Qu'est-ce que le transport par membrane?
Les cellules animales sont entourées d'une membrane sélectivement perméable qui sépare le contenu intérieur de la cellule de l'environnement extérieur. Le processus par lequel des ions et de petites molécules solubles, ou solutés, traversent la membrane cellulaire est appelé transport membranaire. Ces molécules sont généralement des substances vitales pour le fonctionnement et le maintien de la cellule, telles que le glucose et les acides aminés. Il existe quatre principaux types de transport membranaire: la diffusion passive ou simplement la diffusion; diffusion facilitée; transport actif primaire; et transport actif secondaire. Nombre de ces mécanismes de transport impliquent l'utilisation de molécules de protéines spécialisées situées dans la membrane cellulaire, appelées protéines de transport membranaire.
La diffusion passive se produit spontanément et dépend de l'activité aléatoire des molécules dans une solution. Les molécules se déplacent d'une zone de forte concentration, où elles sont souvent très compactes, à une zone de faible concentration, où se trouvent moins de molécules espacées les unes des autres. Les petites molécules peuvent assurer le transport de la membrane en se diffusant à travers la membrane cellulaire. La vitesse de diffusion peut être affectée par de nombreux facteurs, notamment la composition de la membrane cellulaire, la taille et la charge de la molécule. Le type de diffusion passive le plus connu est l'osmose, un processus impliquant le déplacement de molécules d'eau d'une zone de concentration élevée vers une zone de concentration inférieure.
La diffusion facilitée implique l’utilisation de protéines de transport membranaire au sein de la membrane cellulaire appelées protéines canal. Ces protéines agissent comme des pores dans la membrane cellulaire, laissant passer les particules solubles dans l’eau, mais empêchant le passage de molécules lipophiles ou "aimant les graisses". La diffusion suit le même mécanisme d’action, les molécules passant des zones de forte concentration aux zones de faible concentration.
Le transport actif primaire utilise l’énergie pour déplacer les ions et les molécules des zones de forte concentration aux zones de faible concentration. L'énergie requise pour que le transport actif primaire ait lieu se présente généralement sous la forme d'un nucléotide appelé adénosine triphosphate (ATP). L'une des formes les plus courantes de transport actif est la pompe à sodium-potassium, qui aide les cellules à maintenir une charge électrique appelée potentiel de repos et contrôle également le volume des cellules. La pompe à sodium-potassium déplace les ions sodium à l'extérieur de la cellule et libère des ions potassium dans le cytoplasme de la cellule.
Le transport actif secondaire utilise des protéines de transport membranaire appelées antiporters et symporters. Les antiporteurs déplacent les ions et les molécules en transportant un type de particule contre son gradient de concentration habituel, d'une concentration faible à élevée, tout en transportant l'autre type de particule de manière normale, d'une concentration faible à élevée. Les symporteurs transportent deux types différents de molécules ou d'ions à travers la membrane cellulaire en même temps et dans le même sens.