MAKALAH BIOFARMASETIKA OLEH KELOMPOK 4 Irmawati F1F2 12018 Yamin F1F2 12 023 Nenitry Wahyuni F1F1 11016 Feny Riskiana Poko F1F1 11090
Yuyun Manan F1F1 11028 Endryani F1F1 11068 Novrianti F1F1 11018 Juliani Endang Fajarwati F1F1 11074 Waode Disma Tiara Zarmianti F1F1 11024
JURUSAN FARMASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSIATAS HALU OLEO
KENDARI 2013
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur senantiasa kita panjatkan kehadirat Allah swt, karena atas limpahan rahmat, taufik, dan hidayah-Nya penulis masih diberikan kesehatan dan kekuatan untuk membuat makalah “Transpor Terfasilitasi” ini.
Tidak lupa pula penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah mendukung penulis, sehingga makalah “Transpor Terfasilitasi” ini dapat terselesaikan dengan tepat waktu.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan dalam makalah ini olehnya itu saran dan kritik yang membangun tetap penulis nantikan demi kesempurnaan makalah ini.
Kendari, 16 September 2013
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ... 1 DAFTAR ISI ... 3 BAB I ... 4 PENDAHULUAN ... 4 A. Latar Belakang ... 4 B. Rumusan Masalah ... 5
C. Tujuan ... Error! Bookmark not defined. BAB II ... 6
PEMBAHASAN ... 6
A. Pengertian Difusi Terfasilitasi ... Error! Bookmark not defined. B. Mekanisme Obat dalam Melintasi Membran Sel secara Difusi Terfasilitasi ... 6
C. Contoh Obat yang Mengalami Difusi Terfasilitasi ... 7
D. Keuntungan dan Kerugian Difusi Terfasilitasi ... 8
BAB III ... 6
PENUTUP ... 16
A. Kesimpulan ... 16 DAFTAR PUSTAKA ...
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Membran plasma merupakan batas kehidupan, batas yang memisahkan sel hidup dari sekelilingnya yang mati. Setiap sel yang hidup harus selalu memasukkan materi yang diperlukan dan membuang sisa-sisa metabolismenya. Di tubuh manusia, obat harus menembus sawar (berrier) sel di berbagai jaringan. Umumnya obat melintasi lapisan sel ini dengan menembusnya, bukan dengan melewati celah antar sel. Peristiwa ini dikenal dengan transport lintas membran.
Banyaknya molekul yang masuk dan keluar membran menyebabkan terciptanya transport lintas membran membran. Transport lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasif untuk molekul-molekul yang mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus dan transpor aktif untuk molekul yang membutuhkan mekanisme khusus.
Umumnya absorbsi dan distribusi obat terjadi secara difusi pasif. Mula-mula obat harus berada dalam larutan air pada permukaan membrane sel kemudian molekul obat akan melintasi mebran dengan melarut dalam lemak membrane. Pada proses ini obat bergerak dari sisi yang kadarnya lebih tinggi ke sisi lain. Setelah taraf mantap dicapai, kadar obat bentuk non ion kedua sisi membran akan sama.
Salah satu proses difusi yang dikenal yaitu difusi terfasilitasi, yaitu suatu proses transport yang terjadi dengan bantuan suatu faktor pembawa
(carrier) yang merupakan komponen membran sel tanpa menggunakan energi, sehingga tidak dapat melawan perbedaan kadar maupun potensial listrik.
B. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang akan dikaji dalam makalah ini yaitu : 1. Apa pengertian difusi terfasilitasi ?
2. Bagaimana mekanisme obat dalam melintasi membran sel secara difusi terfasilitasi ?
3. Apa contoh obat yang mengalami difusi terfasilitasi ? 4. Apa keuntungan dan kerugian dari difusi terfasilitasi ?
C. Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan makalah ini yaitu : 1. Untuk mengetahui pengertian difusi terfasilitasi
2. Untuk mengetahui mekanisme obat dalam melintasi membran sel secara difusi terfasilitasi.
5. Untuk mengetahui contoh obat yang mengalami difusi terfasilitasi 3. Untuk mengetahui keuntungan dan kerugian dari difusi terfasilitasi
BAB II PEMBAHASAN
A. Pengertian Difusi Terfasilitasi (Transporter Fasilitatif)
Difusi berasal dari kata diphus yang artinya menyebar. Proses difusi merupakan transport menurun yang artinya materi yang berasal dari daerah berkosentrasi tinggi ke daerah yang berkosentrasi rendah. Cairan sel biasanya bersifat hipertonis dan cairan di luar sel bersifat hipotonis, sehingga air akan mengalir dari luar ke dalam sampai keduanya bersifat isotonis. Contoh lain sederhana adalah uap air dari cerek yang berdifusi dalam udara, dimana pada masing-masing zat, kecepatan difusi berbeda-beda.
Suatu senyawa selalu berdifusi melewati membran dari satu bagian yang konsentrasinya lebih tinggi ke bagian lain yang lebih rendah, tetapi difusi tidak selalu terjadi melalui lapis ganda lemak atau kanal terbuka. Sejumlah senyawa harus berikatan secara selektif dengan protein membran terlebih dahulu, hal ini dikenal dengan sebutan Transporter Fasilitatif (difusi terfasilitasi) yang akan membantu proses difusi.
Istilah Transporter Fasilitatif digunakan di sini untuk membedakan protein transporter aktif, yang aktivitasnya terangkai dengan proses pelepasan energi. Secara teknik, istilah “transporter” digunakan hanya untuk protein membran yang hanya dapat mengikat cairan dari satu sisi membran pada satu waktu dan perubahan konformasi adalah mekanisme kerja pergerakan senyawa melewati membran. Definisi ini membedakan transporter dengan kanal yang jika terbuka dapat mengikat cairan dari sisi lain membran pada waktu yang sama.
Gambar 1. Proses Transpor Membran
Transporter Fasilitatif (Difusi terfasilitasi) biasanya adalah untuk senyawa-senyawa yang memiliki ukuran molekul besar. Karena ukuran molekul besar, senyawa itu tidak bisa langsung menembus lipid bilayer tetapi mencari jalan lain yaitu melalui bantuan protein sehingga senyawa itu bisa menembus lipid. Selain itu juga bisa dibantu oleh protein pembawa. Protein pembawa ini memiliki mekanisme berikatan dengan senyawa yang akan masuk kemudian protein ini akan membawa senyawa itu menembus lipid bilayer kemudian melepaskannya di dalam. Protein pembawa ini spesifik untuk senyawa tertentu. Jadi tidak semua senyawa dapat membentuk ikatan dengan protein ini.
Karena bekerja secara pasif, tanpa terkait dengan sistem pelepasan energi, Transporter Fasilitatif dapat memediasi pergerakan solute sama baiknya di kedua arah. arah pergerakan bergantung sepenuhnya pada konsentrasi relatif senyawa pada kedua sisi membran. Seperti enzim,
Transporter Fasilitatif sangat spesifik untuk molekul yang diangkut, Jadi tidak semua senyawa dapat membentuk ikatan dengan protein ini, misalnya antara stereoisomer D dan L. Selain itu, transporter juga menunjukkan kinetic tipe-terjenuhkan. Tidak seperti kanal ion, yang dapat menghantar jutaan ion per detik, kebanyakan Transporter Fasilitatif hanya dapat melewatkan ratusan sampai ribuan molekul solute per detik melewati membran.
B. Mekanisme Obat Melintasi Membran Sel Secara Difusi Terfasilitasi Obat mirip seperti substansi fisiologi seperti hormon dan neurotransmiter, harus mencapai dan berinteraksi dengan atau melewati membran agar dapat memberi pesan untuk marangsang (stimulasi) atau menghambat (inhibit) fungsi seluler. Kebanyakan obat deberikan untuk memberi efek pada tubuh sel yang jaraknya jauh dari tempat pemberian obat (misalnya mau memberikan efek sistemik). Untuk berpindah melewati tubuh dan mencapi tempat reaksi, metabolisme , dan ekskresi (pegeluaran), molekul obat harus melintasi berbagai membran sel .
Gambar 2. Cara Masuk dan Berpindahnya Molekul Obat melewati tubuh ke Tempat Kerja (Aksi), Metabolisme, dan Ekresi (Pengeluaran)
Sebagai contoh, molekul dari obat oral (yang masuk melalui mulut) harus melewati membran sel saluran Gastrointestinal (pencernaan), hati, dan kapiler untuk mencapai aliran darah, lalu disirkulasikan ke sel target, meninggalkan aliran darah dan menempel di reseptor sel, melaksanakan kinerja (aksi) obat, kembali lagi ke aliran darah, di sirkulasikan ke hati, mencapai enzim yang memetabolisme obat di dalam sel hati, keluar kembali ke aliran darah (sebagai metabolit/sampah metabolisme), disirkulasikan ke ginjal, dan dikeluarkan melalui urin. Beberapa cara transport dan mekanisme
digunakan untuk memindahkan molekul obat melewati tubuh, seperti pada gambar berikut .
Gambar 3. Mekanisme Transport Obat. Molekul obat melalui membran sel berpindah kedalam dan keluar tubuh sel melalui penetrasi langsung ke membran sel (dinding sel), difusi melalu gerbang atau saluran terbuka, atau menempel pada protein pembawa.
Ketika obat diabsorbsi tubuh, obat ditransportasikan ke dan dari sel target melalui mekanisme seperti difusi pasif, difusi terpasilitasi, dan transport aktif.
Difusi pasif, mekanisme paling umum, meliputi perpindahan obat dari area yang berkosentasi tinggi ke area lain yang konsentrasinya lebih rendah. Sebagai contoh, setelah obat oral diberikan, konsentasi awal obat tinggi di saluran pencernaan (gastrointestinal) dari pada di dalam darah. Ini mendukung perpindahan obat ke dalam aliran darah. Ketika obat disirkulasikan, kosentarasi obat lebih tinggi di dalam darah daripada kosentrasi di tubuh sel, jadi obat berpindah (dari pembuluh kapiler) ke dalam cairan disekitar sel atau kedalam sel sendiri. Difusi pasif terus berlanjut hingga mencapi kondisi seimbang (equilibrium) antara jumlah obat di jaringan jumlah obat di dalam darah.
Penembusan membran sel secara difusi pasif dibedakan menjadi tiga, yaitu difusi pasif melalui pori (cara penyaringan), difusi pasif dengan cara
melarut dalam lemak penyusun, dan difusi terfasilitasi. Difusi terfasilitasi mempunyai peroses yang mirip, perbedaanya molekul obat di kombinasi dengan subsatansi pembawa, seperti enzim atau protein lainnya. Dalam penyerapan obat, difusi terfasilitasi memegang peranan yang sangat kecil.
Secara difusi terfasilitasi, kadang-kadang beberapa bahan obat yang mempunyai garis tengah lebih besar 4Å, dapat melewati membran sel karena ada tekanan osmosa, yang disebabkan karena ada perbedaan kadar antar membran. Pengangkutan ini berlangsung dari daerah dengan kadar tinggi ke daerah dengan kadar yang lebih rendah, dan berhenti setelah mencapai kesimbangan. Gerakan ini tidak memerlukan energi dan terjadi secara spontan. Membran sel bersifat permeabel terhadap senyawa polar tertentu, kecepatan penetrasinya 10 – 10.000 kali lebih besar disbanding kelarutan dalam lemak. Di sini terjadi suatu mekanisme khusus yang dapat dijelaskan dengan teori pembawa membran (protein pembawa atau protein transporter).
Diduga molekul obat membentuk kompleks dengan suatu molekul pembawa dalam membran, yang bersifat mudah larut dalam lemak, sehingga dengan mudah bergerak menembus membran. Pada sisi membrane yang lain (sisi 2), kompleks akan terurai melepas molekul obat, dan molekul pembawa bebas kembali ke tempat semula, berinteraksi lagi dengan molekul obat lain, demikian seterusnya sehingga tercapai suatu keadaan keseimbangan.
Gambar 4. Proses penetrasi molekul obat yang bersifat hidrofil ke membran sel dengan bantuan pembawa.
Pembawa dapat berupa enzim atau ion yang muatannya berlawanan dengan muatan molekul obat. Penembusan obat ke dalam membran sel di atas dapat berjalan dengan cepat bila ada ada katalisator enzim dan ukuran bentuk kompleks cukup kecil.
Contoh mekanisme difusi terfasilitasi yaitu proses molekul glukosa melewati membran. Seperti terlihat pada gambar di bawah.
Gambar 3. Mekanisme Difusi Glukosa
Gradien yang mendukung difusi glukosa masuk ke dalam sel dipertahankan oleh posforilasi gula setelah gula masuk ke sitoplasma, sehingga menurunkan konsentrasi glukosa intraseluler.
Manusia, dan mamalia lain yang telah diteliti memiliki paling sedikit lima protein yang berperan pada transporter glukosa (dikenal dengan isoform). Isoform, diistilahkan dengan GLUT1 sampai GLUT5, dibedakan oleh jaringan tempat transporter berada.
Insulin adalah hormon yang dihasilkan oleh sel endokrin pancreas yang memiliki peranan kunci dalam mempertahankan kadar gula darah. Insulin mempermudah masuknya glukosa ke dalam sebagian besar sel. Insulin meningkatkan mekanisme difusi terfasilitasi glukosa ke dalam sel-sel
tergantung insulin tersebut melalui fenomena transporter recruitment. Insulin akan meningkatkan metabolisme glukosa oleh hati dengan merangsang langkah pertama metabolisme glukosa, fosforilasi glukosa menjadi glukosa-6-fosfat.
Peningkatan kadar glukosa darah memicu sekresi insulin, yang menstimulasi asupan glukosa ke berbagai sel target, terutama otot rangka dan sel lemak (adipose). Sel yang responsive-insulin bekerjasama dengan isoform lazim pada transporter fakultatif glukosa, yaitu GLUT4. Jika level insulin rendah, sel-sel ini mengandung transporter relative sedikit pada permukaannya. Malahan, transporter terdapat pada membran vesikel sitoplasmik. Jika level insulin meningkat sebagai respon peningkatan level glukosa darah, hormon bekerja pada sel target untuk menstimulasi translokasi vesikel dari sitoplasma menuju permukaan sel, dimana transporter akan dilebur ke dalam membraneplasma dan mentranspor glukosa masuk ke dalam sel.
3. Contoh Obat Yang Mengalami Difusi Terfasilitasi
Hiperglikemia merupakan suatu kondisi dimana kadar glukosa dalam darah lebih tinggi dibandingkan kondisi normal. Hiperglikemia mengindikasikan penyakit diabetes mellitus, yang disebabkan tubuh tidak dapat menghasilkan atau menggunakan insulin secara cukup. Insulin merupakan hormon yang dilepas oleh sel β pankreas jika konsentrasi glukosa melebihi kadar normalnya (70-110 mg/dL). Penggunaan insulin berdampak pada metabolisme selular dimulai ketika insulin berikatan dengan reseptor protein pada membran sel. Efek insulin pada sel target yaitu peningkatan uptake glukosa pada seluruh sel target akibat peningkatan protein yang
mentransport glukosa pada membran sel. Protein ini mentransport glukosa ke dalam sel melalui difusi terfasilitasi.
Terapi diabetes mellitus dititikberatkan pada terapi makanan, yaitu dengan mengatur pola makan penderita. Pemberian antidiabetikum oral pada penderita DM tipe 2 dilakukan jika terapi makanan tidak berhasil. Sedangkan untuk DM tipe 1, dilakukan terapi insulin. Berikut adalah jenis-jenis antidiabetikum oral beserta mekanismenya:
Golongan Sulfonilurea
Sulfonilurea menurunkan glukosa darah dengan menstimulasi pelepasan insulin dari sel β pankreas melalui pengikatan subunit SUR1 dan memblokade ATP-gated kanal ion K+. Selanjutnya terjadi perubahan fisiologis pelepasan sekret serta penurunan konduktansi kanal ion. Penurunan konduktansi K+ menyebabkan depolaisasi membran dan influks Ca2+ melalui voltage-sensitive
kanal Ca2+. Pemberian sulfonilurea pada pasien DM tipe 2 dapat meningkatkan pelepasan insulin dari pankreas. Sulfonilurea juga dapat meningkatkan kadar insulin lebih lanjut dengan menurunkan clearance
hepatik hormon. Sulfonilurea diberikan untuk mengontrol hiperglikemia pada pasien DM tipe 2 yang tidak dapat dicapai hanya dengan perubahan pola makan. Contoh obat golongan sulfonilurea antara lain tolbutamid, asetoheksamid, tolazamid, dan glibenklamid.
Repaglinid
Repaglinid merupakan obat peningkat sekresi insulin yang termasuk golongan meglitinid. Seperti sulfonilurea, repaglinid menstimulasi pelepasan insulin
dengan menutup ATP-gated kanal K+ pada sel β pankreas. Obat ini diasorpsi secara cepat dan mencapai konsentrasi maksimum pada darah setelah 1 jam, sehingga dikonsumsi dengan dosis berulang. Efek samping utama yang terjadi adalah hipoglikemia.
Nateglinid
Seperti sulfonilurea dan repaglinid, nateglinid menstimulasi sekresi insulin dengan blokade ATP-gated kanal K+ pada sel β pankreas. Nateglinid menghasilkan efek yang lebih cepat dibandingkan agen antidiabetikum oral lainnya. Efek terapetik utama nateglinid adalah penurunan kenaikan glukosa darah pada pasien DM tipe 2.
Golongan Biguanida
Contoh obat golongan biguanida adalah metformin. Metformin menurunkan kadar glukosa terutama dengan menurunkan produksi glukosa di hari dengan meningkatkan kerja insulin pada otot dan lemak. Pada tingkat molekular, kerja metformin dimediasi melalui aktivasi AMP kinase. Metformin juga bekerja dengan meningkatkan sensitivitas reseptor insulin. Metformin diberikan tunggal atau kombinasi dengan sulfonilurea untuk memperbaiki kontrol glukosa dan konsentrasi lipid pada pasien yang buruk dalam merespon diet atau sulfonilurea tunggal.
Golongan Tiazolidindion
Tiazolidindion merupakan agonis selekif dari PPARγ (peroxisome proliferator-activated receptor-γ). Obat ini mengikat ke PPAR-γ dan
mengaktivasi gen pengekspresi insulin yang meregulasi metabolisme karbohidrat dan lemak. Tiozolidindion meningkatkan sensitivitas insulin pada jaringan perifer serta dapat meningkatkan transport glukosa pada otot dan jaringan adiposa dengan mempercepat sintesis dan translokasi transporter glukosa. Selain itu, tiazolidindion juga mengaktivasi gen yang meregulasi metabolisme asam lemak pada jaringan perifer. Contoh obat golongan tiazolidindion antara lain troglitazon, rosiglitazon, dan pioglitazon. Obat-obat ini dapat dikombinasi dengan insulin atau agen antihiperglikemia oral lain.
Inhibitor α-glukosidase
Inhibitor α-glukosidase mereduksi absorpsi pati, dekstrin, dan disakarida dengan menghambat kerja α-glukosidase pada usus. Inhibisi enzim ini memperlambat absorpsi karbohidrat. Inhibitor α-glukosidase tidak menstimulasi pelepasan insulin, dan penggunaannya dikombinasikan dengan agen antidiabetikum oral dan/atau insulin. Obat ini harus dikonsumsi saat memulai makan. Contoh obat golongan ini adalah acarbose dan miglitol.
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan isi makalah yang telah dipaparkan maka kesimpulan yang diperoleh terkait dengan tujuan pembuatan makalah ini yaitu :
1. Difusi terfasilitasi, yaitu suatu proses transport yang terjadi dengan bantuan suatu faktor pembawa (carrier) yang merupakan komponen membran sel tanpa menggunakan energi, sehingga tidak dapat melawan perbedaan kadar maupun potensial listrik.
2. Mekanisme difusi terfasilitasi dapat dijelaskan dengan teori pembawa membran (protein pembawa atau protein transporter). Diduga molekul obat membentuk kompleks dengan suatu molekul pembawa dalam membran, yang bersifat mudah larut dalam lemak, sehingga dengan mudah bergerak menembus membrane.
3. Beberapa contoh obat yang melalui difusi terfasilitasi antaralain obat golongan antidiabetikum oral (sulfonilurea, Repaglinid, Nateglinid, Golongan Biguanida, Golongan Tiazolidindion, Inhibitor α-glukosidase). 4.
DAFTAR PUSTAKA
Agrica, 2009, difusi, http://agrica.wordpress.com/2009/01/03/difusi-osmosis-dan-imbibisi, diakses pada 15 September 2013.
Anonim,2013,http://klanapujangga.wordpress.com/2011/03/31/prosesdifusiosmos ispermeabilitas-dan-semi-permeabilitas/. Diakses pada 15 September 2013.
Brunton, L.Laurence (editor). 2006. Goodman&Gilman’s The Pharmacological
Basis of Therapeutics 11th Edition. New York: McGraw-Hill.
Nugroho, E.Agung, 2012, Farmakologi (Obat-Obat Penting Dalam Pembelajaran Ilmu Farmasi Dan Kesehatan), Pustaka Pelajar, Yogyakarta.
Siswandono, Soekardjo Bambang, 2011, Kimia Medisinal Edisi 2, Airlangga Univercity Press, Surabaya.
