La sodium-potassium pump est une protéine transmembranaire fermement ancrée dans le membrane cellulaire. Avec l'aide de cette protéine, sodium les ions peuvent être transportés hors de la cellule et potassium ions dans la cellule.
Qu'est-ce que la pompe sodium-potassium?
La sodium-potassium la pompe est une pompe située dans le membrane cellulaire. Il maintient ce que l'on appelle le potentiel de membrane de repos en transportant des ions sodium et potassium. À chaque cycle de pompe, il échange trois ions sodium (ions Na +) contre deux ions potassium (ions K +). De cette manière, il fournit un potentiel négatif dans l'espace intracellulaire. Lors du transport de ces ions, la pompe sodium-potassium consomme de l'énergie sous forme de adénosine triphosphate (ATP).
Fonction, action et rôles
La pompe sodium-potassium fonctionne principalement comme une protéine porteuse. Il possède trois sites de liaison pour les ions sodium et deux sites de liaison pour les ions potassium. De même, il existe également un site de liaison pour l'ATP. Consommant de l'ATP, la pompe ionique peut transporter trois ions sodium du cytoplasme dans l'espace extracellulaire. En retour, il transporte deux ions potassium du cytoplasme dans la cellule. Ce processus se déroule en plusieurs étapes. Premièrement, la protéine porteuse est ouverte au cytoplasme. Trois ions sodium pénètrent dans la protéine par l'ouverture et se lient aux sites de liaison spécifiques. À l'intérieur de la membrane protéique, une molécule d'ATP se fixe également au site de liaison désigné. Cette molécule est ensuite clivée avec la libération de d'eau. Un résultat phosphate est lié pendant une courte période par un acide aminé de la pompe sodium-potassium. L'énergie est libérée lors du clivage de la molécule d'ATP. Cela modifie la disposition spatiale de la pompe sodium-potassium et la protéine porteuse s'ouvre vers l'espace extracellulaire. Les trois ions sodium se détachent alors de leurs sites de liaison et pénètrent dans le milieu externe. Deux ions potassium pénètrent maintenant dans la protéine par le trou ouvert. Ceux-ci s'attachent également aux sites de liaison. Le bond phosphate le groupe est maintenant clivé. Cela ramène la conformation de la pompe sodium-potassium à son état d'origine. Maintenant, les ions potassium se détachent et s'écoulent à l'intérieur de la cellule. Grâce à ce processus, la pompe sodium-potassium maintient ce que l'on appelle le potentiel de membrane de repos.
Formation, occurrence et propriétés
Le potentiel de membrane au repos fait référence au potentiel de membrane de cellules potentiellement excitables au repos. Les potentiels membranaires se trouvent en particulier dans les cellules nerveuses ou dans les cellules musculaires. Selon le type de cellule, le potentiel de membrane au repos varie de -100 à -50 mV. Dans la plupart des cellules nerveuses, il est de -70 mV. Ainsi, l'intérieur de la cellule est chargé négativement par rapport à l'extérieur de la cellule. Le potentiel de repos d'une cellule est une condition préalable à la conduction d'excitation de nerfs et pour le contrôle de la contraction musculaire. La pompe sodium-potassium peut être inhibée par diverses substances. Par example, glycosides cardiaques inhibent la protéine porteuse. Glycosides cardiaques sont prescrits pour les chroniques Cœur échec et fibrillation auriculaire. En inhibant la pompe, plus de sodium reste dans les cellules. Le sodium intracellulaire concentration et la concentration de sodium extracellulaire converge. Inhibition du sodiumcalcium l'échangeur fait rester plus de calcium dans la cellule. Cela augmente la contractilité du Cœur. Cependant, l'inhibition de la pompe sodium-potassium peut également conduire à hyperkaliémie. Inversement, pharmacologiquement, la pompe sodium-potassium peut également être stimulée. Cela se fait, par exemple, en administrant insuline ou épinéphrine. La stimulation de la pompe peut conduire à Hypokaliémie.
Maladies et troubles
Un trouble très rare sous-jacent à un défaut de la pompe sodium-potassium est le syndrome de parkinsonisme-dystonie d'apparition aiguë. C'est un trouble hérité de manière autosomique dominante. Cela commence généralement dans enfance ou l'adolescence. En quelques heures, la dystonie se produit avec des tremblements, des spasmes et des mouvements involontaires. Après un court laps de temps, cela est suivi d'un manque de mouvement de haut niveau et même d'une immobilité. Un efficace thérapie car la maladie n'est pas encore connue. Certaines études animales suggèrent que des défauts de la pompe sodium-potassium peuvent être une cause possible de épilepsie. Dans la recherche de gène des défauts qui pourraient causer épilepsie, les chercheurs sont tombés sur une mutation de l'ATP1a3 gèneCeci est responsable du fonctionnement de la pompe sodium-potassium. Épilepsie est également connu en allemand comme Krampfleiden ou Fallsucht. Selon la région du cerveau qui se décharge lors de la crise, différents symptômes se produisent. Par example, contraction ou une tension des muscles peut se produire, la personne affectée peut émettre des bruits forts ressemblant à des crises, ou elle peut percevoir des éclairs, des stries ou des ombres. Désagréable odeur des perceptions erronées ou des perturbations de la perception acoustique peuvent également survenir. En particulier, le soi-disant état de mal épileptique peut mettre la vie en danger. Ceux-ci sont généralisés tonique-les crises cloniques pouvant durer entre 5 et 30 minutes. Un défaut de la pompe sodium-potassium pourrait également être un déclencheur possible de migraine. Les chercheurs ont découvert gène altérations du chromosome 1 sur migraine les patients. Ce gène conduit à un défaut de la pompe sodium-potassium dans les membranes des cellules. En conséquence, des cellules distendues et arrondies se développent. On pense que cela cause la caractéristique douleur of migraine. La migraine est une maladie neurologique touchant environ 10% de la population. Les femmes sont beaucoup plus souvent touchées que les hommes. Le tableau clinique de la migraine est très variable. En règle générale, il s'agit d'attaques, de pulsations et d'hémiplégiques maux de tête. Celles-ci se reproduisent périodiquement. De plus, des symptômes tels que nausée, vomissement, une sensibilité au son ou à la lumière peut également se produire. Certains patients rapportent des perturbations visuelles ou sensorielles de la perception avant le migraine attaque. Ceci est également appelé aura de migraine. La migraine est un diagnostic d'exclusion et n'a actuellement aucun remède.
