Простая диффузия — это перемещение молекул из области высокой концентрации в область низкой концентрации без затрат энергии. Это пассивный процесс. Молекулы движутся случайным образом. В результате происходит переток из переполненных областей в пустые. В конечном итоге концентрация выравнивается. Это и есть равновесие.

Кислород проникает в клетки путем простой диффузии. Углекислый газ выходит. Небольшие неполярные молекулы легко проходят через липидный бислой. Вода проходит медленно, хотя аквапорины ускоряют этот процесс. Крупные или заряженные молекулы не могут пройти через липидный бислой путем простой диффузии. Им необходимы каналы или транспортеры.

Простые характеристики диффузии

• Пассивный режим: АТФ не требуется.
• Вдоль градиента концентрации.
• Скорость пропорциональна разности концентраций.
• Скорость зависит от температуры и размера молекулы.
• Ненасыщаемый: транспортёр не задействован.

Закон Фика описывает скорость. Она зависит от градиента концентрации, площади поверхности и проницаемости мембраны. Более крутой градиент приводит к более быстрой диффузии. Большая площадь поверхности приводит к большей диффузии. Более толстая мембрана приводит к меньшей диффузии. Легкие максимизируют площадь поверхности для диффузии кислорода. Почки максимизируют площадь поверхности для фильтрации. Принцип тот же. Диффузия на большие расстояния происходит медленно. Молекуле требуется доля секунды, чтобы пересечь клеточную мембрану. Для диффузии через комнату требуются часы. Именно поэтому организмы используют циркуляцию и конвекцию для перемещения веществ на большие расстояния. Простая диффузия является основой транспорта. Она пассивна, случайна и неустанна. Она никогда не прекращается, пока не будет достигнуто равновесие.