Le proprietà chimiche e fisiche delle membrane plasmatiche le rendono selettivamente permeabili. Poiché le membrane plasmatiche hanno sia regioni idrofobiche che idrofile, le sostanze devono essere in grado di attraversare entrambe le regioni. L'area idrofobica delle membrane respinge sostanze come gli ioni carichi. Pertanto, tali sostanze necessitano di speciali proteine di membrana per attraversare con successo una membrana. Nel trasporto facilitato, noto anche come diffusione facilitata, le molecole e gli ioni viaggiano attraverso una membrana attraverso due tipi di proteine di trasporto di membrana: proteine canale e proteine trasportatrici. Queste proteine di trasporto di membrana consentono la diffusione senza richiedere energia aggiuntiva.

Proteine canale

Le proteine canale formano un poro idrofilo attraverso il quale possono passare le molecole cariche, evitando così lo strato idrofobico della membrana. Le proteine canale sono specifiche per una determinata sostanza. Ad esempio, le acquaporine sono proteine canale che facilitano specificamente il trasporto dell'acqua attraverso la membrana plasmatica.

Le proteine canale sono sempre aperte o controllate da un meccanismo per controllare il flusso. I canali con gate rimangono chiusi fino a quando un particolare ione o sostanza non si lega al canale o si verifica qualche altro meccanismo. I canali gated si trovano nelle membrane delle cellule come le cellule muscolari e le cellule nervose. Le contrazioni muscolari si verificano quando le concentrazioni relative di ioni sui lati interno ed esterno di una membrana cambiano a causa della chiusura o dell'apertura controllata delle porte del canale. Senza una barriera regolata, la contrazione muscolare non avverrebbe in modo efficiente.

Proteine trasportatrici

Le proteine trasportatrici si legano a una sostanza specifica causando un cambiamento conformazionale nella proteina. Il cambiamento conformazionale consente il movimento lungo il gradiente di concentrazione della sostanza. Per questo motivo, la velocità di trasporto non dipende dal gradiente di concentrazione, ma piuttosto dal numero di proteine trasportatrici disponibili. Sebbene sia noto che le proteine cambiano forma quando i loro legami idrogeno sono destabilizzati, il meccanismo completo con cui le proteine trasportatrici cambiano la loro conformazione non è ben compreso.

Tassi di diffusione

Anche se più complesso della semplice diffusione, il trasporto facilitato consente la diffusione a velocità incredibili. Le proteine canale spostano decine di milioni di molecole al secondo e le proteine trasportatrici spostano da mille a un milione di molecole al secondo.