Nöron hücreleri neden Na(Sodyum) ve K(Potasyum) kullanıyor?

Na+'yı hücreden dışarı ve K+'yı hücreye taşıyan sodyum-potasyum pompasıdır. ATP'yi enerji olarak kullanan taşıma işlemi, birincil aktif taşıma örneği olarak kabul edilir. Canlı hücrelerdeki Na+ ve K+ derişiminin doğru bir düzeyde kalmasını sağlamanın yanı sıra sodyum-potasyum pompası, hayvan hücrelerinin hücre zarı boyunca gerilimin oluşmasında da önemli bir rol oynar. Elektrojenik pompalar, zarlar oluşturmak ve korumak için kullanılır. Bitkilerin birincil elektrojenik pompası, sodyum ve potasyum yerine hidrojen (H+) iyonlarını pompalar. Sodyum ve potasyum pompası, hücre içinde ve hücre dışında konformasyonel (şekil) değişikliklerin devam eden bir döngüsü içinde sodyumu ve potasyumu taşır. Her döngüde hücreye üç sodyum iyonu ve iki potasyum iyonu girer. Bu, karmaşık bir süreç gibi görünse de, proteinin iki şekli arasında bir ileri-geri hareketidir. Potasyum ilgisi düşük olan içe bakan bir şekil ve potasyum ilgisi yüksek olan dışa bakan bir şekil. Bir fosfat grubunun eklenmesi veya çıkarılması yoluyla protein bu şekiller arasında ileri geri hareket edebilir ve bu hareket, taşınacak iyonların bağlanmasıyla kontrol edilir. Zardaki voltajı sodyum-potasyum pompası nasıl oluşturur? Yalnızca stokiyometriye dayalı bir iddia öne sürmek çekici olabilir: her üç sodyum iyonu için içeri yalnızca iki potasyum iyonu girer, bu da hücre içi daha negatif hale gelir. Bu yük oranı, hücrenin iç kısmını biraz daha kötü hale getirse de, sodyum-potasyum pompasının zar potansiyeli üzerindeki etkisinin yalnızca bir kısmını oluşturmaktadır. Bunun yerine, sodyum-potasyum pompası, hücredeki potasyum iyonlarının konsantrasyonunu yükselterek çalışır. Bu, potasyum konsantrasyon gradyanını dikleştirir. Potasyum iyonlarının içerideki artan negatif yüke rağmen gradyan, hücre dışına kanallar yoluyla hareket etmesine izin verecek kadar diktir. Bu süreç, zardaki voltaj potasyumun konsantrasyon gradyanını dengeleyecek kadar yüksek olduğunda sona erecektir. Bu noktada zarın iç kısmı dışına göre negatiftir. Bu voltaj, hücre içinde K+ kaldığı sürece korunur, ancak hücre dışından K+ alımı durdurulursa kaybolur. Kısacası yalnızca nöron hücrelerinde bulunmamak üzere Sodyum ve Potasyum, pompalanarak ve hücre içi ve dışı düzeni sağlayarak belirli hücreleri kanallar veya pompalar aracılığıyla kullanır. Bu kanallar integral protein dediğimiz proteinlerden gelişmiş olduğundan ötürü de başka tür apolar elementlerin kullanılması hücre zarını ve fosfolipidleri veya proteinleri geçemeyeceğinden mümkün değildir. Bu nedenden ötürü uyarı için en uygun olan elementler Sodyum ile Potasyum olarak belirlenmiştir.