Pompa sodio-potassio

    Enciclopedia della Scienza e della Tecnica (2008)

pompa sodio-potassio

Canale attivo nella membrana cellulare responsabile del mantenimento e delle variazioni del potenziale attraverso il trasporto attivo di ioni. Tutte le cellule in condizioni di riposo presentano, a livello della membrana plasmatica, una separazione di cariche elettriche, costituita da un’eccedenza di cariche positive sulla superficie esterna e di cariche negative su quella interna. La separazione di queste cariche è responsabile di un potenziale di membrana a riposo, che normalmente si aggira intorno ai −70 mV. La membrana è in grado di mantenere questa separazione di cariche perché si comporta come una barriera selettiva di permeabilità, permettendo il passaggio di alcuni ioni come il potassio, il sodio, il cloro e il calcio, e impedendo la diffusione di altri (anioni organici). Il passaggio degli ioni diffusibili attraverso la membrana avviene attraverso canali o pompe. In condizioni di riposo, la concentrazione degli ioni K+ è più alta all’interno della cellula e quella degli ioni Na+ all’esterno. Gli ioni tendono quindi a diffondere passivamente attraverso la membrana sotto l’azione del gradiente elettrico e di concentrazione. In particolare, nella fibra nervosa è presente una pompa, detta pompa sodio-potassio ATP-dipendente che, sfruttando l’energia proveniente dall’idrolisi dell’ATP, determina la fuoriuscita di 3 ioni Na+ ogni 2 ioni K+ che entrano. L’applicazione di uno stimolo su una fibra nervosa modifica la permeabilità della membrana agli ioni Na+. Si crea così un flusso di cariche positive di ioni Na+ verso l’interno della cellula, responsabile di una modificazione locale del potenziale di membrana. Quando tale modificazione raggiunge un valore minimo (detto soglia), attraverso l’apertura di speciali canali per il sodio voltaggio-dipendenti, si verifica un massiccio spostamento di ioni Na+ verso l’interno, che provoca un’inversione della polarità di membrana e la formazione di un potenziale denominato potenziale d’azione. Subito dopo i canali voltaggio-dipendenti per il sodio si chiudono e si verifica l’apertura di canali voltaggio-dipendenti per il potassio che provocano un flusso di ioni K+ verso l’esterno. In questo modo vi è un rapido ritorno verso i valori del potenziale a riposo. (*)

Neurofarmacologia

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