Bomba de sódio-potássio

RKA - O que eu pretendo fazer neste vídeo é mostrar um pouco a vocês sobre a bomba de sódio e potássio. Como o próprio nome diz, ela bombeia sódio e potássio, mas faz isso em direções diferentes. Esta é a minha representação da bomba de sódio e potássio, que é uma proteína transmembranar. Bem aqui nós temos um complexo proteico. No estado de repouso em que se encontra esta bomba de sódio e potássio, ela está aberta para o meio intracelular e apresenta uma afinidade com íons de sódio. E estes íons representados aqui por estes três círculos azuis se ligarão à proteína transportadora. Uma vez que 3 íons intracelulares de sódio tenham entrado na bomba, um ATP (ou seja, adenosina trifosfato) também se ligará a ela; e, depois disso, sofrerá hidrolisação e fosforilação, sendo que, após este processo, há uma liberação de energia, a qual permite uma alteração na conformidade da bomba. Ou seja, a forma da proteína se altera, de modo que ela fecha a entrada intracelular e abre a saída extracelular; e, assim, não terá mais uma afinidade com os íons de sódio, mas sim uma afinidade com os íons de potássio, o que é extremamente fascinante. Mas, uma vez que essa mudança de conformidade aconteça, os íons de sódio serão lançados no meio extracelular; e, simultaneamente, haverá íons de potássio do meio extracelular que se ligarão à bomba, a qual, depois disto, sofrerá desfosforilação e retornará à sua forma original. Assim, não haverá mais uma afinidade com os íons de potássio, os quais serão lançados no meio intracelular. E, então, voltaremos à situação inicial. E, como este processo de transporte biológico utiliza ATP, utiliza energia, ele é considerado um transporte ativo. Então, utilizando ATP, nós temos a possibilidade de bombear 3 íons de sódio para o meio extracelular; e, neste mesmo processo, nós bombeamos 2 íons de potássio para o meio intracelular. Agora, como estes dois íons apresentam cargas positivas e há 3 íons de sódio indo para fora e 2 íons de potássio vindo para dentro da célula, você pode pensar que a bomba de sódio e potássio deixa o meio extracelular mais positivo do que o meio intracelular, o que é verdade. Mas este fenômeno é apenas parcialmente responsável pela diferença de potencial elétrico entre a parte de dentro e de fora da membrana. Mas o que realmente estabelece esta diferença são as proteínas de canal, que permitem o movimento de íons de potássio a favor de seu gradiente de concentração. Mas vamos falar do que acontece considerando apenas a bomba de sódio e potássio (por causa dela). Qual é o gradiente de concentração do sódio? Bom, há uma maior concentração dele na parte exterior da célula, e uma menor concentração na parte interior. Este é o gradiente de concentração do sódio. Qual é o gradiente de concentração do potássio? Bom, os íons potássio estão sendo conduzidos do meio extracelular para o meio intracelular; então, o potássio apresenta um gradiente de concentração oposto ao do sódio: ele tem uma maior concentração dentro da célula, e uma menor concentração fora da célula. Considerando que esta membrana seja semipermeável, como já vimos em outros vídeos, e, portanto, não seja permeável a íons como os íons sódio e potássio, mas que tenhamos proteínas de canal que facilitem o transporte de íons potássio para fora da célula, o que acontecerá? Muitos podem pensar numa resposta para isso considerando o gradiente de concentração, ou seja, levando em conta que as moléculas se difundem naturalmente a favor de seu gradiente de concentração; havendo, então, maior probabilidade de os íons potássio (que se encontram em maior concentração na parte interior da célula) se moverem de dentro para fora da célula, do que de fora para dentro da célula. E, assim, haveria um fluxo líquido de íons potássio para o meio extracelular. No entanto, outros poderiam contradizer essa resposta, pensando nas cargas. Porque nós estamos dizendo que o interior da célula estará menos positivo do que o exterior; e, considerando que os íons potássio apresentem cargas positivas e que cargas positivas tendem naturalmente a se mover para onde esteja mais negativo, teoricamente não faria sentido pensar que os íons potássio com carga positiva estariam se movendo de um local menos positivo para outro mais positivo. No entanto, estas duas abordagens estão corretas. O gradiente de concentração permitirá que alguns desses íons potássio saiam da célula, mas não haverá um equilíbrio, exatamente por causa da diferença de potencial elétrico. E, através desse processo de eliminação das moléculas de sódio em uma maior escala do que o ingresso de moléculas de potássio, em conjunto com uma outra possibilidade de que cargas positivas saiam da célula, estabelece-se o potencial de repouso. E isso é extremamente importante para todas as células, mas em especial para os neurônios, os quais gastam, aproximadamente, dois terços de suas energias somente para manter o potencial de repouso. Mas veremos mais sobre isso nos vídeos sobre neurônios. Mas, no potencial de repouso em que o interior é menos positivo do que o exterior, se medirmos o potencial elétrico das faces internas da membrana em relação às faces externas, encontraremos uma diferença de aproximadamente 70 milivolts negativos. E isso é bastante importante, não só para as células nervosas, mas também para todos os tipos de células. E, bom, a bomba de sódio e potássio não serve só para estabelecer este potencial de repouso. Ter uma maior concentração de sódio no exterior pode ser usado também em outros tipos de transporte ativo. E, quando estes íons movem-se a favor do gradiente de concentração, outras coisas, como o cotransporte de moléculas de glicose, podem ocorrer também. E, para você ter ideia de como a descoberta da bomba de sódio e potássio foi um grande evento, ela foi descoberta nos anos 50, mas o prêmio Nobel de 1997 foi dado para o seu descobridor. Até o próximo vídeo!