Натриевый насос присутствует в поверхностной мембране всех клеток животных, используя энергию, полученную из АТФ, для транспортировки ионов натрия и калия в противоположных направлениях через границу клетки. Создавая трансмембранные градиенты этих двух ионов, насос играет жизненно важную роль во многих важных процессах, включая нервные импульсы, сердцебиение и мышечное сокращение.
Теперь исследователи из Рокфеллеровского университета Наташия Ведовато и Дэвид Гэдсби демонстрируют, что, помимо своей роли переносчика ионов натрия и калия, насос может одновременно импортировать протоны в клетку. Их исследование не только предоставляет доказательства «гибридной» функции насоса, но также поднимает важные вопросы о том, может ли приток протонов через натриевые насосы играть роль в определенных патологиях.
Натриевый насос выводит три иона натрия из клетки и импортирует два иона калия в клетку в течение каждого транспортного цикла. Ведовато и Гэдсби показывают, что во время этого нормального цикла в насосе образуется проход, позволяющий протонам проходить через мембрану.
Когда насос выпускает первый из трех ионов натрия наружу клетки, вновь освобожденный участок связывания становится доступным для использования внешним протоном, позволяя ему затем проникнуть в цитоплазму. Протоны перемещаются по определенному маршруту, и приток протонов не требуется для успешного переноса натрия и калия.
Импорт протонов высок, когда их внеклеточная концентрация высока (pH низкий), а мембранный потенциал отрицательный. Поэтому авторы предполагают, что приток протонов может иметь важные последствия в условиях пониженного внеклеточного pH, например, в мышцах во время тяжелых упражнений, в сердце во время сердечного приступа или в головном мозге во время инсульта.