Aktiver Transport

Man unterscheidet den primär aktiven vom sekundär und tertiär aktiven Transport.

Der primär aktive Transport ist dadurch gekennzeichnet, dass direkt Energie durch ATP-Spaltung gewonnen wird. Bei den meisten Transmembranproteinen, die diese Form des Transports durchführen handelt es sich um ATPasen. Andere Energiequellen für den primär aktiven Transport sind Redoxreaktionen oder Lichtenergie (Photonen).

In Zellen erfolgt der wichtigste primär aktive Transport durch die Natrium-Kalium-Pumpe, die unter Verbrauch von einem ATP-Molekül drei Natriumionen nach außen und zwei Kaliumionen in die Zelle transportiert und somit an der Aufrechterhaltung des Membranpotenzials beteiligt ist. Da das ATP von dieser Pumpe selber gespalten wird, wird sie auch als Natrium-Kalium-ATPase bezeichnet.

Der sekundär aktive Transport wird auch als gekoppelter Transport oder Cotransport bezeichnet. Im Gegensatz zum primär aktiven Transport ist er nicht direkt ATP-abhängig. Er basiert auf dem elektrochemischen Gradienten, der durch die primär aktiven Ionenpumpen erzeugt wird. Wenn ein Ion oder Molekül entlang seines elektrochemischen Gradienten transportiert wird, erhöht das die Entropie, was als Energiequelle für andere Transportprozesse genutzt werden kann.

Die Zellen pumpen beispielsweise durch ihre Natrium-Kalium-Pumpen ständig unter Energieaufwand Na⁺ in den Extrazellulärraum, so dass sich ein elektrochemischer Gradient in Richtung des Intrazellulärraums aufbaut. Der energiegewinnende Rücktransport von 2 Natriumionen in Richtung des Gradienten ermöglicht so dem Glucose-Symporter SGLT-1 den gleichzeitigen Transport von einem Glucosemolekül in die Zelle gegen das Konzentrationsgefälle.

Der tertiär aktive Transport nutzt einen Gradienten, der durch einen sekundär aktiven Transport aufgebaut wurde. Ein Beispiel hierfür ist der Peptidtransporter 1 der Enterozyten des Darms zur Resorption von Di- und Tripeptiden.

Je nachdem, in welche Richtung der Molekültransport erfolgt, unterscheidet man beim Membrantransport:

• Symport: Es werden zwei oder mehr verschiedene Teilchen in dieselbe Richtung transportiert. Die entsprechenden Transportproteine heißen Symporter.
• Antiport: Es werden zwei oder mehr verschiedene Teilchen in entgegengesetzte Richtungen transportiert. Die entsprechenden Transportproteine heißen Antiporter.
• Uniport: Es wird nur ein Teilchen in eine Richtung transportiert. Die entsprechenden Transportproteine heißen Uniporter.