Bomba sodio-potasio
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La bomba sodio-potasio, también: Na⁺/K⁺-ATPasa, es un mecanismo de transporte activo primario que mueve iones sodio (Na⁺) fuera de la célula y iones potasio (K⁺) hacia el interior. Este proceso es fundamental para mantener las diferencias de concentración de estos iones a través de la membrana celular y establecer un voltaje eléctrico negativo dentro de las células. Además, la bomba es esencial para la función nerviosa, permitiendo la transmisión de señales a través del sistema nervioso.[2]
Sumario
Estructura de la bomba
La proteína transportadora de la bomba sodio-potasio es un complejo formado por dos proteínas globulares distintas:
- Subunidad α: Es la mayor, con un peso molecular de aproximadamente 100,000. Tiene tres características clave:
- Tres puntos receptores para iones sodio en la porción que protruye hacia el interior de la célula.
- Dos puntos receptores para iones potasio en el exterior.
- Actividad ATPasa cerca de los puntos de unión al sodio en el interior.
- Subunidad β: Es más pequeña, con un peso molecular de aproximadamente 55,000. Su función es menos clara, pero podría anclar el complejo proteico a la membrana lipídica.
Mecanismo de acción
El funcionamiento de la bomba sodio-potasio se activa cuando dos iones potasio se unen al exterior de la proteína y tres iones sodio al interior. Esto activa la función ATPasa, que escinde una molécula de ATP (adenosín trifosfato) en ADP y fosfato, liberando energía. Esta energía induce un cambio conformacional en la proteína transportadora, moviendo los iones sodio hacia el exterior y los iones potasio hacia el interior.
Función inversa y síntesis de ATP
La bomba Na⁺/K⁺-ATPasa también puede funcionar en reversa. Si los gradientes electroquímicos de Na⁺ y K⁺ aumentan lo suficiente, la energía almacenada en estos gradientes puede ser mayor que la de la hidrólisis del ATP, permitiendo la síntesis de ATP a partir de ADP (adenosín difosfato) y fosfato.
Importancia en el volumen celular
Una de las funciones más importantes de la bomba sodio-potasio es el control del volumen celular. Sin esta bomba, las células absorberían agua hasta hincharse y explotar. La bomba expulsa tres iones sodio por cada dos iones potasio que introduce, lo que resulta en una pérdida neta de iones y, por ende, en la salida de agua de la célula. Esto previene la hinchazón celular y mantiene el volumen celular normal.
Naturaleza electrógena de la bomba Na⁺/K⁺
La bomba Na⁺/K⁺ desplaza tres iones de sodio (Na⁺) hacia el exterior de la célula por cada dos iones de potasio (K⁺) que introduce al interior. Este proceso genera una carga positiva neta en el exterior y un déficit de iones positivos en el interior de la célula, produciendo un potencial eléctrico. Esta característica electrógena de la bomba es esencial para el funcionamiento de las fibras nerviosas y musculares, facilitando la transmisión de señales.
Importancia clínica de la bomba sodio-potasio
- Fundamental en el mantenimiento del equilibrio iónico y el gradiente electroquímico en las células.
- Función neuronal: La bomba sodio-potasio es esencial para la transmisión de impulsos nerviosos. La alteración de su función puede llevar a problemas neurológicos, como convulsiones y parálisis.
- Contracción muscular: La bomba es vital para la contracción muscular adecuada. Las disfunciones en esta bomba pueden causar debilidad muscular y problemas de coordinación.
- Equilibrio de fluidos: Ayuda a mantener el equilibrio de fluidos en el cuerpo. Las alteraciones pueden resultar en edema (retención de líquidos) o deshidratación.
- Medicamentos y tratamientos: Muchos medicamentos, como los diuréticos y ciertos anestésicos, afectan la función de la bomba sodio-potasio. Comprender su mecanismo es importante para el desarrollo de tratamientos médicos.
- Enfermedades genéticas: Mutaciones en los genes que codifican las subunidades de la bomba pueden causar enfermedades hereditarias, como la enfermedad de la bomba sodio-potasio tipo 1 (pseudohiperpotasemia familiar).
Historia de la bomba sodio-potasio
La bomba sodio-potasio fue descubierta en 1957 por el científico danés Jens Skou mientras estudiaba los nervios del cangrejo Carcinus maenas.Este hallazgo le valió el Premio Nobel de Química en 1997. Desde entonces, la investigación ha revelado muchos aspectos de la estructura y función de esta proteína, destacando su importancia en la fisiología y la medicina.[3][4]
Referencias
- ↑ ¿Qué es Sodio-Potasio ATPasa? Diccionario Médico. Clínica U. Navarra. (n.d.). Retrieved December 23, 2024 from [1]
- ↑ Transporte activo (artículo) | Khan Academy. (n.d.). Retrieved December 23, 2024 from [2]
- ↑ Pivovarov, A. S., Calahorro, F., & Walker, R. J. (2018). Bomba de Na+/K+ y receptores de membrana de neurotransmisores - PMC. Invertebrate Neuroscience, 19(1), 1. [3].
- ↑ wikipedia [4].
