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Transporteurs : co-transporteurs (transporteurs secondaires)
Vue d'ensemble

Sommaire
définition

Les co-transporteurs (ou transporteurs secondaires) sont des protéines transmembranaires (ou polytopiques) qui couplent le passage d'une molécule avec celui d'un ion.

Les co-transporteurs, encore appelés perméases ou même translocases, font partie des transporteurs actifs.

L'autre catégorie de transporteurs actifs est représentée par les pompes (ou transporteurs primaires) qui utilisent directement l'énergie de l'hydrolyse de l'ATP (adénosine triphosphate) pour faire traverser la membrane plasmique à la molécule.

En biologie, le transport dit actif désigne le passage d'un ion ou d'une molécule à travers une membrane contre son gradient de concentration (driving force).

onctionnements des transporteurs
Oleg Jardetzky (1929-2016)

La diffusion facilitée, une des formes de transport dit passif, fait intervenir deux autre types de protéines transmembranaires :

Vue d'ensemble des co-transporteurs

Les co-transporteurs (ou transporteurs secondaires) ne fonctionnent pas comme les canaux ioniques.

  • Lorsqu'il s'active, le co-transporteur présente un site de fixation à l'ion ou à la molécule à transporter.
  • Il subit alors un changement de conformation qui lui permet de déverser l'ion ou la molécule fixée de l'autre côté de la membrane.

Leur nom, transporteurs secondaires, provient du fait qu'ils utilisent des gradients de concentration (driving force) préexistants de solutés conducteurs comme source d'énergie.

  • L'énergie du déplacement provoque le passage de l'autre substance contre son gradient propre et ne nécessite pas l'hydrolyse de l'ATP, contrairement aux pompes (ou transporteurs primaires).
  • Toutefois, le gradient de concentration ionique est créé le plus souvent par la pompe sodium-potassium.
Types des transporteurs
Types des transporteurs
(Figure : vetopsy.fr)
bien

L'ATP fournit donc l'énergie de manière indirecte, d'où l'appellation de transporteurs secondaires pour les co-transporteurs et de transport primaire pour les pompes ATPasiques.

Ces transporteurs actifs secondaires concentrent leurs substrats d'un côté de la membrane et sont nommés :

  • symports (symporteurs) quand les solutés et les substrats se déplacent dans la même direction,
  • antiports (échangeurs, antiporteurs ou contre-transporteurs) quand les solutés et les substrats se déplacent dans des directions opposées.
livre

Les mécanismes de transport actif sont détaillés longuement dans les chapitres correspondants.

Symports (symporteurs ou co-transporteurs au sens strict)

définition

Les symports (symporteurs ou co-transporteurs stricts) déplacent les molécules et les ions dans le même sens.

On peut citer de nombreux exemples (loupedifférents symporteurs).

Symports Na<sup>+</sup>/glucose
Symports Na+/glucose
(Figure : vetopsy.fr)

1. Le co-transporteur Na+/glutamate (EAAT : Excitatory Amino Acid Transporter) couple l'absorption de glutamate avec l'importation d'ions Na+ et de H+ et l'exportation d'ions K+.

  • Il régule la neurotransmission par la recapture synaptique du glutamate, neurotransmetteur excitateur.
  • Il utilise le mécanime du rocking-bundle longuement décrit pour les EAAT dans le chapitre correspondant.

2. Le co-transporteur Na+/glucose (SGLT : Sodium/GLucose coTransporter) intervient dans les entérocytes (cellules intestinales : SGLT1) ou les tubules proximaux des néphrons (SGLT2 et SGLT1) pour faire pénétrer le glucose de la lumière vers les cellules : 2 Na+ contre un glucose (Active sugar transport in health and disease 2007),

3. Le co-transporteur Na+/K+/2Cl- (NKCC : Na-K-Cl cotransporter) dans l'anse de Henlé des tubules rénaux transporte les quatre ions (NKCC1 et NKCC2 chez l'homme) : le furosémide, l'un des diurétique les plus utilisés, agit sur ce co-transporteur.

Antiports (échangeurs, antiporteurs ou contre-transporteurs)

Les antiports (échangeurs, antiporteurs ou contre-transport) déplacent les molécules et les ions dans les sens inverse.

1. L'échangeur Na+/Ca++ assure un échange bidirectionnel entre trois Na+ et un Ca++.

  • Cet échangeur est utilisée lors de fortes augmentations de la concentration intracellulaire en ions Ca++ et doit donc être mis en oeuvre rapidement, contrairement à la pompe à Ca++.
  • Band 3 dans l'érythrocyte
    Band 3 dans l'érythrocyte
    (Figure : vetopsy.fr)
    C'est le cas des synapses, des fibres musculaires cardiaques et lisses et des segments externes des cônes rétiniens.

2. L'échangeur Na+/H+ assure l'entrée d'un Na+ contre la sortie d'un proton ( H+).

  • Il régule ainsi le pH intracellulaire.
  • Son rôle est important lors d'ischémie myocardique qui provoque l'acidification intracellulaire.

3. L'échangeur anionique Cl-/HCO3-, appelé AE1 ou band 3 dans les érythrocytes (globules), joue un rôle important dans le cytosquelette, en particulier par sa liaison avec l'ankyrine, donc à la spectrine (loupetransporteurs de bicarbonate).

Il fait partie de la superfamille des APC (Amino acid-Polyamine-organoCation) qui comprend de nombreux membres (Expansion of the APC superfamily of secondary carriers 2014).

attention

Ces transports sont essentiels en psychopathologie par la recapture des neurotransmetteurs.

Par exemple, le transporteur de recapture de la sérotonine (SERT ou 5-HTT, appelé aussi sodium-dependent serotonin transporter ou solute carrier family 6 member 4) recapture la sérotonine dans la fente synaptique.

Bibliographie
  • Marieb E. N. - Anatomie et physiologie humaines - De Boeck Université, Saint-Laurent, 1054 p., 1993
  • Maillet M. - Biologie cellulaire - Abrégés de Masson, 512 p, 2002
  • Lodish et coll - Biologie moléculaire de la cellule - De Boeck Supérieur, Saint-Laurent, 1207 p., 2014