Las propiedades químicas y físicas de las membranas plasmáticas hacen que sean selectivamente permeables. Dado que las membranas plasmáticas tienen regiones hidrofóbicas e hidrofílicas, las sustancias deben ser capaces de atravesar ambas regiones. El área hidrofóbica de las membranas repele sustancias como los iones cargados. Por lo tanto, tales sustancias necesitan proteínas de membrana especiales para cruzar una membrana con éxito. En el transporte facilitado, también conocido como difusión facilitada, las moléculas y los iones viajan a través de una membrana a través de dos tipos de proteínas transportadoras de membrana: proteínas de canal y proteínas transportadoras. Estas proteínas transportadoras de membrana permiten la difusión sin requerir energía adicional.

Proteínas de canal

Las proteínas del canal forman un poro hidrofílico a través del cual pueden pasar las moléculas cargadas, evitando así la capa hidrofóbica de la membrana. Las proteínas de canal son específicas para una sustancia determinada. Por ejemplo, las acuaporinas son proteínas de canal que facilitan específicamente el transporte de agua a través de la membrana plasmática.

Las proteínas del canal están siempre abiertas o bloqueadas por algún mecanismo para controlar el flujo. Los canales cerrados permanecen cerrados hasta que un ion o sustancia en particular se une al canal, o se produce algún otro mecanismo. Los canales cerrados se encuentran en las membranas de las células, como las células musculares y las células nerviosas. Las contracciones musculares ocurren cuando las concentraciones relativas de iones en los lados interior y exterior de una membrana cambian debido al cierre o apertura controlada de las puertas del canal. Sin una barrera regulada, la contracción muscular no se produciría de manera eficiente.

Proteínas transportadoras

Las proteínas transportadoras se unen a una sustancia específica causando un cambio conformacional en la proteína. El cambio conformacional permite el movimiento hacia abajo en el gradiente de concentración de la sustancia. Por esta razón, la velocidad de transporte no depende del gradiente de concentración, sino del número de proteínas transportadoras disponibles. Aunque se sabe que las proteínas cambian de forma cuando sus enlaces de hidrógeno se desestabilizan, no se conoce bien el mecanismo completo por el cual las proteínas portadoras cambian su conformación.

Tasas de difusión

A pesar de que es más complicado que la simple difusión, el transporte facilitado permite que la difusión ocurra a velocidades increíbles. Las proteínas de canal mueven decenas de millones de moléculas por segundo, y las proteínas transportadoras mueven de mil a un millón de moléculas por segundo.