Mekanisme Potensial Aksi dan
Membran Sel
Disusun
untuk memenuhi tugas mata kuliah Fisiologi Hewan
Oleh :
Nama : Ensina Sawor Dea P.
Nim : M0409018
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS
MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS
SEBELAS MARET SURAKARTA
2011
MEMBRAN
SEL
Membran sel
merupakan lapisan yang melindungi inti sel dan sitoplasma. Membran sel
membungkus organel-organel dalam sel. Membran sel juga merupakan alat
transportasi bagi sel yaitu sebagai tempat keluar masuknya zat-zat yang
dibutuhkan san tidak dibutuhkan oleh sel. Struktur membran sel ialah dua lapis
lipid (lipid bilayer) dan memiliki permeabilitas tertentu sehingga tidak semua
molekul dapat melalui membran sel.
Cara zat melewati membran sel
melalui beberapa mekanisme berikut:
1.
Transpor
Pasif: merupakan
perpindahan zat yang tidak memerlukan energi. Perpindahan zat ini terjadi
karena perbedaan konsentrasi antara zat atau larutan. Transpor pasif melalui
peristiwa difusi, osmosis, dan difusi terbantu.
a.
Difusi: proses ini merupakan perpindahan
molekul larutan berkonsentrasi tinggi menuju larutan berkonsentrasi rendah
tanpa melalui selaput membran.
b.
Osmosis:
adalah proses perpindahan air dari zat yang berkonsentrasi rendah (hipotonis)
ke larutan yang berkonsentrasi tinggi (hipertonis) melalui membran
semipermeabel, sehingga didapatkan larutan yang berkonsentrasi seimbang
(isotonis).
c.
Difusi Terbantu: proses difusi terbantu
difasilitasi oleh suatu protein. Difusi terbantu sangat tergantung pada suatu
mekanisme transpor dari membran sel.
2.
Transpor aktif: merupakan transpor
partikel-partikel melalui membran semipermeabel yang bergerak melawan gradien
konsentrasi yang memerlukan energi dalam bentuk ATP. Transpor aktif berjalan
dari larutan yang memiliki konsentrasi rendah ke larutan yang memiliki
konsentrasi tinggi, sehingga dapat tercapai keseimbangan di dalam sel. Adanya
muatan listrik di dalam dan luar sel dapat mempengaruhi proses ini, misalnya
ion K+, Na+dan Cl+. Peristiwa transpor aktif dapat Anda lihat pada peristiwa
masuknya glukosa ke dalam sel melewati membran plasma dengan menggunakan energi
yang berasal dari ATP.
Peristiwa
transpor aktif dibedakan menjadi dua, yaitu endositosis dan eksositosis. Endositosis
dan eksositosis merupakan transpor yang memerlukan energi.
-
Endositosis
merupakan proses masuknya senyawa melalui membran dengan cara pembungkusan
senyawa dan cairan ekstraselular dengan pelekukan ke dalam sebagian membran.
Hal ini terjadi pada organisme uniseluler dan sel darah putih. Jika yang
dimasukkan berupa senyawa padat disebut fagositosis. Sedangkan jika berupa
larutan disebut pinositosis.
-
Eksositosis
merupakan proses pengeluaran zat dari dalam sel keluar sel. Sekret terbungkus
kantong membran yang selanjutnya melebar dan pecah. Eksositosis terjadi pada
beberapa sel kelenjar atau sel sekresi.
POTENSIAL
AKSI SEL
Pada sebuah sel yang dalam keadaan istirahat terdapat
beda potensial di antara kedua sisi membrannya. Keadaan sel yang seperti ini
disebut keadaan polarisasi. Bila sel yang dalam keadaan istirahat/polarisasi
ini diberi rangsangan yang sesuai dan dengan level yang cukup maka sel tersebut
akan berubah dari keadaan istirahat menuju ke keadaan aktif. Dalam keadaan
aktif, potensial membran sel mengalami perubahan dari negatif di sisi dalam
berubah menjadi positif di sisi dalam. Keadaan sel seperti ini disebut dalam
keadaan depolarisasi. Depolarisasi ini dimulai dari suatu titik di permukaan
membran sel dan merambat ke seluruh permukaan membran. Bila seluruh permukaan
membran sudah bermuatan positif di sisi dalam, maka sel disebut dalam keadaan
depolarisasi sempurna.
Setelah mengalami depolarisasi sempurna, sel
selanjutnya melakukan repolarisasi. Dalam keadaan repolarisasi, potensial membran
berubah dari positif di sisi dalam menuju kembali ke negatif di sisi dalam.
Repolarisasi dimulai dari suatu titik dan merambat ke seluruh permukaan membran
sel. Bila seluruh membran sel sudah bermuatan negatif di sisi dalam, maka
dikatakan sel dalam keadaan istirahat atau keadaan polarisai kembali dan siap
untuk menerima rangsangan berikutnya.
Aktivitas sel dari keadaan polarisasi menjadi
depolarisasi dan kemudian kembali ke polarisasi lagi disertai dengan terjadinya
perubahan-perubahan pada potensial membran sel. Perubahan tersebut adalah dari
negatif di sisi dalam berubah menjadi positif dan kemudian kembali lagi menjadi
negatif. Perubahan ini menghasilkan suatu impuls tegangan yang disebut potensial aksi.
Potensial aksi dari suatu sel akan dapat memicu aktivitas sel-sel lain yang ada
di sekitarnya. Berikut ini akan diuraikan bagaimana proses terjadinya potensial
aksi dari suatu sel yang semula dalam keadaan istirahat.
Yang berperan dalam proses depolarisasi maupun
repolarisasi selama berlangsungnya potensial aksi adalah kanal-kanal sodium dan
potasium yang terpicu-tegangan.
Sebuah kanal (misalnya sodium) terpicu-tegangan
mempunyai beberapa bagian fungsional. Salah satunya yaitu untuk menentukan
selektivitas terhadap ion. Untuk kanal sodium, hanya dapat melewatkan ion
sodium saja tidak untuk ion yang lain misalnya potasium. Bagian lainnya yaitu
berfungsi sebagai gerbang (gate) yang dapat membuka atau menutup.
Gerbang tersebut dikendalikan oleh sebuah sensor tegangan, yang menanggapi
level potensial membran. Ada dua macam gerbang yaitu gerbang aktivasi dan
gerbang inaktivasi. Ketika potensial membran normal yaitu -90 mV, gerbang
inaktivasi terbuka tetapi gerbang aktivasi tertutup sehingga menghalangi
masuknya ion sodium ke sisi dalam membran melalui kanal tersebut.
Bila karena sesuatu sebab potensial membran di sisi
dalam berubah menjadi kurang negatif, yaitu manjadi sekitar antara -70 dan -50
mV, maka hal ini akan menyebabkan terjadinya perubahan konformasi dalam gerbang
aktivasi, sehingga gerbang tersebut menjadi terbuka. Keadaan ini disebut
keadaan teraktivasi, yang menaikkan permeabilitas membran terhadap ion sodium
manjadi 500 sampai 5000 kali lipat, sehingga ion-ion sodium dapat dengan cepat
masuk ke dalam sel melalui kanal ini. Masuknya ion sodium ke dalam sel melalui
kanal sodium terpicu-tegangan ini menyebabkan kenaikan potensial membran dengan
cepat dari -90 mV menjadi +35 mV.
Kenaikan potensial membran sel tersebut menyebabkan
gerbang inaktivasi yang semula terbuka menjadi tertutup. Penutupan ini terjadi
sekitar 0,1 ms setelah terbukanya gerbang aktivasi. Berbeda dengan gerbang
aktivasi yang membuka dengan cepat, gerbang inaktivasi ini menutup secara
lambat. Tertutupnya gerbang inaktivasi mengakibatkan ion sodium tidak lagi
dapat mengalir ke dalam sel melalui kanal ini, sehingga potensial membran
berubah menuju ke keadaan istirahat. Proses ini disebut repolarisasi.
Gerbang inaktivasi yang tertutup tersebut akan tetap
tertutup sampai potensial membran kembali ke atau mendekati level potensial
istirahat. Oleh karena itu, biasanya kanal sodium terpicu-tegangan tidak dapat
terbuka kembali sebelum sel kembali ke keadaan repolarisasi terlebih dahulu.
Dalam otot jantung, disamping kanal sodium
terpicu-tegangan terdapat juga kanal kalsium-sodium terpicu-tegangan yang juga
ikut berperan dalam proses depolarisasi. Kanal ini permeabel terhadap ion
kalsium maupun sodium. Jika kanal ini terbuka maka ion-ion kalsium dan sodium
dapat mengalir ke dalam sel. Kanal ini teraktivasi dengan lambat, yaitu
memerlukan waktu 10 sampai 20 kali lebih lama dibanding kanal sodium
terpicu-tegangan. Oleh karena itu kanal ini disebut sebagai kanal lambat,
sedang kanal sodium disebut kanal cepat. Terbukanya kanal kalsium-sodium
memungkinkan ion kalsium masuk ke dalam sel. Karena ion kalsium bermuatan
positif, maka masuknya ion ini ke dalam sel mengakibatkan perpanjangan proses
depolarisasi, atau dengan kata lain terjadi penundaan proses repolarisasi.
Dalam proses repolarisasi, yang juga ikut berperan
adalah kanal kalsium terpicu-tegangan. Dalam keadaan istirahat, gerbang kanal
ini tertutup sehingga ion potasium tidak dapat mengalir melalui kanal ini. Pada
saat potensial membran naik dari -90 mV menuju nol, pada kanal ini terjadi
pembukaan konformasi gerbang sehingga ion potasium dapat mengalir keluar sel
melalui kanal ini. Akan tetapi, karena adanya sedikit penundaan (delay),
kanal potasium ini terbuka pada saat yang bersamaan dengan mulai tertutupnya
kanal sodium. Kombinasi antara berkurangnya ion sodium yang masuk ke dalam sel
dan bertambahnya ion potasium yang keluar sel mengakibatkan peningkatan
kecepatan proses repolarisasi menuju potensial membran istirahat.
Perubahan-perubahan potensial membran mulai keadaan
istirahat, depolarisasi, repolarisasi, dan kembali istrahat diperlihatkan dalam
Gambar 5. Perubahan potensial tersebut berupa impuls yang disebut potensial
aksi sel. Ada lima fase dalam potensial aksi tersebut yaitu fase 4, 0, 1, 2,
dan 3. Fase 4 adalah fase istirahat sel.
Fase 0
adalah fase pada saat kanal sodium terpicu-tegangan (kanal cepat) terbuka
sehingga ion-ion sodium dengan cepat masuk ke dalam sel. Fase 1 adalah fase
pada saat kanal potasium mulai membuka (dengan lambat). Fase 2 adalah kombinasi
fase menutupnya kanal sodium terpicu-tegangan, membukanya kanal kalsium-sodium
terpicu-tegangan (kanal lambat), dan membukanya kanal potasium
terpicu-tegangan. Fase ini disebut plateau. Fase 3 adalah fase kombinasi
menutupnya kanal-kanal sodium dan kalsium-sodium terpicu-tegangan serta
membukanya kanal potasium terpicu-tegangan. Selanjutnya sel kembali ke fase 4,
yaitu fase Pompa Na+-K+.
Potensial aksi ditimbulkan oleh adanya sensasi yang
dirasakan oleh tubuh. Terdapat 5 rasa yang dapat kita terima yaitu bau, suara,
rasa, sentuhan, dan cahaya. Pada saat ini kita dapat membagi sensasi menjadi
dua yaitu:
A.
General
sense
Dimana
reseptornya secara luas tersebar di tubuh.General sense ini dapat dibagi
menjadi 2 bagian yaitu :1. Somatic
senseMenyediakan informasi sensorik tentang tubuhdan lingkungan sekitar, yang
termasuk dalamnyaadalah sentuhan, tekanan, suhu, propriosepsi, dannyeri.2.
Visceral senseMenyediakan informasi tentang keadaanorganinternal, yang terutamanya nyeri dan tekanan.
B. Special sense
Lebih mengkhusus pada struktur maupun penempatan pada
organ tubuh. Yang termasuk dalam spesial sense adalah bau, rasa, suara, cahaya,
keseimbangan.
Sumber: dari berbagai sumber
Tidak ada komentar:
Posting Komentar