能動輸送は、溶質分子は、これらの濃度が高い領域に溶質の低い濃度の領域から、細胞膜を横切って移動することにより、トランスポート・セル型です。
自然に起こることは、分子がより集中している側からより集中していない側に移動することです。これは、プロセスにエネルギーが加えられなくても自然に発生するものです。この場合、分子は濃度勾配を下っていくと言われています。
対照的に、能動輸送では、粒子は濃度勾配に逆らって移動し、その結果、細胞からエネルギーを消費します。このエネルギーは通常、アデノシン三リン酸（ATP）に由来します。
溶解した分子は、細胞内の濃度が細胞外よりも高い場合がありますが、体内で必要な場合、これらの分子は細胞膜にある担体タンパク質によって内部に輸送されます。
アクティブトランスポートとは何ですか？
能動輸送が何であるかを理解するには、輸送が行われる膜の両側で何が起こるかを理解する必要があります。
物質が膜の反対側で異なる濃度にある場合、それは濃度勾配があると言われています。原子と分子は電荷を帯びている可能性があるため、膜の両側の区画間に電気勾配も形成されます。
イオンの動きは、細孔のサイズとその分極により、カチオンまたはアニオンに対して選択的です。2つの陰イオンがセルの内部から外部に移動すると、外部は+5から+3に変化します。出典：ウィキメディア・コモンズ。著者：メチルイソプロピルゲルマミド。
空間内で電荷の正味の分離があるたびに電位差があります。実際、生きている細胞は、しばしば膜電位と呼ばれるものを持っています。これは、電荷の不均一な分布によって引き起こされる、膜全体の電位（電圧）の差です。
勾配は生体膜で一般的であるため、これらの勾配に逆らって特定の分子を移動させるためにエネルギー消費が必要になることがよくあります。
エネルギーは、膜に挿入され、トランスポーターとして機能するタンパク質を介してこれらの化合物を移動するために使用されます。
タンパク質が濃度勾配に対して分子を挿入する場合、それは能動輸送です。これらの分子の輸送がエネルギーを必要としない場合、輸送は受動的であると言われます。エネルギーの出所に応じて、アクティブなトランスポートはプライマリまたはセカンダリになります。
プライマリアクティブトランスポート
一次能動輸送は、化学エネルギー源（ATPなど）を直接使用して、分子を膜の勾配に逆らって移動させるものです。
この主要な能動輸送メカニズムを説明するための生物学で最も重要な例の1つは、ナトリウムカリウムポンプです。これは、動物細胞に見られ、その機能がこれらの細胞に不可欠です。
ナトリウムカリウムポンプは、ナトリウムを細胞外に、カリウムを細胞内に輸送する膜タンパク質です。この輸送を実行するには、ポンプにATPからのエネルギーが必要です。
セカンダリアクティブトランスポート
セカンダリアクティブトランスポートは、セルに保存されたエネルギーを使用するトランスポートです。このエネルギーはATPとは異なり、2つのタイプのトランスポートの違いになります。
二次能動輸送によって使用されるエネルギーは、一次能動輸送によって生成される勾配に由来し、それらの濃度勾配に対して他の分子を輸送するために使用できます。
たとえば、細胞外空間のナトリウムイオンの濃度を上げると、ナトリウムカリウムポンプの動作により、膜の両側のこのイオンの濃度の差によって電気化学勾配が生成されます。
これらの条件下では、ナトリウムイオンは濃度勾配に沿って移動する傾向があり、トランスポータータンパク質を介して細胞の内部に戻ります。
共同輸送業者
ナトリウムの電気化学的勾配からのこのエネルギーは、それらの勾配に対して他の物質を輸送するために使用することができます。発生するのは共有トランスポートであり、共同トランスポーターと呼ばれるトランスポータータンパク質によって実行されます（2つの要素を同時にトランスポートするため）。
重要な共輸送体の例は、ナトリウムカチオンをその勾配に沿って輸送し、次にこのエネルギーを使用して、その勾配に逆らってグルコース分子に入るナトリウム-グルコース交換タンパク質です。これは、グルコースが生細胞に入るメカニズムです。
前の例では、共輸送体タンパク質が2つの要素を同じ方向（セル内）に移動します。両方の要素が同じ方向に動く場合、それらを輸送するタンパク質はシンポーターと呼ばれます。
ただし、共輸送体は化合物を反対方向に移動させることもできます。この場合、トランスポータータンパク質は抗キャリアーと呼ばれますが、それらは交換体またはカウンタートランスポーターとしても知られています。
抗キャリアの例はナトリウム-カルシウム交換体で、細胞からカルシウムを除去する上で最も重要な細胞プロセスの1つを実行します。それは、電気化学的ナトリウム勾配のエネルギーを使用して、細胞の外にカルシウムを動員します：入る3つのナトリウムカチオンごとに1つのカルシウムカチオンが去ります。
エキソサイトーシスと能動輸送の違い
エキソサイトーシスは、細胞輸送のもう一つの重要なメカニズムです。その機能は、細胞から細胞外液に残留物質を排出することです。エキソサイトーシスでは、輸送は小胞によって媒介されます。
エキソサイトーシスと能動輸送の主な違いは、エキソサイトーシスでは、輸送される粒子が細胞膜と融合してその内容物を外部に放出する膜（小胞）で囲まれた構造に包まれていることです。
アクティブな輸送では、輸送するアイテムを内側または外側の両方向に移動できます。対照的に、エキソサイトーシスはその内容物を外部に輸送するだけです。
最後に、能動輸送には、エキソサイトーシスのような膜構造ではなく、輸送媒体としてのタンパク質が含まれます。
参考文献
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