Struktur Dan Kerja Kanal Ion 1u6l2f

Struktur dan Kerja Kanal Ion. Kanal ion merupakan protein penyusun pori yang mengontrol gradien voltage melintasi

membran plasma (mengontrol

potensial sel) dengan

memungkinkan aliran ion berdasarkan gradien elektrokimia. Mekanisme kerja kanal ion pertama kali dihipotesiskan oleh ahli biofisika (Alan Hodgkin dan Andrew Huxley, 1951), yang menyatakan bahwa ion bergerak melalui “lubang” di membran sebagai hasil daya elektrokimia (aliran arus listrik).Kanal ion bersifat selektif, hanya ion tertentu yang bisa lewat (misalnya Na+, K+, Ca2+ dan lain-lain). Kanal-kanal ion menggerakkan ion-ion (atom yang bermuatan listrik) melewati membran sel untuk membawa beberapa fungsi seperti pemindahan nyeri, irama denyut jantung dan pengaturan glukosa darah. Seringkali harus distimulasi untuk membuka.

Berdasarkan aktivasinya, kanal ion dibagi menjadi 5 macam: 1.

Kanal ion teraktivasi voltase (Voltage-gatted channels) Sesuai namanya, kanal yg 1 ini diaktivasi oleh perubahan voltase (potensial aksi). Kanal akan membuka jika terjadi depolarisasi dan menutup jika terjadi hiperpolarisasi. Depolarisasi : peristiwa berkurangnya perbedaan polaritas pada membran sel antara daerah intrasel dan ekstrasel. Perbedaan muatan listrik normalnya kan -60 sampai -80. yang dimaksud depolarisasi yaitu „kenegatifan‟nya berkurang. misal dai -60 jadi -20 atau bahkan positif. Depolarisasi terjadi saat ada ion positif yg masuk ke sel (misal Na+) Hiperpolarisasi merupakan peristiwa meningkatnya perbedaan polaritas pada membran sel antara daerah intrasel dan ekstrasel. Ini kebalikan yg depolarisasi. perbedaan muatan listrik menjadi semakin besar (negatif). terjadi saat kanal ion K+ terbuka dan ion K keluar. atau dapat juga terjadi saat ion Cl- masuk ke dalam sel. Contoh : kanal ion Na+, K+, Ca++

2. Kanal ion teraktivasi ligan (Ligand-gated channel) Sama kaya namanya jg. kanal ini berespon terhadap adanya molekul ligan yg spesifik. Kanal ini punya tempat ikatan untuk ligan dan disebut juga reseptor kanal ion.

Contohnya: Reseptor GABA, resptor Ach nikotinik 3. Kanal ion teraktivasi molekul intrasel atau signal Kanal ini berespon terhadap molekul di intrasel yang merupakan bagian dari cell signaling. Contohnya: pada second messenger seperti Ca, cAMP, cGMP 4. Kanal ion teraktivasi oleh kekuatan mekanik (stretch-activated channel) Tipe kanal ini membuka dan menutup sebagai respon terhadap kekuatan mekanis yang timbul dari peregangan atau pengerutan lokal membran di sekitar kanal. 5. Kanal ion terkait Protein-G (G-protein-gated channel) Kanal ini terkait dengan protein G, teraktivasi jika protein G teraktivasi. Contohnya: Reseptor Ach muskarinik

Mekanisme Penghantaran Saat ada stimulus berupa voltase maka kanal Na+ akan terbuka. Natrium yg banyak di luar sel akan masuk ke dalam sel karena perbedaan konsentrasi. Karena ion natrium itu positif, maka intrasel yang semula negatif akan mengalami depolarisasi dan perbedaan potensialnya dengan ekstrasel berkurang. Kemudian kanal K+ akan terpicu perbedaan potensial dan membuka sementara. Kanal Na+ menutup. Kanal K+ akan mengeluarkan ion kalium keluar dari sel untuk mengembalikan potensial seperti saat resting potential dan potensial akan kembali seperti semula. Kelebihan atau hiperpolarisasi yang terjadi akan dineralkan oleh pompa Na+ / K+ ATPase. ATPase butuh ATP untuk mengembalikan ion natrium dan kalium. Di pompa ini. 3 natrium dikeluarkan dan 2 kalium dimasukkan ke dalam sel. Selain itu juga digunakan Na+ / Ca++ exchanger.

Hipokalemia Periodik Paralise Hipokalemia adalah ketidakseimbangan elektrolit dan diindikasikan oleh tingkat rendah kalium dalam darah. Nilai dewasa normal untuk kalium 3,5-5,3 mEq / L. Hipokalemia Periodik Paralise merupakan gangguan hilangnya kekuatan otot, yang ditandai rendahnya konsentrasi ion kalium dalam serum.

Gejala : 1. Kelemahan pada otot 2. Perasaan lelah 3. Nyeri otot 4. Restless legs syndrome 5. Kelumpuhan atau rabdomiolisis (jika penurunan K amat berat) 6. Gangguan toleransi glukosa 7. Gangguan metabolisme protein 8. Poliuria dan polydipsia 9. Alkalosismetabolik

Hipokalemia dapat terjadi karena : 1. Olah raga. Pada

saat

olah

raga

jaringan

melepaskan

kalium

yang

meningkatkan konsentrasi lokalkalium. Hal ini menyebabkan vasodilatasi pembuluh darah, dimana hal tersebut akan menghalangi treshold sistemik dari kalium itu sendiri akibat vasodilatasi pembuluh darah. Hal ini dapat menyebabkan kerusakan sel dan rhabdomiolisis. 2. Hiperinsulin Insulin juga dapat mempengaruhi kelainan karena insulin akan meningkatkan aliran kalium ke dalam sel. Pada saat serangan akan terjadi pergerakan kalium dari cairan ekstra selular masuk ke dalam sel, sehingga pada pemeriksaan kaliumdarah terjadi hipokalemia. 3. Obat Kalium bisa hilang lewat urin karena beberapa alasan. Yang paling sering adalahakibat penggunaan obat diuretik tertentu yang menyebabkan ginjal membuang natrium, airdan kalium dalam jumlah yang berlebihan. Obat-obatan asma (albuterol, terbutalin danteofilin), meningkatkan perpindahan kalium ke dalam sel dan mengakibatkan hipokalemia.Tetapi pemakaian obat - obatan ini jarang menjadi penyebab tunggal terjadinya hipokalemia. 4. Sindroma Cushing

Pada sindroma Cushing, kelenjar adrenal menghasilkan sejumlah besar hormonkostikosteroid termasuk aldosteron. Aldosteron adalah hormon yang menyebabkan ginjalmengeluarkan kalium dalam jumlah besar. 5. Asupan yang kurang Hipokalemia jarang disebabkan oleh asupan yang kurang karena kalium banyak ditemukan dalam makanan sehari-hari. Asupan K+ normal adalah 40-120 mmol/hari.Umumnya ini berkurang pada pasien bedah yang sudah anoreksia dan tidak sehat. 6. Kehilangan kalium Ginjal yang normal dapat menahan kalium dengan baik. Jika konsentrasi kalium darahterlalu rendah, biasanya disebabkan oleh ginjal yang tidak berfungsi secara normal atauterlalu banyak kalium yang hilang melalui saluran pencernaan (karena diare, muntah,menstruasi). 7. Kelainan genetik otosomal dominan Hipokalemia periodik paralisis (HypoPP) merupakan bentuk umum dari kejadianperiodik paralisis yang diturunkan. Dimana kelainan ini diturunkan secara autosomaldominan. 3,4 Dari kebanyakan kasus pada periodik paralisis hipokalemi terjadi karena mutasidari gen reseptor dihidropiridin pada kromosom 1q. Reseptor ini merupakan calcium channel yang bersama dengan reseptor ryanodin berperan dalam proses coupling pada eksitasi-kontraksi otot.4,5 Fontaine et.al telah berhasil memetakan mengenai lokus gen dari kelainanHypoPP ini terletak tepatnya di kromosom 1q2131. Dimana gen ini mengkode subunit alfadari L-type calcium channel dari otot skeletal secara singkat di kode sebagai CACNL1A3.Mutasi dari CACNL1A3 ini dapat disubsitusi oleh 3 jenis protein arginin (Arg) yang berbeda,diantaranya Arg-528-His, Arg-1239His, dan Arg-1239-Gly. Pada Arg-528-His terjadi sekitar50 % kasus pada periodik paralisis hipokalemi familial dan kelainan ini kejadiannya lebihrendah pada wanita dibanding pria. 1,3 Pada wanita yang memiliki kelainan pada Arg-528-His dan Arg-1239-His sekitar setengah dan sepertiganya tidak menimbulkan gejala klinis. Sinyal listrik pada otot

skeletal, jantung, dan saraf merupakan suatu alat untuk mentransmisikan suatu informasi secara cepat dan jarak yang jauh. Kontraksi otot skeletaldiinisiasi

dengan

pelepasan

ion

kalsium

oleh

retikulum

sarkoplasma, yang kemudian terjadi aksi potensial pada motor end-plate yang dicetuskan oleh depolarisasi dari transverse tubule(T tubule). Ketepatan dan kecepatan dari jalur sinyal ini tergantung aksi koordinasi beberapakelas voltage-sensitive kanal ion. Mutasi dari gen dari kanal ion tersebut akan menyebabkankelainan yang diturunkan pada manusia.

Dan

kelainannya

disebut

chanelopathies

yangcenderung

menimbulkan gejala yang paroksismal : miotonia atau periodik paralisis dari otot-oto skeletal. Defek pada kanal ion tersebut dapat menyebabkan hipokalemia namunmekanismenya belum diketahui, defek ini dapat meningkatkan eksitasi elektrik suatu sel,menurunkan kemampuan eksitasi, bahkan

dapat

menyebabkan

kehilangan

kemampuaneksitasi.

Dan

kehilangan dari eksitasi listrik pada otot skeletal merupakan kelainan dasar dariperiodik paralisis.

Hiperkalemia Periodik Paralise Hyperkalemia adalah suatu keadaan dimana konsentrasi kalium darah lebih dari 5 mEq/L. Hyperkalemia adalah suatu kondisi di mana terlalu banyak kalium dalam darah. Sebagian besar kalium dalam tubuh (98%) ditemukan dalam sel dan organ. Hanya jumlah kecil beredar dalam aliran darah. Kalium membantu sel-sel saraf dan otot, termasuk fungsi, jantung. Ginjal biasanya mempertahankan tingkat kalium dalam darah.

Gejala Gejala serupa dengan hypokalemia periodic paralise, hanya saja sebih ringan. Biasanya berlangsung kurang dari 1 jam. Serangan lebih sering terjadi pada siang hari dan biasanya terjadi waktu istirahat, misalnya sedang duduk. Keluhan berkurang bila penderita berjalan-jalan. Kelemahan dimulai dari tungkai lalu menjalar ke paha, punggung, tangan, lengan danbahu. Sebelum timbul kelemahan biasanya terdapat rasa kaku dan kesemutan pada keduatungkai. Jarang

terjadi gangguan menelan dan napas. Sering terdapat miotonia pada ototmata, wajah, lidah dan faring . Pada saat serangan didapatkan tonus dan refleks fisiologisyang menurun dan tanda Chovstek yang positif. Diluar serangan kekuatan otot normal , padafase lanjut terdapat kelemahan otot-otot proksimal Hiperkalemia biasanya terjadi jika ginjal tidak mengeluarkan kalium dengan baik. Mungkin penyebab paling sering dari hiperkalemia adalah penggunaan obat yang menghalangi pembuangan kalium oleh ginjal, seperti triamterene, spironolactone dan ACE inhibitor. Hiperkalemia juga dapat disebabkan oleh penyakit Addison, dimanakelenjar adrenal tidak dapat menghasilkan hormon yang merangsang pembuangan kalium oleh ginjal dalam jumlah cukup. Penyakit Addison dan penderita AIDS yang mengalami kelainan kelenjar adrenal semakin sering menyebabkan hiperkalemia. Gagal ginjal komplit maupun sebagian, bisa menyebabkan hiperkalemia berat. Karena itu hewan dengan fungsi ginjal yang buruk biasanya harus menghindari makanan yang kaya akan kalium. Hiperkalemia dapat juga dapat terjadi akibat sejumlah besar kalium secara tiba-tiba dilepaskan dari cadangannnya di dalam sel. Hal ini bisa terjadi bila: 1. Sejumlah besar jaringan otot hancur (seperti yang terjadi pada cedera tergilas) terjadi luka bakar hebat 2. Overdosis kokain. Banyaknya kalium yang masuk ke dalam aliran darah bisa melampaui kemampuan ginjal untuk membuang kalium dan menyebabkan hiperkalemia yang bisa berakibat fatal.