1. PAPER
MEKANISME TRANSPOR TRANS MEMBRAN
S1 KEPERAWATAN
KELOMPOK 4
1. Khasbulloh
2. Joni Koswara
3. Erni Yunia Nugroho
4. Sumintri
5. Sulistia Rini
6. Mey Ferdita S. P.
7. Laelatul Mahmudah
8. Siti Marfungah
STIKES AL-IRSYAD AL-ISLAMIYYAH CILACAP
2015
2. SISTEM TRANSPORT MELALUIMEMBRAN SEL
A. Pengertian Mekanisme Transpor pada Membran
Mekanisme transpor pada membran adalah proses keluar masuknya molekul melewati
membran sel. Membran sel merupakan pembatas antara intra dengan ekstra seluler. Fungsi
dari membran sel salah satunya sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah. Sifat
permeabilitas dari membran sel ini memungkinkan molekul yang penting seperti ion, oksigen,
air, glukosa, asam amino dan asam lemak-gliserol dapat masuk ke dalam sel, sedangkan
senyawa kimia hasil metabolisme sel disimpan dalam sel dan senyawa yang tidak diperlukan
oleh sel akan meninggalkan sel.
Membran sel terbentuk dari struktur fosfolipid bilayer. Bagian luar bersifat hidrofilik,
sementara bagian dalam bersifat hidrofobik. Sifat kimia membran sel tersebut, berpengaruh
terhadap molekul-molekul yang bergerak melewatinya.
Dengan demikian permeabilitas selektif dari membran sel memungkinkan sel dapat
memelihara lingkungan internalnya. Beberapa prinsip umum transportasi pada membran,
antara lain struktur membran sel dan mekanismenya terkait lalu lintas ion dan senyawa
organik, suatu mekanisme khusus bagi transportasi suatu molekul polar dengan ukuran besar.
B. Jenis-jenis Mekanisme Transpor pada Membran
Transpor membran pada sel dibedakan menjadi dua berdasarkan penggunaan energinya,
yakni dapat terjadi secara pasif (transpor pasif) dan dapat pula terjadi secara aktif (transpor
aktif). Transpor pasif merupakan transpor yang tidak memerlukan energi, meliputi difusi,
difusi terfasilitasi, dan osmosis. Transpor aktif adalah transpor melalui membran dengan
3. melawan kecenderungan alami yaitu melawan gradien konsentrasi dengan menggunakan
energi ATP. Transpor melalui membran jenis lain adalah endositosis dan eksositosis.
1. Transpor Membran Pasif
Mekanisme transpor membran secara pasif terjadi dengan memanfaatkan prinsip
sederhana difusi. Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul berdasarkan
perbedaan gradien konsentrasinya, yaitu molekul berpindah dari konsentrasinya yang
tinggi ke konsentrasi rendah dan tidak ada energi metabolik yang terlibat. Transpor pasif
meliputi difusi dan osmosis.
a. Difusi
Difusi adalah gerakan acak partikel-partikel, atom, maupun molekul gas atau
cairan, dari daerah berkonsentrasi tinggi menuju daerah berkonsentrasi rendah hingga
mencapai kesetimbangan. Zat-zat tersebut akan berdifusi menurun sesuai gradien
konsentrasi.
Molekul polar hidrofobik merupakan molekul yang lebih cepat berdifusi melintasi
bilayer fosfolipid misalnya diethyl urea, demikian pula molekul non polar misalnya O2
dan molekul polar yang tidak bermuatan misalnya CO2.
Pada umumnya zat-zat yang larut dalam lipid, yaitu molekul hidrofobik, lebih
mudah berdifusi melalui membran dari pada molekul hidrofilik. Membrane sel, kurang
permeable terhadap ion-ion (seperti Na+, Cl-, K+) dibandingkan dengan molekul kecil
4. yang tidak bermuatan. Dalam keadaan yang sama, molekul kecil lebih cepat berdifusi
melalui membrane sel daripada molekul besar.
Kecepatan difusi zat melalui membran sel tidak hanya tergantung pada gradien
konsentrasi (perbedaan konsentrasi antar ruang pada sel), tetapi juga pada besar, muatan
dan daya larut dalam lipid dari partikel-partikel tersebut.
Semua sel pindah dengan melakukan difusi melalui membran sel. Syaratnya yaitu
partikelnya sederhana, berukuran kecil, dan dapat larut dalam air ataupun lemak. Jadi
kalau cairan di sekeliling sel punya konsentrasi tinggi dibanding di dalam sel, secara
otomatis molekul dari cairan disekeliling membran sel bisa berdifusi ke dalam sel.
Difusi berjalan lambat, dan diatara tiga jenis zat cair, padat, dan gas, molekul gas
yang paling mudah berdifusi.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan difusi ialah:
a) Jarak
b) Luas permukaan
c) Beda konsentrasi
d) Suhu
e) Permeabilitas membran
f) Ukuran molekul
5. Transpor difusi terdiri dari dua cara yaitu difusi dipermudah dengan protein dan
difusi dipermudah dengan protein pembawa.
1) Difusi dipermudah dengan protein
Difusi dipermudah disebut juga difusi terfasilitasi. Pada proses difusi yang
terfasilitasi oleh protein, molekul-molekul seperti asam amino, gula, tidak dapat
melalui membran plasma.
2) Difusi dipermudah dengan protein pembawa
Sedangkan proses difusi zat dipermudah dengan protein pembawa mirip
dengan proses difusi dipermudah dengan protein. Letak perbedaannya, protein
membran membentuk saluran dan mengikat molekul yang ditranspor. Protein ini
dinamakan protein pembawa. Molekul yang ditranspor seperti glukosa dan asam
amino berdifusi dan menurun sesuai gradien konsentrasinya. Difusi melalui protein
trans membran sering digunakan oleh sel-sel syaraf untuk perpindahan ion Na+ dan
K+ serta ion-ion seperti Cl-, Ca2+ dan HCO3-.
Protein pembawa (carrier protein) memiliki permukaan spesifik untuk ion,
glukosa dan asam amino sehingga masing-masing senyawa tersebut dapat berikatan.
Difusi melalui protein pembawa dapat terjadi beberapa macam sebagai berikut,
(a)uniport, terjadi kalau protein pembawa hanya mengikat satu macam ion, misal
glukosa ekstraseluler yang relatif tinggi maka lintasannya menggunakan cara ini.
6. (b) kotransport, terjadi jika protein pembawa mengikat sepasang ion. Kotransport
ada dua macam yaitu pertama, simport, jika transpor memindahkan dua macam
ion kearah yang sama, misalnya glukosa ekstraseluler dengan konsentrasi rendah
akan terikat ke sisi protein pembawa dan masuk ke dalam sel bersama dengan
Na+, kedua dengan cara antiport, jika transpor memindahkan dua macam ion
yang terikat pada protein pembawa dan berpindah dengan arah berlawanan.
Contoh antiport adalah “chloride-bicarbonate exchanger” yaitu pertukaran ion
Cl- dengan ion HCO3-
Membran sel itu punya dua lapis lemak yang merupakan penghalang molekul
besar, maka dari itu molekul sering melewati membran dengan cara difusi dengan
bantuan protein membran khusus. Prosesnya disebut difusi fasilitatif. Protein yang
membantu punya molekul besar dan bersifat hidrofilik. Proteinya yaitu protein kanal
dan pembawa. Kecepatan difusi ini tergantung pada perbedaan konsentrasi dan
jumlah protein yang membantu, contoh difusi ini yaitu difusi ADP ke dalam dan
difusi ATP keluar dari mitokondria atau transpor glukosa delam sel darah merah.
b. Osmosis
Osmosis adalah perpindahan zat pelarut melalui membran selektif permeabel dari
konsentrasi zat pelarut tinggi menuju konsentrasi zat pelarut rendah. Zat pelarut ini dapat
keluar masuk melewati membran secara bebas. Hanya saja zat terkecil merupakan
zat yang sudah terseleksi. Membran semipermeabel dapat ditembus oleh pelarut, tapi
tidak oleh zat terlarut, yang mengakibatkan gradien tekanan sepanjang membran.
Tekanan osmosis dapat diukur dengan suatu alat yang disebut osmometer.
7. Osmosis merupakan suatu fenomena alami, tapi dapat dihambat secara buatan
dengan meningkatkan tekanan pada bagian dengan konsentrasi pekat menjadi melebihi
bagian dengan konsentrasi yang lebih encer. Osmosis akan berhenti apabila konsentrasi
kedua zat sama(isotonis). Gaya per unit luas yang dibutuhkan untuk mencegah
mengalirnya pelarut melalui membran permeabel selektif dan masuk ke larutan dengan
konsentrasi yang lebih pekat sebanding dengan tekanan turgor.
Sel akan mengerut jika berada pada lingkungan yang mempunyai konsentrasi
larutan lebih tinggi. Hal ini terjadi karena air akan keluar meninggalkan sel secara
osmosis. Sebaliknya jika sel berada pada lingkungan yang hipotonis (konsentrasi rendah)
sel akan banyak menyerap air, karena air berosmosis dari lingkungan ke dalam sel. Jika
sel-sel tersebut adalah sel tumbuhan, maka akan terjadi tekanan turgor apabila dalam
lingkungan hipotonis. Sebaliknya jika sel tumbuhan berada pada lingkungan hipertonis,
dapat mengalami plasmolisis yaitu terlepasnya sel dari dinding sel.
8. Dampak peristiwa osmosis terjadi akibat sel ditempatkan pada kondisi hipertonik
maupun hipotonik.
Perbedaan Difusi dan Osmosis
2. Transpor Membran Aktif
Transport aktif merupakan suatu cara pemindahkan molekul ataupun ion dari gradien
konsentrasi rendah menuju gradient konsentrasi tinggi dengan menggunakan energy, selain
itu juga membutuhkan bantuan dari carrier protein dan saluran protein. Energi yang
digunakan dalam pemindahan molekul tersebut ada yang diperoleh dari hidrolisis ATP
seperti yang dipergunakan sewaktu pemindahan molekul Na+ dan K+ (pompa Na+ danK+).
Mekanisme transpor pada membran secara aktif terjadi karena molekul tidak bisa
dilewatkan secara langsung melewati fosfolipid bilayer atau karena jumlah molekul di luar
sel yang lebih sedikit. Molekul yang mengalami kesulitan untuk melewati membran sel
OSMOSIS DIFUSI
Difusi adalah gerakan acak partikel-
partikel, atom, maupun molekul gas atau
cairan, dari daerah berkonsentrasitinggi
menuju daerah berkonsentrasirendah
hingga mencapai kesetimbangan.
Osmosis adalah perpindahan zat pelarut
melalui membran selektif permeabel dari
konsentrasizat pelarut tinggi
menuju konsentrasizat pelarut rendah.
Partikelnya yang berpindah Pelarutnya yang berpindah
Tidak ada membran permeabel Adanya membran permeabel
Perpindahan zat terlarut tanpa melalui
membran
Perpindahan zat pelarut melalui membran
9. umumnya terjadi karena interaksi antara membran sel yang memiliki ekor bagian dalam
yang bersifat hidrofobik non polar dengan molekul yang bersifat hidrofilik dan atau polar.
Selain itu, ukuran molekul yang besar juga merupakan faktor penghambat untuk melewati
membran sel.
Mekanisme transpor aktif dapat terjadi secara primer dan sekunder. Transpor aktif
primer membutuhkan energi dalam bentuk ATP, sedangkan transpor aktif sekunder
memerlukan transpor yang tergantung pada potensial membran. Kedua jenis transpor
tersebut saling berhubungan erat karena transpor aktif primer akan menciptakan potensial
membran dan ini memungkinkan terjadinya transpor aktif sekunder.
Transpor aktif primer dicontohkan pada keberadaan ion K+ dan Na+ dalam membran.
Kebanyakan sel memelihara konsentrasi K+ lebih tinggi di dalam sel daripada di luar sel.
Sementara konsentrasi Na+ di dalam sel lebih kecil daripada di luar sel.
Transpor aktif sekunder dicontohkan pada asam amino dan glukosa dengan molekul
pengangkutannya berupa protein transpor khusus. Pengangkutan tersebut bersama dengan
pengangkutan Na+ untuk berdifusi ke dalam sel. Pengangkutan Na+ adalah transpor aktif
primer yang memungkinkan terjadinya pontensial membran, sehingga asam amino dan
glukosa dapat masuk ke dalam sel.
Transpor membran secara aktif sendiri terdiri dari beberapa macam, antara lain:
a. Pompa ATP
Mekanisme pompa ATP terjadi akibat perubahan pada protein membran yang
mengalami perubahan bentuk sehingga memungkinkan molekul bisa melewatinya untuk
keluar atau masuk sel. Perubahan konformasi itu sendiri terjadi dengan penggunaan ATP.
10. b. Kotranspor
Kotranspor adalah transpor zat yang mengaktifkan transpor zat lain melewati
membran plasma. Kotransport dibedakan menjadi dua, yaitu simport dan antiport.
Disebut simport apabila kedua jenis zat memiliki arah pergerakan yang sama, dan disebut
antiport apabila arah pergerakannya berlawanan. Contoh mekanisme kotranspor, berupa
pompa potasium dan sodium.
c. Endositosis dan Eksositosis
1) Endositosis
Endositosis merupakan proses pemasukan zat dari luar sel ke dalam sel.
Partikel-partikel dari luar sel menempel pada membran kemudian mendesak
membran sehingga terjadilah lekukan yang semakin lama semakin dalam bentuknya
seperti kantung dan akhirnya menjadi bulat lalu terlepas dari membran. Bulatan
tersebut berisi partikel, lalu akan dicerna oleh lisosom/ enzim pencerna yang lain.
Endositosis memiliki dua macam bentuk yaitu pinositosis dan fagositosis.
Pinositosis merupakan proses pemasukan zat ke dalam sel yang berupa cairan.
Hal ini sesuai dengan arti pino sendiri yaitu minum. Sedangkan fagositosis (fago =
makan) merupakan pemasukan zat padat atau sel lainnya ke dalam tubuh sel. Sesuai
dengan artinya, peristiwa ini seperti sel memakan zat lain. Endositosis adalah
transpor makromolekul dan materi ke dalam sel dengan cara membentuk vesikula
baru dari membran plasma.
11. Endositosis dibagi menjadi 2, yaitu pinositosis (pemasukan zat cair) dan
fagositosis (penelanan zat cair).
a.) Pinositosis
Bahan pada membran plasma reseptor akan menempel sehingga terjadi
lekukan. Lekukan lama-kelamaan semakin dalam dan membentuk kantung.
Kantung yang terlepas akan berada dalam sitoplasma. Kantung ini disebut
gelembung pinositosis. Gelembung pinositosis akan mengerut dan pecah
menjadi gelembung kecil-kecil kemudian bergabung menjadi gelembung yang
lebih besar.
b.) Fagositosis
Fagositosis merupakan proses penelanan partikel-partikel makanan dan
sel-sel asing, misalnya pada Amoeba dan sel-sel darah putih. Makanan atau
partikel lain akan menempel pada membran, lalu membran akan membentuk
lekukan. Membran akan menutup dan membentuk kantung, lalu kantung
melepaskan diri.
12. 2) Eksositosis
Eksositosis dapat diartikan, keluarnya zat dari dalam sel. Vesikel dari dalam sel
berisi senyawa atau sisa metabolisme. Bersama aliran plasma, vesikel tersebut
akhirnya sampai pada membran dan terjadilah perlekatan. Daerah perlekatan akan
mengalami lisis dan isi vesikel keluar.
13. DAFTAR PUSTAKA
Syaifuddin (2002) Anatomi Fisiologi. Penerbit Buku Kedokteran EGC : Jakarta
http://www.pintarbiologi.com/2014/11/transpor-zat-pada-membran-sel.html
http://www.scribd.com/doc/43465151/3-Transport-Membran#scribd
http://www.artikelbiologi.com/2012/08/mekanisme-transpor-pada-membran.html#_
https://nurhidayah49.wordpress.com/2013/06/13/7/
https://nadjeeb.wordpress.com/sistem-transport-pada-sel/
http://taufik-ardiyahtnto.blogspot.com/2011/07/blog-post.html