Mengapa Kalium Penting untuk Kehidupan?

222 views

Mengapa Kalium Penting untuk Kehidupan?

Dalam bentuk kehidupan, di antara sel, tidak ada ion positif lain yang lebih umum daripada kalium (K+). Cara termudah untuk mengumpulkannya adalah dari abu. Jika kita membiarkan air melewati kain penahan abu, air akan melarutkan beberapa senyawanya, terutama kalium karbonat dan menghasilkan larutan kekuningan. Menguapkan air akan meninggalkan kalium.

Mengapa Kalium Penting untuk Kehidupan?

Di sinilah kalium mendapatkan namanya. Jika kitaa mencelupkan lakmus ke dalam larutan kalium, warnanya menjadi biru yang menunjukkan adanya zat basa atau basa. Ion K+ tidak bertanggung jawab untuk ini. Karbonat inilah yang mengambil H+ dari air, membentuk bikarbonat dan hidroksida. Tetapi karena logam akan bereaksi dengan air untuk juga membebaskan hidroksida, maka tepat untuk menyebut kalium sebagai meta alkali.

Alqali (اَلْقِلْي) dalam bahasa Arab modern berarti menggoreng. Sebagian besar sumber mengaitkannya dengan saltwort, tanaman yang abunya kaya akan kalium karbonat. Bagaimanapun, alkali juga merupakan sumber dari kata dalam bahasa Jerman untuk kalium, kalium, yang meminjamkan “K” -nya untuk simbol unsur dan K+ untuk simbol ion dalam abu dan batuan.

Mengapa tanaman memiliki K+?

K+ terlibat dalam pembukaan dan penutupan pori-pori tumbuhan (stomata). Konsentrasi ion kalium meningkat di dalam sel pelindung saat stomata terbuka dan turun saat pori-pori tertutup. Ion juga memengaruhi beberapa sistem enzim dan memengaruhi bentuk protein, yang sangat penting untuk fungsi yang dilayaninya

Mengapa Kalium Penting untuk Kehidupan?
Konsentrasi ion kalium (ditampilkan sebagai titik merah) berubah, tergantung pada apakah pori-pori terbuka atau tertutup.

Bersama dengan nitrogen dan fosfor, kalium adalah salah satu dari tiga elemen yang paling mungkin hilang dari tanah pertanian dan membatasi pertumbuhan tanaman. Tanaman yang kekurangan ion kalium mengalami kesulitan mempolimerisasi gula dan asam amino menjadi molekul besar karbohidrat dan protein. Tergantung pada spesiesnya, daunnya bisa menjadi kuning atau coklat, ujungnya melengkung atau batangnya menjadi lemah. Pertumbuhan akar bisa terhambat, dan buah serta hasil biji bisa berkurang.

Mengapa ion juga penting bagi hewan? Tanpa itu kita tidak bisa bergerak, berpikir atau mendengar. Berikut kita lihat alasannya.

Peran K+ dalam Sel Saraf

Ion kalium memainkan peran penting dalam transmisi impuls saraf, yang tentu saja diinterupsi oleh obat bius. Akson, bagian panjang seperti batang dari sel saraf, tidak seperti kawat tembaga. Akson tidak memungkinkan elektron mengalir melaluinya. Faktanya, ia sama sekali tidak bergantung pada mereka untuk mengirimkan impuls, yang bergerak lebih lambat daripada listrik.

Akson tebal (0,5 hingga 1,5 mm) cumi-cumi mengarah pada studi klasik tentang bagaimana impuls saraf dikirim sepanjang sel saraf. Sebuah osiloskop dihubungkan ke mikroelektroda untuk melacak setiap penumpukan baik muatan positif atau negatif, yang ketika dipisahkan menciptakan tegangan, juga dikenal sebagai beda potensial.

Ketika keduanya dimasukkan ke daerah berbeda di luar akson, tidak ada tegangan. Tetapi jika satu mikroelektroda dimasukkan ke dalam akson, itu menunjukkan tegangan -70mV, mengungkapkan bahwa bagian dalam sel bermuatan negatif dan bagian luarnya positif. Ini dikenal sebagai potensial istirahat, tegangan dengan tidak adanya stimulus.

Ketika akson distimulasi dengan memberikan tekanan, daerah kecil mengalami pembalikan polaritas: bagian dalam menjadi lebih bermuatan positif dan bagian luar menjadi lebih bermuatan negatif. Jika stimulus cukup kuat untuk mengatasi level ambang, wilayah itu akan mengalami lonjakan tegangan yang berumur pendek yang akan cukup kuat untuk menyebabkan wilayah tetangga mengalami pengalaman serupa, kita memiliki apa yang disebut potensial aksi.

Mengapa Kalium Penting untuk Kehidupan?
Saluran kalium memiliki molekul bertenaga ATP yang dapat menarik ion K+ menjauh dari tarikan air dan memindahkan K + ke dalam dan ke luar sel. Sebaliknya, Na+, yang lebih kecil dari K+, tidak dapat ditarik.

Apa yang terjadi di tingkat ion? Apa hubungannya kalium dengan itu? Dalam keadaan istirahat ada 30 kali lebih banyak kalium di dalam sel daripada di luar. Ion K+ bebas bergerak masuk dan keluar sel melalui saluran kalium di membran, tetapi kelebihan klorida, protein bermuatan negatif dan ion organik lainnya menjaga jumlah K+ pada keadaan stabil dan menjaga bagian dalam tetap negatif. Ada juga saluran lain yang lebih sempit dan yang tidak dapat dilintasi ion kalium. Itu adalah saluran natrium, yang cukup lebar untuk dilintasi ion natrium yang lebih kecil. Tetapi dalam keadaan istirahat, sel itu tertutup, dan bagian luar sel terjebak dengan Na+ 10 kali lebih banyak, itulah sebabnya bagian luarnya positif.

Stimulus mengubah permeabilitas membran menjadi Na+. Dengan “pintu” terbuka sebentar, sejumlah kecil ion Na+ (1 dalam sejuta) masuk, ditarik oleh kelebihan ion negatif (ion protein, hidrogen fosfat, dan lainnya) di dalam. Selama aliran masuk natrium berumur pendek, yang dikenal sebagai depolarisasi, sangat sedikit ion kalium yang ditolak dan dipompa keluar dari sel, tetapi secara keseluruhan bagian luar yang kekurangan Na+ menjadi lebih bermuatan negatif, dan bagian dalam yang diperkaya Na+ menjadi lebih bermuatan positif.

Gerbang natrium ditutup kembali. Tetapi sebelum pompa sel dapat mengembalikan konsentrasi asli natrium dan kalium ke bagian akson tersebut, beberapa kelebihan ion positif dari dalam bergerak menuju ion organik negatif dari daerah sekitarnya. Perubahan tegangan ini membuka gerbang Na+ yang berdekatan yang mengarah ke potensial aksi di sebelahnya. Rangkaian peristiwa diputar ulang sampai impuls saraf berjalan ke dendrit di ujung neuron. Mengapa hanya bergerak ke satu arah? Di setiap wilayah, setelah lonjakan tegangan negatif, perbedaan potensial turun di bawah potensial istirahat awal. Muatan ekstra positif wilayah ini di dalam sel memastikan bahwa impuls saraf tidak berjalan mundur.

Pada vertebrata, modifikasi “desain” membuat impuls bergerak lebih cepat. Selubung mielin memiliki simpul, yang merupakan satu-satunya bagian yang terpolarisasi. Secara efektif, impuls melompat dari satu simpul ke simpul berikutnya, melewati bagian-bagian akson. Ini berarti panjang akson yang lebih pendek harus dipolarisasi; pompa Na+/K+ bertenaga ATP bekerja lebih sedikit, dan lebih sedikit energi yang dikonsumsi.

Di terminal saraf, impuls akhirnya menyebabkan pelepasan neurotransmiter. Mereka bergerak melintasi celah antara sel-sel saraf, dan ketika mereka mencapai reseptor sel tetangga, mereka mempengaruhi permeabilitas membran. Permeabilitas dapat ditingkatkan, yang akan menyebabkan potensi aksi; atau jika interaksi bersifat penghambatan, itu akan menurunkan permeabilitas, mencegah stimulus menjadi efektif.

Masing-masing anestesi umum dari dokter gigi, lidokain atau artikain, memblokir saluran natrium untuk sementara. Meskipun nyeri yang ditimbulkan masih membuka pintu air, ion natrium tidak dapat masuk dan menimbulkan potensial aksi. Tanpa dorongan hati, tidak ada rasa sakit yang dirasakan pasien saat dokter gigi sedang mengebor.

Mengapa Kita Membutuhkan K+ di Telinga Bagian Dalam

Telinga adalah organ indah yang rumit. Telinga luar, yang terdiri dari bagian luar yang dapat dikenali dan saluran pendengaran eksternal, memfokuskan gangguan tekanan udara pada membran timpani, yang disebut gendang telinga. Telinga tengah memiliki tiga tulang kecil yang berevolusi dari tulang rahang reptil purba. Area kontak antara gendang telinga dan tulang-tulang itu (malleus) jauh lebih kecil daripada gendang telinga. Kombinasi faktor tersebut dengan pengungkitan maleus dan incus memungkinkan tenaga yang sangat kecil untuk melakukan pekerjaan yang signifikan pada jendela oval, batas antara tulang telinga tengah dan cairan dari koklea telinga bagian dalam, sebuah struktur yang dimiliki bersama oleh semua mamalia.

Di sepanjang koklea yang melingkar ada tiga kanal. Gambar berikut menunjukkan tiga penampang kanal tersebut. Perhatikan seberapa lebarnya mereka di alas, yang lebih dekat ke jendela bundarMengapa Kalium Penting untuk Kehidupan?

Di sepanjang koklea yang melingkar ada tiga kanal. Gambar berikut menunjukkan tiga penampang kanal tersebut. Kita perhatikan seberapa lebarnya mereka di alas, yang lebih dekat ke jendela bundar.

Mengapa Kalium Penting untuk Kehidupan?

dan bagaimana mereka semakin menyempit saat bergerak menuju puncak kumparan—di sebelah kiri dua lainnya dalam diagram. Di antara dua ruang terdapat membran basilar yang memainkan peran penting dalam penerimaan gelombang suara organisme. Jika kita bisa menggulungnya ke permukaan yang rata, meskipun kanal koklea semakin menyempit, membran basilar menjadi semakin lebar secara bertahap. Basisnya lebih kaku, dan membran tergeser oleh frekuensi suara yang lebih tinggi, sedangkan membran di puncak sensitif terhadap suara bass pada frekuensi yang lebih rendah. Frekuensi menengah mempengaruhi bagian yang sesuai di antaranya. Tapi bagaimana bagian membran yang terstimulasi itu menyampaikan pesannya ke otak?

Mengapa Kalium Penting untuk Kehidupan?

Jika kita melanjutkan permainan boneka Rusia, di mana kita menemukan satu boneka di dalam boneka lainnya, perbesaran permukaan membran basilar mengungkapkan Organ Corti. Ini termasuk dua jenis sel rambut, yang terhubung ke dua jenis serabut saraf yang pesannya mengalir ke arah berlawanan ke dan dari otak.

Mengapa Kalium Penting untuk Kehidupan?

Tertanam di membran tektorial, adalah stereocilia sel rambut. Saat frekuensi suara memindahkan cairan ke dalam koklea, mengganggu bagian tertentu dari membran basilar, stereocilia sel rambutnya yang saling berhubungan menjadi bengkok.

Mengapa Kalium Penting untuk Kehidupan?

Akhirnya, kita sampai pada peran ion kalium (K+). Sel-sel rambut membran berada di tengah dari 3 ruang, yang dikenal sebagai ruang koklea, dan diisi dengan cairan encer yang kaya K+ dan dengan konsentrasi ion natrium yang lebih rendah. Jika silia menjadi bengkok ke arah yang tertinggi dari struktur, itu membuka gerbang dari struktur melingkar (ujung mata rantai) yang menghubungkan silia. Ion kalium mengalir ke sel-sel rambut, mendepolarisasi mereka, depolarisasi membuka saluran kalsium, yang merangsang pelepasan neurotransmiter. Saat aliran terakhir ke serabut saraf pendengaran, mereka mendapatkan impuls yang diteruskan ke otak.

Mengapa Kalium Penting untuk Kehidupan?

Baca juga Apa Perbedaan Antara Kalium Kromat dan Kalium Dikromat?

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *