A diferencia del transporte pasivo, el transporte activo implica que una sustancia se mueva a través de membranas en una dirección contra su concentración o gradiente electroquímico. Hay dos tipos de transporte activo: transporte activo primario y transporte activo secundario. El transporte activo primario utiliza energía química de ATP para impulsar bombas de proteínas que están incrustadas en la membrana celular. Con la energía de ATP, las bombas transportan iones contra sus gradientes electroquímicos, una dirección en la que normalmente no viajarían por difusión.

Relación entre Degradados De Concentración, Eléctricos y Electroquímicos

Para entender la dinámica del transporte activo, es importante entender primero los gradientes eléctricos y de concentración. Un gradiente de concentración es una diferencia en la concentración de una sustancia a través de una membrana o espacio que impulsa el movimiento de áreas de alta concentración a áreas de baja concentración. Del mismo modo, un gradiente eléctrico es la fuerza resultante de la diferencia entre los potenciales electroquímicos a cada lado de la membrana que conduce al movimiento de iones a través de la membrana hasta que las cargas son similares en ambos lados de la membrana. Se crea un gradiente electroquímico cuando se combinan las fuerzas de un gradiente de concentración química y un gradiente de carga eléctrica.

Bomba de sodio-potasio

Un transportador importante responsable de mantener el gradiente electroquímico en las células es la bomba de sodio-potasio.La principal actividad de transporte activo de la bomba se produce cuando está orientada de tal manera que abarque la membrana con su lado extracelular cerrado, y su región intracelular abierta y asociada con una molécula de ATP. En esta conformación, el transportador tiene una alta afinidad por los iones de sodio normalmente presentes en la célula en bajas concentraciones, y tres de estos iones entran y se unen a la bomba. Dicha unión permite a ATP transferir uno de sus grupos de fosfato al transportador, proporcionando la energía necesaria para cerrar el lado intracelular de la bomba y abrir la región extracelular.

El cambio en la conformación disminuye la afinidad de la bomba por los iones de sodio, que se liberan en el espacio extracelular, pero aumenta su afinidad por el potasio, lo que le permite unir dos iones de potasio presentes en baja concentración en el ambiente extracelular. El lado extracelular de la bomba se cierra entonces, y el grupo de fosfato derivado de ATP en el transportador se separa. Esto permite que una nueva molécula ATP se asocie con el lado intracelular de la bomba, que se abre y permite que los iones de potasio salgan a la célula, devolviendo el transportador a su forma inicial comenzando el ciclo de nuevo.

Debido a la actividad de transporte activo principal de la bomba, termina siendo un desequilibrio en la distribución de iones a través de la membrana. Hay más iones de potasio dentro de la célula y más iones de sodio fuera de la célula. Por lo tanto, el interior de las células termina siendo más negativo que el exterior. Se genera un gradiente electroquímico como resultado del desequilibrio iónico. La fuerza del gradiente electroquímico entonces impulsa las reacciones del transporte activo secundario. El transporte activo secundario, también conocido como co-transporte, se produce cuando una sustancia se transporta a través de una membrana como resultado del gradiente electroquímico establecido por el transporte activo primario sin necesidad de ATP adicional.