Proses transport melalui
membran terjadi melalui 2 mekanisme, yaitu transport aktif dan transport pasif.
Transport pasif terjadi tanpa memerlukan energi sedangkan transport aktif
memerlukan energi.
1. Yang
termasuk transport pasif adalah :
a. difusi
sederhana.
b. transport
dengan fasilitas,
c. transport
lewat ion channel.
A. 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 di imbangi dengan pergerakan jumlah senyyawa 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).
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
- Keracunan
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.
ü 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.
ü 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.
B. Difusi Terfasilitas
Transport dengan cara difusi
fasilitas mempunyai perbedaan dengan difusi sederhana yaitu difusi fasilitas
terjadi melalui carrier spesifik dan difusi ini mempunyai kecepatan transport
maksimum (Vmax). Suatu bahan yang akan ditransport lewat cara ini akan terikat
lebih dahulu dengan carrier protein yang spesifik, dan ikatan ini akan membuka
channel tertentu untuk membawa ikatan ini ke dalam sel. Jika konsentrasi bahan
ini terus ditingkatkan, maka jumlah carrier akan habis berikatan dengan bahan
tersebut sehingga pada saat itu kecepatan difusi menjadi maksimal (Vmax). Pada
difusi sederhana hal ini tidak terjadi, makin banyak bahan kecepatan transport
bahan maakin meningkat tanpa batas.
C. Transport Ion Channel
Transport lewat ion channel
khusus bagi ion-ion yang sulit ditransport secara difusi akibat
muatan listriknya. Ion channel ini mempunyai sifat yang sangat selektif
dan terbukanya channel tersebut akibat potensial listrik sepanjang membran sel
dan melalui ikatan channel dengan hormon atau neurotransmitter.
Osmosis adalah perpindahan air
melalui membran permeabel selektif dari bagian yang lebih encer ke bagian yang
lebih pekat. Membran semipermeabel harus dapat ditembus oleh pelarut, tapi
tidak oleh zat terlarut, yang mengakibatkan gradien tekanan sepanjang membran.
D.
Osmosis
merupakan suatu fenomena alami, tapi dapat dihambat secara buatan dengan
meningkatkan tekanan pada bagian dengan konsentrasi pekat menjadi melebihi
bagian dengan konsentrasi yang lebih encer. Osmosis akan berhenti apabila
konsentrasi kedua zat sama (isotonis).
Misalnya ,sel darah merah
ditempatkan di lauran yang lebih encer maka air akan akan masuk ke dalam sel
darah merah, sehingga sel darah merah akan menggembung atau pecah. Namun kalau
darah ditempatkan di larutan yang lebih pekat, misalkan garam, maka sel darah
merah akan mengerut karena air di dalam darah akan tersedot keluar.
Dalam Osmosis molekul yang
masuk akan menambah volume dan tekanan , tekanan ini diebut tekanan osmosis
karena ditimbulkan oleh pergerakan air dengan cara osmosis. Pergerakan air
dalam sistem osomosis dikendalikan energi bebas pelarut.Sehingga makin pekat
larutan, makin kecil energi bebas. Air bergerak dari larutan yang berenergi
bebas lebih besar atau encer ke larutan yang lebih pekat. Tekanan Osmosis
terhadap dinding sel dinamakan tekanan turgor.
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 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:
- Pergerakan
melalui lapisan ganda lipid.
- Pergerakan
melalui aquaporins (membran protein integral yang dapat berfungsi sebagai
saluran air.
- Osmosis
hanya terjadi ketika membran permeabel terhadap air tetapi tidak untuk pelarut
tertentu.
- Tekanan
osmosis
- Tekanan
hidrostatis
- Pengukuran
tonisitas adalah untuk mengukur dan mengubah volume sel dari kadar air.
2. Transportasi
aktif
Merupakan kebalikan dari
transpor pasif dan bersifat tidak spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan
gradien konsentrasi. Transpor aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein.
Contoh protein yang terlibat dalam transpor aktif ialah channel protein dan carrier
protein, serta ionophore
Transport aktif terbagi atas
transport aktif primer dan sekunder. Transport aktif sekunder juga terdiri atas
co-transport dan counter transport (exchange).
Transport aktif primer memakai
energi langsung dari ATP, misalnya pada Na-K pump dan Ca pump. Pada Na-K pump,
3 Na akan dipompa keluar sel sedang 2 K akan dipompa kedalam sel. Pada Ca pump,
ca akan dipompa keluar sel agar konsentrasi Ca dalam sel rendah.
Pada transpor aktif diperlukan
adanya protein pembawa atau pengemban dan memerlukan energi metabolik yang
tersimpan dalam bentuk ATP. selama transpor aktif, molekul diangkut melalui
gradien konsentrasi. Transpor aktif dibedakan menjadi dua, yaitu transpor aktif
primer dan sekunder.
1. Transpor aktif primer secara
langsung berkaitan dengan hidrolisis ATP yang akan menghasilkan energi untuk
transpor ini. contoh transpor aktif primer adalah pompa ion Na- dan ion K+.
Konsentrasi ion K+ di dalam sel
lebih besar dari pada di luar sel, sebaliknya konsentrasi ion Na+ diluar sel
lebih besar daripada di dalam sel. Untuk mempertahankan kondisi tersebut,
ion-ion Na- dan K+ harus selalu dipompa melawan gradien konsentrasi dengan
energi dari hasil hidrolisis ATP. Tiga ion Na+ dipompa keluar dan dua ion K+
dipompa ke dalam sel. Untuk hidrolis ATP diperlukan ATP-ase yang merupakan
suatu protein transmembran yang berperan sebagai enzim.
Pada proses counter
transport/exchange, masuknya ion Na ke dalam sel akan menyebabkan bahan lain
ditransport keluar. Misalnya pada Na-Ca exchange dan Na-H exchange. Pada Na-Ca
exchange, 3 ion Na akan ditransport kedalam sel untuk setiap 1 ion Ca yang
ditransport keluar sel, hal ini untuk menjaga kadar Ca intrasel, khususnya pada
otot jantung sehingga berperan pada kontraktiitas jantung. Na-H exchange
terutama berperan mengatur konsentrasi ion Na dan Hidrogen dalam tubulus
proksimal ginjal, sehingga turut mengatur pH dalam sel.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar