Le forme più dirette di trasporto a membrana sono passive. Il trasporto passivo è un fenomeno naturale e non richiede alla cellula di consumare energia per compiere il movimento. Nel trasporto passivo, le sostanze si spostano da un’area di maggiore concentrazione a un’area di concentrazione inferiore in un processo chiamato diffusione. Uno spazio fisico in cui vi è una diversa concentrazione di una singola sostanza si dice che abbia un gradiente di concentrazione.

La diffusione è un processo passivo di trasporto. Una singola sostanza tende a spostarsi da un’area di alta concentrazione a un’area di bassa concentrazione fino a quando la concentrazione è uguale nello spazio. Hai familiarità con la diffusione di sostanze attraverso l’aria. Ad esempio, pensa a qualcuno che apre una bottiglia di profumo in una stanza piena di persone. Il profumo è alla sua massima concentrazione nella bottiglia ed è al suo più basso ai bordi della stanza. Il vapore del profumo si diffonderà, o si diffonderà, dalla bottiglia e gradualmente, sempre più persone sentiranno l’odore del profumo mentre si diffonde. I materiali si muovono all’interno del citosol della cellula per diffusione e alcuni materiali si muovono attraverso la membrana plasmatica per diffusione (Figura 1). La diffusione non consuma energia. Piuttosto le diverse concentrazioni di materiali in aree diverse sono una forma di energia potenziale, e la diffusione è la dissipazione di quell’energia potenziale mentre i materiali si spostano verso il basso i loro gradienti di concentrazione, da alto a basso.

Ogni sostanza separata in un mezzo, come il fluido extracellulare, ha un proprio gradiente di concentrazione, indipendente dai gradienti di concentrazione di altri materiali. Inoltre, ogni sostanza si diffonderà secondo quel gradiente.

Diversi fattori influenzano il tasso di diffusione:

• Estensione del gradiente di concentrazione: maggiore è la differenza di concentrazione, più rapida è la diffusione. Più la distribuzione del materiale si avvicina all’equilibrio, più lenta diventa la velocità di diffusione.
• Massa delle molecole che si diffondono: molecole più massicce si muovono più lentamente, perché è più difficile per loro muoversi tra le molecole della sostanza che stanno attraversando; quindi, si diffondono più lentamente.
• Temperatura: Temperature più elevate aumentano l’energia e quindi il movimento delle molecole, aumentando la velocità di diffusione.
• Densità del solvente: all’aumentare della densità del solvente, la velocità di diffusione diminuisce. Le molecole rallentano perché hanno un tempo più difficile ottenere attraverso il mezzo più denso.