Насос натрий-калиевый

Стехиометрические соотношения в натрий-калиевом насосе весьма своеобразны. При распаде каждой молекулы АТР из клетки выкачиваются 3 иона натрия, а извне в клетку накачиваются 2 иона калия. Поскольку из клетки выкачивается больше положительно заряженных ионов, чем пО падает в нее, внутри клетки создается избыточный отрицательный заряд. Наличие отрицательного заряда внутри клетки было установлено уже давно путем измерения электрического мембранного потенциала (разд. Б.З). Поскольку клеточная мембрана все же проницаема для ионов К+, возникновение мембранного потенциала приводит к диффузии этих ионов через мембрану внутрь клетки, что обусловливает частичную нейтрализацию отрицательно-го заряда на мембране. Когда скорость пассивной диффузии уравновешивает мем бран- [c.363]

Рис. 5.21. Натрий-калиевый насос.

Рис. 17.2. Активное и пассивное движение ионов через наружную мембрану аксона, приводящее к генерированию внутри него отрицательного потенциала, называемого потенциалом покоя. Активный транспорт обеспечивается натрий-калиевым насосом. Ионные каналы (каналообразующие белки) позволяют ионам пассивно перемещаться по их электрохимическим градиентам. Некоторые из этих каналов могут закрываться и открываться с помощью особых частей своихмолекул — ворот . Их закрытие вызывается, в частности, изменением трансмембранного электрического потенциала, как это происходит при распространении по аксону нервного импульса. Однако на эти изменения каналы реагируют с разной скоростью в зависимости от своих особенностей.

Натрий-калиевый насос [c.171]

Стехиометрия транспорта ионов имеет одно важное свойство так как количество ионов натрия, транспортируемых из клетки, превышает количество входящих в клетку ионов калия, результирующий суммарный поток положительных ионов направлен наружу. Следовательно, натрий-калиевый насос представляет собой электрогенный насос [6]. В случае если ток че- [c.175]

Натрий-калиевый ионный насос [c.279]

С использованием таких методов было успешно проведено воссоздание систем натрий-калиевого насоса (Na+, К+-АТРазы), Са2+-АТРазы (гл. 7), родопсина и бактериородопсина, а также белков нервных и мышечных тканей, таких, как никотиновый ацетилхолиновый рецептор и потенциалзависимый натриевый канал аксональных мембран. Многие из опубликованных данных об удачных воссозданиях искусственных систем следует, однако, рассматривать с осторожностью, так как свойства таких систем слишком сильно отличались от свойств их биологических прототипов. [c.88]

АКТИВНЫЙ ТРАНСПОРТ В НЕРВНЫХ И МЫШЕЧНЫХ КЛЕТКАХ. В нервных и мышечных клетках натрий-калиевый насос обеспечивает возникновение в плазматической мембране разности потенциалов, называемой потенциалом покоя (о проведении нервных импульсов см. гл. 17, а о мышечном сокрашении — гл. 18). [c.191]

После достижения максимального уровня потенциала действия натриевые ворота начинают закрываться, и проницаемость мембраны для натрия снижается. Все это время натрий-калиевый насос не прекращает своей работы, в результате чего постепенно восстанавливается исходный потенциал покоя. Реполяризация приводит к снижению пика, или спайка , потенциала действия (рис. 17.4, А) до исходного уровня. Фактически мембранный потенциал снижается до более отрицательного, чем в покое, значения. Происходит гиперполяризация, обусловленная тем, что калиевые ворота закрываются чуть позже натриевых, и клетка теряет через них лишние положительные заряды (ср. ход кривых для Ка+ и К+ на рис. 17.4, Б). Однако ионы калия продолжают поступать в клетку, и постепенно восстанавливаются их трансмембранное электрохимическое равновесие и исходный потенциал покоя. [c.283]

Сердечные гликозиды ингибируют натрий-калиевый насос [c.176]

Поскольку в данной книге невозможно продемонстрировать применение констант устойчивости комплексов всех катионов металлов, которые важны для жизнедеятельности организма человека, то мы ограничим дальнейшее обсуждение тем, что рассмотрим работу натрий-калиевого ионного насоса и роль комплексов железа в транспорте и депонировании кислорода. [c.279]

Активный транспорт — основной термин, используемый для описания ряда механизмов, по которым растворенное вещество переносится через биомембрану в направлении, противоположном его градиенту концентраций. Один из распространенных механизмов заключается в сопряженном транспорте, при котором затрудненный перенос одного растворенного вещества проходит одновременно с легким переносом другого растворенного вещества (гл. 9). В качестве примера осуществления такого транспорта можно привести систему с сопряженными ионами натрия для сахаров и аминокислот [12] и систему с сопряженными протоном для лактозы. Натрий-калиевый насос вводит два иона К+ и удаляет три иона Ыа+, и клетка гидролизуется в результате гидролиза аденозинтрифосфата (АТФ), который транспортирует два иона кальция для каждой молекулы АТФ. [c.329]

Рис, 23. Схема работы натрий-калиевого насоса а — активные центры захватили ион калия снаружи и ион натрия внутри клетки б — белковая молекула, захватившая ионы, повернулась на 180° за счет энергии АТФ и освободила захваченные ионы, при этом калий попал внутрь клетки, а ион натрия был выброшен наружу в — молекула вновь повернулась на 180° и готова к захвату новых [c.102]

Натрий-калиевый насос необходим животным клеткам для поддержания осмотического баланса (осморегуляции). Если он перестанет работать, клетка начнет набухать и в конце концов лопнет. Произойдет это потому, что с накоплением ионов натрия в клетку под действием осмотических сил будет поступать все больше и больше воды. Ясно, что бактериям, грибам и растениям с их жесткими клеточными стенками такой насос не требуется. Животным клеткам он нужен также для поддержания электрической активности в нервных и мышечных клетках и, наконец, для активного транспорта некоторых веществ, например сахаров и аминокислот. Высокие концентрации калия требуются также для белкового синтеза, гликолиза, фотосинтеза и для некоторых других жизненно важных процессов. [c.190]

Натрий, выкачиваемый из клетки натрий-калиевым насосом, стремится диффундировать обратно в клетку. В мембране находится транспортный белок, которому для вьшолнения его функций требуются натрий и глюкоза. Они транспортируются в клетку вместе пассивно, за счет облегченной диффузии. Активный транспорт аминокислот совершается при участии аналогичного белкового натрий-аминокислотного переносчика активной частью этого процесса является выкачивание натрия наружу. [c.191]

Активный ионный транспорт в нервной клетке имеет множество функций поддерживает мембранный потенциал возбудимой мембраны (натрий-калиевый насос), регулирует внутриклеточную концентрацию Са + ( a +,Mg2+-ATPaзa) и обеспечивает клетку энергией (РгАТРаза, протонный насос). Натрий-калиевый насос является электрогенным — на каждые три иона На+, транспортируемых наружу, направляются внутрь два иона К" " таким образом, при каледом цикле из клетки забирается по одному положительному заряду. АТР поставляет энергию для обеспечения активного транспорта (против ионного градиента), т. е. осуществляет связь между передачей импульса и метаболизмом нервной клетки. Система ионного транспорта включает АТРазу и ионофор — сложные мембранные белки. Один из белковых компонентов подвергается промежуточному фосфорили-рованию с помощью АТР. Гликозид дигиталиса и уабаин (стро- [c.184]

Поскольку натрий-калиевый насос выкачивает нару-нгу больше ионов натрия, чем закачивает внутрь ионов калия, он меняет не только концентрацию этих ионов, но и мембранный потенциал. Поэтому натрий-калиевый насос называют электрогенным насосом. В каждом цикле работы насос выбрасывает наружу лишний ион натрия и тем самым гиперполяризует мембрану. После одного или нескольких ПД в клетке оказывается избыток Na это активирует работу насоса. Интенсивно выкачивая натрий, насос может заметно гиперполяризовать мембрану МП может на 20 мВ превышать ПП за счет работы насоса. Таким образом, насосы не только влияют на концентрации ионов, но могут быть и источниками заметной разности потенциалов. [c.103]

Из нисходящего колена выходят некоторые ионы, но вода удаляется гораздо быстрее. Она не разбавляет тканевую жидкость, поскольку уносится прямыми сосудами, которые расположены параллельно петле Генле. Состав крови в них изменяется так же, как в растворе вокруг нефрона. Кровоток тут медленный, поэтому постепенно на всех уровнях устанавливается равновесное состояние. Следует отметить, однако, что это равновесие динамическое, т. е. оно нарушается, если прекращает работать натрий-калиевый насос, останавливается кровоток или течение жидкости внутри нефрона. [c.29]

Этот процесс приводит к повышению энергии Гиббса AG, а следовательно, в соответствии со 2-м законом термодинамики, самопроизвольно протекать не может. Нормальное распределение ионов обеспечивается работой натрий-калиевых насосов. Эти насосы, обеспечивающие перенос ионов через плазматическую мембрану против градиента концентрации и поддерживающие этот градиент, требуют большой затраты энергии. Поэтому. [c.236]

Активный транспорт может служить для переноса одного вещества в одном направлении либо для переноса двух веществ в одном или в противоположных направлениях. В последнем случае он называется сопряженным активным транспортом. Примером типичного сопряженного активного транспорта является работа натрий-калиевого насоса, который локализован в плазматической мембране практически всех клеток организма и переносит ионы натрия и калия против градиента концентраций с использованием энергии гидролиза АТФ. [c.446]

Электрический транспорт монгет быть использован и для удаления некоторых веществ из клетки. Приведем пример. Мы уже говорили, что избыток кальция в клетке опасен для нее. Если кальция в клетку попало много и кальциевый насос не справляется с его удалением, включается особая аварийная система и в дело вступает белок-переносчик. Он присоединяет внутри ион кальция, а снаружи — три иона натрия и переносит кальций наружу,, а натрий — внутрь клетки. В отличие от натрий-калиевого насоса, который использует энергию АТФ, этот кальциевый переносчик работает как электромотор, используя энергию мембранного потенциала. Правда, при каждом цикле работы внутрь клетки тут попадают три иона натрия, но это не так страшно, как попадание ионов кальция. [c.107]

Процесс лизиса чужеродных клеток состоит из нескольких этапов (рис. 9.2). Первый этап — специфическое связывание примированных D8 Т-клеток с поверхностным чужеродным антигеном (пептидами вирусных, трансплантационных, раковых антигенов). Взаимодействие антигенраспознающих рецепторов цитотоксических Т-клеток с соответствующим антигеном усиливается дополнительными неспецифическими молекулярными структурами клеточной поверхности, которые обеспечивают наиболее эффективную динамическую адгезию между клетками (см. ниже). Второй этап, получивший название летального удара , представляет собой основное событие, предопределяющее гибель клетки-мишени. Механическое разобщение эффектора и клетки-мишени на этом этапе не спасает последнюю от гибели. Для этого этапа характерно повышение проницаемости клеточной мембраны, нарушение баланса натрий-калиевого насоса. Механизм, лежащий в основе летального удара , не достаточно ясен. Одним из факторов, повреждающих мембрану клетки, выступает лимфотоксин (фактор р некроза опухолей). Третий этап, приводящий к лизису клетки-ми- [c.202]

Как мы увидим позже, у многих бактерий АТР-синтетаза обращает свое действие при каждом переходе от аэробного метаболизма к анаэробному и обратно. Подобная обратимость свойственна и другим мембранным ферментам, сопрягающим перенос ионов с синтезом или гидролизом АТР. Например, натрий-калиевый й кальциевый насосы (второй из них описан в гл. 6) гидролизуют АТР и используют высвобождаемую энергию для перекачки через мембрану определенных ионов (см. разд. 6.4.5). Если любой из этих насосов заставить работать в условиях необычно крутого градиента транспортируемых ионов, то он будет действовать в обратном направлении - синтезировать АТР из ADP и р,, вместо того чтобы осуществлять гидролиз АТР. Таким образом, подобно АТР-синтетазе, эти насосы способны преобразовывать энергию, запасаемую в трансмембранном ионном градиенте, непосредственно в энергию фосфатных связей АТР. [c.450]

Натрий-калиевый насос - олигомерный трансмембранный белок [c.308]

Калий в отличие от натрия может не только реабсорбироваться, но и секретироваться. При секреции калий из межклеточной жидкости поступает через базальную плазматическую мембрану в клетку канальца за счет работы натрий-калиевого насоса , а затем выделяется в просвет нефрона через апикальную клеточную мембрану пассивно. Секреция, как и реабсорбция, является активным процессом, связанным с функцией клеток канальцев. Механизмы секреции те же, что и механизмы реабсорбции, но только все процессы протекают в обратном направлении—от крови к канальцу. [c.611]

Кажутся удивительными высокие концентрации натрия вокруг клетки, а калия внутри ее, так как оба катиона могут диффундировать через стенки клеток. Результатом такой естественной диффузии натрия внутрь клеток, а калия —наружу должна быть тенденция к уравниванию концентраций каждого катиона внутри и снаружи клеток. Такой эффект действительно имеет место, но ему препятствует обратный процесс, называемый натрий-калиевым ионным насосом , который заключается в оттягивании каждого из этих катионов из областей низких концентраций в области высоких концентраций. Если этот насос прекращает действовать, что бывает следствием сильного ожога или замораживания ферментов, участвующих в его работе, например при замораживании тканей во время операций или при хранении сосудов для переливания крови при низких температурах, то устанавливается доннановское мембранное равновесие. При отогревании ионный насос начинает действовать вновь, и опять устанавливается обычный дисбаланс ионов. Работа ионного насоса зависит от координационной химии катионов натрия и калия [7, 8]. В общем случае известны две закономерности изменения констант устойчивости комплексов в ряду щелочных металлов а) Ы+> Ыа+>-К+>РЬ+>С5+ для комплексов с небольщими анионами простых слабых кислот, например гидроксильным ионом и ацетат-ионом б) Ы+< Ыа+< <К+<КЬ+<Сз+ для комплексов с крупными анионами сильных кислот, например нитрат- и сульфат-ионами. [c.280]

Наряду с транспортными системами, использующими протонный потенциал, существуют также системы, зависимые от АТР. Определенную роль здесь играют периплазматические связуюпще белки (рис. 2.28). Плазматическая мембрана животных клеток не транспортирует протоны и не создает протонного градиента. Мембранный потенциал, вероятно, поддерживается только АТР-зависимыми насосными механизмами, например натрий-калиевым насосом, а натриевый потенциал в свою очередь доставляет энергию для симпорта питательных веществ вместе с ионами На . [c.260]

Мы с вами вкратце ознакомились с работой одного из мембранных белков — натрий-калиевого насоса. В дальнейшем нам придется говорить про многие другие мембранные белки. Но одно важное замечание можно сделать уже после этого первого примера. До сих пор мы рассматривали такие процессы, которые протекали совершенно одинаково и в физических, и в биологических системах. ПП возникает совершенно одинаково и на полупроницаемой мембране нервного волокна, и на полупроницаемой стенке глиняной трубки. Теперь мы в первый раз столкнулись с таким явлением, которое не встречается в физике, так как оно является результатом биологической эволюции. Это машина, размером всего в одну молекулу, пе-рекачиваюш ая ионы через мембрану. Работа этой машины может регулироваться как поставками энергии, так и ситуацией в окружаюш ей среде. С разными молекулярными машинами мы неоднократно встретимся в дальнейшем. [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология