transport actif et cotransport carte mentale

Comprendre le sujet

Le transport actif déplace des molécules contre leur gradient de concentration en consommant de l'énergie, généralement issue de l'ATP. Le cotransport, ou transport secondaire, utilise ce gradient ionique pour faire entrer une autre substance. Cette carte mentale présente les mécanismes moléculaires, la pompe sodium-potassium, les symports et antiports, ainsi que des exemples comme l'absorption intestinale du glucose.

Transport actif primaire et secondaire
Le transport actif primaire consomme directement de l'ATP : la protéine transporteuse hydrolyse cette molécule et utilise l'énergie libérée pour déplacer le soluté contre son gradient. La pompe sodium-potassium en est l'exemple canonique. Le transport actif secondaire, appelé cotransport, n'hydrolyse pas l'ATP lui-même : il exploite l'énergie potentielle stockée dans un gradient ionique préalablement créé par un transport primaire. Cette distinction est essentielle : le cotransport dépend donc indirectement de l'ATP, car si la pompe primaire s'arrête, le gradient s'estompe et le cotransport cesse de fonctionner.

Le mécanisme de la pompe sodium-potassium
La Na+/K+ ATPase fonctionne de manière cyclique. À l'intérieur de la cellule, elle fixe trois ions sodium, puis l'ATP phosphoryle la protéine, ce qui provoque un changement de conformation. Les ions sodium sont libérés à l'extérieur, tandis que deux ions potassium se fixent du côté extracellulaire. La déphosphorylation restaure la conformation initiale et les ions potassium sont relâchés dans le cytoplasme. Ce transport est électrogénique : trois charges positives sortent pour deux qui entrent, ce qui contribue au potentiel de membrane, même si le potentiel de repos dépend aussi d'autres canaux ioniques.

Symport et antiport : deux modes de cotransport
Dans le symport, les deux substances traversent la membrane dans le même sens. Le cotransporteur Na+/glucose de l'intestin en est un exemple clé : le sodium descend son gradient et entraîne le glucose vers l'intérieur de la cellule épithéliale, même lorsque le glucose y est déjà concentré. Dans l'antiport, les substances circulent en sens opposés, comme l'échangeur Na+/Ca2+ du muscle cardiaque, qui expulse le calcium grâce à l'entrée du sodium. Dans les deux cas, l'énergie provient du gradient de sodium, entretenu par la pompe sodium-potassium.

Un exemple intégré : l'absorption intestinale du glucose
L'absorption du glucose illustre la coopération entre transports primaire et secondaire. À la face apicale de l'entérocyte, le symport SGLT1 fait entrer le glucose avec le sodium. À la face basolatérale, le glucose quitte la cellule par diffusion facilitée via le transporteur GLUT2, tandis que la pompe sodium-potassium expulse le sodium pour maintenir le gradient. Ce dispositif permet d'absorber le glucose même lorsque sa concentration intestinale est inférieure à celle du sang, ce qu'une simple diffusion ne permettrait pas. Un mécanisme comparable assure la réabsorption du glucose dans le tube proximal du rein.