Nascita di un’idea

Il regolare funzionamento del nostro organismo è mantenuto anche grazie alle numerose proteine transmembrana che attorniano le cellule.

Le cellule animali devono il loro turgore alla membrana cellulare che le riveste, che è ciò di più simile a uno scheletro che possiedono.
La membrana cellulare, oltre a delimitare l’ambiente intracellulare da quello extracellulare, funge da selettore per i nutrienti e le sostanze di scarto che entrano ed escono dalla cellula, oltre a tutte le altre molecole e atomi che fungono da messaggeri.

A tal fine sono presenti molteplici proteine atte a regolare questo viavai, che prendono il nome di trasportatori attivi nel caso in cui lavorino contro gradiente, quindi abbiano bisogno di energia per entrare in funzione, o trasportatori passivi nel caso in cui lavorino secondo gradiente, cioè seguendo il gradiente di concentrazione. Segue che i trasportatori attivi avranno bisogno di ATP per funzionare, che è il carburante del nostro organismo.

La pompa sodio-potassio rientra tra i trasportatori attivi della membrana cellulare: il suo compito principale è il mantenimento del potenziale di membrana, ossia dell’equilibrio ionico tra l’interno e l’esterno della cellula; nel caso in cui si verificasse uno squilibrio la cellula potrebbe collassare.

La pompa sodio-potassio altro non è che una proteina integrale della membrana, cioè una proteina che attraversa l’intera membrana cellulare. Il passaggio è rigoroso, e non può avvenire contemporaneamente nei due versi né possono essere trasportati contemporaneamente ioni diversi tra loro.

La proteina ha la forma di un vaso: è chiusa a un’estremità, mentre l’altra è aperta per ospitare uno dei due ioni, che si lega al sito attivo. Quando la pompa viene attivata l’estremità aperta si chiude mentre si apre progressivamente l’estremità opposta per permettere la fuoriuscita dello ione che è stato legato. Date le maggiori dimensioni dello ione Na⁺ rispetto a quelle dello ione K⁺, la proteina dovrà deformarsi molto di più per trasportare ioni sodio rispetto al passaggio degli ioni potassio; tale mobilità è possibile grazie alla struttura a doppio strato fosfolipidico della membrana cellulare, ovvero grazie ai due strati sovrapposti di fosfolipidi che costituiscono la membrana.

L’importanza della pompa sodio-potassio nel nostro organismo, in particolare nelle cellule neuronali, ha ispirato lo scultore tedesco Julian Voss-Andreae, che su commissione ha elaborato “Nascita di un’idea”, in cui è possibile ammirare una rappresentazione tridimensionale del canale sodio-potassio.

Marta Maresca

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