膜は障壁としてだけでなく、門番としても機能する。 必要な物質が入り、細胞の生成物が出るのを許し、一方で有害な物質の入り込みや必要な物質の出入りを防がなければならない。 つまり、細胞膜はある物質は通すが、ある物質は通さないという選択的透過性を持っている。 もし膜の選択性が失われると、細胞は恒常性を維持することができなくなり、破壊されてしまう。 ある種の細胞は他の細胞よりも大量の特定の物質を必要とするため、細胞外液からこれらの物質を得る方法を持たなければならない。

これは特定の物質が行き来することで受動的に起こるかもしれないし、細胞が確実に輸送する特別な機構を持っている場合もある。 ほとんどの細胞は、そのエネルギーのほとんどをアデノシン三リン酸（ATP）の形で消費し、膜の反対側にイオンの不均等な分布を作り出し維持する。

細胞膜は非対称であり、リン脂質によって形成される鏡像にもかかわらず、膜の内部と外部は同一ではないことを意味する。 チャネルやポンプとして働くインテグラル・タンパク質は一方向に働く。 脂質やタンパク質に結合した糖質も、細胞膜の外面に存在する。

これらの糖質複合体は、細胞が細胞外液中の必要な物質を結合するのに役立つ。

細胞膜には親水性領域と疎水性領域があることを思い出してください。 この特性は、膜を通してある種の物質の移動を助け、他の物質の移動を妨げる。 脂溶性の物質は、膜の疎水性脂質の芯を容易にすり抜けることができる。 脂溶性のビタミンA、D、E、Kなどの物質は、消化管やその他の組織の細胞膜を容易に通り抜けることができる。 脂溶性の薬物も細胞内に入りやすく、体内の組織や臓器に容易に運ばれる。 酸素や二酸化炭素は電荷を持たず、単純な拡散によって通過する。

水を除く極性物質は、膜にとって問題である。 極性分子の中には細胞の外側と簡単につながるものもあるが、細胞膜の脂質の核を容易に通過することはできない。 また、小さなイオンは膜のモザイクの隙間を簡単に通り抜けられるが、電荷のためにそれができない。 ナトリウム、カリウム、カルシウム、塩化物などのイオンは、細胞膜を通過するための特別な手段が必要である。 単純な糖やアミノ酸もまた、細胞膜を通過する輸送に助けを必要とする

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