aspek kimia dalam tubuh
TRANSCRIPT
Aspek kimia apa saja yang terdapat dalamtubuh manusia????
• Unsur, senyawa pembentuk tubuh– Contoh ?????
• Proses kimia– Contoh ????
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
Biokimia Molekuler
1. Mempelajari proses Biokimia pada tingkat molekuler.
2. Mempelajari struktur dan fungsi molekul kehidupan.
Ciri-ciri suatu sel hidup antara lain :
1. Ada proses replikasi (perbanyakan diri)
2. Ada proses metabolisme yang efisien
3. Ada proses mutasi.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
Di mana unsur-unsur tersebutbanyak ditemukan???
1. Darah 3. Tulang– Air (H2O) - P, Ca– O2 - Hidroksil-apatit– CO2 - kolagen– Hemoglobin
2. Gigi 4. Rambut– Ca, F - Keratin– Hidroksil-apatit - pigmen
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
Unsur dasar organisme hidup adalah :Utama : C, H, O ,N; Tambahan: S, PDi alam terdapat dalam bentuk :CO2, H2O, NH3.
Unsur-unsur dasar tersebut akan membentuk molekul organik(sub unit organik, monomer) yaitu :1. Asam amino2. Monosakarida3. Nukleotida.
Monomer-monomer akan berkondensasi membentuk molekulLebih besar (Makromolekul) yaitu :1. Protein2. Polisakarida3. Asam nukleat.
Dari unsur-unsur dasar dibentuk pula makromolekul Lipida.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
Selanjutnya: : makromolekul saling berikatan (secara non kovalen) membentuk molekul yang lebih kompleks yaitu Supramolekul
Supramolekul antara lain :• Membran plasma • Kromosom• Aparatus golgi• Retikulum endoplasmik,dls.
Supramolekul selanjutnya akan membangun sel.Jadi : supramolekul merupakan unit fungsional suatu sel. Sel merupakan unit struktur dan unit fungsi dari kehidupan
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
Makromolekul PROTEIN
1. Rangkaian daripada asam-asam amino
2. Dapat berfungsi struktural :bagian daripada membran sel.
3. Dapat berfungsi fungsional : sebagai enzim, hormon, reseptor, transporter, antibodi
ASAM AMINOFungsi :• Membangun molekul protein• Pra zat hormon.• Neurotransmitter• Pigmen
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
Di alam ada 20 macam asam amino :Ala s/d Val bersifat Hidrofobik,sisanya Hidrofilik
1. Ala ( ALANIN )
2. Ile ( ISOLEUSIN )
3. Leu ( LEUSIN )
4. Met ( METIONIN )
5. Phe ( FENIL ALANIN )
6. Pro ( PROLIN )
7. Trp ( TRIPTOFAN )
8. Tyr ( TIROSIN )
9. Val ( VALIN )
1. Arg ( ARGININ )
2. Asn ( ASPARAGIN )
3. Asp ( ASAM ASPARTAT )
4. Cys ( CISTEIN )
5. Glu ( ASAM GLUTAMAT )
6. Gln ( GLUTAMIN )
7. Gly ( GLISIN )
8. His ( HISTIDIN )
9. Lys ( LISIN )
10. Ser ( SERIN )
11. Thr ( TREONIN )
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
(makromolekul) POLISAKARIDA
1. Polimer Monosakarida
2. Fungsi utama : sebagai komponen struktural membran / dinding sel dan sebagai sumber energi.
3. Yang dijumpai terbanyak dialam : amilum dan selulosa. Keduanya merupakan rangkaian sub unit D-glukosa.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
MONOSAKARIDA
Sakar artinya : GulaBiasanya terdiri dari 3 unsur : C, H, dan ODengan perbandingan 1:2:1Gula dengan 6 atom C : HeksosaGula dengan 5 atom C : Pentosa Gula dengan 4 atom C : TetrosaGula dengan 3 atom C : TriosaMonosakarida berikatan satu sama lain melalui IKATANGLIKOSIDA, membentuk molekul yang lebih kompleks :Disakarida,Oligosakarida, Polisakarida.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
(makromolekul) LIPIDA/LEMAK
1. Definisi : Zat yang larut dalam pelarut organik ( kloroform, benzena, dls.) dan sukar atau tidak dapat larut dalam air.
2. Rangkaian daripada hidrokarbon
3. Fungsi sebagai komponen struktural membran sel dan sebagai sumber energi.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
Macam macam LEMAK yang terdapat dalam tubuh :
1. Asam Lemak
2. Triasilgliserol ( TAG )/Trigliserida
3. Glisero/ Fosfolipid
4. Kolesterol
5. Sfingolipid.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
ASAM LEMAK
Adalah Asam Karboksilat dengan rantai Hidrokarbon yang
panjang sebagai rantai samping.
H3C CH2
CH2
CH2 OH
CO
Catatan : Dalam tubuh, jumlah atom C Antara 14 – 20, dan genap.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
Ada 2 macam Asam Lemak
1. Asam Lemak Jenuh (tidak memiliki ikatan rangkap)
2. Asam Lemak Tidak Jenuh (memiliki ikatan rangkap)
Misal :Asam Palmitoleat, Asam Oleat, Asam Linolenat, Asam Arakhidonat.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
Beberapa catatan penting mengenai Lemak
1. Sumber energi
2. Penting untuk proses absorpsi vitamin-vitamin yang larut dalam lemak
3. Mengkonsumsi lemak sangat penting agar tubuh mendapat asam lemak ESENSIAL.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
ASAM LEMAK ESENSIAL
1. Adalah asam lemak yang mengandung ikatan rangkap pada w-6 (misal : Asam Linoleat, Asam Arakhidonat) dan ikatan rangkap pada w-3 (misal : Asam Linolenat)
2. Ikatan rangkap pada w-6 dan pada w-3 ini tidak dapat disintesis dalam tubuh manusia.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
TAG/ TRIGLISERIDA
1. Lipid yang terbanyak dalam tubuh
2. Bukan komponen utama membran biologis
3. Sumber energi4. Disintesis dan disimpan dalam adiposit.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
GLISEROFOSFOLIPID
1. Komponen utama membran biologis
2. Misal : Fosfatidil Kolin, Fosfatidil Etanolamin, Asam Fosfatidat, Fosfatidil Gliserol.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
SFINGOLIPID
1. Komponen membran biologis.
2. Misal : Spingomielin,Serebrosida,Gangliosida.
KOLESTEROL
1. Komponen membran biologis.
2. Suatu steroid3. Pra-zat untuk asam empedu dan hormon-hormon
steroid.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
MEMBRAN SUPRAMOLEKUL
Misal : Membran plasma, dinding sel.
Merupakan suatu MEMBRAN BIOLOGIS dengan sifat
Permeabel untuk zat-zat non polar (Hidrofobik) dan
Impermeabel untuk zat-zat polar (Hidrofilik).
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
KARAKTERISTIK MEMBRAN BIOLOGIS
1. Terdiri dari 2 lapis molekul Lipid (bilayer) dengan bagian ekor non polar saling berhadapan ditengah bilayer, dan bagian polar menghadap keluar.
2. Pada kedua lapis tersebut tertanam molekul-molekul protein globuler secara tidak teratur.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
3. Protein tersebut menonjol dipermukaan luar membran secara asimetris.
4. Maka : tonjolan molekul-molekul protein pada membran lipid bilayer itu tampak sebagai suatu “MOZAIK”.
Molekul lipid dan protein pada membran biologis berikatan
Secara non kovalen sehingga kedua jenis molekul tersebut
Secara individual dapat bergerak bebas sepanjang bidang
Membran. Dengan demikian lapisan membran menjadi
Bersifat encer (“FLUID”).
Maka : membran biologis akan menunjukkan gambaran
“MOZAIK FLUID”
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
Derajat “FLUIDITAS” suatu membran bergantung kepada :
1. Komposisi Lipid
2. Suhu.
KOMPOSISI LIPID.
Lebih dominan asam lemak jenuh,maka membran lebih Kaku.
Lebih dominan asam lemak tidak jenuh maka,membran lebih
Encer.
PENGARUH SUHU
Pada suhu rendah, pergerakan lipid relatif lebih sedikit &
Lapisan bilayer menjadi lebih PADAT.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
Berdasarkan atas LOKASINYA, protein Membran Plasma dapat dibagi menjadi :
1. Protein Integral (protein intrinsik). Protein membentang dari lapisan yang satu kelapisan yang lain.
Protein ini sulit dipisahkan dari komponen lainnya.
2. Protein perifer (protein ekstrinsik). Protein terdapat pada permukaan membran.
Protein ini mudah dipisahkan dari komponen lainnya.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
Protein membran plasma dapat berfungsi sebagai :
1. Reseptor Sinyal
2. Enzim
3. Transporter / Carrier
4. Ion Channel.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
RESEPTOR SINYAL
1. Memiliki “BINDING SITE” untuk sinyal-sinyal extra sel (LIGANDS).
2. Bila LIGANDS berikatan dengan reseptornya, maka protein reseptor akan mentransduksi sinyal ini menjadi suatu “MESSENGER” untuk pesan Intra Sel.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
TRANSPORTER
1. Dijumpai hampir disepanjang permukaan membran.
2. Mengangkut nutrien dari luar kedalam sel.
3. Mengangkut sisa-sisa metabolisme dari dalam keluar sel.
ION CHANNEL1. Sejumlah reseptor pada membran, memiliki hubungan
dengan ion channel.
2. Bila reseptor berikatan dgn ligand-nya, maka ion channel akan terbuka (atau sebaliknya akan tertutup).
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
ION CHANNELING
1. Dijumpai antara lain pada membran plasma sel-sel neuron dan sel-sel otot.
2. Bila ada rangsangan pada sel neuron/ sel otot maka terjadi perubahan potensial elektrik pada membran plasma sel sehingga terjadi pembukaan atau penutupan ion channel.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
Mekanisme Transport Melalui Membran ada 4 cara :1. Simple Diffusion
2. Facilitated Diffusion (Passive Transport) 3. Active Transport4. Ion Channeling
Simple Diffusion.
Difusi suatu zat berlangsung dari daerah dengan konsentrasi
tinggi kedaerah dengan konsentrasi lebih rendah ; sampai
dicapai keseimbangan.
Contoh : H2O, O2, N2, CH4.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
FACILITATED DIFFUSION (TRANSPORT PASIF).
Difusi berlangsung dengan bantuan suatu protein spesifik (Transporter, Permease), Mengikuti gradien konsentrasi.
Contoh : Transport Glukosa melalui membran sel darah aktif.
TRANSPORT AKTIF.
Transport melawan gradien konsentrasi, dan memerlukan energi.
Contoh : Trnasport K+, Na+, Ca++, Laktosa.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
ORGANEL
Definisi : organel adalah bagian daripada sel yang diselimuti
membran.
Maka, sesuai dengan definisi,pembicaraan tentang organel
termasuk pula : Membran Sel, Sitosol, & “Cytoskeleton”.
Catatan : Cytoskeleton adalah network daripada filamen-
filemen yang mengisi ruang sitosol.
Filamen-filamen itu akan mengikat organel-organel
ditempatnya.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
PERBEDAAN PROKARIOT & EUKARIOT.
PROKARIOTPROKARIOT EUKARIOTEUKARIOT
nukleusnukleus Tidak adaTidak ada adaada
Membran selMembran sel adaada adaada
mitokondriamitokondria Tidak adaTidak ada adaada
E.RE.R Tidak adaTidak ada adaada
ribosomribosom adaada adaada
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
AIR DAN MINERAL
AIRMerupakan unsur yang paling dominan dalam tubuh.
( lebih dari 65% bagian tubuh terdiri dari air ).
SUMBER AIR TUBUH1. Dari makanan dan minuman (per oral)
2. Dari hasil metabolisme dalam tubuh
3. Per enteral (infus, tranfusi, dls)
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
Air tubuh dibuang melalui :1. Urine
2. Faeces
3. Paru-paru
4. Kulit.
STRUKTUR AIRAir merupakan molekul yang POLAR : terdiri dari :
2 atom H+ dan 1 atom O-
H+H+
O-
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
Molekul air berinteraksi satu sama lain melalui IKATAN
HIDROGEN
SIFAT AIR1. Zat yang reaktif
2. Karena merupakan molekul polar,maka ia sangat potensial sebagai zat pelarut yang universal.
H
H
O H
O
H
O
H H O
H
H
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
PRINSIP AIR SEBAGAI PELARUT
Air menyelimuti gugus yang bermuatan,
Sehingga interaksi antar molekul dihambat
(disebut : zat tersebut terlarut)
H
H
H
+ H
H H H
H
H H
H
H
O
O
O
O O
O
-
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
AIR BERPOTENSI SEBAGAI PELARUT
UNIVERSAL.Sebab : air dapat berinteraksi dengan molekul-molekul
karbohidrat,lemak, dan protein melalui ikatan Hidrogen.
1. Molekul air dengan gugus Hidroksil.
misal : pada molekul karbohidrat.
R O H
H
O
H O
R
H
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
2. Molekul air dengan gugus keto.
Misal : pada molekul karbohidrat.
3. Molekul air dengan gugus karboksil.
Misal : pada molekul lemak.
R
R’
C OH
H O
O
H
H
RO
C
O H
H
O
O
H OH
H
H
H
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
4. Molekul air dengan gugus amino.
Misal pada molekul protein.
R N
H OH
H
HO
H H
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
Reaksi air dengan suatu zat disebut :HIDROLISIS, yang
Mengakibatkan suatu zat yang kompleks terurai menjadi zat
yang lebih sederhana.
Misal :
1. Sukrosa + H2O Glukosa + Fruktosa
2. Lemak + H2O Gliserol + Asam lemak
3. Protein + H2O Asam amino
ENZIMG.I.
ENZIMG.I.
ENZIMG.I.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
FUNGSI AIR DALAM TUBUH1. Membuat zat-zat didalam sel menjadi dalam bentuk
terlarut, sehingga reaksi antar zat menjadi lebih mudah.
2. Tanpa air,proses metabolisme menjadi sukar/tidak berlangsung. Jadi air merupakan katalisator.
3. Sebagai alat transport untuk membawa nutrient kedalam jaringan,dan membawa sampah-sampah hasil metabolisme keluar jaringan.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
4. Regulator suhu tubuh.
Air bersirkulasi keseluruh tubuh, sehingga menyamakan suhu diseluruh bagian tubuh.
5. Dengan air, zat-zat anorganik menjadi dalam bentuk ion, sehingga lebih mudah digunakan oleh tubuh.
6. Air memiliki tegangan permukaan yang cukup tinggi sehingga air akan mengangkat zat-zat kepermukaan. Akibatnya : zat-zat tersebut lebih mudah diangkut/dibuang/dicerna oleh enzim.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
MINERAL
Tubuh mengandung (dalam % berat) :
Oksigen 65%
Karbon 18%
Hidrogen 10%
Nitrogen 3%
Kalsium 1,5%
Fosfor 1%
Elemen lain 1,5% (K,Na,Cl,dls)
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
Elemen/mineral yang penting untuk tubuh antara lain :
K,Na,Cl,Ca,P,Fe,I,F,Co.
Berdasarkan atas kebutuhannya per hari,mineral dibagi atas :
1. MAKRO MINERAL
Dibutuhkan lebih dari 100mg/hari.
Contoh : Ca,P,Na,K,Cl,Mg.
2. MIKRO MINERAL
Dibutuhkan kurang dari 100mg/hari.
Contoh : Cr,Co,Cu,I,Fe,Mn,Mo,Se,Si,Zn,F.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
KALSIUM (Ca)Merupakan unsur pada tulang dan gigi.
Turut mengatur fungsi syaraf dan otot.
Absorpsinya membutuhkan “Calcium Binding
Protein”,dikontrol oleh vit.D, Parathormon, Calcitonin,dls.
FOSFOR (P)Merupakan unsur pada tulang, gigi, ATP, asam nukleat.
Absorpsinya dikontrol Vit.D
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
NATRIUMKation utama dalam cairan ekstra sel.
Mengatur volume plasma.
Mengatur keseimbangan asam- basa
Mengatur fungsi syaraf dan otot.
Aktivator untuk enzim Na+ / K+ -ATP ASE.
KALIUMKation utama dalam cairan intra sel.
Mengatur fungsi syaraf dan otot.
Aktivator untuk enzim Na+ /K+ -ATP ASE.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
KLORIDAMengatur balans cairan tubuh dan elektrolit.
Unsur cairan dan getah lambung.
MAGNESIUMUnsur pada tulang dan gigi.
Kofaktor untuk enzim kinase.
KOBALTUnsur pada vitamin B12.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
TEMBAGA (Cu)Unsur pada enzim oksidase.
Berperan pada absorpsi Fe.
JODIUMUnsur pada hormon Thyroxine & Triiodothyroxine
BESIUnsur pada enzim-enzim yang mengandung Heme (misal :
hemoglobin, Sitokrom,dls.)
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
MOLIBDENUM (Mo)Unsur pada enzim-enzim oksidase
MANGAN (Mn)Kofaktor untuk enzim Hidrolase, Dekarboksilase,Transferase.
Berperan pada sintesis Glikoprotein & Proteoglikan.
SELENIUM (Se)Unsur pada Glutathion Peroksidase.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh
SILIKON (Si)Berperan pada kalsifikasi tulang.
SENG (Zn)Kofaktor untuk enzim LDH, Alkalifosfatase,Karbonik
anhidrase, dls.
FLUORIDA (F)Meningkatkan pengerasan tulang dan gigi.
09/03/15 Aspek Kimia Dalam Tubuh