Na difusão simples, ocorre a passagem de moléculas pequenas apolares ou lipossolúveis/hidrofóbicas de até 24 átomos, e de gases como o oxigênio, nitrogênio e gás carbônico através da bicamada lipídica sem nenhum auxílio até que ocorra um equilíbrio no gradiente de concentração entre o meio extracelular e intracelular. No processo de difusão facilitada, as moléculas atravessam a membrana com a ajuda de proteínas carreadoras específicas chamadas permeases. Essas permeases se ligam às moléculas alvo e as transportam através da membrana, permitindo a passagem de substâncias que não seriam capazes de atravessar a bicamada lipídica sozinhas. Esse tipo de difusão ocorre quando as moléculas são polares ou grandes demais para passar diretamente pela bicamada lipídica.
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