Qual è il processo mediante il quale l'ATP è utilizzato per spostare gli ioni sodio fuori dalla cellula e riportare il potassio nel neurone che ripristina completamente le condizioni di riposo?

La pompa sodio-potassio (chiamata anche Na+/K+-ATPasi o pompa Na+/K+-ATPasi) è una proteina di membrana che utilizza l'energia derivante dall'idrolisi dell'ATP per trasportare tre ioni sodio fuori dalla cellula e due ioni potassio nella cellula. Questo processo è essenziale per mantenere il potenziale di riposo dei neuroni e di altre cellule eccitabili e svolge anche un ruolo nella regolazione del volume cellulare, del pH e di altre funzioni cellulari.

Il potenziale di riposo è la differenza di potenziale elettrico tra l'interno e l'esterno di una cellula. Nei neuroni, questa è mantenuta a circa -70 millivolt. Quando un neurone viene stimolato, la pompa sodio-potassio viene inibita e gli ioni sodio si riversano nella cellula. Ciò fa sì che il potenziale di membrana diventi meno negativo e alla fine possa raggiungere un potenziale di soglia al quale il neurone attiva un potenziale d'azione.

Dopo il potenziale d'azione, la pompa sodio-potassio viene attivata e inizia a pompare gli ioni sodio fuori dalla cellula e gli ioni potassio all'interno. Questo processo ripristina gradualmente il potenziale di riposo.

Passaggi coinvolti

1. Il primo passo è il legame di tre ioni sodio al lato extracellulare della pompa . Ciò provoca un cambiamento conformazionale nella proteina che espone i siti di legame sul lato intracellulare della pompa.

2. Due ioni potassio si legano quindi a questi siti e questo provoca un altro cambiamento conformazionale nella proteina . Questo cambiamento di forma è ciò che effettivamente muove gli ioni attraverso la membrana.

3. Il passaggio finale è l'idrolisi dell'ATP in ADP . Ciò fornisce l’energia necessaria per completare il ciclo di trasporto.

La pompa sodio-potassio è una componente fondamentale della capacità del corpo di mantenere l'omeostasi. Regolando le concentrazioni di ioni sodio e potassio nel sangue, la pompa aiuta a controllare l'equilibrio dei liquidi corporei e la pressione sanguigna. Svolge anche un ruolo nella contrazione muscolare, nella trasmissione nervosa e in altre importanti funzioni cellulari.