Живі системи на всіх рівнях організації - відкриті системи. Тому транспорт речовин через біологічні мембрани - необхідна умова життя. З переносом речовин через мембрани зв'язані процеси метаболізму клітки, біоенергетичні процеси, утворення біопотенціалів, генерація нервового імпульсу й ін. Порушення транспорту речовин через біомембрани приводить до різних патологиій. Лікування часто пов'язане з проникненням ліків через клітинні мембрани. Ефективність лікарського препарату в значній мірі залежить від проникності для нього мембрани.
Велике значення для опису транспорту речовин має поняття електрохімічного потенціалу.
Хімічним потенціалом даної речовини μДо називається величина, чисельно рівна енергії Гіббса, що приходиться на один моль цієї речовини. Математично хімічний потенціал визначається як частинна похідна від енергії Гіббса G по кількості k-гo речовини, при сталості температури Т, тиску Ρ і кількостей всіх інших речовин m1 (l ≠ k):
Для розведеного розчину концентрації речовини З:
μ = μ0 + RTln,
де μ0 – стандартний хімічний потенціал, чисельно дорівнює хімічному потенціалові даної речовини при його концентрації 1 моль/л у розчині.
Електрохімічний потенціал - величина, чисельно рівна енергії Гіббса G на один моль даної речовини, поміщеного в електричному полі.
Для розведених розчинів
= μ0 + RTln + ZFj, (2.1)
де F = 96500 Кл/моль - число Фарадея, Ζ - заряд іона електроліту (в елементарних одиницях заряду), φ - потенціал електричного поля, Т [ДО] - температура.
Транспорт речовин через біологічні мембрани можна розділити на два основних типи: пасивний і активний.