Partículas carregadas, como íons de sódio e potássio, não podem atravessar as membranas celulares, portanto, precisam passar pelas proteínas do canal iônico em difusão facilitada ou ser empurradas usando energia por meio de transporte ativo. Em ambos Nestes casos, uma estrutura de proteína que abrange toda a espessura da membrana permite a passagem de partículas carregadas que normalmente seriam repelidas pela membrana.
Se a passagem de íons através da membrana celular requer qualquer entrada de energia, depende das concentrações relativas desses íons dentro e fora da célula. Em alguns casos, como ocorre com o sódio e o potássio, as células precisam manter as concentrações de cada tipo de íon desequilibradas entre o interior e o exterior da célula. Como isso não pode ser alcançado com difusão passiva, a célula deve usar transporte ativo.
As proteínas de transporte, no caso do transporte ativo, são capazes de usar energia para forçar partículas carregadas de uma região de menor concentração para uma área de maior concentração. Essa energia é geralmente a energia química do ATP, embora outros tipos de energia, incluindo gradientes de elétrons e energia de luz, também sejam usados. O transporte ativo às vezes usa a energia de partículas que se movem de alta para baixa concentração para alimentar outras partículas que se movem de baixa para alta concentração.
