Apa itu Tonisitas – larutan hipertonik, isotonik & hipotonik

Pernahkah Anda mengamati sel darah merah yang mengerut saat direndam dalam air garam? Atau sel tumbuhan yang membengkak ketika dimasukkan ke dalam air murni? Fenomena menarik ini terkait dengan tonisitas, sebuah konsep penting dalam biologi yang berkaitan dengan keseimbangan konsentrasi zat terlarut di dalam dan di luar sel.

Tonisitas mengacu pada tingkat tekanan osmotik suatu larutan dibandingkan dengan sel. Tekanan osmotik adalah kekuatan yang mendorong pergerakan air melalui membran sel semipermeabel untuk mencapai keseimbangan konsentrasi zat terlarut di kedua sisi membran.

Memahami tonisitas sangat penting untuk berbagai bidang, seperti biologi sel, fisiologi, dan farmasi. Pengetahuan tentang tonisitas membantu kita memahami berbagai proses biologis, seperti osmosis, penyerapan air, dan pengaturan volume sel.

Pengertian Tonisitas

Tonisitas adalah ukuran efektif gradien osmosis, yang menunjukkan arah dan tingkat difusi air melalui membran semipermeabel. Secara Sederhananya, tonisitas adalah konsentrasi relatif zat terlarut dalam larutan yang menentukan aliran air.

Beberapa faktor yang mempengaruhi tonisitas adalah zat terlarut yang tidak dapat melewati membran semipermeabel dan juga sifat membran semipermeabel yang menentukan zat terlarut mana yang dapat melewatinya. 

Tonisitas penting dalam berbagai proses biologis, seperti membantu sel tubuh menyerap air dari larutan hipotonik untuk menjaga keseimbangan air, mengatur volume dengan mengontrol aliran air melalui membran semipermeabel, dan juga berperan dalam fungsi organ seperti ginjal dan usus. 

Tonisitas terbagi menjadi tiga klasifikasi yang dimiliki satu larutan relatif terhadap lainnya yaitu hipertonik, hipotonik, dan isotonik. 

Hipertonisitas

Sel darah merah yang ditempatkan dalam larutan hipertonik akan mengalami pengeluaran air dari dalam sel. Hal ini terjadi karena konsentrasi zat terlarut dalam larutan hipertonik lebih tinggi dibandingkan dengan konsentrasi zat terlarut di dalam sel.

Larutan hipertonik memiliki konsentrasi zat terlarut yang lebih besar daripada larutan lain. Dalam konteks biologi, tonisitas larutan mengacu pada konsentrasi zat terlarut relatif terhadap larutan lain di sisi berlawanan membran sel. 

Larutan di luar sel disebut hipertonik jika memiliki konsentrasi zat terlarut lebih besar daripada sitosol di dalam sel. Ketika sel direndam dalam larutan hipertonik, tekanan osmotik mendorong air keluar dari dalam sel untuk menyeimbangkan konsentrasi zat terlarut di kedua sisi membran sel.

Pada sel tumbuhan, membran sel yang fleksibel akan menarik diri dari dinding sel yang kaku saat berada dalam larutan hipertonik. Membran sel dan dinding sel tetap terhubung pada titik-titik yang disebut plasmodesmata. Sel-sel tumbuhan akan terlihat seperti bantalan, dan plasmodesmata hampir berhenti berfungsi karena terhambat. Kondisi ini dikenal sebagai plasmolisis. Pada sel tumbuhan, istilah isotonik, hipotonik, dan hipertonik tidak sepenuhnya akurat karena tekanan yang diberikan oleh dinding sel significantly mempengaruhi titik keseimbangan osmotik.

Beberapa organisme telah berevolusi dengan metode rumit untuk menghindari hipertonisitas. Contohnya, ikan air asin hidup di lingkungan hipertonik. Ikan ini membutuhkan permukaan insang yang luas untuk pertukaran gas, sehingga mereka kehilangan air ke laut secara osmosis dari sel-sel insang. Untuk mengatasi hal ini, mereka minum air asin dalam jumlah besar dan secara aktif mengeluarkan kelebihan garam. Proses ini disebut osmoregulasi.

Hipotonisitas

Larutan hipotonik memiliki konsentrasi zat terlarut yang lebih rendah daripada larutan lain. Dalam konteks biologi, larutan di luar sel disebut hipotonik jika memiliki konsentrasi zat terlarut lebih rendah dibandingkan dengan sitosol di dalam sel. Karena tekanan osmotik, air berdifusi ke dalam sel, dan sel sering tampak membesar atau kembung.

Pada sel hewan yang tidak memiliki dinding sel, jika gradien konsentrasi zat terlarut cukup besar, penyerapan air berlebihan dapat menghasilkan tekanan yang cukup untuk menyebabkan sitolisis atau pecahnya sel.

Pada sel tumbuhan, ketika berada dalam larutan hipotonik, vakuola sentral akan mengambil air tambahan dan mendorong membran sel ke dinding sel. Karena kekakuan dinding sel, ia mendorong kembali dan mencegah sel agar tidak meledak. Fenomena ini disebut tekanan turgor.

Isotonisitas

Sel darah merah dalam larutan isotonik tidak mengalami perubahan volume. Hal ini terjadi karena konsentrasi zat terlarut di dalam dan di luar sel sama, sehingga tidak ada aliran air melalui membran sel.

Larutan isotonik memiliki konsentrasi osmol efektif yang sama dengan larutan lain. Dalam biologi, larutan di kedua sisi membran sel dikatakan isotonik jika konsentrasi zat terlarut di luar sel sama dengan konsentrasi zat terlarut di dalam sel. Dalam kondisi ini, sel tidak membengkak atau menyusut karena tidak ada gradien konsentrasi untuk mendorong difusi air. Molekul air bebas berdifusi melalui membran plasma di kedua arah, dan karena laju difusi air sama di setiap arah, sel tidak mendapatkan atau kehilangan air.

Sampoerna University

Sampoerna University adalah sebuah universitas terakreditasi penuh di Indonesia yang menawarkan pilihan terbaik bagi mereka yang mencari pendidikan internasional unggul. Kami adalah universitas swasta, non-denominasi, nirlaba yang berlisensi dan terakreditasi oleh Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Riset, dan Teknologi Republik Indonesia.

Sampoerna University berkomitmen untuk menyediakan lingkungan belajar yang inklusif dan mendukung bagi para mahasiswanya. Hal ini diwujudkan melalui fasilitas modern dan fakultas berkualitas yang kami sediakan.

Selain pendidikan di dalam kampus, kami mendorong para mahasiswa untuk berpartisipasi dalam berbagai kegiatan eksternal seperti seminar, kompetisi, dan konferensi nasional dan internasional. Dengan partisipasi aktif, mereka akan mendapatkan pengakuan dan penghargaan dari universitas.

Segera daftar untuk ikut proses penerimaan mahasiswa baru tahun ajaran 2023-2024 disini. Admission Team kami akan segera menghubungi untuk memberi informasi lebih detail.

Jadwalkan dengan kami kapanpun kamu ingin visit tour kampus on-site atau virtual!