Diffusie is het proces waarbij atomen of moleculen van een gebied met een hoge concentratie naar een lage concentratie gaan. De diffusiesnelheid wordt beïnvloed door een aantal factoren, waaronder temperatuur, concentratie en molecuulmassa. Diffusie is een belangrijk proces in het menselijk lichaam en is essentieel voor het transport van moleculen in een aantal organen, waaronder de longen, nieren, maag en ogen.
De longen hebben miljoenen kleine luchtzakjes die alveoli worden genoemd en die elk in nauw contact staan met haarvaten. Terwijl lucht wordt ingeademd, worden de longblaasjes opgeblazen en diffundeert zuurstof over de longblaasjeswand en in de haarvaten. Tegelijkertijd diffundeert koolstofdioxide, een afvalproduct van de ademhaling, vanuit het capillair en in de longblaasjes. Terwijl de persoon uitademt, lopen de longblaasjes leeg en wordt de koolstofdioxide uit de longen geademd.
De nieren verwijderen afvalstoffen en helpen bij het reguleren van de concentraties van ionen en andere kleine moleculen. Nieren bestaan uit miljoenen kleine buisvormige structuren, nefronen genaamd, die eindigen op een semi-permeabele ommuurde structuur die de glomerulus wordt genoemd. Bloed dat afvalstoffen bevat, wordt door een knoop van bloedvaten geleid die omgeven zijn door een glomerulus. Kleine moleculen zoals water, natrium en kaliumglucose kunnen door de glomerulus en in de nefron gaan. De verzamelnaam voor het materiaal dat in het nefron terechtkomt is filtraat. Hoewel filtraat een grote hoeveelheid afvalproducten bevat, bevat het ook moleculen zoals glucose die door het lichaam kunnen worden hergebruikt. De tubulus van het nefron is omgeven door haarvaten met een lage concentratie aan bruikbare moleculen. Door diffusie kunnen deze moleculen opnieuw in de bloedbaan terechtkomen. De resterende afvalmoleculen in de tubulus worden omgezet in ureum.
De dunne darm maakt deel uit van het spijsverteringskanaal en is verantwoordelijk voor de vertering van voedsel en de opname van voedingsstoffen. Het slijmvlies van de dunne darm is bedekt met epitheelcellen met kleine haarachtige follikels die bekend staan als microvilli. Lipiden kunnen direct in de epitheelcellen diffunderen die de dunne darm bekleden, waar ze vervolgens worden verwerkt door organellen. Andere moleculen zoals aminozuren worden overgebracht naar de epitheelcellen met een proces dat bekend staat als gefaciliteerde diffusie. In dit proces helpen speciale transfereiwitten in de membranen van epitheelcellen om de moleculen uit de dunne darm te verwijderen.
Het hoornvlies in het oog heeft geen bloedvaten die zuurstof aan zijn cellen leveren. Dit maakt het oog ongebruikelijk omdat het in plaats daarvan de benodigde zuurstof verkrijgt door diffusie uit de atmosfeer. Zuurstof lost eerst op in de tranen van het oog en diffundeert vervolgens in het hoornvlies. Evenzo diffundeert koolstofdioxide-afval uit het hoornvlies en in de atmosfeer.