Trasporto attivo

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Alcune delle possibilità di movimento di molecole tra citoplasma (1) e spazio extracellulare (2).

Trasporto passivo:
- A. Diffusione
- B. Diffusione facilitata

Trasporto attivo:
D. Trasporto primario (contro gradiente)
C.-E. Trasporto secondario:
- C. Uniporto
- E. Simporto

Il trasporto attivo è il trasporto di molecole attraverso la membrana plasmatica mediato da una proteina transmembrana detta trasportatore di membrana. A differenza di quanto avviene nel trasporto passivo, nel trasporto attivo è richiesta una spesa energetica ed è sempre necessiaria la mediazione di un trasportatore.

In questa forma di trasporto le molecole si muovono contro un gradiente elettrico, chimico o elettrochimico. Per ottenere questo risultato viene alterata l'affinità del sito di legame con la molecola da trasportare o la velocità di cambiamento conformazionale del trasportatore.

Si distinguono due classi principali di trasporto attivo: il trasporto primario, che usa direttamente l'energia per ottenere il trasporto e quello secondario, in cui avviene trasporto di una sostanza resa possibile dal trasporto primario di un'altra.

[modifica] Trasporto primario

Nel trasporto primario il consumo di energia, normalmente sotto forma di idrolisi di molecole di adenosintrifosfato (ATP), è accoppiata direttamente al movimento della sostanza attraverso la membrana. Nella maggior parte dei casi il trasporto primario è eseguito da ATPasi. Un tipico trasportatore primario, presente universalmente nelle cellule è la pompa sodio-potassio (o ATPasi sodio-potassio), che contribuisce nel mantenimento del potenziale di membrana.

[modifica] Trasporto secondario

Nel trasporto secondario non viene speso direttamente ATP, ma viene sfruttata la differenza di potenziale elettrochimico creata dai trasportatori attivi che pompano ioni al di fuori della cellula. Questo significa che il trasporto secondario si basa comunque sul consumo di ATP, che permette di mantenere la differenza di potenziale senza la quale non ci sarebbe possibilità di trasporto secondario. Il gradiente creato tramite trasporto secondario può anche essere utilizzato da altri trasportatori; pur trattandosi dello stesso principio del trasporto secondario, in questo caso il fenomeno può prendere il nome di trasporto terziario. Un esempio di trasporto terziario è l'assunzione di di- e tripeptidi nell'intestino tenue.

Esistono tre forme di trasporto secondario: uniporto, antiporto e simporto.

[modifica] Uniporto

I tre tipi di trasporto secondario:
I. Uniporto
II. Simporto
III. Antiporto

L'uniporto è il trasporto secondario di una sola sostanza che si muove sfruttando la differenza di potenziale elettrochimico creato da trasportatori primari.

[modifica] Antiporto

L'antiporto è il trasporto contemporaneo di due specie ioniche o di altri soluti che si muovono in direzioni opposte attraverso la membrana. Una delle due sostanze viene lasciata fluire secondo gradiente, da un compartimento ad alta concentrazione ad uno a bassa concentrazione. Questo genera l'energia entropica necessaria per guidare il trasporto dell'altro soluto contro gradiente, da bassa ad alta concentrazione.

Un esempio di questo tipo di trasporto è lo scambiatore sodio-calcio, che mediano l'ingresso di ioni sodio e l'uscita del calcio. Molte cellule possiedono anche una calcio ATPasi che però opera molto più lentamente dello scambiatore e ha un diverso ruolo fisiologico.

[modifica] Simporto

Il simporto usa, analogamente all'antiporto, il flusso di un soluto secondo gradiente per muovere un'altra molecola contro gradiente ma il movimento avviene in questo caso attraversando la membrana nella stessa direzione. Un esempio è il simportatore di glucosio, che cotrasporta secondo gradiente due ioni sodio per ogni molecola di glucosio importata nella cellula.