Différence principale - Transport actif vs passif

Le transport actif et passif sont deux méthodes qui transportent des molécules à travers la membrane cellulaire. Une membrane cellulaire est une unité multitâche qui structure la cellule tout en protégeant le contenu cytosolique de l'environnement extracellulaire. Le mouvement des molécules à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule est déterminé par la bicouche phospholipidique, maintenant une homéostasie délicate de la cellule. La bicouche phospholipidique est semi-perméable, permettant à certaines molécules de traverser librement la membrane à travers un gradient de concentration et à certaines molécules d'utiliser des structures spéciales afin de traverser la membrane et d'autres de traverser la membrane en utilisant l'énergie cellulaire. Les différence principale entre le transport actif et passif est que le transport actif pompe les molécules contre le gradient de concentration en utilisant l'énergie ATP tandis que le transport passif permet aux molécules de traverser la membrane à travers un gradient de concentration, ne nécessitant aucune énergie cellulaire.

Cet article examine,

1. Qu'est-ce que le transport actif - Définition, types, fonction, comment cela fonctionne 2. Qu'est-ce que le transport passif - Définition, types, fonction, comment cela fonctionne 3. Quelle est la différence entre le transport actif et passif

Qu'est-ce que le transport actif

Le transport actif est le mouvement des molécules à travers la membrane contre le gradient de concentration avec l'aide d'enzymes et l'utilisation de l'énergie cellulaire. Il est nécessaire à l'accumulation de molécules comme le glucose, les acides aminés et les ions à l'intérieur de la cellule à des concentrations élevées. Deux types de transport actif peuvent être identifiés: le transport actif primaire et le transport actif secondaire.

Transport actif primaire

Au cours du transport actif primaire, la présence de substances dans le liquide extracellulaire nécessaire à la cellule est reconnue par les protéines transmembranaires spécialisées sur la membrane cellulaire, qui servent de pompes pour le transport des molécules. Ces protéines transmembranaires sont alimentées par l'ATP. Le transport actif primaire est le plus évident dans la pompe sodium/potassium (Na+/K+ ATPase), qui maintient le potentiel de repos de la cellule. L'énergie libérée par l'hydrolyse de l'ATP est utilisée pour pomper trois ions sodium hors de la cellule et deux ions potassium dans la cellule. Ici, les ions sodium sont transportés d'une concentration plus faible de 10 mM à une concentration plus élevée de 145 mM. Les ions potassium sont transportés d'une concentration de 140 mM à l'intérieur de la cellule à une concentration de 5 mM de liquide extracellulaire. La pompe à protons/potassium (H+/K+ ATPase) se trouve dans la muqueuse de l'estomac, maintenant un environnement acide à l'intérieur de l'estomac. L'oméprazole est un inhibiteur de la pompe à protons/potassium, réduisant le reflux acide à l'intérieur de l'estomac. Au cours de la phosphorylation oxydative et de la photophosphorylation de la chaîne de transport d'électrons, utilisez également le transport actif primaire pour créer un pouvoir réducteur. L'action de la pompe à sodium/potassium est illustrée à la figure 1.

Figure 1: Pompe à sodium/potassium

Transport actif secondaire

Le transport actif secondaire est alimenté par un gradient électrochimique. Ici, les canaux sont fabriqués par des protéines formant des pores. Un mouvement simultané d'une autre substance contre le gradient de concentration est observé avec le transport actif secondaire. Par conséquent, les protéines de canal impliquées dans le transport actif secondaire peuvent être identifiées comme des cotransporteurs. Il existe deux types de cotransporteurs: les antiporteurs et les symporteurs. L'ion particulier et le soluté sont transportés dans des directions opposées par des antiporteurs. L'échangeur sodium/calcium, qui permet de restaurer la concentration en ions calcium dans le cardiomyocyte après le potentiel d'action, est l'exemple le plus courant pour les antiporteurs. Les ions sont transportés à travers le gradient de concentration tandis que le soluté est transporté contre le gradient de concentration par des symporteurs. Ici, les deux molécules sont transportées dans la même direction à travers la membrane cellulaire. SGLT2 est un symporteur qui transporte le glucose dans la cellule avec les ions sodium. La fonction de symporteur et d' antiporteur est illustrée à la figure 2.

Figure 2: L'action de Symporter et Antiporter

Qu'est-ce que le transport passif

Le transport passif est le mouvement de molécules à travers la membrane à travers un gradient de concentration sans utilisation d'énergie cellulaire par le mouvement. Il utilise l'entropie naturelle pour déplacer les molécules d'une concentration plus élevée à une concentration plus faible jusqu'à ce que la concentration soit égalisée. Ensuite, il n'y aura pas de mouvement net de molécules à l'équilibre. On trouve quatre principaux types de transport passif: l'osmose, la diffusion simple, la diffusion facilitée et la filtration. Le simple mouvement des molécules à travers une membrane perméable est appelé Diffusion simple. Les petites molécules non polaires utilisent la diffusion simple. La distance de diffusion doit être moindre afin de maintenir un meilleur écoulement. Le transport passif à travers la membrane est illustré à la figure 3.

Figure 3: Transport passif

Pendant diffusion facilitée, des protéines de transport spéciales sont utilisées pour guider le mouvement des molécules polaires et des gros ions. Ces protéines de transport sont des glycoprotéines et sont spécifiques à une protéine particulière. Le GLUT4 est un transporteur de glucose qui transporte le glucose de la circulation sanguine vers la cellule. On le trouve principalement dans la graisse et les muscles squelettiques. Trois types de protéines de transport sont impliqués dans la diffusion facilitée: protéines canaux, aquaporines et protéines porteuses. Protéines de canal faire des tunnels hydrophobes à travers la membrane, permettant aux molécules hydrophobes sélectionnées de traverser la membrane. Certains protéines de canal sont ouvertes à tout moment, et certaines sont fermées comme des protéines de canal ionique. Aquaporines permettre à l'eau de traverser rapidement la membrane. Les protéines porteuses changent de forme, transportant des molécules cibles à travers la membrane. La diffusion facilitée par les protéines porteuses est illustrée à la figure 4.

Figure 4: Diffusion facilitée

Filtration est le mouvement des solutés avec l'eau en raison de la pression hydrostatique générée par le système cardiovasculaire. Il se produit dans la capsule de Bowman dans le rein. Osmose est le mouvement de l'eau à travers une membrane sélectivement perméable. Il se produit d'un potentiel hydrique élevé à un potentiel hydrique faible.

Différence entre le transport actif et passif

Définition

Transport actif: Le transport actif pompe les molécules à travers la membrane cellulaire contre le gradient de concentration.

Transport passif: Le transport passif permet aux molécules de traverser la membrane cellulaire à travers un gradient de concentration.

Utilisation de l'énergie cellulaire

Transport actif: Le transport actif utilise l'énergie cellulaire sous forme d'ATP.

Transport passif: Le transport passif ne nécessite pas d'énergie cellulaire.

Types de transports

Transport actif: L'endocytose, l'exocytose, la sécrétion de substances dans la circulation sanguine et la pompe à sodium/potassium sont les types de transport actif.

Transport passif: La diffusion, la diffusion facilitée et l'osmose sont les types de transport passif.

Rôle

Transport actif: Le transport actif permet aux molécules de traverser la membrane cellulaire, perturbant l'équilibre établi par la diffusion.

Transport passif: Un équilibre dynamique de l'eau, des nutriments, des gaz et des déchets est maintenu par le transport passif entre le cytosol et l'environnement extracellulaire.

Transport de particules

Transport actif: Les ions, les grosses protéines, les sucres complexes ainsi que les cellules sont transportés par transport actif.

Transport passif: Les molécules hydrosolubles telles que les petits monosaccharides, les lipides, les hormones sexuelles, le dioxyde de carbone, l'oxygène et l'eau sont transportées par transport passif.

Importance

Transport actif: Le transport actif est nécessaire pour l'entrée de grosses molécules insolubles dans la cellule.

Transport passif: Le transport passif permet le maintien d'une homéostasie délicate entre le cytosol et le liquide extracellulaire.

Conclusion

Le transport actif et passif sont les deux méthodes de transport des molécules à travers la membrane cellulaire. Le transport actif pompe les molécules contre un gradient de concentration en utilisant l'énergie cellulaire. Dans le transport actif primaire, l'ATP est utilisé comme énergie. Dans le transport actif secondaire, le gradient électrochimique est utilisé pour déplacer les molécules à travers la membrane. Les nutriments sont concentrés dans la cellule en utilisant le transport actif. La diffusion passive permet à de petites molécules non polaires de traverser la membrane. Il ne se produit que par un gradient de concentration. Par conséquent, aucune énergie n'est utilisée par le processus. L'osmose et la filtration sont également des méthodes de diffusion passive. Cependant, la principale différence entre le transport actif et le transport passif réside dans leurs mécanismes de transport des molécules à travers la membrane.

Référence: 1 « Transport passif et transport actif à travers un article sur la membrane cellulaire (article). » Académie Khan. N.p., s.d. La toile. 03 mai 2017. 2. « Diffusion et transport passif. » Académie Khan. N.p., s.d. La toile. 03 mai 2017.

Courtoisie d'image: 1. “Scheme sodium-potassium pump-en” Par LadyofHats Mariana Ruiz Villarreal – Travail personnel. Image renommée à partir de Image: Sodium-Potassium_pump.svg (domaine public) via Commons Wikimedia2. "Porteurs" de Lupask - Travail personnel, domaine public) via Commons Wikimedia3. "Figure 05 02 02" par CNX OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia4. « Blausen 0213 CellularDiffusion » Par le personnel de Blausen.com (2014). « Galerie médicale de Blausen Medical 2014 ». WikiJournal de médecine 1 (2). DOI: 10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. – Travail personnel (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia