Biolistrik1n

BIOLISTRIK

Semua sel mempunyai potensial membran istirahat yang negatif. Misalnya neuron –

70 mV ?

Hanya sel otot dan saraf yg memberikan respons perubahan potensial membran terhadap rangsangan = excitability/irritability.

Perubahan potensial membran terjadi karena perubahan aliran ion = ion current.

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Potensial membran

Semua sel mempunyai potensial membran

istirahat yang negatif. Misalnya neuron –

70 mV ?

Perbedaan jumlah relatif kation dan anion

dalam CES dan CIS

Permeabilitas ion berbeda

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Konsentrasi dan permeabilitas ion thd

membran sel saraf

Konsentrasi ion dalam mMol/L

ION Ekstrasel Intrasel Permeabilitas relatif

Na+ 150 15 1

K+ 5 150 50-75

A- 0 65 0

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Kanal ion (Ion gates (channels))

Struktur komponen protein di membran

sel membentuk kanal

Kanal dapat terbuka ( permeabilitas),

atau tertutup ( permeabilitas), atau

tidak aktif .

Kanal yang terbuka pada saat terjadi

perubahan aliran listrik disebut sbg

kanal yang diatur oleh voltase (voltage

gated).

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Bila aliran positif mengalir ke dalam sel

potensial intrasel berkurang

kenegatifannya ( lebih +)= depolarisasi.

Bila aliran positif keluar kembali dari

intrasel potensial intrasel kembali >

negatif = repolarisasi.

Bila aliran positif mengalir keluar sel atau

aliran negatif masuk ke dalam sel di

dalam sel akan > negatif dibanding

potensial membran istirahat =

hiperpolarisasiDra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Resting membrane potential. Voltage-gated Na+ channels

(pink) are closed (the activation gates are closed and the inactivation

gates are open).

Activation

gate

closed

Inactivation gate open

Na+ channel

(mV

)

Time

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Resting membrane potential. Voltage-gated K+ channels (purple)

are closed.

K+ channel

(mV

)

Time

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Depolarization. Voltage-gated Na+ channels open because the

activation gates open. Voltage-gated K+ channels start to open.

K+ channel

openedK+ channel

closed

Na+ channelActivation

gate

opened

(mV

)

Time

Na+

diffuse

into

cell

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Depolarization. Depolarization results because the inward diffusion

of Na+ is much greater than the outward diffusion of K+.

Na+

K+

Na+

(mV

)

Time

Na+

diffuse

into cell

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Repolarization. Voltage-gated Na+ channels are closed because the

inactivation gates close. Voltage-gated K+ channels are now open.

Inactivation

gate closed

K+ channel

opened

K+

diffuse

out of

cell

Activation

gate

opened

K+ channel

opened Na+ channel

(mV

)

Time

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Repolarization. Na+ diffusion into the cell stops and K+ diffuse out of the

cell, causing repolarizaton.

K+

diffuse

out of

cell

K+K+

(mV

)

Time

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

End of repolarization and afterpotential. Voltage-gated Na+

channels are closed. Closure of the activation gates and opening of the

inactivation gates reestablish the resting condition for Na+ channels.

Inactivation

gate open

Activation

gate

closed

K+ channel

opened

K+ channel

openedNa+ channel

K+

diffuse

out of

cell(mV

)

Time

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

End of repolarization and afterpotential. Diffusion of K+ through

voltage-gated channels produces the afterpotential.

K+K+

K+

diffuse

out of

cell(mV

)

Time

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Resting membrane potential. The resting membrane potential is

reestablished after the voltage-gated K+ channels close.

K+ channel

closedNa+ channel K+ channel

closed

(mV

)

Time

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Potensial aksi (PA)Bila rangsang kanal ion yang berubah krn

voltase terbuka ion masuk Na voltage

regulated Na+ depolarisasi

(membran >-)

Bila ambang rangsang dicapai misalnya

ambang –55 mV, kanal ion yang

berubah krn voltase terbuka semakin

banyak ion Na masuk muatan intra sel

menjadi +

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Potensial aksi (PA) Potensial membran menjadi + misalnya +

30 mV.

Terlihat gambaran khas PA,

Hal ini akan menginaktifkan kanal ion Na.

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Ambang ion K dicapai segera setelah kanal ion Na terbuka banyak ion K keluar dari intrasel .

Karena muatan + keluar dari sel (keluarnya ion K) maka didalam sel akan kurang positif atau lebih negatif.e.

K+, yang keluar sel berbondong-bondong dan cepat akan menyebabkan potensial membran sangat negatif dibandingkan potensial membran istirahat sebelum kembali ke potensial membran istirahat misalnya –80 mV = repolarisasi.

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Lamanya kanal terbuka tidak ditentukan oleh kekuatan rangsang, karena itu amplitudo PA sama ditentukan oleh All-or-None Law

PA tidak berubah amplitudo tetapi bila terus dirangsang maka jumlah Pa/waktu akan bertambah .

Rangsang yang > PA yang > banyak/periode waktu.

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Masa Refrakter

Masa yang dimana PA tidak dpt ditimbulkan

Absolut – kanal Na+ inaktif dan tidak ada rangsang yg dpt merangsang timbulnya Pa baru

Relative – kanal K+ terbuka pada periode repolarisasi . Hanya rangsang yang sangat kuat yang dapat memulai timbulnya PA .

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Penghantaran impuls

Setiap kali terjadi PA maka muatan + akan berpindah kesebelahnya samapi 1-2 mm

Area tsb akan terdepolarisasi , dan bila mencapai ambang akan terjadi PA.

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Unmyelinated AnimationDra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt

Dra. Retnosari Andrajati M.S., Ph.D., Apt