Diffusion est un processus biochimique fondamental qui permet aux molécules de se déplacer à travers les membranes cellulaires, telles que la membrane plasmique, l'enveloppe nucléaire et la membrane mitochondriale, sans apport d'énergie.
Il s'agit d'un mouvement naturel et aléatoire régi par un seul principe :les particules migrent des zones de plus forte concentration vers les zones de plus faible concentration, même si chaque molécule peut se déplacer dans n'importe quelle direction.
Dans ce contexte, la concentration fait référence au nombre de molécules par unité de volume, par exemple en millilitres. Prenons un verre de jus d'orange :sa forte concentration en sucre lui donne un goût sucré par rapport au liquide présent dans votre corps. Si vous diluez le jus avec de l'eau (10 parts d'eau pour 1 part de jus) et sirotez après quelques minutes, vous remarquerez une saveur beaucoup plus légère car la concentration en sucre est tombée en dessous de celle des fluides corporels.
Au cours de ce mélange, les molécules de sucre se dispersent jusqu'à ce que leur concentration soit uniforme dans toute la solution, un état appelé équilibre. L'équilibre n'arrête pas le mouvement moléculaire; cela signifie simplement que le mouvement est devenu complètement aléatoire, sans aucun gradient de concentration restant.
La membrane plasmique agit comme une barrière semi-perméable . Petites molécules non chargées telles que l'eau (H2 O) et le dioxyde de carbone (CO2 ) peuvent diffuser passivement à travers lui, alors que les molécules plus grosses ou chargées ne le peuvent pas.
Diffusion simple décrit le mouvement direct de molécules non chargées vers le bas de leur gradient de concentration, comme si la membrane n'était pas présente. En revanche, diffusion facilitée nécessite des canaux ou transporteurs protéiques spécifiques pour aider les ions chargés à descendre leur gradient.
La diffusion se poursuit jusqu'à ce que l'équilibre soit atteint. Une fois l'équilibre atteint, tout mouvement ultérieur des molécules contre le gradient doit être alimenté par des mécanismes de transport actif qui utilisent l'ATP, la monnaie énergétique de la cellule.
Le principal avantage de la diffusion est qu’elle est sans énergie, ce qui la rend très efficace pour la cellule. Cependant, il ne peut pas déplacer des substances contre une concentration ou un gradient électrochimique. Dans les situations où une cellule doit accumuler une substance déjà plus concentrée à l'extérieur de la cellule, des pompes membranaires pilotées par l'ATP doivent être utilisées pour surmonter le gradient opposé.