La pompe sodium-potassium ou Na+-K+ ATPase est une enzyme transmembranaire dont l'activité enzymatique utilise l'énergie issue de la dégradation de l'ATP en ADP et phosphate inorganique pour transporter des ions potassium et sodium contre leur gradient de concentration. Elle joue un rôle dans le maintien du potentiel de repos des cellules nerveuses, musculaires et cardiaques. La pompe permet d'échanger les ions sodium (Na+) issus du milieu intracellulaire avec les ions potassium K+ issus du milieu extracellulaire dans un rapport précis (3 Na+/2 K+). Cette pompe est responsable du rétablissement de l'équilibre initial après un potentiel d'action.
Échangeurs
- Echangeur Na+/Ca2+ : L'échangeur Na+/Ca2+ de la membrane
plasmique assure un échange bidirectionnel d'ions Na+ et Ca2+ :
dans le mode habituel il assure la sortie d'un ion Ca2+ contre
l'entrée de trois ions Na+ et dans le mode inverse, c'est-à-dire
lorsque la concentration de Na+ intracellulaire s'élève, il assure le
transfert en sens opposé, c'est-à-dire la sortie de Na+ et l'entrée
de Ca2+ . Le mode de fonctionnement décrit ci-dessus correspond à ce
qui se passe au niveau cardiaque, mais cet échangeur est présent dans
d'autres tissus comme la fibre musculaire lisse, les neurones, le
segment externe des cônes (rétine) où la stchiométrie de l'échange peut
être différente de celle du coeur.
- Echangeur Na+/H+ : il assure un échange électroneutre : entrée
d'un ion Na+ dans la cellule et sortie d'un proton. Son rôle est de
réguler le pH intracellulaire en s'opposant à l'acidification.
L'amiloride, à doses élevées, l'inhibe.
L'échangeur Na+/H+ joue
un rôle important au niveau du myocarde car, lors d'une ischémie, le pH
intracellulaire s'abaisse; lors de la reperfusion, il remonte par activation de
l'échangeur Na+/H+. Cette activation augmente l'entrée du Na+ dans la
cellule, ce qui déclenche secondairement la mise en route de l'échangeur Na+/Ca2+ qui
fait sortir le sodium et entrer le calcium, ce dernier pouvant être à l'origine
des altérations cellulaires. Des tentatives pharmacologiques d'inhibition de
l'échangeur Na+/H+ par l'amiloride à doses élevées ont été faites.
Co-transporteurs
Les co-transports Na+/acide aminé, Na+/glucose, Na+/Cl, Na+/K+-2Cl-, Na+/médiateurs
permettent l'entrée dans la cellule de diverses molécules nécessaires à son
fonctionnement.
En définitive, c'est le gradient Na+ extra et intracellulaire créé par
la pompe Na+/K+-ATPase qui permet au Na+ d'avoir autant d'importance
biologique.
Transport actif primaire : Na+/ K+-ATPase
La sortie du sodium hors de la
cellule est assurée par la pompe Na+/K+-ATPase. Elle fait sortir trois ions
sodium et entrer deux ions potassium, c'est une pompe électrogénique assurant
la polarisation cellulaire, c'est-à-dire la création d'une différence de
potentiel entre l'intérieur de la cellule et le milieu extracellulaire.
La pompe fonctionne grâce à
l'ATP synthétisé par les mitochondries au cours de la respiration cellulaire.
Elle est inhibée par la digoxine, ce qui entraîne une élévation de la
concentration de sodium intracellulaire et l'activation de l'échange Na+/Ca2+,
favorisant l'entrée de calcium
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