Die Geschwindigkeit, mit der Moleküle durch die Zellmembran diffundieren, ist direkt proportional zum Konzentrationsgradienten. Dies gilt für die einfache Diffusion, die durch das Fick-Gesetz bestimmt wird.
Wenn der Konzentrationsgradient außerhalb der Zelle stärker ist, diffundieren Substanzen in die Zelle, wo er niedriger ist. Das Fick-Gesetz gilt für kleine unpolare Moleküle, die sich unter Verwendung der Gleichung (Cout - Cin)/Dx bei einer Diffusion bewegen. Cout und Cin sind die Konzentrationen innerhalb und außerhalb der Zelle und Dx ist die Dicke der Zellwand. Wenn Cout höher als Cin ist, ist der Konzentrationsgradient positiv, sodass sich das Nettovolumen der Substanz über die Zellwand und in die Zelle bewegt.
Um die Diffusionsgeschwindigkeit zu berechnen, ist die Gleichung dn/dt = P x A X (dC/dx) erforderlich. In dieser Gleichung ist A die Membranfläche und P die Permeabilitätskonstante. Die Konstante P hängt von der Lipidlöslichkeit und -größe des Moleküls ab.
Bei der erleichterten Diffusion ist der Konzentrationsgradientenprozess komplexer. Das Erhöhen des Volumens des gelösten Stoffes, sobald die Konzentration hoch ist, ändert die Diffusionsgeschwindigkeit nicht. Dies liegt daran, dass eine erleichterte Diffusion Trägerproteine erfordert und eine maximale Anzahl (Vmax) vorhanden ist. Die Variable K beeinflusst, wie schnell Trägerproteine gesättigt werden. Moleküleigenschaften beeinflussen sowohl K als auch Vmax.
