¿Cuál es la función de la bomba de sodio-potasio?
Entre las sustancias que se transportan mediante transporte activo primario están el sodio, el potasio, el calcio, el hidrógeno, el cloruro y algunos otros iones. La bomba sodio-potasio (Na+-K+) es el proceso de transporte que bombea iones sodio hacia fuera a través de la membrana celular de todas las células y al mismo tiempo bombea iones potasio desde el exterior hacia el interior.
Esta bomba es responsable de mantener las diferencias de concentración de sodio y de potasio a través de la membrana celular, así como de establecer un voltaje eléctrico negativo en el interior de las células por lo que esta bomba es la base de la función nerviosa, porque permite transmitir las señales nerviosas por todo el sistema nervioso.
Los componentes físicos básicos de la bomba Na+-K+ son los siguientes.
- La proteína transportadora que es un complejo formado por dos proteínas globulares distintas:
- una de mayor tamaño denominada subunidad α, que tiene un peso molecular de aproximadamente 100.000.
- una más pequeña denominada subunidad β, que tiene un peso molecular de aproximadamente 55.000.
La proteína de mayor tamaño tiene tres características específicas que son importantes para el funcionamiento de la bomba:
- Tiene tres puntos receptores para la unión de iones sodio en la porción de la proteína que protruye hacia el interior de la célula.
- Tiene dos puntos receptores para iones potasio en el exterior.
- La porción interior de esta proteína cerca de los puntos de unión al sodio tiene actividad adenosina trifosfatasa (ATPasa).
La proteína de menos tamaño podría anclar el complejo proteico a la membrana lipídica.
Cuando dos iones potasio se unen al exterior de la proteína transportadora y tres iones sodio se unen al interior se activa la función ATPasa de la proteína. La activación de la función ATPasa conduce a una escisión de una molécula de ATP, que se divide en difosfato de adenosina (ADP) y libera un enlace de energía de fosfato de alta energía. Esta energía liberada produce un cambio químico y conformacional en la molécula transportadora proteica, transportando los tres iones sodio hacia el exterior y los dos iones potasio hacia el interior.
En algunas células, como las células nerviosas eléctricamente activas, el 60-70% de las necesidades de energía de las células puede estar dedicado a bombear Na+ fuera de la célula y K+ hacia el interior de la célula.
Una de las funciones más importantes de la bomba Na+-K+ es controlar el volumen de todas las células. Sin la función de esta bomba la mayoría de las células del cuerpo se hincharían hasta explotar. Como en el interior de la célula hay grandes cantidades de proteínas y de otras moléculas orgánicas que no pueden escapar de la célula y la mayoría de estas proteínas y otras moléculas orgánicas tienen carga negativa, atraen grandes cantidades de potasio, sodio y también de otros iones positivos. Todas estas moléculas e iones producen ósmosis de agua hacia el interior de la célula. Si una célula comienza a hincharse por cualquier motivo, la bomba Na+-K+ se activa automáticamente, moviendo aún más iones hacia el exterior y transportando agua con ellos.
La bomba Na+-K+ es electrógena porque genera un potencial eléctrico a través de la membrana celular. El hecho de que la bomba Na+-K+ desplace tres iones Na+ hacia el exterior por cada dos iones K+ que desplaza hacia el interior significa que se desplaza una carga positiva neta desde el interior de la célula hasta el exterior en cada ciclo de bombeo. Esta acción genera positividad en el exterior de la célula, aunque produce un déficit de iones positivos en el interior de la célula; es decir, produce negatividad en el interior.
Anatomía del hígado
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