Membran sel dan mekanisme potensial aksi

Hanni Tsaaqifah (M0409023) Membran sel dan mekanisme potensial aksi

Membran sel merupakan bagian terluar sel yang membatasi bagian dalam sel dengan lingkungan luar. Fungsi membran plasma yaitu untuk membungkus sel, membatasi perluasan sel, sebagai filter yang sangat selektif, merupakan alat untuk transport aktif, mengontrol masuknya nutrien dan keluarnya hasil metabolisme, menjaga perbedaan konsentrasi ion di dalam dan di luar sel, serta sebagai sensor untuk sinyal- sinyal yang terdapat di luar sel. Komponen penyusun membran sel antara lain adalah fosfolipid, protein, oligosakarida, glikolipid, dan kolesterol. Ada tiga macam molekul lipid yang terdapat pada lipid membran yaitu phospolipid (yang terbanyak), cholesterol, dan glicolipid. Ketiga jenis lemak tersebut bersifat amphipatic atau amphipilic, yang berarti mempunyai dua sifat yaitu bersifat hidrophilic (senang pada air/polar) dan hidrophobic (tidak senang air/non-polar). Sebagai contoh, phospolipid molekul mempunyai gugus kepala hidrophilic yang sifatnya non-polar yang dinamakan hidrophobic hidrocarbon tail. Sebagian phospolipid dan glikolipid membentuk bilayer secara spontan apabila berada dalam lingkungan air. Sifat inilah yang menyebabkan membran sel dapat menutup kembali secara spontan apabila robek atau rusak. Molekul protein kebanyakan terlarut dalam lipid bilayer. Fungsi dari protein adalah sebagai media berbagai fungsi dari membran sel seperti: transport aktif molekul-molekul tertentu keluar masuk sel, sebagai enzim yang mengkatalisis reaksi-reaksi kimia yang berkaitan dengan membran plasma, sebagai penghubung struktur membran plasma dengan sitoskeleton dan atau matriks sel atau sel yang berdekatan, dan sebagai reseptor untuk menerima sinyal-sinyal kimia yang berasal dari lingkungan sel. Salah satu fungsi dari membran sel adalah sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah. Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2, O2), dan molekul polar yang sangat kecil (air, etanol). Sementara itu, molekul lainnya seperti molekul polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam sel.Banyaknya molekul yang masuk dan keluar membran menyebabkan terciptanya lalu lintas membran. Lalu lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasif untuk molekul-molekul yang mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus (perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasinya; bersifat spontan; contohnya difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi) dan transpor aktif untuk molekul yang membutuhkan mekanisme khusus (melawan gradien konsentrasi; bersifat tidak spontan; membutuhkan bantuan dari beberapa protein). Lalu lintas membran akan membuat perbedaan konsentrasi ion sebagai akibat dari dua proses yang berbeda yaitu difusi dan transpor aktif, yang dikenal sebagai gradien ion. Aktivitas sel dari keadaan polarisasi menjadi depolarisasi dan kemudian kembali ke polarisasi lagi disertai dengan terjadinya perubahan-perubahan pada potensial membran sel. Perubahan tersebut adalah dari negatif di sisi dalam berubah menjadi positif dan kemudian kembali lagi menjadi negatif. Perubahan ini menghasilkan suatu impuls tegangan yang disebut Potensial Aksi. Mekanisme potensial aksi : Tahap Istirahat/polarisasiAdalah potensial membran istirahat sebelum terjadinya potensial aksi. Pada tahap ini potensial membran negatif sebesar -90 mV. Pada sebuah sel yang dalam keadaan istirahat terdapat beda potensial di antara kedua sisi membrannya. Tahap DepolarisasiBila sel yang dalam keadaan istirahat diberi rangsangan yang sesuai dan dengan level yang cukup, maka sel tersebut akan berubah dari keadaan istirahat menuju ke keadaan aktif. Dalam keadaan aktif, potensial membran sel mengalami perubahan dari negatif di sisi dalam berubah menjadi positif di sisi dalam. Keadaan sel seperti ini disebut dalam keadaan depolarisasi. Depolarisasi ini dimulai dari suatu titik di permukaan membran sel dan merambat ke seluruh permukaan membran. Membran tiba-tiba sangat permeabel terhadap ion Na+ Kanal Na+ terbuka Na+ masuk ke dalam sel potensial membran . Pada serat besar, terjadi overshoot jika potensial berada di atas 0.

Tahap RepolarisasiDalam keadaan repolarisasi, potensial membran berubah dari positif di sisi dalam menuju kembali ke negatif di sisi dalam. Repolarisasi dimulai dari suatu titik dan merambat ke seluruh permukaan membran sel. Bila seluruh membran sel sudah bermuatan negatif di sisi dalam, maka dikatakan sel dalam keadaan istirahat atau keadaan polarisai kembali dan siap untuk menerima rangsangan berikutnya.Kanal Na+ mulai tertutup. Kanal kalium terbuka K+ keluar potensial membran kembali ke normal seperti pada fase istirahat.

Tahap HiperpolarisasiJika repolarisasi berlebihan, keadaan potensial membran berada di bawah nilai normal, sehingga dilakukan pompa Na+ - K+ untuk menaikkan potensial kembali normal.

Periode refraktori Periode refraktori absolut, waktu selama gerbang ion tertutup dan gerbang K+ masih terbuka serta serabut saraf sesekali tiadak responsif terhadap kekuatan stimulus lain. Periode refraktori relatif, waktu dimana stimulus dengan kekuatan yang lebih tinggi memicu potensial aksi yang kedua.