Biologiassa diffuusio on liuenneiden aineiden passiivinen kulkeutuminen molekyyleistä (kuten happi, glukoosi ja muut) plasmamembraanin läpi.
Tässä solujen diffuusioprosessissa aine pyrkii siirtymään väkevämmältä alueelta (hypertoninen) vähemmän väkevöitylle alueelle (hypotoninen). Tämä koko prosessi on passiivinen, koska energiaa ei hukata, ja sen tarkoitus on tasoittaa pitoisuudet, riippuen yksinomaan sen pitoisuusgradientista.
Solujen diffuusio on välttämätöntä ihmiskehossa pilkkoutuneiden ravinteiden imeytymiseen ja vaihtoon kaasut, hormonien liikkuminen, lisäksi osallistuminen melkein kaikkiin kehitysprosesseihin alkion.
Tämän koko pitoisuuden tasaamisprosessin tapahtuessa voi esiintyä kahden tyyppistä diffuusiota:
- yksinkertainen diffuusio, jossa liuenneen aineen ei tarvitse avustajia kulkea kalvon läpi, ja
- helpottanut diffuusiota, kun liukeneva aine kulkee kalvon läpi proteiinin avulla.
Mikä on yksinkertainen diffuusio?
Se on prosessi, jossa liukeneva aine liikkuu suoraan plasmamembraanin läpi väkevimmästä väliaineesta vähiten väkevöityyn väliaineeseen,
ilman apua kuljettajaproteiinien.Yksinkertainen diffuusioesimerkki
Yleisin esimerkki yksinkertaisesta diffuusiosta on hengitys. Siihen sisältyy kaasujen (happi ja hiilidioksidi) diffuusio veressä ja verestä.
Keuhkoissa hiilidioksidi diffundoituu verestä alveolien ilmaan, ja punasolut sitovat happea, joka diffundoituu ilmasta vereen, kuten alla olevassa kuvassa näkyy.
Happi ja muut veressä olevat ravintoaineet kulkeutuvat kudoksiin, joissa kaasuja ja ravinteita vaihdetaan.
Hiilidioksidi ja jätteet diffundoituvat kudossoluista vereen, kun taas happi, glukoosi ja muut veressä olevat ravinteet diffundoituvat kehon kudoksiin. 
Mitä helpottaa diffuusio?
Helpotetussa diffuusiossa liukeneva aine siirtyy väkevämmästä väliaineesta vähemmän väkevöityyn väliaineeseen proteiinien helpottamisen avulla.
Näitä entsyymejä kutsutaan permeaasi (tai ionikanava) tai operaattorit, jotka muuttavat kerroksensa kykenevän kuljettamaan liuenneen aineen vähemmän väkevöityyn väliaineeseen.
Joitakin esimerkkejä kantajaentsyymeistä ovat hiilihydraatit, aminohapot, vitamiinit ja jotkut ionit, kuten natrium ja kalium.
Käyttämällä solukalvoon sisällytettyjä ionikanavaproteiineja ja kuljettajaproteiineja nämä aineet voidaan kuljettaa esimerkiksi soluihin. Kun tapahtuma on Kun tapahtuma on suoritettu, proteiinit palaavat alkuperäiseen asentoonsa.
Esimerkki helpotetusta diffuusiosta
Yksi yleisimmistä esimerkeistä helpotetusta diffuusiosta on glukoosin kuljettaminen solunulkoisesta väliaineesta (solun ulkopuolella) solunsisäiseen väliaineeseen (solun sisällä).
Koska glukoosin määrää löytyy suuremmasta määrästä verestä eli solujen ulkopuolella, diffuusio on pitoisuuksien tasoittamiseksi solunsisäisessä ympäristössä käyttämällä proteiineja tähän kuljetus.
Mitä eroa on yksinkertaisella diffuusiolla ja helpotetulla diffuusiolla?
Suurin ero yksinkertaisen ja helpotetun diffuusion välillä on tapa, jolla molekyylit kulkeutuvat kalvon läpi.
| YKSINKERTAINEN LÄHETYS | HELPOTETTU HÄIRIÖ |
|---|---|
| Kuljettaa liuenneen aineen suoraan kalvon fosfolipidikaksoiskerroksen läpi | Kuljettaa liuenneen aineen jonkin helpottavan proteiinin avulla |
| Toimii pienten, ei-polaaristen hiukkasten kanssa | Esiintyy suurten, napapartikkelien kanssa |
Tämä ero tapahtuu, koska plasmakalvon muodostaa a fosfolipidikaksoiskerros. Joten, kun tietty aine onnistuu kulkemaan tämän kaksikerroksen läpi ilman avustajan apua, sitä pidetään rasvaliukoinen, kutsutaan myös hydrofobinen.
On kuitenkin monia aineita, joita on vesiliukoinen, tunnetaan myös hydrofiilinen tai lipofiilinen. Tässä tapauksessa molekyylit ovat vesiliukoisia, toisin sanoen, ne ovat polaarisia molekyylejä, ja siksi ne tarvitsevat ei-polaarisen kuljettajan (proteiinin) kulkiakseen kalvon läpi.
Tällä helpottavalla proteiinilla on sisäinen polaarirakenne, joka sallii aineiden kulkemisen polaariset rakenteet ja ulkoinen ei-polaarinen rakenne, joka sallii liuenneen aineen kulkevan kalvon läpi ilman liuottaa. Tämä pätee diffuusion helpottamiseen.
Diffuusio ja osmoosi
Osmoosissa veden virtaussuunta määritetään liuenneen aineen pitoisuudesta. Toisin kuin yksinkertainen ja helpotettu diffuusio, vesi diffundoituu hypotonisesta liuoksesta (matala liuenneen aineen pitoisuus) hypertoniseksi liuokseksi (korkea liuenneen aineen pitoisuus).
Katso lisää merkityksestä Osmoosi.
