Por que as membranas celulares são seletivamente permeáveis?

O centro hidrofóbico para um membrana celular (também conhecida como bicamada fosfolipídica) fornece permeabilidade seletiva à membrana.

As membranas celulares são compostas principalmente por moléculas lipídicas chamadas fosfolipídios. (As membranas também têm muitos proteínas.) Cada fosfolipídeo possui uma cabeça hidrofílica que é atraída pela água; estes são os círculos brancos na imagem abaixo. Cada fosfolipídeo também possui duas caudas de ácidos graxos hidrofóbicos que são repelidas pela água; estes são amarelos na imagem abaixo. Quando muitos fosfolipídios são colocados em uma solução aquosa, eles formam espontaneamente esferas chamadas lipossomas que apontam todas as cabeças que amam a água em direção à água e protegem todas as caudas que temem a água.

O resultado do centro hidrofóbico da membrana é que as moléculas que se dissolvem na água não são capazes de passar através da membrana. Átomos carregados (íons) e moléculas polares, como glicose, são repelidos pelo centro hidrofóbico da membrana (essas moléculas podem, no entanto, passar com a ajuda dos canais de proteínas da membrana). Por outro lado, moléculas hidrofóbicas como lipídios pode passar através da membrana, assim como pequenas moléculas não polares (como gás oxigênio ou dióxido de carbono).