单纯扩散是一种简单的物质跨膜转运方式,它不需要膜蛋白的帮助,也不消耗能量,物质是顺着浓度梯度进行转运的。能够通过单纯扩散转运的物质主要包括以下几类。
气体分子是典型的通过单纯扩散转运的物质,像氧气、二氧化碳和氮气等。以氧气为例,在肺泡与血液之间的气体交换过程中,肺泡内的氧气浓度高于血液中的氧气浓度,氧气就会顺着浓度梯度,从肺泡内通过肺泡壁和毛细血管壁扩散进入血液中。而二氧化碳则相反,血液中的二氧化碳浓度高于肺泡内的浓度,所以二氧化碳从血液扩散到肺泡,最终排出体外。
一些脂溶性小分子物质也能通过单纯扩散进行转运。比如甾体类激素,这类激素是脂溶性的,它们能够自由地穿过细胞膜的脂质双分子层。因为细胞膜主要由脂质双分子层构成,根据相似相溶的原理,脂溶性小分子可以很容易地溶解在脂质膜中,从而实现跨膜转运。此外,乙醇也是脂溶性小分子,当人饮酒后,乙醇可以通过单纯扩散的方式迅速穿过胃肠道的细胞膜进入血液循环。
另外,水分子虽然是极性分子,但由于其分子很小,也能以单纯扩散的方式少量地通过细胞膜。不过,水分子更多是通过水通道蛋白进行跨膜转运,但单纯扩散也是其跨膜的一种方式。在细胞内外渗透压不同时,水分子会顺着渗透压梯度,从低渗一侧向高渗一侧进行单纯扩散,以维持细胞内外的渗透压平衡。
综上所述,单纯扩散主要转运气体分子、脂溶性小分子物质以及少量的水分子等,这些物质的转运对于维持细胞的正常生理功能和机体的内环境稳定具有重要意义。