Ion Dan Pompa Ion
-
Upload
nurhanifa-budiarti -
Category
Documents
-
view
183 -
download
6
description
Transcript of Ion Dan Pompa Ion
Distribusi ion dan pompa ion
3/27/2015*
elektrolit dapat diklasifikasikan menjadi 2 jenis yaitu kationdan anion. Jika elektrolit mempunyai muatan positif (+) makaelektrolit tersebut disebut sebagai kation sedangkan jikaelektrolit tersebut mempunyai muatan negatif (-) makaelektrolit tersebut disebut sebagai anion. Contoh dari kationadalah natrium (Na+ ) dan nalium (K+ ) & contoh dari anionadalah klorida (Cl- ) dan bikarbonat (HCO3
- ). Elektrolit-elektrolit yang terdapat dalam jumlah besar di dalam tubuhantara lain adalah natrium (Na+ ), kalium (K +), kalsium (Ca2
+ ),magnesium (Mg+ ), klorida (Cl- ), bikarbonat (HCO- ), fosfat(HPO4
2+ ) dan sulfat (SO 2+)
3/27/2015*
ELEKTROLIT
Di dalam tubuh manusia, kesetimbangan antara air (H2O)-
elektrolit diatur secara ketat agar sel-sel dan organ tubuh dapat
berfungsi dengan baik. Pada tubuh manusia, elektrolit-elektrolit
ini akan memiliki fungsi antara lain dalam menjaga tekanan
osmotik tubuh, mengatur pendistribusian cairan ke dalam
kompartemen badan air (body’s fluid compartement), menjaga
pH tubuh dan juga akan terlibat dalam setiap reaksi oksidasi dan
reduksi serta ikut berperan dalam setiap proses metabolisme.
3/27/2015*
Berdasarkan kebutuhannya di dalam tubuh, mineral dapat
digolongkan menjadi 2 kelompok utama yaitu mineral makro dan
mineral mikro.
Mineral makro adalah mineral yang menyusun hampir 1% dari total
berat badan manusia dan dibutuhkan dengan jumlah lebih dari
1000 mg/hari, sedangkan mineral mikro (Trace ) merupakan mineral
yang dibutuhkan dengan jumlah kurang dari 100 mg /hari dan
menyusun lebih kurang dari 0.01% dari total berat badan.
3/27/2015*
Mmineral makro dan mikro
Mineral yang termasuk di dalam kategori mineral makro utama
adalah kalsium (Ca), fosfor (P), magnesium (Mg), sulfur (S), kalium
(K), klorida (Cl), dan natrium (Na). Sedangkan mineral mikro terdiri
dari kromium (Cr), tembaga (Cu), fluoride (F), yodium (I) , besi (Fe),
mangan (Mn), silisium (Si) and seng (Zn).
3/27/2015*
Dalam komposisi air keringat, tiga mineral utama yaitu
natrium, kalium & klorida merupakan mineral dengan konsentrasi
terbesar yang terdapat di dalamnya. Sehingga dengan semakin
besar laju pengeluaran keringat, maka laju kehilangan natrium ,
kalium dan klorida dari dalam tubuh juga akan semakin besar.
Diantara ketiganya, natrium dan klorida merupakan
mineral dengan konsentrasi tertinggi yang terbawa keluar tubuh
melalui kelenjar keringat (sweat glands)..
3/27/2015*
Di dalam produk pangan atau di dalam tubuh, natrium
biasanya berada dalam bentuk garam seperti natrium klorida (NaCl).
Di dalam molekul ini, natrium berada dalam bentuk ion sebagai Na+ .
Diperkirakan hampir 100 gram dari ion natrium (Na + ) atau
ekivalen dengan 250 gr NaCl terkandung di dalam tubuh manusia.
Garam natrium merupakan garam yang dapat secara cepat diserap
oleh tubuh dengan minimum kebutuhan untuk orang dewasa berkisar
antara 1.3-1.6 gr/hari (ekivalen dengan 3.3-4.0 gr NaCl/hari).
Setiap kelebihan natrium yang terjadi di dalam tubuh dapat
dikeluarkan melalui urin & keringat.
3/27/2015*
Natrium
Hampir semua natrium yang terdapat
di dalam tubuh akan tersimpan di
dalam soft body tissue dan cairan
tubuh. Ion natrium (Na + ) merupakan
kation utama di dalam cairan
ekstrasellular (ECF) dengan konsentrasi
berkisar antara 135-145 mmol/L. Ion
natrium juga akan berada pada cairan
intrasellular (ICF) namun dengan
konsentrasi yang lebih kecil yaitu ± 3
mmol/L.
3/27/2015*
Sebagai kation utama dalam cairan ekstrasellular, natrium akan
berfungsi untuk menjaga keseimbangan cairan di dalam tubuh,
menjaga aktivitas saraf , kontraksi otot dan juga akan berperan
dalam proses absorpsi glukosa. Pada keadaan normal, natrium
(Na+) bersama dengan pasangan (terutama klorida, Cl -) akan
memberikan kontribusi lebih dari 90% terhadap efektif osmolalitas
di dalam cairan ekstrasellular
3/27/2015*
Kalium merupakan ion bermuatan positif (kation) utama yang
terdapat di dalam cairan intrasellular (ICF) dengan konsentrasi
±150 mmol/L. Sekitar 90% dari total kalium tubuh akan berada di
dalam kompartemen ini. Sekitar 0.4% dari total kalium tubuh
akan terdistribusi ke dalam ruangan vascular yang terdapat pada
cairan ekstraselular dengan konsentrasi antara 3.5-5.0 mmol /L.
3/27/2015*
Kalium
Konsentrasi total kalium di dalam tubuh diperkirakan
sebanyak 2g/kg berat badan. Namun jumlah ini dapat bervariasi
bergantung terhadap beberapa faktor seperti jenis kelamin, umur dan
massa otot (muscle mass). Kebutuhan minimum kalium diperkirakan
sebesar 782 mg/hari.
Di dalam tubuh kalium akan mempunyai fungsi dalam
menjaga keseimbangan cairan-elektrolit dan keseimbangan asam basa.
Kalium akan berperan dalam transmisi saraf, pengaturan enzim dan
kontraksi otot. Hampir sama dengan natrium, kalium juga merupakan
garam yang dapat secara cepat diserap oleh tubuh. Setiap kelebihan
kalium yang terdapat di dalam tubuh akan dikeluarkan melalui urin
serta keringat
3/27/2015*
Elektrolit utama yang berada di dalam cairan ekstraselular (ECF)
adalah elektrolit bermuatan negatif - - yaitu klorida (Cl ). Jumlah ion
klorida (Cl ) yang terdapat di dalam jaringan tubuh diperkirakan
sebanyak 1.1 g/ Kg berat badan dengan konsentrasi antara 98-106
mmol / L. Konsentrasi ion klorida tertinggi terdapat pada cairan
serebrospinal seperti otak atau sumsum tulang belakang, lambung
dan juga pankreas.
3/27/2015*
Klorida
Sebagai anion utama dalam cairan ekstraselullar, ion klorida juga
akan berperan dalam menjaga keseimbangan cairan-elektrolit.
Selain itu, ion klorida juga mempunyai fungsi fisiologis penting
yaitu sebagai pengatur derajat keasaman lambung dan ikut
berperan dalam menjaga keseimbangan asam-basa tubuh. Bersama
dengan ion natrium (Na+ ), ion klorida juga merupakan ion dengan
konsentrasi terbesar yang keluar melalui keringat.
3/27/2015*
3/27/2015*
3/27/2015*
TRANSPOR MEMBRAN
PRINSIP DASAR TRANSPOR Melalui MEMBRAN:
Setiap molekul memiliki kecendrungan utk menempati
ruang dg merata
Molekul pd konsentrasi ↑ memiliki tekanan lbh besar
Setiap molekul mempunyai kecendrungan utk selalu
bergerak krn mengandung energi kinetik
3/27/2015*
TRANSPOR MOLEKUL-MOLEKUL KECIL
Transpor pasif
Transpor aktif
→ dilakukan secara terpadu →mempertahankan kondisi
intraseluler → tetap konstan
Transpor pasif dibedakan mjd :
1. Difusi sederhana melalui lipid bilayer
2. Difusi sederhana melalui protein channel
3. Difusi dipermudah atau difasilitasi
4. Osmosis.
3/27/2015*
3/27/2015*
Proses difusi biasanya bergantung pd bbrp faktor yaitu:
Wujud materi
Suhu
Ukuran molekul
Konsentrasi
3/27/2015*
a. Transpor Pasif
. Difusi
Partikel (ion atau molekul) suatu substansi yang terlarut selalu bergerak dan
cenderung menyebar dari daerah yang konsentrasinya tinggi ke konsentrasi
yang lebih rendah sehingga konsentrasi substansi partikel tersebut merata.
Perpindahan partikel seperti ini disebut difusi. Beberapa faktor yang
mempengaruhi laju difusi ditentukan sesuai dengan hukum Fick (Fick’s law of
diffusion). Faktor-faktor tersebut adalah:
1. Peningkatan perbedaan konsentrasi substansi.
2. Peningkatan permeabilitas.
3. Peningkatan luas permukaan difusi.
4. Berat molekul substansi.
5. Jarak yang ditempuh untuk difusi3/27/2015
*
1) Mekanisme difusi sederhana
Bersifat larut dlm lemak/lipid → menembus lipid
bilayer
Membran sel permeabel terhadap molekul larut
lemak seperti hormon steroid, vitamin A, D, E, dan
K serta bahan-bahan organik yang larut dalam
lemak
membran sel juga sangat permeabel terhadap
molekul anorganik seperti O,CO2, HO, dan H2O
3/27/2015*
3/27/2015*
2) Mekanisme Difusi Difasilitasi
zat yg dpt mll membran plasma yg melibatkan protein
pembawa/protein transporter.
Seperti: asam amino,glukosa dan bbrp garam mineral
Protein pembawa utk glukosa banyak ditemukan pd:
- sel-sel rangka,
- otot jantung,
- sel-sel lemak dan sel-sel hati,
→ karena sel – sel tsbt selalu membutuhkan glukosa
untuk diubah menjadi energi.
3/27/2015*
3/27/2015*
Difusi Difasilitasi
3/27/2015*
3) Mekanisme osmosis
Bila suatu larutan dipisahkan oleh suatu membran yang semipermeabel
dengan larutan yang volumenya sama namun berbeda konsentrasi zat yang
terlarut, maka terjadi perpindahan air/ zat pelarut dari larutan dengan
konsentrasi zat terlarut yang rendah ke larutan dengan konsentrasi zat
terlarut lebih tinggi. Perpindahan seperti ini disebut dengan osmosis.
Hipertonis : larutan yg konsentrasi zat terlarutnya lebih ↑di luar sel
dibandingkan dg larutan di dalam sel
Isotonis: larutan yg konsentrasinya = lar. di dalam sel
Hipotonis: larutan yg konsentrasi zat terlarutnya diluar sel lebih ↓ dari
pada di dalam sel
3/27/2015*
3/27/2015*
3/27/2015*
3/27/2015*
3/27/2015*
b) Transpor aktif
Transport aktif diperlukan untuk mengembalikan partikel yang telah
berdifusi secara pasif dari daerah yang konsentrasinya rendah ke
daerah yang konsentrasinya lebih tinggi. Contoh: Pompa Na-K.
Diperlukan protein pembawa dan energi metabolik yang tersimpan
dalam bentuk ATP
Transpor aktif berhenti jika didinginkan pd suhu 2 – 4oC, ada
racun/kehabisan energi
Diperlukan utk memelihara keseimbangan molekul2 kecil di dlm sel
Transpor aktif dibedakan menjadi dua, yaitu transpor aktif primer dan
sekunder.
3/27/2015*
Transpor aktif primer
secara langsung berkaitan dg hidrolisis ATP → energi.
Cont: pompa ion Na+ dan ion K+.
Transpor aktif:
Na-K pump, 3 Na akan dipompa keluar sel sedang 2 K akan
dipompa kedalam sel (Na+/K+ ATP ase )
Ca2+ ATP ase transport Ca dr RE ke luar/kedlm RE
H+/K+ ATP ase pd sel epitel dlm sal.pencernaan
Pompa H+ ATP ase pd tumbuhan
3/27/2015*
3/27/2015*
3/27/2015*
Tranpor aktif sekunder
pengangkutan gabungan yaitu pengangkutan ion-ion bersama dg
pengangkutan molekul lain.
Transport aktif sekunder terdiri:co-transport dan counter transport
(exchange).
3/27/2015*
Transport sekunder counter-transport
Pada proses ini, masuknya ion Na ke dalam sel akan menyebabkan
bahan lain ditranspor 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, → menjaga kadar Ca
intrasel, khususnya otot jantung → kontraktilitas jantung.
Na-H exchange → mengatur konsentrasi ion Na dan Hidrogen dlm
tubulus proksimal ginjal,→ mengatur pH dalam sel.
3/27/2015*
3/27/2015*
TRANSPOR MOLEKUL-MOLEKUL BESAR
melibatkan pembentukan vakuola/ vesikel dg cara endositosis.
Berdasarkan ukuran vakuolanya, endositosis dibedakan atas pinositosis dan
fagositosis
Pada pinositosis :
materi yang masuk berupa larutan
vakuola endositik berukuran kecil ( < 150 nm )
Vakuola yang terbentuk dinamakan pinosom.
Pada fagositosis:
materi yang dimasukkan ke dalam sel berupa partikel
vakuola yang terbentuk berukuran < 250 nm.
Vakuola yang terbentuk dinamakan fagosom.
3/27/2015*
Eksositosis :
Pengeluaran makro molekul dr dalam sel
Proses eksositosis merupakan kebalikan dari
endositosis.
Vakuola yg berisi makro molekul yg akan dikeluarkan,
berfusi dg membran plasma, selanjutnya isi vakuola akan
dikeluarkan dari sel.
3/27/2015*
Fagositosis dan Pinositosis
Transport molekul besar lewat mekanisme fagositosis (eksositosis,
endositosis) dan pinositosis.
Pinositosis disebut juga drinking sel, sebab yg ditransport adalah
molekul yg mengandung cairan ekstrasel. Molekul tadi ditelan
seluruhnya dan terbentuk dlm vesikel pinositik.
Mekanisme = proses fagositosis ( eating sel) hanya saja molekul pd
fagositosis lebih padat misalnya bakteri/ bgn sel yang rusak.
3/27/2015*
3/27/2015*
Endositosis - pinositosis
3/27/2015*
Endositosis - Fagositosis
Receptor-mediated endocytosis
3/27/2015*
Filtrasi terjadi karena adanya perbedaan tekanan antara dua ruang
yang dibatasi oleh membran. Cairan akan keluar dari daerah yang
bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah. Jumlah cairan
yang keluar sebanding dengan besar perbedaan tekanan, luas
permukaan membran, dan permeabilitas membran. Tekanan yang
mempengaruhi filtrasi ini disebut tekanan hidrostatik.
3/27/2015*
Filtrasi
3/27/2015*
POMPA ION
Pompa ion merupakan kanal ion yang tergantung ATP. Pompa ion
bekerja menggunakan secara langsung energi (ATP) untuk
mentransport molekul melintasi membran melawan gradien
konsentrasi. Pompa ini mengandung satu atau lebih sisi pengikatan
(binding site) untuk ATP, yang ada di bagian sitosolik dari membran.
Secara struktur, pompa ini sebetulnya merupakan enzim. Jenis
pompa yang penting adalah : pompa Na (Na+ /K+ ATPase), pompa
Ca, dan pompa Na+ /H+ (di sel gastrik).
3/27/2015*
Pompa Na Pompa Na berguna untuktransport/pertukaran ion Na dan K, yaitumengeluarkan 3 Na+ dan memasukkan 2 K+ . PompaNa berperan untuk menjaga potensial membran seldan berperan juga dalam regulasi osmotik sel. KerjaPompa Na adalah sebagai berikut
3/27/2015*
1. Pompa Na dengan binding site (3 untuk Na+ , 2 untuk K+ ) dengan posisi terbuka pada sisi sitoplasma
2. Konformasi menunjukkan afinitas yang lebih tinggi terhadap Na+ dibanding K+
3. Ion Na terikat 3.3
4. ATP terikat dan memfosforilasi permukaan sitoplasma dari pompa, yang menyebabkanperubahan konformasi ATPase sehingga binding site terbuka ke arah luar.
5. Konformasi ini menunjukkan afinitas yang lebih rendah terhadap Na+ dibanding K+
6. Ion Na dilepaskan,
7. Ion K terikat
8. Glikosida digitalis menghambat pompa dengan berikatan pada 1 tempat K+
9. Defosforilasi terjadi, mengubah konformasi ATPase
10. Binding site sekarang terbuka ke dalam, dengan afinitas lebih rendah terhadap K+ dibanding Na+
11. Ion K dilepaskan � kembali ke konformasi awal 3/27/2015*
Pompa proton lambung merupakan enzim yang bertanggung jawab
mengasamkan lambung. H+ /K+ ATPase mentransport satu H+ dari
sitoplasma sel parietal dan memasukkan satu K+ dari lumen
lambung. Pompa ini mampu melawan gradien konsentrasi karena
menggunakan energi dari hidrolisis ATP. Sebuah gugus fosfat
ditransfer dari adenosine triphosphate (ATP) kepada enzim H+ /K+
ATPase selama siklus transport, menghasilkan perubahan
konformasi yang memfasilitasi transport ion. Contoh inhibitor
pompa proton adalah Omeprazol, yang digunakan untuk terapi
tukak lambung.
*
Pompa H+ / K+ lambung (pompa proton)
3/27/2015*
Pompa Proton