二次性能動輸送

二次性能動輸送は、Na⁺やH⁺など一方の物質が電気化学勾配に沿って移動するエネルギーと結合させて、別の物質をその勾配に逆らって運ぶ過程である。同方向へ運ぶものを共輸送、反対方向へ運ぶものを交換輸送という。

坂を下る重い荷物にロープで別の荷物をつなぎ、後者を坂の上へ引き上げるイメージである。輸送体自身はATPを使わないが、下り坂を作るためには別のポンプがエネルギーを使っている。

多くの動物細胞ではNa⁺/K⁺-ATPaseが細胞外高Na⁺勾配を形成する。Na⁺が細胞内へ流入するとき、その自由エネルギーを利用してグルコースやアミノ酸を同方向へ取り込むSGLTなどが働く。Na⁺/Ca²⁺交換体やNa⁺/H⁺交換体ではイオンが反対方向へ動く。輸送の可逆性は各基質の濃度、膜電位、結合比によって決まり、条件が変われば逆転することもある。

近位尿細管では、基底側Na⁺/K⁺-ATPaseがNa⁺勾配を維持し、管腔側SGLTがNa⁺とグルコースを細胞内へ共輸送する。その後グルコースは基底側から促進拡散で血液へ出る。

「ATPを直接使わない」から受動輸送というわけではない。系全体では一次ポンプのエネルギーに依存する。共輸送体の位置、輸送比、電荷移動を確認し、濃度勾配だけで逆転条件を判断しない。