Un ion est un atome qui porte une charge électrique spécifique. La bicouche lipidique, ou bicouche phospholipidique, de la membrane cellulaire est un sac protecteur dont le rôle est de retenir l'eau et les autres substances et les contenus cellulaires. Les ions ne peuvent traverser cette bicouche lipidique par eux-mêmes: ils doivent être transportés protéines

Membrane répulsive

Les phospholipides sont des molécules de graisses spéciales qui contiennent un groupe phosphate et deux acides gras attachés à une «colonne vertébrale» de glycérol. Les membranes cellulaires sont constituées de deux couches de phospholipides. Les couches sont disposées avec leurs "queues" d'acides gras orientées l'une vers l'autre pour former une surface hydrofuge ou hydrophobe. Cela permet de garder les contenus cellulaires dans et autour des fluides. Lorsque la cellule doit transporter un ion à travers cette barrière, elle utilise une porte spéciale appelée protéine de transport. Ces protéines sont de trois types principaux.

Pompes hydrolytiques

Un «gradient» implique un changement de degré. Les gradients de concentration chimique marquent la transition entre l'intérieur et l'extérieur des cellules. Le «potentiel électrique» d'une membrane cellulaire fait référence à sa charge électrique. Les pompes sont des protéines de transport qui déplacent les ions contre le gradient chimique ou le potentiel électrique de la bicouche phospholipidique. Ce transport actif est similaire au fait de forcer quelque chose à s'écouler en amont - le gradient de concentration ou le potentiel électrique agit contre l'ion entrant, de sorte que la pompe doit utiliser l'énergie pour la faire passer. Cette énergie est générée par l'hydrolyse - rupture des liaisons chimiques - de l'adénosine triphosphate, ou ATP, le principal combustible cellulaire.

Les canaux croisés

Les protéines du canal sont des protéines de transport qui déplacent les ions membrane cellulaire avec un gradient chimique ou un potentiel électrique. Cela signifie que les ions sont déjà attirés chimiquement ou électriquement à l'endroit où ils vont - la protéine canal ouvre simplement une porte pour qu'ils puissent y arriver. Les canaux potassiques sont les plus courants et sont presque toujours ouverts parce qu'ils font partie de la pompe à sodium et potassium - le mécanisme qui maintient les membranes cellulaires intactes. Canaux pour d'autres éléments ouverts en réponse à des signaux biochimiques spécifiques.

Transporters actifs

Les transporteurs sont des protéines spéciales qui se lient à des ions spécifiques et les transportent un par un ou en très petits groupes à travers la membrane cellulaire. . Un uniporter se lie à un seul type d'ion et le porte avec le gradient de concentration. Les symporteurs marquent avec les ions qui se déplacent avec le gradient de concentration et «empruntent» leur énergie pour forcer leurs ions transportés contre le gradient ou le potentiel. Les antiporteurs utilisent le canal ouvert par un ion qui se déplace avec le gradient ou le potentiel pour forcer leur ion transporté dans la direction opposée à travers la membrane.