Transporte activo

 

O transporte activo require transportadores, que son proteínas de membrana especializadas en recoñecer a substancia e permitirlle atravesar ^[2] a membrana, que doutro modo a molécula non podería atravesar, xa sexa porque para ela a bicapa lipídica da membrana é impermeable ou porque o gradiente de concentración llo impediría. Estas proteínas transportadoras teñen zonas receptoras ás que se unen as moléculas.

Os tipos de transporte poden clasificarse segundo a cantidade de moléculas e dirección en que se transporten en ^[1]:

• Uniporte: Transporta un só tipo de molécula nunha dirección.
• Cotransporte: Transporta dúas moléculas á vez. Está asociado xeralmente co transporte activo secundario, xa que unha das substancias se transporta a favor de gradiente e a outra en contra. Aprovéitase xeralmente a enerxía do transporte a favor de Na⁺, K⁺ ou H⁺. Pode ser:
  • Simporte: Transporta as dúas moléculas na mesma dirección, é dicir, toma ambas a un lado da membrana e leva ambas ao outro lado.
  • Antiporte: Transporta unha molécula nunha dirección e a outra na contraria.

 

O transporte activo primario ou directo, usa directamente a enerxía para transportar moléculas a través de membranas. Esta enerxía xeralmente é a enerxía química do ATP, pero pode ser tamén enerxía redox ou a enerxía dos fotóns de luz.

A maioría dos encimas que realizan este tipo de transporte son ATPases transmembrana. Unha ATPase primaria presente en todas as formas de vida é a bomba de sodio-potasio, que intervén no mantemento do potencial de membrana da célula e consome a enerxía química do ATP. Un exemplo de transporte activo primario que utiliza a enerxía redox é o bombeo de protóns en contra de gradiente na cadea de transporte electrónico mitocondrial. Un exemplo de transporte activo primario que utiliza a enerxía da luz ten lugar durante o transporte electrónico da fase luminosa da fotosíntese nos tilacoides do cloroplasto, no que tamén se bombean protóns.

1. ATPase tipo P: bomba de sodio-potasio, bomba de calcio, bomba de protóns
2. ATPase F: ATP sintase mitocondrial, ATP sintase cloroplástica
3. ATPase V: ATPase vacuolar
4. Transportador ABC (casete de unión ao ATP): MDR, CFTR etc.

 

No transporte ou cotransporte activo secundario, tamén se utiliza enerxía para mover as moléculas a través da membrana, pero, de forma indirecta, porque, a diferenza do caso do transporte primairo, aquí non está directamente combinado co gasto de ATP (ou outras fontes de enerxía mencionadas antes), senón que o que se utiliza é a diferenza de potencial electroquímico creada polo bombeo de ións fóra da célula (que este si se realiza por bombas de transporte activo). As dúas moléculas ou ións cotransportadas deben estar unidas ao transportador para que se produza a translocación a través da membrana.

Por tanto, no transporte activo secundario é a enerxía almacenada nos gradientes iónicos e non a hidrólise do ATP a que impulsa o transporte. Son exemplos os transportes de azucres e aminoácidos cara ao interior das células animais impulsados polo gradiente de Na⁺. No caso do transporte de glicosa, o gradiente de sodio está creado por unha bomba de transporte activo, que expulsa ión sodio da célula; despois o Na⁺ e a glicosa únense ao transportador en distintos sitios e pasan ambos ao interior da célula, xa que o Na⁺ pasa a favor de gradiente e fai que o transportador se transloque pasando tamén a glicosa ao interior; en certo modo é como se o sodio arrastrase con el a glicosa ^[1]

As dúas formas principais deste transporte son o antiporte e o simporte.

No antiporte bombéanse dous tipos de ións ou outros solutos en direccións opostas a través da membrana. Un destes ións pode flutuar entre altas e baixas concentracións, o cal produce a enerxía entrópica para impulsar o transporte do outro soluto desde unha zona con baixa concentración a outra con alta. Un exemplo de antiporte é o intercambiador de sodio-calcio, que introduce tres ións Na⁺ na célula e expulsa un ión Ca²⁺ fóra.

Moitas células teñen tamén unha ATPase de calcio, que pode operar a menores concentracións intracelulares de calcio e establece as concentracións normais ou de repouso deste importante segundo mensaxeiro. Pero esta ATPase exporta ións calcio máis lentamente ca o intercambiador: só 30 Ca²⁺ por segundo fronte a 2000 por segundo do intercambiador. O intercambiador entra en funcionamento cando a concentración de calcio sobe abruptamente e permite unha rápida recuperación. Isto é un exemplo de que un determinado tipo de ión pode ser transportado por varios encimas distintos, que non teñen que estar activos en todo momento (constitutivamente), pero que poden actuar segundo as necesidades específicas intermitentes da célula.

O simporte utiliza o movemento a favor de gradiente dun soluto (dunha zona en que está en alta concentración a outra con baixa concentración) para mover á vez e na mesma dirección outra molécula en contra de gradiente.

Un exemplo é o simportador de glicosa SGLT1, que cotransporta unha molécula de glicosa (ou de galactosa) ao interior da célula por cada Na⁺ que entra na célula. Este simportador está localizado no intestino delgado, traquea, corazón, cerebro, testículo, próstata e no segmento S3 do túbulo proximal dos nefróns dos riles.^[3] O mecanismo deste transportador aprovéitase na terapia de rehidratación de glicosa, e os defectos no SGLT1 impiden unha reabsorción efectiva da glicosa nos riles, causando glicosuria renal familiar.^[4]

Nas bacterias a maioría destes transportes están impulsados por gradientes de H⁺. Por exemplo a lactosa transpórtase cara a dentro á vez que se transporta cara ao interior da célula un H⁺. Igual pasa con outros azucres e aminoácidos.^[1]

• Transporte de membrana
• Difusión
• Difusión a través de membrana celular
• Transporte pasivo

• Secondary Active Transport