Через нанотрубочки (НТ) свободно проходят ионы. Наиболее важное значение в этом случае играют ионы Са2+, поскольку Са2+ является одной из основных сигнальных молекул в клетках. Увеличение внутриклеточной концентрации Са2+ в одной клетке приведет к увеличению концентрации Са2+ во всех связанных с ней нейронах и глиальных клетках и последующим процессам – экзоцитозу медиатора, актвации Са2+-зависимых генов и т.д. Через НТ свободно переносятся молекулы аминокислот, АТФ и гюкоза. Таким образом, происходит "обмен" внутриклеточными источниками энергии и строительным материалом.
Через НТ свободно проходят цитоплазматические водорастворимые белки и другие макромолекулы, диаметр которых не превышает диаметр НТ. Таким образом, клетки сообщаются друг с другом и при помощи сигнальных белков, например, белка с-fos – белка раннего ответа и белков-прионов. Кроме того, по НТ могут проходить белки и собранные комплексы белков-ДНК/РНК многих вирусов, в результате чего происходит распространение вируса по большему числу клеток.
Органоиды (митохондрии и крупные везикулы с диаметром порядка 50-100 нм и выше) проходить не могут, поскольку их транспорт осуществляется при помощи микротрубочек, а суммарный диаметр микротрубочек и транспортируемого органоида превышает внутренний диаметр НТ.
По плазматической мембране НТ путем латеральной диффузии от клетке к клетке переносятся липиды и, кроме того, возможна латеральная диффузия трансмембранных белков.
