La diffusion simple est le mouvement des molécules d'une zone de forte concentration vers une zone de faible concentration, sans apport d'énergie. Ce processus est passif. Les molécules se déplacent de manière aléatoire. L'effet net est un flux des régions concentrées vers les régions moins concentrées. Finalement, la concentration s'égalise : c'est l'équilibre.

L'oxygène pénètre dans les cellules par diffusion simple. Le dioxyde de carbone en sort. Les petites molécules non polaires traversent facilement la bicouche lipidique. L'eau traverse lentement la membrane, bien que les aquaporines accélèrent son passage. Les grosses molécules ou les molécules chargées ne peuvent pas traverser par diffusion simple ; elles nécessitent des canaux ou des transporteurs.

caractéristiques de diffusion simples

• Passif : aucune ATP requise.
• Selon le gradient de concentration.
• Taux proportionnel à la différence de concentration.
• La vitesse dépend de la température et de la taille des molécules.
• Non saturable : aucun transporteur impliqué.

La loi de Fick décrit la vitesse de diffusion. Celle-ci dépend du gradient de concentration, de la surface d'échange et de la perméabilité de la membrane. Un gradient plus fort accélère la diffusion. Une surface d'échange plus grande favorise la diffusion. Une membrane plus épaisse, quant à elle, ralentit la diffusion. Les poumons optimisent leur surface d'échange pour la diffusion de l'oxygène, tandis que les reins optimisent leur surface d'échange pour la filtration. Le principe reste le même : la diffusion est lente sur de longues distances. Une molécule met une fraction de seconde à traverser une membrane cellulaire, mais plusieurs heures pour diffuser dans une pièce. C'est pourquoi les organismes utilisent la circulation et la convection pour transporter les substances sur de longues distances. La diffusion simple est le fondement du transport. Elle est passive, aléatoire et continue. Elle ne s'arrête jamais avant que l'équilibre ne soit atteint.