Bomba de sódio

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Bomba de sódio
Representação da estrutura da bomba de sódio-potássio renal de porco. PDB 3B8E
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Número EC 3.6.3.9
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Bomba de sódio

A bomba de sódio (também designada bomba de sódio-potássio, Na+/K+-ATPase ou bomba Na+/K+) é um mecanismo que se localiza na membrana plasmática de quase todas as células do corpo humano. É também comum em todo o ser vivo.

Função[editar | editar código-fonte]

Para manter o potencial elétrico da célula, esta precisa de uma baixa concentração de ions de sódio e de uma elevada concentração de ions de potássio, dentro da célula. Fora das células existe uma alta concentração de sódio e uma baixa concentração de potássio, pois existe difusão destes componentes através de canais iônicos existentes na membrana celular. Para manter as concentrações ideais dos dois ions, a bomba de sódio bombeia sódio para fora da célula e potássio para dentro dela. Nota-se que este transporte é realizado contra os gradientes de concentração destes dois ions, o que ocorre graças à energia liberada com a clivagem de ATP (transporte ativo secundário).

O mecanismo[editar | editar código-fonte]

  • A bomba, ligada ao ATP, liga-se a 3 íons de Na+ intracelulares.
  • O ATP é hidrolizado, levando à fosforilação da bomba e à libertação de ADP.
  • Essa fosforilação leva a uma mudança conformacional da bomba, expondo os íons de Na+ ao exterior da membrana. A forma fosforilada da bomba, por ter uma afinidade baixa aos íons de sódio, liberta-os para o exterior da célula.
  • À bomba ligam-se 2 íons de K+ extracelulares, levando à desfosforilação da bomba.
  • O ATP liga-se e a bomba reorienta-se para libertar os íons de potássio para o interior da célula: a bomba está pronta para um novo ciclo.

O bombeamento não é equitativo: para cada três íons sódio bombeados para o líquido extracelular, apenas dois íons potássio são bombeados para o líquido intracelular.

Fisiologia[editar | editar código-fonte]

Como a membrana celular é muito menos permeável ao sódio que ao potássio, desenvolve-se um potencial eléctrico (positivo, como ponto de referência o interior celular[1] ) na célula.

O gradiente de concentração e eléctrico estabelecido pela bomba de sódio, suporta não só o potencial eléctrico de repouso da célula mas também os potenciais de ação em células nervosas e musculares. A exportação de sódio da célula proporciona a força motriz para que certos transportadores façam o importe de glicose, aminoácidos e outros nutrientes importantes para a célula. A translocação de sódio de um lado do epitélio para o outro cria um gradiente osmótico que suporta a absorção de água.

Farmacologia[editar | editar código-fonte]

As bombas de sódio encontradas na membrana das células do coração são um importante alvo de drogas (digoxina e ouabaina) usadas para promover a performance cardíaca através do aumento da força de contracção. A contracção de qualquer músculo está dependente de uma concentração intercelular de cálcio 100-10000 vezes maior que a encontrada em repouso. O relaxamento do músculo está dependente da actuação de uma enzima que faça a reposição da concentração de cálcio. Essa enzima (faz a translocação Na-Ca) aproveita o gradiente de Na gerado pela bomba de sódio para remover o cálcio do espaço intercelular, levando assim a contracções mais fortes do músculo.

Eutanásia e pena de morte[editar | editar código-fonte]

Uma das formas nas quais se procede usualmente a eutanásia de animais com patologias incuráveis - a exemplo de cães domésticos com câncer terminal ou leishmaniose - é mediante a administração, após uma profunda anestesia geral - que geralmente já incumbe-se de parar o sistema respiratório - de elevadas quantidade de cloreto de potássio adequadamente diluído na corrente sanguínea do animal (via intravenosa). Além do comprometimento direto do equilíbrio sódio potássio nas diversas variedades de células, a elevação súbita dos níveis de potássio exteriores à células do sistema neurológico - mostrando-se particularmente sensível o sistema responsável pelos batimentos cardíacos - reduz consideravelmente o potencial de ação externo necessário à sensibilização do sistema nervoso. Ruídos espúrios passam então a ativar o sistema, que colapsa mediante tamanha quantidade de informação. O coração é levado a batimentos descoordenados, fibrilação, e por fim, para.

A anestesia geral profunda deve ser inquestionavelmente bem administrada antes da aplicação do cloreto de potássio uma vez que todo o sistema nervoso é com esta droga levado, se não ao a um estado de hipersensibilidade, certamente a um estado de sensibilidade mais aguçada; o que inclui, certamente, o sistema responsável pelas sensações dolorosas.

O processo a base de cloreto de potássio é também frequentemente empregado na execução de condenados à pena capital em países que ainda impetram tal penalidade.

Descoberta[editar | editar código-fonte]

A bomba de sódio foi descoberta por Jens Christian Skou em 1957. Foi publicada na Biochimica et Biophysica Acta (vol. 23, pp. 394–401) num artigo intitulado "The Influence of some Cations on an Adenosine Triphosphatase from Peripheral Nerves". Na altura era professor assistente no Departamento de Fisiologia Universidade de Aarhus, Dinamarca .

Em 1957, pela descoberta da bomba de sódio, recebeu o Prémio Nobel da Química (juntamente com Paul D. Boyer e John E. Walker).

Ver também[editar | editar código-fonte]

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Referências

  1. O potencial elétrico de um ponto é em verdade a diferença de potenciais entre este ponto e um ponto de referência - para o qual se define o potencial como sendo zero volt. Se o interior da célula é a referência, o exterior encontra-se em um potencial mais alto, sendo mais positivo que o interior