Gli aminoacidi, il glucosio e altri grandi composti insolubili a membrana si muovono attraverso la membrana cellulare attraverso un processo noto come diffusione facilitata. Questo processo coinvolge proteine transmembrana, che aprono un piccolo canale pieno d'acqua attraverso il quale le molecole possono passare dentro o fuori dalla cellula.
Il glucosio subisce una diffusione facilitata legandosi a una proteina trasportatrice, che quindi modifica la sua configurazione per rilasciare glucosio nella cellula. Questo processo è controllato dall'insulina, che stimola la membrana per aumentare il numero di proteine trasportatrici di glucosio in superficie. Quando la cellula ha bisogno di più glucosio, l'aumento del numero di proteine trasportatrici porta ad un aumento della diffusione del glucosio nella cellula.
Ciascuno dei vari amminoacidi e altre molecole liposolubili ha una sua specifica proteina trasportatrice a cui si lega per diffondersi nella cellula. Queste proteine trasportatrici sono anche responsabili della rimozione delle molecole in eccesso dalle cellule quando necessario, poiché il processo di diffusione è sempre completamente reversibile e controllato dalla stessa proteina trasportatrice. La diffusione è considerata trasporto passivo, in quanto non richiede energia, mentre altre molecole devono entrare nelle cellule attraverso un trasporto attivo che richiede energia. L'acqua è l'unico composto che può passare attraverso la membrana cellulare senza richiedere diffusione o trasporto attivo.
