3.13: Transport actif

Le transport actif est un processus biologique essentiel qui permet aux cellules de déplacer des solutés contre un gradient électrochimique. Ce processus nécessite un apport énergétique direct et se caractérise par sa sélectivité, sa saturabilité et sa sensibilité à l’inhibition compétitive.

Les transporteurs actifs primaires, comme Na^+, K^+ et -ATPase, utilisent directement l’ATP pour déplacer les ions à travers la membrane. Ces transporteurs jouent un rôle important dans divers processus physiologiques. Par exemple, Na^+, K^+ et -ATPase maintiennent l’homéostasie ionique cellulaire et sont ciblés par la digoxine pour le traitement de l’insuffisance cardiaque. La digoxine inhibe la pompe Na^+/K^+ -ATPase dans les cellules cardiaques, ce qui entraîne une augmentation du sodium intracellulaire. Cela, à son tour, améliore la disponibilité du calcium dans le muscle cardiaque et améliore la contractilité, ce qui aide à gérer l’insuffisance cardiaque. Un autre groupe de transporteurs actifs primaires, la famille ABC, hydrolyse l’ATP pour exporter des substrats, tels que des hormones et des médicaments, à travers les membranes. La P-glycoprotéine (P-gp), un membre de la famille ABC, limite l’absorption des médicaments administrés par voie orale en les exportant dans la lumière du tractus gastro-intestinal.

Les transporteurs actifs secondaires, qui font partie de la superfamille SLC, utilisent l’énergie électrochimique stockée (généralement un gradient Na^+) établie par un transporteur actif primaire (comme la pompe Na^+/K^+) pour déplacer les solutés à travers les membranes. La protéine d’échange Na^+-Ca^2+ (SLC8), un antiport, utilise le flux entrant de Na^+ pour entraîner un flux sortant de Ca^2+, maintenant ainsi de faibles niveaux de Ca^2+ cytosoliques de base. D’autres co transporteurs SLC sont des symports, où l’ion moteur et le soluté se déplacent dans la même direction. Par exemple, le transporteur CNT1, entraîné par le gradient Na^+, déplace les nucléosides pyrimidiques et des agents chimiothérapeutiques spécifiques dans les cellules. Les symports DAT, NET et SERT harmonisent également le mouvement du Na^+ et des neurotransmetteurs comme la dopamine, la noradrénaline et la sérotonine dans la même direction. Ces transporteurs ont une pertinence clinique en tant que cibles pour les agents actifs sur le SNC dans le traitement de la dépression.

En résumé, par le biais de mécanismes primaires et secondaires, le transport actif joue un rôle essentiel dans le maintien de la fonction cellulaire, le transport des médicaments et les applications thérapeutiques.