Nutrizione

Bilancio idrosalinico, la pompa sodio potassio

Bilancio idrosalinico, la pompa sodio potassio.Questo articolo descrive la funzione e l’importanza della pompa sodio potassio. 

Importanza della pompa di sodio al potassio

In ogni momento, gli impulsi nervosi viaggiano su tutto il corpo.  Nessuno di questi impulsi sarebbe possibile senza l’aiuto della pompa sodio potassio. La pompa sodio potassio è un tipo specializzato di proteine ​​di trasporto attivo che si trovano nelle membrane cellulari.  La membrana cellulare è la barriera esterna semi-permeabile di molte cellule.  Il compito della pompa sodio potassio è quello di spostare gli ioni di potassio all’interno della cellula mentre contemporaneamente sposta gli ioni di sodio fuori dalla cellula.
Questo processo è importante per una serie di motivi. 

Ad esempio, nelle cellule nervose, la pompa sodio potassio crea gradienti sia di ioni sodio che di potassio. Le sfumature si formano quando si dispone di un’area di maggiore concentrazione accanto a un’area di concentrazione inferiore. 
Questi gradienti vengono quindi utilizzati per trasmettere segnali elettrici che viaggiano lungo i nervi. 
Senza questo processo, le tue cellule nervose non funzionerebbero.
Le cellule nervose non sono l’unico posto in cui viene utilizzata la pompa sodio potassio. 
In effetti, la funzione di questa pompa è alla base della maggior parte dei processi cellulari. 
Ad esempio, la pompa viene utilizzata dai reni per mantenere i saldi Na (sodio) e K (potassio) nel corpo. 
Svolge anche un ruolo nel mantenimento della pressione sanguigna e controlla le contrazioni cardiache. 
Se il battito cardiaco è stabile, grazie alla pompa di sodio al potassio.

La pompa sodio potassio

Bilancio idrosalinoUna delle cose principali che la cellula deve fare è controllare il suo contenuto e volume di sostanze chimiche. Se non combattute da una sorta di innovazione, le forze naturali di diffusione e osmosi hanno il potenziale per provocare rapidamente la morte cellulare. 

Ciò è dovuto al fatto che la composizione chimica del fluido all’interno della cellula è esattamente l’opposto del fluido all’esterno della cellula.
La cellula deve lasciare entrare le sostanze chimiche di cui ha bisogno per vivere (come il glucosio) e quelle tossiche produce (come il biossido di carbonio) uscire attraverso la membrana plasmatica. Nell’avere una membrana plasmatica che è permeabile a certe sostanze chimiche, ma non ad altre (come la maggior parte delle proteine), la cellula deve seguire le regole – comportando che sia influenzata dalle forze naturali di diffusione e osmosi.
La diffusione ha il potenziale di alterare drasticamente il contenuto chimico della cellula causando naturalmente il rilascio di potassio dalla cellula attraverso la sua membrana plasmatica mentre provoca l’ingresso di sodio. 
E mentre la diffusione sta cercando di spostare il potassio e il sodio equalizzati all’interno del fluido all’interno e all’esterno della cellula, l’osmosi ha il potenziale di alterare drasticamente il volume della cellula facendo in modo che l’acqua entri nella cellula contemporaneamente perché la sua grande quantità di proteine ​​non può attraversare la membrana plasmatica. 
Insieme, gli effetti della diffusione e dell’osmosi possono dare alla cellula un punzone di uno-due, provocando rapidamente la morte. 
Che tipo di meccanismo potrebbe svolgere il compito di controllare non solo il contenuto chimico della cellula ma anche il suo volume?
Considera cosa dovresti fare se fossi seduto su un’imbarcazione in cui l’acqua entra costantemente. 
Certo, dovresti rimuovere costantemente quell’acqua, altrimenti la barca affonderà. 
Ma, cosa succederebbe se la tua unica opzione fosse quella di tenere la barca in acqua e non potessi essere lì per fare il lavoro di cauzione tutto il tempo? 
Potresti mettere una macchina nella barca per fare il lavoro per te? 
Cioè, una pompa. 
Questo è precisamente il tipo di micro-macchina che la cellula usa per prendere il controllo del suo contenuto e volume chimico. 
In effetti, la cellula ha alcune milioni di queste pompe di sodio-potassio all’interno della sua membrana plasmatica.

Bilancio idrosalino, pompa sodio potassio

Il funzionamento della pompa sodio potassio

La pompa sodio potassio agisce spingendo il sodio fuori dalla cellula e tirando dentro il potassio. 
Anche se le leggi della natura fanno entrare il sodio mentre il potassio viene espulso, la cellula mentre si diffonde nei rispettivi gradienti di concentrazione, tramite la pompa sodio potassio presente nella membrana plasmatica inverte immediatamente la maggior parte di questo movimento. 
Infatti, per ogni tre ioni di sodio che vengono pompati fuori dalla cella, vengono reintrodotti due ioni di potassio.
Questo è il modo in cui la cellula inverte la tendenza naturale del fluido all’interno e all’esterno di avere le stesse concentrazioni di sodio e potassio. 
In tal modo, mantiene il suo contenuto chimico. 
Tuttavia, l’azione della pompa sodio potassio non solo preserva il contenuto chimico della cellula, ma controlla anche il suo volume impedendo all’acqua di entrare. 

Ecco come:

Ricorda che quando sostanze chimiche come il sodio e il potassio si muovono attraverso la membrana plasmatica permeabile e si diffondono lungo il loro gradiente di concentrazione, l’acqua si riversa nella cellula a causa della grande quantità di proteina impermeabile che la attira per osmosi. 
In altre parole, in biologia, un soluto esercita un’attrazione osmotica sull’acqua attraverso una membrana in base alla sua incapacità di lasciare quella soluzione. 
Ancora una volta, poiché le proteine ​​non possono lasciare il fluido nella cellula, perché non possono attraversare la membrana plasmatica, il corpo è in grado di applicare una trazione osmotica sull’acqua all’esterno della cellula e portarla all’interno. 
Poiché il sodio e il potassio passano liberamente attraverso la membrana plasmatica, non dovrebbero essere in grado di applicare una trazione osmotica sull’acqua in entrambe le direzioni. 

O possono?

La pompa raccoglie 3 ioni Na+ dallo spazio intracellulare, ma non è in grado di portarli all’esterno della cellula fino a quando non risulta attivata a seguito di fosforilazione. 
La fosforilazione avviene mediante la cessione di un gruppo fosfato da parte di una molecola di ATP.
Con le pompe di sodio-potassio nella membrana plasmatica della cellula che respingono gran parte del sodio dalla cellula e riportano la maggior parte del potassio dentro, sebbene siano ancora permeabili, ora agiscono efficacemente come se fossero impermeabili. 
Forzando sodio e potassio a rimanere dove sono, le pompe di sodio-potassio danno loro il potere di muovere l’acqua verso di loro per osmosi. 
Come notato sopra, in biologia, un soluto esercita un’attrazione osmotica sull’acqua attraverso una membrana in base alla sua incapacità di lasciare quella soluzione. 
Con le pompe di sodio-potassio che costringono il sodio a rimanere fuori dalla cellula e a mantenere il potassio all’interno, hanno effettivamente impedito loro di lasciare la soluzione. 
In tal modo, le pompe di sodio e di potassio hanno anche prodotto sostanze chimiche osmoticamente attive di sodio e potassio, proprio come la proteina all’interno della cellula.
Ciò significa che, non solo le proteine ​​hanno la tendenza a trascinare l’acqua nella cellula dal fluido all’esterno, ma anche il potassio. 

Inoltre, poiché le pompe sodio-potassio spingono il sodio fuori dalla cellula, non lasciandolo rimanere sull’altro lato della membrana plasmatica, ma consentendo anche al sodio di estrarre l’acqua dall’interno della cellula all’esterno. 
La spinta osmotica del sodio dall’esterno della cellula è nella direzione opposta all’attrazione osmotica esercitata dalla proteina e dal potassio al suo interno. 
In effetti, la cellula è molto sensibile al movimento dell’acqua in entrambe le direzioni attraverso la sua membrana plasmatica, che influenza direttamente il suo volume. 
Per prendere il controllo del suo volume, la cellula cerca sempre di assicurarsi che l’attrazione osmotica dell’acqua dal fluido all’esterno della cella corrisponda uniformemente alla trazione per riportare l’acqua. 
Lo fa assicurandosi che la concentrazione delle particelle chimiche totali nel il citosol sia lo stesso del fluido all’esterno della cellula. 

Questo passaggio induce la defosforilazione della pompa e il conseguente ritorno alla conformazione originale, che permette il rilascio degli ioni K+ nel citosol.
Quando questo viene raggiunto, i fluidi sono detti isotonici.
Questo è ciò che fa la pompa sodio potassio. 
Per lo sportivo il processo generato consente la giusta idratazione durante e dopo l’allenamento.
Consente di contrastare la normale disidratazione dell’organismo e favorisce la diuresi.

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