Aminoácidos, glicose e outros grandes compostos insolúveis na membrana movem-se através da membrana celular através de um processo conhecido como difusão facilitada. Este processo envolve proteínas transmembrana, que abrem um pequeno canal cheio de água através do qual as moléculas podem entrar ou sair da célula.
A glicose sofre difusão facilitada pela ligação a uma proteína transportadora, que então muda sua configuração para liberar glicose na célula. Esse processo é controlado pela insulina, que estimula a membrana a aumentar o número de proteínas transportadoras de glicose na superfície. Quando a célula precisa de mais glicose, o aumento do número de proteínas transportadoras leva ao aumento da difusão da glicose na célula.
Cada um dos vários aminoácidos e outras moléculas insolúveis em lipídios tem sua própria proteína transportadora específica, à qual se liga para se difundir na célula. Essas proteínas transportadoras também são responsáveis por remover o excesso de moléculas das células quando necessário, pois o processo de difusão é sempre totalmente reversível e controlado pela mesma proteína transportadora. A difusão é considerada transporte passivo, pois não requer energia, enquanto outras moléculas devem entrar nas células por meio de transporte ativo que requer energia. A água é o único composto que pode atravessar a membrana celular sem a necessidade de difusão ou transporte ativo.
