Figura ilustrează transportul activ printr-un exemplu: un ion de $\ce{Ca^2+}$ este trecut prin membrana celulară, din interiorul celulei spre exterior, de o proteină transportoare care consumă energie din $\ce{ATP}$. Interiorul celulei este în stânga, exteriorul în dreapta, iar între ele se află membrana, străbătută de proteină. Săgeata verde arată drumul ionului, iar caseta din interior, cu $\ce{ATP}$ și $\ce{ADP + P_i}$, arată de unde vine energia.

Membrana

Membrana apare ca un bistrat de fosfolipide. Bilele înșirate pe cele două fețe formează straturile hidrofile, iar firele ondulate dintre ele, stratul hidrofob. Acest miez hidrofob restricționează trecerea ionilor, iar membrana nu permite pasajul ionic liber. De aceea, ionul de $\ce{Ca^2+}$ nu traversează stratul de fosfolipide, ci trece prin proteină. Alcătuirea membranei, cu fosfolipidele și proteinele ei, este prezentată în Figura 5.

Proteina transportoare și locul de conexiune

Proteina transportoare este așezată transmembranar: străbate toată grosimea membranei și iese din ea pe ambele fețe, mai ales spre exterior. Este desenată din două jumătăți care se ating spre interior și lasă între ele un canal ce se lărgește spre exterior. În acest canal, două puncte așezate pe o linie care unește cele două jumătăți marchează locul de conexiune, unde, după cum îi spune și numele, ionul se leagă de proteină. De acolo pornește săgeata spre exterior. În interior se văd trei ioni de $\ce{Ca^2+}$, iar în exterior, la vârful săgeții, ionul transportat.

Transportul realizat cu ajutorul proteinelor transportoare este specific și saturabil (există un transport maxim pentru o anumită substanță), iar moleculele care folosesc aceeași proteină pot intra în competiție.

Sursa de energie

În caseta de lângă proteină, pe partea internă a membranei, o săgeată curbă arată transformarea $\ce{ATP}$ în $\ce{ADP + P_i}$, adică hidroliza ATP-ului. ATP-ul (acidul adenozintrifosforic) este un compus macroergic: înmagazinează o cantitate mare de energie în cele două legături fosfat macroergice ale sale. Prin hidroliză, el pierde un fosfat și devine $\ce{ADP}$, iar energia eliberată este folosită de proteina transportoare. Semnul $\sim$, desenat chiar la marginea proteinei, leagă această reacție de proteină.

Ce înseamnă transport activ

Transportul activ deplasează moleculele și ionii împotriva gradientelor lor de concentrație, adică spre compartimentul în care concentrația lor este mai mare, și se desfășoară cu consum de energie furnizată de $\ce{ATP}$. Aplicată desenului, regula arată că ionul de $\ce{Ca^2+}$ este dus spre exterior, unde concentrația lui este mai mare decât în interior.

Consumul de energie deosebește transportul activ de transportul pasiv (difuziunea, osmoza și difuziunea facilitată). Difuziunea facilitată folosește și ea proteine transportoare, dar mută moleculele conform gradientului de concentrație, fără energie. Difuziunea este ilustrată în Figura 7.

Transport activ primar și secundar

Manualul deosebește două tipuri:

• Primar: pentru funcționarea proteinei transportoare este necesară hidroliza directă a ATP-ului. În acest caz, proteinele transportoare se numesc pompe. Desenul arată acest tip, cu $\ce{ATP}$ hidrolizat chiar lângă proteină.
• Secundar (cotransport): energia necesară pentru a trece o moleculă sau un ion împotriva gradientului său de concentrație provine din transferul altei substanțe conform gradientului ei de concentrație. Ca exemplu, manualul dă pompa de $\ce{Na+}$/$\ce{K+}$.

Legătura cu potențialul de membrană

Pe aceeași pagină, manualul arată ce face pompa de $\ce{Na+}$/$\ce{K+}$: reintroduce în celulă $\ce{K+}$ difuzat la exterior și expulzează $\ce{Na+}$ pătruns în celulă, în raport de 2 $\ce{K+}$ la 3 $\ce{Na+}$. Astfel, celula își menține relativ constantă concentrația intracelulară a acestor ioni, iar activitatea pompei contribuie la distribuția inegală a sarcinilor de o parte și de alta a membranei, adică la potențialul de membrană.