Ahora se analizarán los cambios de energía que ocurren cuando se realiza el transporte mediado, en otras palabras, se dará respuesta a la siguiente pregunta: ¿De dónde se obtiene la energía para que un acarreador transporte material de un lado de la membrana a otro?
Existen dos posibilidades, una es que el transporte de soluto se haga a favor de un gradiente de concentración, de una región de mayor concentración de soluto hacia una de menor. En este caso el proceso es exergónico y la energía para el transporte se obtiene de la energía potencial almacenada por el sistema. A este tipo de proceso se le llama transporte mediado pasivo.
El segundo caso es cuando el acarreador transporta material de una región menos concentrada hacia una más, o sea que, los solutos son transportados en contra de un gradiente de concentración y el proceso requiere una fuente externa de energía. En esta situación se tiene un transporte mediado activo.
Para entender mejor las características del transporte mediado pasivo se analizará un sistema como el representado en la Figura 2.18b en la que se observa una membrana separando dos regiones X y Y. Tanto en X, como en Y, se encuentran dos solutos, A y B. El lado Y los tiene a mayor concentración que el A. Además, hay que suponer que los compuestos mencionados no pueden tener libre tránsito.
Figura 2.18b En esta figura se representa una proteína acarreadora, inserta en la membrana celular. Tiene un sitio específico que únicamente puede unir un tipo de soluto. (1 y 2). Ninguno de los solutos puede atravesar libremente la membrana, pero, cuando la molécula adecuada se une en el sitio específico, el acarreador la traslada hasta el lado opuesto. (2, 3 y 4). (Figura elaborada por el autor).
La presencia de la membrana, separando las dos regiones que tienen concentraciones diferentes de A y B, produce un sistema con un contenido alto de energía potencial y por tal motivo inestable.
De acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, hay una tendencia a igualar las concentraciones de soluto en ambos lados de la membrana, pero, como los solutos A y B no son permeables a ella, no puede ocurrir la igualdad en las concentraciones. Si se hace un hoyo en la membrana se rompe la barrera que impide el paso a los solutos y éstos se mueven, de manera neta, hasta que las concentraciones se igualan.
En la Figura 2.18b también se representa a la proteína acarreadora Z, que se supone específica para transportar al compuesto A, pero no para transportar al soluto B. Por cada molécula de A que pasa de la región X hacia la Y se produce un decremento de energía libre en el sistema, debido a que transportar A, en favor de un gradiente de concentración, es un proceso exergónico. Esta energía que el mismo sistema libera, es utilizada por el acarreador para hacer un trabajo mecánico del cual resulta el transporte.
La unión del acarreador con el soluto A es reversible y puede ocurrir en cualquier lado de la membrana, esto significa que se puede transportar material a través de la membrana en cualquier dirección; pero, del lado en que hay más moléculas de A, existe una mayor posibilidad de que la reacción ocurra, produciéndose un transporte neto en las regiones de mayor a menor concentración. Cuando las concentraciones de soluto transportado, A, son iguales en ambos lados de la membrana, el número de moléculas que se unen de un lado, es igual al de las que se unen del otro y en estas condiciones, no hay transporte neto de material, ya que el número de partículas que transitan, es igual en ambos sentidos.