Na+ - K+ 펌프 영상 바로잡기

나트륨-칼륨 펌프를 다룬 영상에 대해

두 가지 수정할 것이 있습니다.

아주 사소한 것입니다.
이것이 여러분의 발목을 잡진 않겠지만,

영상의 거의 끝 부분에서,
우리가 배운 것처럼

우리는 칼륨이 나트륨-칼륨 펌프에 의해

세포 안으로 유입된다는 것을 알고 있습니다.

세포막을 그려 볼게요.

제가 이 영상에서 바로잡으려는 것에

유용하게 쓰일 겁니다.

세포막의 횡단면을 그려 보겠습니다.

그리고 여기에 나트륨-칼륨 펌프를 그릴게요.

펌프가 나트륨 3개를 내보내고

칼륨 2개를 들여오는 것은 알고 있죠?

전혀 그렇게 보이지는 않지만,

그래도 이해는 될 겁니다.

그리고 칼륨 이온이 유입됩니다.

나트륨 이온은 유출됩니다.

이게 이 영상의 핵심이죠.

이것이 ATP에 의해 모양이 변하면,

나트륨 이온이 유출됩니다.

그리고 제가 바로잡고자 하는
사소한 사항은 영상 끝부분에 있습니다.

이게 여러분의 발목을 잡지는 않겠지만요.

제가 칼륨 이온을 그렸는데,

영상 거의 끝 부분에서

나트륨 이온이라고 말했습니다.

여러분이 혼동하지 않았으면 좋겠네요.

세포막 안으로 유입되는 것은
칼륨 이온입니다.

나트륨 이온이 3개 유출될 때마다

칼륨 이온은 2개씩 유입됩니다.

제가 가끔 칼륨 이온을 그려 놓고도

실수로 나트륨 이온이라고 말할 때가 있어요.

혼동하지 마세요.

이것이 바로 작은 오류입니다.

더 중요한 오류는

제가 차이가 있을 수 있다고 말한 것이었습니다.

왜 내부보다 외부가 확실한지에 대해서요.

그러므로 덜 확실하겠네요.

그건 바로 비율 때문입니다.

칼륨 이온이 2개씩 유입될 때마다

나트륨 이온은 3개씩 유출됩니다.

그리고 저는 펜실비니아 대학의 생리학 교수인
Steven Baylor로부터

멋진 편지를 받았으며,

그는 매우 흥미로운 이메일로

그 내용을 수정해 알려주었습니다.

그리고 이는 일반적으로 생각해 볼 만한

흥미로운 것입니다.

그럼 그가 보낸 이메일에

무슨 내용이 있는지 봅시다.

이렇게 말하고 있군요.
:펜실비니아 의과대학에서, 저희는

전체적인 세포를 통한 이온 변화의 자극에
대해 가르치고 있습니다.

이온 변화는 세포막을 통한
이온의 움직임일 뿐입니다.

세포막의 투과성을 높이는

칼륨 나트륨 펌프 때문에

일어나는 일을

포함해서 말입니다.

그래서 정지해 있는 투과성은

어떻게 이온들이 쉽게 세포막 안으로
유입되는지 알 수 있게 해 줍니다.

그리고 이것에 대해 조금만 더
이야기를 해 볼게요.

나트륨, 칼륨, 염소 등의

정지해 있는 투과성에 대해서요.

우리 프로그램에 학생들에게 알려주고자 하는

것은 3에서 2라는 펌프 화학양론을
바꾸고자 하는 것입니다.

그래서 그가 펌프 화학양론에 대해
언급한 것은

그 비율을 수정하겠다고

언급한 것입니다.

그래서 그는 그 비율을 3:2에서
2:2로 바꾸었습니다.

그래서 그게 의미하는 것은,
그들이 칼륨 이온 2개가 유입될 때

나트륨 이온은 3개가 유출되는 대신
칼륨 이온 2개가 유입될 때

나트륨 이온은 2개가 유출되면 어떻게 되는지
시뮬레이션 프로그램을 돌려보았다는데요,

비율이 같다면 어떻게 될까요?

나트륨 이온 2개에 칼륨 이온 2개라면
어떻게 될까요?

그래고 왜 이런 전위차의 차이점이
생겼는지에 대한 제 설명에 의하면,

만약 주된 이유가 화학 양론 때문이라면
이런 차이가 없어야 합니다.

유입되는 나트륨 이온과

유출되는 칼륨 이온의 비율이 말이죠.

하지만 그는 계속해서 말하고 있습니다.

시뮬레이션에서는 그 비율을
2:2로 바꿀 수 있다고 말이죠.

이러한 조작의 결과로,
80mV 정도의 휴지 전위차가 변화했고,

그들은 그렇게

측정했다고 밝혔습니다.

그들은 이 전위를 측정했고

마이너스로 측정되었습니다.

이건 플러스 쪽에 더 가깝죠.

숫자가 더 큽니다.

그래서 -80mV에서 약 -78mV 정도로

바뀝니다.

그래서 그가 말하고자 하는 것은,

당신이 이 비율을 3:2에서

2:2로 바꾼다면,

전위차를 그렇게 많이 변화시키지 않을
것이라는 겁니다.

그리고 내부보다

외부가 더 플러스 쪽에 가깝네요.

그게 이 화학 양론의 비율이 주된 이유가
아니라면

왜 이런 전위차를 가지는 것인지에 대해

질문이 생길 수 있습니다.

그래서 약간 달라지는구뇨.

전위차의 차이가 좀 더 작아집니다.

세포는 약 몇 퍼센트 부풀어서

모든 것을 안정화시킵니다.

그는 계속해서 말하고 있습니다.
: 그 펌프의 일반적인 화학 양론이

세포막의 전위차에 약간 마이너스를 가하는 게
옳다고 해도,

그것은 세포막의 전위차일 뿐이며,

세포막의 횡단면의 전위차는,

즉 펌프 화학양론의 불균형은

그 세포막 전위차의 큰 마이너스값의

주된 이유가 되지 못합니다.

게다가, (여기에 밑줄을 칠게요.)

주된 이유는 이온 농도의 차이 때문입니다.

정지해 있는 세포막이 칼륨에만 매우 투과성이 높고

나트륨 이온에는 투과성이 매우 낮다는

사실 때문입니다.

그래서 지난 영상에서 그랬었죠.
(아니면 나트륨-칼륨 펌프 영상 처음이었나)

나트륨이 통과할 수 있는 단백질과

칼륨이 통과할 수 있는 단백질이

있다고 말이죠.

그리고 그가 말하고자 하는 것은

전위차의 주된 원인은 비율 때문이 아니라

세포막이 칼륨에 대한 투과성이 매우 높기
때문이라는 것입니다.

그래서 이건 아주 투과성이 높죠.

칼륨은 나트륨이 유입되는 것에 비해

더 쉽게 유출될 수 있습니다.

그래서 2:2 비율이라면 무슨 일이 일어날까요?

사실 3:2이지만, 만약 2:2라면,

더 플러스 쪽에 가깝다면,

여기 밑에 있는 칼륨 이온이 단백질을
가로질러

다른 쪽에 갈 것입니다.

왜냐하면 저 위보다

이쪽의 칼륨 경사도가 더 높기 때문이죠.

그래서 칼륨이 더 많이

이 단백질을 통해 잘 유출되겠죠.

나트륨이 반대 방향으로 이동하는 것 보다요.

그리고 이게 바로 이러한 이온의 분포를
만드는 것입니다.

그래서 세포막 안으로 유입되는 나트륨보다

밖으로 유출되는 칼륨의 투과성이 높은 것입니다.

그리고 이것이 세포막 내부, 외부의 전위차가

존재하게 되는 주된 이유입니다.

그리고 Steven Baylor님,
수정해 주셔서 정말 감사합니다.

아주 흥미롭습니다.