* Hoạt động của bơm Natri-Kali:
Bơm Natri-Kali là một bộ máy vận chuyển tích cực của Na+ và K+, được hình thành trong quá trình trao đổi chất. Bơm làm nhiệm vụ đẩy Na+ ra khỏi tế bào, làm cho nồng độ Na+ trong tế bào giảm, nống độ Na+ ngoài tế bào tăng, dẫn đến xuất hiện gradien điện thế có chiều từ môi trường vào tế bào; Gradien này làm động lực cho quá trình vận chuyển ion K+ , glucoza, axit amin,...vào trong tế bào.
+ Năng lượng sử dụng cho bơm lấy từ ATP của tế bào. Theo tính toán, năng lượng thủy phân 1mol ATP có thể dùng cho vận chuyển 3 ion Na+ ra khỏi tế bào và 2 ion K+ đi vào.
+ Hoạt động của bơm Natri-Kali giúp đảm bảo sự cân bằng giữa quá trình đẩy và hút các chất qua màng, giữ cho áp suất thẩm thấu trong tế bào ổn định, tế bào không bị trương và chết.
* Cơ chế vận chuyển Na+ và K+ qua màng tế bào:
+ Ngày nay, nhiều kết quả nghiên cứu đã đi đến kết luận rằng: Chất chuyển tải Na+ và K+ qua màng tế bào là ATP-aza, đó là một loại enzim có bản chất protein, tập trung ở các thành phần màng ( như màng tế bào thần kinh, màng các mô, các cơ quan như gan, thận, cơ, mô não, mô các tuyến,...).
+ ATP-aza được kích thích hoạt hóa bởi các ion Na+, K+ , Mg2+,...đồng thời nó cũng đóng vai trò xúc tác cho quá trình thủy phân ATP, tạo ra năng lượng cung cấp cho quá trình vận chuyển tích cực.
+ Quá trình vận chuyển Na+ và K+ được chia thành 2 giai đoạn:
- Giai đoạn 1:
ATP-aza được Na+ trong tế bào kích thích và kết hợp với nhóm photphat cuối của ATP, tạo ra chất trung gian là phân tử enzim đã được photphorin hóa. Nếu ta ký hiệu phân tử enzim đó ATP-aza = E thì có thể viết quá trình này như sau:
Na+ + E + ATP Na+ .E ~ P + ADP
- Giai đoạn 2:
Phức chất Na+ .E ~ P chuyển đến ngoài màng được ion K+ hoạt hóa và thủy phân, giải phóng Na+ ra ngoài môi trường, đồng thời bị khử photphorin hóa. Phân tử enzim bây giờ lại kết hợp với ion K+ để đưa vào trong tế bào.
Như vậy, ở ngoài màng: Na+ .E ~ P + K+ K+.E ~ P + Na+
Ở trong màng: K+ .E ~ P K+ + E + P
Ở quá trình vận chuyển tích cực, ta thấy có một điều đặc biệt là hai loại ion K+ va Na+ có cùng bản chất và kích thước nhưng vẫn xảy ra sự đổi chỗ cho nhau. Người ta cho rằng điều này thực hiện được là do lực liên kết giữa hệ vận chuyển với ion hóa trị 1 có liên quan đến điện trường do nhóm điện tích âm tạo ra và tác dụng của điện trường này với các loại ion khác nhau là khác nhau; Tức là điện trường này có thể tăng, giảm dẫn đến làm tăng lực liên kết với loại ion này, hay làm giảm lực liên kết với loại ion khác.
Nói chung, đến nay cơ chế vận chuyển tích cực các chất qua màng vẫn còn nhiều vấn đề cần phải tiếp tục nghiên cứu bổ sung và hoàn thiện thêm.
