Pompa Natrium-Kalium

Itu Pompa Natrium-Kalium adalah protein transmembran yang tertanam kuat di membran sel. Dengan bantuan protein ini, ion natrium dapat diangkut keluar dari sel dan ion kalium ke dalam sel.

Apa itu pompa natrium-kalium?

Pompa natrium-kalium merupakan pompa yang terletak di dalam membran sel. Dengan mengangkut ion natrium dan kalium, ini memastikan bahwa yang disebut potensi membran istirahat dipertahankan.

Dalam setiap siklus pemompaan, tiga ion natrium (ion Na +) ditukar dengan dua ion kalium (ion K +). Ini menciptakan potensi negatif di ruang intraseluler. Saat mengangkut ion-ion ini, pompa natrium-kalium mengkonsumsi energi dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP).

Fungsi, efek & tugas

Pompa natrium-kalium bertindak terutama sebagai protein pembawa. Ia memiliki tiga situs pengikatan untuk ion natrium dan dua situs pengikatan untuk ion kalium. Ada juga situs pengikatan untuk ATP. Dengan menggunakan ATP, pompa ion dapat mengangkut tiga ion natrium dari plasma sel ke ruang ekstraseluler. Sebagai imbalannya, ia menyelundupkan dua ion kalium dari sitoplasma ke dalam sel. Proses ini berlangsung dalam beberapa langkah.

Awalnya, protein pembawa terbuka ke sitoplasma. Tiga ion natrium memasuki protein melalui pembukaan dan mengikat ke situs pengikatan tertentu. Di bagian dalam membran protein, molekul ATP juga mengendap di situs pengikatan yang ditentukan. Molekul ini kemudian terpecah dengan adanya pelepasan air. Gugus fosfat yang dihasilkan terikat untuk waktu yang singkat oleh asam amino dari pompa natrium-kalium. Energi dilepaskan saat molekul ATP rusak. Ini mengubah pengaturan spasial pompa natrium-kalium dan protein pembawa terbuka ke arah ruang ekstraseluler.

Ketiga ion natrium tersebut kemudian terlepas dari tempat pengikatannya dan dengan demikian memasuki media eksternal. Dua ion kalium sekarang memasuki protein melalui celah yang terbuka. Ini juga melampirkan ke situs yang mengikat. Gugus fosfat yang terikat sekarang terpisah.Ini mengubah konformasi pompa natrium-kalium kembali ke keadaan semula. Ion kalium sekarang larut dan mengalir ke interior sel. Melalui proses ini, pompa natrium-kalium mempertahankan apa yang dikenal sebagai potensial membran istirahat.

Pendidikan, Kejadian & Properti

Potensi membran istirahat menggambarkan potensi membran sel yang berpotensi tereksitasi dalam keadaan istirahat. Potensi membran ditemukan khususnya pada sel saraf atau sel otot. Bergantung pada jenis sel, potensial membran istirahat antara -100 dan -50 mV. Untuk sebagian besar sel saraf adalah -70 mV. Bagian dalam sel bermuatan negatif dibandingkan dengan bagian luar sel.

Potensi istirahat sebuah sel merupakan prasyarat untuk konduksi eksitasi di saraf dan untuk mengontrol kontraksi otot. Pompa natrium-kalium dapat dihambat oleh berbagai zat. Misalnya, glikosida jantung menghambat protein pembawa. Glikosida jantung diresepkan untuk gagal jantung kronis dan fibrilasi atrium. Dengan menghambat pompa, lebih banyak natrium tertinggal di dalam sel. Konsentrasi natrium intraseluler dan konsentrasi natrium ekstraseluler bertemu.

Dengan menghambat penukar natrium-kalsium, lebih banyak kalsium tersisa di dalam sel. Ini meningkatkan kontraktilitas jantung. Menghambat pompa natrium-kalium juga dapat menyebabkan hiperkalemia. Sebaliknya, pompa natrium-kalium juga dapat distimulasi secara farmakologis. Ini dilakukan, misalnya dengan pemberian insulin atau adrenalin. Merangsang pompa dapat menyebabkan hipokalemia.

Penyakit & Gangguan

Penyakit yang sangat langka yang didasarkan pada kerusakan pada pompa natrium-kalium adalah onset akut sindrom parkinsonisme-distonia. Ini adalah penyakit yang diturunkan sebagai sifat dominan autosomal. Biasanya dimulai pada masa kanak-kanak atau remaja.

Distonia dengan tremor, kejang, dan gerakan tak sadar terjadi dalam beberapa jam. Setelah waktu yang singkat, terjadi kekurangan olahraga yang parah hingga dan termasuk imobilitas. Terapi yang efektif untuk penyakit ini belum diketahui.

Beberapa penelitian pada hewan menunjukkan bahwa kerusakan pada pompa natrium-kalium mungkin menjadi penyebab epilepsi. Saat mencari cacat genetik yang dapat menyebabkan epilepsi, para peneliti menemukan mutasi pada gen ATP1a3. Ini bertanggung jawab atas fungsi pompa natrium-kalium. Dalam bahasa Jerman, epilepsi disebut juga dengan kejang atau epilepsi. Bergantung pada wilayah otak yang dikeluarkan selama kejang, ada gejala yang berbeda.

Misalnya, otot yang berkedut atau tegang dapat terjadi, mereka yang terkena dapat mengekspresikan diri dengan keras dalam serangan atau mereka dapat melihat kilat, garis-garis atau bayangan. Gangguan bau yang tidak menyenangkan atau gangguan persepsi akustik juga bisa terjadi. Yang disebut status epileptikus khususnya dapat mengancam jiwa. Ini adalah kejang tonik-klonik umum yang dapat berlangsung dari 5 hingga 30 menit.

Cacat pada pompa natrium-kalium juga bisa menjadi pemicu migrain. Peneliti telah menemukan perubahan genetik pada kromosom 1 pada penderita migrain. Gen ini menyebabkan kerusakan pada pompa natrium-kalium di membran sel. Akibatnya sel menjadi membengkak dan membulat. Hal ini diduga menyebabkan nyeri khas migrain. Migrain adalah penyakit neurologis yang mempengaruhi sekitar 10% populasi. Wanita lebih sering terpengaruh secara signifikan daripada pria. Gambaran klinis migrain sangat bervariasi.

Biasanya, datang ke kejang, sakit kepala berdenyut dan unilateral. Ini berulang secara berkala. Gejala seperti mual, muntah, kepekaan terhadap kebisingan atau kepekaan terhadap cahaya juga dapat terjadi. Beberapa pasien melaporkan gangguan penglihatan atau sensorik dalam persepsi sebelum serangan migrain yang sebenarnya. Seseorang berbicara di sini tentang aura migrain. Migrain adalah diagnosis eksklusi dan saat ini tidak dapat disembuhkan.