Липидный бислой непроницаем для ионов и гидрофильных молекул из-за особенностей структуры фосфолипидов, из которых он состоит. 15

Молекула фосфолипида включает гидрофильную головку и два гидрофобных хвоста. 2 Головки полярны (заряжены) и гидрофильны (растворимы в воде), а хвосты неполярны (незаряжены) и гидрофобны (нерастворимы в воде). 2

При образовании мембран гидрофобные участки молекул оказываются обращены внутрь, а гидрофильные — наружу. 24

Для ионов это означает, что они не могут проникнуть через гидрофобную центральную зону бислоя. 5 Чтобы транспортировать ионы через мембрану, в клетке имеются специальные белки-переносчики. 5

Для гидрофильных молекул, таких как сахара и аминокислоты, это свойство связано с тем, что они не способны проникать через биологическую мембрану посредством свободной диффузии. 1 Для перемещения крупных гидрофильных молекул (например, сахаров и аминокислот) через мембрану требуются специальные системы транспорта — мембранные переносчики. 1