Jonų siurbliai

Tai – biologinių membranų molekulinės struktūros, atliekančios jonų pernašą į didesnio elektrocheminio potencialo sritį (aktyvioji pernaša). Jų veiklą garantuoja ATP hidrolizės energija arba energija, kuri išsilaisvina elektronų pernašos pro kvėpavimo grandinę metu. Aktyvioji jonų pernaša sudaro pagrindą ląstelės bioenergijai, ląstelių dirglumo procesams, taip pat medžiagų įsiurbimui ir jų išskyrimui iš ląstelių ir organizmo. Jonų pernašą ATP hidrolizės metu katalizuoja pernašos fermentai adenozintrifosfatazės (ATPazės), kurioms priklauso mitochondrijų membranų, chloroplastų ir bakterijų H†-ATPazės, viduląstelinės raumeninių ląstelių (sarkoplazminių membranų, tinklelių) ir eritrocitų Ca²†-ATPazės, taip pat Na†/K†-ATPazė, esanti visose plazminėse membranose. Hidrolizuojant vieną ATP molekulę, ATPazė perneša pro membraną 2H†, 2Ca²†, 2K⁺ ir 3Na⁺: protonai nešami iš mitochondrijų ir chloroplastų į citoplazmą, kalcio jonai – iš citoplazmos į sarkoplazminio tinklo pūsleles ir tarpląstelinę ertmę, kalio jonai – į ląsteles, o natrio jonai – iš ląstelės. Veikiant pernašai, nevienodai pasiskirsto jonai ir sukuriamas elektrinių potencialų skirtumas membranoje. Be to, kaupiama energija, kuri gali būti panaudota ATP sintezei, arba veikimo potencialų sužadinimui nervinėse ir raumenų ląstelėse, susijusiose su Na, aminorūgščių ir angliavandenių pasyviąja pernaša. ATPazės darbo ciklas jungia ATP ir jonų prijungimą prie fermento paviršiaus, jo fosforilinimą, jonų pernašą pro membraną, ortofosfato atskėlimą nuo baltymo, jonų ryšio su fermentu pokytį ir sistemos sugrąžinimą į pirminę padėtį. Manoma, kad ATPazėje yra aktyvusis centras, jonų kanalas ir nenustatyti struktūros elementai, neleidžiantys grįžti atgal jonams natrio siurblio darbo metu. Natrio siurblio darbo ciklo sutrikimai sukelia patologinius procesus organizme – negrįžtamą ląstelių pažeidimą dėl deguonies trūkumo, susijusio su ATPazės nepakankamu aktyvumu, kai trūksta ATP audinių hipoksijos sąlygomis. Tam tikri vaistai, pvz., širdies glikozidai, gali reguliuoti jonų siurblio aktyvumą.

Šaltinis | Dažniausiai vartojamų biomedicinos terminų ir sąvokų aiškinamasis žinynas | Lietuvos sveikatos mokslų universitetas | Akademikas Profesorius Antanas Praškevičius, Profesorė Laima Ivanovienė