Active Transport: Sodium-calcium Exchanger – Biological Membranes

00:00 Aktiver Transport kann, wie ich bereits sagte eine Vielzahl von Energiequellen haben. Eine der Energiequellen, wie wir bei der Natrium-Kalium ATPase gesehen haben, ist ATP-Energie, aber ATP ist nur eine der Energiequellen, die die Bewegung von Ionen oder anderen Substanzen durch eine Membran ermöglichen. Ein wirklich gutes Beispiel wird hier gezeigt. Dies ist die Natrium Kalzium-Pumpe, und die Natrium-Kalzium-Pumpe nutzt den Natriumgradienten, um Kalzium durch die Lipid-Doppelschicht zu transportieren. Dies wird in dieser Folie hier dargestellt.

00:32 Sie sehen das Protein, das an diesem Transport beteiligt ist, in grün dargestellt.

00:39 Und wenn Sie sich das anschauen, sehen Sie, dass sich in diesem Fall der intrazelluläre Raum auf der Unterseite und der extrazelluläre Raum oder der außerhalb der Zelle gelegene Anteil auf der Oberseite befindet. Wenn wir uns das ansehen, sehen wir, dass sich eine größere Konzentration von Natrium und auch von Kalzium auf der Außenseite der Zelle befindet. Die Zelle versucht Kalzium von innen nach außen zu pumpen. Warum will die Zelle das tun? Nun hier ein sehr wichtiger Grund. Die Kalzium Konzentration muss sehr streng kontrolliert werden innerhalb der Zellen. Der Grund, warum dies notwendig ist ist, weil Kalzium in hohen Konzentrationen zur Ausfällung von Chromosomen führt, daher muss die Kalziumkonzentration sehr, sehr sorgfältig kontrolliert werden. Eine Art der Kontrolle ist ist ein System, welches Sie hier auf dem Bildschirm sehen können. Nun, dieses System benutzt kein ATP, um Kalzium nach außen zu transportieren; stattdessen verwendet es die hohe Konzentration von Natrium zum Transport nach außen. Man kann dies in diesem Prozess beobachten. Und auf der linken Seite der grünen Räder die Sie dort sehen, hat Kalzium gebunden und Sie sehen ein Natrium, das sich auf die andere Seite der Kammer bewegt. Das geschieht, weil Natrium in hoher Konzentration vorhanden ist und gerne in die Zelle eindringen würde. Also treibt der Natriumgradient das Kalzium tatsächlich nach außen. Wir können hier sehen, wie dieser Prozess abläuft. Hier ist die Kalziumbeladung, hier kommt das Natrium dazu, und der Druck, der durch die Natrium-Ionen entsteht, die sich durch die Kammer bewegen, bringt das Rad zum Drehen. Während sich das Rad dreht, fließt Natrium hinein, in die Richtung, in die es ohnehin fließen will, und Kalzium wird ausgestoßen.

02:19 Hier war kein ATP beteiligt, denn die treibende Kraft war die Natriumkonzentration auf der Außenseite im Vergleich zur Innenseite der Zelle. Je größer dieser Unterschied ist, desto stärker kann diese Kraft auftreten. Nun, je größer dieser Unterschied ist, desto mehr spielt natürlich die Natrium-Kalium-ATPase eine Rolle.

02:34 Also die Natrium-Kalium- ATPase macht eine Menge Dinge. Sie hilft bei der Aufrechterhaltung von Nervensignalen, sie hilft das osmotische Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, und wie Sie hier sehen können hilft sie dabei, Ionen durch die Lipid-Doppelschicht zu bewegen.