拡散は、原子または分子が高濃度の領域から低濃度の領域に移動するプロセスです。 拡散速度は、温度、濃度、分子量などの多くの要因によって影響を受けます。 拡散は人体の重要なプロセスであり、肺、腎臓、胃、目などの多くの臓器内での分子の輸送に不可欠です。
肺には肺胞と呼ばれる何百万もの小さな気嚢があり、それぞれが毛細血管と密接に接触しています。 空気が肺胞に吸い込まれると、膨張し、酸素が肺胞壁を越えて毛細血管に拡散します。 同時に、呼吸の老廃物である二酸化炭素が毛細血管から肺胞に拡散します。 人が息を吐くと、肺胞が収縮し、二酸化炭素が肺から吐き出されます。
腎臓は老廃物を取り除き、イオンやその他の小分子の濃度を調整するのに役立ちます。 腎臓は、ネフロンと呼ばれる何百万もの小さな管状構造で構成されており、糸球体と呼ばれる半透性の壁構造で終わります。 老廃物を含む血液は、糸球体に囲まれた血管の結び目を通って導かれます。 水、ナトリウム、カリウムグルコースなどの小分子は、糸球体を通過してネフロンに入る可能性があります。 ネフロンに入る物質の総称はろ液です。 ろ液には大量の老廃物が含まれていますが、ブドウ糖など、体内で再利用できる分子も含まれています。 ネフロンの尿細管は、有用な分子の濃度が低い毛細血管に囲まれています。 拡散により、これらの分子は血流に再び入ることができます。 尿細管内の残りの老廃物分子は尿素に変換されます。
小腸は消化管の一部であり、食物の消化と栄養素の吸収に関与しています。 小腸の内壁は、微絨毛として知られる小さな毛のような毛包を持つ上皮細胞で覆われています。 脂質は小腸の内側を覆う上皮細胞に直接拡散し、そこで細胞小器官によって処理されます。 アミノ酸などの他の分子は、促進拡散として知られているプロセスで上皮細胞に移されます。 このプロセスでは、上皮細胞の膜内の特別な転移タンパク質が小腸から分子を取り除くのを助けます。
目の角膜には、細胞に酸素を供給する血管がありません。 これは、代わりに大気からの拡散によって必要な酸素を取得するという点で、目を異常なものにします。 酸素は最初に目の涙の中で溶解し、次に角膜に拡散します。 同様に、二酸化炭素廃棄物は角膜から大気中に拡散します。