ปั๊มโซเดียม - โพแทสเซียม: หน้าที่และโรค

พื้นที่ โซเดียม-โพแทสเซียม ปั๊มเป็นโปรตีนชนิดหนึ่งที่ยึดแน่นใน เยื่อหุ้มเซลล์. ด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนนี้ โซเดียม ไอออนสามารถเคลื่อนย้ายออกจากเซลล์และ โพแทสเซียม ไอออนเข้าไปในเซลล์

ปั๊มโซเดียม - โพแทสเซียมคืออะไร?

พื้นที่ โซเดียม-โพแทสเซียม ปั๊มเป็นปั๊มที่ตั้งอยู่ใน เยื่อหุ้มเซลล์. มันรักษาศักยภาพของเมมเบรนพักที่เรียกว่าโดยการขนส่งโซเดียมและโพแทสเซียมไอออน ในแต่ละรอบการปั๊มจะแลกเปลี่ยนโซเดียมไอออนสามตัว (Na + ไอออน) สำหรับโพแทสเซียมไอออนสองตัว (K + ไอออน) ด้วยวิธีนี้จะให้ศักยภาพเชิงลบในพื้นที่ภายในเซลล์ ในการขนส่งไอออนเหล่านี้ปั๊มโซเดียม - โพแทสเซียมจะใช้พลังงานในรูปแบบของ อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP)

ฟังก์ชั่นการกระทำและบทบาท

ปั๊มโซเดียม - โพแทสเซียมทำหน้าที่เป็นโปรตีนตัวพาเป็นหลัก มีสถานที่ที่มีผลผูกพันสามแห่งสำหรับไอออนโซเดียมและไซต์ที่มีผลผูกพันสองแห่งสำหรับโพแทสเซียมไอออน ในทำนองเดียวกันยังมีหนึ่งไซต์ที่มีผลผูกพันสำหรับ ATP การใช้ ATP ปั๊มไอออนสามารถขนส่งโซเดียมไอออนสามตัวจากไซโทพลาสซึมไปยังช่องว่างนอกเซลล์ ในทางกลับกันมันจะลำเลียงโพแทสเซียมไอออนสองตัวจากไซโทพลาสซึมเข้าสู่เซลล์ กระบวนการนี้เกิดขึ้นในหลายขั้นตอน ประการแรกโปรตีนตัวพาจะเปิดสู่ไซโทพลาสซึม ไอออนโซเดียมสามตัวเข้าสู่โปรตีนผ่านทางช่องเปิดและผูกเข้ากับไซต์ที่มีผลผูกพันเฉพาะ ที่ด้านในของเมมเบรนโปรตีนโมเลกุลของ ATP จะยึดติดกับไซต์ที่มีผลผูกพันที่กำหนดไว้ด้วย จากนั้นโมเลกุลนี้จะถูกแยกออกด้วยการปลดปล่อย น้ำ. ผลลัพธ์ ฟอสเฟต กลุ่มถูกผูกไว้ในช่วงเวลาสั้น ๆ โดยกรดอะมิโนของปั๊มโซเดียม - โพแทสเซียม พลังงานจะถูกปล่อยออกมาในระหว่างที่โมเลกุลของ ATP แตกออก สิ่งนี้จะเปลี่ยนการจัดเรียงเชิงพื้นที่ของปั๊มโซเดียม - โพแทสเซียมและโปรตีนตัวพาจะเปิดไปยังช่องว่างนอกเซลล์ จากนั้นโซเดียมไอออนทั้งสามจะแยกออกจากไซต์ที่มีผลผูกพันและเข้าสู่ตัวกลางภายนอก ตอนนี้โพแทสเซียมไอออนสองตัวเข้าสู่โปรตีนผ่านช่องว่างที่เปิดอยู่ สิ่งเหล่านี้ยังแนบไปกับไซต์ที่มีผลผูกพัน ความผูกพัน ฟอสเฟต ตอนนี้กลุ่มถูกตัดออก สิ่งนี้จะเปลี่ยนรูปแบบของปั๊มโซเดียม - โพแทสเซียมให้กลับสู่สภาพเดิม ตอนนี้โพแทสเซียมไอออนจะแยกออกและไหลเข้าไปในเซลล์ภายใน ด้วยกระบวนการนี้ปั๊มโซเดียม - โพแทสเซียมจะรักษาศักยภาพของเมมเบรนพักที่เรียกว่า

การก่อตัวการเกิดขึ้นและคุณสมบัติ

ศักยภาพของเมมเบรนพักหมายถึงศักยภาพของเมมเบรนของเซลล์ที่อาจเคลื่อนไหวได้ในขณะพัก ศักยภาพของเมมเบรนพบได้โดยเฉพาะในเซลล์ประสาทหรือในเซลล์กล้ามเนื้อ ขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์ศักยภาพของเยื่อหุ้มอยู่ในช่วง -100 ถึง -50 mV ในเซลล์ประสาทส่วนใหญ่มีค่า -70 mV ดังนั้นภายในเซลล์จึงมีประจุลบเมื่อเทียบกับภายนอกเซลล์ ศักยภาพในการพักผ่อนของเซลล์เป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการนำการกระตุ้นของ เส้นประสาท และควบคุมการหดตัวของกล้ามเนื้อ ปั๊มโซเดียม - โพแทสเซียมสามารถยับยั้งโดยสารต่างๆ ตัวอย่างเช่น, glycosides หัวใจ ยับยั้งโปรตีนตัวพา glycosides หัวใจ กำหนดไว้สำหรับเรื้อรัง หัวใจ ความล้มเหลวและ ภาวะหัวใจเต้น. โดยการยับยั้งปั๊มโซเดียมจะยังคงอยู่ในเซลล์มากขึ้น โซเดียมภายในเซลล์ สมาธิ และความเข้มข้นของโซเดียมนอกเซลล์จะมาบรรจบกัน การยับยั้งโซเดียมแคลเซียม ตัวแลกเปลี่ยนทำให้แคลเซียมยังคงอยู่ในเซลล์มากขึ้น สิ่งนี้จะเพิ่มความหดตัวของไฟล์ หัวใจ. อย่างไรก็ตามการยับยั้งปั๊มโซเดียม - โพแทสเซียมยังสามารถ นำ ไปยัง ภาวะโพแทสเซียมสูง. ในทางกลับกันทางเภสัชวิทยาปั๊มโซเดียม - โพแทสเซียมสามารถกระตุ้นได้เช่นกัน สิ่งนี้ทำได้ตัวอย่างเช่นโดยการจัดการ อินซูลิน หรืออะดรีนาลีน การกระตุ้นปั๊มอาจ นำ ไปยัง ภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำ.

โรคและความผิดปกติ

ความผิดปกติที่พบได้ยากมากที่มีข้อบกพร่องในปั๊มโซเดียม - โพแทสเซียมคือกลุ่มอาการพาร์กินโซนิซึม - ดีสโทเนียที่เริ่มมีอาการเฉียบพลัน เป็นความผิดปกติที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมในลักษณะเด่นของ autosomal โดยปกติจะเริ่มใน ในวัยเด็ก หรือวัยรุ่น ภายในไม่กี่ชั่วโมงดีสโทเนียจะเกิดขึ้นพร้อมกับอาการสั่นกระตุกและการเคลื่อนไหวโดยไม่สมัครใจ หลังจากนั้นไม่นานสิ่งนี้ตามมาด้วยการขาดการเคลื่อนไหวระดับสูงและแม้กระทั่งการเคลื่อนไหวไม่ได้ ที่มีประสิทธิภาพ การรักษาด้วย สำหรับโรคนี้ยังไม่ทราบแน่ชัด การศึกษาในสัตว์บางชิ้นชี้ให้เห็นว่าข้อบกพร่องในปั๊มโซเดียม - โพแทสเซียมอาจเป็นสาเหตุที่เป็นไปได้ โรคลมบ้าหมู. ในการค้นหา ยีน ข้อบกพร่องที่อาจทำให้เกิด โรคลมบ้าหมูนักวิจัยพบการกลายพันธุ์ใน ATP1a3 ยีนสิ่งนี้รับผิดชอบการทำงานของปั๊มโซเดียม - โพแทสเซียม โรคลมบ้าหมู เป็นที่รู้จักในภาษาเยอรมันว่า Krampfleiden หรือ Fallsucht ขึ้นอยู่กับภูมิภาคของ สมอง ที่ปล่อยออกมาในการจับกุมอาการต่างๆจะเกิดขึ้น ตัวอย่างเช่น, กระตุก หรืออาจเกิดการตึงของกล้ามเนื้อผู้ได้รับผลกระทบอาจส่งเสียงดังเหมือนชักหรืออาจเห็นแสงวาบเป็นริ้วหรือเงา ไม่เป็นที่พอใจ กลิ่น ความเข้าใจผิดหรือการรบกวนการรับรู้เสียงอาจเกิดขึ้นได้เช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งอาการที่เรียกว่าโรคลมชักอาจกลายเป็นอันตรายถึงชีวิตได้ สิ่งเหล่านี้เป็นลักษณะทั่วไป ยาชูกำลัง- อาการชักแบบโคลนิกที่อาจเกิดขึ้นได้ระหว่าง 5 ถึง 30 นาที ข้อบกพร่องในปั๊มโซเดียม - โพแทสเซียมอาจเป็นสาเหตุที่เป็นไปได้ อาการไมเกรน. นักวิจัยได้ค้นพบ ยีน การเปลี่ยนแปลงโครโมโซม 1 นิ้ว อาการไมเกรน ผู้ป่วย. ยีนนี้นำไปสู่ความบกพร่องของปั๊มโซเดียม - โพแทสเซียมในเยื่อหุ้มเซลล์ เป็นผลให้เซลล์ที่ขยายและโค้งมนพัฒนาขึ้น สิ่งนี้เชื่อว่าจะทำให้เกิดลักษณะ ความเจ็บปวด of อาการไมเกรน. ไมเกรนเป็นโรคทางระบบประสาทที่มีผลต่อประชากรประมาณ 10% ผู้หญิงได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญบ่อยกว่าผู้ชาย ภาพทางคลินิกของไมเกรนมีความแปรปรวนมาก โดยทั่วไปแล้วจะมีลักษณะคล้ายกับการโจมตีการเต้นเป็นจังหวะและเป็นอัมพาตครึ่งซีก อาการปวดหัว. เหล่านี้เกิดขึ้นเป็นระยะ ๆ นอกจากนี้อาการต่างๆเช่น ความเกลียดชัง, อาเจียนความไวต่อเสียงหรือแสงอาจเกิดขึ้นได้ ผู้ป่วยบางรายรายงานการรบกวนทางสายตาหรือทางประสาทสัมผัสของการรับรู้ก่อนที่จะเกิดขึ้นจริง โจมตีไมเกรน. สิ่งนี้เรียกอีกอย่างว่าไมเกรนออร่า ไมเกรนเป็นการวินิจฉัยของการยกเว้นและในปัจจุบันยังไม่มีวิธีรักษา