PROSES PERPINDAHAN

CAIRAN DAN

ELEKTROLIT AHMAD MUHAJIRIN

4/9/2015 *

Membran

Setiap kompartemen cairan dipisahkan oleh membran permeabel selektif yang memungkinkan gerakan air dan beberapa zat terlarut.

Meskipun molekul kecil seperti urea dan air bergerak dengan bebas diantara semua kompartemen.

Substansi tertentu sedikit bergerak. Permeabilitas membran yang selektif membantu untuk

mempertahankan komposisi unik dari setiap kompartemen sementara memungkinkan gerakan nutrien dari plasma ke sel-sel dan gerakan produk sisa ke luar dari sel dan akhirnya ke dalam plasma

Membran semipermiabel tubuh meliputi:

Membran sel : memisahkan Cairan intra sel dari cairan insterstitiil dan terdiri dari lipid dan protein.

Membran kapiler : memisahkan cairan intra vaskuler dari cairan interstitiil.

Membran epitelial : memisahkan cairan interstitiil dan cairan intra vaskuler dari cairan trans sel. Contoh dari membran epitelial meliputi epitelium mukosa dari lambung dan usus, membran sinovial, dan tubulus ginjal.

4/9/2015 *

PRINSIP DASAR TRANSPOR MLL MEMBRAN: Setiap molekul memiliki kecendrungan utk

menempati ruang dg merata Molekul pd konsentrasi memiliki tekanan

lbh besar Setiap molekul mempunyai kecendrungan utk

selalu bergerak krn mengandung energi kinetik

4/9/2015 *

TRANSPOR MOLEKUL-MOLEKUL KECIL Transpor pasif Transpor aktif dilakukan scr terpadu mempertahankan

kondisi intraseluler tetap konstan Transpor pasif dibedakan mjd : 1. Difusi sederhana mll lipid bilayer 2. Difusi sederhana mll protein channel 3. Difusi dipermudah atau difasilitasi 4. Osmosis.

4/9/2015 *

8

Perpindahan Cairan & Elektrolit 1. Difusi

perpindahan molekul dari tekanan/konsentrasi tinggi ke tekanan/konsentrasi rendah

2. Osmosis perpindahan air dari konsentrasi zat terlarut rendah ke konsentrasi zat terlarut tinggi osmolaritas: ukuran konsentrasi suatu larutan - isotonus konsentrasi larutan = plasma darah

3. Transport aktif perpindahan molekul dari tekanan/konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi dgn menggunakan energi

Proses Transport 1. Difusi

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi difusi : a. Suhu berbanding lurus b. Konsentrasi partikel berbanding lurus c. Ukuran molekul berbanding terbalik d. Berat molekul dari partikel berbanding terbalik e. Area permukaan yang tersedia untuk difusi (luas

permukaan membran) berbanding lurus f. Jarak lintas dimana massa partikel harus berdifusi

berbanding terbalik

Gambar tersebut menunjukkan proses

terjadinya difusi. Pada permulaan percobaan semula molekul glukosa ada di bagian A. Setelah beberapa saat, proses difusi menyebabkan konsentrasi glukosa di A turun dan di B naik dengan kecepatan yang sama.

Setelah 3 jam, konsentrasi pada kedua ruang tersebut sama dan keseimbangan akan tercapai.

4/9/2015 *

1) Mekanisme difusi sederhana

Difusi proses perpindahan molekul zat/ gas

dari konsentrasi ke konsentrasi . Bersifat larut dlm lemak/lipid menembus

lipid bilayer Membran sel permeabel terhadap molekul

larut lemak seperti hormon steroid, vitamin A, D, E, dan K serta bahan-bahan organik yang larut dalam lemak

membran sel juga sangat permeabel terhadap molekul anorganik seperti O,CO2, HO, dan H2O.

4/9/2015 *

4/9/2015 *

2) Mekanisme Difusi Difasilitasi zat yg dpt mll membran plasma yg melibatkan

protein pembawa/protein transporter. Seperti: asam amino,glukosa dan bbrp garam

mineral Protein pembawa utk glukosa banyak ditemukan pd: - sel-sel rangka, - otot jantung, - sel-sel lemak dan sel-sel hati, karena sel sel tsbt selalu membutuhkan glukosa

untuk diubah menjadi energi.

Difusi Terbantu Proses difusi terbantu difasilitasi oleh suatu protein.

Difusi terbantu sangat tergantung pada suatu mekanisme transpor dari membran sel.

Difusi terbantu dapat ditemui pada kehidupan sehari-hari, misalnya pada bakteri Escherichia coli yang diletakkan pada media laktosa. Membran sel bakteri tersebut bersifat impermeabel sehingga tidak dapat dilalui oleh laktosa. Setelah beberapa menit kemudian bakteri akan membentuk enzim dari dalam sel yang disebut permease, yang merupakan suatu protein sel. Enzim permease inilah yang akan membuatkan jalan bagi laktosa sehingga laktosa ini dapat masuk melalui membran sel.

4/9/2015 *

Difusi Difasilitasi

4/9/2015 *

Osmosis

proses osmosis Air akan berpindah dari A menuju B melalui membran semi permeabel larutan isotonis, yaitu konsentrasi air sama untuk dua larutan antara A dan B, walaupun hasil akhirnya nanti volume antara A dan B berbeda. Setelah terjadi osmosis, maka gambar prosesnya menjadi seperti gambar di atas

Osmosis adalah proses perpindahan air dari zat yang berkonsentrasi rendah (hipotonis) ke larutan yang berkonsentrasi tinggi (hipertonis) melalui membran semipermeabel, sehingga didapatkan larutan yang berkonsentrasi seimbang (isotonis).

Peristiwa osmosis penyerapan air melalui bulu-bulu akar, dan mengerutnya sel darah merah yang dimasukkan ke dalam larutan hipertonis

Osmosis

Gerakan air melewati membran semipermeabel dari area dengan konsentrasi zat terlarut rendah ke area dengan konsentrasi zat terlarut tinggi Kecepatan osmosis dipengaruhi oleh: Konsentrasi solut di dalam larutan. Suhu larutan, Muatan listrik solut, Perbedaan antara tekanan osmosis yang dikeluarkan oleh larutan.

Macam-macam sifat larutan : 1. Isotonik adalah suatu larutan yang osmolalitasnya

sama dengan plasma darah. Pemberian larutan isonik melalui intravena akan mencegah perpindahan cairan dan elektrolit dari kompartemen intrasel.

2. Hipotonik adalah suatu larutan yang memiliki konsentrasi solut lebih rendah dari plasma, sehingga akan membuat air berpindah ke dalam sel.

3. Hipertonik adalah suatu larutan yang memiliki konsentrasi solut lebih lebih besar dari plasma, sehingga akan membuat air keluar dari dalam sel.

4/9/2015 *

Mekanisme osmosis

proses perpindahan molekul zat pelarut, dari larutan yg konsentrasi zat pelarutnya menuju larutan yg konsentrasi zat pelarutnya .

Hipertonis : lar. yg konsentrasi zat terlarutnya lebih di luar sel dibandingkan dg lar. di dalam sel

Isotonis: lar. yg konsentrasinya = lar. di dalam sel Hipotonis: lar. yg konsentrasi zat terlarutnya diluar

sel lebih dari pada di dalam sel

4/9/2015 *

4/9/2015 *

4/9/2015 *

4/9/2015 *

Transport aktif

Difusi sederhana tidak akan terjadi jika tak ada listrik atau gradien konsentrasi yang dibutuhkan. Energi diperlukan agar substansi dapat pindah dari area sederhana tidak akan terjadi jika tak ada listrik atau gradien konsentrasi yang dibutuhkan. Energi diperlukan agar substansi dapat pindah dari area berkonsentrasi lebih rendah atau sama ke area dengan konsentrasi sama atau lebih besar

Transpor Aktif Transpor aktif merupakan transpor partikel-partikel melalui

membran semipermeabel yang bergerak melawan gradien konsentrasi yang memerlukan energi dalam bentuk ATP.

Transpor aktif berjalan dari larutan yang memiliki konsentrasi rendah ke larutan yang memiliki konsentrasi tinggi, sehingga dapat tercapai keseimbangan di dalam sel.

Adanya muatan listrik di dalam dan luar sel dapat mempengaruhi proses ini, misalnya ion K+, Na+dan Cl+. Peristiwa transpor aktif dapat dilihat pada peristiwa masuknya glukosa ke dalam sel melewati membran plasma dengan menggunakan energi yang berasal dari ATP.

Transpor aktif terjadi pada darah di dalam tubuh kita, yaitu pengangkutan ion kalium (K) dan natrium (Na) yang terjadi antara sel darah merah dan cairan ekstrasel (plasma darah).

Kadar ion kalium pada sitoplasma sel darah merah tiga puluh kali lebih besar daripada cairan plasma darah. Tetapi kadar ion natrium plasma darah sebelas kali lebih besar daripada di dalam sel darah merah.

Adanya pengangkutan ion bertujuan agar dapat tercapai keseimbangan kadar ion di dalam sel.

Mekanisme transpor ion

4/9/2015 *

Transpor aktif Diperlukan protein pembawa dan energi

metabolik yang tersimpan dalam bentuk ATP Transpor aktif berhenti jika didinginkan pd

suhu 2 4oC, ada racun/kehabisan energi Diperlukan utk memelihara keseimbangan

molekul2 kecil di dlm sel Transpor aktif dibedakan menjadi dua, yaitu

transpor aktif primer dan sekunder.

4/9/2015 *

Transpor aktif primer secara langsung berkaitan dg hidrolisis ATP

energi. Cont: pompa ion Na+ dan ion K+. Transpor aktif: Na-K pump, 3 Na akan dipompa keluar sel sedang 2

K akan dipompa kedalam sel (Na+/K+ ATP ase ) Ca2+ ATP ase transport Ca dr RE ke luar/kedlm RE H+/K+ ATP ase pd sel epitel dlm sal.pencernaan Pompa H+ ATP ase pd tumbuhan

4/9/2015 *

4/9/2015 *

4/9/2015 *

Tranpor aktif sekunder pengangkutan gabungan yaitu pengangkutan

ion-ion bersama dg pengangkutan molekul lain.

Transport aktif sekunder terdiri: co-transport dan counter transport

(exchange).

4/9/2015 *

Transport sekunder co-transport Glukosa/ asam amino akan ditranspor masuk dalam

sel mengikuti masuknya Natrium.

4/9/2015 *

Transport sekunder counter-transport

Pada proses ini, masuknya ion Na ke dalam sel akan menyebabkan bahan lain ditranspor keluar.

Misalnya pada Na-Ca exchange dan Na-H exchange. Pada Na-Ca exchange, 3 ion Na akan ditransport

kedalam sel untuk setiap 1 ion Ca yang ditransport keluar sel, menjaga kadar Ca intrasel, khususnya otot jantung kontraktilitas jantung.

Na-H exchange mengatur konsentrasi ion Na dan Hidrogen dlm tubulus proksimal ginjal, mengatur pH dalam sel.

4/9/2015 *

4/9/2015 *

TRANSPOR MOLEKUL-MOLEKUL BESAR melibatkan pembentukan vakuola/ vesikel dg cara

endositosis. Endositosis merupakan peristiwa pembentukan

kantong membran sel. Endositosis terjadi karena ada transfer larutan atau partikel ke dalam sel.

Berdasarkan ukuran vakuolanya, endositosis dibedakan atas pinositosis dan fagositosis

4/9/2015 *

Pada pinositosis : materi yang masuk berupa larutan vakuola endositik berukuran kecil ( < 150 nm ) Vakuola yang terbentuk dinamakan pinosom.

Pada fagositosis: materi yang dimasukkan ke dalam sel berupa

partikel vakuola yang terbentuk berukuran < 250 nm. Vakuola yang terbentuk dinamakan fagosom.

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

Tahapan proses pinotosis 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.

4/9/2015 *

Eksositosis : Pengeluaran makro molekul dr dalam sel Proses eksositosis merupakan kebalikan dari

endositosis. Vakuola yg berisi makro molekul yg akan

dikeluarkan, berfusi dg membran plasma, selanjutnya isi vakuola akan dikeluarkan dari sel.

4/9/2015 *

Fagositosis dan Pinositosis

Transport molekul besar lewat mekanisme fagositosis (eksositosis, endositosis) dan pinositosis. Pinositosis disebut juga drinking sel, sebab yg ditransport adalah molekul yg mengandung cairan ekstrasel. Molekul tadi ditelan seluruhnya dan terbentuk dlm vesikel pinositik.

Mekanisme = proses fagositosis ( eating sel) hanya saja molekul pd fagositosis lebih padat misalnya bakteri/ bgn sel yang rusak.

Fagositosis Fagositosis merupakan

peristiwa yang sama seperti pada pinositosis tetapi terjadi pada benda padat yang ukurannya lebih besar. Fagositosis dapat yang terjadi pada Amoeba.

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.

Proses Fagositosis

Eksositosis Eksositosis adalah proses keluarnya suatu

zat ke luar sel. Proses ini dapat dilihat pada proses kimia yang terjadi dalam tubuh kita, misalnya proses pengeluaran hormon tertentu. Semua proses sekresi dalam tubuh

merupakan proses eksositosis. Sel-sel yang mengeluarkan protein akan berkumpul di dalam badan golgi. Kantong yang berisi protein akan bergerak ke arah permukaan sel untuk mengosongkan isinya.

4. Filtrasi

Gerakan air dan zat terlarut dari area dengan tekanan hidrostatik tinggi ke area dengan tekanan hidrostatik rendah. Proses ini bersifat aktif di dalam bantalan kapiler, tempat perbedaan tekanan hidrostastik atau gradien yang menentukan perpindahan air, elektrolit dan substansi terlarut lain yang berada diantara cairan kapiler dan cairan interstitial.

52

Tekanan Cairan 1. Tekanan osmotik & onkotik

Tekanan osmotik: tekanan untuk mencegah aliran osmotik cairan Tekanan onkotik: gaya tarik s/ koloid agar air tetap berada dalam plasma darah di intravaskular

2. Tekanan hidrostatik ( filtration force) tekanan yang digunakan oleh air dalam sistem tertutup

53

Perpindahan cairan di kapiler

54

Selektivitas Permeabilitas Membran

Membran sel lipid bilayer

Permeabilitas membran sel bersifat selektif

terhadap: ion (kanal ion), air (aquaporin)

55

Filtrasi, Reabsorpsi, Sekresi & Ekskresi di Nefron

INTAKE OUTPUT CAIRAN

PENGATURAN CAIRAN TUBUH

1. Intake cairan Diatur melalui mekanisme rasa haus oleh pusat rasa haus di hipotalamus akibat hemokonsentrasi dan penurunan volume darah. Faktor lain yang mempengaruhi pusat rasa haus adalah keringnya membran mukosa faring dan mulut, angiotensin II, kehilangan kalium dan faktor-faktor psikologis.

Metabolisme Oksidatif Proses oksidasi terhadap karbohidrat, protein dan

lemak yang dapat menghasilkan air kira-kira 300 ml. Namun jumlah air ini belum cukup untuk mengkompensasi kehilangan cairan yang harus dikeluarkan oleh tubuh, sehingga masih memerlukan tambahan dari oral, parenteral atau enteral.

Di klinis air metabolisme diperkirakan sebesar 5 % X Berat badan

Cairan oral Intake cairan per oral setiap hari kira-

kira 1100-1400 ml. Masukan cairan sangat bervariasi yang

salah satunya akan diatur oleh mekanisme rasa haus.

Makanan padat

Intake makanan setiap hari mengandung cairan kira-kira 800-1000 ml. Contoh, daging kira-kira kandungannya airnya 70%, buah-buahan dan sayur kandungan airnya lebih dari 90%.

Terapi cairan

Tambahan cairan juga dapat diberikan melalui parenteral maupun enteral. Untuk pemberian cairan melalui parenteral maupun enteral dapat di hitung sesuai dengan jumlah yang sudah ditentukan.

Output cairan Ginjal

Ginjal merupakan regulator utama keseimbangan cairan dan elektrolit.

Pada orang dewasa, ginjal setiap menit menerima sekitar 125 ml plasma untuk disaring dan memproduksi urine sekitar 60 ml (40 sampai 80 ml) dalam setiap jam atau 1,5 liter dalam sehari.

Pada anak-anak ginjal akan memproduksi urine kira-kira 0,5 ml/kgBB/jam.

Jumlah urine yang diproduksi ginjal dipengaruhi oleh hormon antideuretik dan aldosteron.

Volume, komposisi dan konsentrasi urine sangat bervariasi dan akan tergantung pada penambahan dan kehilangan cairan.

Kulit

Kehilangan air melalui kulit terutama diatur oleh system saraf simpatis, yang mengaktifkan kelenjar keringat.

Stimulasi kelenjar keringat dapat dihasilkan dari olahraga otot, peningkatan suhu lingkungan, dan peningkatan aktifitas metabolic

Cairan tak kasat mata (DARI KULIT)

Kehilangan evaporatif dari kulit dan terjadi tanpa kesadaran individu. Rata-rata hilangnya air yang tidak terasa dari kulit orang dewasa sekitar 6 ml/kg/24 jam

Kehilangan cairan tak kasat mata dapat meningkat pada keadaan tertentu misalnya demam, bayi dengan BBLR dan lain-lain.

Cairan kasat mata Pengeluaran cairan melalui keringan yang

berlebihan dan dapat dirasakan oleh individu. Jumlah pengeluaran keringat yang dapat dirasakan

ini berhubungan dengan banyaknya olah raga, suhu lingkungan, dan aktivitas metabolic.

Cairan kasat mata, tidak mengandung elektrolit dalam jumlah yang bermakna. Pengeluaran cairan kasat mata dapat mencapai 1000 ml atau lebih dalam 24 jam.

Paru-Paru Paru-paru juga dapat mengalami kehilangan air

yang tidak dapat dirasakan dengan jumlah-rata-rata 400 ml per hari.

Jumlah ini dapat meningkat sebagai respons terhadap adanya perubahan frekuensi dan kedalaman pernafasan.

Saluran Gastrointestinal

Rata-rata kehilangan cairan dari saluran pencernaan adalah sekitar 100 ml/hari.

Muntah atau diare akan meningkakan kehilangan cairan karena hal tersebut mencegah absorbsi normal air dan elektrolit yang telah disekresi melalui roses pencernaan.

SIKLUS PENGATURAN AIR Volume darah turun,

osmolalitas serum naik

TD arterial turun

Perfusi ginjal turun

Produksi ADH dalam neurohipofisis

ADH dilepaskan ke dlm darah dr tempat

penyimpanan dlm pituitari posterior naik

H2O & Na disaring oleh

ginjal naik

Pelepasan renin naik

Angiotensin I & II naik

Aldosteron naik Volume darah naik, osmolalitas serum

turun Ekskresi Na &H2O

Vol H2O&Na yg bersirkulasi naik

Reabsorpsi H2O ginjal

naik

Ekskresi urin

Referensi : Guyton, 2000, Fisiologi Kedokteran,

EGC,Jakarta. dr.Lili Irawati,M.Biomed, Mekanisme

Transport Melalui Membran Sel