La pompa sodio-potassio

Scritto da Sini il . Postato in Chimica dell'acquario

Come funziona la pompa

In alcune situazioni il gradiente di concentrazione resta elevato e non si azzera mai.
All'interno delle cellule, ad esempio, la concentrazione di potassio (K+) è sempre maggiore di quella esterna; al contrario, la concentrazione di sodio (Na+) è sempre minore.

sodio cellulaFonte: my-personaltrainer.it

Per mantenere questo gradiente, tra i due lati della membrana cellulare, entra in gioco la pompa sodio-potassio.
I
n modo alternato ma continuo, la cellula porta dentro due ioni potassio (K+), nello stesso tempo espelle tre ioni sodio (Na+). E' inevitabile che le concentrazioni di sodio e potassio siano sempre diverse, tra l'interno e l'esterno.

snoopy pompaPompa sodio-potassio

La pompa sodio-potassio lavora contro il gradiente di concentrazione; quindi contrasta il fenomeno spontaneo della diffusione.

Per compiere questa operazione ha bisogno di energia.
Più sodio c'è fuori dalla cellula, maggiore è il gradiente di concentrazione; di conseguenza, la pompa dovrà impiegare più energia, per espellere gli ioni sodio dalla membrana.

Luce + fosforo = energia

Ecco un esempio con cui Rox, in una discussione sul nostro forum, spiega il fenomeno in modo semplice ed efficace:

È come un'automobile su una strada in salita.
Per la normale forza di gravità, tenderebbe spontaneamente a procedere all'indietro, liberando i freni...
... ma se accendiamo il motore, riusciamo a farla andare in senso opposto, consumando energia sottoforma di benzina.
Ovviamente, tanto maggiore è la pendenza, tanto più alto sarà lo sforzo del motore.
Lo stesso vale per la pianta quando assorbe potassio.
Più sodio c'è nell'acqua (rispetto al potassio), più la pianta faticherà nel forzare quello scambio.
La pompa sodio-potassio è il suo motore, il fosforo è la benzina (ATP), mentre la percentuale di sodio è la pendenza della strada.

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E adesso che diavolo è l'ATP?
Niente panico, è semplice...

ATP è l'acronimo di adenosina-trifosfato; è chiamato così perché composto da tre gruppi fosfato.

L'energia luminosa accumulata dalla fotosintesi, sotto forma di zuccheri, dopo una serie di complesse reazioni e trasformazioni produce l'ATP
È come una "moneta energetica" che la cellula può utilizzare in tutti i processi che richiedono energia.

Durante il funzionamento della pompa sodio-potassio, l'ATP perde un gruppo fosfato liberando energia.

atpenergyA3P = ENERGY + A2P + P

In poche parole, l'energia utilizzata dalla pompa sodio-potassio è data dalla luce; per poterla utilizzare la cellula ha bisogno di fosforo. Maggiore è la disponibilità di questi due elementi, più energia avrà la pompa per mantenere alto il gradiente di concentrazione.

Ok, ok... ma tutto questo cos'ha a che fare con noi acquariofili?