A bomba de sódio e potássio consiste numa proteína transmembrana que utiliza energia proveniente da hidrólise de ATP em ADP para transportar íons de sódio e potássio. Por isso, é também chamada de bomba Na+/ K+ ATPase. É considerada um tipo de transporte ativo, pois é feito contra o gradiente de concentração, e está presente em todas as células do corpo.
A bomba Na+/ K+ ATPase contém duas subunidades alfa (α), duas subunidades beta (β) e duas subunidades gama (γ). Nas subunidades α estão localizados os sítios de ligação do sódio, do potássio, do ATP e de todas as substâncias que podem estimular ou inibir o funcionamento desta estrutura.
As subunidades β têm como função orientar e estabilizar as subunidades α na membrana plasmática, fornecendo conformação adequada e atividade eficaz da bomba. As subunidades γ não possuem função bem estabelecida.
Mecanismo da bomba de sódio e potássio
A subunidades α da bomba, ao se ligar ao ATP intracelular, liga-se também a 3 íons de Na+ que estão neste ambiente intracelular. O ATP, então, é hidrolisado e causa a fosforilação da bomba de Na+/K+, com liberação do ADP e de um radical fosfato.
Essa fosforilação causa uma mudança conformacional da bomba, transportando os íons Na+ para o meio extracelular. Por essa forma fosforilada da bomba possuir baixa afinidade aos íons Na, sua liberação ocorre facilmente no ambiente exterior da célula.
Com esse sítio livre, a proteína se liga a 2 íons de K+ extracelulares, causando a desfosforilação da bomba. Consequentemente, esse íons agora são liberados no ambiente intracelular.
Funções da bomba de sódio e potássio
A principal função da bomba Na+/ K+ consiste no transporte de íons de potássio e sódio contra os respectivos gradientes de concentração. Esse transporte se faz necessário devido às diferenças de concentrações desses ions dentro e fora da célula. A importância dessa movimentação traduz-se na manutenção negativa do potencial de repouso da célula.
A bomba realiza essa função internalizando 2 íons de potássio (K+) e externalizando 3 íons de sódio (Na+). O fato de bombear mais cátions (cargas positivas) para fora (3 sódios) do que para dentro (2 potássios) garante a manutenção do potencial elétrico celular.
Além dessa função, essa estrutura também controla o volume hídrico da célula, uma vez que aumenta a concentração extracelular de sódio garantindo um gradiente osmótico favorável à saída de água da célula. Como resultado, tem-se um volume citosólico estável.
A manutenção de alta concentração de potássio dentro da célula, por sua vez, é importante para a síntese de proteína e respiração.
Regulação da bomba de sódio e potássio
A Na+/ K+/ ATPase é regulada por diversos fatores. Pode-se citar:
- Concentrações intracelulares de Na+ e extracelulares de K+ – A atividade da bomba de Na+/K+ é proporcional à concentração desses íons nos ambientes intra e extracelulares.
- Insulina, norepinefrina e epinefrina – Atuam estimulando, imediatamente, a atividade dessa proteína transmembrana.
- Hormônios tireoidianos e corticosteróides – Também aumentam o bombeamento, mas possuem efeito mais tardio.
- Medicamentos como digoxina, ouabaína e digitalina – causam o bloqueio da bomba.
Sugestão de leitura complementar
- Resumo sobre Gasometria arterial
- Ciclo básico medicina: como funciona e qual a melhor forma de estudar?
- Resumo de Acidose Metabólica
- Livros do Ciclo Básico de Medicina: os 5 mais usados
- Resumo de cetoacidose diabética
Veja também:
Referências
- AMABIS, J.M; MARTHO, G.R. Fundamentos da Biologia Moderna. 3ª ed. São Paulo. Editora Moderna, v. único, 2003.
- DURAN, José Henrique Rodas. Biofísica: fundamentos e aplicações. São Paulo: Pearson Education do Brasil LTDA, 2006.
- GARCIA, Eduardo, AC. Biofísica. 1a Ed. São Paulo: Sarvier, 2000.
- LINHARES, S; GEWANDSZNAJDER, F. Biologia. 1ª ed. São Paulo. Editora Àtica, v. único, 2008
- OLIVEIRA, Jarbas Rodrigues et al. Biofísica: para ciências biomédicas. 1a Ed. Porto Alegre: EDIPUCRS, 2014.
