主动运输：一次和二次运输 - 生物学

的主动转运是由溶质分子跨细胞膜移动，从一个区域与溶质的浓度较低的区域，其中这些浓度是高的运输的细胞类型。

自然发生的是，分子从浓缩程度更高的一侧移动到浓缩程度更低的一侧。它是自发发生的，在此过程中没有施加任何类型的能量。在这种情况下，分子被称为沿浓度梯度下降。

相反，在主动运输中，颗粒逆着浓度梯度移动，因此消耗了细胞的能量。该能量通常来自三磷酸腺苷（ATP）。

溶解的分子有时在细胞内部的浓度要比在外部的浓度高，但是如果人体需要它们，这些分子将通过细胞膜中发现的载体蛋白进入内部。

什么是主动运输？

为了了解主动转运的组成，有必要了解在发生转运的膜的两侧发生的情况。

当物质在膜的相对侧上处于不同浓度时，据说存在浓度梯度。因为原子和分子可以带电，所以在膜两侧的隔室之间也会形成电梯度。

由于孔的大小及其极化，离子运动对阳离子或阴离子具有选择性。当两个阴离子从电池的内部传递到外部时，外部从+5变为+3。资料来源：维基共享资源。作者：甲基异丙基丙烯酰胺。

每当空间中的电荷净分离时，都会存在电势差。实际上，活细胞通常具有所谓的膜电位，这是由于电荷分布不均引起的跨膜电位（电压）的差异。

梯度在生物膜中很常见，因此通常需要能量消耗才能使某些分子逆着这些梯度运动。

能量用于使这些化合物移动通过插入膜中并起转运蛋白作用的蛋白质。

如果蛋白质针对浓度梯度插入分子，则它是一种主动转运。如果这些分子的运输不需要能量，则称该运输是被动的。根据能量的来源，主动运输可以是主要的或次要的。

主动主动转运是一种直接使用化学能（例如ATP）的源使分子以跨膜的形式逆着其梯度移动的一种主动转运。

生物学上最重要的例子之一是钠-钾泵，它在动物细胞中发现，其功能对于这些细胞至关重要。

钠钾泵是一种膜蛋白，可将钠转运出细胞，将钾转运到细胞中。为了进行这种运输，泵需要来自ATP的能量。

次级主动运输是利用存储在细胞中的能量的运输，该能量不同于ATP，因此在两种运输方式之间具有区别。

次要主动传输所使用的能量来自于一次主动传输所产生的梯度，并且可以用于针对其浓度梯度传输其他分子。

例如，由于钠钾泵的操作，通过增加细胞外空间中钠离子的浓度，由于膜两侧的离子浓度不同而产生电化学梯度。

在这些条件下，钠离子倾向于沿其浓度梯度移动，并通过转运蛋白返回细胞内部。

钠的电化学梯度产生的能量可用于逆着它们的梯度转运其他物质。发生的是共享的转运，由称为共转运蛋白的转运蛋白进行（因为它们同时转运两个元素）。

重要的共转运蛋白的例子是钠-葡萄糖交换蛋白，其将钠阳离子沿其梯度向下运输，并继而利用该能量逆着其梯度进入葡萄糖分子。这是葡萄糖进入活细胞的机制。

在前面的示例中，辅助转运蛋白使两个元件沿相同方向（在细胞内部）移动。当两个元素沿相同方向移动时，转运它们的蛋白质称为同向转运蛋白。

但是，共同运输者也可以沿相反方向移动化合物。在这种情况下，转运蛋白被称为抗载体，尽管它们也被称为交换子或反向转运子。

抗载体的一个例子是钠钙交换剂，它是从细胞中去除钙的最重要的细胞过程之一。它利用电化学钠梯度的能量将钙迁移到细胞外：每进入三个钠阳离子，一个钙阳离子就会离开。

胞吐作用是细胞运输的另一重要机制。它的功能是将残留物质从细胞排到细胞外液中。在胞吐作用中，转运由囊泡介导。

胞吐作用和主动转运之间的主要区别在于，在胞吐作用中，要转运的颗粒包裹在被膜（囊泡）围绕的结构中，该膜与细胞膜融合，将其内含物释放到外面。

在主动运输中，要运输的物品可以在两个方向上向内或向外移动。相反，胞吐作用仅将其内容物运输到外部。

最后，主动转运涉及蛋白质作为转运介质，而不是胞吐作用中的膜结构。

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