Komposisi Cairan Tubuh

Komposisi cairan ekstra sel dan intra sel berbeda satu sama lainnya. Komposisi utama cairan tubuh adalah air dan elektrolit. Elektrolit terdiri atas kation (ion bermuatan positif) dan anion (ion bermuatan negatif). Pada cairan tubuh jumlah anion dan kation harus sama untuk mempertahankan "elektrical neutrality". hal ini berarti bahwa jumlah partikel kation dan anion harus sama. Plasma protein misalnya, mempunyai beberapa muatan negatif, sehingga beberapa kation harus ada untuk mengimbangi tiap molekul protein.

Pertukaran Cairan Tubuh

Pemasukan
Cairan tubuh sebagian besar berasal dari minuman dan makanan yang dimakan sehari-hari dan sebagian kecil berasal dari proses oksidasi hidrogen di dalam makanan yang jumlahnya berkisar antara 150 sampai 250 ml/hari, tergantung dari kecepatan metabolisme. Jumlah cairan yang masuk, termasuk hasil sintesa di dalam tubuh, berkisar 2300 ml/hari.

Pengukuran Volume Cairan Tubuh

Cairan tubuh total
Untuk mengukur cairan tubuh total dipakai tritium radioaktif (H3) yang merupakan isotop yang tidak stabil dengan waktu paruh biologis 10 hari dan waktu paruh fisik 12 tahun. H3 akan berdifusi kedalam cairan tubuh total dalam beberapa jam sesudah disuntikkan secara intravena, dan dengan prinsip dilusi, volume cairan tubuh total dapat dihitung. Deuterium (H2) yang merupakan isotop yang stabil juga dapat dipergunakan untuk mengukur cairan tubuh total.

Ukuran dan Jumlah Cairan Tubuh

Pada seorang lelaki muda, 18% BB (Berat Badan) adalah protein, 15% lemak, 7% mineral dan sisanya 60% cairan tubuh total (TBW).
Jumlah cairan intra sel sekitar 40% BB sedang cairan ekstra sel 20% BB. Cairan ekstra sel terdiri dari cairan interstitel 15% BB sementara plasma darah 5% BB, adapun cairan transeluller karena sangat sedikit diabaikan jumlahnya. Volume darah total diperkirakan 8% BB.
Jumlah cairan tubuh total (TBW) bervariasi dan dipengaruhi oleh faktor umur, jenis kelamin dan intensitas kegemukan (obesitas). Makin tua seseorang TBW-nya makin berkurang. Sementara itu makin banyak kandungan lemak mengakibatkan TBW berkurang, sebab jaringan lemak sangat sedikit mengandung air. Pada pria TBW berkisar 55-60% BB sedang pada wanita TBW 50-55% BB, karena umumnya pada wanita kandungan lemaknya lebih banyak dari pria.

Cairan Tubuh pada Manusia

Sel-sel yang menyusun tubuh berada pada “lautan cairan” yang merupakan cairan ekstra sel. Dari cairan inilah sel-sel tubuh mengambil oksigen dan makanan serta membuang kedalam cairan tersebut sisa-sisa metabolismenya.
Cairan ekstra sel terdiri dari 3 komponen, yaitu cairan interstitel, plasma darah, dan cairan transeluller (cairan dalam rongga khusus). Plasma darah bersama komponen seluller darah (terutama sel darah merah) berada dalam pembuluh darah dan bersama-sama menentukan volume darah total. Cairan interstitel adalah bagian cairan ekstra sel yang berada di luar sistem pembuluh darah (vasculer) yang berbatasan (membasahi) dengan sel-sel tubuh. Cairan transeluler adalah cairan yang terdapat pada rongga khusus seperti dalam pleura, perikardium, cairan sendi, cairan serebropinalis dsb. Cairan ekstra sel ini bersama dengan cairan intra sel membentuk cairan tubuh total cairan ekstra sel dan 2/3 cairan intra sel.

Sistem Transport Membran

Permeabilitas membrane sel bersifat sangat selektif. Arus pergerakan molekul dan ion antara sel dan lingkungan sekitarnya diatur dengan tepat oleh berbagai system transport yang spesifik. System transport ini berperan dalam :

1.       Mengatur volume dan komposisi cairan tubuh

2.       Mengatur  masuknya bahan yang dibutuhkan seperti glukosa, asam amino dan pengeluaran bahan yang tidak dibutuhkan oleh sel misalnya bahan-bahan toksik.

3.       Menimbulkan gradient konsentrasi untuk ion-ion tertentu yang berperan dalam eksitabilitas sel saraf dan otot.

Proses transport melalui membrane terjadi melalui 2 mekanisme,yaitu transport aktif dan transport pasif. Transport pasif terjadi tanpa memerlukan energy sedangkan transport aktif memerlukan energy. Yang termasuk transport pasif adalah :

a.       Difusi sederhana

b.      Transport dengan fasilitas

c.       Transport lewat ion channel

Pada difusi sederhana molekul akan bergerak dari daerah yang konsentrasinya tinggi ke konsentrasi rendah. Misalnya oksigen yang banyak di luar sel akan berdifusi masuk ke dalam sel. Difusi sederhana sangat ditentukan oleh kelarutan suatu bahan dalam lemak. Apabila suatu bahan larut dalam lemak, maka bahan tersebut akan lebih mudah berdifusi disbanding bahan yang larut dalam air. Kecepatan difusi suatu zat dipengaruhi oleh beberapa factor :

1.       Permeabilitas membrane sel (ditentukan oleh ketebalan membrane, kelarutan suatu bahan dalam lemak, jumlah channel, temperature, dan diameter molekul)

2.       Perbedaan konsentrasi molekul/ion

3.       Perbedaan tekanan pada kedua sisi membran

4.       Perbedaan potensial listrik pada kedua sisi membrane

Luas permukaan membrane.
Transport dengan cara difusi fasilitas mempunyai mempunyai perbedaan dengan difusi sederhana yaitu difusi fasilitas terjadi melalui carrier spesifik dan difusi ini mempunyai kecepatan transport maksimum (Vmax). Suatu bahan yang akan ditransport lewat cara ini akan terikat lebih dahulu dengan carrier protein yang spesifik dan ikatan ini akan membuka channel tertentu untuk membawa ikatan ini kedalam sel. Jika konsentrasi bahan ini terus ditingkatkan, maka jumlah carrier akan habis berikatan dengan bahan tersebut sehingga pada saat itu kecepatan difusi menjadi maksimal (Vmax). Pada difusi sederhana hal ini tidak terjadi,makin banyak bahan kecepatan transport bahan makin meningkat tanpa batas.
Transport ion channel khusus bagi ion-ion yang sulit di transport secara difusi akibat muatan listriknya. Ion channel ini mempunyai sifat yang sangat selektif dan terbukanya channel tesebut akibat potensial listrik sepanjang membrane sel dan melalui ikatan channel dengan hormone atau neurotransmitter
Beberapa ion harus di pertahankan jumlahnya lebih besar di luar sel (misalnya Natrium) atau Kalium harus dipertahankan lebih banyak dalam sel. Hal ini tentunya tidak tercapai dengan transport pasif, sebab transport pasif hanya akan menyeimbangkan konsentrasi ion-ion di dalam dan di luar sel. Untuk itu perlu transport aktif yang memakai energy untuk melawan perbedaan konsentrasi, misalnya transport Na dari dalam sel ke luar sel lewat Na pump. Transport aktif terbagi atas transport aktif primer dan sekunder. Transport aktif sekunder juga terdiri atas co-transport dan counter transport (exchange).
Transport aktif primer memakai energi langsung dari ATP, misalnya pada Na-K pump dan Ca pump. Pada Na-K pump, 3 Na akan dipompa keluar sel sedang 2 K akan dipompa kedalam sel. Pada Ca pump, Ca akan di pompa keluar sel agar konsentrasi Ca dalam sel rendah.

MEMBRAN SEL

Sel dan organel yang terdapat dalam sel, dilapisi oleh membrane yang terutama tersusun oleh lemak dan protein. Lemak yang terdapat dalam membran memungkinkan membran  berfungsi sebagai barrier yang membatasi pergerakan molekul yang dapat larut dalam air melewati membrane . Molekul protein yang dapat menembus membran sel, berfungsi sebagai tempat lewatnya bahan-bahan tertentu. Selain itu protein yang terdapat pada permukaan membrane seperti reseptor, enzim dan pump (pompa) masing-masing berfungsi sebagai katalisator dan pompa yang melakukan transport aktif ion-ion tertentu kedalam maupun keluar sel.

Selain berfungsi sebagai barrier yang permeabilitasnya selektif, membrane sel juga berfungsi mengatur arus informasi antara sel dengan lingkungan sekitarnya. Hal ini dimungkinkan oleh adanya reseptor yang spesifik pada permukaanmembran sel.

Ikatan suatu substrat dengan reseptornya yang spesifik pada permukaan membrane sel akan menyebabkan terjadinya transduksi  sinyal yang selanjutnya akan mengaktifkan berbagai mata rantai reaksi biokimia dalam sel, sehingga dapat disimpulkan bahwa membrane sel berfungsi dalam proses komunikasi antara sel.

Membrane sel komposisinya terutama terdiri dari protein 55%, lemak 42% dan karbohidrat 3%, tetapi persentase ini bervariasi pada berbagai sel. Terdapak 3 jenis lemak yang terdapat pada membrane sel yaitu  fosfolipid, kolsterol, dan glikolipid. Pada membrane sel fosfolipid membentuk 2 lapisan (lipid bilayer) dimana lapisan hidrofilik terletak pada bagian luar (berhadapan dengan cairan ekstrasel) dan bagian dalam sel (berhadapan dengan sitoplasma), sementara bagian hidrofobik terletak antara kedua lapisan hidrofilik ini.

Protein pada membrane sel terbagi atas protein integral dan protein perifer. Sebagian besar protein integral membentuk channel pada membrane dan membentuk pompa sebagai tempat lewatnya ion-ion. Sementara protein perifer biasanya hanya terikat dengan protein integral atau dengan bagian hidrofilik membrane, dan umumnya protein perifer ini membentuk enzim.

Protein pada membrane umumnya dalam bentuk glikolipid dan glikoprotein. Karbohidrat ini berfungsi meningkatkan hidrofilisitas lemak dan protein, mempertahankan stabilitas membrane oleh adanya struktur yang disebut glikokaliks. Glikokaliks akan berinteraksi dengan glikokaliks sel lain sehingga berfungsi melekatkan satu sel dengan sel lainnya. Glikolipid yang terdapat pada membrane sel juga berperan dalam reaksi imunologis, dengan membentuk antigen dalam darah.