1. Intracelular
2. Intersticial (fuera del compartimento vascular e intracelular)
3. Vascular

La difusión se puede definir como el movimiento espontáneo de partículas como consecuencia de su energía térmica desde áreas de elevada concentración a áreas de baja concentración

En un sentido general, la energía molecular de una sustancia (asumiendo que no hay enlaces químicos u otras formas extrañas de energía) se debe a la energía cinética de sus moléculas debido su movimiento y a las fuerzas electrostáticas (fuerzas de van der Waal) entre partículas adyacentes. A diferencia de lo que ocurre en un gas, en donde las moléculas tienen una cierta libertad para moverse, en un líquido están muy próximas formando combinaciones intermoleculares que restringen su movimiento. Sin embargo, algunas partículas (cuyo número depende de la temperatura) pueden moverse al azar, siguiendo una trayectoria rectilínea, hasta que topan con otra partícula. Cuando esto ocurre, parte de la energía cinética es transferida al miembro menos activo. La consecuencia de todo ello es que hay una distribución bastante uniforme de la energía cinética entre todas las partículas que constituyen una solución homogénea.

La energía cinética de una partícula en movimiento viene determinada por la ecuación siguiente:

(Ec 1-1)

m = masa de la partícula
V = velocidad lineal

La velocidad está directamente relacionada con la temperatura, factor este que no tendremos aquí en cuenta dado que los procesos fisiológicos se efectúan a la temperatura de 37ºC.

De la ecuación anterior se desprende la ley de Graham:

" A una temperatura determinada, la velocidad de una partícula está inversamente relacionada con la raíz cuadrada de su masa"

Esto explica porque, en una solución acuosa de glucosa, las moléculas de glucosa que son unas 10 veces más pesadas que las de agua, se mueve unas tres veces más lentamente.

Por otra parte, cuanto más denso sea el medio, más probabilidades hay que una partícula se tope con otra al moverse. Por esta razón, a igualdad de otras condiciones, la velocidad lineal neta de una partícula es inversamente proporcional a la densidad del medio.

Estos factores tienen una relevancia fisiológica importante. Excepto en los pulmones, los procesos de difusión en el organismo tienen lugar en medio líquido, ya que incluso estructuras aparentemente sólidas como las membranas actúan como si fueran líquidos. Así, partículas solubles en lípidos que son demasiado grandes para pasar a través de los canales acuosos que penetran la membrana son capaces de pasar de un lado a otro. Para llevar a cabo este proceso, las particulas se disuelven en el centro lipoide de la membrana, difunden hacia el lado opuesto y vuelven a entrar en la fase acuosa. Como el interior de la membrana es más denso que la fase acuosa, la velocidad de difusión a través de la misma es considerablemente más lenta que a ambos lados de la membrana y, en consecuencia se pueden establecer gradientes de concentración.

El proceso de difusión se ilustra separando dos soluciones de sucrosa mediante una membrana permeable. Al estar más concentrada la solución A, hay una mayor probabilidad de que, al moverse al azar, alguna de las moléculas de A pase a B que al revés. Aunque las moléculas de azúcar pueden cruzar la membrana permeable en ambas direcciones, el movimiento neto será pasar de la zona de concentración más alta a la zona de concentración más baja. Debe observarse también, que las moléculas de agua, más abundantes en la solución B tienden a pasar a la solución A. La velocidad de difusión de partículas fué formulada en 1855 por el biofísico Fick y se conoce como ley de Fick. En su forma simplificada, esta ley se formula:

donde

Q = la velocidad de paso del soluto (mg/seg) perpendicularmente a la interfase
dc/dx = gradiente de concentración (cambio de concentración en mg/ml a lo ancho de la interfase (cm) que separa las dos soluciones
A = área de la interfase (cm2)
D = coeficiente de difusión (cm2/seg)

Dado que la fisiología estudia la difusión a través de membranas, se puede introducir en la ecuación anterior el ancho de la membrana (equivalente al término dx) como parte del coeficiente de difusión, originándose la constante de permeabilidad:

donde

d = grueso de la membrana (para las membranas biológicas se asume usualmente un espesor de 75 Amstrongs)
P = constante de permeabilidad (cm/seg)

(Ec 1-4)

donde C1 y C2 son las concentraciones del soluto a ambos lados de la membrana