Un modo semplificato per comprendere questo concetto è immaginare un affollato treno della metropolitana a New York City. Nelle ore di punta la maggior parte vuole andare al lavoro o a casa il più presto possibile, quindi un sacco di gente si imbarca sul treno. Alcune persone potrebbero trovarsi a non più di un respiro di distanza l'una dall'altra. Mentre il treno si ferma alle stazioni, i passeggeri scendono. Quei passeggeri che erano stati ammassati l'uno contro l'altro iniziano a diffondersi. Alcuni trovano posto, altri si allontanano ulteriormente dalla persona a cui erano appena stati accanto.
Lo stesso processo avviene con le molecole. Senza altre forze esterne al lavoro, le sostanze si sposteranno o si diffonderanno da un ambiente più concentrato a un ambiente meno concentrato. Non viene eseguito alcun lavoro affinché ciò accada. La diffusione è un processo spontaneo. Questo processo si chiama trasporto passivo.
Sebbene il processo sia spontaneo, la velocità di diffusione di diverse sostanze è influenzata dalla permeabilità della membrana. Da
membrane cellulari siamo selettivamente permeabile (solo alcune sostanze possono passare), molecole diverse avranno tassi di diffusione diversi.Ad esempio, l'acqua si diffonde liberamente attraverso le membrane, un ovvio vantaggio per cellule poiché l'acqua è cruciale per molti processi cellulari. Alcune molecole, tuttavia, devono essere aiutate attraverso fosfolipidi doppio strato della membrana cellulare attraverso un processo chiamato diffusione facilitata.
La diffusione facilitata è un tipo di trasporto passivo che consente alle sostanze di attraversare le membrane con l'assistenza di speciali proteine di trasporto. Alcune molecole e ioni come glucosio, ioni sodio e ioni cloruro non sono in grado di passare attraverso fosfolipidi doppio strato di membrane cellulari. Attraverso l'uso del canale ionico proteine e le proteine trasportatrici che sono incorporate nella membrana cellulare, queste sostanze possono essere trasportate nel cellula.
Le proteine del canale ionico consentono agli ioni specifici di passare attraverso il canale proteico. I canali ionici sono regolati dalla cellula e sono aperti o chiusi per controllare il passaggio delle sostanze nella cellula. Le proteine trasportatrici si legano a molecole specifiche, cambiano forma e quindi depositano le molecole attraverso la membrana. Una volta completata la transazione, le proteine ritornano nella loro posizione originale.
Osmosi è un caso speciale di trasporto passivo. Nell'osmosi, l'acqua si diffonde da una soluzione ipotonica (bassa concentrazione di soluto) a ipertonico (alta concentrazione di soluti) soluzione. In generale, la direzione del flusso d'acqua è determinata dalla concentrazione di soluto e non dalla natura delle molecole di soluto stesse.
Ad esempio, dai un'occhiata cellule del sangue che sono posti in soluzioni di acqua salata di diverse concentrazioni (ipertoniche, isotoniche e ipotoniche).