सोडियम पोटेशियम पंप समारोह, कार्य और महत्व

पोटेशियम सोडियम पंप एक सक्रिय सेलुलर परिवहन तंत्र है जो सोडियम आयनों (Na) को स्थानांतरित करता है⁺) सेल इंटीरियर से बाहर तक, और पोटेशियम आयन (K)⁺) विपरीत दिशा में। पंप दोनों आयनों की एकाग्रता ग्रेडिएंट विशेषता को बनाए रखने के लिए जिम्मेदार है.

यह आयन परिवहन सामान्य सांद्रता ग्रेडिएंट्स के खिलाफ होता है, क्योंकि जब आयन कोशिका में बहुत सांद्र होता है, तो वह इसे बाहर की सांद्रता से मिलाने के लिए छोड़ देता है। पोटेशियम सोडियम पंप इस सिद्धांत को तोड़ता है, और ऐसा करने के लिए एटीपी के रूप में ऊर्जा की आवश्यकता होती है.

वास्तव में, यह पंप सक्रिय सेलुलर परिवहन का एक मॉडल उदाहरण है। पंप एंजाइमेटिक प्रकृति के एक जटिल द्वारा बनता है जो कोशिका के अंदर और बाहर आयनों के आंदोलनों को करता है। यह पशु कोशिकाओं के सभी झिल्ली में मौजूद है, हालांकि यह कुछ प्रकारों में अधिक प्रचुर मात्रा में है, जैसे कि न्यूरॉन्स और मांसपेशी कोशिकाएं.

सोडियम और पोटेशियम आयन विभिन्न जैविक कार्यों के लिए महत्वपूर्ण हैं, जैसे सेल वॉल्यूम के रखरखाव और विनियमन, तंत्रिका आवेगों का संचरण, मांसपेशियों के संकुचन की पीढ़ी, अन्य।.

सूची

• 1 ऑपरेशन
  • 1.1 सेलुलर परिवहन के बुनियादी सिद्धांत
  • 1.2 सक्रिय और निष्क्रिय परिवहन
  • 1.3 सोडियम पोटेशियम पंप के लक्षण
  • 1.4 सोडियम पोटेशियम पंप कैसे काम करता है?
  • 1.5 ATPase
  • 1.6 रेगेनिक और इलेक्ट्रोजेनिक आयन पंप
  • 1.7 पंप की गति
  • 1.8 परिवहन कैनेटीक्स
• 2 कार्य और महत्व
  • 2.1 सेल वॉल्यूम नियंत्रण
  • २.२ विश्राम झिल्ली
  • 2.3 तंत्रिका आवेग
• 3 अवरोधक
• 4 संदर्भ

आपरेशन

सेलुलर परिवहन के बुनियादी सिद्धांत

सोडियम-पोटेशियम पंप के संचालन की गहराई से खोज करने से पहले, सेलुलर परिवहन के संदर्भ में सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली शर्तों को समझना और परिभाषित करना आवश्यक है.

कोशिकाएं अपने बाहरी वातावरण के साथ सामग्रियों के निरंतर आदान-प्रदान में होती हैं। यह आंदोलन अर्धचालक लिपिड झिल्ली की उपस्थिति के लिए धन्यवाद होता है जो कोशिका की सुविधा पर अणुओं को प्रवेश करने और बाहर निकलने की अनुमति देता है; झिल्ली अत्यधिक चयनात्मक संस्थाएं हैं.

Biomembranes केवल लिपिड से बना नहीं होते हैं; उनके पास उन प्रोटीनों की एक श्रृंखला भी होती है जो उन्हें पार कर सकती हैं या अन्य मार्गों से खुद को इन तक पहुंचाने की कोशिश कर सकती हैं.

झिल्ली के इंटीरियर के एपोलर व्यवहार को देखते हुए, ध्रुवीय पदार्थों के प्रवेश से समझौता किया जाता है। हालांकि, विभिन्न प्रक्रियाओं का पालन करने के लिए ध्रुवीय अणुओं का विस्थापन आवश्यक है; इसलिए सेल में ऐसे तंत्र होने चाहिए जो इन ध्रुवीय अणुओं के पारगमन की अनुमति दें.

झिल्ली के माध्यम से अणुओं के पारित होने को भौतिक सिद्धांतों द्वारा समझाया जा सकता है। डिफ्यूजन उच्च सांद्रता वाले क्षेत्रों से अणुओं का यादृच्छिक आंदोलन है, जहां सांद्रता कम है.

इसके अलावा, अर्धचालनीय झिल्लियों के माध्यम से पानी की गति को ऑस्मोसिस द्वारा समझाया जाता है, एक ऐसी प्रक्रिया जिसमें पानी का प्रवाह घटित होता है जहाँ विलेय की उच्च सांद्रता होती है।.

सक्रिय और निष्क्रिय परिवहन

ऊर्जा के उपयोग या नहीं के आधार पर, झिल्ली के माध्यम से परिवहन को निष्क्रिय और सक्रिय के रूप में वर्गीकृत किया जाता है. 

जब एक विलेय को निष्क्रिय रूप से ले जाया जाता है, तो यह केवल साधारण प्रसार के सिद्धांत का पालन करते हुए, सांद्रता ग्रेडिएंट्स के पक्ष में होता है.

यह झिल्ली के माध्यम से, जलीय चैनलों के माध्यम से या प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाने वाले परिवहन अणु का उपयोग कर सकता है। ट्रांसपोर्टर अणु की भूमिका एक ध्रुवीय पदार्थ को "मुखौटा" करना है ताकि वह झिल्ली से गुजर सके.

एक बिंदु आता है जिस पर विलेय ने झिल्ली के दोनों ओर अपनी सांद्रता को बराबर कर लिया है और प्रवाह रुक जाता है। यदि आप किसी दिशा में अणु को स्थानांतरित करना चाहते हैं तो आपको सिस्टम में ऊर्जा इंजेक्ट करने की आवश्यकता होगी.

आवेशित अणुओं के मामले में, एकाग्रता ढाल और विद्युत ढाल को ध्यान में रखा जाना चाहिए.

कोशिका इन संयोजकों को संतुलन से दूर रखने में बहुत अधिक ऊर्जा का निवेश करती है, सक्रिय परिवहन के अस्तित्व के लिए धन्यवाद, जो एटीपी का उपयोग करके उच्च एकाग्रता वाले क्षेत्रों में एक कण ले जाता है.

सोडियम पोटेशियम पंप के लक्षण

कोशिकाओं के अंदर कोशिका की तुलना में पोटेशियम की सांद्रता लगभग 10 से 20 गुना अधिक होती है। इसी तरह से सेल के बाहर सोडियम आयनों की सांद्रता बहुत अधिक होती है.

इन एकाग्रता ग्रेडिएंट्स को बनाए रखने के लिए जिम्मेदार तंत्र सोडियम पोटेशियम पंप है, जो जानवरों की कोशिकाओं में प्लाज्मा झिल्ली के लिए एक एंजाइम द्वारा निर्मित होता है।.

यह एंटीपॉर्ट प्रकार का होता है, क्योंकि यह झिल्ली के एक तरफ से दूसरे प्रकार के अणु का आदान-प्रदान करता है। सोडियम परिवहन बाहर की ओर होता है, जबकि पोटेशियम परिवहन अंदर होता है.

अनुपात के लिए, पंप को सेल इंटीरियर से तीन सोडियम आयनों द्वारा बाहर से दो पोटेशियम आयनों के अनिवार्य विनिमय की आवश्यकता होती है। जब पोटेशियम आयनों की कमी होती है, तो सोडियम आयनों का आदान-प्रदान सामान्य रूप से होता है.

सोडियम पोटेशियम पंप कैसे काम करता है?

प्रारंभिक चरण एटीपीस प्रोटीन में तीन सोडियम आयनों का निर्धारण है। एडीपी और फॉस्फेट में एटीपी का टूटना होता है; इस प्रतिक्रिया में जारी फॉस्फेट प्रोटीन के साथ जुड़ा हुआ है, जो परिवहन चैनलों में एक परिवर्तनकारी परिवर्तन को प्रेरित करता है.

कदम को प्रोटीन के फॉस्फोराइलेशन के रूप में जाना जाता है। इन संशोधनों के साथ, सोडियम आयनों को कोशिका के बाहर निकाल दिया जाता है। इसके बाद, बाहर से दो पोटेशियम आयनों का मिलन होता है.

प्रोटीन में, फॉस्फेट समूह अनकैप्ड होते हैं (प्रोटीन डीफॉस्फोराइलेटेड होता है) और प्रोटीन अपनी प्रारंभिक संरचना में लौटता है। इस स्तर पर, पोटेशियम आयनों में प्रवेश कर सकते हैं.

ATPase के सक्रियण

संरचनात्मक रूप से, "पंप" एटीपीस प्रकार का एक एंजाइम है जिसमें सोडियम आयनों और एटीपी के लिए बाध्यकारी साइटें होती हैं जो साइटोप्लाज्म का सामना करती हैं, और उस हिस्से में जो सेल बाहरी का सामना करते हैं पोटेशियम के लिए बाध्यकारी.

स्तनधारी कोशिकाओं में कोशिकीय K + आयनों द्वारा कोशिकाद्रव्य Na + आयनों के आदान-प्रदान को झिल्ली के लिए एक एंजाइम द्वारा मध्यस्थ किया जाता है, जिसे ATPase कहा जाता है। आयनों का आदान-प्रदान एक झिल्ली क्षमता में बदल जाता है.

इस एंजाइम में दो सबयूनिट्स के साथ दो झिल्ली पॉलीपेप्टाइड्स होते हैं: 112 केडी के अल्फा और 35 केडी के बीटा.

आयनिक पंप, रेगेनिक और इलेक्ट्रोजेनिक

चूंकि झिल्ली के माध्यम से आयनों की गति असमान है (तीन सोडियम आयनों के लिए दो पोटेशियम आयन), बाहर के लिए शुद्ध आंदोलन में प्रति पंपिंग चक्र में एक सकारात्मक चार्ज शामिल होता है।.

इन पंपों को पुन: उत्पन्न करने वाला कहा जाता है, क्योंकि वे आवेशों के शुद्ध संचलन को शामिल करते हैं और एक ट्रांसमीटर विद्युत प्रवाह उत्पन्न करते हैं। मामले में जहां वर्तमान झिल्ली झिल्ली पर एक प्रभाव उत्पन्न करता है, पंप को इलेक्ट्रोजेनिक कहा जाता है.

पंप की गति

सामान्यता की शर्तों के तहत, सेल में बाहरी सोडियम पंप की मात्रा सेल में प्रवेश करने वाले आयनों की संख्या के बराबर होती है, इसलिए आंदोलन का शुद्ध प्रवाह शून्य के बराबर होता है.

कोशिका के बाहर और अंदर मौजूद आयनों की मात्रा दो कारकों द्वारा निर्धारित की जाती है: जिस गति से सोडियम का सक्रिय परिवहन होता है और जिस गति से यह प्रसार प्रक्रियाओं के माध्यम से फिर से प्रवेश करता है.

तार्किक रूप से, प्रसार द्वारा प्रवेश की गति इंट्रा और बाह्य वातावरण में आवश्यक एकाग्रता बनाए रखने के लिए पंप द्वारा आवश्यक गति निर्धारित करती है। जब एकाग्रता बढ़ती है, तो पंप अपनी गति बढ़ाता है.

परिवहन कैनेटीक्स

सक्रिय परिवहन में माइकलिस-मेंटेन कैनेटिक्स, एक महत्वपूर्ण संख्या में एंजाइमों की विशेषता प्रदर्शित होती है। इसी तरह, यह अनुरूप अणुओं द्वारा बाधित होता है.

कार्य और महत्व

सेल वॉल्यूम का नियंत्रण

सोडियम पोटेशियम पंप एक इष्टतम सेल वॉल्यूम बनाए रखने के लिए जिम्मेदार है। यह प्रणाली सोडियम आयनों के बाहर निकलने को बढ़ावा देती है; इसलिए, बाह्य वातावरण सकारात्मक चार्ज प्राप्त करता है। आरोपों के आकर्षण के कारण, आयनों को क्लोरीन या बाइकार्बोनेट आयनों जैसे नकारात्मक आरोपों के साथ जमा होता है.

इस बिंदु पर बाह्य तरल पदार्थ में आयनों की एक महत्वपूर्ण मात्रा होती है, जो कोशिका के अंदर से लेकर बाहर तक ऑस्मोसिस द्वारा - इन विलेय को पतला करने के लिए पानी की गति उत्पन्न करती है.

आराम करने की झिल्ली क्षमता

सोडियम पोटेशियम पंप तंत्रिका आवेग में अपनी भूमिका के लिए जाना जाता है। तंत्रिका कोशिकाएं, जिन्हें न्यूरॉन्स कहा जाता है, विद्युत रूप से सक्रिय हैं और आवेग परिवहन के लिए विशेष हैं। न्यूरॉन्स में आप "झिल्ली क्षमता" के बारे में बात कर सकते हैं.

एक झिल्ली क्षमता तब होती है जब झिल्ली के दोनों किनारों पर आयनिक सांद्रता की असमानता होती है। चूंकि कोशिका के आंतरिक भाग में पोटेशियम की बड़ी मात्रा होती है और बाहर सोडियम में समृद्ध होता है, इसलिए संभावित कहा जाता है.

झिल्ली की क्षमता को तब पहचाना जा सकता है जब सेल आराम पर हो (कोई सक्रिय या पोस्ट-सिनैप्टिक घटनाएँ नहीं हैं), साथ ही साथ संभावित क्षमता भी.

जब सेल आराम पर होता है, तो -90 mV की क्षमता स्थापित होती है और यह मान मुख्य रूप से सोडियम पोटेशियम पंप द्वारा बनाए रखा जाता है। अध्ययन की गई अधिकांश कोशिकाओं में, आराम करने की क्षमता -20 mV और -100 mV के बीच की सीमा में है.

तंत्रिका आवेग

तंत्रिका आवेग सोडियम चैनलों के उद्घाटन की ओर जाता है, झिल्ली में असंतुलन पैदा करता है और इसे "विध्रुवित" कहा जाता है। चूंकि इसमें एक धनात्मक आवेश होता है, इसलिए झिल्ली के अंदरूनी हिस्से पर भार का उलटाव होता है.

जब लगाया जाता है, तो पोटेशियम चैनल का उद्घाटन कोशिका के अंदर के आरोपों को फिर से भरने के लिए होता है। इस समय सोडियम पोटेशियम पंप उक्त आयनों की सांद्रता को स्थिर रखता है.

अवरोधकों

पोटेशियम सोडियम पंप हृदय ग्लाइकोसाइड ouabine द्वारा बाधित किया जा सकता है। जब यह यौगिक कोशिका की सतह पर पहुंचता है, तो यह आयनों के बंधन स्थलों के लिए प्रतिस्पर्धा करता है। यह अन्य ग्लाइकोसाइड जैसे कि डिगॉक्सिन द्वारा भी बाधित होता है.

संदर्भ

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