MAKALAH BIOFARMASETIKA TRANSPORT AKTIF DAN TRANSPORT PASIF
OLEH: IKA PUTRI WIDYANINGSI F1F1 13 076
JURUSAN FARMASI FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS HALU OLEO KENDARI 2017
KATA PENGANTAR
Assalamu ‘Alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Pertama-tama tidak lupa saya panjatkan puji dan syukur kepada Allah S.W.T, karena atas rahmat dan hidayah-Nya, saya dapat menyelesaikan makalah ini dengan judul “ Transport Aktif Dan Transport Pasif ”. Saya berharap makalah ini dapat menambah ilmu pengetahuan bagi penyusun dan bagi pembaca. Dalam makalah ini tentu saja masih jauh dari kesempurnaan, sehingga saya juga berharap adanya kritik dan saran yang membangun demi adanya perbaikan dalam makalah-makalah selanjutnya.
Kendari,
Agustus 2017
Penyusun
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Biofarmasetika adalah ilmu yang mempelajari tentang faktor-faktor yang berpengaruh terhadap bioavailabilitas (ketersediaan hayati) pada manusia dan pemanfaatannya untuk menghasilkan respon terapi yang optimal.
Sedangkan bioavailabilitas sendiri adalah parameter-parameter
yang menunjukkan jumlah dan kecepatan obat aktif sampai ke sirkulasi sistemik. Beberapa obat diberikan melalui rute ekstravaskuler ditujukan untuk efek lokal. Obat lain dirancang untuk diabsorbsi dari tempat pemberian kedalam sirkulasi sistemik. Untuk absorbsi obat sistemik obat harus melintasi membran seluler. Absorbsi transeluler merupakan proses pergerakan obat melintasi suatu sel. Membran merupakan struktur utama dalam sel mengelilingi keseluruhan sel dan bertindak sebagai pembatas antara sel dan cairan intestinal. Pergerakan transmembran obat dipengaruhi oleh komposisi dan struktur membran plasma. Pada umumnya membran sel memiliki ketebalam 70-100 A, dan terutama tersusun atas fosfolipid dalam bentuk dua lapis yang terpisahkan dengan gugus karbohidrat dan protein. Tranport adalah perpindahan obat dari satu kompartemen ke kompartemen yang lain dengan menembus suatu membran yang membatasi dua kompartemen tersebut. Absorbsi obat adalah berpindah obat dari tempat pemberian ke kompartemen darah dengan menembus membrane seperti dinding usus, kulit, alveoli, dan sebagainya. Kompartemen yang ditinggalkan disebut kompartemen donor, sedangkan yang lainnya adalah kompartement reseptor (aseptor). Secara umum transport dikelompokkan menjadi dua yaitu transport aktif yang memerlukan energi dan transport pasif yang tanpa energi. Absorbsi obat kebanyakan melalui mekanisme difusi pasif, yaitu obat yang bersifat lipofil melarut dalam membran kemudian muncul dikompartemen yang memiliki konsentrasi lebih rendah.
B. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam makalah ini adalah sebagai berikut : 1. Apakah yang dimaksud dengan transport aktif? 2. Apakah yang dimaksud dengan transport pasif? C. Tujuan
Tujuan dalam makalah ini adalah sebagai berikut : 1. Dapat mengetahui transport aktif 2. Dapat mengetahui transport pasit
BAB II PEMBAHASAN A. Transport Aktif 1. Definisi
Transport aktif adalah proses transmembran yang diperantarai oleh pembawa (carrier) yang memainkan peran penting dalam sekresi ginjal dan bilier dari berbagai obat dan metabolit. Beberapa obat yang tidak larut lemak yang menyerupai metabolit fisiologi alami (seperti 5fluorourasil) diabsorbsi dari saluran cerna oleh proses ini. Transport aktif ditandai dengan transport obat melawan perbedaan konsentrasi yaitu dari konsentrasi obat rendah ke daerah konsentrasi tinggi. Oleh karena itu proses ini merupakan suatu sistem yang memerlukan energi. Selanjutnya, transport aktif merupakan proses khusus yang memerlukan pembawa yang mengikat obat membentuk kompleks obat pembawa yang membawa obat lewat membran dan kemedian melepaskan obat disisi lain dari membran. Lumen saluran cerna
.
.
.
.
Obat
.
Sel Epitel Usus
.
.
Pembawa
+
.
.
Darah
Kompleks Obat pembawa
Obat
Pembawa
.
.
Obat
.
.
.
Molekul pembawa bisa sangat selektif terhadap molekul obat. Bila struktur obat menyerupai substrat alami pada transport aktif maka obat itu sesuai untuk ditransport aktif dengan mekanisme pembawa yang sama. 2. Ciri-Ciri Transport Aktif
a. Obat dapat bergerak melawan gradien kadar atau eletrokimiawi (jika obat berupa ion). b. Obat membutuhkan pembawa (carrier). c. Proses dapat mengalami kejenuhan. d. Membutuhkan energi.
e. Transport aktif bersifat struktural spesifik antara senyawa yang strukturnya serupa saling berkompetisi. f. Prosesnya berjalan satu arah. 3. Mekanisme Kerja Obat Transport Aktif a. Transport Aktif Primer
Jenis mekanisme transpor aktif ini memerlukan energi dalam bentuk ATP secara langsung untuk membawa molekul melawan gradien konsentrasi.Akibat adanya transpor aktif primer ini membuat terjadinya potensi membran.
Contoh dari Transpor aktif primer ini adalah transpor ion K yang masuk ke dalam sel, dan menjaga gradien konsentrasi ion K dalam sel lebih besar dari pada di luar sel. Sebaliknya terjadi pada ion Na yang dijaga konsentrasi didalam sel lebih rendah dari pada diluar sel. Mekanisme transpor ini juga sering disebut sebagai SodiumPotassium pump. Ion Na+ akan melekat pada protein di dalam membrane sel. Ketika ATP dihidrolisis menjadi ADP, fosfat yang dihasilkan akan melekat pada protein. Melekatnya fosfat pada protein menyebabkan protein berubah bentuk. Perubahan bentuk protein
membuat ion Na+ keluar dari dalam sel. Bersamaan dengan itu, ion K+ akan mel;ekat pada protein dan fosfat akan lepas. Lepasnya fofsfat menyebabkan bentuk protein kembali seperti semula. Ion K+ akan masuk ke dalam sel. Proses transport aktif penting untuk mempertahankan keseimbangan kalium dan natrium antara cairan intraseluler dan ekstraseluler. Dalam kondisi normal, konsentrasi natrium lebih tinggi pada cairan intraseluler dan kadar kalium lebih tinggi pada cairan ekstraseluler. Untuk mempertahankan keadaan ini diperlukan mekanisme transport aktif melalui pompa natrium-kalium. b. Transport Aktif Sekunder
Memiliki energi yang bebas dipakai karena mekanisme ini menggunakan energi secara berkala.Energi yang tersimpan dalam mekanisme ini dalam bentuk gradien konsentrasi ion.Pada transpor aktif sekunder, terjadinya bergantung kepada potensi membran yang ada dan bergantung pada adanya transpor aktif sekunder.
Contoh dari transpor aktif adalh transpor asam amino dan glukosa melewati membran plasma dengan suatu protein khusus.Pada glukosa,
disebut
sebagai GLUT-4
(Glucose
Transporter
4).
Pengangkutan tersebut berbarengan dengan difusinya molekul ion Na+ yang menggunakan transpor aktif primer yang memungkinkan adanya potensi membran untuk mendukung adanya transpor aktif sekunder. Ada beberapa sub mekanisme transpor aktif sekunder, diantaranya adalah : 1.
Transpor aktif sekunder co-Transport.
Disebut sebagai co-transpor pada proses transpor aktif sekunder adalah ketika pendistribusian masuk sel molekul asam amino dan glukos menggunakan protein khusus dan berbarengan dengan masuknya ion nartium kedalam sel . Hal tersebut menyediakan potensial membran, mengingat transppor natrium merupakan transpor aktif primer. Hal tersebut terus terjadi meskipun konsentrasi glukosa dan asam amino dalam sel lebih tinggi.Karena molekul glukosa dan asam amino tersebut masuk karena menggunakan sebagian energi datri transpor natrium. 2.
Transpor aktif sekunder counter Transport. (E xchange)
Dalam counter transpor berlangsung pertukaran partikel, yaitu ketika molekul ion natrium masuk kedalam sel, ada molekul yang akan seketika itu juga keluar dari sel. Semisal adalah NaCa exchange yang terjadi ketika 1 ion Ca ditranspor keluar sel, maka akan ada 3 molekul Na yang akan masuk ke dalam sel. Selain Na-Ca, ada pula NA-H, yang akan mentranspor 1 ion Natrium ketika beberapa jumlah hidrogen keluar dalam sel. Dalam kasus ini, transpor aktif sekunder counter transpor telah berjasa mengatur kadar PH dalam sel. c. Endositosis
Endositosis merupakan proses masuknya partikel atau sel kecil ke dalam suatu sel. Membran pada awalnya membentuk lekukan karena desakan dari pertikel yang akan masuk tersebut. Setelah lekukan terlepas, maka akan membentuk vesikel yang kalau it berbentuk nutrisi akan langsung masuk ke sistem didalam sel, namun
jika benda asing akan langsung dicerna lisosom dengan menggunakan enzim pencernaan lain. Ada beberapa macam endositosis, diantaranya adalah: 1. Phagocytosis
PhagocytosisDisebut sebagai proses penelanan yang kerap kali dijumpai pada amoeba dan leukosit. Membran memiliki peran untuk sangat peka terhadap benda, nutrisi atau benda asing yang akan masuk sel. Sehingga seketika itu juga akan membentuk lekukan yang akan menelan partikel tersebut.
Partikel yang terselubung oleh membran itu kemudian membentuk vesikel yang akan melepaskan diri dan menuju kedalam sel. 2. Pinocytosis
Reseptor membran plasma akan menempel sehingga terjadi lekukan. Lekukan lama-kelamaan semakin dalam dan membentuk kantung. Kantung yang terlepas akan berada dalam sitoplasma. Kantung ini disebut gelembung pinositosis. Gelembung pinositosis akan mengerut dan pecah menjadi gelembung kecil-kecil kemudian bergabung menjadi gelembung yang lebih besar. Pinositosis biasanya disebut sebagai peminuman zat yang bentuknya cair. 3. Pinocytosis Terfasilitasi
Proses yang hampir sama dengan pinositosis, hanya saja pada saat gelembung pinositosis kecil meninggalkan permukaan
membran, vesikel akan langsung bergabung dan berikatan dengan protein pembawa yang terbentuk bersama vesikel. d. Eksositosis
Eksositosis merupakan proses keluarnya partikel atau zat dari suatu sel.Contohnya yaitupengeluaran bahan-bahan untuk membentuk kitin, yang digunakan sebagai bahan dasar pembuatan dinding sel jamur.
4. Organ Tempat Aksi
Proses fisologis normal dari saluran pencernaan dapat dipengaruhi oleh diet, kandungan saluran cerna (GI), hormon, sistem saraf viseral, penyakit dan obat-obatan. Jadi, obat-obatan yang diberikan melalui rute enteral untuk absorbsi sistemik dipengaruhi oleh anatomi, fungsi fisiologis dan kandungan saluran pencernaan. Lebih lanjut sifat fisika kimia, dan farmakologis obat sendiri juga akan mempengaruhi absorbsinya dari saluran cerna. Saluran enteral terdiri atas saluran cerna dari mulut sampai anus. Proses fisiologis yang utama terjadi dalam sistem GI adalah sekresi, pencernaan, dan absorbsi. Sekresi meliputi transport cairan, elektrolit peptida, dan protein ke dalam lumen saluan cerna. Enzim-enzim dalam sekresi saliva dan penkreatik juga terlibat dalam pencernaan karbohidrat dan protein. Sekresi lain seperti mukus melindungi dinding lumen saluran GI. Pencernaan adalah proses pemecahan penyusun makanan menjadi struktur yang lebih kecil untuk absorbsi yang penyusun makanan sebagian besar diabsorbsi dalam daerah proksimal (duodenum) daru usus halus. Proses absorbsi adalah masuknya unsur dari lumen usus ke dalam tubuh.
Absorbsi dapat dianggap sebagai hasil bersih pergerakan transpor dari lumen ke darah dan darah ke lumen. Obat0obatan yang diberikan secara oral melintasi berbagai bagian saluran enteral meliputi rongga mulut, esofagus dan berbagai bagian dari saluran cerna. Akhirnya, residu keluar dari tubuh melalui anus. Total waktu transit meliputi penggosongan lambung, transit usus halus, dan transit kolonik, berentang dari 0,4 sampai 5 hari. Site terpenting untuk absorbsi adalah usus halus. Waktu transit dalam usus halus untuk sebagain besar subjek sehat berentang dari 3 sampai 5 jam. Jika absorbsi tidak sempurna obat meninggalkan usus halus, absorbsi dapat menjadi erratic atau tidak sempurna. Usus halus secara normal terisi cairan pencernaan dan menjaga cairan isi lumen. Sebaliknya cairan dalam kolon direabsorbsi dan kandungan lumen dalam kolon semisolid atau solid, lenih lanjut membuat pelarutan obat errartic dan sulut. Kurangnya efek pelarutan dari khime dan cairan pencernaan berkontribusi pada lingkungan yang kurang mengntungkan untuk absorbsi obat. 5. Contoh Zat Aktif
Transporter usus dan contoh obat-obat yang diangkut : Transporter
Transporter Asam Amino
Transporter Oligopeptida
Transporter Fosfat Transporter Asam Empedu Transporter Glukosa Efflux p-glikoprotein Transporter Asam Transporter Monokarboksilat
Contoh
Gabapentin Metildopa L-dopa Sefadroksil Sefiksim Sefaleksim Lisinopril Fostomisin S3744 p-Nitrofenil-β-Dglukopiranosa Etoposida Siklosporin A Asam Salisilat Pravastatin
D-sikloserin Baclofen Sephradin Seftibuten Kaptopril Penghambat thrombin Foscarnet
Vinblastin Asam benzoat
B. Transport Pasif 1.
Definisi
Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasinya. Transpor pasif ini bersifat spontan. Difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi merupakan contoh dari transport pasif. Difusi terjadi akibat gerak termal yang meningkatkan entropi atau ketidakteraturan sehingga menyebabkan campuran yang lebih acak. Difusi akan berlanjut selama respirasi seluler yang mengonsumsi O2 masuk. Osmosis merupakan difusi pelarut melintasi membran selektif 12 yang arah perpindahannya ditentukan oleh beda konsentrasi zat terlarut total (dari hipotonis ke hipertonis). Difusi terfasilitasi juga masih dianggap ke dalam transpor pasif karena zat terlarut berpindah menurut gradien konsentrasinya.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan difusi pasif dari suatu obat: a. Derajat Kelarutan b. Koefisien partisi (k ) c. Daerah permukaan d. Ketebalan suatu membran hipotetical (h) Untuk obat-obat yang dapat menyebar seperti obat non elektrolit atau obat-obat yang mengalami ionisasi, konsentrasi obat pada salah satu sisi membran adalah sama seimbang.Untuk obat-obat elektrolit/ obatobat yang mengalami ionisasi, konsentrasi total obat pada kedua sisi membran tidak sama seimbang, jika pH dari media tersebut berbeda beda.
Difusi pasif melalui pori Semua senyawa yang berukuran cukup kecil dan larut dalam air dapat melewati kanal membran. Sebagian besar membran (membran seluler epitel usus halus dan lain-lain) berukuran kecil yaitu 4-7 Å dan hanya dapat dilalui oleh senyawa dengan bobot molekul yang kecil yaitu lebih kecil dari 150 untuk senyawa yang bulat, atau lebih kecil dari 400 jika senyawanya terdiri atas rantai panjang.
Difusi pasif dengan cara melarut pada lemak penyusun membran Difusi pasif menyangkut senyawa yang larut
dalam komponen
penyusun membran. Penembusan terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi atau elektrokimia tanpa memerlukan energi, sehingga mencapai keseimbangan pada kedua sisi membran. Waktu yang diperlukan untuk mencapai keseimbangan tersebut mengikuti hukum difusi Fick (Syukri, 2002). Karakteristik fisiko-kimia sebagian besar molekul seperti polaritas dan ukuran molekul merupakan hambatan penembusan transmembran oleh mekanisme pasif secara filtrasi dan difusi.
2. Mekanisme Absorbsi Difusi Pasif
Mekanisme transpor tergantung pada sifat fisikokimia dari senyawa yang diabsorbsi, seperti stereokimia, partisi ke dalam membran, berat molekul dan/atau ukuran, volume molekul, pKa, kelarutan, stabilitas secara kimia dan muatan distribusi. Selain hal tersebut, faktor-faktor fisiologi seperti pengosongan lambung, motilitas saluran cerna, pH usus halus, aliran darah, aliran limfa, keadaan patologi, interaksi obat, nutrisi, dan disolusi atau pengikatan mukus, perlu dan harus juga dipertimbangkan saat mengevaluasi absorpsi bahan atau senyawa dalam usus halus. Absorpsi mempunyai bermacam macam arti yang khusus. Dalam biofarmasetik absorpsi adalah proses dengan cara bagaimana sel atau organ mengambil (up take) suatu bahan atau molekul. Dalam saluran pencernaan, absorpsi adalah up take makanan (atau bahan lain) dari saluran pencernaan. Salah satu bahagian yang penyusun saluran pencernaan adalah usus yang terdiri dari usus halus dan usus besar. Pada lapisan terluar usus ditemukan epitelium usus yang merupakan suatu pintu masuk, yang mengendalikan masuknya bahan nutrisi dan xenobiotik (contoh, obat obatan). Pengetahuan tentang absorpsi dan metabolisme dari bahan tersebut sangat penting, sebab berhubungan dengan ketersediaan hayati obat dalam tubuh dan
definisi ketersediaan hayati (bioavaibilitas) obat melalui oral dinyatakan sebagai fraksi dari dosis oral yang mencapai sirkulasi sistemik. Telah lama diketahui bahwa absorpsi obat pada usus halus merupakan suatu proses transfer yang kompleks melalui bentangan usus halus, yang meliputi difusi pasif melalui daerah paraseluler dan/atau sel yang bersifat mengabsorpsi pada membran. Transpor ini mungkin atau tidak mungkin diperantarai-receptor (atau diperantaraitransporter), memerlukan up take melalui daerah apikal yang diikuti dengan difusi pasif ke daerah basolateral. Zat aktif dapat melarut dalam konstituen membraner pelaluan terjadi menurut suatu gradient atau perbedaan (konsentrasi atau elektrokimia-potensial kimia), tanpa menggunakan energi atau kekuatan sampai di suatu keadaan kesetimbangan di kedua sisi membrane. Obat harus larut dalam air dari pada tempat absorpsi melewati membrane semi permeable, obat tidak terionisir dan bukan metabolit (=obat tidak berubah ) → ion tidak larut dalam lipid sehingga tidak
dapat menembus membran. Gaya pendorong (driving force) untuk perpindahan solute kompartemen luar ke kompartemen dalam ialah gradient konsentrasi yaitu perbedaan konsentrasi di kedua sisi membran. Difusi pasif ditekankan pada: Proses difusi zat melalui membrane lipid, lalu masuk lagi ke fase cairan air. 3. Organ Tempat Aksi
Obat kemungkinan diabsorbsi melalui difusi pasifpada semua bagian saluran cerna meliputi absorbsi sublingual, bukal, GI, dan rektal. Untuk sebagain besar obat site optimum untuk absorbsi obat setelah pemakaian oraladalah bagian atas usus halus atau daerah duodenum. Anatomi duodenum yang khas memberi luas permukaan besar untuk obat berdifusi secara pasif. Luas permukaan yang besar dari duodenum disebabkan adanya lipatan-lipatan pada membran mukosa yang merupakan tonjolan-tonjolan kecil yang dikenal sebagai
villi. Villi-villi ini juga mengandung tonjolan-tonjolan yang lebih kecil
yang dikenal sebagai mikrovilli, membentuk suatu brush border. Selanjutnya bagian duodenum mengalami perfusi tinggi dengan jaringan kapiler yang membantu mempertahankan suatu perbedaan konsentrasi dari lumen usus dan sirkulasi plasma. 4. Contoh Zat Aktif a. Amlodipine 1. Mekanisme Kerja
Amlodipin merupakan antagonis kalsium golongan dihidropidin (antagonis ion kalsium) yang menghambat influks (masuknya) ion kalsium melalui membrane ke dalam otot polos askular dan otot jantung sehingga mempengaruhi kontraksi otot polos askular dan otot jantung. Amlodipin menghambat influks ion kalsium secara selektif, dimana sebagian besar mempunyai efek pada sel otot polos askular dibandingkan sel otot jantung. Efek antihipertensi amlodipine adalah dengan bekerja langsung sebagai vasodilator arteri perifer yang dapat menyebabkan penurunan resistensi vascular serta penurunan tekanana darah. Dosisi satu kali sehari akan menghasilkan penurunan tekanan darah yang berlangsung selama jam. Onset kerja amlodipine adalah perlahan – lahan, sehingga tidak menyebabkan terjadinya hipotensi akut. Efek antiangina amlodipine adalah melalui dilatasi arteriol perifer sehingga dapat menurunkan resistensi perifer total (aftreload). Karena amlodipine tidak mempengaruhi frekuensi denyut jantung, pengurangan beban jantung akan menyebabkan penurunan kebutuhan oksigen miokardial serta kebutuhan energi. Amlodipine menyebabkan dilatasi arteri miokardial serta kebutuhan energi. Amlodipine menyebabkan dilatasi arteri dan arteriol koroner baik pada keadaan oksigenisasi normal maupun keadaan iskemia. Pada pasien angina, dosis
amlodipine satu kali sehari dapat meningkatkan waktu latihan, waktu timbulnya angina, waktu timbulnya depresi segmen dan menurunkan frekuensi serangan angina serta penggunaan table nitrigliserin. Amlidipine tidak menimbulkan perubahan kadar lemak plasma dan dapat digunakan pada pasien asma, diabetes serta gout. 2. Indikasi
Amlodipone digunakan untuk pengobatan hipertensi, angina stabil, kronik, angina asosastik (angina prinzmetal atau variant angina). Amlodipine dapat diberikan sebagai terapi tunggal ataupun kombinasi dengan obat antuhipertensi dan antiangina lain.
BAB III PENUTUP A. Kesimpulan
Kesimpulan dalam makalah ini adalah sebagai berikut : 1.
Transport aktif adalah proses transmembran yang diperantarai oleh pembawa (carrier) yang memainkan peran penting dalam sekresi ginjal dan bilier dari berbagai obat dan metabolit. Transport aktif ditandai dengan transport obat melawan perbedaan konsentrasi yaitu dari konsentrasi obat rendah ke daerah konsentrasi tinggi. Oleh karena itu proses ini merupakan suatu sistem yang memerlukan energi.
2. Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasinya. Transpor pasif ini bersifat spontan.
DAFTAR PUSTAKA
Shargel, Leon., Susanna, Wu, Pong., Andrew, B, C, Yu., 2005, Biofarmasetika Dan Farmakomkinetik Terapan Edisi Kelima, Penerbit Universitas Airlangga Press, Surabaya.
