Permeabilitas membrane sel bersifat sangat selektif. Arus pergerakan molekul dan ion antara sel dan lingkungan sekitarnya diatur dengan tepat oleh berbagai system transport yang spesifik. System transport ini berperan dalam :
1. Mengatur volume dan komposisi cairan tubuh
2. Mengatur masuknya bahan yang dibutuhkan seperti glukosa, asam amino dan pengeluaran bahan yang tidak dibutuhkan oleh sel misalnya bahan-bahan toksik
3. Menimbulkan gradient konsentrasi untuk ion-ion tertentu yang berperan dalam eksitabilitas sel saraf dan otot.
Proses transport melalui membrane terjadi melalui 2 mekanisme, yaitu transport aktif dan transport pasif. Transport pasif terjadi tanpa memerlukan energy sedangkan transport aktif memerlukan energy. Yang termasuk transport pasif adalah :
a. Difusi sederhana
b. Transport dengan fasilitas
c. Transport lewat ion channel
Pada difusi sederhana molekul bergerak dari daerah yang konsentrasinya tinggi ke daerah yang konsentrasinya rendah. Misalnya oksigen yang banyak diluar sel akan berdifusi masuk ke dalam sel. Difusi sederhana sangat ditentukan oleh kelarutan suatu bahan dalam lemak. Apabila suatu bahan larut dalam lemak, maka bahan tersebut akan lebih mudah berdifusi disbanding bahan yang larut dalam air. Kecepatan difusi suatu zat dipengaruhi oleh beberapa factor:
1. Permeablitas membrane sel (ditentukan oleh ketebalan membrane, kelarutan suatu bahan dalam lemak, jumlah channel, temperature, dan diameter molekul).
2. Perbedaan konsentrasi molekul/ion
3. Perbedaan tekanan pada kedua sisi membrane
4. Perbedaan potensial listrik pada kedua sisi membrane
5. Luas permukaan membrane
Transport dengan cara difusi fasilitas mempunyai perbedaan dengan difusi sederhana yaitu difusi fasilitas terjadi melalui carrier spesifik dan difusi ini mempunyai kecepatan transport maksimum (Vmax). Suatu bahan yang ditransport lewat cara ini akan terikat terlebih dahulu dengan carrier protein yang spesifik, dan ikatan ini akan membuka channel tertentu untuk membawa ikatan ini ke dalam sel. Jika konsentrasi bahan ini terus ditingkatkan, maka jumlah carrier akan habis berikatan dengan bahan tersebut sehingga pada saat itu kecepatan difusi menjadi maksimal (Vmax). Pada difusi sederhana hal ini tidak terjadi, makin banyak bahan kecepatan transport bahan makin meningkat tanpa batas.
Transport lewat ion channel khusus bagi ion-ion yang sulit ditransport secara difusi akibat muatan listriknya. Ion channel ini mempunyai sifat yang sangat selektif dan terbukanya channel tersebut akibat potensial listrik sepanjang membrane sel dan melalui ikatan channel dengan hormone neurotransmitter.
Beberapa ion harus dipertahankan jumlahnya lebih besar diluar sel (misalnya Natrium) atau kalium harus dipertahankan lebih banyak dalam sel. Hal ini tentunya tidak tercapai dengan transport pasif, sebab transport pasif hanya akan menyeimbangkan konsentrasi ion-ion di dalam dan diluar sel. Untuk perlu transport aktif yang memakai energy untuk melawan perbedaan konsentrasi, misalnya transport Na dari dalam sel keluar sel lewat Na pump. Transport aktif terbagi atas transport aktif primer dan sekunder. Transport aktif sekunder juga terdiri atas co-transport dan counter transport (exchange).
Transport aktif primer memakai energi langsung dari ATP, misalnya pada Na-K pump dan Ca pump. Pada Na-K pump, 3 Na akan dipompa keluar sel sedang 2 Na akan dipompa kedalam sel. Pada Ca pump, Ca akan dipompa keluar sel agar konsentrasi Ca dalam sel rendah.
Pada transpor sekunder co-transport, glukosa atau asam amino akan ditransport masuk dalam sel mengikuti masuknya Natrium. Natrium yang masuk akibat perbedaan konsentrasi mengikutkan glukosa atau asam amino ke dalam sel, meskipun asam amino atau glukosa di dalam sel konsentrasinnya lebih tinggi dari luar sel, tetapi asam amino atau glukosa ini memakai energi dari Na (akibat perbedaan konsentrasi Na). Sehingga glukosa atau asam amino ditransport secara transport aktif sekunder co-transport.