Khuếch tán (Gradient nồng độ): chất khuếch tán vận chuyển từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp, nhờ năng lượng chuyển động nhiệt.

I. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự khuếch tán:

1. Bản chất của chất khuếch tán.

+ Tỉ lệ thuận với độ hoà tan trong lipid.

+ Tỉ lệ nghịch với trọng lượng phân tử.

2. Nhiệt độ.

Tỉ lệ thuận với nhiệt độ, tăng chuyển động của phân tử và ion trong dung dịch.

3. Trạng thái của màng.

+ Tỉ lệ nghịch với độ dày của màng.

+ Số kênh trên 1 đơn vị diện tích màng.

4. Sự khuếch tán của 1 chất khác xảy ra đồng thời.

5. Ảnh hưởng của sự chênh lệch nồng độ

Tỷ lệ thuận với sự chênh lệch nồng độ 2 bên màng.

II. Hai hình thức khuếch tán.

1) Khuếch tán đơn giản (simple diffiusion) theo  2 cách

a. Khuếch tán qua lớp lipid kép:

- Chất khuếch tán hoà tan trong lipid: các chất bản chất là lipid, oxy, dioxyt carbon (CO₂), NH₃, vitamin tan trong dầu A, D, E, K, Alcool, rượu…

- Nước mặc dù không hoà tan trong lipid kép của màng nhưng phần lớn nước qua đi lớp lipid màng rất nhanh. Người ta cho rằng do kích thước phân tử quá nhỏ trong khi động năng của chúng rất lớn nên nước thấm qua rất nhanh, làm phần kỵ nước chưa kịp ngăn cản thì phân tử nước đã qua rồi.

- Các phân tử có kích thước quá nhỏ có thể qua lớp lipid kép giống như nước.

b. Khuếch tán qua các kênh protein:

Một phần nhỏ nước, các chất hoà tan trong nước, các ion Na⁺, K⁺, H⁺… đi qua các kênh protein của màng.

- Các kênh này chọn lọc chất khuếch tán do đặc điểm về đường kính, hình dạng và diện tích ở mặt trong của kênh.

- Ngoài ra, cổng của kênh và sự đóng mở các kênh giúp cho sự kiểm soát tính thấm của kênh: Na⁺ ưu thế ở ngoại bào và cánh cổng của kênh này đóng ở mặt ngoài màng tế bào. Ion K+ thì ngược lại.

2) Khuếch tán được gia tốc:

- Chất khuếch tán: là chất hữu cơ không tan trong lipid và có kích thước phân tử lớn, đặc biệt là glucose, acid amin.

+ Insulin kích thích tốc độ khuếch tán gấp 10 – 20 lần.

+ Có thể vận chuyển các monosaccarid khác như Galactose, mantose, xylose, arbinose.

- Cơ chế:

+ Phân tử khuếch tán đến gắn lên điểm gắn của chất mang.

+ Chất mang thay đổi cấu hình mở kênh hướng về phía ngược lại.

+ Chuyển động nhiệt của phân tử chất khuếch tán sẽ tách nó ra khỏi receptor và di chuyển về bên kia màng.

3) Khác nhau giữa khuếch tán đơn giản và khuếch tán có gia tốc:

Khuếch tán được gia tốc khác khuếch tán đơn giản là tốc độ khuếch tán tỷ lệ với nồng độ chất khuếch tán nhưng nó đạt đến một giá trị giới hạn (Vmax), mặc dù nồng độ chất khuếch tán vẫn tiếp tục tăng. Trong khi đó khuếch tán đơn giản, tốc độ khuếch tán tăng tỷ lệ thuận với nồng độ chất khuếch tán tăng.

Nguyên nhân hạn chế tốc độ tối đa trong khuếch tán có gia tốc là do số lượng các vị trí gắn trên protein mang có hạn, chất khuếch tán phải kết nối với điểm gắn, thời gian để protein mang thay đổi cấu hình là nguyên nhân chính giới hạn tốc độ tối đa của khuếch tán có gia tốc.

B. Hiện tượng thẩm thấu:

Hiện tượng thẩm thấu (Gradient áp suất thẩm thấu = ASTT)

- Sự thẩm thấu là sự chuyển động của các phân tử dung môi (trong cơ thể chủ yếu là nước) qua màng tế bào theo hướng từ nơi có áp suất (nồng độ) thẩm thấu thấp đến nơi có áp suất (nồng độ) thẩm thấu cao hơn.

- Theo luật Van’t Hoff: ASTT của một dung dịch tỉ lệ thuận với nồng độ thẩm thấu theo công thức: P= RTC

+ R: hằng số khí lý tưởng.

+ T: nhiệt độ tuyệt đối.

+ C: nồng độ thẩm thấu.

- Trong sinh lý, đơn vị đo nồng độ thẩm thấu là Osmolarity:

1 Osmol = 1000 mosmol.

- Sự thẩm thấu thực chất là một quá trình khuếch tán của các phân tử dung môi (nước). Sự thẩm thấu diễn ra rất nhanh, nhằm cân bằng nồng độ thẩm thấu giữa các ngăn dịch trong cơ thể.