Einfache Diffusion ist die Bewegung von Molekülen von hoher zu niedriger Konzentration ohne Energiezufuhr. Sie verläuft passiv. Die Moleküle bewegen sich zufällig. Der Nettoeffekt ist ein Fluss von dicht besetzten zu dünn besetzten Bereichen. Schließlich gleicht sich die Konzentration aus. Das ist das Gleichgewicht.

Sauerstoff gelangt durch einfache Diffusion in die Zellen. Kohlendioxid verlässt sie. Kleine, unpolare Moleküle passieren die Lipiddoppelschicht problemlos. Wasser diffundiert langsam, wird aber durch Aquaporine beschleunigt. Große oder geladene Moleküle können die Doppelschicht nicht durch einfache Diffusion passieren. Sie benötigen Kanäle oder Transporter.

Einfache Diffusionscharakteristika

• Passiv: Kein ATP erforderlich.
• Entlang des Konzentrationsgradienten.
• Die Geschwindigkeit ist proportional zur Konzentrationsdifferenz.
• Die Geschwindigkeit hängt von der Temperatur und der Molekülgröße ab.
• Nicht sättigbar: kein Transporter beteiligt.

Das Ficksche Gesetz beschreibt die Diffusionsgeschwindigkeit. Sie hängt vom Konzentrationsgradienten, der Oberfläche und der Membranpermeabilität ab. Ein steilerer Gradient führt zu schnellerer Diffusion. Eine größere Oberfläche ermöglicht eine stärkere Diffusion. Eine dickere Membran lässt weniger diffundieren. Die Lunge maximiert die Oberfläche für die Sauerstoffdiffusion. Die Nieren maximieren die Oberfläche für die Filtration. Das Prinzip ist dasselbe. Diffusion verläuft über lange Strecken langsam. Ein Molekül benötigt nur einen Bruchteil einer Sekunde, um eine Zellmembran zu durchqueren. Es dauert Stunden, bis es sich durch einen Raum diffundiert. Deshalb nutzen Organismen Zirkulation und Konvektion, um Stoffe über weite Strecken zu transportieren. Einfache Diffusion ist die Grundlage des Transports. Sie ist passiv, zufällig und unaufhaltsam. Sie hört erst auf, wenn ein Gleichgewicht erreicht ist.