Проницаемость биомембран для различных веществ связана со следующими структурными компонентами мембраны и их свойствами:

1. Липидный бислой. 69 Основной компонент, формирующий структуру мембраны. 6 Гидрофобные (неполярные) группы молекул липидов (остатки жирных кислот) погружены в толщу мембраны, а гидрофильные (полярные) головки ориентированы наружу, в окружающую водную среду. 9 Благодаря своей гидрофобности двойной липидный слой создаёт относительно непроницаемый барьер для большинства водорастворимых молекул (полярных молекул), что предотвращает утечку содержимого клеток. 6
2. Белковые компоненты. 67 Канальные белки образуют в биомембранах заполненные водой поры, проницаемые для определённых ионов. 4 Например, имеются специфические ионные каналы для ионов Na+, К+, Са2+ и Cl-. 4 Транспортные белки избирательно связывают молекулы субстрата и за счёт конформационных изменений переносят их через мембрану. 4
3. Временные структурные дефекты (кинки). 8 Формируются при тепловых колебаниях хвостиков из жирных кислот. 8 Эти дефекты позволяют перемещаться через мембрану не только молекулам воды, но также другим небольшим гидрофильным молекулам (кислород, углекислый газ). 8