Transportasi Melalui Membran Plasma

Translate by Fahmi Arief Hidayat

Transportasi di membran plasma sangat penting bagi kehidupan sel diantaranya adalah:
• Perpindahan zat tertentu melalui sel untuk mendukung reaksi metabolisme.
• Zat tertentu dihasilkan oleh sel seperti bahan limbah sel yang harus dikeluarkan


Terdapat 2 jenis proses transportasi diantaranya adalah:
Transportasi Pasif
o Zat yang melintasi membran akan turun gradien konsentrasinya dalam suatu
perpindahan molekul.
o Energi kinetik merupakan partikel dasar yang bergerak.
o Tidak ada masukan energi dari sel.
o Misalnya: Difusi, Osmosis.
o Zat-Zat difusi difasilitasi harus mengikat protein yang spesifik agar dapat melintasi
membran sel.

Transportasi aktif
o Sel energi digunakan untuk perubahan zat yang melawan terhadap gradien konsentrasi.
o Sel energi dalam bentuk ATP


Transportasi pasif

Difusi
Difusi merupakan pergerakan senyawa dari daerah konsentrasi tinggi ke rendah. Perbedaan konsentrasi antara kedua daerah ini sering disebut sebagai “gradien konsentrasi”, difusi akan terus berlangsung sampai gradien ini telah dieliminasi. Difusi yang bergerak dari daerah konsentrasi tinggi menuju ke rendah, (dibandingkan dengan transpor aktif , yang sering melintasi dari daerah konsentrasi rendah ke daerah konsentrasi yang lebih tinggi, dan itu disebut juga "melawan gradien konsentrasi").


ketika gradien konsentrasi telah dieliminasi, maka tidak ada pertukaran maupun perubahan senyawa yang terjadi. Meskipun senyawa bisa melintasi keluarnya dari satu daerah ke daerah yang lain, maka akan diimbangi dengan pergerakan jumlah senyawa yang sama ke arah yang berlawanan.
Difusi secara biologis sangatlah penting, karena gradien konsentrasi dalam tubuh akan segera dibuang. Misalnya, aktivitas metabolisme yang mengkonsumsi oksigen, yang akan mengurangi konsentrasi dalam aliran darah; difusi oksigen dalam alveoli paru-paru memungkinkan untuk diisi ulang.
Sebuah proses pasif di mana suatu pencampuran acak oleh zat partikel yang terjadi karena energi kinetik.
kedua zat pertikel yang terlarut (zat terlarut) dan pelarut (larutan yang mengalami
difusi)

o Jika suatu zat yang terlarut dalam keadaan konsentrasinya tinggi di satu bidang larutan
dan zat molekul yang terlarut akan segera menyebar ke daerah yang konsentrasinya
lebih rendah. kemudian menjadi merata di seluruh larutan dan dikatakan dalam keadaan
equilibrium. Partikel akan terus bergerak secara acak oleh energi kinetik, tanpa adanya
perubahan konsentrasi.

• Zat juga dapat menyebar melalui membran permeabel.

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju difusi melintasi membran plasma

§ Kecuraman dari gradien konsentrasi
• Semakin besar perbedaan antara kedua sisi membran, semakin tinggi tingkat difusi.

§ Suhu
• Semakin tinggi suhu, semakin cepat laju difusi.

§ Massa zat menyebarkan
• Semakin besar penyebaran massa partikel, semakin lambat laju difusinya.

§ Luas permukaan
• Semakin besar luas permukaan membran yang tersedia, semakin cepat lajunya difusi.
Misalnya: kantung udara dari paru-paru memiliki luas permukaan yang besar untuk difusi oksigen dari udara ke dalam penyakit paru-paru. Beberapa diantaranya seperti emfisema, yang mengurangi area permukaan, dapat memperlambat laju difusi oksigen dan mudah kesulitan dalam bernapas.

§ Jarak Difusi
• Semakin besar jarak dimana difusi harus terjadi, lama waktu yang dibutuhkan.
Difusi yang melintasi membran plasma hanya membutuhkan beberapa sekian detik, karena cairan membran pneumonia terkumpul dalam paru-paru, cairan tambahan dapat meningkatkan jarak difusi karena oksigen harus bergerak melalui kedua cairan membran untuk mencapai darah.


Difusi melalui lapisan ganda pada lipid.

§ Struktur kerangka dasar selaput plasma lipid merupakan lapisan ganda.
§ Non polar, molekul hidrofobik berdifusi bebas melalui lapisan ganda lipid membran
plasma sel dengan bantuan protein. Misalnya: O 2, CO 2, gas Nitrogen, asam lemak,
steroid, vitamin yang larut dalam lemak.
§ Misalnya: Pergerakan oksigen dan karbon dioksida antara darah dan badan sel. dan
Pergerakan oksigen dan karbondioksida antara darah dan udara selama proses
pernafasan

Difusi ion melalui membran.

§ Saluran membran sebagian besar melalui saluran ion.
§ Setiap ion dapat berdifusi melintasi membran hanya pada tempat-tempat tertentu.
§ Dalam plasma membran, saluran ion selektif yang paling banyak adalah Kalium atau saluran ion. Klorida tersedia untuk ion natrium dan kalsium.
§ Difusi ion umumnya lebih lambat daripada difusi melalui lipid bilayer. Walaupun
lebih dari satu juta ion kalium tetap dapat mengalir melalui saluran K dalam satu detik!
§ sebuah saluran dikatakan sebagai gerbang dari saluran protein bertindak sebagai "plug" atau "gerbang", dalam mengubah bentuk dengan cara membuka dan menutup pori-pori.
§ Ketika gerbang saluran terbuka, ion berdifusi masuk atau keluar dari sel, maka turunlah
gradien konsentrasi kimianya .
§ membran plasma dari berbagai perbedaan jenis sel yang memiliki jumlah saluran ion dan menunjukkan permeabilitas yang berbeda dalam berbagai macam ion.

Osmosis
Osmosis merupakan proses perpindahan atau pergerakan molekul antara zat pelarut, dari larutan yang konsentrasi zat pelarutnya tinggi menuju larutan yang konsentrasi zat pelarutnya rendah melalui selaput atau membran selektif permeabel atau semi permeabel. (Dalam proses biologi, biasa dikenal dengan istilah difusi terhadap molekul air) Sebagian besar membran sel-sel permeabel segera menuju ke air, dan difusi air berperan penting dalam fungsi kehidupan biologi. Istilah khususnya biasa disebut juga dengan osmosis.
Apa yang membuat pergerakan jaringan dari pelarut dapat melalui permukaan membran permeabel yang selektif.
Dalam sistem kehidupan, Pelarut merupakan air yang digerakkan oleh osmosis melalui membran plasma dari permukaan air yang konsentrasinya tinggi menuju ke permukaan yang konsentrasinya rendah.
Dengan kata lain, air bergerak melalui selaput selektif permiabel dari permukaan konsentrasi pelarutnya yang lebih rendah ke permukaan konsentrasi pelarutnya yang lebih tinggi.
Molekul air dalam melewati membran plasma terdapat 2 cara yaitu:
o Pergerakan melalui lapisan ganda lipid
o Pergerakan melalui aquaporins (membran protein integral yang dapat berfungsi sebagai saluran air
o Osmosis hanya terjadi ketika membran permeabel terhadap air tetapi tidak untuk pelarut tertentu.
o tekanan osmosis
o tekanan hidrostatis
Pengukuran tonisitas adalah untuk mengukur dan mengubah volume sel dari kadar air.
o o o hipotonik, isotonik, Hipertonik
Penggunaan Medis Isotonik, Hipertonik dan hipotonik.

Isotonik
o RBC dan sel-sel tubuh lainnya akan rusak jika terkena larutan hipertonik. Jadi
sebagian besar fluds 4 merupakan isotonik.
• Misalnya: Larutan garam isotonik (0,9% NaCl)
• D5W (dekstrosa 5% dalam air)

Hipertonik
o Manitol sangat berguna untuk mengobati pasien dengan cairan pada otak serebral
dimana adanya kelebihan cairan interstisial di dalam otak. Penyebabnya osmosis dari
cairan interstisial ke darah. Ginjal dapat mengekskresikan kelebihan air dari darah
menuju urin.

Hipotonik
o Diberikan melalui urat nadi yang dapat digunakan untuk mengobati orang yang
sedang mengalami dehidrasi. Dalam larutan hipotonik bergerak dari darah ke dalam
cairan interstisial dan kemudian ke sel-sel tubuh untuk rehidrasi.

Difusi Difasilitasi
Difusi difasilitasi (facilitated diffusion) adalah pergerakan zat yang melintasi membran sel dan melibatkan protein pembawa. Protein pembawa tergolong protein transmembran yang memiliki tempat pelekatan terhadap ion atau molekul yang akan ditransfer ke dalam sel. Setiap molekul atau ion memiliki protein pembawa yang khusus, misalnya untuk pelaluan suatu molekul glukosa diperlukan protein pembawa yang khusus untuk mentransfer glukosa ke dalam sel. Ingatlah, bagaimanapun juga, bahwa difusi difasilitasi adalah proses pasif, dan zat yang terlarut akan segera bergerak ke bawah gradien konsentrasi.
Kantung-kantung alveoli/grapikel kecil yang terletak di ujung dari tabung bronkial. Di sinilah tempat oksigen akan berdifusi ke dalam alveoli dan dipertukarkan dengan karbon dioksida.
• Dilakukan oleh zat terlarut yang melalui kutub atau melalui lapisan ganda lipid kemudian menyebar melalui saluran membran.
• Zat yang terlarut akan mengikat ke sebuah pembawa (transporter) tertentu di salah satu sisi membran dan akan melepaskan ke daerah sisi lain setelah pembawa (transporter) mengalami perubahan bentuk.
• Zat yang terlarut akan lebih sering dibawa ke daerah sisi membran dengan konsentrasi zat terlarut lebih tinggi.
• Tingkat difusi difasilitasi ditentukan oleh kecuraman dari gradien konsentrasi dalam melintasi membran.
• Jumlah pembawa sudah tersedia dalam membran plasma batas atas tempat yang maksimum dalam mengangkut semua pengangkutan yang ditempati. akhirnya, transportasi secara maksimum akan segera tercapai, dan tidak ada lagi peningkatan lebih lanjut melalui gradien konsentrasi. Tapi, difusi difasilitasi akan tetap meningkat.
• Misalnya: Hormon Insulin mempromosikan penyisipan banyak jenis salinan tertentu Glukosa akan dibawa ke dalam membran plasma sel tertentu, dengan demikian akan berpengaruh terhadap insulin dalam meningkatkan glukosa yang akan dibawa ke membran plasma untuk difusi difasilitasi glukosa menjadi transporter sel yang lebih. Dengan adanya badan sel dapat mengambil glukosa dari darah dengan cepat.

Penyaringan
Filtrasi adalah pergerakan air dan zat molekul yang terlarut melintasi membran sel karena tekanan hidrostatik yang dihasilkan oleh sistem kardiovaskular. Tergantung pada ukuran pori-pori membran, hanya zat terlarut dari suatu ukuran tertentu yang bisa melewatinya. Misalnya, membran pori-pori kapsula Bowman dalam ginjal yang bentuknya sangat kecil, dan hanya albumin yang merupakan bagian terkecil dari protein, memiliki perubahan yang bisa dijadikan sebagai filtrasi sampai selesai, di dalam membran pori-pori, hati sel-sel yang sangat besar, memungkinkan berbagai zat yang terlarut dapat di metabolisme