Las sustancias atraviesan la membrana en el sentido inverso al de su gradiente electroquímico (desde el lugar donde están menos concentradas al que más). En contra de gradiente electroquímico. Por tanto la célula tiene que gastar energía. El paso se consigue mediante proteínas de membrana especializadas, conocidas vulgarmente como «bombas», que gastan (hidrolizan) ATP al funcionar.
Bomba Na-K, responsable del llamado potencial de membrana, que hace que se mantenga una carga eléctrica positiva en el exterior de la célula respecte al interior, que es negativo. El funcionamiento de la bomba Na-K resulta fundamental para la fisiología animal, al estar implicada directamente en el mantenimiento del volumen celular y activar paralelamente el transporte de otros solutos al interior de la célula. Este mecanismo es, además, especialmente importante en el caso de las células nerviosas y musculares, siendo responsable de la creación del llamado potencial eléctrico de membrana (diferencia de carga eléctrica entre el interior y el exterior), esencial en el mecanismo de transmisión del impulso nervioso. De hecho, la mayor parte de la energía en forma de ATP de estas células se gasta en el funcionamiento de esta bomba.
Por este mecanismo, se bombea 3 Na+ hacia el exterior y 2 K+ hacia el interior, con la hidrólisis acoplada de ATP. El transporte activo de Na+ y K+ tiene una gran importancia fisiológica
Para el transporte de este tipo de moléculas existen tres mecanismos principales: endocitosis, exocitosis y transcitosis. En cualquiera de ellos es fundamental el papel que desempeñan las llamadas vesículas revestidas. Estas vesículas se encuentran rodeadas de filamentos proteicos de clatrina.
Endocitosis: Es el proceso por el que la célula capta partículas del medio externo mediante una invaginación de la membrana en la que se engloba la partícula a ingerir. Se produce la estrangulación de la invaginación originándose una vesícula que encierra el material ingerido. Según la naturaleza de las partículas englobadas, se distinguen diversos tipos de endocitosis.
Tipos de endocitosis:
Pinocitosis. Implica la ingestión de líquidos y partículas en disolución por pequeñas vesículas revestidas de clatrina. (pseudópodos)
Fagocitosis. Se forman grandes vesículas revestidas o fagosomas los cuales se fusionan con los lisosomas y constituyen el fagolisosoma, que es el encargado de degradar el material ingerido.
Exocitosis. Es el mecanismo por el cual las macromoléculas contenidas en vesículas citoplasmáticas son transportadas desde el interior celular hasta la membrana plasmática, para ser vertidas al medio extracelular. Esto requiere que la membrana de la vesícula y la membrana plasmática se fusionen para que pueda ser vertido el contenido de la vesícula al medio. Mediante este mecanismo, las células son capaces de eliminar sustancias sintetizadas por la célula, o bien sustancias de desecho.
En toda célula existe un equilibrio entre la exocitosis y la endocitosis, para mantener la membrana plasmática y que quede asegurado el mantenimiento del volumen celular.
