Natrium Kalium Pompa

How a sodium potassium pump can maintain a voltage gradient across a cell or neuron's membrane

Dalam video terakhir, saya menunjukkan apa yang tampak seperti sebuah neuron

dan kita berbicara tentang bagian-bagian yang berbeda dari neuron,

dan saya memberi Anda ide umum apa neuron tidak.

Ini akan dirangsang pada dendrit - dan

stimulasi kita akan berbicara tentang dalam video masa depan apa yang

persis yang berarti - dan bahwa dorongan itu, bahwa

informasi, sinyal bahwa akan ditambahkan.

Jika ada beberapa titik rangsangan pada berbagai

dendrit, hal itu akan ditambahkan dan jika memenuhi beberapa batas

tingkat, itu akan menciptakan potensi tindakan atau

sinyal yang bergerak di akson dan mungkin merangsang

neuron lainnya atau otot karena titik-titik terminal

dari akson mungkin terhubung ke dendrit

lainnya neuron atau sel-sel otot atau yang tahu apa.

Tapi apa yang saya ingin lakukan dalam video ini adalah jenis meletakkan

blok bangunan untuk apa sinyal ini atau bagaimana

tidak neuron benar-benar mengirimkan informasi ini

di akson - atau benar-benar, bagaimana cara pergi dari

dendrit semua cara untuk akson?

Sebelum saya sebenarnya bahkan bicara tentang itu, kita perlu untuk jenis

berbaring aturan dasar - atau pemahaman dasar yang

tegangan aktual potensial di seluruh

membran dari neuron.

Dan, sebenarnya, semua sel memiliki beberapa potensi tegangan

perbedaan, tapi itu sangat relevan ketika kita

berbicara tentang neuron dan kemampuan untuk mengirim sinyal.

Mari kita zoom in pada sel neuron.

Aku bisa zoom in pada titik manapun pada ini sel yang tidak

ditutupi oleh selubung myelin.

Aku akan memperbesar pada membran.

Jadi, mari kita mengatakan bahwa ini adalah membran

neuron, seperti itu.

Itu membran.

Ini adalah di luar neuron atau sel.

Dan maka ini adalah di dalam neuron atau sel.

Sekarang, Anda memiliki natrium dan kalium

ion mengambang sekitar.

Aku akan menarik natrium seperti ini.

Natrium akan menjadi lingkaran.

Jadi itulah mereka natrium dan ion bermuatan positif memiliki

ditambah satu tuduhan dan kemudian kalium, aku akan menarik mereka sebagai

segitiga kecil.

Jadi katakanlah itu potasium - simbol untuk

kalium K.

Ini juga bermuatan positif.

Dan Anda memiliki mereka hanya tergeletak di sekitar.

Katakanlah kita mulai baik di dalam dan

luar sel.

Mereka semua bermuatan positif.

Natrium dalam, beberapa di luar natrium.

Sekarang ternyata bahwa sel memiliki muatan yang lebih positif

membran luar mereka daripada

dalam membran mereka.

Jadi sebenarnya ada perbedaan potensial yang jika

membran itu tidak ada, muatan negatif ingin

melarikan diri atau positif biaya atau ion positif

ingin masuk

Luar akhirnya menjadi lebih positif, dan kita akan

berbicara tentang mengapa.

Jadi ini adalah gradien potensial listrik, kan?

Jika ini kurang positif dari itu - jika saya memiliki positif

bertanggung jawab di sini, itu akan ingin pergi ke yang kurang

positif samping.

Ini akan ingin pergi dari

positif lainnya biaya.

Ini ditolak oleh muatan positif lainnya.

Demikian juga, jika saya memiliki muatan negatif di sini, itu akan ingin pergi

sisi lain - atau muatan positif, saya kira, akan

bahagia berada di sini daripada di sini.

Tapi pertanyaannya adalah, bagaimana itu terjadi?

Karena dibiarkan sendiri, biaya akan

membubarkan sehingga Anda tidak akan memiliki gradien potensial.

Entah bagaimana kita harus menempatkan energi ke dalam sistem untuk

menghasilkan keadaan ini di mana kita memiliki lebih positif pada

jawab di luar dari yang kita lakukan di dalam.

Dan itu dilakukan oleh pompa natrium-kalium.

Aku akan menggambar maka cara tertentu.

Ini jelas bukan bagaimana protein sebenarnya terlihat, namun

itu akan memberi Anda rasa bagaimana sebenarnya pompa hal.

Aku akan menggambar sisi protein.

Mungkin terlihat seperti ini dan Anda akan memiliki rasa mengapa saya

menarik seperti ini.

Sehingga sisi protein atau enzim - dan kemudian

sisi lain, aku akan menggambar seperti ini.

Ini terlihat seperti ini, dan tentu saja protein nyata

tidak terlihat seperti ini.

Anda telah melihat saya menunjukkan apa yang benar-benar tampak seperti protein.

Mereka tampak seperti kelompok besar hal, sangat kompleks.

Bagian yang berbeda dari protein dapat obligasi untuk berbeda

hal dan ketika hal-hal obligasi untuk protein, mereka berubah bentuk.

Tapi aku melakukan sebuah diagram yang sangat sederhana di sini dan apa yang saya inginkan

untuk menunjukkan Anda adalah, ini adalah natrium potasium pompa nya

dilemahkan negara.

Dan apa yang terjadi dalam situasi ini adalah bahwa kita memiliki

ini bagus tempat di mana natrium kita dapat mengikat.

Jadi dalam situasi ini, natrium dapat mengikat ke lokasi-lokasi di

kami enzim atau pada protein kita.

Dan jika kita hanya memiliki mengikat sodiums dan kami tidak punya

energi masuk ke sistem, tidak akan terjadi.

Ini hanya akan tinggal dalam situasi ini.

Protein yang sebenarnya mungkin terlihat seperti sesuatu yang gila.

Protein yang sebenarnya mungkin ini awan besar protein dan

kemudian sodiums ikatan Anda di sana, di sana, dan di sana.

Mungkin di dalam protein entah bagaimana, tapi tetap saja, tidak ada yang

akan terjadi hanya ketika obligasi natrium pada sisi

protein.

Dalam rangka untuk itu untuk melakukan apa pun, dalam rangka untuk itu

pompa apa pun, menggunakan energi dari ATP.

Jadi kami semua video pada respirasi dan saya bilang

bahwa ATP adalah mata uang energi dalam sel - baik,

ini adalah sesuatu yang berguna untuk ATP untuk melakukan.

ATP - itu adenosin trifosfat - mungkin pergi ke

beberapa bagian lain enzim kita, tetapi dalam diagram ini mungkin

pergi ke bagian enzim.

Dan enzim ini, itu jenis ATPase.

Ketika saya mengatakan ATPase, istirahat dari sebuah fosfat dari ATP -

dan itu hanya berdasarkan bentuknya.

Ini mampu memetik it off.

Ketika plunks dari fosfat, berubah bentuk.

Jadi langkah pertama, kita memiliki ion natrium - dan benar-benar, mari kita

menjaga hitungan mereka.

Kami memiliki tiga natrium - ini adalah rasio aktual - tiga

natrium ion dari dalam sel atau neuron.

Mereka obligasi untuk pompa, yang benar-benar suatu protein yang melintasi

membran kami.

Sekarang, langkah kedua, kita juga telah ATP.

ATP akan dipecah menjadi ATP ditambah fosfat pada yang sebenarnya

protein dan bahwa perubahan bentuk.

Sehingga juga menyediakan energi untuk mengubah bentuk pompa.

Sekarang ini adalah ketika pompa sebelumnya.

Sekarang setelah, pompa kita mungkin terlihat seperti ini.

Biar jelas keluar beberapa ruang di sini.

Aku akan menarik pompa setelah di sana.

Dan jadi ini adalah sebelum.

Setelah fosfat akan memisahkan dari ATP, mungkin terlihat

sesuatu seperti ini.

Bukannya dalam konfigurasi itu, terbuka di

lain arah.

Jadi sekarang mungkin terlihat seperti ini.

Dan tentu saja itu membawa kelompok-kelompok fosfat.

Mereka memiliki muatan positif.

Ini terbuka seperti ini.

Sisi ini sekarang terlihat seperti ini.

Jadi sekarang fosfat dilepaskan ke luar.

Jadi mereka telah dipompa ke luar.

Ingat, ini diperlukan energi karena itu akan

melawan gradien alam.

Anda mengambil muatan positif dan Anda mendorong mereka ke

lingkungan yang lebih positif dan Anda juga

mengambil ke lingkungan di mana sudah ada banyak

natrium, dan Anda menempatkan natrium lebih di sana.

Jadi Anda akan melawan gradien muatan dan Anda

akan melawan gradien natrium.

Tapi sekarang - saya kira kita menyebutnya tiga langkah - natrium mendapat

dirilis di luar sel.

Dan saat ini berubah bentuk, itu tidak begitu baik di ikatan

dengan natrium lagi.

Jadi mungkin ini bisa menjadi sedikit berbeda pula, sehingga

bahwa natrium bahkan tidak bisa ikatan dalam konfigurasi ini sekarang

bahwa protein telah berubah bentuk karena ATP.

Jadi langkah ketiga, tiga Na plusses, ion natrium - yang

dirilis di luar.

Sekarang setelah di konfigurasi ini, kita semua telah

ini ion positif di sini.

Ion-ion positif ingin benar-benar sejauh mungkin dari

sama lain mungkin.

Mereka akan benar-benar mungkin akan tertarik ke sel itu sendiri

karena sel ini kurang positif di dalam.

Jadi ion-ion positif - dan khususnya, kalium -

dapat mem-bond sisi ini protein ketika itu dalam hal ini - saya

kira kita bisa menyebutnya konfigurasi ini diaktifkan.

Jadi sekarang, saya kira kita bisa menyebutnya langkah keempat.

Kami memiliki dua ikatan ion natrium untuk - saya kira kita bisa menyebutnya

pompa diaktifkan - atau pompa berubah.

Atau mungkin kita bisa mengatakan itu dalam bentuk terbuka.

Jadi mereka datang ke sini dan ketika mereka obligasi, itu kembali mengubah

bentuk protein ini kembali ke bentuk ini, kembali

dengan bentuk terbuka.

Sekarang ketika kembali ke bentuk terbuka, orang-orang tidak

di sini lagi, tapi kami memiliki dua orang duduk di sini

dan dalam hal ini bentuk yang tepat di sini, tiba-tiba ini divots -

mungkin mereka tidak divots.

Mereka benar-benar hal-hal dalam ini cluster besar protein.

Mereka tidak sebagus di tinggal terikat atau berpegangan ini

sodiums jadi ini sodiums mendapatkan dirilis ke dalam sel.

Jadi, langkah lima, pompa - ini bentuk perubahan pompa.

Jadi perubahan bentuk untuk pompa asli.

Dan kemudian setelah kita berada di natrium, asli kedua

ion yang dirilis di dalam sel.

Kita akan melihat dalam beberapa video berikutnya mengapa hal itu berguna untuk

memiliki ion natrium yang di dalam.

Anda mungkin mengatakan, dengan baik, mengapa kita tidak menjaga hal-hal memompa pada

luar dalam rangka untuk memiliki perbedaan potensial?

Tapi kita akan melihat ion natrium

sebenarnya juga sangat berguna.

Jadi apa efek bersih yang terjadi?

Kami berakhir dengan ion natrium lebih banyak di luar dan

kita berakhir dengan ion kalium lebih dalam, tapi aku mengatakan

Anda bahwa dalam kurang positif dari luar.

Tapi ini positif.

Saya tidak peduli jika saya memiliki lebih banyak kalium atau natrium, tetapi jika

Anda menaruh perhatian pada rasio saya bicarakan, setiap

kali kita menggunakan ATP, kita memompa tiga sodiums dan

kami hanya memompa dalam dua kalium, kan?

Kami dipompa keluar tiga sodiums dan dua kalium. Setiap

mereka memiliki muatan ditambah-1, tetapi setiap kali kita melakukan ini, kita

menambahkan muatan-1 bersih di luar, kan?

3 di luar, 2 ke dalam.

Kami memiliki muatan-1 - kita memiliki plus-1 ke luar.

Jadi kita membuat di luar lebih positif, terutama

relatif ke dalam.

Dan inilah yang menciptakan perbedaan potensial.

Jika Anda benar-benar mengambil voltmeter - voltmeter

mengukur perbedaan potensial listrik - dan Anda mengambil

tegangan perbedaan antara titik dan titik ini - atau

lebih spesifik, antara titik dan titik itu, jika

Anda adalah untuk mengurangi tegangan sini dari tegangan

sana, Anda akan mendapatkan -70 milivolt, yang umumnya

dianggap perbedaan tegangan istirahat, potensi

Perbedaan melintasi membran dari neuron ketika dalam nya

beristirahat negara.

Jadi dalam video ini, aku agak ditata dasar mengapa

dan bagaimana sebuah sel menggunakan ATP, menggunakan energi, mampu

mempertahankan perbedaan potensial di membran

mana di luar sedikit lebih positif dari dalam.

Jadi kita benar-benar memiliki perbedaan potensial negatif jika kita

membandingkan dalam ke luar.

Muatan positif ingin pindah jika mereka diijinkan

untuk, dan muatan negatif ingin pindah jika itu

diperbolehkan.

Sekarang mungkin ada satu pertanyaan terakhir.

Anda mungkin mengatakan, dengan baik, jika kita hanya terus menambahkan biaya keluar

sini, perbedaan tegangan kami akan benar-benar negatif.

Ini akan jauh lebih negatif dari luar.

Mengapa stabil pada -70?

Untuk menjawab pertanyaan itu - ini akan datang ke

bermain di rinci lebih banyak dalam video masa depan - Anda juga memiliki

saluran, yang benar-benar struktur protein yang di

posisi terbuka mereka akan memungkinkan natrium untuk pergi melalui mereka.

Dan ada juga saluran yang dalam terbuka mereka

posisi, akan memungkinkan potasium untuk pergi melalui mereka.

Aku menggambar di posisi tertutup mereka.

Dan kita akan berbicara dalam video berikutnya tentang apa yang terjadi

ketika mereka membuka.

Tapi dalam posisi tertutup, mereka masih

sedikit bocor.

Dan jika, katakanlah, konsentrasi kalium menjadi terlalu tinggi

di sini - dan terlalu berarti tinggi ketika mereka mulai

mencapai ambang -70 milivolt - atau bahkan lebih baik,

ketika natrium terlalu tinggi di luar sana, beberapa dari mereka akan

mulai bocor ke bawah.

Ketika konsentrasi jadi sangat tinggi dan ini benar-benar

positif hanya karena potensial listrik, beberapa

mereka hanya akan mendorong melalui.

Jadi itu akan menjaga kita kanan sekitar -70 milivolt.

Dan jika kita pergi di bawah, mungkin beberapa kalium mendapat bocor

melalui cara lain.

Jadi meskipun saat ini tertutup - jika itu menjadi terlalu

konyol - jika pergi ke -80 atau -90 milivolt milivolt,

tiba-tiba, akan ada insentif besar untuk beberapa

hal ini bocor melalui saluran masing-masing.

Jadi itulah yang memungkinkan kita untuk tetap pada saat itu

stabil tegangan potensial.

Dalam video berikutnya, kita akan melihat apa yang terjadi ini

tegangan potensial ketika neuron sebenarnya dirangsang.