משאבת נתרן אשלגן – מנוע מפלי ריכוזים

30 ביולי, 2009
5 min

מפלי ריכוזים הם אמצעי חשוב בהעברת חומרים דרך ממברנת התא, והם גם מספקים את האנרגיה הדרושה כדי להעביר חומרים גם נגד כיוון מפל הריכוזים הטבעי שלהם. מפל הריכוזים המפורסם ביותר הוא זה של הנתרן והאשלגן, שבאמצעותו מופעלים תהליכים ביולוגיים רבים כמו פוטנציאל פעולה, העברת חומרים דרך ממברנה ועוד.

משאבת הנתרן-אשלגן אחראית על ייצור מפל הריכוזים הזה. 

תאים אוגרים אנרגיה באמצעות מפלי הריכוזים. בתוך הציטופלסמה ריכוז הנתרן נמוך יחסית לריכוזו בנוזל החוץ-תאי, ואילו בנוגע לאשלגן המצב הפוך. כמו מים מאחורי סכר, מפלי הריכוזים הללו אוגרים אנרגיה פוטנציאלית, והתא מצמד אותה כדי להניע תהליכים בתוכו. משאבת הנתרן-אשלגן היא הכלי שמאפשר לתאים לשמר את מפל הריכוזים.

על מנת להתחיל במחזור השאיבה, יוני נתרן נקשרים לאתרי הקישור בצד המשאבה שנמצא בתוך התא (הציטוזולי). יש שלושה אתרי קישור, אך בסרטון מוצג רק אחד לשם הפשטות. שאיבת הנתרן נגד כיוון מפל הריכוזים שלו דורשת אנרגיה שמסופקת על ידי פירוק של ATP, שהוא "מטבע האנרגיה" העיקרי של הגוף.  ATP מעביר קבוצת פוספט למשאבה בקשר עתיר אנרגיה והפוספורילציה גורמת לשינוי מבני (שינוי קונפורמציה) כך שיוני הנתרן נחשפים לחלל החוץ תאי ומשתחררים בחוץ.

הפעולה הזו חושפת אתרי קישור לאשלגן שנמצאים במשאבה. אף על פי שיש שני אתרי קישור לאשלגן, למען הפשטות הסרטון מציג רק אחד מהם. קישור יוני האשלגן גורם לפוספט להתנתק ולמשאבה לחזור למבנה הראשוני שלה. האשלגן משוחרר בתוך התא והמחזור מתחיל מחדש. מחזור שלם אורך כעשר אלפיות השנייה.