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A difusão é uma função essencial nos organismos vivos. Difusão é o movimento aleatório, mas direcional, de moléculas de um local de alta concentração para um local de baixa concentração. Esse conceito simples descreve o processo pelo qual as células trocam gases tóxicos por gases que sustentam a vida. Também descreve como as células nervosas são capazes de transmitir sinais elétricos entre si. A difusão diz às células embrionárias para onde rastrear e quando elas chegaram. A difusão também permite reduzir a perda de calor do corpo para o ambiente circundante.
Troca de Gás
Os pulmões têm pequenos sacos vazios do tipo uva que são o centro das trocas gasosas. As células do corpo estão constantemente produzindo moléculas de energia para sustentar suas atividades diárias. Não apenas esse processo, chamado respiração celular, requer gás oxigênio para funcionar, como também produz gás dióxido de carbono, que é tóxico para as células. O dióxido de carbono produzido pelas células em todo o corpo é transportado no sangue para os pulmões. Nos pulmões, o dióxido de carbono difunde-se do sangue para os sacos semelhantes a uvas. O gás oxigênio que foi aspirado pelos pulmões segue na direção oposta. O oxigênio entra no sangue. Essa troca vital de gases ocorre por difusão através de finas camadas de células nos vasos sanguíneos que circundam os sacos tipo uva.
Impulsos nervosos
As células nervosas chamadas neurônios se comunicam com outras células através de sinais elétricos ao longo de sua membrana celular. Em repouso, o interior da membrana do neurônio é carregado negativamente, enquanto o exterior é carregado positivamente. Um sinal elétrico é gerado quando a membrana permite que os íons externos fluam para a célula. Essa entrada altera a carga no interior da membrana de negativa para positiva. Essa chave responsável é um sinal elétrico que se move para baixo no comprimento do braço de um neurônio. O movimento de íons que gera eletricidade é difusão.
Gradientes de morfogênio
Desenvolvimento embrionário é o processo no qual órgãos, membros e asas começam a se desenvolver. O processo no qual um embrião muda de forma para começar a parecer um adulto em miniatura é possível por causa da difusão. Diferentes grupos de células em diferentes partes do embrião liberam proteínas chamadas morfogênios. Os morfogênios são como perfume, atraindo células de longe para se aproximar. O desenvolvimento embrionário é uma bela sinfonia de muitos gradientes morfogênicos que se sobrepõem e competem entre si. O resultado é que as pernas apenas se desenvolvem no corpo, as antenas apenas na cabeça e as asas nas costas de um animal. Gradientes de morfogênio são possíveis porque as proteínas se difundem.
Troca de calor contra-corrente
Os homeotérmicos são animais que regulam internamente a temperatura do corpo, em vez de tomar banho ou fugir do sol. Um problema enfrentado pelos homeotermas é a perda de calor em ambientes frios. As baleias assassinas são um exemplo de animais que enfrentam esse problema, pois nadam em água fria. As nadadeiras e barbatanas das baleias assassinas são finas e perdem muito calor na água ao redor. Como nadadeiras e barbatanas fazem parte da baleia, o sangue deve transportar oxigênio e calor do centro do corpo para esses apêndices. Uma das maneiras pelas quais as baleias assassinas preservam o calor é que suas artérias que trazem sangue quente para os apêndices estão próximas das veias que trazem o sangue de volta ao corpo. Assim, o calor que é perdido das artérias que se deslocam em direção à ponta de uma barbatana é absorvido pelo sangue que está nas veias, retornando ao corpo.