Il ruolo cruciale delle pompe ioniche nel potenziale di membrana

Funzione delle pompe ioniche

Un processo molto importante in cui vengono utilizzati le molecole di ATP come fonte di energia è rappresentato dalle pompe ioniche che agiscono da sistema di trasporto trasferendo ioni Na+ e K+ attraverso la membrana cellulare. La differenza di potenziale tra l'esterno e l'interno della membrana , detta anche potenziale di membrana è generata dalla distribuzione diseguale dei due ioni , con K+ più concentrato dentro la cellula e Na+ più concentrato all'esterno.

Meccanismo della pompa sodio-potassio

Dato che gli ioni Na+ e K+ tendono a riequilibrarsi spontaneamente ai due lati della membrana cellulare attraversando specifici canali secondo il gradiente di concentrazione, le cellule dell'organismo provvedono a mantenere la distribuzione asimmetrica dei due ioni grazie all'attività di un complesso proteico di membrana, detta la pompa sodio-potassio, che realizza continuamente il trasporto degli ioni Na+ all'interno della cellula verso lo spazio extracellulare in cambio di ioni K+ . Ma questo trasporto contro gradiente di concentrazione richiede un lavoro osmotico che implica il consumo di ATP. La molecola di ATP, infatti, viene idrolizzata in ADP e fosfato inorganico dallo stesso complesso della pompa. L'attività della pompa sodio-potassio contribuisce al mantenimento del potenziale di membrana perchè causa il trasferimento di tre ioni Na+ contro due soli ioni K+ , accumulando una carica positiva nello spazio extracellulare.