trasporto attivo e cotrasporto mappa concettuale

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Il trasporto attivo muove soluti contro il loro gradiente di concentrazione utilizzando energia, in genere dall'idrolisi dell'ATP. Il cotrasporto è una forma di trasporto attivo secondario: sfrutta il gradiente elettrochimico creato da una pompa primaria per spostare un secondo soluto. La mappa collega pompe, trasportatori, gradienti e ruoli fisiologici, con esempi come la pompa sodio-potassio, l'assorbimento intestinale del glucosio e la pompa protonica delle cellule vegetali.

Primario contro secondario
Nel trasporto attivo primario la proteina di trasporto utilizza direttamente l'energia chimica dell'ATP, come nella pompa sodio-potassio e nelle pompe calciche. Nel trasporto attivo secondario, o cotrasporto, l'ATP non viene consumato dal trasportatore stesso: la cellula sfrutta il gradiente elettrochimico di uno ione, di solito il sodio negli animali e il protone nelle piante e nei funghi, creato in precedenza da una pompa primaria. Se il soluto si muove nella stessa direzione dello ione si parla di simporto; se si muove in direzione opposta si parla di antiporto. La distinzione riguarda quindi la fonte immediata di energia, non la direzione del movimento rispetto al gradiente.

La pompa sodio-potassio
La Na+/K+ ATPasi è una proteina di membrana presente nelle cellule animali che, a ogni ciclo, espelle tre ioni sodio e introduce due ioni potassio, entrambi contro il rispettivo gradiente. Il ciclo prevede il legame degli ioni citoplasmatici, la fosforilazione della proteina da parte dell'ATP, un cambio conformazionale che espone i siti all'esterno e il rilascio del sodio, seguito dal legame del potassio extracellulare e dalla defosforilazione. Poiché esporta più cariche positive di quante ne importi, la pompa contribuisce al potenziale di membrana a riposo, anche se il contributo diretto è modesto rispetto a quello dei canali ionici. L'oubaina, un glicoside, la inibisce legandosi al sito extracellulare del potassio.

Cotrasporto e assorbimento intestinale
Un esempio classico di simporto è l'assorbimento del glucosio nell'intestino tenue. Il trasportatore SGLT1 accoppia l'ingresso di una molecola di glucosio all'ingresso di uno ione sodio, che scende lungo il suo gradiente elettrochimico mantenuto basso nel citoplasma dalla pompa sodio-potassio sul versante basolaterale. Il glucosio accumulato nell'enterocita esce verso il sangue tramite GLUT2, un trasportatore passivo. Lo stesso principio fonda la terapia di reidratazione orale, in cui sodio e glucosio somministrati insieme favoriscono l'assorbimento di acqua. Nelle piante il caricamento del saccarosio nel floema usa un meccanismo analogo, accoppiato a un gradiente di protoni generato dalla pompa protonica.

Gradienti elettrochimici
Il movimento di uno ione dipende non solo dalla differenza di concentrazione ma anche dalla differenza di carica elettrica attraverso la membrana: la combinazione dei due fattori costituisce il gradiente elettrochimico. Per questo uno ione può muoversi passivamente in una direzione anche contro il proprio gradiente chimico, se il gradiente elettrico lo favorisce. Le pompe creano e mantengono questi gradienti, mentre i trasportatori di cotrasporto e i canali li sfruttano. La pompa protonica delle cellule vegetali, dei funghi e degli organelli come i lisosomi acidifica compartimenti diversi e alimenta simporti e antiporti, mostrando come un unico meccanismo primario possa sostenere molti trasporti secondari diversi.