膜与运输

钠钾泵

/ SOH-dee-um puh-TASS-ee-um PUMP /

在你细胞里所有忙碌的机器中,有一台几乎无处不在、时时刻刻运转,并悄悄吃掉你每日能量中很大一份:钠钾泵。它的工作听起来简单,却毫不停歇——把钠从细胞里舀出去、再把钾拽进来,一遍又一遍,就像一个人不停地从漏水的船里往外舀水。它必须一直干下去,因为这两种离子总是在朝错误的方向渗漏。

这个泵是一种靠 ATP 驱动的载体蛋白。每个循环里,它从细胞内抓住三个钠离子,用一个 ATP 的能量改变自身形状、把它们扔到外面,然后从外面抓住两个钾离子,再翻转回来、把它们释放到里面。这两步都是“上坡”——把每种离子都往它本已拥挤的那一侧推——所以这是教科书式的主动运输。注意这个不对称的数目:每送出三个正电荷、只送进两个,结果使细胞内侧略带负电。

单单这一个泵,就悄悄驱动着大量的生命过程。它把细胞内的钠维持得很低、钾维持得很高,由此建立起神经和肌肉用来发放信号、产生收缩时所释放的离子梯度。它造成的那点剩余负电荷,是细胞静息电压的一部分。而它所建起的陡峭钠梯度,正是其他转运体用来把葡萄糖和氨基酸拖进来的能量来源。你静息时所消耗的热量中,大约五分之一到三分之一,仅仅用于运转这些泵。

一个神经细胞放电时,会短暂地让钠涌进来;事后钠钾泵又悄悄地把那些钠舀回去,给细胞重新“充电”,好让它能再次放电——每秒可达数千次。

三个钠出、两个钾进、烧掉一个 ATP——周而复始。

这个泵同时把两种离子都往“上坡”搬,且专一性极强;心脏药物地高辛的作用方式,正是部分地抑制它——这恰恰说明了这一台机器对生命有多么核心。

又称
Na+/K+-ATPasesodium pump钠钾 ATP 酶鈉鉀 ATP 酶