BAB
I
PENDAHULUAN
Max Schultze menyatakan
bahwa sel merupakan struktur fungsional makluk hidup. Dan telah kita ketahui
juga bahwa sel merupakan unit terkecil dan sederhana yang menyusun tubuh suatu
organisme. Sehingga dalam kajian sel dalam menjalankan perannya sebagai
penyusun tubuh dibutuhkan suatu ilmu dasar yang sekarang kita sebut sebagai
Fisiologi. Fisiologi disebut
juga dengan ilmu faal hewan yaitu ilmu yang mempelajari tentang fungsi faal
tubuh makhluk hidup, bagaimana prosesnya sehingga hewan dapat mempertahankan
eksistensinya, namun sekarang timbul suatu pertanyaan yakni “bagaimana
dan apa peran fisiologi itu sendiri sebagai suatu ilmu?” Beberapa pertanyaan akan timbul, salah
satunya yakni membran plasma yang berfungsi sebagai pembatas antara komponen
luar sel dan komponen dalam sel . Sekarang timbul pertanyaan, “bagaimana
struktur dari membran plasma sehingga fungsi utama nya sebagai pembatas dalam
berlangsung dengan baik dan bagaimana pula proses molekul bisa melewati membran yang molekul tersebut
sangat dibutuhkan oleh tubuh kita?” Maka, dalam pencapaian menjawab semua
pertanyaan yang timbul dan dalam kajian pemenuhan tugas mata kuliah Fisiologi
Hewan, untuk itu kami akan membahas tentang Pengertian Fisiologi, Struktur dan
Fungsi Membran Sel berupa deskripsi dari fisiologi, deskripsi membran sel baik
secara struktur, maupun fungsi membran sel, dan yang terakhir adalah transport
zat pada membran sel.
BAB
II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian
Fisiologi
Fisiologi
merupakan Ilmu yang mempelajari tentang fisiologi tubuh makluk hidup, bagaimana
prosesnya sehingga hewan dapat mempertahankan eksistensinya. Mempelajari fungsi
fisiologi tubuh dengan cara menerapkan metode-metode fisik dan kimia pada
kaidah biologi (Hudson. 2013).
Studi
fisiologi telah dilakukan sebelum Masehi, terutama hal-hal yang berkaitan
dengan pengobatan. Studi fisiologi telah dilakukan dengan Yunani, Cina dan
Timur Tengah. Awal ketertarikan manusia dengan Fisiologi Hewan diawali dengan
usaha manusia dalam peternakan dan budidaya ikan. Orang-orang di Indonesia
mempelajari bagaimana ikan bertelur dan kebutuhan akan pakan ikan.
Studi
fisiologi biasanya menggunakan kerangka filosofi mekanik dan vitalistik. Fisiologi hewan mempelajari tentang apa yang
dilakukan oleh organisme heterotrof dan bagaimana mereka melakukannya agar
dapat lulus hidup dan dapat mengatasi berbagai tantangan dari lingkungan
hidupnya agar dapat mempertahankan eksistensinya.
Adapun
tujuan mempelajari Fisiologi adalah mempelajari tentang alat-alat tubuh hewa
dalam mempertahankan kenormalan proses dalam tubuh dan bagaimana kelangsungan
hidup unit atau jaringan. Ada 3 komponen proses yang berperan dalam
mempertahankan proses keberlangsungan hidup yakni :
1. Homoestatis
adalah suatu konsep yang mengacu pada suatu kondisi mempertahankan kondisi
fisika dan kimia yang relatif konstan dalam lingkungan internal.
2. Metabolisme
adalah suatu proses dalam upaya mempertahankan dan memelihara kelangsungan
hidup fungsi sel.
3. Intergrasi
adalah penyatuan dari kinerja sel, jaringan, dan organ tubuh. (Hudson.2013)
2.2 Struktur
Membran Sel
Secara
umum, setiap sel memiliki membran sel, sitoplasma dan nukleus. Sitoplasma dan
nukleus secara bersama-sama menyusun protoplasma. Di dalam sitoplasma terdapat berbagai
organel. Sel tumbuhan, alga dan prokariota mengembangkan dinding sel sementara
sel hewan tidak.
2.2.1 Membran Sel
Membran Sel adalah bagian
protoplasma yang berbentuk lapisan tipis dan berfungsi membatasi isi sel dengan
lingkungannya.
Membran plasma bukan
hanya sekedar pembungkus yang bersifat inert, tetapi mengandung banyak enzim
penting dan system transpor. Selain itu, pada permukaan membran plasma terletak
banyak reseptor yang berbeda-beda untuk mengenali sel lain, mengikat hormon
tertentu, dan merasakan berbagai isyarat lain yang berasal dari lingkungan luar
(Amar. 2010).
2.2.2
Teori Penyusun Membran Sel
Menurut Gortel dan Grendel (1925)
a.
Membran berupa struktur yang membatasi sel yang terdiri atas lipid yang mengandung
gugus polar dan gugus yang bersifat hidrofob.
Gambar
2.2.1 Struktur Membran Sel (Gortel dan Grendel)
Menurut Singer
dan Nicholson (1972) :: Model mosaik
a.
Membran plasma terdiri atas lipid bilayer yang berada dalam keadaan fluid dan
dapat bergerak lateral dalam daerah membran (struktur dinamis) interaksi yang
sementara atau semipermanen.
b.
Protein terdistribusi secara mosaik yang berbeda dengan lipid partikel tidak
membentuk suatu lapisan kontinyu. Protein dapat melintasi membran fosfolipid,
atau berada dibagian tepi sel (Saefuddin.2010).
Gambar
2.2.2 Struktur Membran Sel (Singer dan Nicholson)
2.2.3 Komposisi
Membran Sel
Komponen
yang paling utama pembentuk membran plasma adalah protein , Karbohidrat dan
Lipid. Protein tersebut terbagi atas 3 bagian utama yakni :
a. Protein Integral
: Mengandung daerah hidrofobik yang terbenam dibagian tengah dari lapisan lipid
bilayer yang bersifat hidrofilik.
Posisi
: memanjang dan menjangkau lapisan ganda membran secara asimetris.
Protein
intergral terbagi atas 2 bagian :
1. Ektoprotein intergral : adanya
penonjolan yang lebih besar dari bagian hidrofiliknya pada permukaan luar
membran.
2. Endoprotein intergral: adanya
penonjolan ke bagian dalam membran yakni sitoplasma.
b.
Protein Perifer : tidak berinteraksi langsung dengan
fosfolipid didalam lapisan ganda
c.
Protein bertaut lipid : melekat pada membran dengan ikatan
kovalen.
Gambar
2.2.3 Struktur Protein pada Membran Sel
Komponen lain pembentuk membran plasma adalah
karbohidrat, sekitar 10%.
Karbohidrat merupakan
senyawa penting membran plasma dan berperan dalam proses pengenalan sel dengan
sel atau sel dengan substansi antar sel.
Penyebaran karbohidrat pada membran plasma bersifat asimetris karena
membran plasma merupakan membran asimetris artinya molekul-molekul lipida
lembaran luar membran plasma berbeda dengan molekul-molekul lipida di lembaran
dalam, demikian pula molekul-molekul polipeptida yang tersembul di kedua
lembaran dwilapis lipida juga berbeda, akibatnya penyebaran karbohidrat pada
membran plasma juga berbeda.
Rantai-rantai karbohidrat
dari sebagian glikolipida, glikoprotein dan proteoglikan pada membran plasma
selalu berada di permukaan non sitosolik, tidak pernah berada di permukaan
sitosolik. Hal ini berkaitan erat dengan fungsi dari senyawa karbohidrat
sebagai sarana komunikasi antar sel atau sel dengan substansi antar sel.
Gambar
2.2.4 Struktur Karbohidrat pada Membran Sel
Gambar
2.2.5 Struktur Lipid Bilayer pada Membran Sel
2.3 Fungsi
Membran Sel
a)
Sebagai pembatas lingkungan sitosolik
dan lingkungan non sitosolik.
b)
Mengatur permeabilitas terhadap
senyawa-senyawa atau ion yang melewatinya, sifat permeabilitas ini diatur oleh
protein integral/protein transmembran.
c)
Protein selaput berfungsi sebagai
protein pengenal atau sebagai reseptor molekul-molekul khusus (hormon, antigen,
metabolit) dan agensia khas (bakteri, virus).
d)
Protein membran berfungsi sebagai enzim
khusus, misalnya pada membrane mitokondria, kloroplast, retikulum endoplasma,
aparatus Golgi, membran sel dan lain-lain.
e)
Membran sebagai kelompokan molekul yang
dapat berfungsi sebagai reseptor terhadap perubahan lingkungan seperti
perubahan suhu, macam dan intensitas
cahaya.
2.4 Transport melalui Sistem
Membran
2.4.1 Transport Aktif
Transport
aktif merupakan pengangkutan lintas membran melawan arah gradient konsentrasi
dengan menggunakan ATP, melibatkan pertukaran ion Na+ dan K+. Transport aktif
merupakan gerakan satu arah dan dipengaruhi oleh muatan listrik di dalam dan di
luar sel. Muatan listrik ini terutama ditentukan oleh ion-ion Natrium(Na+)
, Kalium(K+) dan ion Klor (Cl-) (Sergey. 2009).
Konsentrasi ion K+ yang tinggi diperlukan
untuk sintesa protein, glikolisis dan proses vital lainnya. Keberadaaan Na dan
K penting untuk mengendalikan pengaturan osmosis, mempertahankan kegiatan
listrik dalam sel saraf dan memacu transport aktif bagi zat-zat lain seperti glukosa
dan asam amino (Bima. 2008).
Endositosis
Merupakan
proses masuknya beberapa partikel padat atau tetes melalui membran sel. Dapat
terjadi pada organisme satu sel. Endositosis dapat berupa :
Fagositosis
Proses
aktif lain dimana sel memasukan substansi melintasi membran disebut fagositosis
atau disebut juga makan sel. Pada proses ini uluran sitoplasma yang disebut
psedopodia mendekap (melingkari) partikel padat disebelah luar sel. Sekali
partikel dilingkari, membrane melekuk kedalam, membentuk kantung yang berisi partikel
tersebut. Kantung yang terbentuk ini disebut vakuola fagositik yng kemudian memisahkan
diri dari membran sel. Pada waktu bersamaan terjadi pencernaan partikel yang
terdapat di dalam vakuola fagositik. Partikel yang tidak tercerna dan zat ampas
hasil metabolisme sel di singkirkan dari dalam sel dengan fagositik terbalik.
Pinositosis
Pada
pinositosis atau dikenal juga sebagai minum sel, substansi yang di dekap lebih
merupakan larutan dari pada partikel padat . disini tidak nampak ada uluran
sitoplasma sehingga caranya adalah dengan menarik larutan ke permukaan membran,
dan membrane melekukkearah dalam dan melingkari larutan dan akhirnya terpisah
dari membran.
Gambar
2.4.1 Mekanisme Endositosis
Eksositosis
Gambar
2.4.2 Mekanisme Eksositosis
2.4.2 Transport Pasif
Transpor pasif
merupakan perpindahan zat yang tidak memerlukan energi. Perpindahan zat ini
terjadi karena perbedaan konsentrasi antara zat atau larutan. Transpor pasif
melalui peristiwa difusi, osmosis, dan difusi terbantu.
Gambar
2.4.3 Mekanisme Transport Pasif pada Membran Sel
Difusi
Difusi merupakan proses perpindahan atau pergerakan molekul zat atau gas dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Difusi melalui membran dapat berlangsung melalui tiga mekanisme, yaitu difusi sederhana (simple difusion), difusi melalui saluran yang terbentuk oleh protein transmembran (simple difusion by chanel formed), dan difusi difasilitasi (fasiliated difusion)
Gambar 2.4.4 Proses Difusi pada
Membran Sel
Osmosis
Pada hakekatnya osmosis
adalah proses difusi. Para ahli kimia mengatakan bahwa osmosis adalah difusi
dari tiap-tiap pelarut melalui suatu selaput yang permeabel secara diferensial.
Membran sel yang meloloskan molekul tertentu tetapi menghalangi molekul lain
dikatakan permeabel secara diferensial. Secara sederhana dapat dikatakan bahwa
osmosis adalah difusi air melalui selaput yang permeabel secara diferensial
dari suatu tempat berkonsentrasi tinggi ke tempat yang berkonsentrasi rendah.
Osmosis merupakan
difusi pelarut melintasi membran selektif yang arah perpindahannya ditentukan
oleh beda konsentrasi zat terlarut total (dari hipotonis ke hipertonis)
Gambar 2.4.5 Proses Osmosis Pada Membran Sel
Difusi Terbantu (Fasilitasi)
Merupakan proses berpindahnya
molekul berupa glukosa, asam amino dan ion-ion lainnya dengan menggunakan
protein pembawa pada protein Integral di membran sel.
(Crayonpedia. 2010)
Gambar
2.4.6 Proses Difusi Terfasilitasi
2.4.3 Mekanisme Pemasukan Zat ke
Dalam Sel
Masuknya
molekul kedalam sel, bukan merembes begitu saja, karena sel itu dibatasi dengan
cairan antar sel bertetangga atau dunia luar oleh membra.
Membran
sel berangka dasar dua lapis fosfolipida. Diantara molekul lemak yang tersebar,
ada juga protein yang berfungsi sebagai reseptor, transporter atau
carrier. Jika sari makanan tergolong
lemak, atau larut dalam lemal mudah berdifusi ke dalam sel tanpa perlu ada
reseptor pada membran tersebut.
Hormon golongan steroid juga larut
dalam lemak, dan mudah berdifusi ke dalam sel. Tetapi, bagi golongan lemak ini
ada reseptor dalam sitoplasma yang akan mengangkut zat kedalam inti, terutama
yang berbentuk hormon seperti testosterone, estrogen.
Molekul lain yang dapat berdifusi
bebas masuk sel adalah air (H2O), Oksigen (O2), Karbon
dioksida (CO2), asam nukleat dan vitamin. Sedangkan untuk glukosa
dan ion-ion seperti unsur Na, K, Ca dan Cl harus ada reseptor sendiri.
Banyaknya zat masuk kedalam sel
dengan cara berdifusi, baik bebas maupun bereseptor, tergantung dengan kadar
zat itu di dalam dan diluar sel. Jika kadar di luar sel lebh besar daripada di
dalam, maka zat itu akan berdifusi. Sebaliknya jika kadarnya lebih tinggi dalam
sel, zat tidak bias dibawa masuk, bahkan arah perembesan adalah sebaliknya,
dari dalam ke luar. Ada pula masuknya zat ke dalam sel, disamping harus
memiliki reseptor, juga harus mengeluarkan energi tertentu. Zat yang dibawa
masuk ke dalam sel akan dibawa masuk ke dalam sel meski kadarnya di luar lebih
rendah daripada di dalam sel (Hudson.2013).
BAB
III
PENUTUP
3.1
Ringkasan
Dari pembahasan
tersebut, dapat disimpulkan bahwa :
1.
Fisiologi merupakan salah satu cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang
bagian tubuh makluk hidup, dan lebih menekankan tentang bagaimana proses
sehingga organisme mampu mempertahankan eksistensinya.
2.
Membran Sel merupakan suatu selaput sel tipis yang berada di bagian luar
sitoplasma dengan sifatnya yakni selektif permeabel.
3.
Fungsi utama dari membran sel yakni sebagai pengatur pertukaran zat antara
sitoplasma dan bagian luar sel.
4.
Beberapa mekanisme dalam pertukaran zat pada sel yakni dengan transport aktif
yang menggunakan energi dan transport pasif yang tanpa menggunakan energi. Dan
disamping transport tersebut, ada juga dalam bentuk pinositosis dan
fagositosis.
DAFTAR
PUSTAKA
Amar,
B. 2010 Membrane Structure and
Function.
http://www.pc.maricopa.edu/Biology/amartisubirana/BIO20181/AdobePDfiles/MebraneStructureandFunction.pdf .(Diakses pada tanggal 10 Februari 2014).
Bima. 2008. Permeabilitas.
http://bima.ipb.ac.id/~tpb-ipb/materi/prak_biologi.
(Diakses pada tanggal 8
Februari 2014)
Berne. 2002. Mammalian Physiology (Power Point).
Las Vegas : Universitas Neva
da Las Vegas (UNLV)
Crayonpedia. 2014. Mekanisme Transpor Melalui Membran. http://crayonpedia.org. (di akses pada tanggal 09 Februari 2014)
Kasparov, Sergey. 2009. Physiology of
the Cell Membrane.
10 Februari 2014)
Purnobasuki, Hery. 2013. Struktur dan
Fungsi Sel. http://hery_purnobasuki_pdf238// (Diakses pada tanggal 09 Februari 2014)
Saefudin. 2010. Struktur dan Fungsi Sel. http://www.pdffactory.com// (Diakses pada tanggal 09 Februari 2014)
Sidabutar, Hudson. 2013. Fisiologi Hewan.
Medan : FMIPA Unimed
Tidak ada komentar:
Posting Komentar