A causa de sus numeroso grupos sulfato y carboxilo de carga negativa, el glucocáliz se tiñe intensamente con lectinas y colorantes como rojo de rutenio y azul alcián, lo que permite su visualización con el microscopio de luz. La función más importante del glucocáliz es proteger a la célula contra la interacción con proteínas inapropiadas, las lesiones químicas y las lesiones físicas. Otras funciones de la cubierta celular son reconocimiento y adhesión entre una célula y otra, como sucede entre las células endoteliales y los neutrófilos, y participación en la coagulación de la sangre y las reacciones inflamatorias.

Proteínas membranales de transporte

Aunque los compuestos hidrófobos de la membrana plasmática limitan el paso de moléculas polares a través de ella, la presencia y las actividades de las proteínas membranales especializadas facilitan la transferencia de estas moléculas hidrófilas a través de esta barrera. Estas proteínas transmembranales y estos complejos proteínicos forman proteínas canales y proteínas transportadoras, que se dedican de manera específica a la transferencia de iones y de pequeñas moléculas a través de la membrana plasmática. Los iones y las moléculas que atraviesan la membrana no forman un enlace con las proteínas de los canales, en tanto que sí se fijan a las proteínas transportadoras.

Unas cuantas moléculas no polares (p. ej., benceno, O₂, N₂) y polares no cargadas (p. ej., H₂O, glicerol) pueden pasar a través de la membrana celular por difusión simple a favor de su gradiente de concentración. Incluso cuando se mueven por un gradiente de concentración, el movimiento de la mayor parte de los iones y de las moléculas pequeñas a través de la membrana requiere la ayuda de proteínas de transporte transmembranal, ya sean proteínas de canales o proteínas transportadoras. Este proceso se conoce como difusión facilitada. Como ambos tipos de difusión ocurren sin aporte de energía distinto a la inherente en el gradiente de concentración, reciben el nombre genérico de transporte pasivo (fig. 2-11e). Al consumir energía, las células transportan iones y moléculas pequeñas contra sus gradientes de concentración. Sólo las proteínas transportadoras pueden mediar este trasporte activo que requiere energía. Se hablará primero de las diversas proteínas canales que participan en la difusión facilitada, y a continuación se considerarán las proteínas transportadoras, que tienen un número mayor de actividades.

Proteínas canales

Las proteínas canales participan en la formación de poros hidrófilos, a través del plasmalema, llamados canales iónicos. Con objeto de formar canales hidrófilos, las proteínas están replegadas de modo que los aminoácidos hidrófobos se encuentran orientados hacia la periferia y entran en interacción con las colas acílicas grasas de las moléculas de fosfolípidos de la bicapa lípida, y los aminoácidos hidrófobos lo están hacia el interior, con lo que forman la túnica polar interna del canal.

De los más de 100 tipos diferentes de canales iónicos, algunos son específicos para un ion en particular, en tanto que otros permiten el paso de iones y moléculas hidrosolubles pequeñas diferentes. Aunque estos iones y estas moléculas pequeñas siguen gradientes de concentración químicos o electroquímicos para la dirección de su paso, la célula posee métodos para prevenir que estas sustancias entren por estos túneles hidrófilos por medio de compuertas controlables que bloquean su abertura.