La bomba
de sodio potasio es un intercambiador de iones presente
en todas las membranas celulares de todos los seres vivos.
Su función es imprescindible, pasa iones de
sodio (Na+)) a un lado de la membrana y mueve iones de potasio (K+) en
dirección contraria. Es por lo tanto un transportador transmembrana
antiporte. Para ello se vale de la energía producida por
la degradación de ATP. Es por lo tanto el ejemplo
de ATPasa más importante. El
danés Dr. Jens Skou es un médico,
químico y profesor de biofísica, ya retirado. En su estudio en los años 1950 sobre
los anestésicos sobre la membrana celular concluyó
que debía existir alguna proteína que actuaba como canal que los anestésicos
bloqueaban en las neuronas. Como no se conocía cual era este transportador el Dr.
Skou procedió a su búsqueda pues era necesario para su estudio de los
anestésicos. Tras sus experimentos en pata de
cangrejo descubrió y aisló una proteína que reunía
las características que él buscaba. Lo que no sabía en aquel momento era que
la bomba sodio potasio sentaría las bases de
todos los estudios de transporte a través de membranas, incluidos el transporte
del impulso nervioso. Por ello se le otorgó el premio
Nobel de química en 1997 “Por el primer descubrimiento de una enzima de
transporte iónico”.
Funcionamiento
En un lado de la membrana la bomba
sodio potasio une tres inones de sodio. En la
cara citoplasmática de la
membrana la bomba sodio potasio une una molécula de ATP y la
hidroliza (obtiene energía de la rotura del enlace de un
fosfato, dando ADP y P inorgánico). Con esta energía la proteína cambia
de conformación, un residuo de ácido
aspártico (un aminoácido de la proteína) recibe la energía
y promueve el movimiento de los aminoácidos abriendo el canal transmembrana. En
ese momento los 3 iones de sodio pasan al exterior de
la membrana. Es en este momento cuando dos iones de potasio se
unen a la bomba sodio potasio en la cara externa de la
membrana. En esta nueva conformación de la proteína, el ADP
y el fosfato inorgánico (Pi) son liberados y la
proteína recupera su configuración inicial,
dejando a los iones de potasio en el lado del citoplasma.
Estructura
Esta ATPasa está constituida por 4
subunidades, dos subunidades alfa y dos
subunidades beta que se unen formando un tetrámero en
la membrana. La subunidad alfa consta de 8
segmentos, en ella se unen tanto el ATP y los iones sodio en el
citoplasma, como los 2 iones potasio en el lado extracelular.
Por su parte la unidad beta está compuesta
por una estructura única helicoidal,
cuya función parece ser mantener a las subunidades alfa en contacto y
dentro de la membrana.
Funciones
La bomba sodio potasio interviene en el
mantenimiento de la homeostasis celular (la osmolaridad y el volumen celular).
Además es el principal encargado de la transmisión del potencial
eléctrico, es decir, del impulso nervioso que mueve los
músculos.
Importancia del Sodio y Potasio
El sodio (Na+) y el potasio (K+) son iones extremadamente importantes: el equilibrio entre ellos permite la transmisión de los impulsos nerviosos y el transporte de nutrientes al interior de la célula para obtener energía y poder realizar, además de funciones biológicas, contracciones musculares para realizar ejercicio.
BIBLIOGRAFÍA
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