Pequeñas moléculas polares como azúcares y aminoácidos pueden ser transportadas contra gradiente de concentración. El azúcar se mueve, utilizando como vía una proteína transportadora, desde el exterior de la célula en donde se encuentra en baja concentración, hacia el interior de la célula en donde su concentración es alta.
El transporte del azúcar está acoplado al transporte de iones sodio o protones, los que se mueven a favor de sus gradientes de concentración: desde regiones de alta a baja concentración.
El sodio y azúcares específicos o aminoácidos, se mueven simultáneamente hacia el interior de la célula a través de la misma proteína. Ésta realiza un transporte acoplado denominado simporte. La baja concentración de sodio intracelular requerida para el transporte de glucosa, se mantiene por acción de la bomba de sodio/potasio, que trabaja con gasto de ATP.
En algunos procesos, el movimiento de entrada de iones sodio, está acoplado al movimiento de salida de otra sustancia como iones calcio. El sodio y el calcio, se unen a la misma proteína transportadora. En este caso, el movimiento para ambos solutos se genera en direcciones opuestas. Este mecanismo se denomina antiporte. En esta situación, la baja concentración de sodio intracelular es mantenida también por el
accionar de la bomba de sodio/potasio.