Báo cáo: Khái quát về bơm Na - K docx

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A
GVHD: T.S Võ Văn Toàn
SVTH: Nhóm 3
Lớp: Sinh 2007A

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A
Danh sách nhóm 3 lớp sinh 2007A
Danh sách nhóm 3 lớp sinh 2007A
•
Nguyễn Quốc Thản
Nguyễn Quốc Thản
•
Võ Thanh Tùng
Võ Thanh Tùng
•
Lê Thái Ngọc
Lê Thái Ngọc
•
Phạm Nguyễn Duy Tân
Phạm Nguyễn Duy Tân
•
Nguyễn Hữu Đức
Nguyễn Hữu Đức
•
Bùi Văn Hồ
Bùi Văn Hồ
•
Lê Văn Toàn
Lê Văn Toàn
•

Lê Nguyễn Thị Trúc Xinh
Lê Nguyễn Thị Trúc Xinh
•
Huỳnh Thị Minh Thảo Em
Huỳnh Thị Minh Thảo Em
•
Nguyễn Thị Hạnh Đào
Nguyễn Thị Hạnh Đào
•
Nguyễn Trần Mai Thanh
Nguyễn Trần Mai Thanh
•
Nguyễn Thị Huỳnh Thơ
Nguyễn Thị Huỳnh Thơ

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A
Cấu trúc bài cemina
Cấu trúc bài cemina
I.
I.
Khái quát về bơm Na-K
Khái quát về bơm Na-K
II.
II.
Cấu tạo bơm Na-K
Cấu tạo bơm Na-K
III.
III.
Cơ chế của bơm Na-K
Cơ chế của bơm Na-K

IV.
IV.
Vai trò của bơm Na-K
Vai trò của bơm Na-K
V.
V.
Sự ức chế hoạt động của bơm
Sự ức chế hoạt động của bơm

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A
I. Khái quát về bơm Na - K
I. Khái quát về bơm Na - K


Bơm Natri-Kali là một bộ máy vận chuyển
Bơm Natri-Kali là một bộ máy vận chuyển
tích cực của Na
tích cực của Na
+
+
và K
và K
+
+
, được hình thành trong
, được hình thành trong
quá trình trao đổi chất. Bơm làm nhiệm vụ đẩy
quá trình trao đổi chất. Bơm làm nhiệm vụ đẩy
Na
Na

+
+
ra khỏi tế bào, làm cho nồng độ Na
ra khỏi tế bào, làm cho nồng độ Na
+
+
trong tế
trong tế
bào giảm, nống độ Na
bào giảm, nống độ Na
+
+
ngoài tế bào tăng, dẫn
ngoài tế bào tăng, dẫn
đến xuất hiện gradien điện thế có chiều từ môi
đến xuất hiện gradien điện thế có chiều từ môi
trường vào tế bào; Gradien này làm động lực
trường vào tế bào; Gradien này làm động lực
cho quá trình vận chuyển ion K
cho quá trình vận chuyển ion K
+
+
, glucoza, axit
, glucoza, axit
amin, vào trong tế bào.
amin, vào trong tế bào.



Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A

Bơm Na – K là hình thức vận chuyển tích
Bơm Na – K là hình thức vận chuyển tích
cực nguyên phát các chất vào trong tế bào, Tế
cực nguyên phát các chất vào trong tế bào, Tế
bào sẽ sử dụng năng lượng này thay đổi hình
bào sẽ sử dụng năng lượng này thay đổi hình
dạng của các protein vận chuyển trên màng bào
dạng của các protein vận chuyển trên màng bào
tương để qua đó thực hiện việc vận chuyển.
tương để qua đó thực hiện việc vận chuyển.
Khoảng 40% ATP của tế bào phục vụ cho mục
Khoảng 40% ATP của tế bào phục vụ cho mục
đích này.
đích này.


Vận chuyển tích cực nguyên phát: Là hình
Vận chuyển tích cực nguyên phát: Là hình
thức vận chuyển sử dụng năng lượng từ phân
thức vận chuyển sử dụng năng lượng từ phân
giải ATP hoặc từ một số chất phosphat giàu
giải ATP hoặc từ một số chất phosphat giàu
năng lượng như creatin phosphat.
năng lượng như creatin phosphat.

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A

Năng lượng sử dụng cho bơm lấy từ ATP
Năng lượng sử dụng cho bơm lấy từ ATP
của tế bào. Theo tính toán, năng lượng thủy
của tế bào. Theo tính toán, năng lượng thủy
phân 1mol ATP có thể dùng cho vận chuyển 3
phân 1mol ATP có thể dùng cho vận chuyển 3
ion Na
ion Na
+
+
ra khỏi tế bào và 2 ion K
ra khỏi tế bào và 2 ion K
+
+
đi vào.
đi vào.


Tất cả các tế bào đều có bơm natri, có từ
Tất cả các tế bào đều có bơm natri, có từ
800.000 và 30.000.000 máy bơm trên bề mặt
800.000 và 30.000.000 máy bơm trên bề mặt
của tế bào. Như vậy và chúng phải hoạt động
của tế bào. Như vậy và chúng phải hoạt động
liên tục để duy trì sự ổn định của các ion Na
liên tục để duy trì sự ổn định của các ion Na
+
+
và
và

K
K
+
+
do các ion Na
do các ion Na
+
+
và K
và K
+
+
liên tục khuếch tán qua
liên tục khuếch tán qua
màng thông qua các kênh làm phá vỡ trạng thái
màng thông qua các kênh làm phá vỡ trạng thái
ổn định của các ion này.
ổn định của các ion này.

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A
II. Cấu tạo của bơm natri - kali (bơm Na - K - ATPase)
II. Cấu tạo của bơm natri - kali (bơm Na - K - ATPase)


Bơm natri - kali là một protein mang có
Bơm natri - kali là một protein mang có
hai phân tử protein dạng cầu, một to và một
hai phân tử protein dạng cầu, một to và một
nhỏ. Protein to có 3 vị trí tiếp nhận (receptor)
nhỏ. Protein to có 3 vị trí tiếp nhận (receptor)

đặc hiệu với Na
đặc hiệu với Na
+
+
ở mặt trong và 2 vị trí tiếp nhận
ở mặt trong và 2 vị trí tiếp nhận
(receptor) đặc hiệu với K
(receptor) đặc hiệu với K
+
+
ở mặt ngoài. ở mặt
ở mặt ngoài. ở mặt
trong, gần receptor tiếp nhận Na
trong, gần receptor tiếp nhận Na
+
+
ATP- có enzym
ATP- có enzym
ase.
ase.

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A
Cấu tạo của bơm Na - K

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A
III. Cơ chế của bơm Na
III. Cơ chế của bơm Na
+
+
- K

- K
+
+


S
S
ự vận chuyển tích
ự vận chuyển tích
cực các ion dương, có
cực các ion dương, có
nhiều giả thuyết cho rằng trong màng phải có
nhiều giả thuyết cho rằng trong màng phải có
một cơ chế đặc biệt, có khả năng duy trì nồng
một cơ chế đặc biệt, có khả năng duy trì nồng
độ ion cố định, cần thiết cho hoạt động sống
độ ion cố định, cần thiết cho hoạt động sống
của tế bào.
của tế bào.


Ví dụ: sự vận chuyển tích cực ion Na
Ví dụ: sự vận chuyển tích cực ion Na
+
+
và K
và K
+
+
.

.
Đây là sự vận chuyển ion theo chiều chống lại
Đây là sự vận chuyển ion theo chiều chống lại
Gradien điện hóa, sự vận chuyển này chỉ xãy ra
Gradien điện hóa, sự vận chuyển này chỉ xãy ra
khi có mặt ATP và ion Mg
khi có mặt ATP và ion Mg
++
++
.
.

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A


Qua tính toán Holkin thấy rằng nằng lượng
Qua tính toán Holkin thấy rằng nằng lượng
giải phóng ra do quá trình phân hủy 1 mol ATP
giải phóng ra do quá trình phân hủy 1 mol ATP
có thể đủ cho sự vận chuyển 1 mol cation qua
có thể đủ cho sự vận chuyển 1 mol cation qua
màng ngược gradien điện hóa. Đối với vận
màng ngược gradien điện hóa. Đối với vận
chuyển Na
chuyển Na
+
+
thì cứ 1 mol ATP vận chuyển được 3
thì cứ 1 mol ATP vận chuyển được 3
mol Na

mol Na
+
+
đi ra và 2 mol K
đi ra và 2 mol K
+
+
đi vào (thực nghiệm
đi vào (thực nghiệm
trên hồng cầu).
trên hồng cầu).


Trên cơ sở nhiều số liệu thực nghiệm, hiện
Trên cơ sở nhiều số liệu thực nghiệm, hiện
nay người ta thừa nhận các ion chỉ có thể vận
nay người ta thừa nhận các ion chỉ có thể vận
chuyển tích cực qua màng nhờ năng lượng thủy
chuyển tích cực qua màng nhờ năng lượng thủy
phân ATP dưới tác dụng của men ATP – aza.
phân ATP dưới tác dụng của men ATP – aza.

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A


Trong tất cả các loại men ATP-aza, loại
Trong tất cả các loại men ATP-aza, loại
quan trọng nhất đối với sự vận chuyển tích cực
quan trọng nhất đối với sự vận chuyển tích cực
ion Na

ion Na
+
+
và ion K
và ion K
+
+
là ATP-aza được hoạt hóa bởi
là ATP-aza được hoạt hóa bởi
chính những ion đó. Sau này Scau (1957) đã
chính những ion đó. Sau này Scau (1957) đã
chứng minh được vai trò của ion Mg
chứng minh được vai trò của ion Mg
++
++
trong quá
trong quá
trình hoạt hóa men này.
trình hoạt hóa men này.

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A
Cơ chế vận chuyển tích cực các ion Na
Cơ chế vận chuyển tích cực các ion Na
+
+
và ion K
và ion K
+

+


có thể giải thích bằng sơ đồ sau:
có thể giải thích bằng sơ đồ sau:
1. M
1. M
1
1
+ Na
+ Na
+
+
+ Mg-ATP
+ Mg-ATP
Na M
Na M
1
1
~ P + Mg
~ P + Mg
++
++
+ ATP
+ ATP
2. Na M
2. Na M
1
1
~ P

~ P
x
x
NaM
NaM
2
2
~ P
~ P
3. NaM
3. NaM
2
2
~ P
~ P
M
M
2
2
~ P + Na
~ P + Na
+
+
4. M
4. M
2
2
~ P KM
~ P KM
2

2
~ P
~ P
5. KM
5. KM
2
2
~ P
~ P
y
y


KM
KM
1
1
~ P
~ P
6. KM
6. KM
1
1
~ P M
~ P M
1
1
+ P + K
+ P + K
+

+

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A


Ở giai đoạn 1 Na
Ở giai đoạn 1 Na
+
+
gắn vào chất mang M
gắn vào chất mang M
1
1
,
,
chất mang M
chất mang M
1
1
xuất hiện cùng với
xuất hiện cùng với


Mg – ATP ở mặt trong của màng tế bào. Quá
Mg – ATP ở mặt trong của màng tế bào. Quá
trình phosphorin hóa xãy ra, cung cấp năng
trình phosphorin hóa xãy ra, cung cấp năng
lượng cho phức hợp NaM
lượng cho phức hợp NaM
1

1
~ P lọt qua màng tế
~ P lọt qua màng tế
bào. Do tác dụng của chất x ở mặt ngoài
bào. Do tác dụng của chất x ở mặt ngoài
màng tế bào, cấu trúc phức hợp NaM
màng tế bào, cấu trúc phức hợp NaM
1
1
~ P bị
~ P bị
biến đổi thành phức hợp NaM
biến đổi thành phức hợp NaM
2
2
~ P
~ P

Na
+
đang đi vào bơm Na-K

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A


Ở giai đoạn 2 lúc này M
Ở giai đoạn 2 lúc này M
1
1
bị biến đổi thành M

bị biến đổi thành M
2
2
.
.


Sang giai đoạn 3 do chất mang M
Sang giai đoạn 3 do chất mang M
2
2
gắn rất yếu
gắn rất yếu
với Na
với Na
+
+
nên phức hợp này bị phân li và Na
nên phức hợp này bị phân li và Na
+
+
đã ra
đã ra
bên ngoài.
bên ngoài.



Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A

Ở giai đoạn 4 chất mang M
Ở giai đoạn 4 chất mang M
2
2
gắn với K
gắn với K
+
+
ở mặt
ở mặt
ngoài màng tế bào thành phức hợp KM
ngoài màng tế bào thành phức hợp KM
2
2
~ P,
~ P,
phức hợp này đi vào phía trong tế bào.
phức hợp này đi vào phía trong tế bào.


Trong giai đoạn 5 phức hợp KM
Trong giai đoạn 5 phức hợp KM
2
2
~P bị biến
~P bị biến
đổi dưới tác dụng của chất y thành KM
đổi dưới tác dụng của chất y thành KM
1

1
~ P bị
~ P bị
phân li ở giai đoạn 6 giải phóng K
phân li ở giai đoạn 6 giải phóng K
+
+
và P vào trong
và P vào trong
tế bào. Quá trình sau đó lại cứ tiếp diễn.
tế bào. Quá trình sau đó lại cứ tiếp diễn.

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A


Như vậy quá trình vận chuyển tích cực ion
Như vậy quá trình vận chuyển tích cực ion
Na
Na
+
+
và K
và K
+
+
luôn xãy ra đồng thời với sự thủy phân
luôn xãy ra đồng thời với sự thủy phân
ATP. Theo Hogdkin, Rat và Scou (1954) đây là
ATP. Theo Hogdkin, Rat và Scou (1954) đây là
cơ chế bơm natri-kali. Các kết quả thực nghiệm

cơ chế bơm natri-kali. Các kết quả thực nghiệm
đã cho thấy để xãy ra thủy phân ATP cần phải
đã cho thấy để xãy ra thủy phân ATP cần phải
có một loại men đặc hiệu là adenozin
có một loại men đặc hiệu là adenozin
triphophataza. Do men này chỉ có tác dụng khi
triphophataza. Do men này chỉ có tác dụng khi
có mặt các ion Na
có mặt các ion Na
+
+
và K
và K
+
+
nên người ta goi là
nên người ta goi là
Na
Na
+
+
-K
-K
+
+
-ATP-aza.
-ATP-aza.


Đối với các ion khác, cơ chế vận chuyển tích

Đối với các ion khác, cơ chế vận chuyển tích
cực phải thông qua một chất vận chuyển đặc
cực phải thông qua một chất vận chuyển đặc
trưng nào đó trong màng và năng lượng dùng
trưng nào đó trong màng và năng lượng dùng
cho quá trình này cũng lấy từ các phân tử ATP
cho quá trình này cũng lấy từ các phân tử ATP

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A
IV. Vai trò (ý nghĩa) của bơm Na
IV. Vai trò (ý nghĩa) của bơm Na
+
+
- K
- K
+
+
- ATPase
- ATPase


- Kiểm soát thể tích tế bào: ở bên trong tế
- Kiểm soát thể tích tế bào: ở bên trong tế
bào có một số lượng lớn protein và các hợp chất
bào có một số lượng lớn protein và các hợp chất
hữu cơ khác do kích thước lớn không thể thấm
hữu cơ khác do kích thước lớn không thể thấm
ra ngoài. Phần lớn các phân tử này mang điện
ra ngoài. Phần lớn các phân tử này mang điện
tích âm, do đó chúng hấp dẫn các ion dương và

tích âm, do đó chúng hấp dẫn các ion dương và
gây ra một lực thẩm thấu hút nước vào bên
gây ra một lực thẩm thấu hút nước vào bên
trong tế bào, làm tế bào phồng lên và có thể vỡ.
trong tế bào, làm tế bào phồng lên và có thể vỡ.

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A


Bơm Na
Bơm Na
+
+
- K
- K
+
+
- ATPase ngăn cản khuynh
- ATPase ngăn cản khuynh
hướng phồng tế bào vì khi hoạt động nó đưa 3
hướng phồng tế bào vì khi hoạt động nó đưa 3
Na
Na
+
+
ra ngoài nhưng chỉ đưa 2 K
ra ngoài nhưng chỉ đưa 2 K
+
+
vào trong. Màng

vào trong. Màng
tế bào ít thấm Na
tế bào ít thấm Na
+
+
hơn K
hơn K
+
+
, do đó một khi Na
, do đó một khi Na
+
+


được bơm ra ngoài thì nó có khuynh hướng ở lại
được bơm ra ngoài thì nó có khuynh hướng ở lại
bên ngoài và kéo nước ra theo. Hơn nữa, khi tế
bên ngoài và kéo nước ra theo. Hơn nữa, khi tế
bào bắt đầu phồng lên thì sẽ hoạt hoá bơm Na
bào bắt đầu phồng lên thì sẽ hoạt hoá bơm Na
+
+
-
-
K
K
+
+
- ATPase để đưa nhiều Na

- ATPase để đưa nhiều Na
+
+
và nước hơn nữa
và nước hơn nữa
ra ngoài, giữ cho thể tích tế bào không thay đổi.
ra ngoài, giữ cho thể tích tế bào không thay đổi.

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A


- Bơm Na
- Bơm Na
+
+
- K
- K
+
+
- ATP-ase tạo điện thế nghỉ
- ATP-ase tạo điện thế nghỉ
của màng: Khi hoạt động bơm Na - K – ATP- ase
của màng: Khi hoạt động bơm Na - K – ATP- ase
chuyển 3 Na
chuyển 3 Na
+
+
ra ngoài và đưa 2 K
ra ngoài và đưa 2 K
+

+
vào trong, có
vào trong, có
nghĩa là mỗi khi hoạt động bơm đã đưa 1 ion
nghĩa là mỗi khi hoạt động bơm đã đưa 1 ion
dương ra ngoài, làm cho ion dương ở bên ngoài
dương ra ngoài, làm cho ion dương ở bên ngoài
tăng lên và ở bên trong giảm đi, tức là bơm đã
tăng lên và ở bên trong giảm đi, tức là bơm đã
tạo điện tích âm ở bên trong màng khi tế bào
tạo điện tích âm ở bên trong màng khi tế bào
nghỉ ngơi.
nghỉ ngơi.


- Hoạt động của bơm Natri-Kali giúp đảm bảo
- Hoạt động của bơm Natri-Kali giúp đảm bảo
sự cân bằng giữa quá trình đẩy và hút các chất
sự cân bằng giữa quá trình đẩy và hút các chất
qua màng, giữ cho áp suất thẩm thấu trong tế
qua màng, giữ cho áp suất thẩm thấu trong tế
bào ổn định, tế bào không bị trương và chết.
bào ổn định, tế bào không bị trương và chết.

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A


Qua hoạt động của bơm natri, các ion natri
Qua hoạt động của bơm natri, các ion natri
(Na

(Na
+
+
) sẽ được "bơm" ra khỏi tế bào (nơi có nồng
) sẽ được "bơm" ra khỏi tế bào (nơi có nồng
độ ion natri cao hơn) và ion kali (K
độ ion natri cao hơn) và ion kali (K
+
+
) sẽ được
) sẽ được
"bơm" vào trong tế bào (nơi có nồng độ ion kali
"bơm" vào trong tế bào (nơi có nồng độ ion kali
cao hơn). Bằng cách này bơm natri sẽ duy trì
cao hơn). Bằng cách này bơm natri sẽ duy trì
được nồng độ ổn định của ion natri và kali ở
được nồng độ ổn định của ion natri và kali ở
trong và ngoài tế bào, điều này rất quan trọng
trong và ngoài tế bào, điều này rất quan trọng
cho hoạt động sống của tế bào.
cho hoạt động sống của tế bào.

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A
V.
V.
Sự ức chế hoạt động của bơm
Sự ức chế hoạt động của bơm

Bơm sẽ không hoạt động nếu nồng độ của
Bơm sẽ không hoạt động nếu nồng độ của
các ion Na
các ion Na
+
+
, K
, K
+
+
và ATP quá thấp. Tác dụng của
và ATP quá thấp. Tác dụng của
digitalis, một loại thuốc được sử dụng trong việc
digitalis, một loại thuốc được sử dụng trong việc
điều trị suy tim, dựa trên khả năng kết hợp với
điều trị suy tim, dựa trên khả năng kết hợp với
tiểu phần α ở phía mặt ngoài tế bào và qua đó
tiểu phần α ở phía mặt ngoài tế bào và qua đó
can thiệp vào quá trình dephosphoryl của bơm
can thiệp vào quá trình dephosphoryl của bơm
làm ức chế hoạt động của bơm.
làm ức chế hoạt động của bơm.

Cemina lí sinh nhóm 3 sinh 2007A