Transportvorgänge bei denen die Zelle keine Energie aufbringen muss, werden als passive Transporte bezeichnet. Diffusion und erleichterte Diffusion sind einige Beispiele hierfür.
Hierbei bewegen sich die Teilchen das Konzentrationsgefälle herunter, ohne, dass die Zelle extra Arbeit verrichten muss.
Die Beschleunigung der Diffusion von Teilchen (entlang ihres Konzentrationsgefälles und durch die Membran) mit Hilfe von Membranproteinen wird als erleichterte Diffusion bezeichnet.
Erleichterte Diffusion
Zwei Klassen von Membranproteinen, nämlich die Kanal- und die Carrier-Proteinen sind für die erleichterte Diffusion verantwortlich.
Kanalproteine auch Porine genannt, sind Transmembranproteine, die in ihrem Innern das Passieren von i. d. R. polaren bzw. hydrophilen Teilchen zulassen (oben in der Abbildung).
Carrier-Proteine (Trägerproteine) sind Transmembranproteine, die das Andocken von bestimmten (spezifischen) Teilchen zulassen (unten in der Abbildung). Nach einer Konformationsänderung (Formänderung) des Proteins werden die Teilchen von einer Seite in die andere Seite der Membran transportiert.
Die Transportrichtung ist durch das Konzentrationsgefälle bestimmt und kann durch passive Transportvorgänge nicht beeinflusst werden. Das Schließen bzw. Blockieren von Kanal- und Carrier-Proteinen kann aber zu einer Reduzierung bzw. Drosselung des Transports führen. Zum Beispiel ist das Öffnen und Schließen von spannungsgesteuerten Natrium- und Kaliumkanälen wichtig für die Entstehung und Weiterleitung eines Nervenreizes. Dabei kann das Öffnen und Schließen von Kanälen durch Chemikalien oder physisch (z. B. durch Druck, Wärme und etc.) gesteuert werden.
Diffusion von geladenen Teilchen
Ionen sind geladene Teilchen. Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab und ungleichnamige Ladungen ziehen sich an. Diese elektrische Anziehung oder Abstoßung beeinflusst – zusätzlich zum herrschenden Konzentrationsgefälle – die Bewegungsrichtung von geladenen Teilchen und Ionen. Positive Ionen tendieren dazu in negativ geladene Bereiche zu diffundieren und umgekehrt.
Bei der Betrachtung der Diffusion von Ionen muss also, sowohl das chemische Konzentrationsgefälle als auch das elektrische Potenzial berücksichtigt werden. In diesem Fall spricht man von dem elektrochemischen Potenzial.