Diffusion PharmaWiki

synonym: Diffundieren

Über die Diffusion

Als Diffusion wird die zufällige Bewegung chemischer Elemente, Ionen und Verbindungen von einem Ort mit einer hohen zu einem Ort mit einer tieferen Konzentration bezeichnet. Zugrunde liegt die Brownsche Molekularbewegung. Auch Energie kann diffundieren.

Wird beispielsweise ein Tropfen eines Lebensmittelfarbstoffs in ein Glas Wasser gegeben, verteilen sich die Farbstoffmoleküle mit der Zeit gleichmässig im ganzen Glas.

Diffusion, zum Vergrössern anklicken. Illustration © PharmaWiki

Das Wasser als Ganzes bewegt sich nicht fort, es bleibt im Glas und es ist kein Umrühren mit einem Löffel erforderlich. Die Diffusion ist also nicht die Folge einer externen Einwirkung einer Kraft.

Die Diffusion findet im festen, flüssigen und gasförmigen Aggregatzustand statt. So verteilt sich beispielsweise ein Raumspray nach dem einmaligen Sprühen im ganzen Zimmer.

Der Unterschied der Konzentrationen wird als Konzentrationsgradient oder -gefälle bezeichnet. Die Diffusion führt zum Ausgleich der Konzentrationen.

Die Diffusion spielt in der Pharamzie unter anderem in der Pharmakokinetik eine zentrale Rolle, also bei der Freisetzung der Wirkstoffe aus der Arzneiform, beim Überqueren der Darmzellen (Absorption), bei der Verteilung zum Drug Target, beim Transport in die Leberzellen und beim Metabolismus und schliesslich bei der Elimination an der Niere.

Pharmazeutische Wirkstoffe mit einer ausreichenden Lipophilie diffundieren einerseits passiv über

Zellmembranen (passive Diffusion). Mithilfe von Transportern kann der Übertritt erleichtert werden, einerseits entlang eines Gradienten, andererseits unter Verbrauch des Energieträgers ATP auch gegen das Konzentrationsgefälle. Es wird zwischen der erleichterten Diffusion und dem aktiven Transport unterschieden.

Transportmechanismen für Wirk- und Nährstoffe an Darmzellen, zum Vergrössern anklicken. Illustration © PharmaWiki

Die → Osmose ist ein anderes Phänomen, bei welchem das Lösungsmittel (häufig Wasser) vom Ort einer tiefen Konzentration gelöster Stoffe durch eine semipermeable Membran zu einem Ort mit einer hohen Konzentration der Stoffe diffundiert.

In der Physik wird die Diffusion mit dem Fickschen Diffusionsgesetz beschrieben.

siehe auch

Osmose, Zellmembranen

Literatur

• Fachliteratur
• Lehrbücher der Physik

Autor

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Der Autor dieses Artikels ist Dr. Alexander Vögtli. Dieser Artikel wurde zuletzt am 30.9.2022 geändert.
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