ATP-aza de Na+/K+  este o proteină transmembranară întâlnită în toate celulele mamaliene. Din punct de vedere funcțional, ajută la menținerea potențialului de repaus, are implicații în transportul celular și reglează volumul celular. Mai mult, are rol în reglarea mai multor căi de semnalizare. La nivel bio-morfologic, celulele cheltuiesc o mare parte din ATP-ul produs (de obicei între 30% și până la 70% în celulele nervoase) pentru a menține concentrațiile citosolice de Na și K necesare. ATP-aza de Na+/K+  poate fi responsabilă pentru până la 3/4 din costurile energetice ale celulei.

În componența ATP-azelor de Na+/K+  intră 2 tipuri de subunități, α și β, cele de tip α având 4 izoforme, iar cele β, 3. Fiecare dintre izoformele specifice au caracteristici proprii, unele având și roluri specifice în dezvoltarea anumitor patologii, așa cum vom prezenta în tabelele următoare.

Izoformă

Locație

Caracteristici

Genă

Patologii asociate

α1

SNC, inimă, musculatură, majoritatea tipurilor celulare

Menținerea funcțiilor housekeeping

ATP1A1

Hipertensiune arterială,

Boala Charcot-Marie-Tooth de tip 2 (asociată cu slăbiciune musculară, atrofie, lipsa reflexelor)

α2

SNC, astrocite, neuroni în dezvoltare, musculatură

Sensibilitate mare la diferențele de voltaj, implicată în procesele dinamice

ATP1A2

Migrenă Hemiplagică,

Depresie cu răspândire corticală

α3

SNC, proiecțiile neuronilor, spine dendritice

Eliberarea rapidă a ionilor de Na+ din citoplasma dendritelor

ATP1A3

Boala Parkinson asociată cu distonie cu debut rapid (RDP), Hemiplagia alternantă în timpul copilăriei (AHC),

CAPOS

ataxie cerebeloasă

areflexie

pes cavus

atrofia nervului optic

pierdere auditivă senzorială

α4

Spermatozoizi

Menținerea echilibrului electrochimic în timpul fecundării

ATP1A4

-

Așa cum am afirmat anterior subunitatea β prezintă trei izoforme are vor fi descrise în tabelul următor.

Izoforma

Localizare

Gena

β1

Ureche internă, țesut articular, hepatocite

ATP1B1

β2

Celule gliale, rinichi, hepatocite, celule epiteliale din prostată, musculatură scheletică

ATP1B2

β3

Plămâni, testicule

ATP1B3

Încă nu au fost raportate patologii asociate cu subunitățile β, în schimb fiecare dintre cele 4 subunități α prezintă patologii asociate.

În concluzie ATP-aza de Na+/K+  joacă un rol semnificativ în dezvoltarea diferitelor patologii caracterizate prin lezarea sistemului nervos central, a musculaturii sau a sistemului cardiac.

Bibliografie

  1. Bøttger, P., Tracz, Z., Heuck, A., Nissen, P., Romero-Ramos, M., & Lykke-Hartmann, K. (2010). Distribution of Na/K-ATPase alpha 3 isoform, a sodium-potassium P-type pump associated with rapid-onset of dystonia parkinsonism (RDP) in the adult mouse brain. The Journal of Comparative Neurology, 519(2), 376–404. doi:10.1002/cne.22524
  2. Clausen, M. V., Hilbers, F., & Poulsen, H. (2017). The Structure and Function of the Na,K-ATPase Isoforms in Health and Disease. Frontiers in Physiology, 8. doi:10.3389/fphys.2017.00371
  3. Holm, T. H., & Lykke-Hartmann, K. (2016). Insights into the Pathology of the α3 Na+/K+-ATPase Ion Pump in Neurological Disorders; Lessons from Animal Models. Frontiers in Physiology, 7. doi:10.3389/fphys.2016.00209
  4. Jimenez, Tamara & Sanchez, Gladis & Mcdermott, Jeffrey & Nguyen, Anh-Nguyet & Kumar, T. Rajendra & Blanco, Gustavo. (2011). Increased Expression of the Na,K-ATPase alpha4 Isoform Enhances Sperm Motility in Transgenic Mice. Biology of reproduction. 84. 153-61. 10.1095/biolreprod.110.087064.
  5. Lassuthova, P., Rebelo, A. P., Ravenscroft, G., Lamont, P. J., Davis, M. R., Manganelli, F., … Zuchner, S. (2018). Mutations in ATP1A1 Cause Dominant Charcot-Marie-Tooth Type 2. The American Journal of Human Genetics, 102(3), 505–514. doi:10.1016/j.ajhg.2018.01.023
  6. Lishko PV. Contraception: Search for an Ideal Unisex Mechanism by Targeting Ion Channels. Trends in Biochemical Sciences. 2016 Oct;41(10):816-818. DOI: 10.1016/j.tibs.2016.08.002.

EU e-Privacy Directive

Departamentul de Anatomie, fiziologie animala si biofizica

Prof. dr. Dan Florin Mihailescu (director de  departament)

Prof. dr. Alexandru  Babes

Prof. dr. Speranta Avram

Prof. dr. Violeta Ristoiu

Prof. dr. Beatrice Mihaela Radu

Conf. dr. Mihaela Marcu Lapadat

Conf. dr. Dana Cucu

FP

Conf. dr. Florentina Pluteanu

Lect. dr. Doru Gabor

TS photo

Lect. dr. Tudor Selescu

Lect. dr. Cristina Matanie

Alexandru Deftu

Asist.dr. Alexandru Deftu

roxana

Asist.dr. Roxana Gheorghe

Cornelia Dragomir

Geanina Haralambie

Liliana Stamatin

Cristina

PozaAcademieLuiza

Prof. dr. Maria Luiza Flonta (profesor emerit)