BIOFISIKA Oleh Dr. S. Hendromartono , MS

1. BIOFISIKA Oleh Dr. S. Hendromartono , MS

2. Membran penyekat dalam tubuh : • Terdapat : 1. Antara Intra sel & Ekstra sel 2. Antara Interstitial & Plasma darah

3. Petak ruangan cair tubuh : 1 . Intravaskuler Intra seluler Ekstra seluler : 1. Interstitial 2.

4. Gerakan cair tubuh & partikel yang terlarut dalam cair tubuh 1. Filtrasi 2. Kohesi pelarut 3. Osmosis 4. Difusi tak berion 5. Transport dgn. pengangkut ( Carrier system ) 6. Transport protein & molekul besar lain 1.Endositosis 2.Eksositosis 7. Difusi 8. Transport aktif

5. 1. Filtrasi • Benda cair dan bahan yang terlarut di dalamnya dipaksa melintasi membran penyekat karena perbedaan tekanan hidrostatis sebelah menyebelah membran pemisah antar petak cairan tubuh

7. Jumlah Cairan yang difiltrasi • Jumlah Cairan yang difiltrasi dlm jangka waktu tertentu berbanding lurus dengan tekanan & luas permukaan membran.

8. 2. Kohesi Pelarut / gaya seret pelarut • Gaya seret dari pelarut yang bergerak dalam satu arah cenderung menyeret beberapa molekul zat terlarut

10. 3. OSMOSIS • Gerakan molekul-molekul pelarut melalui membran kearah daerah yang mengandung kadar zat terlarut yang lebih pekat , dan zat terlarut tak merembes melalui membran tersebut.

12. Tekanan osmose effektif dari suatu larutan • Tekanan yang tepat besarnya untuk mencegah perpindahan pelarut kearah daerah yang mempunyai kadar zat terlarut lebih tinggi

14. TekananOsmoseEffektif plasma darah :TekananOnkotik

15. Tekanan osmose nRT • P = V • n = jumlah partikel • R = tetapan gas T = suhu mutlak

16. 4. Difusi tak berion • Beberapa asam dan basa lemah sangat mudah larut dalam membran sel dalam bentuk tak terdisosiasi • dalam bentuk ionnya zat-zat tersebut sukar melintasi membran. • terjadi pada saluran pencernaan dan ginjal

17. Membran sel Intra sel H2O H2CO3  H2CO3 ---------H2CO3 -- CO2

18. 5. TRANSPORT DENGAN PENGANGKUT • Ion dan molekul yang lebih besar ditransport oleh molekul pengangkut didalam membran sel. • Molekul pengangkut ini disebut carrier. • Difusi dipermudah: dari daerah yang lebih pekat kedaerah yang kadarnya kurang pekat  tidak dibutuhkan energi

19. Intra sel Ekstra sel Membran sel K KX KX + K X X X

20. Difusi dipermudah dari glukose • Dalam beberapa hal, difusi dipermudah ini diatur oleh hormon, misalnya : Insulin meningkatkan difusi dipermudah dari glukose kedalam sel otot.

21. Intra sel Ekstra sel Membran sel Glucose G I G I + G Insulin I I

22. Kecepatan difusi Glucose darah

23. 6. TRANSPORT PROTEIN DAN MOLEKUL BESAR LAINNYA 1. Eksositosis 2. Endositosis

24. Eksositosis • Disebut Pinositosis terbalik atau Emeiositosis ( sel muntah ). • Proses ini memerlukan Ca++ dan energi.

26. Endositosis • Kebalikan dari Eksositosis. • Pinositosis ( sel minum ) : sama dengan phagositosis , tapi zat yang dimakan tidak terlihat dengan penglihatan memakai mikroskop. • - Gabungan antara Endositosis dan Eksositosis : Mempertahankan sel supaya selalu berada dalam ukuran yang normal.

27. 7. DIFUSI • Peristiwa dimana partikel partikel gas atau zat dalam larutan selalu berusaha menyebar , cenderung mengisi seluruh ruangan yang ditempatinya , dan berupaya mencapai keadaan konsentrasi yang merata diseluruh ruangan tersebut.

28. Rumus Difusi Beda K X Luas P.M X T • Kecepatan difusi = D.P X Jarak difusi • K = konsentrasi antara dua tempat dimana difusi tersebut berlangsung • P.M = penampang melintang tempat difusi berlangsung. • T = temperatur tempat difusi berlangsung. • D.P = diameter partikel-partikel yang berdifusi

29. X m Y K+ K+ Cl- Cl- Prot – m = membran semi permeabel yang memisahkan dua kompartemen X dan Y. Membran m ini tidak dapat ditembus oleh protein , tapi mudah ditembus oleh K+ dan Cl-

30. 8. TRANSPORT AKTIP • Transport molekul terjadi dari daerah dengan kepekatan lebih rendah menuju kedaerah dengan kepekatan lebih tinggi , dari potensial rendah ke potensial tinggi • Proses ini menggunakan tenaga, sehingga disebut transport aktif. • - Transport aktif dilakukan oleh pompa protein dalam membran sel, energinya disuplai oleh metabolisme sel melalui ATP.

31. Kepekatan rendah Kepekatan tinggi Membran sel KX KX K ATP X X

32. Sifat transport aktif : • - Butuh ATP • - Melawan beda konsentrasi • - Melawan perbedaan muatan listrik

33. Macam Transport aktif • A. Transport aktif primer : energi metabolik dikaitkan langsung dengan proses transpor. • B. Transport aktif sekunder : transport aktif dari salah satu zat , misalnya Na , menyediakan energi bagi transport zat lainnya, misalnya glukose banyak ditemukan • dalam usus dan tubulus dari ginjal.

34. Energi yang diperlukan untuk transport aktif • Energi ( dalam kalori per osmol ) = 1400 log C1_____ C2 • C1 = konsentrasi ion-ion diluar sel • C2 = konsentrasi ion-ion didalam sel

35. Transport aktip untuk zat-zat spesifik • -Zat-zat spesifik : • 1. Natrium Pompa Na-K • 2. Kalium.

37. Membran potensial  Penyebabnya : • 1 Trasport aktip ion-ion melalui membran,  menimbulkan ketidak seimbangan muatan positip dan negatip pada kedua sisi membran. • 2. Difusi ion-ion melalui membran akibat selisih kosentrasi antara kedua sisi membran.

38. Ekstra sel = 60% Intra Vasc. Interstitial Intra sel ( 25% E.S = ( 75% E.S = 40% 5% BB ) 15% BB ) Na+ = 152 Na+ = 143 Na+ = 14 K+ = 5 K+ = 4 K+ = 157 Ca++ = 5 Ca++ = 5Ca++ < 1 Cl- = 113 Cl- = 117Cl- = 4 HCO3- = 27 HCO3- = 27 HCO- = 10 Prot. = 16 Prot. = 2Prot- = 74

39. X m Y K+ K+ Cl- Cl- Prot – m = membran semi permeabel yang memisahkan dua kompartemen X dan Y. Membran m ini tidak dapat ditembus oleh protein , tapi mudah ditembus oleh K+ dan Cl-

40. Ekstra sel +++++++++++++++++++++ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Intra sel

41. Berat Badan 1. Padat ( 40% ) 2. Cair ( 60%) Ekstra sel ( 20% ) Intra sel ( 40% ) Na+ = 14 K+ = 157 Ca++ < 1 Cl- =4 HC03 - =10 Prot. - = 74 Intra Vasc. Interstitial Na+ = 14 ( 25% E.S = ( 75% E.S = K+ = 157 5% BB ) 15% BB ) Ca++ < 1 Cl- = 4 Na+ = 152 Na+ = 143 HCO- = 10 K+ = 5 K+ = 4 Prot- = 74 Ca++ = 5 Ca++ = 5 Cl- = 113 Cl- = 117 HCO3- = 27 HCO3- = 27 Prot. = 16 Prot. = 2

43. rumus Nernst • Besar Potensial Membran ( dalam milivolt ) = - 61 log konsentrasi didalam konsentrasi diluar Rumus ini berlaku pada t= 380 C

44. Membran potensial istirahat = -85 mvolt konsentrasi ion K diluar membran = -5 m Eq/l konsentrasi K ( didalam ) -85 = -61 log _____________________ 5 Membran potensial istirahat = -85 mvolt konsentrasi ion K diluar membran = -5 m Eq/l

45. Membran istirahat • 50 sampai 100 kali lebih permeabel terhadap ion K dibanding ion Na • Tiga ion Na dipompa keluar sedangkan hanya dua ion K dipompa kedalam • pompa Na menarik ion K dari luar kedalam serabut saraf konsetrasi ion K didalam sel. tinggi  menyebabkan negativitas yang tinggi dalam sel syaraf (tidak disebabkan oleh pompa K)

46. yang mempengaruhi keseimbangan ion K pada kedua sisi membran • 1. Pompa K  memompa ion K kedalam. • 2. Perbedaan muatan listrik  menye babkan difusi ion K kedalam serabut syarap. • 3. Perbedaan konsentrasi ion K antara bagian luar dan dalam membran  menyebabkan ion K berdifusi keluar.

47. Potensial membran istirahat ( Nernst ) • membran potensial istirahat -85 mvolt • konsentrasi ion K diluar membran = 5 m Eq/l • konsentrasi K ( didalam )  bisa dicari : -85 = -61 log Kons. K didalam 5

48. potensial membran istirahat dengan memasukkan konsentrasi ion Na • konsentrasi ion Na+ didalam membran = 10 mEq/l ; diluar membran = 142 mEq/l • Potensial membran istirahat ( Nernst ) = Na+ ( didalam ) = -61 log ______________ = Na+ ( diluar ) =- 61 log 10 = + 70 mvolt 142

49. Potensial aksi • Serangkaian perubahan yang cepat pada potensial membran , dan perubahan tersebut berlangsung kurang dari satu detik , setelah itu segera diikuti dengan kembalinya potensial membran ke nilai normal kembali.

50. Rangsangan adekuat : mencapai nilai ambang - Potensial aksi + + + + + + - - - - - Axon