Biolistrik KBK

Biolistrik

Excitable Cells nervous, muscular or glandular tissue Can produce bioelectric potentials as a result of electrochemical activity.

• Biolistrik = Kegiatan listrik dalam sel atau jaringan

MEMBRAN PLASMA• Struktur membran plasma

– membran plasma → struktur trilaminer → lipid bilayer– terutama terdiri dari lipid (terutama fosfolipid, serta

kolesterol) dan protein ditambah sedikit karbohidrat– Membran merupakan mosaik fluida yang terdiri atas

lipid, protein, dan karbohidrat– terdapat protein-protein membran yang melekat atau

terselip di antara lipid lapis-ganda → model mosaik cair

Dua generasi model membran

(a) Model Davson-Danielli, yang diusulkan pada tahun 1935, seperti sandwich bilayer fosfolipid di antara dua lapisan protein. Dengan modifikasi berikutnya, model ini banyak diterima hingga kira-kira tahun 1970.

(b) Model mosaik fluida mendispersikan protein dan mencelupkannya ke dalam bilayer fosfolipid, yang berada dalam wujud fluida. Yang ditunjukkan di sini adalah bentuk yang disederhanakan, yang merupakan model membran yang kita gunakan saat ini.

Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid satu

Carlson, N. R. Physiology of behavior, 9th ed.

Plasma Membrane – Structure

1. BILAYER (2 layers)

2. Each layer made of lipid molecules

3. Protein molecules embedded in bilayer

Sherwood, Human Physiology, 6th edition

Phospholipid Bilayer

• Lipids– Organic compounds– Fats + Oils– Non-polar– Insoluble in water

(Not attracted to water)

• Phosphate Head– Polar– Water-soluble

(Attracted to water)

POLAR

HEAD

FATTY

ACIDS

Phosphate Group

Glycerol Backbone

Water-Soluble

Water-Insoluble

• Bilayer → Asimetris → karbohidrat hanya terdapat di permukaan luar– jenis dan jumlah protein yang berbeda– komposisi lemak sedikit berbeda

Fungsi Lipid Bilayer :1. Membentuk struktur dasar membran ("pagar" di sekeliling

sel)2. Bagian dalamnya yang hidrofobik berfungsi sebagai

sawar untuk lewatnya zat-zat larut air antara CIS dan CES. (Tetapi molekul air cukup kecil untuk lewat)

3. Menentukan sifat cair (fluiditas) membran


Fungsi Protein Membran :1. Sebagian protein yang terentang di dalam membran

membentuk jalur atau saluran berisi air yang menembus lapid lapis-ganda, memungkinkan transport zat larut air yang cukup kecil (diameter ≤ 0,8 nm). Bersifat selektif (diyakini karena susunan spesifik gugus-gugus asam amino bermuatan di permukaan interior protein yang membentuk dinding saluran.

2. Protein lain berfungsi sebagai carier molecule yang bersifat selektif

3. Banyak protein di permukaan luar berfungsi sebagai receptor site

4. Berfungsi sebagai enzim yang terikat ke membran yang mengontrol reaksi-reaksi kimia tertentu di permukaan dalam atau luar sel.

5. Sebagian protein tersusun dalam suatu jalinan filamentosa di permukaan bagian dalam membran dan dihubungkan dengan unsur-unsur protein tertentu pada sitoskeleton.

6. Sebagai cell adhesion molecule (CAM), digunakan oleh sel untuk saling berpegangan dan untuk melekat ke serat jaringan ikat

7. Protein khususnya bersama dengan karbohidrat, penting untuk kemampuan sel mengenali "diri" (self, yaitu sel dari jenis yang sama) dan dalam interaksi sel ke sel (self identity marker)

• Fungsi Karbohidrat Membran : belum jelas

Adhesi antar Sel

Sel-sel disatukan dengan cara :

1. Cell Adhesion Molecules (CAM) 'velcro'

2. Matriks ekstrasel (kolagen, elastin, fibronektin) gel

3. Specialized Cell Junctions (Taut Sel khusus)• A. Desmosome (adhering junction)

filamen-filamen menonjol dari membran plasma kedua sel yang berdekatan tetapi tidak bersentuhan 'anchor'

• B. Tight junction impermeabel• C. Gap junction connexon

Expressing Fluid Composition

• Percentage

• Molality

• Molarity

Percent Concentrations: (Solute / Solvent) x 100

• Body solvent is H2O

– 1 ml weighs 1 g.

• (weight/volume) percentages (w/v). • (weight/weight) percentages (w/w).• Clinical chemistries: mg % or mg / dl.

Osmolalitas

the concentration of osmotically active particles in solution expressed in terms of osmoles of solutes per kilogram of solvent.

→ pengukuran kemampuan larutan untuk menciptakan tekanan osmotik dan dengan demikian mempengaruhi gerakan air.

Satuan : miliosmol (satu per seribu osmol) per kilogram air (mOsm/kg)

1 osmol mengandung 6 x 10 23 partikel.

Osmolaritas → istilah lain yang digunakan untuk menggambarkan konsentrasi larutan.→ menunjukkan jumlah partikel dalam satu liter larutanSatuan : miliosmol per liter (mOsm/L)

Osmolarity of a solution is number of moles of “active” solutes per liter of solvent

• A 1 molar solution of glucose equals 1 osmolar• A 1 molar solution of NaCl is 2 osmolar

– NaCl Na+ + Cl-

• Symbol “M” means moles/liter not moles.• Physiological concentrations are low.

• millimolar (mM) = 10-3 M• micromolar (M) = 10-6 M• nanomolar (nM) = 10-9 M• picomolar (pM) = 10-12 M11

Tekanan hidrostatik : tekanan yang dibuat oleh berat cairan

Tekanan osmotik : tekanan yang dibutuhkan untuk menghentikan osmosis melalui membran semi permeabel.

Tekanan osmotik dipengaruhi :

- kadar zat yang tidak berdifusi

- Ukuran relatif zat

- Ukuran pori

Tekanan onkotik : tekanan osmotik yang terjadi karena adanya zat koloid dan atau zat kristaloid dalam suatu larutan.

(plasma → protein ; albumin)

TRANSPORTASI MEMBRAN• permeabel → dapat lewat• impermeabel → tidak dapat lewat• membran plasma → permeabel selektif → memungkinkan

sebagian partikel lewat tetapi menghambat yang lain

• Dapat menembus plasma tanpa bantuan →– kelarutan relatif partikel dalam lemak

O2,CO2, asam lemak → nonpolar– ukuran partikel → kesesuaian dengan ukuran saluran (≤

0,8 nm)

• Pergerakan melintasi membran memerlukan gaya– pasif– aktif → memerlukan pemakaian energi sel (ATP)

Proses Transport1. Pasif : tidak memerlukan energi2. Aktif : memerlukan energi

1. Diffusion2. Osmosis3. Facilitated Diffusion4. Gated Channels5. Active Transport6. Endocytosis7. Exocytosis

Aktif

Pasif

TRANSPORT PASIFDifusi : Gerakan spontan dan acak dari partikel pada semua

arah melalui larutan atau gas.Bergerak dari konsentrasi tinggi ke rendah (adanya gradien konsentrasi)karena random thermal motion, juga dapat terjadi karena perubahan potensial listrik yang melalui membran. Tidak membutuhkan energi.Partikel cukup kecil dan larut lemak → tidak tergantung substansi pembawa → difusi sederhana.

Difusi menuruni Gradien Konsentrasi (kimia)• di atas suhu nol mutlak semua molekul selalu begerak acak

akibat energi termal (Brownian Motion)



Diffusion Through Plasma Membrane

• Cell membrane is permeable to:– Non-polar molecules (02).

– Lipid soluble molecules (steroids).

– Small polar covalent bonds (C02).

– H20 (small size, lack charge).

• Cell membrane impermeable to:– Large polar molecules (glucose).– Charged inorganic ions (Na+).

Faktor-faktor yang meningkatkan difusi :- peningkatan suhu- Peningkatan konsentrasi partikel- Penurunan ukuran atau berat molekul dari partikel- Peningkatan area permukaan yang tersedia untuk difusi- Penurunan jarak lintas di mana massa partikel harus

berdifusi

→ faktor-faktor yang berlawanan akan menurunkan difusi

Sherwood, Fisiologi Manusia, edisi 2

Gerakan sepanjang Gradien Listrik


Filtrasi : Gerakan air dan zat terlarut dari area dengan tekanan hidrostatik tinggi ke area dengan tekanan hidrostatik rendah.

Osmosis : Gerakan air (HANYA AIR) melewati membran semipermeabel dari area dengan konsentrasi zat terlarut rendah ke area dengan konsentrasi zat terlarut lebih tinggi

Pertukaran cairan melalui membran sel dengan cara osmosis → sangat cepat

Sedikit perbedaan tekanan osmotik intrasel & ekstrasel → segera dikoreksi → kembali seimbang

Osmosis• Difusi netto air menuruni gradien konsentrasinya dari

daerah dengan konsentrasi air tinggi (konsentrasi zat terlarut rendah) ke daerah dengan konsentrasi air rendah (konsentrasi zat terlarut tinggi)






Osmosis and Osmotic PressureOsmolarity

describes the number of particles of solution in a quantity of osmoles OsM per liter

Osmolarity is influence by fluid, ion, & protein levels. Compensation occurs via renal, behavioral, repiratory, and CV responses

Roles of Osmosis1. Kidneys use it to maintain water levels in the blood

2. Turgor pressure – water pressure in plant cells a) help maintain support

3. Plasmolysis – occurs when a ell is in a hypertonic solution and shrinks due to water leavingex. Goldfish in atlantic ocean

4. Cytolysis – occurs when a cell is in a hypotonic solution and it bursts due to water rushing into the cell.ex. Jellyfish in pond

310 mosm

300 mosm

Which Way Will Fluid Move?

Sel dalam cairan →

- Isotonik → tidak berubah co. larutan NaCl 0,9 %, Glukosa 5%

- Hipertonik → crenation (keriput) co. larutan NaCl 3 %, Manitol

- Hipotonik → membengkak co. larutan garam (NaCl) 0,45 % (< 0,9%)

ELECTROLYTE BALANCE• Potassium is the chief intracellular cation

and sodium the chief extracellular cation• Because the osmotic pressure of the

interstitial space and the ICF are generally equal, water typically does not enter or leave the cell

KK++

NaNa++

ELECTROLYTE BALANCE• A change in the concentration of either

electrolyte will cause water to move into or out of the cell via osmosis

• A drop in potassium will cause fluid to leave the cell whilst a drop in sodium will cause fluid to enter the cell

KK++

H2O

H2O

H2O H2O

H2O

H2O

H2O H2O

KK++

KK++

KK++

NaNa++

NaNa++

NaNa++

NaNa++

Click to seeanimation

ELECTROLYTE BALANCE• A change in the concentration of either

electrolyte will cause water to move into or out of the cell via osmosis

• A drop in potassium will cause fluid to leave the cell whilst a drop in sodium will cause fluid to enter the cell

KK++

H2OH2O

H2O H2O

H2O

H2O

H2O H2O

KK++

KK++

KK++

NaNa++

NaNa++NaNa++

NaNa++

Click to seeanimation

• Difusi terfasilitasi → tergantung substansi pembawa (protein carrier) → sesuai dengan penurunan gradien konsentrasi, tidak memerlukan energi


-A molecule binds to the carrier protein, which then changes shape

- this shape shields the molecule from the lipid bilayer & is transported through

- on the other side, the molecule is released, & protein returns to original shape

Ion Channels- small passage ways thru membranes that transport ions from higher conc. to lower conc.

- ions aren’t soluble in lipids, so they need a channel

- each ion uses a specific channel

- some are always open, some are gated

These are diseases linked to ion channel disorders.

Gated Channels- Open in response to different stimuli in

environment

1.Stretching of cell membrane

2.Electrical signals (Voltage Gated channels): respond to differences in charges across the membrane

3.Chemicals (Chemically Gated channels): open briefly to allow certain ions to pass through

Transport Aktif : Perpindahan zat terlarut menembus membran sel pada keadaan tidak terdapatnya perubahan potensial listrik yang mempermudah atau gradien konsentrasi → membutuhkan energi.

Melawan gradien konsentrasi

Menggunakan protein carrier & vesikel

- transportasi aktif → melawan gradien konsentrasi → memerlukan energi → pompa (contoh pompa Na+ - K+ ATP-ase)


Molecule to be carried

Notice how the protein changes shape!!!

• sebuah sel saraf mengandung sekitar satu juta pompa Na+ - K+ yang mampu memindahkan sekitar 200 juta ion/detik

Peran Pompa Na+ - K+ :1. Menimbulkan gradien konsentrasi Na+ dan K+ di kedua sisi

membran plasma semua sel; gradien ini sangat penting dalam kemampuan sel-sel saraf dan otot menghasilkan impuls saraf yang penting bagi fungsi sel-sel tersebut

2. Membantu mengatur volume sel dengan mengontrol konsentrasi zat terlarut di dalam sel sehingga memperkecil efek-efek osmotik yang akan menyebabkan pembengkakan atau pengerutan sel.

3. Energi yang digunakan untuk menjalankan pompa Na+ - K+ juga secara tidak langsung berfungsi sebagai sumber energi untuk kotransportasi glukosa dan asam amino menembus sel-sel ginjal dan usus (Na+ coupled co-transport carrier)

Animals need high conc. of Na+ inside & high conc. of K+ outside cells


How Does the Na+- K+ Pump Work?

1. 3 Na+ ions bind to carrier protein on cytosol side of memb.; a phospate group is removed from ATP simultaneously.

2. Phosphate group binds to carrier protein; protein changes shape.

3. Na+ ions are forced outside cell by new shape.

4. New shape allows 2 K+ ions bind to protein; phosphate group is released.

5. Protein goes back to original shape, which forces K+ ions inside the cell.

- 3 Na+ ions are forced out while 2 K+ ions are forced out.

Na+ / K+ Pump• Cells pump K+ ions in and Na+ ions out

of the cell by using sodium-potassium pumps

Na+

Na+

Na+

Na+

K+

K+

K+

K+

Pompa natrium-kalium


• Transportasi aktif primer→ energi diperlukan secara langsung untuk memindahkan suatu zat melawan gradien konsentrasinya

• Tranportasi aktif sekunder → energi diperlukan dalam keseluruhan proses, tetapi secara tidak langsung dibutuhkan untuk menjalankan pompa. Digunakan energi "bekas pakai" yang disimpan dalam bentuk gradien konsentrasi ion (contoh, gradien Na+) untuk memindahkan molekul kotransportasi melawan gradien konsentrasi.


Perbandingan antara transpor pasif dan transpor aktif

Pada transpor pasif, suatu substansi secara spontan berdifusi menuruni gradien konsentrasinya tanpa memerlukan pengeluaran energi oleh sel. Molekul hidrofobik dan molekul polar tak bermuatan yang berukuran kecil berdifusi langsung melintasi membran. Substansi hidrofilik berdifusi melalui protein transpor dalam suatu proses yang disebut difusi yang dipermudah. Dalam transpor aktif, suatu protein transpor memindahkan substansi melintasi membran “naik bukit” melawan gradien konsentrasinya. Transpor aktif membutuhkan pengeluaran energi, yang biasanya disediakan oleh ATP.


OVERVIEW

• transport vesikuler

→ dibungkus dalam vesikel bermembran → endositosis (ke dalam sel) dan eksositosis (ke luar sel)

Endositosis : - pinositosis

- fagositosis• zat yang dimasukkan endositosis adalah cairan →

pinositosis (sel minum)

• zat yang dimasukkan endositosis adalah partikel multimolekul besar, misalnya sisa sel atau bakteri → fagositosis (sel makan)

Phagocytes: cells in animals that use phagocytosis to ingest bacteria & viruses that invade the body

- Lysosomes destroy the harmful material

RESEPTOR MEMBRAN DAN KEJADIAN PASCA RESEPTOR• Pengikatan reseptor dengan zat perantara kimiawi ekstrasel

(perantara pertama) →

1. membuka atau menutup saluran tertentu di membran untuk mengatur pergerakan ion-ion tertentu masuk atau keluar sel

2. memindahkan sinyal ke at perantara kimiawi intrasel (perantara kedua), yang kemudian memicu suatu rangkaian proses biokimiawi terprogram di dalam sel.





STRUKTUR NEURON VERTEBRATA

• Neuron adalah unit fungsional sistem saraf yang dikhususkan untuk menghantarkan dan mengirimkan sinyal dalam tubuh dari suatu lokasi ke lokasi lain.

• Meskipun terdapat banyak jenis neuron yang berbeda dalam hal struktur dan fungsinya, sebagian besar neuron mempunyai beberapa ciri yang sama.

Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid tiga

Hole, Human Anatomy & Physiology, 10th ed

Struktur

• Sel saraf / Neuron– Badan sel (soma atau perikarion)

• Nukleus• Sitoplasma• Organel-organel

– Prosesus (juluran)• 1 akson dengan 1 atau beberapa dendrit

• Sel glia / Neuroglia

Fungsi neuron

• Fungsi dasar : melakukan komunikasi

• Iritabilitas– Kemampuan berespons thd rangsangan fisik & zat

kimia dgn permulaan suatu impuls.

• Konduktivitas– Kemampuan menghantarkan impuls tersebut.

• Bentuk dan besar sangat beragam 4 – 135 um.• Bentuk : piramid, lonjong, bulat.• Nukleus umumnya besar, bulat/lonjong, ditengah (seperti

mata burung hantu)• Sitoplasma : badan nissl (RE kasar), RE licin, kompleks

golgi, mitokondria, neurofibril, neurofilamen.• Kebanyakan neuron menerima rangsang impuls dari saraf

lain.• Peran utama : Pusat Trofik/pemberi makan sel2.

Mensuplai organel dan makromolekul sampai kecabang-cabangnya.

• Memiliki prosesus berupa akson dan dendrit.

Badan sel saraf/Perikarion/Soma

Jenis-jenis Neuron

• Berdasarkan polaritasnya :– Unipolar

• Jarang pada vertebrata kecuali tahap embrional dini.– Bipolar

• Di ganglia vestibuler dan koklear, dalam epitel olfaktori hidung.

– Pseudounipolar• Ganglia kraniospinal.

– Multipolar• Kebanyakan neuron, SSP.

• Berdasarkan fungsi :– Neuron motorik

• Mengawasi organ efektor seperti otot dan kelenjar (contoh: sel kornu anterior atau sel saraf motoris pada medula spinalis).

– Neuron sensorik• Menerima rangsang sensoris eksteroseptif dan

interoseptif.– Neuron interneuron

• Menghubungkan neuron-neuron lain untuk membentuk lingkungan fungsional kompleks/rantai neuron.

Jenis-jenis Neuron

Sel Glia (sel neuroglia)

• Berfungsi sebagai penyokong & membantu sel saraf melakukan fungsi integratif dan komunikatifnya.

• Merupakan 90% dari seluruh sel yang ada di SSP.• Mempunyai kemampuan bermitosis.• Walaupun jumlahnya besar, tugas sel glia hanya

separuh dari volume otak, karena percabangan sel glia tidak se-luas percabangan yang dilakukan neuron.

Macam-macam Sel Glia

• Mikroglia (asal: mesoderm)• Oligodendroglia (asal: ektoderm)• Astrosit fibrosa (asal: ektoderm)• Astrosit Protoplasmatis• Sel ependim (asal: ektoderm)• Sel schwann (di SST)• Sel satelit / Sel Amphicyt (di SST)• Sel Muller (di retina)

Astrosit

POTENSIAL MEMBRAN

• mengacu kepada pemisahan muatan-muatan di antara kedua sisi membran atau perbedaan jumlah relatif kation dan anion di CIS dan CES

• satuan : milivolt (mV) : 1/1.000 volt

• Semua sel hidup memiliki potensial membran yang ditandai oleh sedikit kelebihan muatan positif di sebelah luar dan sedikit kelebihan muatan negatif di sebelah dalam.

• Di dalam tubuh, ion-ion yang terutama berperan menimbulkan potensial membran : Na+, K+, A- (protein intrasel bermuatan negatif)

– ekstrasel : Na+ ; Cl-

– intrasel : K+ ; A- (fosfat dan protein)

• membran sel bersifat semipermeabel terhadap ion Na+, K+ dan Cl-, tetapi tidak permeabel terhadap protein


Guyton, Textbook of Medical Physiology, 10th ed


PRINSIP POTENSIAL MEMBRAN

Potensial membran disebabkan oleh perbedaan komposisi ionik dalam cairan intraseluler dan ekstraseluler. Permeabilitas selektif membran plasma, yang merupakan rintangan di antara kedua cairan tersebut, mempertahankan perbedaan ionik tersebut.

Cairan intraseluler dan cairan ekstraseluler mengandung berbagai jenis zat terlarut, yang meliputi beragam zat yang bermuatan listrik (ion).


Efek Donnan (Gibbs-Donnan effect / Donnan effect / Donnan law / Donnan equilibrium / Gibbs-Donnan equilibrium)

• Bila ion bermuatan di dekat membran semi permeabel tidak dapat menembus sehingga tidak terdistribusi merata di antara kedua sisi membran.

• Misal anion A- di cairan intrasel tidak dapat menembus ke luar sel, maka anion A- akan menghambat gerakan difusi kation dan memudahkan keluarnya anion

• Akibat : Kelebihan sedikit anion di sisi yang tidak permeabel maka sisi lain kelebihan sedikit kation.

• Potensial listrik yang timbul : Potensial Donnan

Gibbs-Donnan Membrane Equilibrium.

• Proteins are not only large, osmotically active, particles, but they are also negatively charged anions.

• Proteins influence the distribution of other ions so that electrochemical equilibrium is maintained.

Donnan’s Law• The product of Diffusible Ions is the

same on the two sides of a membrane.

33 K+

33 Cl-

67 K+

50 Pr -

17 Cl-Step 2

66 Osmoles 134 Osmoles

50 K+ 50 K+

50 Cl- 50 Pr -Initial

100 Osmoles 100 Osmoles

Final

33 ml 67 ml

33 K+

33 Cl-

67 K+

50 Pr -

17 Cl-

Total Volume100 ml

IonsMove

H2Omoves

• Efek Pompa Natrium-Kalium pada Potensial Membran– 20% potensial membran (80% oleh difusi pasif K+ dan

Na+)– memompa 3 Na+ ke luar sel untuk setiap 2 K+ yang

masuk ke dalam sel

•Efek Perpindahan Kalium Saja pada Potensial Membran


•Efek Perpindahan Natrium Saja pada Potensial Membran


•Efek Gabungan Kalium dan Natrium pada Potensial Membran → tercipta suatu keadaan keseimbangan (steady state)



• Perbedaan konsentrasi Cl- antara CES dan CIS secara pasif ditentukan oleh adanya potensial membran, bukan dipertahankan oleh proses pemompaan aktif, seperti halnya K+ dan Na+

• Potensial keseimbangan Klorida : -70mV

• Sel-sel saraf dan otot telah mengembangkan manfaat khusus potensial membran ini. Sel-sel ini mampu secara cepat dan untuk sementara waktu mengubah permeabilitas membran terhadap ion-ion yang bersangkutan sebagai respons terhadap rangsangan yang sesuai.

• Perubahan lingkungan (mekanis, kimia, suhu, listrik) merupakan perangsang yang dapat mengubah besarnya potensial membran sel tersebut.

• Bila perubahan ini mencapai besar tertentu, maka akan terjadi fluktuasi potensial membran sehingga timbul sebuah potensial keaktifan atau disebut pula potensial aksi. Akhirnya dapat timbul impuls saraf di sel-sel saraf dan mencetuskan kontraksi di sel-sel otot.

• saraf dan otot → excitable tissue → mampu menghasilkan sinyal listrik bila dirangsang

1. Polarisasi : Membran memiliki potensial; terdapat pemisahan muatan yang berlawanan. Potensial membran dalam keadaan mantap / steady state

2. Depolarisasi (Hipopolarisasi) : Potensial membran mengalami penurunan dari potensial istirahat; potensial tersebut berkurang atau bergerak menuju 0 mV; dibandingkan dengan potensial istirahat, lebih sedikit muatan yang dipisahkan

3. Hiperpolarisasi : Potensial lebih besar daripada potensial istirahat; potensial tersebut meningkat atau bahkan menjadi lebih negatif; lebih banyak muatan yang dipisah dibandingkan dengan potensial istirahat .

4. Repolarisasi : Membran kembali ke potensial istirahat setelah mengalami depolarisasi

Sherwood, Human Physiology, 6th edition osiloskop sinar katoda


Potensial ambang : -50 mV – -55 mV

• Selama suatu potensial aksi, terjadi perubahan mencolok pada permeabilitas membran terhadap Na+ dan K+, sehingga terjadi fluks (pengaliran) cepat ion-ion ini menuruni gradien elektrokimia masing-masing.

• Pergerakan ion-ion ini membawa arus yang menimbulkan perubahan potensial yang terjadi selama suatu potensial aksi.


Terdapat tiga jenis saluran :

1. Saluran gerbang-voltase (voltage-gated channels)

→ respons terhadap perubahan potensial membran

2. Saluran gerbang-perantara kimia (chemical messenger-gated channels)

→ respons terhadap terikatnya suatu perantara kimia spesifik ke reseptor membran yang berkaitan erat dengan saluran

3. Saluran gerbang-mekanis (mechanically gated channles)

→ respons terhadap peregangan atau perubahan bentuk (deformasi) mekanis lainnya

• Pada potensial istirahat (-70 mV), banyak saluran K+ terbuka tetapi sebagian besar saluran Na+ tertutup

• Fase depolarisasi dini → saluran-saluran Na+ secara bertahap terbuka (influks Na+)

• Saat mencapai ambang → gerbang semua saluran Na+ terbuka

• Puncak potensial aksi → saluran Na+ menutup & permeabilitas K+ sangat meningkat → gerakan keluar sel ion K+ dengan cepat memulihkan keadaan negatif di bagian dalam sel dan mengembalikan potensial membran ke keadaan istirahat.



PERANAN SALURAN ION BERGERBANG VOLTASE DALAM POTENSIAL AKSI

Pada saat potensial aksi dipicu, potensial membran akan mengalami rangkaian perubahan yang khas.Selama fase depolarisasi, polaritas membran berbalik sebentar, dengan bagian dalam sel menjadi positif dibandingkan dengan bagian luar. Keadaan ini secara cepat diikuti oleh fase repolarisasi yang tajam, dalam waktu yang sama dengan kembalinya potensial membran ke level istirahatnya.Terdapat sebuah fase undershoot, yang terjadi saat potensial membran lebih negatif dibandingkan dengan potensial istirahat normal.


• Kadang-kadang lebih banyak K+ daripada yang diperlukan untuk memulihkan potensial ke tingkat istirahat karena saluran K+ tidak menutup cukup cepat.

• Efluks K+ yang sedikit berlebihan ini meyebabkan bagian dalam sel untuk sesaat menjadi lebih negatif daripada potensial istirahat → hiperpolarisasi ikutan (after hyperpolarization)

Hukum gagal atau tuntas (All or None)

• Hukum ini menyatakan bahwa apabila rangsang yang diberikan di bawah ambang tidak memberi jawaban, sedangkan rangsang ambang dan rangsang di atas ambang memberi jawaban yang maksimal (potensial aksi). Keadaan harus tetap: suhu, konsentrasi ion-ionnya.

Masa refrakter

Terdapat 2 jenis masa refrakter, yaitu:• Masa refrakter absolut, ialah suatu masa yang terjadi

karena penurunan kepekaan suatu ambang letup yang begitu rendahnya sehingga pada pemberian rangsang sebesar apapun tidak memberikan sebuah potensial aksi.

• Masa refrakter relatif, ialah suatu masa dimana kepekaan mulai naik lagi, sampai mendekati normal atau normal kembali. Hal ini diakibatkan adanya perangsangan yang cukup besar sehingga dapat meningkatkan kepekaan menjadi 100%.

• Periode refrakter memastikan penjalaran potensial aksi yang satu arah di sepanjang akson menjauhi tempat awal pengaktifan



Kecepatan hantar saraf

• Pada akson terdapat lapisan yang disebut myelin, namun ada juga bagian yang tidak bermyelin yang disebut Nodus Ranvier.

• Pada akson bermyelin kegiatan listrik terjadi pada nodus ranvier. Maka lingkaran arus setempat terjadi dari nodus ranvier yang aktif ke nodus di depannya. Oleh karena itu hantaran meloncat-loncat (Konduksi Saltatorik), jadi hantaran lebih cepat (± 50 x) dibandingkan hantaran pada saraf yang tidak bermyelin dengan penampang yang sama.

• Kecepatan hantar akan lebih cepat pada saraf berdiameter besar dari pada saraf berdiameter lebih kecil.

• Selain itu hantaran saraf juga dipengaruhi oleh panjang akson dan tipe/jenis saraf.




Daftar Pustaka

• Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid satu• Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid tiga• Carlson, N. R. (2007). Physiology of behavior (9th ed.).

Boston: Pearson • Guyton, Textbook of Medical Physiology, 10th ed• Sherwood, Fisiologi Manusia, edisi kedua• Sherwood, Human Physiology From Cells to Systems,

6th ed

Biolistrik KBK

Documents

cell adhesion molecule

edisi kelima jilid satucarlson

gugus asam amino bermuatan

sawar untuk lewatnya

zat larut air

membran membentuk jalur

membentuk dinding saluran

saluran berisi air