fisiologi dian husada
Minggu, 09 Juni 2013
sel eksitabel dan mekanisme biofisika sel eksitabel dian husada
Pengertian sel eksitabel
Eksitabel sel adalah sel yang dapat menghantarkan
impuls atau potensial aksi. Jaringan eksitabel apabila dirangsang dengan
adekuat akan memberi respon berupa potensial aksi.
Struktur
dan komposisi membran sel
Membran
sel merupakan bagian terluar sel yang membatasi bagian dalam sel dengan
lingkungan luar. Membran sel merupakan selaput selektif permeabel, artinya
hanya dapat dilalui molekul-molekul tertentu seperti glukosa, asam amino,
gliserol, dan berbagai ion. Berdasarkan analisis kimiawi dapat diketahui bahwa
hampir seluruh membran sel terdiri atas lapisan protein dan lapisan lipid
(lipoprotein). Membran plasma terdiri atas dua lapisan, yaitu berupa lapisan
lipid rangkap dua (lipid bilayer). Lapisan lipid disusun oleh fosfolipid.
Fosfolipid adalah lipid yang mengandung gugus fosfat dan terdiri atas bagian
kepala (polar head) dan bagian ekor (nonpolar tail). Bagian kepala bersifat
hidrofilik (suka air), sedangkan bagian ekorbersifat hidrofobik (tidak suka
air). Lipid terdiri atas fosfolipid, glikolipid, dan sterol.
1)
Fosfolipid, yaitu lipid yang mengandung gugusan fosfat.
2)
Glikolipid, yaitu lipid yang mengandung karbohidrat.
3)
Sterol, yaitu lipid alkohol terutama kolesterol.
Lapisan
protein membran sel terdiri atas glikoprotein. Lapisan protein membentuk dua
macam lapisan, yaitu lapisan protein perifer atau ekstrinsik dan lapisan
protein integral atau intrinsik. Lapisan protein perifer membungkus bagian
kepala (polar head) lipid rangkap dua bagian luar. Lapisan protein integral
membungkus bagian kepala (polar head) lipid rangkap dua bagian dalam.
Komposisi elektrolit intrasel dan ekstrasel
Di dalam cairan intrasel maupun ekstrasel terdapat
elektrolit, unsur penting bagi tubuh selain air. Komposisi elektrolit pada
kedua kompartemen cairan tersebut berbeda. Kalium dan fosfat adalah elektrolit
utama pada CIS, sedangkan natrium dan klorida adalah elektrolit utama CES.
Natrium dan kalium berperan dalam keseimbangan asam-basa, keseimbangan cairan,
dan fungsi sel saraf. Fosfat adalah unsur pembentuk molekul berenergi
(adenosine triphosphate-ATP), dan berperan dalam pembentukan tulang dan gigi.
Klorida berperan dalam keseimbangan asam-basa dan cairan. Selain itu masih
terdapat elektrolit lain yang memiliki fungsi penting, misalnya kalsium dan
magnesium. Kalsium berperan dalam pembentukan tulang dan gigi, proses pembekuan
darah, kontraksi otot, dan fungsi sel saraf. Magnesium berperan dalam aktivitas
enzim, pembentukan tulang, dan aktivitas otot dan sel saraf. Kekurangan
elektrolit akan menimbulkan berbagai gangguan fungsi organ, oleh sebab itu
kebutuhan elektrolit harus selalu tercukupi.
Volume
cairan dan konsentrasi elektrolit selalu dipertahankan dalam keadaan yang
seimbang. Keseimbangan cairan dan elektrolit dipertahankan dengan mengatur
masukan dan keluaran air dan elektrolit. Masukan air dan elektrolit (water and
electrolite gain) diperoleh terutama melalui makan dan minum. Keluaran air dan
elektrolit (water and electrolite loss) secara eksresi melalui buang air kecil
dan buang air besar, dan secara evaporasi melalui pernafasan dan kulit dalam
bentuk keringat. Masukan dan keluaran air dikendalikan oleh otak yaitu di
hipotalamus. Perubahan volume CES maupun konsentrasi elektrolit merangsang
hipotalamus untuk mengurangi atau meningkatkan keluaran dan masukan air dengan
cara mengatur rasa haus dan eksresi air melalui ginjal.
Transportasi elektrolit melalui membran sel
Membrane plasma merupakan selaput sel di sebelah
luar sitoplasma. Di dalam sitoplasma terdapat bagian-bagian yang disebut
organel. Semua organel dibatasi oleh membrane. Membrane yang membatasi organel
mempunyai struktur molekul yang sama dengan membrane plasma yang terdiri atas
molekul-molekul lemak dan protein.
Membran
sel berguna sebagai pembatas antara organel-organel di bagian dalam sel dan
cairan yang membasahi semua sel. Membrane sel sangat tipis sehingga hanya dapat
diamati dengan perbesaran tinggi menggunakan mikroskop electron. S. singer dan
E. Nicolson (1972) mengemukakan teori tentang membrane sel yang dikenal dengan
teori membrane mozaik cair. Teori ini menyatakan bahwa membrane sel tersusun
oleh lapisan protein. Protein tersusun mozaik atau tersebar dan masing-masing
tersisip atau tenggelam di antara lapisan ganda fosfolipid (bilayer
fosfolipid).
Membrane
sel terdiri atas kira-kira 50% lipid dan 50% protein, lipid terutama merupakan
fosfolipid dan tersusun dua lapis dan protein tersebar diantara bilayer
fosfolipid disebut protein instrinsik (integral) yang bersifat hidrofobik atau
menolak air.
Karena susunan membrane sel yang demikian maka
membrane sel bersifat semipermeable. Membrane sel tidak simetris, protein
ekstrinsik yang bergabung dengan permukaan luar membrane amat berlainan dari
protein yang ekstrinsik yang bergabung dengan membrane dalam. Membran sel
berfungsi mengatur gerakan materi atau transportasi dari atau keluar sel.
Potensial membrane
Poten sial m em b ran adalah tegangan melintasi
suatu membran sel yang berkisar dari sekitar -50 hingga -200 milivolt (tanda
minus menunjukkan bahwa di dalam sel bersifat negatif dibandingkan dengan di
luarnya).Semua sel memiliki tegangan melintasi membran plasmanya, di mana
tegangan ialah energi potensial listrik-pemisahan muatan yang
berlawanan.Sitoplasma sel bermuatan negatif dibandingkan dengan fluida ekstraseluler
disebabkan oleh distribusia n i o n dank a t i o n pada sisi membran yang
berlawanan yang tidak sama.Potensial membran bertindak sepertib a t e r a i,
suatu sumber energi yang mempengaruhi lalulintas semua substansi bermuatan yang
melintasi membran.Karena di dalam sel itu negatif dibandingkan dengan di
luarnya, potensial membran ni mendukung transpor pasif kation ke dalam sel dan
anion ke luar sel.Dengan demikian, dua gaya menggerakkand i f u s i ion
melintasi suatu membran: gaya kimiawi (gradien konsntrasi ion) dan gaya listrik
(pengaruh potensial membran pada pergerakan ion).Kombinasi kedua gaya yang
bekerja pada satu ion ini disebutg r a d i e n elektrokimiawi.Perubahan
lingkungan dapat mempengaruhi potensial membran dan sel itu sendiri, sebagai conthnya,d
e p o l a r i s a s i dari membran plasma diduga memicu apoptosis (kematian sel
yang terprogram)
potensial aksi tentang sel,jaringan, organ, dan
sistem organ
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 (action
potential). 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.
Langganan:
Postingan (Atom)