Permeabilitas membran sel merupakan kemampuan membran sel untuk mentransportkan zat yang dibutuhkan sel dari lingkungan ekstraselulernya menuju ke bagian dalam sel (sitosol). Bagaimana Permeabilitas Membran Sel?
Transport terhadap bahan yang akan dikeluarkan oleh sel yang berasal dari hasil metabolisme dari stosol menuju ke luar sel. Keberadaan membran sel menjadikan pembatas untuk proses keluar masuknya bahan metabolisme dari dua arah. Gula, asam amino, garam mineral, dan nutrien lainnya memasuki sel sedangkan hasil produk limbah metabolisme akan dikeluarkan dari dalam sel. Meskipun lalu lintas yang melewati membran sel sangat padat tetapi tidak semua substansi dapat melewatinya secara sembarangan. Sel dengan membran sel yang selektif permeabel mampu mengambil berbagai macam molekul dan ion kecil serta menolak yang lainnya. Kondisi kemampuan membran sel yang semi permeabel terhadap molekul-molekul tertentu dapat dicermati pada Gambar 3.6.
Gas, termasuk O2 dan CO2, molekul yang kecil, molekul tanpa muatan, urea dan ethanol, dapat secara mudah berpindah dari luar ke dalam sel melintasi membran sel dengan cara difusi pasif. Banyak molekul yang dapat berpindah melewati membran tanpa melibatkan protein transport dan tanpa membutuhkan energi. Banyak jenis molekul dan tidak ada ion dapat melewati membran secara difusi pasif.
Transport molekul tersebut baik ke dalam maupun keluar membutuhkan satu jenis protein membran untuk membantunya. Hal tersebut juga berlaku untuk transport molekul yang membutuhkan percepatan untuk dapat masuk dalam sel (seperti air dan urea) tetap membutuhkan protein khusus karena transport secara difusi pasif tidak mencukupi bagi kebutuhan sel, seperti dijelaskan pada Gambar 3.8.
Membran sel memiliki permeabilitas yang tinggi terhadap air tetapi rendah terhadap garam dan molekul kecil termasuk gula dan asam amino. Tetapi ethanol lebih permebel dibandingkan air, karena memiliki sifat watermiseable yang larut dalam air tetapi dapat berinteraksi dengan lemak. Kondisi molekul atau cairan yang polar cenderung tidak akan bisa masuk dalam sel karena adanya lemak pada membran sel yang selain tidak larut dalam air juga memiliki sifat yang non polar . Contoh fenomena polar dan non polar, adalah minyak yang dicampurkan dengan air. Kondisi minyak yang non polar tidak akan bisa menyatu dengan air yang bersifat polar sehingga akan membentuk lapisan yang tidak menyatu antar keduanya.
Saat osmosis air akan melewati membran semi permeabel dari kondisi konsentrasi larutan rendah dengan banyak air menuju daerah dengan kondisi larutan tinggi dengan lebih sedikit air sehingga konsentrasi air pada kedua sisi menjadi seimbang. Kondisi air pada lingkungan seluler akan menjadikan sel berada pada kondisi isotonik, hipertonik, atau hipotonik.
Saat osmosis, air akan berpindah melewati membran yang semipermeabel dari kondisi konsentrasi air tinggi menuju ke lingkungan dengan kondisi konsentrasi air rendah hingga keseluruhan konsentrasi larutan pada kedua sisi memiliki jumlah air yang sama. Gambar 3.7. menunjukkan efek pada sel hewan yang berada pada lingkungan dengan kondisi konsentrasi ion yang berbeda. saat sel-sel hewan berada pada tempat dengan kondisi lingkungan yang isotonik (kondisi total konsentrasi larutan di lingkungan hewan tersebut sama dengan kondisi cairan dalam sel), maka tidak akan terjadi perpindahan air dari dalam atau luar sel. Pada kondisi lainsaat sel berada pada kondisi yang hipotonik (dimana kondisi larutan pada lingkungan memiliki konsentrasi yang lebih rendah dibandingkan kondisi cairan dalam sel) maka air akan cenderung mengalir ke dalam sel, dan menyebabkan sel mengalami pengembangan dan menjadi bertambah besar. Bertentangan dengan kondisi tersebut adalah saat sel berada pada kondisi dengan lingkungan yang hipertonik (dimana kondisi larutan pada lingkungan memiliki konsentrasi yang lebih tinggi dibandingkan kondisi cairan dalam sel), maka air akan cenderung mengalir keluar dari dalam sel, dan mengakibatkan sel mengalami penyusutan dan mengkerut. Di bawah kondisi normal tubuh, chanel ion membran plasma mengendalikan perpindahan ion dari dalam dan luar sel sehingga tidak terikut dalam perpindahan air dan biasanya volume sel akan menjadi seimbang.