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鉀鈉離子是如何調節細胞內外滲透壓的?

鉀和鈉離子通過鈉鉀泵調節細胞內外的滲透壓。

鈉鉀泵(又稱鈉鉀轉運蛋白),是壹種蛋白質分子,將鈉離子與鉀離子進行交換。每消耗壹個ATP分子,通過逆電化學梯度泵出三個鈉離子,泵入兩個鉀離子。維持膜內高鉀、膜外高鈉的不均勻離子分布

Na+-K+泵-實際上是Na+-K+ATP酶,存在於動物和植物的質膜中。有兩個亞單位,大亞單位催化ATP水解,小亞單位是糖蛋白。Na+-K+ATP酶的構象通過磷酸化和去磷酸化發生變化,導致與Na+和K+親和力的變化。大亞基是嗜Na+的。引發ATP的水解。每個ATP水解釋放的能量將3 Na+轉運到細胞外空間,同時吸收2 K+進入細胞內,產生跨膜梯度和電位差,這對神經沖動傳導尤為重要。Na+-K+泵引起的膜電位差約占整個神經膜電位的80%。如果將凈化後的Na+-K+泵安裝在紅細胞膜的囊泡(血影)上,膜兩側的Na就會人為增加。

鈉鉀泵的壹個特點是它依靠自磷酸化過程進行離子轉運循環。ATP上的壹個磷酸基團被轉移到鈉鉀泵的壹個天冬氨酸殘基上,導致構象的改變。通過自磷酸化來運輸離子的離子泵稱為P型,同樣,也有鈣泵和質子泵。它們形成壹個具有相似功能和結構的蛋白質家族。

鈉鉀泵的作用是:①維持細胞的通透性和容積;②維持低Na+高K+的細胞內環境,維持細胞的靜息電位。強心藥物如哇巴因和地高辛在高濃度下可抑制心肌細胞中Na+-K+泵的活性。這是強心苷中毒機制的主要原因,它能在低濃度下興奮Na+-K+泵,是強心苷治療充血性心力衰竭的真正機制。