Kakšen je postopek, s katerim se ATP uporablja za premikanje natrijevih ionov iz celice in kalija nazaj v popolnoma obnovi pogoje mirovanja nevrona?

Natrijeva-kalijeva črpalka (imenovana tudi Na+/K+-ATPaza ali Na+/K+-ATPazna črpalka) je membranski protein, ki uporablja energijo iz hidrolize ATP za transport treh natrijevih ionov iz celice in dveh kalijevih ionov v celico. Ta proces je bistven za ohranjanje potenciala mirovanja nevronov in drugih vzdražljivih celic, igra pa tudi vlogo pri uravnavanju celičnega volumna, pH in drugih celičnih funkcij.

Potencial mirovanja je razlika v električnem potencialu med notranjostjo in zunanjostjo celice. V nevronih se ta vzdržuje pri okoli –70 milivoltih. Ko je nevron stimuliran, je natrijeva-kalijeva črpalka zavrta in natrijevi ioni preplavijo celico. To povzroči, da postane membranski potencial manj negativen in sčasoma lahko doseže potencial praga, pri katerem nevron sproži akcijski potencial.

Po akcijskem potencialu se aktivira natrijevo-kalijeva črpalka, ki začne črpati natrijeve ione iz celice in kalijeve ione nazaj. Ta proces postopoma obnovi potencial mirovanja.

Vključeni koraki

1. Prvi korak je vezava treh natrijevih ionov na zunajcelično stran črpalke . To povzroči konformacijsko spremembo proteina, ki razkrije vezavna mesta na znotrajcelični strani črpalke.

2. Dva kalijeva iona se nato vežeta na ti mesti, kar povzroči še eno konformacijsko spremembo proteina . Ta sprememba oblike je tisto, kar dejansko premika ione po membrani.

3. Končni korak je hidroliza ATP v ADP . To zagotavlja energijo, potrebno za dokončanje transportnega cikla.

Natrijevo-kalijeva črpalka je kritična komponenta sposobnosti telesa za vzdrževanje homeostaze. Z uravnavanjem koncentracije natrijevih in kalijevih ionov v krvi črpalka pomaga nadzorovati ravnovesje telesnih tekočin in krvni tlak. Prav tako igra vlogo pri krčenju mišic, prenosu živcev in drugih pomembnih celičnih funkcijah.