Lab. Biologi Reproduksi Jur. Biologi FMIPA Univ. Airlangga s e l & b i o f i s i k DWI WINARNI Lab. Biologi Reproduksi Jur. Biologi FMIPA Univ. Airlangga

S E L Memerlukan bahan-bahan dari ekstrasel ke intrasel a. l. - asam amino - oksigen - glukosa Membuang keluar sel - hasil metabolisme a.l. - CO2 - H+ Menstranspor produk ke luar sel a.l. - protein tertentu - gula (hepar) - asam lemak bebas (adiposit) S E L sel biofisik-DWN

Selain itu … SEL HIDUP HARUS MAMPU MERESPONS PERUBAHAN LINGKUNGAN YANG TIDAK SELALU SAMA DARI WAKTU KE WAKTU UNTUK DAPAT TERUS BERAKTIVITAS, SEL HIDUP HARUS MAMPU MEMPERTAHANKAN/ MEMELIHARA KONDISI INTERNAL ADA DALAM KISARAN TERTENTU  demikian juga dengan organel sel biofisik-DWN

Kadar ion/ molekul intrasel tidak selalu sama dengan ekstrasel FAKTA Kadar ion/ molekul intrasel tidak selalu sama dengan ekstrasel ------------------------------------------------------------------- Akson cumi Mamalia sel darah sel darah ------------------------------------------------------------------ K+ (mM) 400 20 139 4 Na+(mM) 50 440 12 145 Cl- (mM) 40-150 560 4 116 Ca2+ (mM) 0,0003 10 <0,0002 1,8 Kadar ion/ molekul dalam organel mempunyai lingkungan yang khas  kadar H+ di lisosom 100-1000 kali di sitosol

STRUKTUR YANG berperan penting ADALAH MEMBRAN SEBAGAI BARRIER TERHADAP PERUBAHAN LINGKUNGAN DAN SELEKTOR TERHADAP TRANSPOR BAHAN-BAHAN DAN ION-ION sel biofisik-DWN

Struktur Membran Sel sel biofisik-DWN

jenis sel tertentu/ organel sel tertentu mempunyai komposisi protein membran khas

Transpor molekul lintas bilayer lipid sel biofisik-DWN

sel biofisik-DWN

Kinetika difusi pasif dan difusi terfasilitasi protein carrier

K+ intrasel > ekstrasel Na+ intrasel < intrasel K+ cenderung keluar sel Na+ cenderung masuk sel permeabilitas membran terhadap K+ > Na + keluarnya K+ tak diimbangi masuknya Na+ Beda distrIbusi muatan, bag dalam membran relatif negatif Ion-ion organik bermuatan - tertahan di dalam sel POTENSIAL MEMBRAN sel biofisik-DWN

Na+ K+ K+ _ K+ K+ _ K+ + K+ Na+ K+ K+ _ K+ K+ Na+ + _ K+ K+ Na+ _ Na+ Permeabilitas membran terhadap Na+ lebih rendah dibanding terhadap K+ Na+ K+ K+ _ K+ K+ _ K+ + K+ Na+ K+ K+ _ K+ K+ Na+ + _ K+ K+ Na+ _ Na+ + Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ ekstraselular intraselular Beda potensial di bagian dalam dan luar membran

POTENSIAL MEMBRAN ISTIRAHAT RESTING MEMBRANE POTENTIAL (RMP) berkisar -9 - -100 RMP otot = -90 mV RMP rbc = -9 mV RMP neuron motorik spinal mamalia = -70 mV saat RMP --- aliran ion masuk =keluar rmp dipelihara oleh Na+K+ATPase

MELAMPAUI NILAI AMBANG (TRESHOLD) INHIBISI POTENSIAL AKSI STIMULUS DEPOLARISASI POLARISASI MELAMPAUI NILAI AMBANG (TRESHOLD) HIPERPOLARISASI POTENSIAL AKSI INHIBISI POTENSIAL AKSI Jika stimulus mengakibatkan membukanya channel untuk ion sodium, kalsium Jika stimulus mengakibatkan membukanya channel untuk ion potasium, klorida

Potensial aksi kedua sel biofisik-DWN

sel biofisik-DWN

sel biofisik-DWN

Besar RMP dan potensial aksi maupun lama potensial aksi berlangsung, khas untuk jenis sel tertentu

MANIFESTASI POTENSIAL AKSI Ex: PELEPASAN ASETILKOLIN DAN KONTRAKSI OTOT PELEPASAN Ca 2+ dari sarkoplasmik retikulum Depolarisasi membran sel (Na channel) ASETILKOLIN BERIKATAN DENGAN RESEPTOR KONTRAKSI Ca2+ terikat pada troponin C Pembentukan cross-linkage antara aktin dan myosin sel biofisik-DWN

Inhibitor potensial aksi = Melalui inhibisi kerja Na-K-ATPase - digoxin - sianida = Melalui inhibisi channel Na+ - TTX (tetrodoksin) --> dihasilkan ikan buntal - saxitoxin --> dihasilkan oleh dinoflagellata laut

Digoxin digunakan untuk menolong penderita gagal jantung kongesti  mempertahankan kadar Ca 2+ intrasel tetap >>> ekstrasel sitosol Ca 2+ Na+ Na+/Ca+ antiporter Na+ Na+/K+-ATPase K+

Kesimpulan Membran sel memelihara kondisi intraselular pada kisaran tertentu yang tidak selalu sama dengan komposisi cairan ekstrasel dengan jalan mengatur keluar masuknya bahan/molekul-molekul/ ion-ion. Perbedaan distribusi muatan antara bagian dalam membran yang berbatasan dengan cairan intraselular dan bagian luar yang berhadapan dengan cairan ekstraselular mengakibatkan terbentuknya potensial membran sel. Potensial membran istirahat dipelihara tetap pada nilai tertentu oleh adanya protein integral yang disebut Na+K+ATP-ase yang dapat membuang kelebihan ion sodium keluar dan mengambil potasium ke dalam sel secara aktif. Potensial aksi terjadi jika stimulus menyebabkan depolarisasi membran mencapai nilai ambang. Stimulus dengan kekuatan di bawah nilai ambang tidak dapat menimbulkan potensial aksi dan di atas nilai ambang tidak berkorelasi dengan kekuatan potensial aksi sel biofisik-DWN

TUGAS, dikumpulkan dan didiskusikan minggu depan sebelum kuliah !!!! Cari contoh obat, toksin atau stimulus lain yang bekerja melalui channel ion Ca2+, Na+, Cl- atau K+, dan tuliskan mekanisme kerja dalam kaitannya dengan perubahan potensial membran dan akibat yang ditimbulkannya sel biofisik-DWN