Ở nhiều nơi trong cơ thể, các chất phải được vận chuyển qua một lớp tế bào thay vì qua một màng tế bào đơn giản. Vận chuyển kiểu này xảy ra qua (1) biểu mô ruột, (2) biểu mô ống thận, (3) biểu mô của tất cả các tuyến ngoại tiết, (4) biểu mô của túi mật và (5) màng đám rối màng mạch trong não, cùng với các màng khác trong cơ thể.
Cơ chế cơ sở cho vận chuyển một chất qua lớp tế bào là (1) vận chuyển tích cực qua một bên màng của lớp tế bào đang vận chuyển và sau đó (2) cả khuếch tán đơn giản hoặc khuếch tán có gia tốc qua màng bên đối diện của tế bào.
Hình 4-15 cho thấy cơ chế vận chuyển ion natri qua lớp tế bào biểu mô của ruột, túi mật và ống thận. Hình này cho thấy rằng các tế bào biểu mô kết nối với nhau chặt chẽ ở cực lòng bởi các khớp nối. Bờ bàn chải ở mặt lòng của các tế bào thấm với cả ion natri và nước. Vì thế, ion natri và nước khuếch tán dễ dàng từ lòng ống vào bên trong tế bào. Sau đó ở các tế bào màng đáy và màng bên, ion natri được vận chuyển tích cực vào dịch ngoại bào của mô liên kết xung quanh và mạch máu. Việc này tạo ra một gradient nồng độ cao qua những màng này, cũng dẫn đến sự thẩm thấu của nước. Vì thế, vận chuyển tích cực ion natri ở màng đáy và màng bên của tế bào biểu mô tạo ra sự vận chuyển không chỉ ion natri mà còn có cả nước.
Cũng thông qua những cơ chế này mà hầu hết các chất dinh dưỡng, ion và những chất khác cũng được hấp thu vào máu từ ruột. Những cơ chế này cũng là cách mà những các chất đó được tái hấp thu từ dịch lọc cầu thận bởi các ống thận.
Một số lượng lớn các ví dụ của các loại vận chuyển khác nhau đã được bàn luận trong chương này xuyên suốt các phần.
