¿Qué es el transporte activo?
El transporte activo es el bombeo de solutos a través de una membrana biológica, contra su concentración o gradiente electroquímico. La capacidad de las células para mantener solutos pequeños dentro del citoplasma a concentraciones más altas que la del fluido circundante es un factor esencial en la supervivencia celular. Muchas células animales, por ejemplo, mantienen concentraciones de sodio y potasio que son significativamente diferentes a las de su entorno. El transporte activo permite a las células no solo mantener niveles viables de soluto, sino también bombear iones a través de un gradiente electroquímico. Este proceso crea un voltaje a través de la membrana que puede aprovecharse para alimentar el trabajo celular.
Para comprender el transporte activo, primero se debe entender el transporte pasivo . De acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, sin aporte adicional de energía, las partículas siempre se moverán de un estado de orden a un estado de desorden. En el caso del tráfico celular, esto significa que los solutos pequeños se moverán naturalmente de las regiones más ordenadas de alta concentración a las regiones menos ordenadas de baja concentración. Esto se conoce como difusión por un gradiente de concentración . El transporte pasivo es el movimiento natural de solutos a través de una membrana por el gradiente de concentración.
Durante el transporte activo, la célula debe trabajar contra la difusión natural de solutos. Para hacer esto, las proteínas de transporte especializadas se incrustan en la membrana celular. Impulsado por adenosina trifosfato (ATP), las proteínas de transporte mueven selectivamente solutos específicos dentro o fuera de la célula. Una forma común en que el ATP impulsa este trabajo es donar su grupo fosfato terminal a la proteína de transporte, lo que desencadena un cambio de forma en la molécula de proteína. El cambio conformacional hace que la proteína mueva solutos que se han unido a su superficie extracelular al interior de las células y las libera.
Un ejemplo de este tipo de proteína de transporte activa es la bomba de sodio-potasio . La mayoría de las células animales tienen una mayor concentración de potasio y una menor concentración de sodio, que la que se encuentra en el entorno extracelular. Dado que los iones de sodio tienen una carga positiva y los iones de potasio tienen una carga negativa, este desequilibrio representa no solo un gradiente de concentración, sino también un gradiente electroquímico. Las bombas de sodio y potasio sacan tres iones de sodio de la célula por cada dos iones de potasio que aportan, lo que da como resultado una carga negativa neta en la célula en su conjunto. La diferencia de cargas en cada lado de la membrana celular crea un voltaje, el potencial de membrana, que permite que la célula actúe como una batería y alimente el trabajo celular.
Como se mencionó, el transporte más activo es impulsado por la molécula ATP. A veces, sin embargo, un soluto puede pasar a una célula aprovechando la difusión de otras sustancias. A medida que las sustancias difusoras se mueven hacia la célula a lo largo de un gradiente creado previamente por el transporte activo, otros solutos pueden unirse a ellas y atravesar la membrana simultáneamente. Conocido como transporte secundario o co-transporte , esta es la forma de tráfico de membrana que es responsable de mover la sacarosa a las células vegetales, así como de transportar calcio y glucosa a las células animales.