2.16: sodno-Draselné Pumpy
sodno-Draselné Pumpy
Aktivní transport je energeticky vyžadující proces čerpání molekul a iontů přes membrány „do kopce“ – proti koncentračnímu gradientu. K pohybu těchto molekul proti jejich koncentračnímu gradientu je zapotřebí nosný protein. Nosné proteiny mohou pracovat s koncentračním gradientem (během pasivní transport), ale některé nosné proteiny se může pohybovat rozpuštěných látek proti koncentračnímu gradientu (od nejnižší koncentrace k vysoké koncentraci), s příkonem energie. V aktivním transportu, protože nosné proteiny se používají k pohybu materiálů proti jejich koncentračnímu gradientu, jsou tyto proteiny známé jako pumpy. Stejně jako u jiných typů buněčných aktivit dodává ATP energii pro nejaktivnější transport. Jeden způsob, ATP pravomoci aktivní transport je přenos fosfátové skupiny přímo na bílkovinný nosič. To může způsobit, že nosný protein změní svůj tvar, který přesune molekulu nebo iont na druhou stranu membrány. Příklad tento typ aktivního transportního systému, jak je znázorněno na Obrázku níže, je sodno-draselná pumpa, která výměny sodíkových iontů za draselné ionty přes plazmatickou membránou živočišných buněk.
systém sodno-draselné pumpy pohybuje ionty sodíku a draslíku proti velkým koncentračním gradientům. Přesune dva ionty draslíku do buňky, kde jsou hladiny draslíku vysoké, a pumpuje tři ionty sodíku z buňky a do extracelulární tekutiny.
jak je znázorněno na obrázku výše, tři sodíkové ionty se vážou s proteinovou pumpou uvnitř buňky. Nosný protein pak získává energii z ATP a mění tvar. Přitom pumpuje tři sodíkové ionty z buňky. V tomto okamžiku se dva ionty draslíku zvenčí buňky vážou na proteinovou pumpu. Ionty draslíku jsou pak transportovány do buňky a proces se opakuje. Sodno-draselná pumpa se nachází v plazmatické membráně téměř každé lidské buňky a je společná pro celý buněčný život. Pomáhá udržovat buněčný potenciál a reguluje buněčný objem.
podrobnější pohled na sodno-draselná pumpa je k dispozici na http://www.youtube.com/watch?v=C_H-ONQFjpQhttp://www.youtube.com/watch?v=ye3rTjLCvAU (6:48).
Elektrochemický Gradient
aktivní transport iontů přes membránu způsobí, že elektrický gradient vybudovat přes plazmatickou membránu. Počet kladně nabitých iontů mimo buňku je větší než počet kladně nabitých iontů v cytosolu. To má za následek relativně záporný náboj na vnitřní straně membrány a kladný náboj na vnější straně. Tento rozdíl v nábojích způsobuje napětí přes membránu. Napětí je elektrická potenciální energie, která je způsobena oddělením protilehlých nábojů, v tomto případě přes membránu. Napětí přes membránu se nazývá membránový potenciál. Membránový potenciál je velmi důležitý pro vedení elektrických impulzů podél nervových buněk.
Protože uvnitř buňky je negativní ve srovnání s vně buňky, membránový potenciál laskavosti pohyb kladně nabité ionty (kationty) do buňky a pohyb záporné ionty (anionty) ven z buňky. Existují tedy dvě síly, které řídí difúzi iontů přes plazmatickou membránu-chemická síla (koncentrační gradient iontů) a elektrická síla(vliv membránového potenciálu na pohyb iontů). Tyto dvě síly, které pracují společně, se nazývají elektrochemický gradient a budou podrobně diskutovány v pojmech „nervové buňky“ a „nervové impulsy“.