Slide 1

Program Studi SI FarmasiSEKOLAH TINGGI ILMU FARMASI RIAU2014

Kelompok 14 :

Aulia RahmiDwi MuharaniDwi Octavia SariDona Alisa Purnama Geby Orlance

ANATOMI FISIOLOGI MANUSIA IAnatomi Fisiologi Manusia 1POTENSIAL MEMBRAN DAN POTENSIAL AKSIDosen Pembimbing : NOFRI HENDRI SANDI, M.Farm, Apt

Membran SelMembran sel (Membran Plasma) adalah selaput yang terletak paling luar dan tersusun dari senyawa kimia lipoprotein (gabungan dari senyawa lemak atau lipid dengan senyawa protein). Lemak bersifat hidrofobik karena tidak larut dalam air.protein bersifat hidrofilik karena larut dalam air. Oleh karena itu, selaput plasma bersifat selektif permeabel (hanya dapat memasukkan/dilewati molekul tertentu saja) atau semipermeabel.

Transpor Zat melalui Membran Sel

Proses TransportPasif : tidak memerlukan energiAktif : memerlukan energi

1. Difusi2. Osmosis3. Difusi Terfasilitasi4. Pompa Kalium-Natrium5. Endositosis6. Eksositosis

PasifAktifDIFUSIDifusi adalah penyebaran molekul zat dari konsentrasi (kerapatan) tinggi ke konsentrasi rendah tanpa menggunakan energi.

2. OSMOSISOsmosis adalah perpindahan ion atau molekul air (dari kerapatan tinggi ke kerapatan rendah dengan melewati satu membran. Osmosis dapat didefinisikan sebagai difusi lewat membran.

3. Difusi Terfasilitasi (Diifusi Terbantu)Adalah difusi yang dibantu oleh protein kotranspor (Protein Pembawa) atau dengan saluran protein(Protein Integral).

4. Pompa Natrium-KaliumPompa Natrium-Kalium tergolong transpor aktif, artinya sel mengeluarkan energi untuk mengangkut kedua macam ion tersebut. Salah satu fungsinya yakni Menimbulkan gradien konsentrasi Na+ dan K+ di kedua sisi membran plasma semua sel untuk menghasilkan impuls saraf yang penting bagi fungsi sel saraf atau otot.

5. Endositosis dan EksositosisEndositosis artinya pemasukan zat ke dalam sel, sedangkan eksostosis artinya pengeluaran zat dari dalam sel. Proses ini tergolong transpor aktif dan melawan dapat gradien kadar (dari konsentrasi rendah ke tinggi).

Potensial Membran Potensial membran (bahasa Inggris: membrane potential, ) adalah beda potensial elektrik antara dinding sebelah luar dan sebelah dalam dari suatu membran sel yang berkisar dari sekitar -50 hingga -200 milivolt (tanda minus menunjukkan bahwa di dalam sel bersifat negatif dibandingkan dengan di luarnya).

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)

PRINSIP POTENSIAL MEMBRANPotensial 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).

Potensial Istirahat Sel Sel saraf yang sedang beristirahat, seperti sel lain dalam tubuh, mempertahankan perbedaan potensial listrik (voltase) pada membran sel di antara bagian dalam sel dan cairan ekstraselular di sekeliling sel. Voltase dalam sel relatif pada keadaan istirahat berkisar antara -50 milivolts (mV) sampai -80 mV terhadap voltase di luar, bergantung pada kondisi neuron dan ekstraselular yang mengelilingi sel.Potensial ini berpolaritas negatif di sisi dalam dan positif di sisi luar membran sel.

Potensial Listrik Sel pada Keadaan yang Berbeda

ISTIRAHAT Perpindahan ion antar ekstrasel dan intrasel (melalui membran sel)Beda potensial listrik antara ekstrasel dan intraselPOLARISASI (Isoelektris)Pasif:

Aktif:

Beda KadarBeda Muatan ListrikKemudahan menembus membran (saluran ion)Pompa Na - K- 70 mVNa+ Cl- K+Na+ Cl- K+Ekstrasel: Na+ Cl - K+Intrasel: Na+ Cl - K++ + + ++ + + +_ _ _ _ _ _ _ _ 11POTENSIAL AKSI

Sinyal saraf dihantarkan oleh potensial aksi, yang merupakan perubahan cepat pada potensial membran yang menyebar secara cepat di sepanjang membran serabut saraf.

Komponen potensial aksi yaitu :a. Kanal natrium bergerbang voltaseb. Aktivasic. Inaktivasid. Kanal kalium bergerbang voltase

A. Kanal natrium bergerbang voltase : Saat keadaan potensial membran memiliki nilai -90 milivolt (potensial membran istirahat), gerbang aktivasi dari kanal ini tertutup, dengan tujuan untuk mencegah masuknya ion natrium melalui kanal ke bagian dalam serabut saraf.B. Aktivasi : Ketika potensial membran istirahat menjadi kurang negatif bila dibandingkan dengan pada saat keadaan istirahat, potensial akan meningkat dari -90 milivolt menjadi 0, dan akhirnya mencapai suatu voltase (biasanya berkisar antara -70 dan -50 milivolt). Keadaan ini menyebabkan perubahan bentuk yang tiba-tiba pada gerbang aktivasi.C. Inaktivasi : Kenaikan voltase yang sama besarnya dengan yang membuka gerbang aktivasi juga akan menutup gerbang inaktivasi. Pada saat iniliah potensial membran mulai pulih kembali ke keadaan istirahat, atau yang biasa disebut debagai tahap repolarisasi.D. Kanal kalium bergerbang voltase : Selama keadaan istirahat, gerbang kanal ion kalium berada dalam keadaaan tertutup, dan ion kalium terhalangi untuk melewati kanal ini menuju keluar. Proses Timbulnya Potensial AksiPerangsangan listrik pada membranPerangsangan kimia atau Pemberian zat kimia pada membran sehingga permeabilitasnya terhadap natrium meningkatKerusakan mekanik pada membran Suhu

Urutan tahap potensial aksi yaitu :

a. Tahap Polarisasi(Istirahat)b. Tahap Depolarisasic. Tahap Repolarisasid. Hiperpolarisasi

1. Tahap Istirahat (Resting Membrane Potential)Pada tahap ini adalah tahap potensial membran istirahat, sebelum terjadinya potensial aksi. Membran dikatakan menjadi terpolarisasi selama tahap ini karena adanya potensial memban negatif yang besar.

2. Tahap DepolarisasiMembran tiba-tiba menjadi permeable terhadap ion NA sehingga banyak sekali ion NA mengalir ke dalam akson. Keadaan polarisasi normal sebesar -90mV akan hilang dan potensial meningkat dengan arah positif atau 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. Tahap RepolarisasiPada tahap ini, dalam waktu yang sangat singkat sekali (sekitar satu per beberapa puluh ribu detik) sesudah membran menjadi permeable terhadap ion NA, saluran NA mulai tertutup dan saluran K terbuka lebih daripada normal. Kemudian difusi ion K yang berlangsung cepat ke bagian luar akan membentuk kembali potensial membran istirahat negatif yang normal. Peristiwa ini disebut repolarisasi membran.4. HiperpolarisasiSetelah tahap repolarisasi berakhir, dikenal suatu kondisi yang disebut positive after potential. Keadaan ini merupakan kondisi potensial membran yang lebih negatif dari kondisi istirahat. Terjadi beberapa milidetik setelah berakhirnya potensial aksi, terjadi akibat lambatnya penutupan kanal ion K.

IMPULS Impuls adalah rangsang atau pesan yang diterima oleh reseptor dari lingkungan luar, kemudian dibawa oleh neuron. Impuls dapat juga dikatakan sebagai serangkaian pulsa elektrik yang menjalari serabut saraf.

Mekanisme Penghantar Impuls Saraf ada 2 yakni:

1. Penghantaran Impuls Saraf melalui Membran Plasma

Apabila tidak terdapat rangsangan atau neuron dalam keadaan istirahat maka Keadaan yang demikian dinamakan polarisasi atau potensial istirahat. Jika neuron dirangsang dengan kuat, permeabilitas membran plasma terhadap ion Na+ berubah meningkat. Peningkatan permeabilitas membran ini menjadikan ion Na+ berdifusi ke dalam membran, sehingga muatan sitoplasma berubah menjadi positif. Fase seperti ini dinamakan depolarisasi atau potensial aksi.Sementara itu, ion K+ akan segera berdifusi keluar melewati membrane Fase ini dinamakan repolarisasi. Perbedaan muatan pada bagian yang mengalami polarisasi dan depolarisasi akan menimbulkan arus listrik.kondisi depolarisasi ini akan berlangsung secara terus-menerus, sehingga menyebabkan arus listrik. Dengan demikian, impuls saraf akan terhantar sepanjang akson. Setelah impuls terhantar, bagian yang mengalami depolarisasi akan meng alami fase istirahat kembali dan tidak ada impuls yang lewat. Waktu pemulihan ini dinamakan fase refraktori atau undershoot.2. Penghantaran Impuls Melalui Sinapsis

Titik temu antara terminal akson salah satu neuron dengan neuron lain dinamakan sinapsis. Bila impuls sampai pada ujung neuron, maka vesikula bergerak dan melebur dengan membran pra-sinapsis. Kemudian vesikula akan melepaskan neurotransmitter berupa asetilkolin. Asetilkolin kemudian berdifusi melewati celah sinapsis dan menempel pada reseptor yang terdapat pada membran post-sinapsis. Penempelan asetilkolin pada reseptor menimbulkan impuls pada sel saraf berikutnya. Bila asetilkolin sudah melaksanakan tugasnya maka akan diuraikan oleh enzim asetilkolinesterase yang dihasilkan oleh membran post-sinapsis.

Fungsi- fungsi Fisiologi yang terjadi yang diawali perubahan kelektrikan membran selEfek Perpindahan Kalium saja pada potensial membrane: Potensial Keseimbangan K

Gradient konsentrasi K cendrung memindahkan ion keluar sel karena membrane permeable terhadap K. Maka ion berpindah keluar membawa muatan positif keluar sehingga muatan positif berada diluar dan muatan negative berada didalam.Karena anion protein besar, sehingga tidak dapat berdifusi meskipun gradient konsentrasinya besar lalu terbentuklah potensial membrane. Karena akan terbentuk gradient listrik, maka K yang bermuatan positif akan tertarik kedalam sel. Sedangkan gradient konsentrasi mendorong K keluar sel sehingga terdapat dua gaya yang bekerja pada K.

2. Efek perpindahan Natrium saja pada potensial membrane: Potensial Keseimbangan Na

Gradient konsentrasi Na akan memindahkan ion kedalam sel menyebabkan timbulnya muatan positif didalam sel dan meninggalkan muatan negative diluar. Perpindahan ini akan berlanjut hingga tercapainya keseimbangan akibat terbentuknya gradient listrik yang berlawanan yang sama besarnya dengan gradient konsentrasi.

3. Efek bersama Kalium dan Natrium pada Potensial MembranSemakin besar permeabilitas membrane terhadap ion maka semakin besar kecendrungan ion tersebut mendorong potensial membrane kearah potensial keseimbangann potensial ion tersebut. Karena membrane dalam keadaan istirahat 50-7- kali lebih permeable terhadap K dari pada Na maka K lebih mudah menembus membrane dari pada Na.

POTENSI AKSI JANTUNG

Aktivitas Listrik JantungUntuk dapat memompa darah, jantung harus berkontraksi yang dicetuskan oleh potensial aksi yang menyebar melalui membran sel sel otot. Jantung berkontraksi secara berirama akibat potensial aksi yang ditimbulkannya sendiri, disebut sebagai otoritmisitas.

Potensial aksi terdiri dari 5 fase yang sesuai dengan peristiwa elektrofisiologi tertentu yakni sebagai berikut:

1. Fase istirahat / fase 42. Depolarisasi cepat / fase 0 (upstroke)3. Repolarisasi parsial / Fase-1 (spike)4. Fase Plateau / Fase 25. Fase Repolarisasi cepat / Fase 3

1. Fase istirahat / fase 4 : Dalam keadaan istirahat membran sel lebih permeabel terhadap kalium dibandingkan dengan natrium. Karena itu sejumlah kecil ion kalium merembes keluar sel dari daerah yang mempunyai kadar kalium yang tinggi menuju kadar kalium lebih rendah. Dengan hilangnya ion kalium yang bermuatan positif dalam sel, maka muatan listrik bagian dalam sel tersebut relatif negatif.2. Depolarisasi cepat / fase 0 (upstroke)Depolarisasi sel terjadi akibat permeabilitas membran terhadap natrium sangat meningkat. Natrium yang terdapat di luar sel mengalir cepat masuk ke dalam. Masuknya ion natrium yang bermuatan positif mengubah muatan negatif sepanjang membran sel, sehingga bagian luar sel menjadi negatif sedangkan bagian dalamnya menjadi positif.3. Repolarisasi parsial / Fase-1 (spike)Terjadi perubahan dari kadar ion dan timbul suatu muatan listrik relatif. Tambahan muatan negatif di dalam sel menyebabkan muatan positifnya agak berkurang. Sebagai efeknya sebagian dari sel itu mengalami repolarisasi. Secara normal kadar klorida ekstrasel lebih besar dari intrasel. Disini jumlah natrium berkurang sedangkan jumlah klorida bertambah sehingga klorida akan masuk kedalam sel. Akibatnya peristiwa potensial pada membrane lebih bertambah besar dan bagian dalam sel lebih negative.

4. Fase Plateau / Fase 2Fase ini tidak terjadi perubahan muatan listrik melalui membran sel. Plateau terutama disebabkan oleh aliran ion kalsium ke dalam sel secara perlahan-lahan. Disini terjadi peningkatan jumlah K dan Ca dimana Ca++ masuk kedalam sel. Masuknya Ca++ kedalam sel diimbangi dengan keluarnya kalium dari sel, sehingga terjadi perubahan potensial membran. Masuknya kalsium kedalam sel merupakan suatu trigger terjadinya kontraksi otot jantung.

5. Fase Repolarisasi cepat / Fase 3 Selama repolarisasi cepat maka aliran muatan kalsium dan natrium ke dalam sel secara lambat diinaktifkan dan permeabilitas membran terhadap kalium sangat meningkat. Kalium keluar dari sel dengan demikian mengurangi muatan positif di dalam sel. Bagian dalam sel akhirnya kembali ke keadaan yang relatif negatif dan bagian luar sel kembali keadaan yang relatif positif.

TERIMA KASIH