钠是什么作用?

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在细胞中,许多生理功能都是由离子实现的。比如说钙离子的信号传递、钾离子的电荷驱动;比如说锌离子作为胰岛素发挥作用所必须的辅因子;又比如说今天要讲的钠离子。 人体血液和细胞液中都存在钠离子(Na+),它作为细胞内外电解质的重要组成部分参与了很多代谢过程。除了维持细胞的渗透压和酸碱平衡外,还参与了神经冲动的传导和肌肉收缩的过程。

一.神经冲动的传导 在神经系统里,钠离子主要负责快速传导突触后的电流以及动作电位的复极过程。其中快速传导的钠电流I Na是维持神经肌肉兴奋-收缩耦联过程中重要的组成部分。 这一过程需要细胞膜上有特定的钠离子通道蛋白NSPC来执行。当有刺激作用于敏感神经元时,细胞内Ca2+浓度上升,通过钙离子通道,引起NSPC开放,使得Na+内流从而启动细胞内的生化反应链,最终使肌肉产生收缩作用。

在外周神经纤维的乙酰胆碱受体(AChR)上存在着不同的纳离子通道亚家族成员——α9β1、 α8β1 和 α7β1。这些不同的亚家族与不同的受体亚单位结合形成异聚体,进而组成各自的通道蛋白,介导钠离子的内流。目前对这三种钠离子通道在神经冲动传导中的功能研究较为深入。

二.肌肉收缩机制 当肌肉受到电刺激的时候,细胞膜上的钠离子通道会打开使Na+内流,继而引发肌质网(SR)里的钙离子释放(Ca2+-SR),最后由钙调蛋白激活肌球蛋白轻链激酶,促使肌球蛋白轻链被磷酸化而聚集成运动单位,从而使肌肉发生收缩作用。

另外,在心肌细胞里,有特异性的钠离子通道蛋白Nav1.5,它主要控制慢通道,调节慢频率的自动心律。而在骨骼肌和自主神经系统中,除NaV亚家族之外,尚存在其他类型的钠离子通道蛋白,如SDC, NALCN等。这些不同家族的钠离子通道在调控肌肉收缩方面起着非常重要的作用。

三. 离子信号 除了直接参与电化学信号的传导外,钠离子还是许多细胞内信号分子发挥效应的作用基质或第二信使。例如,细胞受到刺激会产生Ca2+浓度升高,而高浓度的Ca2+可通过影响钙调素(CAM)或钙依赖蛋白激酶(CDPK)而调节钠离子通道,使得Na+内流,进而激活各种离子信号通路。

另一方面,由于钠离子易透过细胞膜进入细胞,因此它在传递细胞外信号中的作用也非常重要。比如神经递质乙酰胆碱通过作用于NMDA受体诱发了钙离子通道,使钠离子内流,进而触发细胞内蛋白激酶,最终实现信号转导。 除了上述内容,钠离子在免疫应答、炎症反应及细胞凋亡等方面也有重要的作用。

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