Natrium-Kalium-Pumpe einfach erklärtim Videozur Stelle im Video springen Show
(00:14) Eine Ionenpumpe ist ein Protein (Enzym ) in deiner Zellmembran , das Ionen von einer Seite der Membran auf die andere Seite transportieren kann. Dazu gehört auch die Natrium Kalium Pumpe. Sie pumpt drei Natriumionen aus der Zelle heraus und im Gegenzug dafür zwei Kaliumionen in die Zelle hinein. Dazu benötigt die Pumpe Energie und spaltet deshalb für jeden Transportvorgang ein Adenosintriphosphat (ATP) ab. Du nennst sie daher auch Natrium-Kalium-ATPase. Ein Transportprozess, der Energie benötigt, heißt primär aktiver Transport. Er kann entgegen eines Konzentrationsgefälles ablaufen. Das heißt, es werden Teilchen vom Ort niedriger zum Ort höherer Konzentration transportiert. So hält die Natrium Kalium Pumpe den Konzentrationsunterschied in den Zellen aufrecht. direkt ins Video springen Natrium-Kalium-PumpeNatrium-Kalium-Pumpe Definition Die Natrium-Kalium-Pumpe (auch: Na K Pumpe, Na K ATPase oder sodium potassium pump) ist ein in der Membran liegendes Enzym. Unter ATP-Verbrauch katalysiert es den Transport von Natrium- und Kaliumionen über die Zellmembran. Natrium-Kalium-Pumpe Funktionim Videozur Stelle im Video springen (01:06) Die Natrium Kalium ATPase transportiert Na+ Ionen aus der Zelle heraus und K+ Ionen in die Zelle zurück. Sie sorgt also für einen entgegengesetzten Transport der Ionen. Daher bezeichnest du sie auch als Antiporter. Das bedeutet für die Zelle, dass drei positive Ladungen entfernt und nur zwei positive Ladungen wieder hinzugefügt werden. Bei jedem Transport nimmt die Gesamtladung innerhalb der Zelle also um eins ab. Auf Dauer ist die Zelle dann negativer geladen. Ein Transportprotein, das eine elektrische Spannung aufbaut, nennst du elektrogen. Aber was bringt das? Das Transportprotein wirkt durch seinen Pumpvorgang aktiv einem Ladungsausgleich entgegen. Denn es pumpt die Ionen entgegen ihres Konzentrationsgradienten. Dadurch kann die Zelle eine negative Spannung aufrechterhalten (= Ruhepotential). Das ist vor allem für Nervenzellen wichtig. Nur durch ein stabiles Ruhepotential sind sie in der Lage, elektrische Reize weiterzuleiten. Normalerweise ist die Konzentration von Kaliumionen in der Zelle hoch, während die Natriumkonzentration außerhalb der Zelle hoch ist. In Ruhe sind die Kaliumionenkanäle in der Zellmembran geöffnet. So können die Kaliumionen aus der Zelle herausströmen. Gleichzeitig gibt es sogenannte Na+ Leckströme. Das sind Ströme von Natriumionen direkt durch die Membran. Die Ionen bewegen sich also entlang ihres Konzentrationsgradienten, um die Konzentration auszugleichen. Da die Ionen geladen sind, würde es auf Dauer zu einem Ladungsausgleich kommen. Dem wirkt die Ionenpumpe also entgegen. Natrium-Kalium-Pumpe Mechanismusim Videozur Stelle im Video springen (02:40) Die Kalium Natrium Pumpe transportiert drei Natriumionen vom Cytoplasma nach draußen (Extrazellulärraum) und zwei Kaliumionen vom Extrazellulärraum ins Cytoplasma zurück. Bei jedem Transportvorgang verbraucht sie ein Molekül ATP. Schauen wir uns den Prozess jetzt Schritt für Schritt an. direkt ins Video springen Natrium-Kalium-Pumpe Mechanismus (Schritt 1-3)direkt ins Video springen Natrium-Kalium-Pumpe Mechanismus (Schritt 4-6)
Du weißt jetzt, wie die Natrium-Kalium-Pumpe die Ionen entgegen ihres Konzentrationsgradienten transportiert. So hält sie das Ruhepotential der Zellen konstant. Wenn du wissen möchtest, was du unter dem Ruhepotential verstehst, gibt es hier das nächste Video für dich! direkt ins Video springen Zum Video: RuhepotentialWelche Bedeutung hat die NatriumNatrium-Kalium-Pumpe Funktion. Die Natrium Kalium ATPase transportiert Na+ Ionen aus der Zelle heraus und K+ Ionen in die Zelle zurück. Sie sorgt also für einen entgegengesetzten Transport der Ionen. Daher bezeichnest du sie auch als Antiporter.
Warum bestimmt hauptsächlich Kalium das Ruhepotential?Das Ruhemembranpotential wird hauptsächlich durch das Gleichgewichtspotential von Kalium bestimmt. Das hängt damit zusammen, dass die Membran in Ruhe, aufgrund von Ionenkanälen, durchlässiger für Kalium ist.
Welche Aufgabe hat die NatriumWelche Aufgabe hat die Natrium-Kalium-Pumpe? Sie sorgt dafür, dass die für das Aktionspotential notwendige Menge an Natrium aus dem Zellinneren herausströmt. Sie sorgt für die Aufrechterhaltung und Wiederherstellung des Ruhepotentials, indem sie unter ATP-Verbrauch ständig 2 K+ nach innen und 3 Na+ nach außen pumpt.
Wie wirkt sich die Erhöhung der Kalium ionenkonzentration auf das Ruhepotential aus?2 Durch die Erhöhung der Kalium-Ionen-Konzentration im extrazellulären Raum wird der Konzentrations-Unterschied zwischen innen und außen kleiner. Dadurch wird auch die osmotische Kraft auf die Kalium-Ionen kleiner, so dass im Gleichgewicht weniger Kalium-Ionen den nach außen gewandert sind.
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