Aν η μεταφορά ουσιών μέσω της κυτταρικής μεμβράνης γινόταν μόνο παθητικά, όπως περιγράφηκε στην προηγούμενη ιστοσελίδα, τα κύτταρα, αργά ή γρήγορα, θα αποκτούσαν στο εσωτερικό τους τις ίδιες συγκεντρώσεις ουσιών με το εξωκυτταρικό περιβάλλον. Η μελέτη όμως των κυττάρων δείχνει πως αυτό δε συμβαίνει.
Στα κύτταρα του ανθρώπου, για παράδειγμα, η ενδοκυτταρική συγκέντρωση των ιόντων Κ+ είναι μεγαλύτερη από την εξωκυτταρική και η ενδοκυτταρική συγκέντρωση των ιόντων Na+ μικρότερη από την εξωκυτταρική και αυτό διατηρείται. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει ένας μηχανισμός μεταφοράς, ο οποίος, αντί να μεταφέρει ιόντα από την περιοχή υψηλής συγκέντρωσης προς την περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης, τα μεταφέρει αντίθετα. Η μεταφορά βέβαια στην περίπτωση αυτή δε μπορεί να γίνεται παθητικά και βέβαια προϋποθέτει την κατανάλωση ενέργειας. Είναι δηλαδή ένας μηχανισμός ενεργητικής μεταφοράς ουσιών. Ο μηχανισμός που αφορά τα παραπάνω ιόντα χαρακτηρίζεται ως αντλία Κ+- Na+. To ρόλο της αντλίας τον παίζει μια διαμεμβρανική πρωτεΐνη, η οποία για κάθε 3Na+, που εξάγει, εισάγει ταυτόχρονα 2Κ+.
Ο μηχανισμός αυτός υπάρχει σε όλα τα ζωικά κύτταρα, με ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο στη λειτουργία των νευρικών κυττάρων.
Έχει διαπιστωθεί ότι στα κύτταρα, εκτός από την αντλία Κ+ - Na+, υπάρχουν και άλλοι μηχανισμοί ενεργητικής μεταφοράς διάφορων ουσιών. Κοινό χαρακτηριστικό των μηχανισμών αυτών είναι ότι όλοι χρησιμοποιούν ενέργεια και ότι σε όλους καθοριστικό ρόλο παίζουν συγκεκριμένες πρωτεΐνες της μεμβράνης.
