La pompa pompa Na+/K+ (in figura) è una proteina transmembrana in grado di legare ioni Na e ioni K e di spostarli attraverso la membrana contro il loro gradiente elettrochimico, grazie a modificazioni conformazionali della proteina. Il movimento degli ioni contro gradiente richiede un apporto di energia, che deriva dall’idrolisi dell’ATP, a carico della stessa pompa. Per questo si dice che la pompa Na+/K+ effettua un tipo di trasporto attivo.
Ogni ciclo di trasporto comprende il legame di 3 ioni sodio alla proteina sul versante interno della membrana. Segue l’idrolisi dell’ATP e la fosforilazione della pompa, che provoca un primo cambiamento conformazionale della proteina, con il rilascio degli ioni sodio nello spazio extracellulare. A questo punto, 2 ioni potassio si legano alla proteina aperta sul versante esterno della membrana e il distacco del gruppo fosfato provoca il ritorno della pompa alla sua conformazione originaria, con il rilascio degli ioni potassio all’interno della cellula. La pompa genera quindi uno sbilanciamento di ioni sodio e potassio sui due versanti della membrana, con un eccesso di Na+ all’esterno della cellula e di K+ all’interno della cellula. La pompa scambia ioni sodio e ioni potassio tra l’esterno e l’interno della cellula in rapporto 3:2 e contribuisce quindi alla riduzione della pressione osmotica interna della cellula.