Схема работы натрий калиевой атфазы

Натриево-калиевая помпа, функция, функции и значение / биология

Схема работы натрий калиевой атфазы

калиево-натриевый насос является активным клеточным транспортным механизмом, который перемещает ионы натрия (Na+) изнутри клетки наружу, и ион калия (K+в противоположном направлении. Насос отвечает за поддержание градиентов концентрации, характерных для обоих ионов..

Этот ионный транспорт происходит против нормальных градиентов концентрации, потому что, когда ион очень сконцентрирован в ячейке, он стремится покинуть его, чтобы соответствовать концентрациям с внешней стороной. Калиево-натриевый насос нарушает этот принцип, и для этого требуется энергия в форме АТФ.

На самом деле, этот насос является модельным примером активного клеточного транспорта. Насос образован комплексом ферментативного характера, который выполняет движения ионов внутри и снаружи клетки. Он присутствует во всех мембранах животных клеток, хотя он более распространен в определенных типах, таких как нейроны и мышечные клетки..

Ионы натрия и калия имеют решающее значение для различных биологических функций, таких как поддержание и регулирование объема клеток, передача нервных импульсов, генерация мышечных сокращений и другие..

индекс

  • 1 операция
    • 1.1 Основные принципы клеточного транспорта
    • 1.2 Активный и пассивный транспорт
    • 1.3 Характеристика натриево-калиевого насоса
    • 1.4 Как работает натриево-калиевый насос?
    • 1,5 АТФаза
    • 1.6 Регенные и электрогенные ионные насосы
    • 1.7 Скорость насоса
    • 1.8 Транспортная кинетика
  • 2 Функции и важность
    • 2.1 Регулятор громкости ячейки
    • 2.2 Потенциал покоящейся мембраны
    • 2.3 Нервные импульсы
  • 3 Ингибиторы
  • 4 Ссылки

Основные принципы сотового транспорта

Прежде чем углубленно исследовать работу натриево-калиевого насоса, необходимо понять и определить термины, наиболее часто используемые в терминах клеточного транспорта..

Ячейки находятся в постоянном обмене веществ с их внешней средой. Это движение происходит благодаря наличию полупроницаемых липидных мембран, которые позволяют молекулам входить и выходить при удобстве клетки; мембраны являются высокоселективными.

Биомембраны не состоят исключительно из липидов; у них также есть ряд белков, связанных с ними, которые могут пересекать их или привязываться к ним другими путями.

[attention type=yellow]

Учитывая неполярное поведение внутренней части мембран, проникновение полярных веществ находится под угрозой. Однако смещение полярных молекул необходимо для соблюдения различных процессов; поэтому клетка должна иметь механизмы, которые позволяют транзит этих полярных молекул.

[/attention]

Прохождение молекул через мембраны можно объяснить физическими принципами. Диффузия – это случайное перемещение молекул из областей с высокой концентрацией в области, где концентрация ниже.

Кроме того, движение воды через полупроницаемые мембраны объясняется осмосом, процессом, при котором поток воды будет происходить там, где концентрация растворенных веществ выше..

Активный и пассивный транспорт

В зависимости от использования или отсутствия энергии, транспорт через мембраны классифицируется как пассивный и активный. 

Когда раствор переносится пассивно, он делает это только в пользу градиентов концентрации, следуя принципу простой диффузии.

Это может сделать это через мембрану, через водные каналы или с помощью транспортирующей молекулы, которая облегчает процесс. Роль молекулы транспортера состоит в том, чтобы «маскировать» полярное вещество, чтобы оно могло пройти через мембрану.

Наступает момент, когда растворенные вещества выравнивают свои концентрации по обе стороны мембраны, и поток прекращается. Если вы хотите переместить молекулу в каком-то направлении, вам нужно будет ввести энергию в систему.

В случае заряженных молекул необходимо учитывать градиент концентрации и электрический градиент..

Клетка вкладывает много энергии в поддержание этих градиентов вдали от равновесия, благодаря наличию активного транспорта, который использует АТФ для перемещения частицы в области высокой концентрации.

Характеристики натриево-калиевого насоса

Внутри клеток концентрация калия примерно в 10-20 раз выше, чем снаружи клетки. Точно так же концентрация ионов натрия намного выше вне клетки.

Механизмом, ответственным за поддержание этих градиентов концентрации, является натриево-калиевый насос, образованный ферментом, прикрепленным к плазматической мембране в клетках животных..

[attention type=red]

Это антипортовый тип, поскольку он обменивает молекулы с одной стороны мембраны на другую. Транспорт натрия происходит наружу, а транспорт калия – внутри..

[/attention]

Что касается пропорций, насос требует обязательного обмена двух ионов калия снаружи тремя ионами натрия из внутренней части клетки. Когда существует нехватка ионов калия, обмен ионов натрия, который обычно происходит, не может быть выполнен.

Как работает натриево-калиевый насос?

Начальным этапом является фиксация трех ионов натрия в белке АТФазы. Происходит распад АТФ в АДФ и фосфате; фосфат, выделяющийся в этой реакции, связан с белком, вызывая конформационные изменения в транспортных каналах.

Этап известен как фосфорилирование белка. Благодаря этим модификациям ионы натрия выводятся наружу из клетки. Впоследствии происходит объединение двух ионов калия извне..

В белке фосфатные группы разобщены (белок дефосфорилирован), и белок возвращается к своей первоначальной структуре. На этом этапе ионы калия могут поступать.

АТФазы

Конструктивно «насос» представляет собой фермент типа АТФазы, который имеет сайты связывания для ионов натрия и АТФ на поверхности, обращенной к цитоплазме, а в той части, которая обращена к внешней стороне клетки, находятся сайты связывание для калия.

В клетках млекопитающих обмен цитоплазматических ионов Na + внеклеточными ионами K + опосредуется ферментом, прикрепленным к мембране, называемым АТФазой. Обмен ионов превращается в мембранный потенциал.

Этот фермент состоит из двух мембранных полипептидов с двумя субъединицами: альфа 112 кДа и бета 35 кДа.

Ионные насосы, регенические и электрогенные

Поскольку движение ионов через мембраны неравномерно (два иона калия на три иона натрия), суммарное движение наружу включает в себя положительный заряд за цикл накачки.

Эти насосы называются реогенными, так как они связаны с чистым движением зарядов и производят трансмембранный электрический ток. В случае, когда ток оказывает влияние на мембранное напряжение, насос называется электрогенным.

Скорость насоса

В нормальных условиях количество ионов натрия, закачиваемых во внешнюю часть ячейки, равно количеству ионов, поступающих в ячейку, поэтому суммарный поток движения равен нулю..

Количество ионов, которые существуют снаружи и внутри клетки, определяется двумя факторами: скоростью, с которой происходит активный транспорт натрия, и скоростью, с которой он снова входит в процесс диффузии..

Логично, что скорость входа диффузии определяет скорость, необходимую насосу для поддержания необходимой концентрации во внутриклеточной и внеклеточной средах. Когда концентрация увеличивается, насос увеличивает свою скорость.

Транспортная кинетика

Активный транспорт проявляет кинетику Михаэлиса-Ментена, характерную для значительного количества ферментов. Кроме того, он ингибируется аналогичными молекулами.

Контроль объема клетки

Натриево-калиевая помпа отвечает за поддержание оптимального объема клеток. Эта система способствует выходу ионов натрия; следовательно, внеклеточная среда приобретает положительные заряды. Из-за притяжения зарядов ионы накапливаются с отрицательными зарядами, такими как ионы хлора или бикарбоната.

В этот момент во внеклеточной жидкости содержится значительное количество ионов, которые генерируют движение воды изнутри клетки наружу – путем осмоса – для разбавления этих растворенных веществ..

Потенциал покоящейся мембраны

Натриево-калиевая помпа известна своей ролью в нервном импульсе. Нервные клетки, называемые нейронами, электрически активны и специализируются на импульсном транспорте. В нейронах можно говорить о «мембранном потенциале».

Мембранный потенциал возникает, когда существует неравенство концентрации ионов с обеих сторон мембраны. Поскольку внутренняя часть клетки содержит большое количество калия, а внешняя среда богата натрием, существует потенциал.

Мембранный потенциал можно различить, когда клетка находится в состоянии покоя (нет активных или постсинаптических событий), а также потенциал действия.

Когда ячейка находится в состоянии покоя, устанавливается потенциал -90 мВ, и это значение поддерживается в основном натриево-калиевым насосом. В большинстве исследованных клеток потенциалы покоя находятся в диапазоне от -20 до -100 мВ..

Нервные импульсы

Нервный импульс приводит к открытию натриевых каналов, создает дисбаланс в мембране и считается «деполяризованным». Поскольку он имеет положительный заряд, разворот нагрузки происходит на внутренней стороне мембраны..

Когда наложенное заканчивается, происходит открытие калиевых каналов для пополнения зарядов внутри ячейки. В это время натриево-калиевый насос поддерживает постоянную концентрацию указанных ионов..

ингибиторы

Калиево-натриевая помпа может быть подавлена ​​сердечным гликозидом уабином. Когда это соединение достигает поверхности клетки, оно конкурирует за сайты связывания ионов. Он также ингибируется другими гликозидами, такими как дигоксин.

ссылки

  1. Кертис Х. & Шнек А. (2006). Приглашение к биологии. Ed. Panamericana Medical.
  2. Hill, R.W., Wyse, G.A., Anderson, M. & Anderson, M. (2004). Физиология животных. Sinauer Associates.
  3. Рэндалл Д., Бурггрен В.В., Бурггрен В., Френч К. и Экерт Р. (2002). Эккерт Физиология животных. Macmillan.
  4. Skou, J.C. & Esmann, M. (1992). На, к-атпаза. Журнал биоэнергетики и биомембран, 24(3), 249-261.
  5. Uribe, R.R. & Bestene, J.A.. Токсикологии. Практики и процедуры. Руководство по клинической практике Том 2, том IV. Папский университет Хавериана.

Источник: https://ru.thpanorama.com/articles/biologa/bomba-sodio-potasio-funcionamiento-funciones-e-importancia.html

Калий-натрий баланса

Схема работы натрий калиевой атфазы

Натрий играет важную роль во многих жизненно важных процессов. Это является важным для поддержания осмолярности внеклеточной жидкости.

Определяет возникновение потенциала действия, транспорт органических веществ в клеточных мембранах, кислотно-щелочной баланс крови, активность некоторых ферментов и других. Суточная доза составляет 5-15 г соли принимать 2-6 г натрия.

Необходимость этого пункта составил 1-3 г в день. Редко, дефицит натрия в организме в связи с наличием достаточного количества его в пищу. Однако, нехватка может произойти с потоотделением, обильное и полный отказ от потребления соли.

В этом случае приводит к мышечные судороги и нарушение всасывания углеводов. Передозировка (более 13-14 г в сутки) считаются токсичными. Экскреция натрия осуществляется почек, желудочно-кишечного тракта и кожи.

В бодибилдинге натрия не должны быть мобилизованы через дополнительные добавки .

Калия

Калий является главным катионом внутриклеточной пространстве. В обычной диете, ежедневно принимают около 80-100 ммоль и одинаково разделенные – 10% в кишечник и около 90% через почки.

Дефицит калия приводит к гипогликемии, сердечных расстройств, тяжелые судороги мышц. Включает в себя качество самых сложных формул витаминов и минералов.

Принимая более 18 граммов токсичных и вредных для здоровья.

Некоторые исследования связывают низкий уровень калия в организме с высоким кровяным давлением . Два или три чашки калия день вызвать дефицит в организме. Алкоголики и любителей сладостей также часто страдают от дефицита калия. Резкая потеря веса в низкоуглеводная диета приводит к снижению уровня калия в организме.

Симптомы включают ощущение слабого и ослабление рефлексов .

Дефицит калия объясняет, мышечные спазмы (судороги) в людей, имеющих дело с фитнес и другие виды спорта. Было показано, что этот металл стимулирует удержание азота, что приводит к увеличению мышечной массы.

Также поддерживает преобразование гликогена , что опять-таки стимулирует мышечную гипертрофию .

Научные исследования показывают, что дефицит калия влияет на максимальную производительность упражнения в спорте. В связи с трудным иннервируют мышцы, чтобы заблокировать мышц. Когда запасы низкой калия, а также снижение уровня доступного азота, соответственно – мышечной массы.

[attention type=green]

Анаболический эффект калия связана с гидратации клетки. Ну заполненный водой анаболических ячейки посылает сигнал. Наоборот, обезвоженный ячейки индуцирует катаболических реакций. Калий играет важную роль в накоплении гликогена в мышцах.

[/attention]

Гликоген привлекает большое количество воды , что усиливает анаболические сигнал. Этот металл необходима и в производстве достаточного количества гормона роста .

Калий также обладает анти-катаболических эффектов – утилизация аммиака производится в расщепления белков Моделирование бумажное. Практическое руководство по моделированию. .

Регулирование баланса калия-натрия

Известно, что почки регулируют количество воды, натрия, калия и других электролитов в организме. Мочегонные средства по праву считается одной из основных категории запрещенных препаратов в спорте, который связан прежде всего с нарушением электролитного баланса.

Почки играют ключевую роль в регулировании концентрации калия и натрия в плазме.

Когда тела трудности в поддержании баланса калия-натрия в связи с тяжелой физиологических условиях и высоких напряжений , дается активации гормона альдостерона, который имеет регулирующую роль.

Натрий калиевого насоса

Калия-натрия насос биологической структуры, расположенной во внутренней мембране митохондрий клеток эукариот. Его функция заключается в транспорте ионов натрия и калия в и вне клетки путем активного транспорта.

Основная часть Kalivia-натриевый насос белка Na + / K +-перемещаться ATFaza. Разница между ионов внутри и снаружи клеточной мембраны порождает жизненно градиента электрического которых напрямую зависят от мышц сокращений.

Тренировка с высокой интенсивностью

С увеличением необходимость повышения объема крови в тренировки высокой интенсивности, если вы не соответствуете требованиям для подачи необходимого кислорода и питательных веществ к мышцам, спортсмен подвергается огромному риску из числа отрицательных отклонений. Питательные вещества не кормить работающих мышц.

Во время высокой интенсивности аэробных тренировки получается дефицит натрия , токсичные уровни лактата увеличилось, трудно сброс сточных веществ из организма. Это свидетельствует выпуск стресс альдостерона гормон. Его роль в этой точке компенсационных и поглощаемые отсеков натрия, что приводит к задержку воды в организме.

Проблемы с эффекты альдостерона, натрия, связаны с калием. Почки подвергаются стрессу, предрассудков и осмотического равновесия. Отрицательное воздействие на спортсменов огромны. Другим важным изменением, связанных с низким содержанием натрия является искажение сердца, мозга и печени.

Допинг?

Некоторые вещества, используемые для целей допинг, изменения электролитного баланса организма. Перорального или парентерального злоупотребления глюкокортикоидов может вызвать электролитные нарушения. Использование анаболических стероидов часто приводит к повышению уровня калия, натрия, кальция и фосфата, в результате чего опасных сердечных нарушений.

Часто установить высокие уровни натрия у спортсменов и злоупотребления пищевыми добавками . Многие спортсмены принимают бикарбоната натрия и цитрата натрия увеличить свои спортивные достижения. Негативный эффект выражается в желудочно-кишечные расстройства сопровождаются диареей (особенно в области использования бикарбоната натрия в качестве добавки).

Источник: http://www.arzfl.ru/articles/3464/

Сам себе врач
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: