مضخة الصوديوم والبوتاسيوم

مضخة الصوديوم والبوتاسيم، صورة تظهر جريان الأيونات

مضخة الصوديوم والبوتاسيوم هي بروتين غشائي ضمني يخترق طبقتي الفوسفوليبيد للغشاء الهيولي ذووظيفة إنزيمية مستهلكة للطاقة الناتجة عن إماهة جزيئة ATP إلى ADP + Pi لتعمل على نقل أيونات البوتاسيوم والصوديوم عكس تدرج الهجريز. لها دور كبير في ثبات الهجريز الأيوني على جانبي غشاء الخلية العصبية والعضلية. تسمح هذه المضخة بإدخال أيونيّ بوتاسيوم لقاء إخراج ثلاثة أيونات صوديوم. هذه المضخة هي المسؤولة عن ظاهرة عودة الإستقطاب للخلايا العصبية بعد ظهور جهد العمل.

وظيفة

تساعد مضخة الصوديوم والبوتاسيم في الحفاظ على جهد الراحة، النقل، وتنظيم حجم الخلية.

جهد الراحة

من أجل الحفاظ على جهد الخلية، تحافظ الخلايا على هجريز منخفض من أيونات الصوديوم ومستويات عالية من أيونات البوتاسيوم داخل الخلية. تخرج مضخة الصوديوم والبوتاسيوم ثلاثة أيونات صوديوم إلى الخارج وتدخل أيونيّ بوتاسيوم إلى داخل الخلية. من هنا، بالمجموع، تزيل المضخة أيون واحد موجب من داخل الخلية. (أنظر آلية العمل لمزيد من التفاصيل).

آلية العمل

صورة توضيحية لآلية العمل

المضخة، وهي مرتبطة بثلاثي فسفات الأدينوزين (ATP)، ثلاثة أيونات صوديوم من داخل الخلية.
تتم عملية حلمهة ثلاثي فسفات الأدينوزين (ATP) مما يؤدي إلى فسفرة المضخة وإطلاق ثنائي فسفات الأدينوزين (ADP).
تغيير هيئي في المضخة يكشف أيونات الصوديوم لخارج الخلية. الصيغة المفسفرة للمضخة هي ذات ألفة ضعيفة للصوديوم ولذلك يتم إطلاق ثلاث أيونات الصوديوم لخارج الخلية.
تربط المضخة أيونين من البوتاسيوم من خارج الخلية، مما يؤدي إلى نزع فسفات المضخة، ولذلك إعادتها للهيئة الأولى، مما يؤدي إلى كشف البوتاسيوم للسائل داخل الخلوي.
الصيغة غير المفسفرة للمضخة هي ذات ألفة أقوى للصوديوم من البوتاسيوم، لذلك يتم إطلاق أيوني البوتاسيوم داخل الخلية. وتربط المضخة ثلاثي فسفات الأدينوزين (ATP)، وتعود العملية للعمل من حديث إلى غير ذلك دواليك.

اكتشاف المضحة

اكتشفت مضحة الصوديوم والبوتاسيوم عام 1957 على يد الكيميائي الدنماركي ينس كريستيان سكو، حينما عمل كمساعد بروفيسور في قسم الفيزيولوحيا، في جامعة آرهوس الدنماركية. أعرب سكوعن اكتشافه هذا خلال منطقة نشرها في العام ذاته.

حصل سكوعام 1997 على نصف جائزة نوبل في الكيمياء "على اكتشاف الإنزيم الناقل للأيونات، مضخة الصوديوم والبوتاسيوم".

انظر أيضًا

هرمونات الغدة الدرقية
نقل فعّال

مراجع

^ Hall, John E.; Guyton, Arthur C. (2006). Textbook of medical physiology. St. Louis, Mo: Elsevier Saunders. ISBN . صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون (link)
^ Skou JC (1957). "The influence of some cations on an adenosine triphosphatase from peripheral nerves". Biochimica et Biophysica Acta. 23 (2): 394–401. doi:10.1016/0006-3002(57)90343-8. PMID 13412736.
^ Chemistry 1997 نسخة محفوظة 16 مايو2008 على مسقط واي باك مشين.