सोडियम-पोटेशियम पंप क्या करता है?

यह एटीपी से ऊर्जा का उपयोग करके प्रति चक्र तीन सोडियम आयनों को कोशिका से बाहर और दो पोटेशियम आयनों को अंदर ले जाता है, जिससे आयन प्रवणताओं को बनाए रखा जाता है जिन्हें झिल्ली के पार निष्क्रिय रिसाव अन्यथा नष्ट कर देगा।

क्या पंप स्वयं विश्राम विभव बनाता है?

मुख्यतः अप्रत्यक्ष रूप से। विश्राम विभव चयनात्मक चैनलों के माध्यम से आयनों के प्रसार से आता है जो पंप द्वारा बनाए गए प्रवणताओं के नीचे होते हैं; पंप एक छोटा सीधा हाइपरपोलराइजिंग वोल्टेज भी जोड़ता है क्योंकि यह शुद्ध धनात्मक आवेश का निर्यात करता है।

Na+/K+-ATPase और आयन प्रवणता का रखरखाव

Na+/K+-ATPase, या सोडियम-पोटेशियम पंप, वह झिल्ली ट्रांसपोर्टर है जो विश्राम विभव (resting potential) के अंतर्निहित आयन प्रवणताओं को बनाए रखता है। एटीपी हाइड्रोलिसिस से ऊर्जा का उपयोग करके, यह सोडियम को कोशिका से बाहर और पोटेशियम को उनकी सांद्रता प्रवणताओं के विरुद्ध अंदर ले जाता है, जिससे निष्क्रिय रिसाव (passive leak) का प्रतिकार होता है जो अन्यथा उन्हें नष्ट कर देगा।

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Definition

Na+/K+-ATPase एक अभिन्न-झिल्ली P-प्रकार का ATPase है जो प्रति चक्र तीन सोडियम आयनों को बाहर निकालने और दो पोटेशियम आयनों को अंदर लाने के लिए एक एटीपी का हाइड्रोलिसिस करता है, जिससे पशु कोशिकाओं की ट्रांसमेम्ब्रेन सोडियम और पोटेशियम प्रवणताओं को सक्रिय रूप से बनाए रखा जाता है।

Scope

यह विषय पंप के परिवहन रससमीकरणमिति (transport stoichiometry), एटीपी पर इसकी निर्भरता, झिल्ली विभव में इसका इलेक्ट्रोोजेनिक योगदान, और सोडियम और पोटेशियम प्रवणताओं को स्थिर रखने में इसकी भूमिका को शामिल करता है। यह यह भी बताता है कि पंप कैसे सेलुलर ऊर्जा आपूर्ति को उत्तेजना (excitability) से जोड़ता है। चैनल-मध्यस्थ निष्क्रिय प्रवाह को पारगम्यता (permeability) विषय के तहत माना जाता है।

Core questions

सोडियम-पोटेशियम पंप क्या परिवहन करता है, और किस अनुपात में?
पंप अपनी प्रवणताओं के विरुद्ध आयनों को स्थानांतरित करने के लिए एटीपी का उपयोग कैसे करता है?
पंप को इलेक्ट्रोोजेनिक क्यों कहा जाता है, और झिल्ली विभव पर इसका सीधा प्रभाव कितना बड़ा है?

Key concepts

प्राथमिक सक्रिय परिवहन
3 Na+ बाहर / 2 K+ अंदर रससमीकरणमिति
एटीपी हाइड्रोलिसिस और फॉस्फोराइलेशन चक्र
इलेक्ट्रोोजेनिक परिवहन
P-प्रकार ATPase
निष्क्रिय रिसाव के विरुद्ध प्रवणता का रखरखाव

Key theories

आयनिक प्रवणताओं का सक्रिय-परिवहन रखरखाव: स्थिर आयन प्रवणताएं जो विश्राम विभव को निर्धारित करती हैं, स्व-स्थायी नहीं होती हैं; Na+/K+-ATPase सोडियम को बाहर और पोटेशियम को अंदर पंप करने के लिए चयापचय ऊर्जा का उपयोग करता है, जिससे निरंतर निष्क्रिय रिसाव की भरपाई होती है ताकि जीवित कोशिका में प्रवणताएं बनी रहें।

Mechanisms

पंप तीन इंट्रासेलुलर सोडियम आयनों और एटीपी को बांधता है, फॉस्फोराइलेटेड हो जाता है, और सोडियम को बाहर छोड़ने के लिए अनुरूपता बदलता है; फिर यह दो एक्स्ट्रासेलुलर पोटेशियम आयनों को बांधता है, डीफॉस्फोराइलेटेड हो जाता है, और पोटेशियम को अंदर छोड़ने के लिए अपनी मूल अनुरूपता में लौटता है। क्योंकि यह प्रत्येक दो आयनों के लिए तीन धनात्मक आवेशों का निर्यात करता है, प्रत्येक चक्र कोशिका से शुद्ध धनात्मक आवेश को बाहर निकालता है, जिससे पंप इलेक्ट्रोोजेनिक हो जाता है और झिल्ली विभव में एक छोटा हाइपरपोलराइजिंग घटक योगदान देता है, जैसा कि थॉमस (1972) ने समीक्षा की थी। हालांकि, इसकी मुख्य भूमिका सोडियम और पोटेशियम प्रवणताओं की भरपाई करना है जिन्हें निष्क्रिय चैनल रिसाव लगातार नष्ट करता है; स्काउ (1957) ने सबसे पहले जिम्मेदार ATPase की पहचान की, और मोर्थ और सहयोगियों (2007) ने बाद में इसकी क्रिस्टल संरचना को हल किया। क्योंकि पंप एटीपी का उपभोग करता है, प्रवणता का रखरखाव विश्राम अवस्था को कोशिका की ऊर्जा आपूर्ति से जोड़ता है।

Clinical relevance

क्योंकि पंप उन प्रवणताओं को बनाए रखता है जिन पर उत्तेजना निर्भर करती है, इसकी कार्यप्रणाली या ऊर्जा आपूर्ति को बाधित करने वाली स्थितियां झिल्ली व्यवहार को बदल सकती हैं, और पंप कार्डियक ग्लाइकोसाइड्स का आणविक लक्ष्य है। यह प्रविष्टि उन तंत्रों को शरीर विज्ञान और औषध विज्ञान पृष्ठभूमि के रूप में वर्णित करती है और कोई खुराक या उपचार सलाह नहीं देती है।

Evidence & guidelines

पंप का अस्तित्व, रससमीकरणमिति और संरचना जैव रसायन, इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी और क्रिस्टलोग्राफी द्वारा स्थापित हैं और मानक पाठ्यपुस्तक शरीर विज्ञान हैं; यह विषय दिशानिर्देश सामग्री के बजाय यांत्रिक संदर्भ सामग्री है।

History

जेन्स क्रिश्चियन स्काउ ने 1957 में केकड़े की तंत्रिका में सोडियम और पोटेशियम द्वारा सक्रिय एक एटीपी-हाइड्रोलिसिस एंजाइम की पहचान की, जिसके लिए उन्हें बाद में रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार मिला। पंप के इलेक्ट्रोोजेनिक योगदान को 1960 के दशक में चित्रित किया गया था और थॉमस (1972) द्वारा इसकी समीक्षा की गई थी, और इसकी आणविक वास्तुकला को मोर्थ और सहयोगियों (2007) द्वारा एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी द्वारा हल किया गया था।

Key figures

Jens Christian Skou
Roger C. Thomas
Poul Nissen

Seminal works

skou-1957
thomas-1972
morth-2007

Frequently asked questions

सोडियम-पोटेशियम पंप क्या करता है?: यह एटीपी से ऊर्जा का उपयोग करके प्रति चक्र तीन सोडियम आयनों को कोशिका से बाहर और दो पोटेशियम आयनों को अंदर ले जाता है, जिससे आयन प्रवणताओं को बनाए रखा जाता है जिन्हें झिल्ली के पार निष्क्रिय रिसाव अन्यथा नष्ट कर देगा।
क्या पंप स्वयं विश्राम विभव बनाता है?: मुख्यतः अप्रत्यक्ष रूप से। विश्राम विभव चयनात्मक चैनलों के माध्यम से आयनों के प्रसार से आता है जो पंप द्वारा बनाए गए प्रवणताओं के नीचे होते हैं; पंप एक छोटा सीधा हाइपरपोलराइजिंग वोल्टेज भी जोड़ता है क्योंकि यह शुद्ध धनात्मक आवेश का निर्यात करता है।