Клеточные мембраны способны пропускать воду, но задерживать многие ионы благодаря структуре и свойствам своих компонентов. 12

Для воды в мембране есть специальные каналы, образованные белком-аквапорином. 1 Его пространственная структура напоминает цилиндрический канал, по которому движутся молекулы воды. 1 Аминокислоты в белке расположены таким образом, что полярность создаваемого ими электростатического поля «переключается» в центре молекулы на обратную. 1 Это позволяет молекулам воды, дойдя до середины канала, переворачиваться так, что их дипольные моменты в верхней и нижней части канала направлены в противоположные стороны. 1 Такое переориентирование предотвращает просачивание через канал ионов. 1

Для ионов, даже при условии небольшого размера, липидный бислой мембраны практически не проницаем без специальных транспортных механизмов. 3 Это связано с тем, что заряженные молекулы (ионы), в частности, плохо растворимы в гидрофобной прослойке мембраны, образованной остатками жирных кислот. 2

Таким образом, мембрана обладает свойством избирательной проницаемости: она пропускает внутрь всё, что необходимо для жизнедеятельности, в том числе и воду, но ограничивает доступ многих ионов. 1