A membrántranszport típusai

A transzportfolyamatokat energiaigényük és a közvetítő molekulák típusa alapján csoportosíthatjuk. Abban az esetben, ha a membránon át zajló anyagvándorlás nem igényel energiát (azaz ATP-t) a sejt részéről, passzív transzportról, amennyiben a folyamat ATP-bomlással jár, aktív transzportról beszélünk. Passzív transzport esetén a szállított molekulák a koncentráció- illetve töltéskülönbségnek megfelelően mozognak a membránon keresztül (azaz a nagyobb koncentrációjú hely felől a kisebb koncentrációjú felé, vagy a töltéskiegyenlítődés irányának megfelelően), aktív transzport esetében az anyagáramlás ezzel ellentétes.

A passzív transzporttal mozgó vegyületek egy részének szállítása nem igényel semmilyen közvetítő molekulát a vándorláshoz: a molekulák egyszerűen diffúzióval haladnak keresztül a membránon (mintegy „átoldódnak” a lipid kettősrétegen). Ezt hívjuk szabad transzportnak. Ezen a módon jutnak át a membránokon az apoláris természetű kismolekulák, lipidek illetve a légzési gázok (O₂, CO₂).

Amennyiben a transzportfolyamat membránfehérjék segítségével zajlik, közvetített transzportról beszélünk. A poláris molekulák számára a lipidréteg apoláris részét átjárhatóvá tehetik olyan, a membránon átérő csatornafehérjék, amelyeknek belsejében egy poláris pórus húzódik végig. A csatornafehérjék ily módon lényegében a poláris anyagok diffúzióját teszik lehetővé (+info). Ezeket a fehérjéket használják a nagy hidrátburokkal rendelkező ionok, de léteznek vizet áteresztő csatornák (ún. akvaporinok) is. A hordozófehérjék (karrier) működésük során a membrán egyik oldalán megkötik a szállítandó molekulát, majd a kötés hatására olyan térszerkezeti (konformáció-)változáson mennek keresztül, amelynek eredményeként a szállított anyag a membrán másik oldalára kerül, ahol leválik (+info). A csatornák és a hordozók egyaránt passzív transzportot végeznek: lényegében a membránon keresztül zajló diffúziót könnyítik meg. (Emiatt ezt a folyamatot szokás facilitált diffúzió néven is említeni.) A hordozókhoz hasonló mechanizmussal működnek a pumpafehérjék is. Ezek a molekulák azonban a szállító funkciójukat csak úgy tudják ellátni, ha közben ATP-t bontanak (hidrolizálnak) el – a pumpafehérjék tehát az aktív transzport közvetítői.

A kisméretű szerves molekulák mellett a sejtnek szüksége lehet összetettebb részecskék illetve makromolekulák leadására vagy felvételére. Ebben az esetben már a sejthártya is részt vesz a transzportfolyamatban (ez a citózis jelensége). Az endocitózis során a külvilágból felveendő anyagok betűrik a sejthártyát, majd a sejthártyából leszakadó membránhólyagba (membránvezikulumba) csomagolva kerülnek a sejt belsejébe (+info). Ezzel fordított irányú folyamat az exocitózis, amikor a sejtplazma irányából membránvezikulumba csomagolva érkeznek leadásra szánt anyagok (poliszacharidok, fehérjék) a sejtmembránhoz. Ekkor a vezikulum-membrán összeolvad a sejthártyával, és így a leadandó anyag a külvilágba kerül. A citotikus folyamatok során – a leírtaknak megfelelően – megváltozik a sejthártya össz-felülete: az endocitózis csökkenti, az exocitózis növeli a membránfelületet.

A membránokon keresztül folyó transzportok. 
a) szabad transzport (diffúzió), b-d) közvetített transzport (b: csatornafehérje, c: hordozófehérje, d: pumpafehérje), e)-f) citózis (e: endocitózis, f: exocitózis).