Transport activ și pasiv: difuziune, osmoză și pompe
O substanță poate traversa o membrană fără consum direct de ATP sau poate fi deplasată împotriva gradientului ei. Pentru a deosebi mecanismele, urmărește direcția, proteinele implicate și sursa energiei.
Încadrare și nivel de aprofundare
Repere pentru studiu și aprofundare. Materialul nu reprezintă o programă oficială și nu acoperă integral materia unei clase.
Gradientul și permeabilitatea stabilesc problema
Un gradient de concentrație descrie o diferență de concentrație între regiuni. Pentru ioni contează și diferența de potențial electric; efectul combinat se numește gradient electrochimic. Membrana este selectiv permeabilă: aceeași diferență de concentrație nu produce același flux pentru orice substanță.
Molecule mici nepolare pot traversa bistratul lipidic relativ ușor. Ionii și multe molecule polare au nevoie de proteine de transport. De aceea, un canal sau un transportor nu dovedește singur că mecanismul este activ.
Transportul pasiv: în sensul gradientului
În difuziunea simplă, mișcarea moleculară produce un flux net în sensul gradientului, fără o pompă care să consume energie metabolică pentru deplasare. Particulele continuă să se miște și după atingerea echilibrului; fluxurile opuse se compensează.
Difuziunea facilitată folosește canale sau transportori, dar deplasarea rămâne în sensul gradientului. Glucoza poate traversa anumite membrane prin transportori de acest tip. Numărul proteinelor și proprietățile lor pot limita viteza transportului.
Osmoza este deplasarea netă a apei printr-o membrană selectiv permeabilă, în condițiile unei diferențe de potențial chimic al apei. Pentru situațiile școlare simple, cu solut care nu traversează membrana și presiuni comparabile, apa se deplasează net spre soluția mai concentrată în acel solut.
Transportul activ: unde intervine energia
Transportul activ primar este cuplat direct cu o sursă de energie, frecvent hidroliza ATP. Pompa sodiu–potasiu este un exemplu: contribuie la menținerea distribuției diferite a ionilor pe cele două fețe ale membranei.
Transportul activ secundar folosește energia unui gradient creat anterior. Deplasarea unei substanțe în sensul gradientului poate fi cuplată cu deplasarea alteia împotriva gradientului său. Cotransportul sodiu–glucoză ilustrează acest principiu. Faptul că transportorul nu descompune direct ATP nu înseamnă că întregul proces este independent de energia celulară.
Tabel de comparație
Clasificarea se face după mecanism și bilanț energetic, nu doar după existența unei proteine în membrană.
| Mecanism | Proteină necesară? | Raport cu gradientul | Energie metabolică pentru deplasare |
|---|---|---|---|
| Difuziune simplă | Nu pentru traversarea bistratului | În sensul gradientului | Nu, direct |
| Difuziune facilitată | Da | În sensul gradientului | Nu, direct |
| Transport activ primar | Da | Poate deplasa împotriva gradientului | Cuplare directă |
| Transport activ secundar | Da | Cuplare între două deplasări | Prin gradientul creat anterior |
Exercițiu: glucoza și două membrane
Imaginează un transportor care lasă glucoza să treacă numai din regiunea cu concentrație mai mare spre cea cu concentrație mai mică. Dacă nu există altă cuplare energetică, descrierea corespunde difuziunii facilitate.
Acum adaugă un transportor care aduce împreună sodiu și glucoză, astfel încât glucoza poate fi concentrată în celulă. Identifică gradientul care furnizează energia și procesul care îl menține. Pentru un ion nu este suficient să compari două concentrații: trebuie cunoscut și contextul electric.
Ce nu trebuie confundat
Endocitoza și exocitoza deplasează încărcături prin vezicule și remodelarea membranei. Nu sunt forme de difuziune printr-un canal. Într-o schemă de recapitulare, separă transportul molecular prin membrană de transportul vezicular.
La o celulă plasată într-o soluție, volumul final depinde de permeabilitatea membranei și de solut, nu de eticheta vagă „soluție concentrată”. Precizează ce substanțe pot traversa înainte de a prezice direcția mișcării apei.
Întrebări frecvente
Orice transport printr-o proteină este activ?
Nu. Canalele și transportorii pot participa la transport pasiv, când deplasarea are loc în sensul gradientului relevant.
Transportul secundar nu consumă energie?
Folosește energia unui gradient menținut prin alte procese; nu este corect să fie descris ca gratuit energetic.
Surse și lecturi recomandate
Despre autori, surse și corecturi
Explicații și scheme originale BioLab. Material de sprijin pentru profesori; alege profunzimea și activitățile potrivite clasei tale. Sursele nu implică o afiliere cu organizațiile citate.
Vezi biologia dintr-o altă perspectivă.
Descoperă lecțiile interactive, modelele 3D și laboratorul virtual BioLab.
Explorează funcționalitățile
