AIR : SIFAT DAN FUNGSI DALAM KEHIDUPAN ORGANISME

PENDAHULUAN

            Selama ini kebutuhan manusia akan air sangatlah besar. Jika kita melihat dari segi penggunaan, maka air tidak pernah lepas dari segala aspek kehidupan manusia.Mulai dari hal kecil, seperti air minum untuk melepas dahaga hingga kincir air yang dimanfaatkan sebagai penghasil energi listrik. Fungsi air tidak hanya dirasakan secara kasat mata seperti penggunaannya dalam kehidupan sehari-hari tetapi juga dalam kehidupan mikromolekul seperti dalam sel. Air merupakan penyusun sel yang mengisi setiap bagian sel. Air memiliki sifat-sifat tertentu yang berkaitan dengan fungsi sel.

PEMBAHASAN

Air merupakan senyawa yang paling melimpah dalam system hidup dan mencakup 70 % atau lebih bobot dari hamper semua bentuk kehidupan. Organisme hidup pertama diperkirakan muncul daru perairan, jadi air merupakan “induk” dari kita semua. Kita seringkali menganggap air hanya sebagai suatu cairan yang tidak reaktif, tidak berasa dan mudah digunakan untuk berbagai keperluan praktis. Walaupun air bersifat stabil-kimiawi senyawa ini mempunyai berbagai sifat istimewa. Air dan produk ionisasinya ; ion H+ dan ion OH- sangat mempengaruhi sifat berbagai komponen penting sel seperti enzim, protein, asam nukleat dan lipid. Contohnya aktivitas katalik enzim sangat dipengaruhi oleh konsentrasi ion H+ dan ion OH-. ( Lehninger, 1982 ).

Air memiliki rumus kimia H₂O artinya satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air yang tidak tercemar bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) dan temperatur 273,15 K (0 °C). Air merupakan suatu pelarut yang penting, sifat air yang polar karena kecenderungannya membentuk ikatan hydrogen maka ia memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia yang bersifat polar lainnya seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik ( Ball, 2005 ).

Air mempunyai titik lebur, titik didih dan panas penguapan yang lebih tinggi dibandingkan dengan hampir semua cairan yang biasa dijumpai. Titik lebur air terletak pada suhu 0°C, titik didihnya pada suhu 100°C dan panas penguapan 540 kal/gr ( tabel 1). Sehingga gaya Tarik antar molekul-molekul air sangat kuat yang memberikan air gaya kohesi yang tinggi. Hal ini berkaitan dengan struktur molekul air yaitu terdapatnya ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen pada struktur es bersifat tetap yang menyebabkan tingginya titik cair es. ( Lehninger, 1982 ).

                 

Tabel 1. Titik didih, titik lebur dan panas penguapan zat-zat

Perubahan suhu air berlangsung lambat sehingga air memiliki sifat sebagai penyimpan panas yang baik. Sifat ini memungkinkan air tidak menjadi panas seketika atau dingin seketika. Perubahan suhu yang lambat dapat mencegah terjadinya stress pada makhluk hidup hal ini disebabkan tingginya kapasitas panas pada air. Panas penguapan didefinisikan sebagai jumlah panas/energy yang diperlukan untuk mengubah cairan menjadi gas pada suhu yang sama. Tingginya panas penguapan pada air  memungkinkan binatang untuk menurunkan suhu tubuh mereka melalui penguapan atau dengan mekanisme berkeringat. Sifat air yang lain adalah air memiliki viskositas yang rendah sehingga air mudah mengalir ke seluruh bagian ruang antarsel dalam tubuh binatang. Air juga dapat didispersikan sebagai senyawa amfipatik. Sifat tersebut memberi peluang kepada senyawa amfipatik untuk membentuk misel apabila berada dalam air ( Isnaeni, 2006 ).

Air memiliki tegangan permukaan yang besar yang disebabkan oleh kuatnya sifat kohesi antar molekul-molekul air. Hal ini dapat diamati saat sejumlah kecil air ditempatkan dalam sebuah permukaan yang tak dapat terbasahi atau terlarutkan (non-soluble); air tersebut akan berkumpul sebagai sebuah tetesan. Di atas sebuah permukaan gelas yang bersih atau bepermukaan  halus air dapat membentuk suatu lapisan tipis (thin film) karena gaya tarik molekular antara gelas dan molekul air (gaya adhesi) lebih kuat ketimbang gaya kohesi antar molekul air. Dalam sel-sel biologi dan organel-organel, air bersentuhan dengan membran dan permukaan protein yang bersifat hidrofilik; yaitu, permukaan-permukaan yang memiliki ketertarikan kuat terhadap air. Irvin Langmuir mengamati suatu gaya tolak yang kuat antar permukaan-permukaan hidrofilik. Untuk melakukan dehidrasi suatu permukaan hidrofilik — dalam arti melepaskan lapisan yang terikat dengan kuat dari hidrasi air — perlu dilakukan kerja sungguh-sungguh melawan gaya-gaya ini, yang disebut gaya-gaya hidrasi. Gaya-gaya tersebut amat besar nilainya akan tetapi meluruh dengan cepat dalam rentang nanometer atau lebih kecil. Gaya-gaya ini penting terutama saat sel-sel terdehidrasi saat bersentuhan langsung dengan ruang luar yang kering atau pendinginan di luar sel (extracellular freezing) ( Philippa, 1990 ).

Di dalam sel, air terdapat dalam dua bentuk, dua bentuk itu yaitu bentuk bebas dan bentuk terikat. Air dalam bentuk bebas mencakup 95% dari total air di dalam sel. Umumnya air berperan sebagai pelarut dan sebagai medium dispersi sistem koloid. Air dalam bentuk terikat mencakup 4-5%dari total air di dalam sel. Kandungan air pada berbagai jenis sel bervariasi diantara tipe sel yang berbeda karena lingkungan dan perannya. Air merupakan medium tempat berlangsungnya transpor nutrien, reaksi-reaksi enzimatis metabolisme sel dan transpor energi kimia. Di dalam sel hidup, kebanyakan senyawa biokimia dan sebagian besar dari reaksi-reaksinya berlangsung dalam lingkungan cair ( Shinya, 2007 ).

Air mempunyai tekanan osmosis yaitu gerakan air melewati membrane semipermiabel dari daerah zat terlarut berkonsentrasi rendah ke daerah berkonsentrasi tinggi. Adanya tekanan osmosis ini menyebabkan zat yang terlarut ( solute ) dapat larut sehingga mencapai titik ekuilibrium pada kedua larutan. Air juga dapat melakukan filtrasi sehingga air beserta oksigen, nutrient, glukosa dan solute lainnya dapat keluar dari intravaskuler masuk ke interstitial lalu ke sel ( Asmadi, 2008 )

PENUTUP

Dari uraian di atas maka dapat diketahui bahwa air merupakan komponen sel yang dominan dan berfungsi untuk :

1.     Pelarut berbagai zat organik dan anorganik, misalnya berbagai jenis ion-ion, glukosa, sukrosa, asamamino, serta berbagai jenis vitamin.

2.    Bahan pengsuspensi zat-zat organik dengan molekul besar seperti protein, lemak, dan pati. Dalam hal tersebut, air merupakan medium dispersi dari sistem koloid protoplasma.

3.    Air merupakan media transpor berbagai zat yang terlarut atau yang tersuspensi untuk berdifusi atau bergerak dari suatu bagian sel ke bagian sel yang lain.

4.    Air merupakan media berbagai proses reaksi-reaksi enzimatis yang berlangsung di dalam sel.

5.    Air digunakan untuk mengabsorbsi panas dan mencegah perubahan temperatur yang drastis ataumendadak di dalam sel.

6.    Air sebagai bahan baku untuk reaksi hidrolisis dan sintesis karbohidat . misal dalam fotosintesis (Lehninger, 1988).

DAFTAR PUSTAKA

Thenawijaya, Maggy dalam Lehninger, Albert. 1982. Dasar-dasar biokimia. Erlangga. Jakarta, hal.77-101.

Ball, Phillip. 2005. Water and life: Seeking the solution, Nature, 436 : 1084-1085.

Wiggins, M. Philippa. 1990. Role of Water in Some Biological Processes. Microbiological Reviews, 54 ( 4 ) : 432-449.

Isnaeni, Wiwi. 2006. Fisiologi Hewan. Kanisius. Yogyakarta, hal. 46-49.

Shinya, Hiromi. 2007. The miracle of enzyme : self-healing program. Council  Oak Books. Oklahoma, p. 182.

Asmadi. 2008.  Teknik procedural keperawatan : konsep dan aplikasi kebutihan dasar klien. Penerbit Salemba Medika. Jakarta, hal. 53.

Sumber tabel :

Tabel 1 : Thenawijaya, Maggy dalam Lehninger, Albert. 1982. Dasar-dasar biokimia. Erlangga. Jakarta, hal.77.