TRANSPORTASIMELALUI MEMBRAN PLASMA. 1. Transpor Aktif. Transpor aktif menggerakan molekul melintasi membran sel dari daerah konsentrasi rendah ke daerah konsentrasi tinggi. Transpor aktif memerlukan penggunaan energi. Zat-zat yang diserap melalui transpor aktif, misalnya glukosa dan asam amino yang diserap usus kecil pada manusia.
pipa kecil Bagaimana reabsorbsi glukosa dan asam amino di tubulus proksimal? Glukosa dan asam amino direabsorbsi melintasi membran apikal tubulus proksimal melalui transpor aktif sekunder yang digabungkan dengan natrium. Transpor glukosa Na+ dimediasi oleh protein transpor SGLUT2 dengan afinitas rendah dan berkapasitas tinggi. Bagaimana glukosa diserap kembali di PCT? Dalam keadaan normal, hingga 180 g/hari glukosa disaring oleh glomerulus ginjal dan hampir semuanya kemudian direabsorbsi di tubulus kontortus proksimal. Reabsorpsi ini dipengaruhi oleh dua protein sodium-dependent glucose cotransporter SGLT. Apa yang diserap kembali di PCT? Reabsorpsi adalah ketika air dan zat terlarut dalam PCT diangkut ke dalam aliran darah. Dalam PCT proses ini terjadi melalui transportasi massal. Tubulus proksimal mereabsorbsi sekitar 65% air, natrium, kalium dan klorida, 100% glukosa, 100% asam amino, dan 85-90% bikarbonat. Apa keuntungan dari reabsorpsi natrium di PCT? Manfaat lain dari reabsorpsi Na PCT? PCT selalu menyaring 65% Na! ketika aliran meningkat masih 65%, Ang II dapat mengubah pecahan RA’d tho! Di mana sebagian besar glukosa direabsorbsi di nefron? tubulus proksimal Mengapa glukosa tinggi pada gagal ginjal? Salah satu penyebab gagal ginjal adalah diabetes mellitus, suatu kondisi yang ditandai dengan tingginya kadar glukosa gula darah. Seiring waktu, kadar gula yang tinggi dalam darah merusak jutaan unit penyaringan kecil di dalam setiap ginjal. Mengapa glukosa direabsorbsi di ginjal? Reabsorpsi glukosa ginjal adalah bagian dari fisiologi ginjal ginjal yang berhubungan dengan pengambilan glukosa yang disaring, mencegahnya menghilang dari tubuh melalui urin. Jika glukosa tidak diserap kembali oleh ginjal, ia muncul dalam urin, dalam kondisi yang dikenal sebagai glikosuria. Bagaimana glukosa diserap kembali dari nefron ke dalam darah? Dalam keadaan normal, hingga 180 g/hari glukosa disaring oleh glomerulus ginjal dan hampir semuanya kemudian direabsorbsi di tubulus kontortus proksimal. Reabsorpsi ini dipengaruhi oleh dua protein sodium-dependent glucose cotransporter SGLT. Bagaimana hiperglikemia mempengaruhi ginjal? Glukosa darah tinggi, juga disebut gula darah, dapat merusak pembuluh darah di ginjal Anda. Ketika pembuluh darah rusak, mereka tidak bekerja dengan baik. Banyak penderita diabetes juga mengalami tekanan darah tinggi, yang juga dapat merusak ginjal Anda. Bagaimana glukosa darah tinggi merusak ginjal? Diabetes dapat membahayakan ginjal dengan menyebabkan kerusakan pada Pembuluh darah di dalam ginjal Anda. Unit penyaringan ginjal diisi dengan pembuluh darah kecil. Seiring waktu, kadar gula yang tinggi dalam darah dapat menyebabkan pembuluh ini menjadi sempit dan tersumbat. Mengapa glukosa diserap kembali ke dalam darah? Reabsorpsi Glukosa Selain peran penting mereka dalam glukoneogenesis, ginjal berkontribusi pada homeostasis glukosa dengan menyaring dan menyerap kembali glukosa. Dalam kondisi normal, ginjal mengambil glukosa sebanyak mungkin, membuat urin hampir bebas glukosa.
Padaproses katabolisme terjadi empat tahap yaitu tahap glikolisis, dekarbosilasi oksidatif, siklus asam sitrat dan transpor elektron. Tahap glikolisis berlangsung di sitoplasma dengan substrat glukosa dan akan memperoleh hasil 2 ATP, 2 asam piruvat dan 2 NADH. Subsrat adalah sebuah molekul yang kemudian akan menjadi sasaran dari enzim yang
Salah satu ciri sel yang masih hidup adalah berlangsungnya aktivitas metabolisme. Hasil metabolisme tentunya membutuhkan dan menghasilkan berbagai zat kimia. Dan pada akhirnya akan terjadi mekanisme transpor zat yang melewati membran sel yang bersifat selektif permeable. Nah, cara dan mekanismenya gimana? Ini dia nih … Transpor zat yang terjadi pada sel, terjadi melalui 2 cara, yaitu 1. transpor pasif yaitu transpor ion, molekul, senyawa dari luar atau dalam sel tanpa memerlukan energi. Transpor zat berlangsung dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi. Terjadi melalui 2 cara, yaitu difusi dan osmosis. a. difusi yaitu perpindahan partikel, atom, ataupun molekul gas atau cairan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Dalam prosesnya, difusi dibagi menjadi 2, yaitu 1. difusi terfasilitasi dengan protein terjadi untuk mentrasportasi asam amino dan gula. Karena molekul tersebut tidak dapat melewati membran, maka transpornya dilakuan melalui saluran yang terbentuk oleh protein yang disebut protein integral. 2. difusi terfasilitasi dengan protein pembawa terjadi untuk mentransportasi molekul gula atau asam amino. Protein membran yang disebut protein pembawa membentuk saluran dan mengikat molekul yang ditranspor. Proses difusi dipengaruhi oleh konsentrasi zat ukuran zat wujud zat suhu b. osmosis yaitu perpindahan zat pelarut melalui membran selektif permeable dari konsentrasi zat pelarut tinggi hipotonik menuju konsentrasi pelarut rendah hipertonik. Osmosis pada Sel hewan Jika sel berada pada konsentrasi larutan lebih rendah hipertonik, sel akan menyusut atau krenasi. Jika sel berada pada konsentrasi larutan lebih tinggi hipotonik, sel akan menglami hemolisis dan mengakibatkan sel pecah. Osmosis pada Sel tumbuhan Jika sel berada pada larutan hipertonik, sel akan mengalami penyusutan atau plasmolisis. Jika sel berada pada larutan hipotonik, sel akan membengkak atau turgor namun tidak pecah karena adanya dinding sel. Proses difusi dan osmosis diaplikasikan dalam proses pengawetan, membuat manisan atau membuat ikan asin. 2. Transpor aktif Yaitu transportasi ion, molekul, senyawa dari luar atau dalam sel yang memerlukan energi karena melawan gradien konsentrasi. Zat yang diserap yaitu garam mineral, glukosa, asam amino, dan makromolekul. Transpor aktif terjadi melalui a. eksositosis proses pengeluaran zat dari dalam sel atau organel sel. Proses tersebut dilakukan dengan pembentukan vesikel kantung pelapis zat. Vesikel tersebut berherak menuju membran plasma dan selanjutnya berdifusi ke luar sel. b. endositosis proses penyerapan zat kecil dan makromolekul masuk ke dalam sel melalui membran. Endositosis terjadi melalui fagositosis masuknya molekul padat ke dalam sel pinositosis masuknya cairan ke sala sel endositosis dengan bantuan reseptor zat yang akan masuk ke dalam sel ditangkap oleh reseptor kemudian ditranspor ke dalam sel. Contoh transpor aktif pompa natrium-kalium
Adaberbagai cara per- pindahan molekul antara lain dengan cara difusi, osmosis, atau transpor aktif. Zat yang terlibat dalam proses pinositosis biasanya berupa zat cair. Beberapa hasil metabolisme seperti asam amino atau glukosa akan melintasi membran, masuk ke dalam sitosol.Apabila terdapat sisa-sisa lain yang tidak dapat dicerna maka
Struktur Membran Pada tahun 1895, Charles Overton mempostulatkan bahwa membran terbuat dari lipid. Pendapat ini berdasarkan pada pengamatannya bahwa zat yang larut dalam lipid memasuki sel jauh lebih cepat daripada zat yang tidak larut dalam lipid. Pada tahun 1917, Irving Lamuir membuat membran buatan dengan menambahkan fosfolipid yang terlarut dalam benzena pelarut organik ke dalam air. Setelah benzenanya menguap, fosfolipid tertinggal sebagai suatu lapisan tipis yang menutupi permukaan airnya, dan hanya kepala hidrofilik fosfolipid tersebut yang terbenam dalam air. Pada tahun 1925, E. Gorter dan F. Grendel Belanda, berpikir bahwa membran sel sebenarnya harus berupa bilayer fosfolipid, yang tebalnya dua molekul. Bilayer seperti ini dapat menjadi suatu batas stabil antara dua ruangan cair aqueous karena susunan molekulernya melindungi ekor hidrofobik fosfolipid dari air dan membiarkan kepala hidrofobik fosfolipid dari air dan membiarkan kepala hidrofilik masuk ke air. Pada tahun 1935, Hugh Davson dan James Danielli mengusulkan suatu model sandwich bilayer fosfolipid di antara dua lapisan protein globular berbentuk seperti bola. Pada tahun 1950-an, para peneliti pertama kali menggunakan mikroskop elektron untuk mengkaji sel, gambar yang dihasilkan tampak mendukung model Davson-Danielli. Pada mikrograf elektron dari sel yang diwarnai dengan atom logam berat, membran plasma berupa tiga lapisan, yang menunjukkan dua pita gelap “berwarna“ yang dipisahkan oleh suatu lapis tak berwarna. Sebagian besar ahli mikroskop elektron awal berasumsi bahwa zat warna itu menempel pada poly peptide dan kepala hidrofilik fosfolipid, dan membiarkan inti hidrofobik membran tak berwarna. Hingga tahun 1960-an, model Southwardandwich Davson-Danielli diterima oleh para ahli two. Transport Membran Reaksi-rekasi kimia di dalam sel terjadi dengan kecepatan yang menakjubkan. Molekul enzim misalnya, mengkatalisis thou rekasi perdetik dan lajut reaksi rata-rata lebih dari ten reaksi perdetik. Reaksi antara enzim dan substrat ini dapat terjadi karena pergerakan molekul yang sangat cepat. Bila terdapat ATP dengan konsentrasi ane mM maka molekul poly peptide akan menabrak sekitar 10 kali perdetik. Gerak molekul dapat diklasifikasikan menjadi tiga jenis Pergerakan molekul dari satu tempat ke tempat lain gerak translational. Kecepatan gerakan maju dan mundur atom terikat kovalen ke segala arah dan bertubumbukan satu dan lainnya vibrasi. Rotasi, semua gerakan penting untuk interaksi permukaan molekul. Fungsi membran plasma antara lain Membatasi isi sel dan lingkungannya. Mengatur permeabilitas terhadap senyawa-senyawa atau ion-ion yang melewatinya. Permeabilitas ini terutama diatur oleh protein integral. Protein membran berfungsi sebagai poly peptide pengenal atau sebagai reseptor molekul-molekul khusus hormon, antigen, metabolit dan agensia khas bakteri, virus. Perhatikan Gambar Protein membran berfungsi sebagai enzim khusus, misalnya pada selaput mitokondria, kloroplas, retikulum endoplasma, aparatus Golgi, membran sel, dan lain-lain. Membran sebagai kumpulan molekul juga dapat berfungsi sebagai reseptor terhadap perubahan lingkungan seperti perubahan suhu, macam, dan intensitas cahaya. Semua sel eukaryota memiliki organel membran perangkat dasar. Adanya organel yang membatasi setiap organel ini sangat penting, karena kegiatan di dalam setiap organel dapat berjalan lancar tanpa gangguan dari orgnel lain, namun tetap ada hubungan kerja yang serasi. Selain itu juga berperan sebagai penyekat, pemilih, pemilah, dan pengatur. Juga sebagai tempat terjadinya reaksi kimia, sarana komunikasi, penerima dan penerus informasi tersebut. Membran plasma sebagai pengatur permeabilitas, berperan pula untuk memilah atau menyaring untuk memelihara perbedaan kadar ion di sebelah luar dan dalam sel. Dwilapis lipid berperan sebagi penyekat impermeabel bagi molekul yang terlarut dalam air dan molekul yang bermuatan. Materi yang melalui membran plasma dikelompokkan menjadi dua kelompok, yaitu mikromolekul dan makromolekul. Pengangkutan transportasi mikromolekul melalui membran plasma meliputi dua mekanisme, antara lain tansportasi pasif dan transportasi aktif. Kedua jenis transportasi dibedakan berdasarkan kebutuhan akan energi ATP. Transportasi pasif terdiri dari dua jenis yaitu difusi sedehana dan difusi dipermudah/difasilitasi. Kedua jenis transportasi dijelaskan sebagai berikut ane Difusi sederhana Mikromolekul yang bersifat hidrofobik dapat melalui membran plasma dengan mudah, sedangkan makromolekul atau jenis molekul yang mudah terionisasi sulit melewati membran plasma. Perbedaan ini biasanya dihubungankan dengan besarnya daya larut substansi hidrofobik di dalam dwilapis lipid membran plasma. Perhatikan video Jail cell Membrane. ii Difusi dipermudah atau dipercepat Gerakan senyawa dari luar ke dalam atau sebaliknya lebih cepat daripada difusi sederhana. Hal ini terjadi karena adanya protein pembawa yang mampu mempercepat pengangkutan. Zat berdifusi menyeberangi membran dari daerah berkonsentrasi tinggi ke daerah berkonsentrasi rendah. Pengikatan zat pada protein ini akan merubah konformasi protein transpor fasilitatif molekul protein pembawa, setelah mengikat senyawa yang akan dibawa, segera memindahkan senyawa tersebut dari luar ke dalam atau sebaliknya dengan jalan berputar rotasi, berdifusi, atau dengan membentuk porus. Mengingat bahwa difusi ini berlangsung secara pasif maka difusi dapat berjalan dua arah yaitu ke dalam dan ke luar sel. Difusi glukosa masuk ke dalam sel di atur oleh fosforilasi gula setelah masuk ke dalam sitoplasma, sehingga konsentrasi glukosa intraseluler rendah. Difusi jenis ini pertama-tama zat akan berikatan dengan protein transpor fasilitatif. Fenomena transport molekul glukosa melewati membran dapat dipelajari pada proses transport molekul glukosa melewati lumen intestinal ke sel darah. Pada tahap pertama, dua ion Na+/satu glukosa simporter pada membran mikrovilar mengangkut glukosa melawan gradien konsentrasi, dari lumen intestinal diangkut secara simport melewati permukaan sel epitel menuju ekstraseluler sitosol. Pada keadaan normal, semua ion Na diangkut dari lumen intestinal masuk ke dalam sel selama Na/glukosa simport atau sama dengan proses ion Na/asam amino simport, yaitu dipompa keluar melewati membran basolateral, yaitu tempat dibawah lapisan jaringan. Sehingga konsentrasi ion Na intraseluler dapat dipertahankan untuk tetap rendah. Keadaan ini disempurnakan oleh transport ion Na+/M+ ATPase yang juga ada di daerah membran basolateral. Pompa ion Na+/M+ ATPase akan memindahkan ion Na ke dalam sel darah, sehingga konsentrasi ion Na dan Chiliad tetap dipertahankan. Tahap kedua, glukosa dan asam amino yang terkumpul di dalam sel intestinal oleh simporter akan di kirim ke gradien konsentrasi rendah masuk ke sel darah melalui protein uniport pada membran basolateral. Glukosa akan difasilitasi oleh GLUT2. GLUT glucose transport adalah suatu protein channel yang memiliki peran untuk membantu transportasi glukosa ke dalam sel yang membutuhkan. Struktur GLUT hampir mirip satu dan yang lain. Bentuk yang berbeda pada berbagai jenis sel dan bagian isoform-spesifik yang berbeda pada sel berfungsi untuk mengatur metabolisme glukosa secara bebas dan pada saat yang bersamaan memelihara konsentrasi gluoksa yang tetap dalam darah. GLUT1 dapat dijumpai pada membran sel eritrosit, sedangkan GLUT2 terdapat pada membran sel pancreas, sel darah, dan intestinum. GLUT4 hanya dijumpai pada sel lemak dan sel otot, sel-sel ini merespon insulin dengan cara meningkatkan pengambilan glukosa yaitu memindahkan glukosa dari darah. Pada keadaan tidak ada insulin, maka GLUT4 ditemukan pada membran intraseluler, bukan pada membran plasma dan tidak dapat memfasilitasi pengambilan glukosa. GLUT5 memfasilitasi transportasi fruktosa. Hasil akhir kedua tahap tersebut di atas adalah gerak ion Na, glukosa, dan asam amino dari lumen intestinal melewati epitel intestinal masuk ke ekstraseluler sekitar sel epitel intestinal. Tigh junction antara sel epitel mencegah molekul-molekul ini dari difusi kembali ke lumen intestinal, dan akhirnya masuk ke dalam darah. Peningkatan tekanan osmotik dibuat oleh transport transseluler dari garam, glukosa, dan asam amino melewati epitel intestinal menarik air dari lumen intestinal masuk ke ekstraseluler disekeliling permukaan basolateral. Pada proses ini, garam, glukosa dan asam amino membawa air selama proses transportasinya. Kedua tahapan ini dikenal dengan nama transport transseluler. 3 Transpor aktif Pengangkutan senyawa melewati membran plasma dengan melawan gradien, berlangsung dengan sangat rumit. Mekanisme yang paling sederhana, mirip dengan difusi dipermudah, namun memerlukan ATP. Ada dua kategori transport aktif, yaitu ship aktif primer yaitu transport yang langsung melibatkan ATP atau aliran elektron dan transpor aktif sekunder yaitu send yang tergantung pada kekuatan membran atau gradien ion atau tenaga kemiosmotik. Materi-materi yang melewati membran plasma dikelompokkan menjadi mikromolekul dan makromolekul. Pengangkutan mikromolekul dapat melalui difusi sederhana biasanya molekul hidrofobik; difusi dipermudah atau dipercepat biasanya melalui protein pembawa. Protein tersebut akan berotasi, berdifusi, atau membentuk porus; transpor aktif, biasanya materi yang lewat berupa ion-ion Na+ dan K+, proses ini membutuhkan energi berupa ATP, karena itulah disebut transport aktif.
XSasv. 203 291 247 181 171 462 244 471 4
transpor glukosa dan asam amino biasanya dilakukan dengan cara
