Meccanismi di trasporto attivo e il ruolo della pompa sodio-potassio

Il trasporto attivo è simile alla diffusione facilitata mediata da trasportatori descritta in precedenza, in quanto entrambi i processi necessitano di proteine trasportatrici che si combinino in modo reversibile con le sostanze da trasportare attraverso la membrana. A differenza della diffusione facilitata, il trasporto attivo utilizza ATP per fornire energia alle proteine che attuano il trasporto, dette pompe dei soluti. Il trasporto degli aminoacidi, di alcuni zuccheri e della maggior parte degli ioni avviene mediante pompe e nella maggior parte dei casi queste sostanze si spostano contro il gradiente di concentrazione. Questa direzione è contraria a quella in cui le sostanze si sposterebbero naturalmente per diffusione, e ciò spiega la necessità di energia sotto forma di ATP. Per esempio, gli aminoacidi servono a fabbricare le proteine cellulari, ma sono troppo grandi per attraversare i canali di membrana e non sono solubili nei lipidi.

Funzionamento della pompa sodio-potassio

La pompa sodio-potassio, che trasporta simultaneamente ioni sodio (Na+) fuori dalla cellula e ioni potassio (K+) dentro alla cellula è assolutamente indispensabile per la normale trasmissione degli stimoli da parte delle cellule nervose. Gli ioni sodio sono molto più abbondanti fuori dalle cellule che al loro interno, cosicché tendono a restare all’interno della cellula a meno che la cellula non utilizzi ATP per spingerli, o «pomparli», fuori. Analogamente gli ioni potassio sono relativamente più abbondanti all’interno delle cellule che nel liquido interstiziale (extracellulare), e quelli che fuoriescono dalla cellula devono essere attivamente pompati di nuovo dentro. Poiché ciascuna pompa della membrana plasmatica trasporta soltanto sostanze specifiche, il trasporto attivo fornisce alla cellula il modo di essere molto selettiva.