Cos'è pompa sodio potassio?

Pompa Sodio-Potassio (Na+/K+ ATPasi)

La pompa sodio-potassio, nota anche come Na+/K+ ATPasi, è una proteina transmembrana presente nella membrana plasmatica di quasi tutte le cellule animali. È un trasportatore attivo fondamentale per il mantenimento del potenziale di membrana e del volume cellulare, e gioca un ruolo cruciale in diverse funzioni fisiologiche.

Funzionamento:

La pompa sodio-potassio utilizza l'energia derivante dall'idrolisi dell'ATP (adenosina trifosfato) per trasportare ioni sodio (Na+) fuori dalla cellula e ioni potassio (K+) dentro la cellula, contro i loro rispettivi gradienti di concentrazione. Per ogni molecola di ATP idrolizzata, la pompa espelle tre ioni Na+ e importa due ioni K+. Questo rapporto non stechiometrico contribuisce alla negatività del potenziale di membrana a riposo.

Meccanismo:

Il ciclo della pompa sodio-potassio prevede una serie di cambiamenti conformazionali nella proteina enzimatica. Questi cambiamenti sono guidati dall'idrolisi dell'ATP e dalla fosforilazione/defosforilazione dell'enzima. In breve:

1. L'enzima lega tre ioni Na+ dall'interno della cellula.
2. Viene idrolizzata una molecola di ATP, e un gruppo fosfato viene legato all'enzima (fosforilazione).
3. La fosforilazione provoca un cambiamento conformazionale che espone i tre ioni Na+ all'esterno della cellula, rilasciandoli.
4. L'enzima lega due ioni K+ dall'esterno della cellula.
5. Viene rimosso il gruppo fosfato (defosforilazione).
6. La defosforilazione provoca un ulteriore cambiamento conformazionale che espone i due ioni K+ all'interno della cellula, rilasciandoli.
7. Il ciclo ricomincia.

Importanza Fisiologica:

• Mantenimento del potenziale di membrana: Il trasporto di ioni Na+ e K+ contro i loro gradienti di concentrazione è essenziale per creare e mantenere il potenziale di membrana negativo a riposo, cruciale per l'eccitabilità delle cellule nervose e muscolari. Si veda https://it.wikiwhat.page/kavramlar/potenziale%20di%20membrana.
• Regolazione del volume cellulare: La pompa sodio-potassio aiuta a regolare il volume cellulare contrastando l'ingresso di acqua dovuto all'alta concentrazione di soluti all'interno della cellula. Si veda https://it.wikiwhat.page/kavramlar/regolazione%20del%20volume%20cellulare.
• Trasporto attivo secondario: Il gradiente di concentrazione di Na+ creato dalla pompa sodio-potassio fornisce l'energia potenziale per il trasporto attivo secondario di altre molecole attraverso la membrana cellulare. Si veda https://it.wikiwhat.page/kavramlar/trasporto%20attivo%20secondario.
• Funzione renale: La pompa sodio-potassio è essenziale per il riassorbimento di sodio nei reni, contribuendo al mantenimento dell'equilibrio elettrolitico e del volume del sangue. Si veda https://it.wikiwhat.page/kavramlar/funzione%20renale.
• Funzione cardiaca: Gioca un ruolo chiave nella contrazione muscolare del cuore e nel mantenimento del ritmo cardiaco. Si veda https://it.wikiwhat.page/kavramlar/funzione%20cardiaca.

Inibitori:

Alcuni farmaci e tossine possono inibire l'attività della pompa sodio-potassio. Un esempio importante è la digossina, un farmaco usato per trattare l'insufficienza cardiaca e alcune aritmie. L'inibizione della pompa sodio-potassio da parte della digossina aumenta la concentrazione intracellulare di Na+, portando a un aumento della concentrazione intracellulare di Ca2+ e, di conseguenza, a un aumento della contrattilità cardiaca.