Chemische signalen kunnen via verschillende mechanismen het celmembraan passeren, waardoor communicatie tussen cellen en hun omgeving mogelijk wordt. Hier zijn enkele belangrijke manieren waarop chemische signalen door het celmembraan worden overgedragen:

1. Passieve verspreiding :Kleine, niet-polaire moleculen zoals zuurstof (O2) en koolstofdioxide (CO2) kunnen door passieve diffusie rechtstreeks door de lipidedubbellaag van het celmembraan gaan. Deze moleculen bewegen hun concentratiegradiënt naar beneden zonder dat er energie-input voor nodig is.

2. Gefaciliteerde verspreiding :Bepaalde polaire moleculen, zoals glucose of aminozuren, hebben hulp nodig om het membraan te passeren. Integrale membraaneiwitten, kanaaleiwitten of dragereiwitten genoemd, vergemakkelijken hun beweging langs hun concentratiegradiënt. Kanaaleiwitten vormen hydrofiele poriën, waardoor specifieke moleculen kunnen passeren, terwijl dragereiwitten zich aan de moleculen binden en deze door het membraan transporteren.

3. Actief transport :Actieve transportmechanismen gebruiken energie (meestal ATP) om moleculen tegen hun concentratiegradiënt in te verplaatsen, van een gebied met een lagere concentratie naar een gebied met een hogere concentratie. Verschillende membraantransporters, zoals ionenpompen en ATP-bindende cassette (ABC) transporters, transporteren actief ionen, voedingsstoffen en andere stoffen door het celmembraan.

4. Endocytose :Endocytose is een proces waarbij het celmembraan extracellulair materiaal opslokt en blaasjes vormt die het materiaal de cel in transporteren. Er zijn drie hoofdtypen endocytose:

- Fagocytose :Cellen verzwelgen vaste deeltjes, micro-organismen of celresten door pseudopodia uit te breiden en een fagocytische beker te vormen. Het verzwolgen materiaal is ingesloten in een fagosoom, dat uiteindelijk samensmelt met lysosomen voor afbraak.

- Pinocytose :Pinocytose, ook bekend als 'celdrinken', omvat de niet-specifieke opname van extracellulaire vloeistof en opgeloste stoffen. Kleine membraaninvaginaties, pinosomen genaamd, knijpen af ​​en vormen blaasjes in de cel.

- Receptorgemedieerde endocytose :Dit proces is afhankelijk van specifieke receptoren op het celmembraan die zich binden aan bepaalde liganden of moleculen. Het ligand-receptorcomplex dringt het membraan binnen en vormt een met clathrine gecoate put die uiteindelijk loslaat en een met clathrine gecoat blaasje vormt. Het blaasje versmelt vervolgens met lysosomen voor afbraak van de lading.

5. Exocytose :Exocytose is het tegenovergestelde van endocytose, waarbij materialen van de binnenkant van de cel naar de extracellulaire omgeving worden getransporteerd. Blaasjes die hormonen, neurotransmitters, afvalproducten of andere stoffen bevatten, versmelten met het celmembraan en geven hun inhoud buiten de cel vrij.

Deze mechanismen zorgen voor een efficiënt en selectief transport van chemische signalen door het celmembraan, waardoor cellen kunnen reageren op hun omgeving, voedingsstoffen kunnen uitwisselen, met andere cellen kunnen communiceren en de homeostase kunnen handhaven.