Если бы клетка состояла только из оболочки и гомогенного внутреннего содержимого (воды), то попав в такую среду лекарственное средство растворилось бы равномерно по всему объему. Такой процесс носит название диффузии. Тем не менее этого не происходит так как клетка имеет строгую компартментализацию за счет разветвленной системы биологических мембран.
Мембранные структуры клетки представлены поверхностной мембраной (клеточная или плазматическая) и внутриклеточными.

Если ограничиться рассмотрением цитоплазматических мембран и мембран субклеточных органелл, то их основными компонентами являются белки и полярные липиды. Биомембраны обладают сложной гетерогенной структурной организацией, которая обусловлена, во-первых, разнообразием компонентов и, во-вторых, образованием комплексов между ними. Существование белок-липидных комплексов в мембране возможно благодаря гидрофобным взаимодействиям и электростатическим силам, возникающим между полярными группами белков и липидов.

Липиды биомембран представлены в основном глицерофосфолипидами, сфингофосфолипидами и сфинголипидами. Одним из важных компонентов мембран являются стероиды.
Биомембраны существенно отличаются от искусственных мембран из целофана или других высокомолекулярных веществ. Толщина различных биомембран колеблется в узких пределах (около 8,0—10,0 нм), что определяется бислойной организацией фосфолипидов в биомембране.

С учетом размеров полярных групп фосфолипидов и наличия в биомембранах белков и гликопротеидов средняя толщина мембран составляет 7,5 нм.
В мембранах существует также большое количество белков осуществляющих функции рецепции и передачи информации.

Таким образом, структура биомембран представляет собой мозаику из липидов и белков, причем часть поверхности мембраны свободна от белков: например, в эритроцитах белки занимают на поверхности 35 %, а в мембранах микросом — 23 %. Исходя из этих данных, была сформулирована жидкомозаичная модель биологической мембраны.

Клетка сохраняет стабильность своей химической структуры и функций в самых различных, постоянно меняющихся условиях. Одним из главных механизмов, посредством которых она обеспечивает это постоянство, является регуляция перемещения (транспорта) веществ внутрь и наружу. Даже внутри клетки различные вещества распределены неравномерно, так что и здесь транспорт веществ строго регулируется. Основную роль в такой регуляции выполняют биомембраны, которые выполняют две различные функции: 1) замедляют диффузию некоторых веществ (почти не влияя на перемещение других) и 2) осуществляют активный перенос веществ против градиента концентрации внутрь клетки (накопление) или наружу (экскреция) за счет соответствующих источников энергии. Такие процессы характерны для эндогенных веществ, которые могут быть включены в естественные метаболические процессы. Однако благодаря сходству по своей химической структуре чужеродных веществ (синтетических лекарств) с эндогенными, первые также проникают через биомембраны. Но в любом случае они подлежат удалению.

- Читать далее "Структура межклеточного контакта. Парацеллюлярный транспорт веществ"