Les propriétés chimiques et physiques des membranes plasmiques les rendent perméables de façon sélective. Puisque les membranes plasmiques ont des régions hydrophobes et hydrophiles, les substances doivent être capables de traverser les deux régions. La région hydrophobe des membranes repousse des substances telles que les ions chargés. Par conséquent, ces substances ont besoin de protéines membranaires à part pour réussir à traverser une membrane. Dans le processus de transport facilité, également connu sous le nom de diffusion facilitée, les molécules et les ions se déplacent à travers une membrane grâce à deux types de protéines de transport membranaire : les protéines canaux et les protéines porteuses. Ces protéines de transport membranaire permettent la diffusion sans avoir besoin d’énergie supplémentaire.

Protéines canaux

Les protéines canaux forment un pore hydrophile à travers lequel les molécules chargées peuvent passer, évitant ainsi la couche hydrophobe de la membrane. Les protéines canaux sont spécifiques à une substance donnée. Par exemple, les aquaporines sont des protéines canaux qui facilitent spécifiquement le transport de l’eau à travers la membrane plasmique.

Les protéines canaux sont toujours ouvertes ou fermées par un mécanisme de contrôle du flux. Les canaux dépendants restent fermés jusqu’à ce qu’un ion ou une substance particulière se lie au canal, ou qu’un autre mécanisme se produise. Les canaux dépendants se trouvent dans les membranes de cellules telles que les cellules musculaires et les cellules nerveuses. Les contractions musculaires se produisent lorsque les concentrations en ions relatives sur les côtés intérieur et extérieur d’une membrane changent en raison de la fermeture ou de l’ouverture contrôlée des portes du canal. Sans une barrière régulée, la contraction musculaire ne se produirait pas efficacement.

Les protéines porteuses

Les protéines porteuses se lient à une substance spécifique provoquant un changement conformationnel dans la protéine. Le changement conformationnel permet le déplacement le long du gradient de concentration de la substance. Pour cette raison, le taux de transport ne dépend pas du gradient de concentration, mais plutôt du nombre de protéines porteuses disponibles. Même si on sait que les protéines changent de forme lorsque leurs liaisons hydrogène sont déstabilisées, le mécanisme complet par le biais duquel les protéines porteuses modifient leur conformation n’est pas bien compris.

Les vitesses de diffusion

Bien que plus compliqué que la simple diffusion, le transport facilité permet la diffusion à des taux incroyables. Les protéines canaux déplacent des dizaines de millions de molécules par seconde, et les protéines porteuses déplacent de mille à un million de molécules par seconde.