Difusi, Difusi Terbantu, dan Osmosis

Difusi dan osmosis merupakan bentuk transport pasif yang terjadi pada sel makhluk hidup. Disebut transport pasif karena gerakan-gerakan molekul di dalamnya terjadi tanpa menggunakan energi, molekul-molekul bergerak karena perbedaan konsentrasi zat terlarut dan pelarut yang ada. Transport pasif berguna untuk transportasi molekul-molekul penting seperti transport oksigen masuk ke dalam sel darah merah maupun keluar-masuknya air dari dan ke dalam sel.

Difusi

Difusi merupakan perpindahan molekul dari larutan berkonsentrasi tinggi ke larutan berkonsentrasi rendah. Dalam difusi, yang berpindah adalah molekul zat yang terlarut. Contoh sederhana dari difusi adalah saat seseorang memasukkan gula ke dalam gelas berisi air. Gula tersebut akan larut sedikit demi sedikit, awalnya molekul gula akan berkumpul di satu sudut gelas, namun seiring berjalannya waktu molekul gula tersebut akan bergerak menyebar ke seluruh bagian cairan dalam gelas hingga merata.

Difusi melalui membran

Dalam tubuh vertebrata contoh difusi adalah perpindahan molekul oksigen dari alveolus paru-paru menuju sel darah merah. Dalam kasus tersebut, alveolus memiliki konsentrasi oksigen yang lebih tinggi dari konsentrasi oksigen dalam sel darah. Hal ini mengakibatkan terjadinya gerakan oksigen dari alveolus masuk menuju sel darah melewati membran sel. Pergerakan oksigen ini akan terus terjadi hingga konsentrasi oksigen di kedua tempat telah seimbang (konsentrasinya sama di dua tempat).

Oksigen dapat keluar dan masuk menembus membran dengan mudah karena molekul tersebut berukuran kecil dan tidak bermuatan listrik. Molekul karbondioksida juga dapat menembus membran dengan mudah untuk keluar dari sel menuju darah agar dapat dibuang melalui paru-paru. Difusi hanya dipengaruhi oleh konsentrasi molekul yang sama, dan tidak dipengaruhi oleh konsentrasi molekul yang berbeda. Konsentrasi oksigen tidak akan berpengaruh terhadap difusi karbondioksida, demikian pula sebaliknya.

Difusi terbantu (terfasilitasi)

Difusi terbantu merupakan peristiwa difusi yang dibantu oleh protein yang terdapat pada membran. Beberapa molekul tertentu misalnya yang memiliki ukuran cukup besar akan mengalami kesulitan dalam menembus membran sel sehingga membutuhkan “saluran khusus” bagi lewatnya molekul tersebut. Saluran khusus tersebut dapat berupa protein saluran maupun protein pembawa. Saluran khusus tersebut merupakan protein integral yang menempel pada membran sel. Masih ingatkah anda tentang protein integral ? Untuk mengingatkan anda kembali silahkan baca posting Struktur dan Fungsi Membran Plasma.

Salah satu molekul yang berpindah melalui difusi terbantu adalah glukosa. Molekul glukosa memiliki fungsi yang sangat penting sebagai sumber energi utama bagi tubuh. Untuk mencukupi kebutuhan glukosa, sel-sel tubuh memiliki transporter glukosa (saluran khusus untuk glukosa). Glukosa dari darah dapat dengan mudah masuk ke dalam sel-sel tubuh melalui transporter tersebut.

Difusi terbantu

Beberapa jenis sel seperti sel darah merah dan ginjal memiliki saluran khusus yang disebut akuaporin. Saluran ini berfungsi sebagai saluran lewatnya air dalam jumlah banyak (seperti keran air). Sel ginjal memiliki akuaporin untuk menghisap kembali (reabsorbsi) air dari dalam urin, apabila tidak terjadi reabsorbsi maka jumlah urin yang dikeluarkan manusia dalam satu hari dapat mencapai 180 L – dan manusia harus minum sejumlah itu pula untuk tetap bertahan hidup.

Osmosis

Osmosis merupakan peristiwa perpindahan air dari larutan berkonsentrasi rendah ke larutan berkonsentrasi tinggi melalui membran semipermeabel (membran sel). Perlu diperhatikan bahwa yang berpindah dalam osmosis adalah molekul “air” bukan zat yang terlarut dalam air, sehingga proses ini seperti berkebalikan dengan difusi.

Larutan yang berkonsentrasi rendah (hipotonis) berarti memiliki jumlah air yang lebih banyak dibandingkan larutan berkonsentrasi tinggi (hipertonis). Sehingga terjadi perpindahan air dari larutan hipotonis menuju larutan hipertonis.

Misalnya: wadah A berisi air 1 liter yang diberi gula 5 sendok, dan wadah B yang berisi air 1 liter namun hanya diberi gula 1 sendok. Kedua wadah tersebut dipisahkan oleh membran semipermeabel. Air dari wadah B akan berpindah menuju wadah A karena konsentrasi gula di wadah B lebih rendah daripada wadah A. Perpindahan air ini akan berhenti apabila konsentrasi gula di kedua wadah telah sama persis (isotonis).

Dalam tubuh, peristiwa osmosis penting dalam menjaga keseimbangan air di dalam sel dan lingkungan di sekitarnya. Contoh peristiwa osmosis adalah pada ikan yang hidup di air tawar dan ikan yang hidup di air asin. Kedua jenis ikan ini mengalami proses fisiologis yang berbeda karena pengaruh lingkungan yang berbeda.

Ikan air tawar memiliki sel-sel tubuh dengan konsentrasi garam yang lebih tinggi dibandingkan konsentrasi garam yang terdapat pada air di lingkungannya. Hal itu akan menyebabkan terjadinya osmosis air dari luar tubuh, masuk ke dalam tubuh ikan. Tubuh ikan menjadi kelebihan air, akibatnya ikan air tawar akan sedikit minum air dan banyak membuang urin untuk mengurangi kelebihan air di dalam tubuhnya.

Sebaliknya ikan yang hidup di air asin (laut) memiliki sel-sel tubuh dengan konsentrasi garam yang lebih rendah dibandingkan konsentrasi garam yang terdapat pada air di lingkunganya. Hal itu menyebabkan terjadi osmosis air dari dalam tubuh, keluar menuju lingkungan sekitar. Peristiwa ini dapat menyebabkan tubuh ikan kekurangan air, sehingga untuk mengatasinya ikan laut akan banyak minum air dan sedikit mengeluarkan urin.

Baca juga tentang transport aktif: Pompa Natrium-Kalium, Endositosis, dan Eksositosis