Le transport actif
Le transport actif est un terme qui regroupe tous les moyens de transférer activement des molécules à travers une membrane biologique, des petits ions aux protéines entières.
Ce transport est dit actif car il nécessite de l'énergie pour déclencher le transfert, par opposition au transport passif (comme la diffusion) qui est le résultat de simples gradients de concentrations et de pression osmotique.
Le transport actif est souvent nécessaire lorsque le transfert se fait contre un gradient, qu'il s'agisse d'un gradient de concentration ou d'un gradient électrochimique. Par exemple, avec une concentration plus élevée d'ions sodium à l'intérieur de la cellule par rapport à l'environnement extérieur, la diffusion naturelle est que le sodium sorte de la cellule. Si, à l'inverse, la cellule a besoin de plus de sodium pour entrer, elle doit le faire activement pour lutter contre le gradient opposé.
Un tel processus nécessite généralement de l'énergie pour le transfert, soit par la consommation d'ATP, soit en utilisant un gradient électrochimique différent. Le premier est appelé transport actif primaire avec une source d'énergie directe, le second est appelé transport actif secondaire utilisant un autre gradient (également appelé co-transport). Plus précisément, si ce gradient secondaire va dans le même sens que le transport, on l'appelle un symport. Si le gradient secondaire va dans la direction opposée, on l'appelle un antiport.
Les exemples les plus évidents de transport actif sont les canaux ioniques transmembranaires, bien qu'il existe d'innombrables variations.
Les besoins énergétiques pour que le transport actif soit fonctionnel nécessitent souvent la présence de cofacteurs avec des molécules comme l'ATP, ou d'ions et de molécules comme l'oxygène ou l'hydrogène. Si le transport peut se faire en l'absence d'oxygène ou d'hydrogène, il s'agit très probablement d'un processus passif.
Ceci est un exemple de transport d'ions dans la branche ascendante épaisse du néphron rénal.
La voie paracellulaire Na+ (en bas), est une diffusion passive à travers la membrane. La pompe Na+/K+ (en haut à droite) est un transport actif primaire, nécessitant la consommation de molécules d'ATP pour transférer les ions à travers la membrane. Le co-transport Na+/K+/Cl- (en haut à gauche) est un transport actif secondaire, utilisant les gradients de concentration comme source d'énergie (dans la même direction, il s'agit donc d'un symport).
Bien entendu, les pompes nécessitent la présence de tous les cofacteurs (qu'il s'agisse d'un symport ou d'un antiport) pour fonctionner correctement. Si l'un des cofacteurs, par exemple K+ ou Cl-, fait défaut, le co-transport Na+/K+/Cl- est inactivé. La voie paracellulaire pour le Na+ ne serait cependant pas affectée car elle ne dépend pas du K+ ou du Cl-.