pompa ionica

pompa ionica

Sistema di trasporto di ioni attraverso la membrana cellulare. Le p. i. sono canali formati da proteine di membrana che consentono il passaggio in entrata e in uscita di alcuni ioni, come per es., potassio, sodio e calcio. Ogni membrana presenta una minore o maggiore permeabilità specifica nei riguardi delle varie specie ioniche, la cui conseguenza è la loro diversa distribuzione ai due lati della m. stessa; le differenti concentrazioni di anioni e di cationi tra l’ambiente extra- e intracellulare generano il potenziale di membrana (➔ potenziale d’azione). Il trasporto di ioni necessario al mantenimento del potenziale avviene in alcuni casi anche contro un gradiente di concentrazione, con un meccanismo detto trasporto attivo che utilizza energia metabolica sotto forma di ATP. Le proteine che formano le p. i. sono enzimi di membrana ad attività adenosintrifosfatasica (ATPasi), specifici per il trasporto di alcuni ioni. Di notevole importanza biologica e fisiologica dal punto di vista neurofisiologico sono le p. adibite al trasporto dei cationi Na+, K+, Ca2+ conosciute come la Na+/K+-ATPasi o p. sodio-potassio e la Ca2+-ATPasi.

Pompa sodio-potassio

È la p. i. che consente di trasportare ioni Na+ al di fuori della cellula contro il gradiente di concentrazione; la Na+/K+-ATPasi, sfruttando l’energia proveniente dall’idrolisi dell’ATP, determina la fuoriuscita di 3 ioni Na+ ogni 2 ioni K+ che entrano. Questo tipo di p. i. è fondamentale nel mantenimento delle distribuzioni ioniche ai due lati della membrana e consente di regolare il flusso osmotico di acqua e quindi il volume cellulare, ma soprattutto è responsabile dell’inversione di polarità che nella membrana delle cellule nervose genera un potenziale d’azione e quindi l’impulso nervoso.

Ca2+-ATPasi

Questo tipo di p. i. trasporta attivamente il calcio dal citoplasma verso l’esterno della cellula a spese dell’idrolisi dell’ATP. Influenza numerose risposte cellulari, comprese la contrazione muscolare, il rilascio dei neurotrasmettitori, l’attivazione del metabolismo ossidativo. La regolazione della p. per il calcio nelle membrane cellulari viene operata con la mediazione della proteina calmodulina, che attiva la Ca2+-ATPasi di membrana, permettendo il trasporto di 2 ioni Ca2+ verso l’ambiente extracellulare per ogni molecola di ATP idrolizzata.