Bomba Sódio-Potássio: Restaurando o Potencial de Repouso Neuronal Após Potenciais de Ação

A bomba Na⁺/K⁺-ATPase é a máquina molecular que mantém o potencial de membrana de repouso neuronal (~ -70 mV) transportando ativamente íons contra seus gradientes eletroquímicos.

Mecanismo: O Ciclo de Transporte

1. Ligação intracelular: 3 íons Na⁺ ligam-se a locais de alta afinidade no lado citoplasmático da bomba.
2. Hidrólise de ATP: ATP → ADP + Pi; grupo fosfato fosforila a bomba (conformação E1~P).
3. Mudança conformacional (E1→E2): Bomba se abre para o lado extracelular; Na⁺ liberado (baixa afinidade).
4. Ligação extracelular: 2 íons K⁺ ligam-se à face extracelular.
5. Desfosforilação: Pi liberado; bomba retorna à conformação E2.
6. Mudança conformacional (E2→E1): Bomba se abre para o citoplasma; K⁺ liberado (baixa afinidade).
7. Ciclo se repete.

Líquido: 3 Na⁺ para fora, 2 K⁺ para dentro por ATP → eletrogênico (corrente positiva líquida para fora), contribuindo ~ -5 a -10 mV diretamente ao potencial de repouso.

Papel Após Potenciais de Ação

Durante um potencial de ação, a entrada de Na⁺ e saída de K⁺ dissipam temporariamente os gradientes. A bomba Na⁺/K⁺ restaura os gradientes iônicos ao longo de segundos a minutos, permitindo a excitabilidade subsequente. Sem ela, os neurônios despolarizariam irreversivelmente.

Além dos Neurônios

Ubíqua em células animais. Regula volume celular, pH, transporte secundário ativo (Na⁺-glicose, trocador Na⁺/Ca²⁺), reabsorção renal de Na⁺, tono vascular, contratividade cardíaca (via troca Na⁺/Ca²⁺). A digitálica inibe a bomba → ↑Na⁺ intracelular → ↓troca Na⁺/Ca²⁺ → ↑Ca²⁺ intracelular → ↑contratividade.

A bomba Na⁺/K⁺ é o carregador de bateria da eletrofisiologia celular—constantemente em funcionamento, consumindo ~20–40% do ATP do cérebro.