Натрій-кальцієвий обмінник

Натрій-кальцієвий обмінник, також натрій-кальцієва помпа^[] — трансмембранний транспортний білок, іонна помпа, яка за рахунок енергії електрохімічного градієнту концентрацій іонів поза клітиною та всередині неї переносить через клітинну мембрану іони кальцію та натрію. За фізіологічних умов виводить з клітини іони кальцію та переносить у клітину 3 іони натрію в обмін на кожний іон кальцію. Відіграє важливу роль у клітинах серця хребетних (кардіоміоцитах), де є одним з ключових механізмів у зменшенні концентрації кальцію в цитоплазмі клітин в ході розслаблення. Присутній також у більшості інших типів клітин організму.

У людини наявно 3 ізоформи натрій-кальцієвого обмінника, які кодуються трьома різними генами: (SLC8A1), (SLC8A2), (SLC8A3). Перша експресується в серці й у більшості інших тканин, тоді як інші — в мозку та деяких інших тканинах.

Порівняно з іншими механізмами відкачування кальцію з цитоплазми клітини, натрій-кальцієва помпа має низьку спорідненість до кальцію, але здійснює саме перенесення значно швидше: до 5000 іонів кальцію за секунду.

Натрій-кальцієвий обмінник, окрім клітинної мембрани, наявний у мембрані мітохондрій, ендоплазматичного ретикулуму та секреторних везикул.

Повний основного серцевого обмінника SLC8A1 призводить до загибелі ембріонів, однак у разі умовного нокауту вже після народження нокаутні тварини не мають очевидних порушень роботи серця.

Напрям транспорту

За підвищеної концентрації внутрішньоклітинних іонів натрію може переходити до зворотного обміну: перенесення іонів кальцію всередину клітини, а іонів натрію назовні. Зокрема при сильній деполяризації мембрани клітини, викликаної відчиненням потенціалкерованих натрієвих каналів, натрій-кальцієвий обмінник є джерелом входу іонів кальцію до цмтоплазми. У клінічній практиці за серцевої недостатності вхід кальцію до кардіоміоцитів за допомогою обмінника створюють підвищенням концентрації іонів натрію в цитоплазмі, блокуючи натрій-калієву АТФ-азу невеликими дозами серцевих глікозидів, зокрема (дигоксину).

Історія досліджень

Вперше відкритий у кінці 1960-х у (гігантському аксоні кальмара) та кардіоміоцитах.

Див. також

• Натрій-калієва помпа

Примітки

1. Shigekawa, M.; Iwamoto, T. (2001). Cardiac Na+-Ca2+ Exchange : Molecular and Pharmacological Aspects. Circulation Research. 88 (9): 864—876. doi:10.1161/hh0901.090298. ISSN 0009-7330.(англ.)
2. Blaustein, Mordecai P.; Lederer, W. Jonathan (1999). Sodium/Calcium Exchange: Its Physiological Implications. Physiological Reviews. 79 (3): 763—854. doi:10.1152/physrev.1999.79.3.763. ISSN 0031-9333.(англ.)
3. Eisner, D. A. (2004). Sodium Calcium Exchange in the Heart: Necessity or Luxury?. Circulation Research. 95 (6): 549—551. doi:10.1161/01.RES.0000143419.87518.9e. ISSN 0009-7330.(англ.)