Diffuusio on ilmiö, jossa molekyylit pyrkivät siirtymään väkevämmästä pitoisuudesta laimeampaan tasoittaen mahdolliset pitoisuuserot ajan mittaan.(1) Happimolekyylit siirtyvät diffuusion avulla keuhkorakkuloista hiussuoniin ja hiilidioksidi vastaavasti hiussuonista keuhkorakkuloihin. Kaasumolekyylit siirtyvät suoraan keuhkorakkuloiden ja hiussuonten seinämien läpi, jotka ovat molemmat vain yhden solukerroksen paksuisia, jotta kaasujen vaihto olisi tehokasta. Tehokkaaseen diffuusioon tarvitaan myös laaja pinta-ala, minkä vuoksi keuhkorakkuloita on ihmisellä noin 300 miljoonaa ja hiussuoniverkosto on hyvin tiheä keuhkorakkuloiden ympärillä.(2)
Yksinkertaistettu kuva diffuusiosta solukalvon läpi.
Esimerkki: Hapen ja hiilidioksidin diffuusio keuhkorakkulan ja kapillaarisuoniston välillä:
Keuhkovaltimon happiosapaine on luokkaa 5 kPa ja alveolissa sisäänhengityksen jälkeen n. 13 kPa. Happi diffundoituu kapillaariin, kunnes sen osapaine on keuhkovaltimopuolella sama kuin alveolissakin. Verisolut viipyvät alveolin alueella n. 0,75 sekuntia, josta 0,25 s tarvitaan hapen siirtymiseen. Keuhkolaskimon hiilidioksidiosapaine voi olla luokkaa 6 kPa ja tuuletetun alveolin n. 5 kPa. Hiilidioksidia diffundoituu alveoliin, kunnes keuhkolaskimo saavuttaa alveolissa olleen tason 5 kPa. Tapahtuma voi olla n. 20 kertaa niin nopea kuin hapen siirtyminen vastakkaiseen suuntaan.(3)