Pompa de sodiu-potasiu este o pompă proteică, care se găsește în membrana celulară a neuronilor (și a altor celule). Pompa de sodiu-potasiu este extrem de importantă pentru funcția neuronilor.
Epilepsia: Pompa de sodiu-potasiu. Funcția principală? Transporta ionii de sodiu din celulă și ionii de potasiu în celulă.
Pompa funcționează ca o baterie, care separă sodiul și potasiul de ambele părți ale membranei. Acest lucru creează un curent electric prin membrana celulară care conduce multe alte procese, cum ar fi conducția electrică de-a lungul celulelor nervoase.
Pentru a înțelege de ce acesta este un mecanism fiziologic important în neuroni, trebuie să vorbim mai întâi despre concentrațiile de ioni din interiorul și din exteriorul neuronilor și de ce menținerea acestei concentrații este importantă pentru modul în care funcționează neuronii (celulele din creier).
Ce sunt ionii?
Epilepsia: Pompa de sodiu-potasiu. Ionii sunt atomi, care au câștigat sau au pierdut electroni și, prin urmare, au o sarcină pozitivă sau negativă.
Există mulți ioni diferiți în corpul uman, dar câțiva joacă în mod specific un rol important în funcția neuronilor. Vorbim despre ioni de sodiu încărcați pozitiv, ioni de potasiu încărcați pozitiv, ioni de clorură încărcați negativ și o varietate de alți ioni încărcați negativ, uneori denumiți colectiv anioni organici (anion este un termen pentru un ion încărcat negativ).
Acești ioni sunt distribuiți inegal pe ambele părți ale membranelor celulare ale neuronilor.
- Ionii de sodiu și clorura sunt mai răspândiți în exteriorul celulei, în timp ce ionii de potasiu și anionii organici sunt mai răspândiți în interiorul celulei.
- Această distribuție inegală a ionilor creează o situație în care există și o distribuție inegală a sarcinii electrice pe membrana celulară.
- În general, interiorul neuronului este mai încărcat negativ decât exteriorul.
Diferența de sarcină electrică dintre interiorul și exteriorul unui neuron este cunoscută sub numele de potențial de membrană.
Una dintre caracteristicile speciale ale neuronilor este capacitatea lor de a comunica rapid și eficient între ei. Pentru a face acest lucru, ei trebuie să fie capabili nu numai să transmită semnale între neuroni, ci și să poată transporta semnale în interiorul lor – de la un capăt la altul al neuronului.
- Baza semnalizării, care are loc în neuroni, este o modificare momentană a potențialului de membrană numită potențial de acțiune.
- Într-un potențial de acțiune, o cantitate masivă de ioni de sodiu încărcați pozitiv curge în celulă și determină modificarea rapidă a potențialului membranei. Mai exact, potențialul de membrană se apropie de zero și în cele din urmă – foarte scurt – devine pozitiv.
- Acest influx de ioni de sodiu pozitivi creează un impuls electric numit potențial de acțiune, care apoi călătorește de la un capăt la celălalt al neuronului și deseori determină eliberarea de neurotransmițători.
Funcția pompei de sodiu-potasiu
Epilepsia: Pompa de sodiu-potasiu. Ce legătură au toate acestea cu pompa de sodiu-potasiu?
Funcția principală a pompei este de a transporta ionii de sodiu din celulă și ionii de potasiu în celulă. De obicei, acești ioni nu doresc să se miște în aceste direcții particulare, deoarece acest lucru ar încălca legile fizicii, care dictează că substanțele tind să se deplaseze din zone cu concentrație mare în zone cu concentrație scăzută.
- De exemplu, există deja mai mult sodiu în afara unei celule.
- Astfel, pe baza legilor fizicii, sodiul nu va fi înclinat să se deplaseze spre exteriorul celulei, deoarece acea mișcare ar fi dintr-o zonă de concentrație scăzută într-o zonă de concentrație mare.
- Prin urmare, pompa de sodiu-potasiu trebuie să folosească energie pentru a transporta sodiul din celulă (și potasiul în celulă).
- Pe scurt, 3 ioni de sodiu, care sunt legați de pompă, sunt eliberați în lichidul extracelular sau în zona din afara celulei. În același timp, pompa leagă 2 ioni de potasiu.
- Legarea acestor ioni de potasiu determină o altă schimbare conformațională, care readuce pompa la configurația anterioară și începe ciclul din nou.
Fiecare ciclu al pompei mută 3 ioni de sodiu din celulă și 2 ioni de potasiu în celulă.
Mai important, acțiunile pompei de sodiu-potasiu ajută la asigurarea faptului că ionii de sodiu sunt mai concentrați în afara celulei, iar ionii de potasiu sunt mai concentrați în interiorul celulei. Această distribuție inegală a ionilor, combinată cu alte caracteristici ale permeabilității membranei celulare, creează un mediu propice unui potențial de acțiune.
Astfel, pompa de sodiu-potasiu este extrem de importantă pentru funcția neuronilor. Ajută la menținerea concentrațiilor ionice în interiorul și în afara celulei, ceea ce facilitează capacitatea neuronilor de a declanșa potențialele de acțiune, care stau la baza semnalizării electrice în interiorul neuronilor.
Potasiul in epilepsie
Disfuncția canalelor de potasiu și genele modificate, care codifică moleculele implicate în homeostazia potasiului, au fost asociate cu epilepsia umană. Aceste observații sunt în acord cu rolul de control al potasiului extracelular asupra excitabilității neuronale și generării crizelor.
Ce rol joacă canalele de sodiu în epilepsie?
Canalele de sodiu dependente de tensiune sunt esențial importante pentru generarea și transmiterea coordonată a potențialelor de acțiune în sistemul nervos. Prin urmare, nu este surprinzător faptul că s-a dovedit că joacă un rol central în geneza și atenuarea epilepsiei.
Foto: pixabay.com