Di Phil Whitmer, aggiornato il 24 marzo 2022
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La membrana plasmatica di una cellula forma una barriera selettiva che protegge l'interno dalle molecole dannose consentendo l'ingresso dei nutrienti essenziali. La diffusione, sia passiva che facilitata, consente questa permeabilità selettiva ed è vitale per la sopravvivenza cellulare.
Ogni cellula deve scambiare ioni, gas e piccole molecole attraverso la sua membrana semipermeabile per svolgere il metabolismo, regolare il volume e comunicare con l'ambiente. Senza una diffusione efficiente, le cellule non possono ricevere ossigeno, espellere l'anidride carbonica o acquisire sostanze nutritive.
Le membrane cellulari sono composte da un doppio strato lipidico di fosfolipidi e glicolipidi, rinforzato da colesterolo, proteine integrali e catene di carboidrati. Questa disposizione rende la membrana impermeabile alla maggior parte degli ioni carichi, richiedendo meccanismi di trasporto specializzati.
La diffusione passiva sposta le molecole da aree ad alta concentrazione a quelle a bassa concentrazione senza dispendio energetico cellulare. Il processo continua fino al raggiungimento dell'equilibrio e comprende il movimento di gas come O₂ e CO₂, nonché il fenomeno causato dall'acqua noto come osmosi.
Quando una cellula ha bisogno di spostare sostanze contro il loro gradiente di concentrazione, utilizza il trasporto attivo, alimentato dall'ATP. Grandi molecole non liposolubili, come glucosio e amminoacidi, vengono pompate dentro o fuori la cellula da specifiche proteine trasportatrici, mantenendo l'equilibrio osmotico e prevenendo il rigonfiamento o il restringimento cellulare.
