As propriedades químicas e físicas das membranas plasmáticas fazem com que elas sejam seletivamente permeáveis. Como as membranas plasmáticas têm regiões hidrofóbicas e hidrofílicas, as substâncias precisam ser capazes de atravessar ambas as regiões. A área hidrofóbica das membranas repele substâncias como íons carregados. Portanto, essas substâncias precisam de proteínas especiais de membrana para atravessar uma membrana com sucesso. No transporte facilitado, também conhecido como difusão facilitada, moléculas e íons viajam através de uma membrana por meio de dois tipos de proteínas de transporte de membrana: proteínas de canal e proteínas transportadoras. Essas proteínas de transporte de membrana permitem a difusão sem a necessidade de energia adicional.

Proteínas do canal

As proteínas do canal formam um poro hidrofílico através do qual as moléculas carregadas podem passar, evitando assim a camada hidrofóbica da membrana. As proteínas do canal são específicas para uma determinada substância. Por exemplo, as aquaporinas são proteínas de canal que facilitam especificamente o transporte de água através da membrana plasmática.

As proteínas do canal estão sempre abertas ou bloqueadas por algum mecanismo para controlar o fluxo. Os canais fechados permanecem fechados até que um determinado íon ou substância se ligue ao canal, ou algum outro mecanismo ocorra. Os canais fechados são encontrados nas membranas das células, como células musculares e células nervosas. As contrações musculares ocorrem quando as concentrações relativas de íons nos lados interno e externo de uma membrana mudam devido ao fechamento ou abertura controlada das portas do canal. Sem uma barreira regulada, a contração muscular não ocorreria de forma eficiente.

Proteínas transportadoras

As proteínas transportadoras se ligam a uma substância específica, causando uma mudança conformacional na proteína. A mudança conformacional permite o movimento para baixo no gradiente de concentração da substância. Por esse motivo, a taxa de transporte não depende do gradiente de concentração, mas sim do número de proteínas transportadoras disponíveis. Embora se saiba que as proteínas mudam de forma quando suas ligações de hidrogênio são desestabilizadas, o mecanismo completo pelo qual as proteínas transportadoras mudam sua conformação não é bem compreendido.

Taxas de difusão

Embora mais envolvido do que a simples difusão, o transporte facilitado permite que a difusão ocorra a taxas incríveis. As proteínas do canal movem dezenas de milhões de moléculas por segundo, e as proteínas transportadoras movem de mil a um milhão de moléculas por segundo.