De natrium-kaliumpomp (ook wel de Na+/K+-ATPase of de Na+/K+-ATPase-pomp genoemd) is een membraaneiwit dat de energie uit de hydrolyse van ATP gebruikt om drie natriumionen de cel uit en twee kaliumionen de cel in te transporteren. Dit proces is essentieel voor het behouden van het rustpotentieel van neuronen en andere prikkelbare cellen, en speelt ook een rol bij het reguleren van het celvolume, de pH en andere cellulaire functies.

Het rustpotentiaal is het verschil in elektrische potentiaal tussen de binnen- en buitenkant van een cel. In neuronen wordt dit op ongeveer -70 millivolt gehouden. Wanneer een neuron wordt gestimuleerd, wordt de natrium-kaliumpomp geremd en stromen natriumionen de cel binnen. Dit zorgt ervoor dat het membraanpotentiaal minder negatief wordt en uiteindelijk een drempelpotentiaal kan bereiken waarbij het neuron een actiepotentiaal afvuurt.

Na het actiepotentiaal wordt de natrium-kaliumpomp geactiveerd en begint deze natriumionen de cel uit te pompen en kaliumionen weer naar binnen. Dit proces herstelt geleidelijk het rustpotentiaal.

Betrokken stappen

1. De eerste stap is de binding van drie natriumionen aan de extracellulaire kant van de pomp . Dit veroorzaakt een conformationele verandering in het eiwit waardoor de bindingsplaatsen aan de intracellulaire kant van de pomp bloot komen te liggen.

2. Twee kaliumionen binden zich vervolgens aan deze plaatsen, en dit veroorzaakt weer een conformationele verandering in het eiwit . Deze vormverandering zorgt ervoor dat de ionen feitelijk door het membraan bewegen.

3. De laatste stap is de hydrolyse van ATP naar ADP . Dit levert de energie die nodig is om de transportcyclus te voltooien.

De natrium-kaliumpomp is een cruciaal onderdeel van het vermogen van het lichaam om de homeostase te behouden. Door de concentraties natrium- en kaliumionen in het bloed te reguleren, helpt de pomp de vochtbalans en de bloeddruk van het lichaam onder controle te houden. Het speelt ook een rol bij spiercontractie, zenuwtransmissie en andere belangrijke cellulaire functies.