫痫样声音,或者他们会感觉到闪光,条纹或阴影。 不愉快 气味 也会产生误解或听觉障碍。 尤其是所谓的癫痫持续状态可能危及生命。 这些是广义的 补药-阵挛性癫痫发作可持续5至30分钟。 钠钾泵中的缺陷也可能是引起 偏头痛。 研究人员发现 基因 1号染色体上的改变 偏头痛 耐心。 该基因导致细胞膜中钠钾泵的缺陷。 结果,形成了膨大的圆形细胞。 认为这是造成特征的 疼痛 of 偏头痛。 偏头痛是一种影响约10%人口的神经系统疾病。 妇女受到的影响要大于男子。 偏头痛的临床情况变化很大。 通常情况下,它涉及到攻击性,搏动性和偏瘫 头痛。 这些定期重复出现。 另外,症状如 恶心, 呕吐,可能还会对声音或光线敏感。 一些患者在实际发生之前就报告了视觉或感觉障碍。 偏头痛发作。 这也称为偏头痛先兆。 偏头痛是一种排除疾病的诊断,目前尚无治愈方法。