Активный транспорт — перенос вещества через клеточную или внутриклеточную мембрану (трансмембранный активный транспорт) или через слой клеток (трансцеллюлярный активный транспорт), протекающий из области низкой концентрации в область высокой, т. е. с затратой свободной энергии организма.
В отличие от пассивного транспорта, который использует кинетическую энергию и естественную энтропию молекул, движущихся по градиенту, активный транспорт использует клеточную энергию, чтобы перемещать их против градиента, полярного отталкивания или другого сопротивления. Активный транспорт обычно связан с накоплением высоких концентраций молекул, в которых нуждается клетка, таких как ионы, глюкоза и аминокислоты. Примеры активного транспорта - поглощение глюкозы в кишечнике человека и поглощение минеральных ионов клетками корневых волосков растений.
Существует два типа активного транспорта: первичный активный транспорт, использующий аденозинтрифосфат (АТФ), и вторичный активный транспорт, использующий электрохимический градиент[1].
Первичный активный транспорт, также называемый прямым активным транспортом, напрямую использует метаболическую энергию для транспортировки молекул через мембрану. Вещества, которые переносятся через клеточную мембрану посредством первичного активного транспорта, включают ионы металлов, такие как Na+, K+, Mg2+ и Ca2+. Эти заряженные частицы для пересечения мембран нуждаются в ионных насосах или ионных каналах.
Большинство ферментов, которые осуществляют этот тип транспорта, являются трансмембранными АТФазами. Первичной АТФазой, универсальной для всего животного мира, является натриево-калиевый насос, который помогает поддерживать мембранный потенциал. Натрий-калиевый насос поддерживает мембранный потенциал, перемещая три иона Na+ из клетки на каждые два [12] иона K+, перемещенных в клетку. Другими источниками энергии для первичного активного транспорта являются окислительно-восстановительная энергия и энергия фотонов (свет).
Примером первичного активного транспорта с использованием окислительно-восстановительной энергии является митохондриальная электронная транспортная цепь, которая использует энергию восстановления НАД для перемещения протонов через внутреннюю митохондриальную мембрану против градиента их концентрации. Примером первичного активного транспорта с использованием световой энергии являются белки, участвующие в фотосинтезе, которые используют энергию фотонов для создания градиента протонов через тилакоидную мембрану, а также для создания восстанавливающей силы в форме НАДФ.[2]