Transpor Aktif Dan Difusi (Sains)

Transpor aktif adalah pengangkutan lintas membran dengan menggunakan energi ATP, melibatkan pertukaran ion Na+ dan K+ (pompa ion) serta protein kontraspor yang akan mengangkut ion Na+ bersama melekul lain seperti asam amino dan gula.

• Arahnya dari daerah berkonsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.
• Misal perpindahan air dari korteks ke stele melalui endodermis yang tekanan osmotiknya rendah 
• Transpor aktif merupakan transpor yang mengkonsumsi atau menggunakan energi untuk mengeluarkan dan/atau memasukkan ion-ion dan molekul melalui membran sel, melawan perbedaan konsentrasi . gradasi konsentrasi
• Ini menunjukkan, bahwa sel pada suatu waktu tidak dapat hanya mengandalkan difusi dan osmosis untuk memperoleh keperluan hidupnya , namun juga perlu memasukkan materi secara transport altif yang mengabaikan osmosis dan difusi
• Energi diperlukan karena ada zat yang harus dipindahkan melawan kecenderungan alami berdifusi ke arah yang berlawanan.
• Berbeda dengan difusi yang dapat berjalan ke dua arah, transpor 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-). Keluar masuknya ion Na+, dan K+ dilakukan oleh pompa natrium-kalium (pompa Na+-K-) dengan menggunakan energi yang diperoleh dari ATP (adenosin triphospate).
• Pompa Na+- K- bekerja memompa ion Na+ ke luar sel dan memasukkan ion K- ke dalam sel.
• Konsentrasi ion K+ yang tinggi diperlukan untuk sintesis protein, glikosis, fotosintesis dan proses vital lainnya.
• Keberadaan ion-ion Na+ dan K+ penting untuk mengendalikan pengaturan osmosis, mempertahankan kegiatan listrik dalam sel saraf dan memacu transpor aktif bagi zat-zat lain seperti glukosa dan asam amino.
• Dalam beberapa hal, kombinasi antara transpor aktif dan difusi dapat terjadi.

Transpor aktif terjadi melawan kemiringan konsentrasi, sehingga melibatkan energi. Transpor aktif melibatkan reseptor dan transporter.

Transpor aktif terdiri dari :

1. Uniport, jika macam zat dan arahnya satu.
2. Symport, jika macam zat dua dan arah sama.
3. Antiport, jika macam zat dua dan arah berbeda.

Transport pasif merupakan transport ion, molekul, dan senyawa yang tidak memerlukan energi untuk melewati membran plasma. Transport pasif mencakup osmosis dan difusi.

• Difusi dibedakan menjadi difusi dipermudah dengan saluran protein dan difusi dipermudah dengan protein pembawa.
• Osmosis adalah kasus khusus dari transpor pasif, dimana molekul air berdifusi melewati membran yang bersifat selektif permeabel.
• Dalam sistem osmosis, dikenal larutan hipertonik (larutan yang mempunyai konsentrasi terlarut tinggi), larutan hipotonik (larutan dengan konsentrasi terlarut rendah), dan larutan isotonik (dua larutan yang mempunyai konsentrasi terlarut sama).
• Jika terdapat dua larutan yang tidak sama konsentrasinya, maka molekul air melewati membran sampai kedua larutan seimbang.
• Dalam proses osmosis, pada larutan hipertonik, sebagian besar molekul air terikat (tertarik) ke molekul gula (terlarut), sehingga hanya sedikit molekul air yang bebas dan bisa melewati membran.
• Sedangkan pada larutan hipotonik, memiliki lebih banyak molekul air yang bebas (tidak terikat oleh molekul terlarut), sehingga lebih banyak molekul air yang melewati membran.
• Oleh sebab itu, dalam osmosis aliran netto molekul air adalah dari larutan hipotonik ke hipertonik.
• Proses osmosis juga terjadi pada sel hidup di alam. Perubahan bentuk sel terjadi jika terdapat pada larutan yang berbeda.
• Sel yang terletak pada larutan isotonik, maka volumenya akan konstan. Dalam hal ini, sel akan mendapat dan kehilangan air yang sama.
• Banyak hewan-hewan laut, seperti bintang laut (Echinodermata) dan kepiting (Arthropoda) cairan selnya bersifat isotonik dengan lingkungannya.
• Jika sel terdapat pada larutan yang hipotonik, maka sel tersebut akan mendapatkan banyak air, sehingga bisa menyebabkan lisis (pada sel hewan), atau turgiditas tinggi (pada sel tumbuhan).
• Sebaliknya, jika sel berada pada larutan hipertonik, maka sel banyak kehilangan molekul air, sehingga sel menjadi kecil dan dapat menyebabkan kematian.
• Pada hewan, untuk bisa bertahan dalam lingkungan yang hipo- atau hipertonik, maka diperlukan pengaturan keseimbangan air, yaitu dalam proses osmoregulasi.

DIFUSI

• Difusi (transpor pasif) Zat berdifusi menurut perbedaan konsentrasi, jadi tidak memerlukan energi (ATP) terjadi alamiah
• Difusi bebas (langsung) Yaitu tidak memerlukan protein carrier dengan menggunakan prinsip kerja menyeimbangkan konsentrasi zat.
• Zat yang berdifusi langsung adalah zat yang larut dalam lemak, O2, CO2 dan N2, juga zat lain yang bermolekul kecil seperti CO2, air, etanol, gliserol, dan urea.
• Difusi berfasilitas Difusi berfasilitas menggunakan protein dalam pengangkutan molekul besar dan ion anorganik yang tidak dapat diangklut melalui difusi langsung.
• Protein tersebut terdiri atas reseptor dan trasporter Difusi berfasilitas juga bekerja berdasarkan kemiringan konsentrasi antara sitosol dan cairan interseluler.

Perbedaan antara transpor aktif dengan transpor pasif

1. Transpor aktif memerlukan suatu energi, sedangkan transpor pasif terjadi tidak memerlukan energi atau tanpa energi.
2. Transpor aktif bersifat melawan gradien konsentrasi sedangkan transpor pasif hanya diam.
3. Transpor aktif terdiri melalui endositosis dan eksositosis, sedangkan transpor pasif terdiri dari difusi, osmosis.

Cytosis adalah transpor yang melibatkan membran pecah. Proses ini melibatkan lisosom, berarti zat dicerna dan ditranspor dalam vesikula.

• Cytosis dibagi dua berdasarkan arah keluar-masuknya, yaitu endocytosis dan exocytosis.
• Endocytosis, yaitu memasukkan zat.
• Phagocytosis (makan, mencytosis zat dalam bentuk padat), hal ini terjadi pada sel makrofaga dan leukosit inti polimorf, yang keduanya dibutuhkan dalam menjaga imunitas tubuh. Untuk diphagocytosis suatu zat harus memiliki reseptor khusus pada membran sel yang melekat pada tempat tertentu (binding site).
• Zat yang akan dimakan masuk ke dalam fogosom dan bergabung dengan lisosom membentuk lisosom II dan terjadilah pencernaan, yang terderna berdifusi lewat membran lisosom ke dalam sitosol dan yang tak tercerna sebagai bahan residu di dalam lisosom.
• Pinocytosis (minum, mencytosis zat dalam bentuk cair larutan atau suspensi), zat yang masuk ke dalam vesikula halus (pinosom) dan kemudian bergabung dengan lisosom I dan membentuk lisosom II, maka terjadilah pencernaan.
• Pinocytosis umum terjadi pada banyak sel tubuh. Exocytosis, yaitu mengeluarkan zat yang berupa sekresi atau menggetahkan.
• Sekret ada yang disimpan dalam vesikula sekresi dan ada yang diexocytosis kalau dirangsang oleh sinyal ekstraseluler (aksi potensial, hormon, neurtransmitter) yang diikat oleh reseptor khusus membran, hal ini membuat kadar Ca2+ naik (yang berasal dari mitokondria atau RE), dan ini mendorong terjadi exocytosis.
• Transpor tanpa lisosom, hal ini dikarenakan zat yang dicytosis tidak perlu dicerna. Ini terdapat pada sel endotel pembuluh kapiler darah.
• Zat yang diendocytosis akan dilakukan exocytosis lagi, sehingga membran banyak yang berlobang

Proses Pergerakan Cairan Tubuh

• Perpindahan air dan zat terlarut di antara bagian-bagian tubuh melibatkan mekanisme transpor pasif dan aktif.
• Mekanisme transpor pasif tidak membutuhkan energi sedangkan mekanisme transpor aktif membutuhkan energi.
• Difusi dan osmosis adalah mekanisme transpor pasif.
• Sedangkan mekanisme transpor aktif berhubungan dengan pompa Na-K yang memerlukan ATP.
• Proses pergerakan cairan tubuh antar kompertemen dapat berlangsung secara:

1. Osmosis

• Osmosis adalah bergeraknya molekul (zat terlarut) melalui membran semipermeabel (permeabel selektif) dari larutan berkadar lebih rendah menuju larutan berkadar lebih tinggi hingga kadarnya sama.
• Seluruh membran sel dan kapiler permeabel terhadap air, sehingga tekanan osmotik cairan tubuh seluruh kompartemen sama.
• Membran semipermeabel ialah membran yang dapat dilalui air (pelarut), namun tidak dapat dilalui zat terlarut misalnya protein.
• Tekanan osmotik plasma darah ialah 285+ 5 mOsm/L. Larutan dengan tekanan osmotik kira-kira sama disebut isotonik (NaCl 0,9%, Dekstrosa 5%, Ringer laktat).
• Larutan dengan tekanan osmotik lebih rendah disebut hipotonik (akuades), sedangkan lebih tinggi disebut hipertonik.

• Jadi Difusi ialah proses bergeraknya molekul lewat pori-pori. Larutan akan bergerak dari konsentrasi tinggi ke arah larutan berkonsentrasi rendah.

• Tekanan hidrostatik pembuluh darah juga mendorong air masuk berdifusi melewati pori-pori tersebut.
• Jadi difusi tergantung kepada perbedaan konsentrasi dan tekanan hidrostatik.
• Merupakan perpindahan molekul zat dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah sehingga konsentrasinya menjadi sama yang berlangsung melalui membran atau tidak.
• Zat yang berkonsentrasi tinggi disebut Hipertonis, zat yang berkonsentrasi rendah disebut Hipotonis, sementara zat yang berkonsentrasi sama disebut Isotonis. contoh zat gas (gas baygon,parfum) , cair (sirup), dan padat (kopi,susu,teh).

Difusi terbagi menjadi 2, yaitu Difusi sederhana dan Difusi terfasilisasi

1. Difusi Sederhana = difusi tanpa melalui membran. contohnya larutan gula dalam air.
2. Difusi Terfasilisasi = difusi melalui membran dengan bantuan protein pembantu yaitu protein integral. contohnya pembuatan telur asin, respirasi sel, dan membuat asinan buah.

Kecepatan difusi dipengaruhi oleh : 

1. Konsentrasi zat -> semakin tinggi konsentrasi zat, semakin cepar terlarut.
2. Ukuran molekul zat -> semakin kecil ukuran molekul zat, semakin cepat proses difusi.
3. Luas bidang permukaan -> semakin luas bidang permukaan, semakin lama larutnya.
4. Suhu -> kecenderungan zat bergerak ke segala arah, sehingga menimbulkan tekanan. semakin panas suhu, difusi semakin cepat.

Pompa Natrium Kalium pada Transport aktif

• Pompa natrium kalium merupakan suatu proses transpor yang memompa ion natrium keluar melalui membran sel dan pada saat bersamaan memompa ion kalium dari luar ke dalam.
• Tujuan dari pompa natrium kalium adalah untuk mencegah keadaan hiperosmolar di dalam sel.

NOTE

• Endosmosis = proses masuknya air ke dalam sel akibat sel berada pada lingkungan hipotonik.
• Eksosmosis = proses keluarnya air dari dalam sel akibat sel berada pada lingkungan hipertonik.
• Hemolisis = sel mengembang dan pecah karena mengalami endosmosis yang berlebihan.
• Turgor = tekanan yang terjadi antara isi sel dengan dinding sel.
• Krenasi = penyusutan sel karena mengalami eksosmosis.
• Plasmolisis = lepasnya membran sel dari dinding sel akibat sel berada pada larutan hipertonik.

SOAL !

• Apa yang terjadi jika sel hewan berada pada larutan hipertonik dan apa pula yang terjadi jika sel tersebut berada pada larutan hipotonik. jelaskan!

• Sel hewan -> Hipertonik -> Krenasi (sel menyusut), karena mengalami eksosmosis.
• Sel hewan -> Hipotonik -> hemolisis (pecah) karena mengalami endosmosis yang berlebihan.

Edit By Desta 17