Sodio-potasio ponpa

Sodio eta potasio ioien garraio aktiboa katalizatzen duen entzima edo proteina; sodioa zelulatik atera eta potasioa barneratu egiten du ATParen hidrolisiari esker

Sodio-potasio ponpa edo Na+/K+-ATPasa zelula mintzean txertaturik dagoen transmintzeko proteina bat da, animalia zelula eukariotiko guztietan aurkitzen dena[1].

Sodio-potasio ponpa.

ATPasa bat izanik mintz plasmatikoaren garraio aktiboan hartzen du parte[2]. Hiru sodio ioi kanporatzen ditu eta bi potasio ioi barneratu ATP molekulak gastatuz. Honi esker mintzaren gradiente elektrokimikoa mantentzen du zelulak egin behar dituen jarduera fisiologiko desberdinetarako.

EgituraAldatu

Sodio-potasio ponpa P multzoko ATPasa bat da, hau da, fosforilazio itzulkorra jasaten du ioien garraioa burutzerakoan. bi azpiunitate ditu, α eta β, eta zelula mintzean integraturiko tetramero bat osatzen dute. α azpiunitateak 100.000 daltonetako pisu molekularra du eta transmintzezko hamar segmentu ditu, beti ere zitosolari begira dagoen aldean. Potasio ioiak hartzeko bi gune ditu eta sodio ioiak hartzeko hiru. ATP molekula hartzeko gune bat ere badu.

β azpiunitateak 55.000 daltonetako pisu molekularra du eta α azpiunitatea inguratzen du. Transmintzezko eremu helikoidal bakarra du eta oso glikosilaturik dago[3]. Ez dirudi garraioa egiteko garrantzitsua denik, ponpa bera mintzean ainguratu eta orekatzeko funtzioa duela pentsatzen da[4].

Ponparen funtzionamenduaAldatu

 
Sodio-potasio ponparen funtzionamendua.

Egoera normalean sodioaren kontzentrazioa handiagoa da zelularen kanpoaldean barnealdean baino eta potasioarena alderantziz, handiagoa da zitosolean kanpoan baino. Hori dela eta sodio-potasio ponpak gradientearen aurka egin behar du[3].

Sodio-potasio ponparen jarduera cAMP molekulak erregulatzen du[5]. Honako urrats hauek jarraitzen ditu sodio-potasio ponpak[6]:

  1. Hiru Na+ ioi lotzen zaizkio.
  2. α azpiunitatean dagoen azido aspartiko baten erradikala fosforilatu egiten da (ATP bat ADP bihurtuz).
  3. Fosforilazioaren ondorioz ponpak konformazio aldaketa bat izaten du, hainbat α-helize kate β-orria bihurtuz, eta sodio ioiak zelulatik kanpora askatzen dira. Era berean potasioa hartzeko bi gune aktibo azaltzen dira.
  4. Zelula kanpoan dauden bi potasio ioi lotzen zaizkio.
  5. Ponpa desfosforilatu egiten da, konformazio aldaketak itzuli egiten dira eta potasioa zitosolean askatzen da.

Garrantzia biologikoaAldatu

Sodio-potasio ponpak energia gastua dakarren arren, gradientearen alde jokatzen duenean alderantzizko prozesua egiteko gaitasuna badu eta zelulak ATP molekula ugari ekoiz ditzake orduan.

Zelularen hainbat jarduera fisiologikotan ezinbesteko partehartzea du: zelularen bolumenaren eta osmolaritatearen mantenimendua, zelula mintzaren potentzial elektrikoaren sorrera, hainbat molekularen zurgapena...

Zelularen bolumena eta osmolaritatea mantenimenduaAldatu

Sodio-potasio ponpak hiru ioi kanporatu eta bi barneratzen ditu. Gehiago kanporatzen direnez zitosolaren eta kanpoaldearen kontzentrazioak berdindu egiten dira eta presio osmotikoa orekatzen du. Ponpa honen jarduerarik gabe ur kopuru handia sartuko litzateke eta zelula hanpaduraz suntsituko litzateke[3][7].

Molekulen zurgapenaAldatu

Sodioaren gradientea handia izanik barnerantz sartzeko joera handia du eta zelulak egoera hau aprobetxatzen du, zelula kanpoko matrizetik birzurgatu beharreko molekula sodioari lotu eta honek barnerantz eraman dezan. Hesteetako mukosetan eta giltzurrunetako nefronetan ohiko prozedura izaten da.

Mintzeko potentzial elektrikoaAldatu

Na+/K+ ponpak hiru karga positino kanporatzen ditu eta bi bakarrik barneratu. Honen ondorioz mintzean potentzial elektrikoa sortzen da, kanpoaldean positiboa eta barnealdean negatiboa. Ez da potentziala eragiten duen sistema bakarra baina mintzaren potentzial guztiaren %10a eragiten du[3].

Nerbio bulkadaAldatu

Sodioak barnealdean duen kontzentrazioa 5 mM da eta kanpoaldean 145 mM. Potasioaren kontzentrazioak 140 mM barnean eta 5 mM kanpoan dira. Ponpak eragindako gradiente hau ezinbestekoa da neuronetan nerbio bulkada transmititzeko. Bulkada iristen denean sodio kanalak irekitzen dira eta gradientearen alde Na+ ioi ugari sartzen denez zelula barneko karga positiboa bihurtzen da. Bulkada pasatzerakoan sodio kanalak itxi eta potasio kanalak irekitzen dira eta potasioa ateratzen denez zitosolak elektronegatibitatea berreskuratzen du. Hasierako sodio eta potasioaren gradienteak berreskuratzeko sodio-potasio ponpa lanean hasten da[8].

Astrozitoek neuronaren inguruan potasio kontzentrazio baxua mantendu behar dute eta horretarako erabiltzen dituzte beren mintzetako sodio-potasio ponpak[3].

HistoriaAldatu

Jens Christian Skou kimikari daniarrak aurkitu zuen[9] 1957 urtean Karramarro berdearen (Carcinus maenas) nerbio sistema aztertzen ari zela[10]. Aurkikuntza honi esker Kimikako Nobel Saria jaso zuen 1997. urtean[11].

ErreferentziakAldatu

  1. (Gaztelaniaz) Arce, Víctor M.. (2006-06-27). OP/255-ENDOCRINOLOGIA. Univ Santiago de Compostela ISBN 978-84-9750-622-9. Noiz kontsultatua: 2020-01-19.
  2. Saila, Kultur. (2011-07-13). «d1601039» www.euskara.euskadi.eus Noiz kontsultatua: 2020-01-19.
  3. a b c d e (Ingelesez) Pivovarov, Arkady S.; Calahorro, Fernando; Walker, Robert J.. (2018-11-28). «Na+/K+-pump and neurotransmitter membrane receptors» Invertebrate Neuroscience 19 (1): 1. doi:10.1007/s10158-018-0221-7. ISSN 1439-1104. PMID 30488358. PMC PMC6267510. Noiz kontsultatua: 2020-01-19.
  4. (Ingelesez) Felippe Gonçalves-de-Albuquerque, Cassiano; Ribeiro Silva, Adriana; Ignácio da Silva, Camila; Caire Castro-Faria-Neto, Hugo; Burth, Patrícia. (2017/4). «Na/K Pump and Beyond: Na/K-ATPase as a Modulator of Apoptosis and Autophagy» Molecules 22 (4): 578. doi:10.3390/molecules22040578. Noiz kontsultatua: 2020-01-19.
  5. (Ingelesez) Burnier, Michael. (2007-11-16). Sodium in Health and Disease. CRC Press ISBN 978-1-4200-2094-6. Noiz kontsultatua: 2020-01-19.
  6. Hall JE, Guyton AC. (2006). Textbook of medical physiology. St. Louis, Mo: Elsevier Saunders. ISBN 978-0-7216-0240-0..
  7. (Ingelesez) Armstrong, Clay M.. (2003-05-13). «The Na/K pump, Cl ion, and osmotic stabilization of cells» Proceedings of the National Academy of Sciences 100 (10): 6257–6262. doi:10.1073/pnas.0931278100. ISSN 0027-8424. PMID 12730376. Noiz kontsultatua: 2020-01-19.
  8. (Ingelesez) Young, Elizabeth A.; Fowler, Christie D.; Kidd, Grahame J.; Chang, Ansi; Rudick, Richard; Fisher, Elizabeth; Trapp, Bruce D.. (2008). «Imaging correlates of decreased axonal Na+/K+ ATPase in chronic multiple sclerosis lesions» Annals of Neurology 63 (4): 428–435. doi:10.1002/ana.21381. ISSN 1531-8249. Noiz kontsultatua: 2020-01-19.
  9. (Ingelesez) «The Nobel Prize in Chemistry 1997» NobelPrize.org Noiz kontsultatua: 2020-01-19.
  10. Skou, Jens Chr.. (1957-01-01). «The influence of some cations on an adenosine triphosphatase from peripheral nerves» Biochimica et Biophysica Acta 23: 394–401. doi:10.1016/0006-3002(57)90343-8. ISSN 0006-3002. Noiz kontsultatua: 2020-01-19.
  11. (Ingelesez) «The Nobel Prize in Chemistry 1997» NobelPrize.org Noiz kontsultatua: 2020-01-19.