TUGASMAKALAH BIOFARMASETIKA

TRANSFOR AKTIF

OLEH :

KELOMPOK I

YAKUB PURNAMA

I NYOMAN WAHYU SEPUTRA

MULYONO

EVA DWI WULANDARI

RENI AMALIANI N

INDRIANI TASRIM

MULIYANI HARLI

NUR JANNAH

CUN SRI NINGSIH

JUNETY LEBANG

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS HALU OLEO

K E N D A R I

2 0 1 4BAB IPENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Setiap makhluk hidup, baik dari prokariota hingga organisme multiseluler yang paling kompleks akan melakukan pertukaran zat dengan lingkungannya pada tingkat seluler, pertukaran zat tersebut sangat penting bagi metabolisme sel. Membran plasma merupakan batas kehidupan, yang memisahkan sel hidup dengan sekelilingnya yang mati. Lapisan tipis yan luar biasa ini tebalnya kira-kira 8 nm. Seperti semua membran biologis, membran plasma memiliki permeabilitas selektif, yakni membran ini memungkinkan beberapa substansi dapat melintasinya dengan lebih mudah daripada substansi lainnya. (Campbell, dkk., 2002).

Transpor zat melalui membran plasma ini dibedakan menjadi dua, yaitu transport zat yang memerlukan energy (transport aktif) dan transport zat yang tidak memerlukan energi (transport pasif). Transpor aktif meliputi proses pompa ATP, eksositosis, dan endositosis. Adapun transport pasif meliputi proses difusi, osmosis, dan difusi terbantu. Begitu besarnya peranan membran sel terhadap kelangsungan hidup sel membuat orang tidak pernah puas dan berhenti mempelajarinya. Banyak penemuan di berbagai bidang yang berhubungan dengan struktur, komposisi, maupun sistem transpor. Oleh karena itu, dalam makalah ini akan dibahas lebih spesifik mengenai proses transport zat melalui membran sel baik secara transport aktif maupun transport pasif serta aplikasinya.2. Rumusan MasalahBerdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan di atas, perumusan masalah dalam makalah ini adalah sebagai berikut:1. Bagaimana proses transpor aktif yang terjadi di dalam tubuh ?2. Apa saja contoh transpor aktif? 3. Tujuan

Tujuan dari penyusunan makalah ini adalah untuk :1. Mengetahui proses transport zat yang terjadi dalam tubuh 2. Mengetahui contoh-contoh transpor zat.3. Manfaat

Adapun manfaat dari penyusunan makalah ini adalah dapat memperluas pengetahuan pembaca dalam memahami proses transpor zat-zat, melalui transpor aktif membran sel yang terjadi di dalam tubuh.BAB IITINJAUAN PUSTAKA1. Transpor Melalui Membran

Membran sel adalah komponen sel yang sangat penting yaitu menjadi jalan utama keluar masuknya molekul ataupun ion ke dalam dan ke luar sel. Organisasi molekuler membran mengakibatkan permeabilitas selektif. Hal ini berarti membran mengatur molekul dan ion yang bisa keluar dan masuk sel sehingga substansi-substansi tersebut tidak dapat melintas secara sembarangan. Sel tersebut dapat mengambil berbagai macam molekul dan ion kecil dan menolak yang lainnya.Molekul yang dapat melintasi bilayer lipid dengan cepat adalah molekul kecil, larut dalam lipid, hidrofobik, dan nonpolar. Molekul hidrofobik seperti hidrokarbon, CO2, dan O2 dapat larut dalam membran dan melintasinya dengan mudah. Molekul sangat kecil yang polar tetapi tidak bermuatan juga dapat melewati membran dengan lebih lambat. Contohnya ialah air, urea, gliserol, dan etanol. Bilayer lipid tidak sangat permeabel terhadap molekul polar tak bermuatan yang lebih besar seperti glukosa dan sukrosa. Bilayer ini relatif tidak permeabel terhadap ion, sekalipun ion-ion kecil seperti H+, K+, dan Na+.Ada dua mekanisme transport berdasarkan jumlah molekul yang melintasi membran yaitu uniport (transpor satu molekul) dan co-transport (transpor dua molekul). Co-transport berdasarkan kedua arah molekul yang ditranspor dibagi menjadi symport (dua molekul ditranspor dengan arah yang sama), misalnya glukosa dan Na+, dan antiport (kedua molekul ditranspor dengan arah berlawanan), misalnya pompa Na-K.

Transpor melalui membran berdasarkan aliran gradien elektrokimia dibagi menjadi transpor aktif dan transpor pasif. Transpor pasif artinya molekul melewati membran tanpa melawan gradien konsentrasi dan sel tidak mengeluarkan energi, misalnya air secara osmosis dan O2 secara difusi. Ada juga mekanisme difusi yang dipermudah dengan menggunakan protein spesifik atau sering juga disebut transpor terfasilitasi. Sedangkan transpor aktif membutuhkan energi karena harus melawan gradien konsentrasi, misalnya pompa Na dan K.Transpor aktif dan pasif diperantarai oleh protein carrier yang berikatan dengan sumber energi. Protein ini akan mengikat senyawa yang akan ditranspor dengan adanya perubahan pada konformasi protein. Protein carrier membantu molekul keluar masuk sel dengan mekanisme ping-pong. Transpor ini relatif lambat karena molekul yang masuk ditahan dulu dalam protein carrier yang memediasi difusi kemudian baru dikeluarkan ke dalam sel.

Gambar 1 Transport molekul melalui membranAda beberapa manfaat transpor membran yaitu: Menjaga kestabilan pH

Menjaga konsentrasi zat dalam sel untuk aktivitas enzim Memperoleh pasokan zat makanan, bahan energi atau zat lain

Membuang sisa metabolisme yang beracun Memasok ion yang penting untuk kegiatan saraf dan otot2. TransporAktifTranspor aktifadalah pergerakan atau pemindahan yang menggunakan energi untuk mengeluarkan dan memasukan ion - ion dan molekul melalui membran sel yang bersifat parmeabel dengan tujuan memelihara keseimbangan molekul kecil di dalam sel. Transpor aktif dipengaruhi oleh muatan listrik di dalam dan di luar sel, dimana muatan listrik ini ditentukan oleh ion natrium (Na+), ion kalium (K+), dan ion klorin (Cl-). Keluar masuknya ion Na+dan K+diatur oleh pompa natrium - kalium. Transpor aktif dapat berhenti jika sel didinginkan, mengalami keracunan, atau kehabisan energi.Transpor aktif memerlukan molekul pengangkut berupa protein integral pada membran, dimana di dalam molekul ini, terdapat situs pengikatan. Proses transport aktif dimulai dengan pengambilan tiga ion Na+dari dalam sel dan menempati situs pengikatan pada protein integral. Energi diperlukan untuk mengubah bentuk protein integral pada membran yang sebelumnya membuka kearah dalam sel menjadi membuka kebagian luar sel. Selanjutnya, ion Na+terlepas dari situs pengikatan dan keluar dari protein integral menuju keluar sel. Kemudian dari luar sel, dua ion K+menempati situs pengikatan di protein integral. Bentuk protein integral berubah, dari sebelumnya membuka kearah luar menjadi membuka kearah dalam sel dan ion kalium dilepaskan kedalam sel.

Gambar 2 Transpor Aktif

Energi tambahan yang digunakan dalam proses transpor aktif berasal dari ATP yang dihasilkan oleh mitokondria melalui proses respirasi. Selain itu, pada membran sel terdapat lapisan protein. Salah satu jenis protein yang terdapat di membran sel tersebut adalah protein transpor. Protein transpor mengenali zat tertentu yang masuk atau keluar sel. Zat yang dipindahkan dengan cara transpor aktif pada umumnya adalah zat yang memiliki ukuran molekul cukup besar sehingga tidak mampu melewati membran sel. Sel mengimbangi tekanan osmosis lingkungannya dengan cara menyerap atau mengeluarkan molekul-molekul tertentu. Dengandemikian, terjadi aliran air masuk atau keluar sel. Kemampuan mengimbangi tekanan osmosis dengan transpor aktif menjadi sangat penting untuk bertahan hidup.Pompa natrium kalium merupakan contoh transpor aktif yang banyak ditemukan pada membran sel. Perpindahan molekul ini menggunakan energi ATP untuk mengeluarkan natrium (Na+) keluar sel dan bersama dengan itu memasukkan kalium (K+) ke dalam sel. Perhatikan gambar berikut.

Gambar 3 Pompa ion Na+ dan K +

Ion Na+ dan K+ dengan transpor aktif dapat melewati membran sel. (1) Ion Na+ terikat pada suatu tempat di protein membran. (2) Ion Na+ tersusun dengan formasi tertentu untuk dilepaskan ke luar sel. (3) Ion K+ dari luar diikat. (4) Hal ini merangsang membran sel untuk kembali ke bentuk semula. (5) Ion K+ dilepaskan protein membran dan masuk ke dalam sel.Dua jenis transpor aktif yaitu :

a. Transport aktif primer (energi dari hidrolisis ATP) yaitu transpor yang bergantung pada potensial membran. Dalam keadaan stabil, ekstraselulermemiliki konsentrasi Na+10 kali lebih tinggi dari pada di dalam sel, sedangkan konsentrasi ion K+ lebih rendah di dalam sel dari pada di luar sel. Kalau konsentrasi Na+ dalam sel meningkat maka Na+perlu dikeluarkan, maka diperlukan ATP untuk memompa Na+ keluar dengan cara Na+akan terikat pada sisi spesifik pada saluran protein, sehingga menyababkan rangsangan fosforilasi dan terjadi hidrolisis ATP, menghasilkan suatu perubahan pada konformasi saluran protein berakibat Na+yang terikat bergerak keluar sel dan terjadi reduksi afinitas ikatan Na+pada protein saluran sehingga Na+terlepas. Pada waktu bersamaan, di bagian ekstraseluler K+mengalami afinitas di bagian sisi protein saluran, terjadi stimulus defosforilasi berakibat perubahan konformasi saluran protein sehingga terjadi gerakan yang menyebabkan K+bergerak ke bagain interseluler. Saluran protein memiliki tiga tempat spesifik untuk ikatan Na+dan dua untuk K+, sehingga setiap kali siklus transpor tiga Na+dan dua K+lewat membran sel membutuhkan satu molekul ATP yang terhidrolisa.

Gambar 4 Transpor Aktif Primer

b. Transport aktif sekunder (energi dari gradien ion) Transpor aktif juga memindahkan mikromolekul yang berada di daerah lumen usus, misalnya perpindahan glukosa dan asam amino berkonsentrasi rendah ke dalam sel usus dengan konsentrasi relatif tinggi. Perpindahan ini tidak menggunakan ATP hasil hidrolisis tetapi digerakkan karena perbedaan gradien Na+. Konsentrasi Na+ ekstraseluler usus lebih rendah daripada dalam sel, sehingga terjadi perpindahan ion ke dalam sel dengan cara berikatan dengan bagian sisi protein saluran, selanjutnya diikuti oleh glukosa yang berikatan dengan protein saluran yang sama tetapi pada sisi yang lain. Transpor seperti ini disebut transpor aktif sekunder.

Gambar 5 Transpor Aktif SekunderAdapun contoh transpor aktif adalah sebagai berikut:1. Endositosis adalah transpor makromolekul dan materi yang sangat kecil ke dalam sel dengan cara membentuk veskula baru dari membran plasma Langkah - langkahnya pada dasarnya merupakan kebalikan dari eksositosis. Sebagian kecil luas membran plasma terbenam kedalam membentuk kantong. Begitu kantong ini semakin dalam, kantong ini terjepit membentuk vesikula yang berisi materi yang didapat dari luar selnya. Endositosis dibutuhkan untuk berbagai macam fungsi yang penting bagi sel, karena endositosis dapat meregulasi berbagai macam proses seperti pengambilan nutrisi, adhesi dan migrasi sel, reseptor sinyal, masuknya patogen, neurotransmisi, presentasi antigen, polaritas sel, mitosis, pertumbuhan dan diferensiasi, dan masuknya obat.

Endositosismerupakanproses pemasukanzat kedalam sel. Proses ini tergolong transport aktif karena melawan kadar gradien (dari konsentrasi rendah kekonsentrasi tinggi) dan memerlukan energi sel. Endositosis terbagi dua, yaitu fagositosis (pemasukan zat padat) dan pinositosis (permasukan zat cair). Contoh endositosis adalah sel darah putih yang memakan bakteri penyakit. Sel tersebut membungkus bakteri dan menangkapnya dalam suatu vakuola makanan yang selanjutnya dicerna oleh lisosom. Endositosis terdiri tiga jenis, yaitu : Fagositosis(pemakan seluler),berasal dari bahasa yunaniphageinmakan dancytossel,berupa padatan yang ukurannya lebih besar. Sel menelan suatu partikel dengan pseudopod yang membalut disekeliling partikel tersebut dan membungkusnya di dalam kantong berlapis-membran yang cukup besar untuk digolongkan sebagai vakuola.Partikel itu dicerna setelah vakuola bergabung dengan lisosom yang mengandung enzim hidrolitik. Contoh cilliata atau organisme mikroskopik lain yang dimakan atau ditelan oleh amoeba. Selama fagositosis mangsa menjadi tidak berdaya oleh sekresi dari sel pemangsa (Fagositik).

Gambar 6 Proses Fagositosis

Keterangan gambar:

1. Sebuah sel Amoeba mendekati sel Paramaecium.2. Amoeba membentuk kaki semu (pseudopodia) dan semakin mendekati Paramaecium.

3. Amoeba mengurung sel Paramaecium dengan kaki semu dan memasukkannya ke dalam vakuola makanan.

4. Lisosom pada Amoeba mulai bergabung (fusi) dengan vakuola makanan untuk mengeluarkan enzim pencernaan.

Pinositosis(peminum seluler), dari bahasa yunanipineinminum dancytossel, sel meneguk tetesan fluida ekstraseluler dalamvesikula kecil. Karena salah satu atau seluruh zat terlarut yang larut dalam tetesantersebut dimasukkan ke dalam sel, pinosistosis tidak spesifik dalam substansi yang ditranspornya. Pinositosis merupakan peristiwa masuknya sejumlah kecil medium kultur dengan membentuk lekukan-lekukan membran sel. Peristiwa ini dapat terjadi bila konsentrasi protein dan ion tertentu pada medium sekeliling sel sesuai dengan konsentrasi di dalam sel. Proses pinositosis dapat diamati dengan mikroskop elektron.Sel-sel yang melakukan proses pinositosis ini antara lain sel darah putih, epitel usus, makrofag hati, dan lain-lain. Tahapan proses pinotosis adalah sebagai berikut.

Gambar 7 Proses Pinositosis

Keterangan gambar:

1. Molekul-molekul medium kultur mendekati membran sitoplasma.

2. Molekul-molekul mulai melekat (menempel) pada plasma, hal ini terjadi karena adanya konsentrasi yang sesuai antara protein dan ion tertentu pada medium sekeliling sel dengan di dalam sel.

3. Mulai terbentuk invaginasi pada membran sitoplasma.

4. Invaginasi semakin ke dalam sitoplasma.

5. Terbentuk kantong dalam sitoplasma dan saluran pinositik.

6. Kantong mulai lepas dari membran plasma dan membentuk gelembunggelembung kantong.

7. Gelembung-gelembung kantong mulai mempersiapkan diri untuk melakukan fragmentasi.

8. Gelembung pecah menjadi gelembung yang lebih kecil. Endositosis yang diperantarai reseptor, yang tertanam dalam membran adalah protein dengan tempat reseptor spesifik yang dipaparkanke fluide ekstraseluler. Ekstraseluler yang terkait pada reseptor disebutligan, yaitu satu istilah umum untuk setiap molekul yang terkait khususnya pada tempat resptor moleku lain. Protein resptor biasanya mengelompok dalam daerah membran yang disebut lubang terlapisi, yang isi sitoplasmiknya dilapisi oleh lapisan protein samar. Protein pelapis ini mungkin membantu memperdalam lubang dalam membentuk vesikula. Endositosis yang diperantarai reseptor memungkinkan sel dapat memperoleh substansi spesifik dalam jumlah yang melimpah sekalipun substansi itu mungkin saja konsentrasinya tidak tinggi dalam fluida seluler Misalnya, sel manusia menggunakan proses ini untuk menyerap kolesterol dan digunakan dalam sintesis membran dan sebagai prekursor untuk sintesis steroid lainnya.Proses dari berbagai jenis endositosis dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 8 Proses Endositosis

2. Eksositosismerupakan proses sel mensekresi makromolekul dengan cara menggabungkan vesikula dengan membran plasma, vesikula transport yang terlepas dari apatatus golgi dipindahkan oleh sitoskeleton ke membran plsma. Ketika membran vesikula dan membran plasma bertemu, molekul lipid bilayer menyusun ulang dirinya sendiri sehingga kedua membran bergabung. Kandungan vesikula kemudian tumpah kedalam sel. Banyak sel sekretoris menggunakan eksositosis untuk mengirim keluar produk-produk yang dihasilkan oleh sel sekretoris tersebut. Misalnya, sel tertentu dalam pankreas menghasilkan hormon insulin dan menekresikannnya kedalam darah melalui eksositosis. Contoh lain adalah neuron atau sel saraf, yang menggunakan eksositosis untuk melepaskan sinyal kimiawi yang merangsang sel otot. Ketika sel tumbuhan sedang membuat diding sel, eksositois mengeluarkan karbohidrat dari vesikula golgi kebagian luar selnya.BAB III

PENUTUP1. Kesimpulan

1. Membran sel adalah komponen sel yang sangat penting yaitu menjadi jalan utama keluar masuknya molekul ataupun ion ke dalam dan ke luar sel. Transpor melalui membran berdasarkan aliran gradien elektrokimia dibagi menjadi transpor aktif dan transpor pasif.2. Transpor aktif adalah pergerakan atau pemindahan yang menggunakan energi untuk mengeluarkan dan memasukan ion - ion dan molekul melalui membran sel yang bersifat parmeabel dengan tujuan memelihara keseimbangan molekul kecil di dalam sel.3. Jenis-jenis transpor aktif adalah transport aktif primer dan sekunder. Contohnya adalah endositosis (pinositosis dan fagositosis) dan eksositosis.DAFTAR PUSTAKAAlkatiri, S. 1996. Kajian Ringkas Biologi. Airlangga University Press: Surabaya.

Annur, H dan H.H, Santosa, 2008, Analisa Temperatur Pada Proses Difusi Obat Dalam Membran Dengan Metode Diferensial Parabolik Untuk Mendeteksi Sinyal Fotoakustik,Jurnal Ilmiah GIGA, Vol. 11, No.3, Hal: 45-56.Bresnick, S. 2003. Intisari Biologi. Hipokrates: Jakarta.

Campbell, N. A. (1993). Biology, fifth edition. Benjamin Cummings Publishing

Company, Inc., Red-wood City. Keenan, Donald, dan Jesse. 1984. Ilmu Kimia Untuk Universitas. Erlangga: Jakarta.

Kimball, J.W. 1999. Biologi Edisi Pertama. Erlangga: Jakarta.

Kustiyah, 2007, Miskonsepsi Difusi dan Osmosis Pada Siswa MAN Model Palangkaraya,Jurnal Ilmiah Guru Kanderang Tingang, Vol. 1, No. 1, Hal: 24-37.Loveless, A.R. 1991. Prinsip-Prinsip Biologi Tumbuhan Untuk Daerah Tropik I. Gramedia Pustaka Utama: Jakarta.Parjatmo,W. 1987. Biologi Umum I. Angkasa Bandung: Bandung.

Santoso, B. 2005. Biologi dan Kecakapan Hidup. Ganeca Exact : Jakarta.