细胞膜内外物质的交换，必然存在交换途径。物质跨膜运输有多种形式，如自由扩散、协助扩散、主动运输等。
    离子通道是由细胞膜上的跨膜蛋白质组成，允许适当离子顺浓度梯度通过的亲水性微孔道。根据选择离子的不同，离子通道分为钙通道，钾通道，钠通道，氯通道等。
    离子通道并不总是通畅的，有些通道通常处于开放状态，有些通道平时处于关闭状态，在特定刺激下打开，类似有“门”，可关可闭，这类通道又称为门通道。
    决定通道“门”的启闭，有多种因素，如电压、配体、机械压力，根据门控机制的不同，将离子通道分为电压门控通道、配体门控通道、机械门控通道等。简单说，对于电压门控通道，膜电位将决定离子通道是开还是关。对于配体门控通道，使用通道配体，即可开关离子通道，这个就是我们在医学文献上常看到的某某通道阻滞剂或某某通道激动剂。
    离子通道是医药开发的焦点，钙通道是最重要的信号通道，几乎对细胞的各个方面都有影响，钾通道在肿瘤方面研究非常多，钠通道和麻醉密切相关……
    离子通道的特点是一旦打开，胞内外的离子就从高浓度扩散至低浓度。比如钾通道打开，胞内的钾离子就会扩散至胞外。钠通道打开，胞外钠离子就会扩散至胞内。这种单向流动将意味着通道一旦打开，胞内外的离子分布就会趋于均衡。
    为了让扩散的离子重新归位，细胞膜上有另一类交换机制，就是离子泵，如钠钾泵、钙泵、钠氢泵等。
    离子泵可以逆浓度操作和交换离子，但必须以消耗能量为代价，如果没有能量，泵将无法工作，后果可想而知。例如钠钾泵所谓的保钾排钠，向膜外排出3个钠离子，同时向细胞内泵入2个钾离子。这过程通过消耗一分子ATP，将通过钾通道流出胞外的钾离子重新吸收回胞内。
    离子通道和泵，一个顺势流动，一个消耗能量逆势而动，离子的往复循环，保证了胞内外离子不均衡分布，一如电池的充电和放电。控制离子通道和离子泵，其影响可想而知。