सोडियम-पोटेशियम पंप

सोडियम-पोटेशियम पंप एक ट्रांसमीटर प्रोटीन है जो कोशिका झिल्ली में मजबूती से जुड़ा होता है। इस प्रोटीन की मदद से सोडियम आयनों को कोशिका से बाहर निकाला जा सकता है और पोटेशियम आयनों को कोशिका में पहुँचाया जा सकता है।

सोडियम-पोटेशियम पंप क्या है?

सोडियम-पोटेशियम पंप एक पंप है जो कोशिका झिल्ली में स्थित होता है। सोडियम और पोटेशियम आयनों को परिवहन करके, यह सुनिश्चित करता है कि तथाकथित आराम करने वाली झिल्ली क्षमता बनी हुई है।

प्रत्येक पंपिंग चक्र में यह दो पोटेशियम आयनों (K + आयनों) के लिए तीन सोडियम आयनों (Na + आयनों) का आदान-प्रदान करता है। यह इंट्रासेल्युलर स्पेस में एक नकारात्मक क्षमता बनाता है। इन आयनों को परिवहन करते समय, सोडियम-पोटेशियम पंप एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) के रूप में ऊर्जा की खपत करता है।

कार्य, प्रभाव और कार्य

सोडियम-पोटेशियम पंप मुख्य रूप से वाहक प्रोटीन के रूप में कार्य करता है। इसमें सोडियम आयनों के लिए तीन बाध्यकारी साइटें और पोटेशियम आयनों के लिए दो बाध्यकारी साइटें हैं। एटीपी के लिए एक बाध्यकारी साइट भी है। एटीपी का उपयोग करके, आयन पंप सेल प्लाज्मा से तीन सोडियम आयनों को बाह्य अंतरिक्ष में ले जा सकता है। बदले में, यह कोशिका में कोशिका द्रव्य से दो पोटेशियम आयनों की तस्करी करता है। यह प्रक्रिया कई चरणों में होती है।

प्रारंभ में, वाहक प्रोटीन साइटोप्लाज्म के लिए खुला होता है। तीन सोडियम आयन उद्घाटन के माध्यम से प्रोटीन में प्रवेश करते हैं और विशिष्ट बाध्यकारी साइटों से बांधते हैं। प्रोटीन झिल्ली के अंदर पर, एक एटीपी अणु भी निर्दिष्ट बाध्यकारी साइट पर बसता है। यह अणु तब पानी के निकलने के साथ विभाजित होता है। परिणामस्वरूप फॉस्फेट समूह सोडियम-पोटेशियम पंप के एक एमिनो एसिड द्वारा थोड़े समय के लिए बाध्य है। एटीपी अणु टूटने पर ऊर्जा निकलती है। इससे सोडियम-पोटेशियम पंप की स्थानिक व्यवस्था में परिवर्तन होता है और वाहक प्रोटीन बाह्य अंतरिक्ष की दिशा में खुलता है।

तीन सोडियम आयन फिर अपने बाध्यकारी बिंदुओं से अलग हो जाते हैं और इस प्रकार बाहरी माध्यम में प्रवेश करते हैं। दो पोटेशियम आयन अब खुले अंतराल के माध्यम से प्रोटीन में प्रवेश करते हैं। ये बाध्यकारी साइटों से भी जुड़ते हैं। बाध्य फॉस्फेट समूह अब अलग हो गया है।यह सोडियम-पोटेशियम पंप की रचना को उसकी मूल स्थिति में वापस बदल देता है। पोटेशियम आयन अब घुल जाते हैं और कोशिका के आंतरिक भाग में प्रवाहित होते हैं। इस प्रक्रिया के माध्यम से, सोडियम-पोटेशियम पंप को बनाए रखता है जिसे विश्राम झिल्ली के रूप में जाना जाता है।

शिक्षा, घटना और गुण

आराम करने की झिल्ली क्षमता, आराम करने वाली अवस्था में संभावित उत्तेजक कोशिकाओं की झिल्ली क्षमता का वर्णन करती है। झिल्ली की क्षमता विशेष रूप से तंत्रिका कोशिकाओं या मांसपेशियों की कोशिकाओं में पाई जाती है। सेल प्रकार के आधार पर, आराम झिल्ली क्षमता -100 और -50 mV के बीच होती है। अधिकांश तंत्रिका कोशिकाओं के लिए यह -70 mV है। सेल के अंदर सेल के बाहर की तुलना में नकारात्मक चार्ज किया जाता है।

एक कोशिका की आराम क्षमता तंत्रिका में उत्तेजना के संचालन और मांसपेशियों के संकुचन को नियंत्रित करने के लिए एक शर्त है। सोडियम-पोटेशियम पंप को विभिन्न पदार्थों द्वारा बाधित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, कार्डियक ग्लाइकोसाइड वाहक प्रोटीन को बाधित करते हैं। कार्डिएक ग्लाइकोसाइड क्रोनिक दिल की विफलता और अलिंद फिब्रिलेशन के लिए निर्धारित हैं। पंप को बाधित करने से कोशिकाओं में अधिक सोडियम रहता है। इंट्रासेल्युलर सोडियम एकाग्रता और एक्स्ट्रासेल्यूलर सोडियम एकाग्रता में परिवर्तित होते हैं।

सोडियम-कैल्शियम एक्सचेंजर को बाधित करके, सेल में अधिक कैल्शियम रहता है। इससे हृदय की सिकुड़न बढ़ जाती है। सोडियम-पोटेशियम पंप को बाधित करने से हाइपरक्लेमिया भी हो सकता है। इसके विपरीत, सोडियम-पोटेशियम पंप को औषधीय रूप से भी उत्तेजित किया जा सकता है। यह, उदाहरण के लिए, इंसुलिन या एड्रेनालाईन का प्रबंध करके किया जाता है। पंप को उत्तेजित करने से हाइपोकैलेमिया हो सकता है।

रोग और विकार

एक बहुत ही दुर्लभ बीमारी जो सोडियम-पोटेशियम पंप में दोष पर आधारित है, पार्किंसनिज़्म-डिस्टोनिया सिंड्रोम की तीव्र शुरुआत है। यह एक बीमारी है जो एक ऑटोसोमल प्रमुख विशेषता के रूप में विरासत में मिली है। यह आमतौर पर बचपन या किशोरावस्था में शुरू होता है।

कंपकंपी, ऐंठन और अनैच्छिक आंदोलनों के साथ डिस्टोनिया घंटों के भीतर होता है। थोड़े समय के बाद, गतिहीनता सहित व्यायाम तक की भारी कमी है। बीमारी के लिए एक प्रभावी चिकित्सा अभी तक ज्ञात नहीं है।

कुछ जानवरों के अध्ययन से पता चलता है कि सोडियम-पोटेशियम पंप में दोष मिर्गी का एक संभावित कारण हो सकता है। आनुवांशिक दोषों की खोज करते समय जो मिर्गी का कारण बन सकता है, शोधकर्ताओं ने एटीपी 1 ए 3 जीन में उत्परिवर्तन के बारे में बताया। यह सोडियम-पोटेशियम पंप के कामकाज के लिए जिम्मेदार है। जर्मन में, मिर्गी को ऐंठन या मिर्गी के रूप में भी जाना जाता है। मस्तिष्क के क्षेत्र के आधार पर जो जब्ती के दौरान छुट्टी दे दी जाती है, अलग-अलग लक्षण होते हैं।

उदाहरण के लिए, मांसपेशियों की मरोड़ या तनाव हो सकता है, जो प्रभावित हैं वे खुद को हमलों में जोर से व्यक्त कर सकते हैं या वे बिजली, धारियों या छाया का अनुभव करते हैं। अप्रिय गंध विकार या ध्वनिक धारणा विकार भी हो सकते हैं। विशेष रूप से तथाकथित स्टेटस एपिलेप्टिकस जानलेवा हो सकता है। ये सामान्यीकृत टॉनिक-क्लोनिक दौरे हैं जो 5 से 30 मिनट तक कहीं भी रह सकते हैं।

सोडियम-पोटेशियम पंप का एक दोष भी माइग्रेन के लिए एक संभावित ट्रिगर हो सकता है। शोधकर्ताओं ने माइग्रेन में गुणसूत्र 1 पर आनुवंशिक परिवर्तन की खोज की है। यह जीन कोशिकाओं के झिल्ली में सोडियम-पोटेशियम पंप में एक दोष की ओर जाता है। नतीजतन, कोशिकाएं फूली हुई और गोल हो जाती हैं। यह माइग्रेन की विशेषता दर्द का कारण माना जाता है। माइग्रेन एक न्यूरोलॉजिकल बीमारी है जो लगभग 10% आबादी को प्रभावित करती है। पुरुषों की तुलना में महिलाएं बहुत अधिक बार प्रभावित होती हैं। माइग्रेन की नैदानिक ​​तस्वीर बहुत परिवर्तनशील है।

आमतौर पर, यह जब्ती, स्पंदन और एकतरफा सिरदर्द की बात आती है। ये समय-समय पर पुनरावृत्ति करते हैं। इसके अलावा, मतली, उल्टी, शोर के प्रति संवेदनशीलता या प्रकाश के प्रति संवेदनशीलता जैसे लक्षण हो सकते हैं। कुछ मरीज़ वास्तविक माइग्रेन के हमले से पहले धारणा में दृश्य या संवेदी गड़बड़ी की रिपोर्ट करते हैं। एक माइग्रेन आभा यहाँ बोलती है। माइग्रेन बहिष्करण का निदान है और वर्तमान में इसे ठीक नहीं किया जा सकता है।