RICSA, 3(2), 115-122 (2026)

Rol de la bomba Na⁺/K⁺ ATPasa en la regulación iónica y el equilibrio homeostático celular

Role of the Na⁺/K⁺ ATPase Pump in Ionic Regulation and Cellular Homeostasis

Mesias Mendieta Valeria Rubi1,a; Miranda Rojas José Daniel1,a; Montoya Abanto Julio César1,a Filiación:

1. Universidad Nacional del Santa, Nuevo Chimbote, Perú

a. Estudiante de medicina

Correspondencia: Mesias Mendieta, Valeria Rubi, 0202424030@uns.edu.pe.

ID ORCID del autor

Mesias Mendieta, Valeria Rubi https://orcid.org/0009-0004-9767-4534 Miranda Rojas José Daniel https://orcid.org/0009-0005-5180-9445

Montoya Abanto Julio César https://orcid.org/0000-0003-0126-7615

Declaración de autoría: Los autores declaran que participaron en conceptualización, metodología, software, investigación, curación de datos, redacción-borrador original, redacción-revisión y edición.

Declaración de conflicto de interés: Los autores declaran no tener conflictos de interés financieros, personales o institucionales que puedan influir en los resultados o interpretación del estudio.

Financiamiento: El presente estudio fue financiado con recursos propios del autor y no contó con financiamiento externo de instituciones públicas o privadas.

Recibido: 09-12-2025.

Aceptado: 15-12-2026.

Publicado: 30-06-2026.

Esta obra está publicada bajo la licencia CC BY 4.0

RESUMEN

La Na⁺/K⁺-ATPasa es una proteí´na transmembranal esencial para el mantenimiento de la homeostasis celular mediante la regulación de los gradientes electroquímicos de sodio y potasio. El objetivo de esta revisión fue analizar la evidencia cientí´fica reciente sobre el papel de la bomba Na⁺/K⁺-ATPasa en la regulacio´n io´nica y el equilibrio homeosta´tico celular, considerando su estructura molecular, mecanismo de transporte activo, regulacio´n fisiolo´gica y participacio´n en procesos fisiopatológicos. Se realizo´ una revisio´n narrativa de la literatura utilizando publicaciones cientí´ficas recientes relacionadas con fisiologí´a celular, biologí´a molecular y enfermedades asociadas a la disfuncio´n de esta bomba io´nica. La evidencia demuestra que la Na⁺/K⁺-ATPasa no solo mantiene el potencial de membrana, el volumen celular y el transporte activo secundario, sino que tambie´n participa en mecanismos de sen˜alizacio´n intracelular, regulacio´n metabo´lica y adaptacio´n a diferentes demandas tisulares. Asimismo, su actividad depende de la interaccio´n entre las subunidades α, β y las proteí´nas reguladoras FXYD, las cuales modulan sus propiedades funcionales segu´n el tipo celular. Alteraciones en su funcionamiento secundarias a hipoxia, acidosis o de´ficit energe´tico favorecen el desequilibrio hidroelectrolí´tico, edema celular y disfuncio´n de o´rganos como cerebro, corazo´n y rin˜o´n. En conjunto, la Na⁺/K⁺-ATPasa constituye un componente central de la fisiologí´a celular y un potencial blanco terape´utico para enfermedades cardiovasculares, neurolo´gicas y renales asociadas con alteraciones del equilibrio io´nico.

Palabras clave: Na⁺/K⁺-ATPasa; Homeostasis; Transporte activo; Canales io´nicos; Fisiologí´a celular (Fuente: DeCS-BIREME)

ABSTRACT

Na⁺/K⁺-ATPase is an essential transmembrane protein responsible for maintaining cellular homeostasis through the regulation of sodium and potassium electrochemical gradients. This review aimed to analyze recent scientific evidence regarding the role of Na⁺/K⁺-ATPase in ionic regulation and cellular homeostasis, focusing on its molecular structure, active transport mechanism, physiological regulation, and involvement in pathological processes. A narrative review of the literature was conducted using recent publications in cellular physiology, molecular biology, and diseases associated with Na⁺/K⁺-ATPase dysfunction. Current evidence demonstrates that Na⁺/K⁺-ATPase not only maintains membrane potential, cell volume, and secondary active transport but also participates in intracellular signaling pathways, metabolic regulation, and tissue-specific adaptive responses. Its activity is finely regulated by the interaction of the α and β catalytic subunits with FXYD regulatory proteins, which modulate pump function according to cellular requirements. Impaired Na⁺/K⁺-ATPase activity resulting from hypoxia, acidosis, or energy depletion disrupts ionic balance, promotes cellular edema, and contributes to dysfunction of major organs, including the brain, heart, and kidneys. Overall, Na⁺/K⁺-ATPase represents a fundamental regulator of cellular physiology and a promising therapeutic target for cardiovascular, neurological, and renal disorders associated with impaired ionic homeostasis.

Keywords: odium-Potassium-Exchanging ATPase; Homeostasis; Active Transport; Ion Channels; Cell Physiology. (Source: MeSH-NLM)

INTRODUCCIÓN

La bomba de sodio-potasio constituye uno de los principales mecanismos de transporte activo de la ce´lula eucario´tica y desempen˜a un papel esencial en la regulacio´n io´nica y en el mantenimiento de la homeostasis celular. Esta proteí´na transmembranal utiliza la energí´a liberada de la hidro´lisis de ATP para expulsar tres iones sodio (Na⁺) fuera de la ce´lula e incorporar dos iones potasio (K⁺) hacia su interior, estableciendo así´ gradientes electroquí´micos fundamentales que permiten la excitabilidad ele´ctrica, la transmisio´n sina´ptica, la contraccio´n muscular y el transporte activo secundario de diversos solutos (1). Dichos gradientes representan la base del equilibrio osmo´tico y del volumen celular, ya que la acumulacio´n intracelular de Na⁺ generarí´a un flujo osmo´tico de agua hacia el interior, provocando edema y dan˜o estructural. En consecuencia, la Na⁺/K⁺-ATPasa actu´a como un regulador dina´mico del contenido io´nico y del volumen celular,

preservando las condiciones fisiolo´gicas necesarias para el funcionamiento estable de la ce´lula (2).

La regulacio´n io´nica mediada por esta bomba es fundamental para conservar las concentraciones intracelulares de Na⁺ y K⁺ en niveles compatibles con la actividad enzima´tica, la polaridad de membrana y la osmorregulacio´n. A nivel molecular, la actividad de la Na⁺/K⁺-ATPasa esta´ modulada por la disponibilidad de ATP, las concentraciones de iones, las subunidades α y β, y las proteí´nas accesorias de la familia FXYD, las cuales ajustan la afinidad de la bomba frente a distintos estí´mulos fisiolo´gicos (3). Esta regulacio´n fina permite que la bomba responda a las demandas metabo´licas de cada tejido. Por ejemplo, en neuronas y cardiomiocitos, donde los gradientes io´nicos determinan la excitabilidad y la contraccio´n, la NKA mantiene la estabilidad ele´ctrica frente a variaciones en el consumo energe´tico (1).

En te´rminos de homeostasis celular, la Na⁺/K⁺-ATPasa participa activamente en la regulacio´n del volumen celular, proceso que equilibra la entrada y salida de agua en respuesta a cambios osmo´ticos externos. Cuando la ce´lula se expone a un medio hipoto´nico, la bomba contribuye a la fase de regulatory volume decrease (RVD) al favorecer la salida de Na⁺ y la restauracio´n del volumen normal. Este mecanismo es crucial para prevenir la lisis celular y preservar la integridad de las membranas. Asimismo, durante condiciones de hipoxia o acidosis, la actividad de la NKA puede verse reducida, lo que altera el equilibrio osmo´tico y promueve disfuncio´n celular, feno´meno descrito en patologí´as como el edema pulmonar o el dan˜o isque´mico (4).

En el contexto clí´nico, se ha evidenciado que la alteracio´n de la Na⁺/K⁺-ATPasa repercute directamente en el balance hidroelectrolí´tico y en la homeostasis siste´mica. En el rin˜o´n, su disfuncio´n modifica la reabsorcio´n de sodio y agua, contribuyendo al desarrollo de hipertensio´n sensible a la sal y edema (5). En el sistema nervioso, el fallo en la regulacio´n io´nica mediada por la bomba puede generar hiperexcitabilidad neuronal y contribuir a trastornos neurodegenerativos (6). Estas evidencias confirman que la Na⁺/K⁺-ATPasa no solo mantiene la estabilidad io´nica y osmo´tica intracelular, sino que tambie´n constituye un punto de convergencia entre el metabolismo energe´tico, la sen˜alizacio´n celular y la fisiologí´a siste´mica.

La bomba sodio-potasio constituye un componente esencial para el mantenimiento del balance io´nico y ele´ctrico de la ce´lula, permitiendo funciones fundamentales como la contraccio´n muscular, la excitabilidad neuronal, la conduccio´n de impulsos y el transporte de nutrientes. Su accio´n es indispensable para conservar las diferencias de concentracio´n de Na⁺ y K⁺ a trave´s de la membrana plasma´tica, condicio´n necesaria para sostener la actividad vital de tejidos de alta demanda energe´tica como el tejido nervioso y el tejido muscular. No obstante, a pesar de la evidencia consolidada sobre su papel como bomba io´nica primaria, persisten vací´os en la comprensio´n de los mecanismos que regulan su actividad bajo distintas condiciones fisiolo´gicas y patolo´gicas.

Recientemente se ha planteado que, adema´s de su funcio´n tradicional de transporte activo, la Na⁺/K⁺-ATPasa podrí´a participar en procesos celulares complementarios como la sen˜alizacio´n, aunque este aspecto au´n no se encuentra completamente

esclarecido ni definido. La informacio´n disponible es todaví´a fragmentaria y no permite determinar con precisio´n el alcance real de dichas funciones adicionales. Esta falta de claridad dificulta interpretar con exactitud su relevancia en determinadas alteraciones celulares y siste´micas, y resalta la necesidad de revisar de forma integrada los fundamentos estructurales y funcionales que explican su participacio´n en la homeostasis interna. Bajo este contexto, surge la interrogante central que orienta el presente trabajo: ¿Co´mo actu´a la bomba sodio-potasio en la regulacio´n de canales io´nicos y en el mantenimiento del equilibrio homeosta´tico celular? Resolver esta cuestio´n resulta esencial para comprender con mayor profundidad el papel que desempen˜a la Na⁺/K⁺-ATPasa como eje regulador del balance electroquí´mico que sustenta el funcionamiento global de la ce´lula.

El estudio del presente informe surge de la necesidad de comprender a profundidad los mecanismos que sostienen la homeostasis io´nica y ele´ctrica de la ce´lula, procesos necesarios como la excitabilidad neuronal, la contraccio´n muscular y la regulacio´n del volumen celular (2). La eleccio´n de este tema se fundamenta en su papel central dentro de la fisiologí´a celular, así´ como en las evidencias recientes que demuestran que esta bomba Na⁺/K⁺ ATPasa no solo funciona como una bomba io´nica, sino tambie´n como una plataforma de sen˜alizacio´n capaz de modular procesos metabo´licos y ge´nicos (7).

La investigacio´n se justifica teo´ricamente por el intere´s en redefinir la funcio´n de la Na⁺/K⁺ ATPasa desde una visio´n integrativa, que conecte su papel bioenerge´tico con su funcio´n reguladora en la comunicacio´n celular. Este enfoque permite explicar co´mo su disfuncio´n contribuye a alteraciones fisiolo´gicas y patolo´gicas, como trastornos neuromusculares, cardiovasculares y renales (5).

En consecuencia, analizar y revisar la evidencia reciente sobre esta bomba io´nica es relevante no solo para actualizar los fundamentos de la fisiologí´a celular, sino tambie´n para ampliar la comprensio´n de los mecanismos de sen˜alizacio´n y regulacio´n metabo´lica que determinan el equilibrio homeosta´tico. De este modo, el trabajo aporta una base teo´rica so´lida para futuras investigaciones biome´dicas orientadas a la preservacio´n de la funcio´n celular y la salud siste´mica.

estructurales coordinan la unio´n y el transporte de Na⁺ y K⁺ a trave´s de la membrana plasma´tica (8). Del mismo modo, investigaciones moleculares recientes han profundizado en el mecanismo de compuerta que regula el acceso de los iones a los sitios catalí´ticos, profundizando en la dina´mica molecular que permite a la bomba sostener gradientes io´nicos frente a variaciones fisiolo´gicas (9).

En cuanto a la especializacio´n tisular, estudios previos demostraron que las isoformas de la subunidad α poseen funciones especí´ficas. Zhang et al., evidenciaron que la isoforma α3 es fundamental para mantener la estabilidad del gradiente io´nico en neuronas, permitiendo la recuperacio´n eficiente despue´s de la actividad ele´ctrica (6). Investigaciones ma´s recientes, como la de Abe et al., ampliaron este conocimiento al describir la estructura detallada de la isoforma α4, proporcionando evidencia de que las variaciones en afinidad y velocidad de transporte permiten adaptaciones particulares en tejidos con alta carga io´nica (10).

Otro eje de investigacio´n relevante se centra en la relacio´n entre la actividad de la NKA y el metabolismo energe´tico. Se ha encontrado que la alteracio´n de los gradientes de sodio modifica procesos metabo´licos como la gluco´lisis, lo que evidencia que la bomba no solo sostiene el equilibrio io´nico, sino que participa activamente en la regulacio´n de la demanda energe´tica celular. Dicho efecto cobra mayor importancia en tejidos de alta actividad ele´ctrica o contra´ctil, como el cardiaco y el nervioso, donde la generacio´n de ATP es un requisito constante (11).

Asimismo, los antecedentes resaltan el rol de la Na⁺/K⁺-ATPasa en la regulacio´n del volumen celular y la homeostasis osmo´tica. Se ha descrito que la inhibicio´n de esta bomba ocasiona acumulacio´n intracelular de sodio, ingreso de agua, edema celular y despolarizacio´n progresiva, afectando la viabilidad y funcio´n tisular. Este feno´meno es especialmente crí´tico en neuronas, miocitos y ce´lulas renales, donde el equilibrio osmo´tico es indispensable para la actividad fisiolo´gica normal (12).

De forma complementaria, estudios actuales muestran que la bomba participa activamente en la reabsorcio´n de sodio y agua en tejidos como el rin˜o´n. Mukherji et al., evidenciaron que la modulacio´n de la actividad de la bomba en el tu´bulo proximal puede modificar directamente la reabsorcio´n de sodio, con implicancias en el equilibrio hidroelectrolí´tico y la estabilidad del volumen extracelular (5).

Marco teórico

Estructura molecular de la bomba Na⁺/K⁺ ATPasa

La Na⁺/K⁺-ATPasa (NKA) es una ATPasa de tipo P transmembrana que funciona como un

heterocomplejo proteico importante para la homeostasis io´nica en ce´lulas eucariotas. Su estructura ba´sica esta´ formada por al menos dos subunidades obligatorias: la subunidad α (catalí´tica) y la subunidad β (glicoproteica), adema´s de asociarse con miembros reguladores de la familia FXYD que modulan las propiedades cine´ticas y la localizacio´n tisular de la bomba. La subunidad α contiene los dominios citoso´licos responsables de la unio´n y la hidro´lisis de ATP, el residuo Asp que se fosforila durante el ciclo de transporte y los sitios de unio´n para Na⁺, K⁺ y cardioto´nicos (ouabaí´na). La β facilita el plegamiento, el ensamblaje y el tra´fico de la α hacia la membrana plasma´tica, así´ como la estabilidad funcional del complejo. Adema´s, las proteí´nas FXYD (γ-subunidad) actu´an como moduladores tisulares finos que alteran la afinidad por iones y la sensibilidad a ATP segu´n el tipo celular (8).

La NKA humana en varios estados conformacionales (E1, E1·ATP, E1·3Na, E2·2K, etc.), proporcionando una visio´n ato´mica de los canales de acceso io´nico, los contactos transmembrana y los cambios conformacionales que conectan la hidro´lisis de ATP con el movimiento de los iones. Estas estructuras muestran co´mo he´lices transmembrana especí´ficas forman cavidades de unio´n a Na⁺ y K⁺ y co´mo la reordenacio´n de dominios citoso´licos (N, P y A) impulsa la transicio´n E1↔E2 durante el ciclo de Post-Albers. Tales datos resolutivos han llenado huecos crí´ticos en la comprensio´n del "gating" citoplasma´tico y extracelular que controla la entrada/salida io´nica (9).

La existencia de isoformas de la subunidad α (α1, α2, α3, α4) y de la β (β1–β3) aporta especializacio´n funcional y distribucio´n tisular: por ejemplo, α1 es ubiquitario y mantiene la homeostasis basal, α2/α3 esta´n enriquecidas en tejidos excitables (mu´sculo, cerebro) con propiedades cine´ticas distintas que afectan la excitabilidad y la recuperacio´n post-actividad. Estudios estructurales y funcionales recientes (incluyendo una estructura de la isoforma α4) indican que pequen˜as variaciones en secuencia y en la interaccio´n α–β modifican la afinidad io´nica, la sensibilidad a cardioto´nicos y la regulacio´n por proteí´nas accesorias, explicando por que´ distintas ce´lulas requieren bombas con distinto “set” de propiedades (10).

Mecanismo de acción: transporte activo y uso de ATP

La Na⁺/K⁺-ATPasa (NKA) es una ATPasa P-tipo que realiza transporte activo primario: por cada ciclo catalí´tico hidroliza una mole´cula de ATP y transporta tres Na⁺ fuera de la ce´lula y dos K⁺ hacia el interior, lo que genera un flujo neto de carga positiva hacia el exterior y contribuye directamente a la polarizacio´n de la membrana. Esta estequiometrí´a (3 Na⁺: 2 K⁺: 1 ATP) se mantiene bajo condiciones fisiolo´gicas y es la base de su funcio´n electroge´nica (12,13).

alta afinidad por Na⁺ citoso´lico, se fosforila en un residuo de aspartato tras la hidro´lisis de ATP y sufre un cambio conformacional a E2 que libera Na⁺ al exterior. En la conformacio´n E2 la afinidad por K⁺ extracelular es mayor; la unio´n de K⁺ promueve la defosforilacio´n y el retorno a E1 liberando K⁺ al interior. Estos intercambios dependen de cambios estructurales a distancia entre el sitio catalí´tico citoso´lico y los sitios de unio´n io´nica transmembrana (12).

Evidencia estructural reciente estudios funcionales han precisado detalles del acoplamiento entre la hidro´lisis de ATP (dominio citoso´lico) y los sitios de unio´n io´nica en el dominio transmembrana, explicando co´mo pequen˜as remodelaciones conformacionales permiten la secuencia de unio´n, fosforilacio´n, liberacio´n io´nica y regresio´n conformacional. Estos datos explican por que´ alteraciones en subunidades o en la disponibilidad de nucleo´tido afectan la eficiencia del bombeo (8). Desde el punto de vista energe´tico, la NKA consume una fraccio´n significativa del ATP celular en tejidos de alta actividad (neuronas y mu´sculo cardí´aco), por lo que su actividad esta´ í´ntimamente acoplada al metabolismo energe´tico: aumentos sostenidos del consumo energe´tico o de la demanda io´nica pueden limitar la capacidad de la bomba, con consecuencias en excitabilidad y homeostasis osmo´tica. Estudios recientes discuten adema´s co´mo la carga metabo´lica del bombeo puede condicionar rutas metabo´licamente adaptativas en ce´lulas patolo´gicas (11,14).

Gradientes electroquímicos y potencial de membrana

Los gradientes electroquí´micos de un ion combinan dos fuerzas: el gradiente quí´mico (diferencia de concentracio´n) y la diferencia ele´ctrica (potencial ele´ctrico across membrana). El movimiento neto de un ion a trave´s de la membrana viene descrito por la suma de estas fuerzas y puede expresarse cuantitativamente por la ecuacio´n de Nernst (potencial de equilibrio para un ion) y por la ecuacio´n de Goldman cuando intervienen mu´ltiples iones permeables. Estas formulaciones permiten predecir hacia do´nde tendera´ el flujo io´nico en ausencia de transporte activo (15).

En condiciones de reposo, la permeabilidad relativa al K⁺ es la que ma´s determina el potencial de membrana en reposo (Vm) y la NKA mantiene el gradiente de concentracio´n que sustenta esa permeabilidad efectiva: extrayendo Na⁺ e introduciendo K⁺ genera y preserva diferencias de concentracio´n que, combinadas con la selectividad io´nica de los canales, originan Vm tí´picos de cada tejido. Si la NKA falla o su actividad disminuye (p. ej. por hipoxia o falta de ATP), los gradientes se colapsan progresivamente, Vm se despolariza y las funciones excitables se alteran (5).

Los gradientes electroquí´micos no so´lo son esenciales para la excitabilidad: tambie´n impulsan transporte secundario (cotransportadores dependientes de Na⁺, como SGLT o NCX) y determinan el volumen celular al condicionar la osmolaridad intracelular. Por ejemplo, la acumulacio´n de Na⁺ intracelular atrae agua; la NKA previene esto retirando Na⁺ y permitiendo el equilibrio osmo´tico (12).

La investigacio´n reciente ha mejorado la medicio´n del potencial de membrana a resolucio´n unicelular (te´cnicas o´pticas y de vida media fluorescente), lo que ha permitido observar heterogeneidad de Vm entre ce´lulas y co´mo cambios locales en gradientes io´nicos modulan respuestas fisiolo´gicas y de sen˜alizacio´n. Adema´s, trabajos de modelado muestran que los gradientes electroquí´micos actu´an como nodos de integracio´n entre transporte, sen˜alizacio´n y metabolismo, es decir, son mediadores ra´pidos y dina´micos de la respuesta celular a estí´mulos (16,17).

Regulación iónica y equilibrio osmótico celular La regulacio´n io´nica celular es fundamental para mantener gradientes precisos de sodio, potasio, calcio y cloruro, que permiten sostener el potencial de membrana, la excitabilidad ele´ctrica y la sen˜alizacio´n celular. Los gradientes io´nicos son esenciales para procesos como la transmisio´n nerviosa, la contraccio´n muscular y la secrecio´n hormonal. Los canales y transportadores io´nicos ajustan constantemente el flujo de iones segu´n cambios en el entorno extracelular y las necesidades metabo´licas, lo que asegura la estabilidad ele´ctrica y quí´mica del medio intracelular. La alteracio´n de estos gradientes puede llevar a disfuncio´n celular y enfermedades, como hipertensio´n o arritmias (2).

La homeostasis osmo´tica depende del movimiento de agua a trave´s de la membrana plasma´tica en funcio´n de la concentracio´n de solutos. Cuando existe un desequilibrio io´nico entre el interior y el exterior de la ce´lula, se generan cambios en el volumen celular por o´smosis, que pueden alterar la forma y funcio´n de la ce´lula. La regulacio´n osmo´tica permite prevenir la lisis en ambientes hipoto´nicos y la contraccio´n celular en condiciones hiperto´nicas. Adema´s, esta homeostasis es crucial para la estabilidad de tejidos como el epitelial renal, donde la concentracio´n de solutos varí´a constantemente (18).

Para mantener el volumen celular frente a cambios osmo´ticos, las ce´lulas activan transportadores io´nicos y emplean osmo´litos orga´nicos como taurina, betaina y sorbitol. Estos osmo´litos ayudan a equilibrar la presio´n osmo´tica sin alterar la concentracio´n de electrolitos, protegiendo proteí´nas y membranas celulares de dan˜os. Este mecanismo es especialmente importante en ce´lulas del sistema nervioso y renal, que esta´n expuestas a variaciones prolongadas de osmolaridad y

necesitan adaptaciones sostenidas para mantener su funcio´n fisiolo´gica (19).

La Na⁺/K⁺-ATPasa desempen˜a un papel central en la regulacio´n fisiolo´gica, no solo al mantener los gradientes io´nicos necesarios para la homeostasis, sino tambie´n al participar en rutas de sen˜alizacio´n intracelular que influyen en la contractilidad, diferenciacio´n y supervivencia celular. Esta bomba consume ATP para transportar tres iones Na⁺ fuera de la ce´lula y dos K⁺ dentro, generando el gradiente electroquí´mico que impulsa numerosos procesos secundarios, como el transporte de glucosa, aminoa´cidos y neurotransmisores (20).

Regulación de la actividad de la bomba: subunidades α, β y proteínas FXYD

La actividad de la Na⁺/K⁺-ATPasa depende fundamentalmente de la subunidad α, que contiene el sitio de unio´n para Na⁺, K⁺ y ATP, y actu´a como el centro catalí´tico de la bomba. La subunidad α determina la afinidad de la bomba por los iones, su velocidad de transporte y su sensibilidad a inhibidores como la ouabaí´na. Diferentes isoformas de la subunidad α permiten adaptaciones especí´ficas en distintos tejidos, lo que asegura que la regulacio´n io´nica se ajuste a las necesidades fisiolo´gicas de cada ce´lula (3).

La subunidad β de la Na⁺/K⁺-ATPasa es esencial para la correcta plegacio´n, ensamblaje y tra´fico de la bomba hacia la membrana plasma´tica. Adema´s, la subunidad β participa en la estabilizacio´n de la estructura de la bomba y en la regulacio´n de su afinidad por sodio y potasio. Cambios en la expresio´n de la subunidad β pueden alterar la actividad de la bomba, afectando la homeostasis io´nica y osmo´tica, y contribuyendo a patologí´as como hipertensio´n y edema (21).

Las proteí´nas FXYD actu´an como moduladores de la Na⁺/K⁺-ATPasa, alterando su afinidad por Na⁺ y K⁺ y ajustando su actividad segu´n las necesidades del tejido. Estas proteí´nas transmembrana interactu´an con la bomba de manera especí´fica en diferentes o´rganos, regulando funciones como la contractilidad cardiaca, la excitabilidad neuronal y la reabsorcio´n renal. La expresio´n diferencial de FXYD permite una adaptacio´n fina y dina´mica de la bomba en respuesta a hormonas y estí´mulos fisiolo´gicos (3).

La actividad de la Na⁺/K⁺-ATPasa tambie´n se regula mediante modificaciones postraduccionales, como fosforilacio´n de la subunidad α o β. Estas modificaciones permiten un ajuste ra´pido de la bomba ante cambios del entorno celular, como variaciones de osmolaridad, estre´s oxidativo o sen˜ales hormonales, optimizando el transporte io´nico y protegiendo la ce´lula de alteraciones en el volumen o la excitabilidad ele´ctrica (6).

Función en tejidos específicos: neuronas, miocitos, células renales

En las neuronas, la Na⁺/K⁺-ATPasa es fundamental para mantener el potencial de membrana en reposo y permitir la generacio´n y propagacio´n del potencial de accio´n. La bomba regula la concentracio´n intracelular de sodio y potasio, creando un gradiente electroquí´mico que facilita la entrada de calcio durante la despolarizacio´n y el reciclaje de neurotransmisores en las sinapsis. Su actividad modulada es esencial para procesos cognitivos, memoria y plasticidad sina´ptica, y alteraciones en la funcio´n de la bomba se relacionan con enfermedades neurodegenerativas y epilepsia (2).

En los miocitos cardiacos y esquele´ticos, la Na⁺/K⁺-ATPasa mantiene la excitabilidad ele´ctrica y la contractilidad al controlar la concentracio´n de sodio intracelular, lo que a su vez regula indirectamente la entrada de calcio a trave´s del intercambiador Na⁺/Ca²⁺. Este mecanismo es crí´tico para la fuerza de contraccio´n y la sincronizacio´n del ritmo cardiaco. La disfuncio´n de la bomba en miocitos puede provocar arritmias, insuficiencia cardí´aca y alteraciones en la contractilidad muscular (3).

En las ce´lulas renales, la Na⁺/K⁺-ATPasa es esencial para la reabsorcio´n de sodio y agua, lo que permite regular el volumen sanguí´neo y la presio´n arterial. La bomba esta´ localizada predominantemente en la membrana basolateral de los tu´bulos renales, generando el gradiente electroquí´mico que impulsa el transporte de solutos y la excrecio´n de potasio y otros iones. Su actividad regulada por hormonas como la aldosterona y el pe´ptido natriure´tico es crucial para mantener la homeostasis electrolí´tica y osmo´tica en el organismo (8).

La funcio´n de la Na⁺/K⁺-ATPasa en neuronas tambie´n esta´ involucrada en la proteccio´n frente a excitotoxicidad inducida por glutamato. La bomba ayuda a remover sodio intracelular excesivo y contribuye a mantener bajos los niveles de calcio citoso´lico, evitando la activacio´n de cascadas apopto´ticas. Esto es especialmente relevante en condiciones de isquemia cerebral, hipoxia o estre´s oxidativo (4).

Alteraciones fisiopatológicas: hipoxia, acidosis, hipertensión, edema, neurodegeneración

Las alteraciones fisiopatolo´gicas como la hipoxia, la acidosis, la hipertensio´n, el edema y los procesos neurodegenerativos ejercen efectos directos sobre la funcionalidad de la Na⁺/K⁺-ATPasa, comprometiendo su papel esencial en la regulacio´n io´nica y en la preservacio´n de la homeostasis celular. La hipoxia constituye uno de los factores ma´s determinantes, ya que la disminucio´n del aporte de oxí´geno reduce la disponibilidad de ATP, mole´cula indispensable para el funcionamiento de esta bomba io´nica. Como consecuencia, se produce una pe´rdida progresiva de los gradientes de sodio y potasio, lo que favorece la entrada de Na⁺ y agua al interior celular y contribuye al desarrollo

temprano de edema citoto´xico. Estudios experimentales han demostrado que la actividad de la Na⁺/K⁺-ATPasa puede modificarse de manera diferencial segu´n la regio´n del sistema nervioso en condiciones de hipoxia, lo que refleja un mecanismo adaptativo para la conservacio´n energe´tica y el mantenimiento del equilibrio io´nico en situaciones de estre´s metabo´lico (22,23).

La acidosis metabo´lica, frecuentemente asociada a feno´menos hipo´xicos e isque´micos, tambie´n altera de manera significativa la funcio´n de la Na⁺/K⁺-ATPasa. La disminucio´n del pH intracelular afecta la conformacio´n estructural de la enzima y reduce su afinidad por ATP, disminuyendo su eficacia en el transporte activo de iones. Asimismo, se ha descrito que la acidosis modula ví´as de sen˜alizacio´n que regulan la bomba mediante proteí´nas accesorias como las FXYD, generando un mayor desbalance io´nico y favoreciendo la despolarizacio´n celular (3).

En el a´mbito cardiovascular, la hipertensio´n arterial se relaciona estrechamente con la disfuncio´n de la Na⁺/K⁺-ATPasa. Diversos moduladores endo´genos, entre ellos esteroides cardioto´nicos y hormonas vinculadas al eje renina–angiotensina, pueden inhibir o disminuir la expresio´n de la bomba en el mu´sculo liso vascular. Este feno´meno incrementa las concentraciones intracelulares de Na⁺ y, de forma secundaria, de

Ca²⁺, lo que favorece una vasoconstriccio´n mantenida y contribuye al aumento sostenido de la resistencia vascular perife´rica, mecanismo fundamental en el desarrollo y progresio´n de la hipertensio´n (14).

El edema cerebral, especialmente en el contexto de la isquemia, representa una manifestacio´n directa del fallo energe´tico y de la pe´rdida funcional de la Na⁺/K⁺-ATPasa. La incapacidad de la bomba para expulsar el exceso de Na⁺ condiciona un movimiento osmo´tico de agua hacia el interior celular, lo que origina edema citoto´xico. De manera adicional, la alteracio´n de los mecanismos de transporte io´nico en la barrera hematoencefa´lica facilita la progresio´n hacia edema vasoge´nico, exacerbando el dan˜o tisular (3,23).

En los procesos neurodegenerativos se observa un patro´n consistente de disminucio´n de la actividad de la Na⁺/K⁺-ATPasa, lo cual promueve un entorno caracterizado por excitotoxicidad, estre´s oxidativo, disrupcio´n sina´ptica e inflamacio´n cro´nica. Estas alteraciones facilitan la pe´rdida progresiva de la integridad neuronal. En enfermedades como el Alzheimer y la demencia vascular, se ha evidenciado que la disfuncio´n de esta bomba altera los gradientes io´nicos esenciales para la transmisio´n sina´ptica y favorece la acumulacio´n excesiva de Ca²⁺, contribuyendo así´ al deterioro estructural y funcional del tejido cerebral (24).

La Na⁺/K⁺-ATPasa es crucial para la regulacio´n de los iones dentro y fuera de las ce´lulas, lo que es esencial para la funcio´n de procesos vitales como la excitabilidad neuronal, la contraccio´n muscular y el control del volumen celular. Su capacidad para crear y sostener gradientes io´nicos de Na⁺ y K⁺ a trave´s de la membrana celular es un pilar para el funcionamiento adecuado de estos mecanismos.

La actividad de la Na⁺/K⁺-ATPasa esta´ directamente relacionada con el consumo de ATP, especialmente en tejidos con alta demanda energe´tica como el cerebro y el corazo´n. Cualquier alteracio´n en el funcionamiento de la bomba puede resultar en disfunciones metabo´licas, observa´ndose particularmente en condiciones de hipoxia o estre´s celular, lo que interrumpe la estabilidad io´nica y la homeostasis.

La alteracio´n en el funcionamiento de la Na⁺/K⁺-ATPasa esta´ relacionada con diversas enfermedades, como edema pulmonar,

hipertensio´n y trastornos neurodegenerativos. Cuando la actividad de la bomba se ve afectada, por ejemplo, durante situaciones de hipoxia o acidosis, se producen efectos nocivos como la acumulacio´n de Na⁺ dentro de la ce´lula, edema y deterioro de la funcio´n celular. En los rin˜ones, la disfuncio´n de la bomba interfiere con la reabsorcio´n de sodio y agua, lo que contribuye a un aumento en el volumen extracelular.

Debido a su funcio´n esencial en la homeostasis celular, la Na⁺/K⁺-ATPasa se presenta como un objetivo terape´utico importante para corregir desequilibrios io´nicos y metabo´licos. Profundizar en la comprensio´n de su estructura y mecanismo de regulacio´n abre nuevas posibilidades para el desarrollo de tratamientos para enfermedades relacionadas con disfunciones en esta bomba, como trastornos cardiovasculares, renales y neurolo´gicos.

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