Pompa sodio-potassio

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La pompa sodio potassio, detta anche pompa Na⁺/K⁺ ATP dipendente (Na⁺/K⁺ ATPasi), è una pompa ionica e si trova nella membrana delle cellule. Questo tipo di pompa è il più chiaro esempio di trasporto attivo primario di sostanze attraverso la membrana plasmatica.

La pompa serve principalmente al livello fisiologico per controllare il volume cellulare, conferire alla cellule nervose e muscolari quella proprietà di eccitabilità e sono correlati al trasporto attivo di glucidi ed amminoacidi.

Nel 1957 fu scoperta l'esistenza di un enzima che idrolizza l'ATP solo in presenza si NA Mg e K; Tale enzima fu scoperto da Skon, prende il nome di NA-K ATpasi ed è importante perche è parte integrante della pompa Na-K.

Questa pompa si comporta da "antiporto", infatti, permette di trasportare contro gradiente di concentrazione tre ioni di Na+ verso l'ambiente extracellulare e due ioni di K+ verso l'ambiente intracellulare sfruttando l'energia derivante dall'idrolisi dell'adenosintrifosfato (ATP). All'inizio del processo di trasporto tre ioni di Na+ vanno a legarsi ai siti specifici ad alta affinità della proteina carrier rivolti verso l'interno della cellula. Questo legame stimola la fosforilazione dipendente da ATP della pompa determinando un cambio conformazionale del carrier il quale esporrà i siti di legame per il Na+ verso l'ambiente extracellulare, abbassando così la propria affinità per questi ioni cosicché essi vengano rilasciati al di fuori della cellula.

Contemporaneamente alla fuoriuscita del Na+, due ioni di K+ vanno a legarsi ai siti specifici esposti verso l'ambiente intracellulare stimolando la defosforilazione della proteina la quale tornerà al suo stato conformazionale di partenza e rilascerà questi ioni all'interno della cellula. Una volta completata l'operazione la proteina sarà pronta a ripetere il fenomeno. Col progredire del processo si determina una differenza di potenziale tra cellula e ambiente extracellulare.

La differenza di concentrazione tra sodio (all'esterno della membrana cellulare) e potassio (all'interno e in concentrazioni anche 30 volte maggiori) è alla base del funzionamento della cellula nervosa.

La pompa ATPasica ha una struttura costituita da un etorodimero di circa 270 KDa con subunità alfa e beta con estremità terminali intracellulari; fa parte della classe delle pompe P costituite da peptidi che passano in uno stato fosforilato durante il ciclo di traspoto. Sono presenti a livello intracellulare il sito di fosforilazione e il sito del legame dell'ATP; Rilevante a fini farmacologici per il trattamento dell'insufficenza cardiaca è il sito extracellulare per il legame con Ouabaina che se occupato provoca una modifica conformazionale della pompa impedendo la traslocazione degli ioni potassio e stabilizando il legame con il farmaco. Infatti la Ouobaina blocco la pompa sodio/potassio, la concentrazione di sodio intracellulare aumenta, diminuisce così l'attività dello scambiatore sodio/calcio e vi è un accumulo di calcio intracellulare che è responsabile dello sviluppo della contrazione.

gli Steroidi cardiotonici inibiscono ls defosforilazione della Na-K ATPasi, questa inibizione si verifica solo nel caso in cui lo steroide cardiotonico si trovi all'esterno della membrana.