كتب primary effective mobile

مضخة الصوديوم - البوتاسيوم من بين المواد التي تنقل بالنقل الفعال الأولي كلاً من أيونات الصوديوم و البوتاسيوم و الكالسيوم و الهيدروجين و بعض الأيونات الأخرى. و بالإضافة لذلك تعمل بعض المضخات في الأغشية داخل الخلايا بدلاً من ( أو بالإضافة إلى ) الغشاء السطحي للخلية بهذه الطريقة كما يحدث في غشاء الشبكة الهيولية العضلية للعضلات أو في واحد من غشائي المتقدرة ( الميتوكوندريا ) . و مع ذلك فإنها تعمل كلها في الواقع بنفس الطريقة الأساسية. و آلية النقل الفعال التي درست بتفصيل أكبر هي آلية نقل أيونات الصوديوم إلى خارج الخلايا خلال الغشاء الخلوي، و هي الآلية التي تضخ في الوقت نفسه أيونات البوتاسيوم من خارجها إلى داخلها. و تسمى هذه الآلية باسم مضخة الصوديوم - البوتاسيوم . و توجد هذه المضخة في كل خلايا الجسم، و هي المسؤولة عن إدامة وجود فارق تركيز الصوديوم و البوتاسيوم عبر غشاء الخلية و كذلك مسؤولة عن توليد جهد ( كمون ) كهربائي سلبي في داخل الخلايا. و هذه الآلية هي المسؤولة عن الأساس الوظيفي لانتقال الإشارات العصبية في الأعصاب. و المكونات الأساسية لمضخة أيونات الصوديوم و البوتاسيوم هي بروتين حمّال معقد مكون من بروتينين كرويين واحد كبير ذو وزن جزيئي يبلغ 100000 تقريباً و آخر ذو وزن جزيئي 55000 تقريباً. و بالرغم من عدم معرفة وظيفة البروتين الصغيرر إلا أن هناك ثلاث خواص نوعية معينة للبروتين الكبير في وظيفة مضخة الصوديوم - بوتاسيوم:

1. للبروتين الكبير ثلاثة مواقع استقبالية لربط أيونات الصوديوم على جزء البروتين الذي يبرز إلى داخل الخلية.
2. كما أن له موقعين استقباليين لأيونات البوتاسيوم على خارجه.
3. و للجزء الداخلي لهذا البروتين - المجاور أو القريب من مواقع ارتباط الصوديوم - نشاط إنزيم ATPase.

و لوضع هذه المضخة في إطارها: فعندما ترتبط ثلاثة أيونات صوديوم على داخل البروتين الحمّال و أيونان بوتاسيوم على خارجه تنشط وظيفة ATPase مولداً ADP ، و محرراً رابطة فوسفاتية عالية الطاقة. و يعتقد أن هذه الطاقة تسبب تغييراً شكلياً في جزيء البروتين الحمّال طادرة منه أيونات الصوديوم إلى الخارج و أيونات البوتاسيوم إلى الداخل. و لا تعرف حتى الآن الآلية الأكيدة للتغيير الشكلي للبروتين الحمال.

أهمية مضخة الصوديوم - البوتاسيوم في التحكم في حجم الخلية

إن إحدى أهم وظائف مضخة الصوديوم - البوتاسيوم هي التحكم في حجم الخلايا. فمن دون هذه الوظيفة تنفتح معظم خلايا الجسم حتى تنفجر. و آلية التحكم في حجم الخلايا هي كالتالي: توجد في داخل الخلايا أعداد كبيرة من البروتينات و المركبات العضوية الأخرى التي لا يمكنها الهروب من الخلية، و معظم هذه المواد سلبية الشحنة و لذلك فإنها تجمع حولها أعداداً كبيرة من الأيونات موجبة الشحنة . ثم تحاول كل هذه المواد توليد تناضح للماء إلى داخل الخلية، فإذا لم توقف هذه العملية تنفتح الخلية باستمرار حتى تنفجر . و لكن الآلية التي تمنع ذلك هي مضخة الصوديوم - البوتاسيوم . فمن الملاحظ أن هذه المضخة تضخ 3 أيونات صوديوم للخارج لكل أيونين بوتاسيوم تضخهما للداخل . كذلك فإن الغشاء الخلوي يكون أقل نفاذية بكثير لأيونات الصوديوم من نفاذيته لأيونات البوتاسيوم . و لذلك فبمجرد وصول أيونات الصوديوم للخارج فإنها تنزع للبقاء فيه بكل قوة . و يمثل هذا خسارة مستمرة للمواد الأيونية إلى خارج الخلية مما يبدأ نزعة تناضحية لإخراج الماء من داخل الخلية . و بالإضافة لذلك فمتى بدأت الخلية بالانتفاخ فإنها تنشّط أوتوماتيكياً مضخة الصوديوم - البوتاسيوم محرّكة أيونات إضافية للخارج حاملة معها بعض الماء . و لذلك فإن مضخة الصوديوم - البوتاسيوم تقوم بدور المراقبة المستمرة لإدامة حجم الخلية السوي.

الطبيعة الكهربائية المنشأ لمضخة الصوديوم - البوتاسيوم

تعني حقيقة ضخ ثلاثة أيونات صوديوم للخارج لك أيونين من البوتاسيوم يتم ضخهما إلى داخل الخلية بأن هناك محصِّلة شحنة موجبة واحدة تنقل من داخل الخلية إلى خارجها لكل دورة من دورات عمل مضخة الصوديوم - بوتاسيوم . و من الواضح أن ذلك يولد شحنات إيجابية خارج الخلية و يترك نقصاً في الأيونات الموجبة داخل الخلية . أي أنها تولد شحنات سلبية داخل الخلية . و لذلك يقال إن مضخة الصوديوم - البوتاسيوم هي مضخة كهربائية المنشأ لأنها تولد كموناً ( جهداً ) كهربائياً عبر غشاء الخلية عندما تقوم بعملية ضخ الأيونات .