细胞膜钠钾泵

1、细胞膜钠钾泵细胞膜钠钾泵钠钾泵(也称钠钾转运体)，为蛋白质分子，进行钠离子和钾离子 之间的交换。每当三个钠离子被转运出细胞， 就有两个钾离子被转运到 细胞内部。保持膜内高钾膜外高钠的不均匀离子分布。细胞内高钾是许多代谢反应进行的必需条件；防止细胞水肿；势能贮备。组成和作用 方式：Na K泵由a、B两亚基组成。a亚基为分子量约 120KD 的 跨膜蛋白，既有Na、K结合位点，又具 ATP酶活性，因此Na K 泵又称为 Na K ATP 酶。B亚基为小亚基，是分子量约 50KD 的 糖蛋白。一般认为Na K泵首先在膜内侧与细胞内的 Na结合，ATP酶活性被激活后，由ATP水解释放的能量使 泵”本身

2、构象 改变，将Na输出细胞；与此同时，泵”与细胞膜外侧的 K结合，发生去磷酸化后构象再次改变，将K输入细胞内。研究表明，每消耗1个ATP分子，可使细胞内减少 3个Na并增加2个K。细胞膜钠钾泵作用首先是由 Hodkin 和Keynes(1955) 所发现.1957 年Skou 发现了 Na+-K+ ATP酶并证明其与钠钾泵的作用有关.作用方式：钠钾泵的作用方式可因不同生理条件而异，在红细胞膜中可能有以 下几种方式:1.正常的作用方式利用ATP的水解与Na+-K+ 的跨膜转运相偶联.2.泵的反方向作用一一利用Na+-K+ 的跨膜转运来推动 ATP的合成.3. Na+ - Na+ 交换反可能与AT

3、P和ADP交换反应相偶联.4. K+ - K+ 交换反应与Pi和H2(18)O的交换反应相偶联.5.依赖ATP水解，解偶联使Na+排出.Na+-K+ 泵 一一实际上就是 Na+-K+ATP 酶,存 在于动,植物细胞质膜上，它有大小两个亚基，大亚基催化ATP水解,小 亚基是一个糖蛋白.Na+-K+ATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化,导致与Na+,K+ 的亲和力发生变化.大亚基以亲Na+态 结合Na+后,触发水解ATP.每水解一个ATP释放的能量输送3个 Na+到胞外，同时摄取2个K+入胞，造成跨膜梯度和电位差，这对神经冲动传导尤其重要,Na+-K+ 泵造成的膜电位差约占整个神经膜电压

4、的80%.若将纯化的Na+-K+ 泵装配在红细胞膜囊泡(血影)上, 人为地增大膜两边的Na+,K+ 梯度到一定程度，当梯度所持有的能量大于 ATP水解的 化学能时,Na+,K+会反向顺浓差流过Na+-K+泵，同时合成ATP.钠钾泵的一个特性是他对离子的转运循环依赖自磷酸化过程，ATP上的一个磷酸基团转移到钠钾泵的一个天冬氨酸残基上，导致构象的变化通过自磷酸化来转运离子的离子泵就叫做P-type,与之相类似的还有钙泵和质子泵.它们组成了功能与结构相似的一个蛋白质家 族.Na-K泵作用是:维持细胞的渗透性，保持细胞的体积；维持 低Na+高K+的细胞内环境，维持细胞的静息电位. 乌本苷 （ouaba

5、in）、地高辛（digoxin）等强心剂能抑制心肌细胞 Na+-K+泵的活性使细胞内Na+增高;从而提高钠钙交换器效率，使内流钙离子 增多,加强心肌收缩，因而具有强心作用.编辑本段钠钾泵与神经的生物电现象静息电位产生机制静息电位指安静时存在于细胞两侧的外正内负的电位差。其形成原因是膜两侧离子分布不平衡及膜对K+有较高的通透能力。细胞内K+浓度和带负电的蛋白质浓度都大于细胞外（而细胞外Na+和Cl-浓度大于细胞内），但因为细胞膜只对K+有相对较高的通透性，K+顺浓度差由细胞内移到细胞外，而膜内带负电的蛋白质离子不能透出细胞， 于是K+离子外移造成膜内变负而膜外变正。外正内负的状态一方面可随K+的

6、外移而增加，另一方面，K+外移形成的外正内负将阻碍 K+ 的外移（正负电荷互相吸引，而相同方向电荷则互相排斥）。最后达到 种K+外移（因浓度差）和阻碍K+外移（因电位差）相平衡的状态， 这时的膜电位称为K+平衡电位，实际上，就是（或接近于）安静时细 胞膜外的电位差。动作电位产生机制能使Na+通道大量开放从而产生动作电位的临界膜电位。（或能使膜出现Na+内流与去极化形成负反馈的膜电位值） 称为阈电位。在一定的刺激持续时间作用下，引起组织兴奋所必需的最 小刺激强度，称为阈强度。比阈电位弱的刺激，成为阈下刺激，他们只 能引起低于阈电位值的去极化， 不能发展为动作电位。阈下刺激未能使 静息电位的去极化

7、达到阈电位，但他也能引起该段膜中所含Na+通道的少量开放，这是少量 Na+内流造成的去极化和电刺激造成的去极化 叠加起来，在受刺激的局部出现一个较小的去极化，成为局部兴奋或局部反应。其特点为：它不是 全或无”的，在阈下刺激的范围内，随 刺激强度的增大而增大，不能在膜上作远距离的传播， 但由于膜本身 由于有电阻和电容特性而膜内外都是电解质溶液，发生在膜的某一点的局部兴奋，可以使邻近的膜也产生类似的去极化，但随距离加大而迅速 减小以至消失，成为电紧张性扩布 局部兴奋可以互相叠加，当一处产 生的局部兴奋由于电紧张性扩布致使临近处的膜也出现程度较小的去 极化，而该处又因另一刺激也产生了局部兴奋，虽然两

8、者单独出现时都不足以引起一次动作电位， 但如果遇到一起时可以叠加起来，以致有可能达到阈电位引发一次动作电位， 称为空间性总和。局部兴奋的叠加也 可以发生在连续数个阈下刺激的膜的某一点，亦即当前面刺激引起的局部兴奋尚未消失时，与后面刺激引起的局部兴奋发生叠加， 称为时间性 总和。在刺激超过阈强度后，动作电位的上升速度和所能达到的最大值，就不再依赖于所给刺激的强度大小了。即只要刺激达到足够的强度，再增加刺激强度并不能使动作电位的幅度有所增大。此外，动作电位并不是只出现在受刺激的局部，他在受刺激部位产生后，还可沿着细胞膜向周围传播，而且传播的距离并不因为原处刺激的强度而有所不 同，直至整个细胞的膜都依次兴奋并产生一次同样大小和形式的动作