3.13 : Transporte activo

El transporte activo es un proceso biológico fundamental que permite a las células mover solutos en contra de un gradiente electroquímico. Este proceso requiere un aporte directo de energía y se caracteriza por su selectividad, saturabilidad y susceptibilidad a la inhibición competitiva.

Los transportadores activos primarios, como Na^+, K^+ y -ATPasa, utilizan directamente ATP para mover iones a través de la membrana. Estos transportadores desempeñan papeles importantes en varios procesos fisiológicos. Por ejemplo, Na^+, K^+ y -ATPasa mantienen la homeostasis iónica celular y son el objetivo de la digoxina para el tratamiento de la insuficiencia cardíaca. La digoxina inhibe la bomba Na^+/K^+ -ATPasa en las células cardíacas, lo que conduce a un aumento del sodio intracelular. Esto, a su vez, mejora la disponibilidad de calcio en el músculo cardíaco y mejora la contractilidad, lo que ayuda a controlar la insuficiencia cardíaca. Otro grupo de transportadores activos primarios, la familia ABC, hidroliza ATP para exportar sustratos, como hormonas y fármacos, a través de las membranas. La glicoproteína P (P-gp), un miembro de la familia ABC, limita la absorción de fármacos administrados por vía oral al exportarlos al lumen del tracto gastrointestinal.

Los transportadores activos secundarios, parte de la superfamilia SLC, utilizan energía electroquímica almacenada (generalmente un gradiente de Na^+) establecida por un transportador activo primario (como la bomba Na^+/K^+) para translocar solutos a través de las membranas. La proteína de intercambio Na^+-Ca^2+ (SLC8), un antitransportador, utiliza el flujo entrante de Na^+ para impulsar un flujo saliente de Ca^2+, manteniendo bajos los niveles basales de Ca^2+ citosólico. Otros cotransportadores SLC son simportadores, donde el ion de fuerza impulsora y el soluto se mueven en la misma dirección. Por ejemplo, el transportador CNT1, impulsado por el gradiente de Na^+, mueve nucleósidos de pirimidina y agentes quimioterapéuticos específicos hacia las células. Los simportadores DAT, NET y SERT también armonizan el movimiento de Na^+ y neurotransmisores como la dopamina, la noradrenalina y la serotonina en la misma dirección. Estos transportadores tienen relevancia clínica como objetivos para los agentes activos en el SNC en la terapia de la depresión.

En resumen, a través de mecanismos primarios y secundarios, el transporte activo juega un papel vital en el mantenimiento de la función celular, el transporte de fármacos y las aplicaciones terapéuticas.