Bomba de Sodio-Potasio (Na⁺/K⁺-ATPasa)
La bomba de sodio-potasio, conocida también como Na⁺/K⁺-ATPasa, es una proteína transmembrana esencial para el funcionamiento celular, encargada de mantener el gradiente electroquímico de sodio (Na⁺) y potasio (K⁺) a través de la membrana plasmática. Se trata de un transportador activo primario, lo que significa que utiliza energía química derivada de la hidrólisis de ATP para mover iones en contra de sus gradientes de concentración.
1. Función principal
Su función básica es expulsar tres iones sodio (Na⁺) fuera de la célula e introducir dos iones potasio (K⁺) hacia el interior, por cada molécula de ATP consumida. Esto:
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Mantiene altas concentraciones de K⁺ intracelular y altas concentraciones de Na⁺ extracelular.
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Contribuye al potencial de membrana en reposo, fundamental para la excitabilidad de neuronas, fibras musculares y células cardíacas.
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Permite procesos secundarios como la transporte activo secundario de glucosa y aminoácidos.
2. Mecanismo de acción
El ciclo funcional de la bomba se puede describir en varias fases:
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Unión de sodio: Tres iones Na⁺ intracelulares se unen a la bomba en su conformación inicial.
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Fosforilación: La enzima hidroliza ATP, transfiriendo un grupo fosfato a la proteína y cambiando su conformación.
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Expulsión de sodio: El cambio conformacional expulsa los tres iones Na⁺ al exterior de la célula.
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Unión de potasio: Dos iones K⁺ extracelulares se unen a la proteína.
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Desfosforilación: La liberación del fosfato devuelve la proteína a su conformación original.
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Entrada de potasio: Los dos iones K⁺ se liberan al interior de la célula.
3. Importancia fisiológica
La bomba de sodio-potasio es crucial en múltiples procesos:
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Generación del potencial de reposo en células excitables.
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Control del volumen celular, evitando la entrada excesiva de agua.
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Soporte del transporte activo secundario, como en el cotransporte Na⁺/glucosa del intestino.
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Mantenimiento del equilibrio osmótico entre el interior y exterior celular.
4. Regulación
Su actividad puede verse modulada por:
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Concentraciones intracelulares de Na⁺ y K⁺.
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Hormonas como la insulina y las catecolaminas.
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Factores patológicos como la hipoxia, que reduce la disponibilidad de ATP.
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Inhibidores específicos como la ouabaína y la digoxina, usados en cardiología para modificar la contractilidad cardíaca.
5. Relevancia clínica
Alteraciones en la función de la Na⁺/K⁺-ATPasa pueden provocar:
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Despolarización de la membrana, afectando la conducción nerviosa.
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Arritmias cardíacas por desequilibrio iónico.
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Edemas cerebrales y trastornos del volumen celular.
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Impacto en enfermedades neurológicas como la migraña hemipléjica familiar o ciertas formas de epilepsia.