Ionenpumpe

Als Ionenpumpen werden in der Zellbiologieund PhysiologieTransmembranproteinebezeichnet, die den Transport bestimmter Ionendurch eine biologische Membranregulieren. Die Lipiddoppelschichtbiologischer Membranen ist für geladeneMoleküle, also auch für Ionen, undurchlässig. Der Transport über Ionenpumpen ist einer der spezifischen Mechanismen, um einen regulierten Austausch von Ionen durch die Membran zu gewährleisten bzw. um die Konzentrationsunterschiede der Ionen zwischen den beiden Seiten der Membran aufrechtzuerhalten.

Grundsätzlich unterscheidet man zwei Arten von Ionenpumpen. Zum einen die Pumpen des aktiven Transports, bei denen unter Verbrauch von ATPbestimmte Ionenentgegen ihren jeweiligen Konzentrationsgradiententransportiert werden. Ein Beispiel dafür ist die Natrium-Kalium-Ionenpumpe(ATP-ase), die das Ruhepotentialin den Nervenzellen aufrecht erhält.

Als zweiten Typ von Ionenpumpen bezeichnet man Transmembranproteine, welche Ionen entlang eines Konzentrationsgradienten durchlassen und dabei ADP zu ATP umwandeln und so die Energie des Gradienten ausnutzen. Auf diese Weise wird z.B. in den Mitochondrien unter Ausnutzung des Protonengradienten ATP synthetisiert.

Ein weiterer Mechanismus für den Ionenaustausch durch Membranen ist die Diffusiondurch Ionenkanäle. Dabei kommt es zu keinem (oder keinem nennenswerten) Energiegewinn oder Verlust. Der Transport lässt sich jedoch trotzdem über das Öffnen und Schließen der Kanäle regulieren.

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