lecture notes : sgbm 1-10

Catatan Kuliah SGBM

Authored by : taufiqbal

1

C1 Empat Jaringan Dasar

Lecture Notes : Sel dan Empat Jaringan Dasar (9 Februari 2016)

Oleh : dr. Ahmad Aulia Jusuf, AHK, PhD (Bagian Histologi FKUI)

A. Pendahuluan

Atom merupakan partikel terkecil dari suatu unsur. Tapi ternyata atom dapat dibagi lagi

menjadi proton, neutron, dan elektron yang mengelilingi inti sel. Sel hanya bisa dilihat dengan

menggunakan mikroskop. Sel-sel yang membentuk suatu kesatuan disebut dengan jaringan.

Jaringan akan membentuk organ. Organ-organ yang berfungsi sama membentuk sistem

organ. Dan sistem organ akan membentuk suatu organisme (individu). Dari sel ke organisme :

Misal dapat kita lihat di atas, sistem muskuloskeletal disusun oleh otot dan tulang. Dari tiap

organ akan disusun oleh jaringan-jaringan yang memiliki sel-sel yang menyusun secara

spesifik. Berikut diagramnya :

Diagram 1.1 Struktur Makhluk Hidup

Sel

•Unit terkecil makhuk

hidup. Contoh : Sel

Punca

Jaringan

• Struktur yang

dibentuk dari

sekumpulan sel yang

serupa bentuk, besar,

dan fungsinya.

Contoh : jaringan

lemak

Organ

• Struktur yang

dibentuk dari

sekumpulan jaringan

yang berbeda yang

menjadi satu dan

mempunyai fungsi

tertentu. Contoh :

kulit, jantung

Sistem Organ

• Susunan organ-organ

yang memiliki fungsi

tertentu. Contoh

sistem reproduksi

yang disusun oleh

tuba fallopii, vagina,

uterus, dll.

Organisme

• Suatu kesatuan yang

tersusun dari berbagai

sistem yang

terkoordinasi

Gambar 1.1 Jaringan Ikat

Catatan Kuliah SGBM


2


B. Sel Punca (Stem Cell)

Sifat-sifat sel punca :

1. Belum berdiferensiasi dan terspesialisasi

2. Dapat membentuk berbagai macam sel (berproliferasi/memperbanyak diri dan

berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel) yang lebih spesifik :

- Sel saraf

- Sel otot jantung

- Sel otot rangka

- Sel pankreas

3. Dapat beregenarasi dan berproliferasi kapanpun (immortal) tapi baru ditemukan bahwa

stem cell bisa mati pada saat terlalu banyak dikultur (meja kultur memiliki banyak nutrisi)

4. Nutrisi yang digunakan untuk kultur sel punca malah memengaruhi usia sel punca

Macam-macam sel punca :

1. Totipoten

Dapat membentuk berbagai jenis sel tanpa batas dan dapat membentuk satu individu

yang utuh. Yaitu mampu membentuk sel-sel yang menyusun plasenta dan tali pusat.

Contohnya : Zigot (hasil pertemuan sel sperma dan ovum) atau stadium 2 set dan Morula.

Misal : Dalam Morulla terdapat 30 sel, kemudian tiap sel diambil dan dikultur dalam

medium masing-masing, kemudian sel-sel tersebut dapat membentuk 30 individu dengan

sifat yang sama dan ini merupakan prinsip kloning domba Dolly.

2. Pluripoten

Sel yang dapat menjadi berbagai jenis sel yang menyusun 3 lapisan germinal (ectoderm,

mesoderm, dan endoderm). Contohnya : Embryionik Stem Cell (Inner Cell Mass) yaitu sel

yang berada di dalam blastula

3. Multipoten

Sel punca yang mampu berdiferensasi hanya dalam satu lapisan germinal. Misal sel punca

dari ektoderm hanya mampu menjadi organ dari lapisan ektoderm. Tapi ditemukan

bahwa sel punca multipoten memiliki plastisitas. Contoh : neural stem cells, hemopoitet

cell.

Gambar 1.2 Stem Cell Cultivation

Catatan Kuliah SGBM


3


4. Unipoten

Sel punca yang hanya mampu menjadi satu jenis sel saja. Biasanya adalah sel yang

terminal. Misalnya erythroid progenitor cells (retikulosit) hanya mampu berdiferensiasi

menjadi sel darah merah.

Sumber sel punca :

Ternyata sel punca ada pada individu yang telah dewasa tidak hanya pada embrio.

Menurut Cajal (Neuroanatomis) sekali sel saraf pusat rusak sudah tidak bisa disembuhkan,

ternyata pernyataan ini disangkal di mana pada periventrikular zone (pengaturan

neuroendokrin) dan gyrus hippocampus (pusat memori) ditemukan sel punca sel saraf.

Memori dapat dibagi dua, yaitu memori jangka panjang dan memori jangka pendek.

Berikut sumber-sumber sel punca, antara lain :

- Embryonic Stem Cells (Inner Cell Mass)

- Adult Stem Cells

Sumsum tulang, umbilical cord blood (darah di plasenta), Wharton jelly (bagian dari

tali pusar yang mirip jelly), dan jaringan adiposa (semakin banyak adiposa semakin

banyak stem cell)

Multipoten

Berasal dari sel-sel yang berasal dari 1 lempeng (ektoderm, mesoderm, endoderm)

Unipoten

Berasal dari se-sell yang telah matur

C. Jaringan Dasar Penyusun Tubuh

1. Jaringan Epitel – Kelenjar

CIPOK (Ciri-Ciri Pokok) :

- Kaya akan sel yang menempel pada membran plasma

- Ada substansi interseluler/matriks ekstraseluler (sedikit)

- Jaringan yang dibentuk lembaran sel-sel yang

menutup permukaan tubuh atau melapisi rongga-

rongga dalam tubuh

- Membentuk struktur kelenjar

- Berperan dalam :

Proteksi

Reseptor sensoris

Sekresi

Pembentukan permukaan licin dengan lubrikan

Absorpsi

Transporasi ion

Filtrasi

- Komponen seluler lebih dominan

- Kontak antar sel

- Polaritas :

Aspek apikal (permukaan) bebas

Aspek lateral sel epitel dengan taut antar sel

Aspek basal (dasar) terdiri atas lamina basal yang membentuk membran basal

Gambar 1.3 Epitelium

Catatan Kuliah SGBM


4


- Disokong oleh jaringan ikat

- Avaskuler tapi memiliki ujung serat saraf

- Memiliki kemampuan regenerasi tinggi

- Klasifikasi jaringan epitel berdasarkan jumlah lapisan :

Selapis

Berlapis

- Klasifikasi jaringan epitel berdasarkan morfologi (bentuk) sel epitel yang terletak di

permukaan :

Gepeng (Skuamosa)

Kubus (Kuboid)

Silinder (Kolumnar/Torak)

- Klasifikasi jaringan epitel berdasarkan struktur khusus di jaringan epitel

Sel goblet

Silia

Lapisan keratin atau zat tanduk

- Klasifikasi jaringan epitel jika penamaannya tidak mengikuti penamaan konvensional

Bertingkat

Transisional

- Memiliki bentuk tertentu, memiliki senyawa biokimia, dan memiliki fungsi tersendiri

- Berikut penjelasan lebih detil tentang jaringan epitel : (Tabel 1.1)

Epitel Skuamosa (Pipih atau Gepeng)

Struktur dari epitel skuamosa ini diisi oleh sel-sel pipih dan fungsinya sebagai

fasilitator dalam transport dan difusi cepat melintasi epitel. Memiliki lebar lebih

panjang daripada tingginya.

Jumlah Lapisan Penjelasan Letak

Selapis Bentuknya disusun oleh selapis sel

pipih dan sangat tipis. Sangat

berperan dalam proses difusi.

Alveolus

Pembuluh darah

(endotel)

Membentuk lapisan

mesotel di seluruh

tubuh

Berlapis Bentuknya disusun oleh berlapis sel

pipih dan fungsinya untuk mencegah

abrasi.

Epitel kulit

Esofagus

Catatan Kuliah SGBM


5


Epitel Kuboid

Dibentuk oleh sel berbentuk kotak/kubus yang biasanya aktif dalam proses ekskresi,

sekresi, atay absorpsi. Di antara nukleus dengan permukaan apikal terdapat Golgi

dan organel-organel.

Lapisan Penjelasan Letak

Selapis Melapisi bagian sekretoris beberapa

kelenjar.

Beberapa kelenjar

Tubulus ginjal

Berlapis Melapisi bagian ekskretoris kelenjar.

Kelenjar keringat

Kelenjar saliva

Epitel Kolumnar/Torak

Disusun oleh sel silindris yang memiliki tinggi lebih panjang daripada lebarnya. Sel-sel

yang menyusun sangat aktif dalam sekresi.

Lapisan Penjelasan Letak

Selapis Disusun oleh selapis sel yang

berbentuk silinder.

Lambung

Kantong empedu

Catatan Kuliah SGBM


6


Berlapis Disusun oleh sel-sel kolumnar yang

berlapis-lapis yang fungsinya untuk

proteksi dan sekresi.

Uretra

Bertingkat Disusun oleh epitel kolumnar yang

pertumbuhannya tidak merata

mengakibatkan adanya posisi yang

lebih tinggi dan lebih pendek

sehingga terlihat berlapis

(pseudostratified). Sel-sel basal yang

lebih kecil merupakan sel punca yang

bisa meregenerasi sel epitel. Sel-sel

basal tersebut memiliki nukleus yang

terdapat di bagian basal. Selain itu

juga ada kekhususan yaitu memiliki

silia dan sel goblet. Fungsinya

biasanya untuk sekresi mukus.

Trakea

Epitel Transisional

Merupakan epitel berlapis yang disusun oleh sel-

sel yang bisa berubah dalam kondisi tertentu misal

nya pada kandung kemih. Saat rileksi epitel berben

tuk kuboid dan saat regang epitel akan berbentuk

pipih.

Catatan Kuliah SGBM


7


- Kekhususan Epitel (Tabel 1.2)

No. Kekhususan Epitel Penjelasan

1. Mikrovili Tonjolan sitoplasma yang kecil dan tipis berbentuk jari

dan berukuran kecil dari permukaan sel ke dalam

lumen.

Berada di apikal sel

Mengandung filament aktin

Berfungsi untuk meningkatkan area permukaan sel

untuk absorpsi

Berada di sel-sel usus halus

2. Silia Tonjolan panjang dan halus di permukaan sel

Mengandung inti mikrotubulus

Silia yang motil bergerak secara ritmis dan menggeser

lendir pada permukaan apikal sel

Dapat diklasifikasikan menjadi dua macam

berdasarkan motilitasnya :

a) Kinosilia

- Motil

- Mikrovili panjang

- Saluran napas

b) Stereosilia

- Tidak motil

- Panjang seperti rambut yang menonjol ke

permukaan sel

- Terdapat pada epididimis dan sel rambut

koklea

3. Sel Goblet Sel khusus yang menyekresikan lendir (glikoprotein dan

proteoglikan) ke permukaan apikal epitel.

4. Keratin Merupakan jenis filamen intermedia yang dibentuk

oleh sel epitel

Dibentuk bersilangan menuju permukaan terluar

Terletak di permukaan luar epitel

Berfungsi untuk mengurangi evaporasi dan mencegah

abrasi

Catatan Kuliah SGBM


8


- Hubungan antar sel :

Tight Junction (Zonula Occludens/Occluding Junction)

Ikatan sangat kuat dan tidak memungkinkan apapun lewat

Letaknya dekat dengan permukaan apeks

Dilekatkan oleh protein klaudin di mana sisi perlekatannya disebut kiss site

Adhering Junction

Melekatkan satu sel dengan sel lain dan lebih renggang dibanding tight junction.

Bentuk-bentuknya antara lain :

Zonula adherens

Fascia adherens

Macula adherens (desmosom) – hemidesmosom/adhesi fokal (pelekat sel

dengan membran basal)

Desmosom tersebar di jaringan kulit, jantung, dan uterus. Desmosom terdiri atas

dua komponen yang akan membuat desmosom mengikat dua sel bersebelahan

tanpa bersentuhan :

Plak

Sepasang gumpalan sitoplasma yang terletak

pada permukaaan dalam kedua sel

Filamen glikoprotein liat mengandung kaderin

Struktur ini menembus ruang di antara kedua

sel dan melekatkan ke plak di kedua sisi sel.

Kaderin merupakan salah satu jenis CAM.

Filamen Intermedia

Di dalam desmosom juga disusun oleh

filamen intermedia yaitu filament keratin yang

liat di kulit di mana filament ini menembus

bagian dalam sel-sel dan melekat ke plak.

Gap Junction

Memungkinkan adanya pertukaran ion antar sel

- Kelenjar dapat menghasilkan dua jenis sekret yaitu mukus (kental) dan serous (cair)

Mukus (kental, mengandung glikoprotein)

Serosa (cair)

Campuran (Bulan Sabit Giannuzzi) bagian mukosa memanggul bagian serosa

- Kelenjar dapat dibedakan menjadi dua berdasarkan bentuk region sekretorisnya,

antara lain :

Tubular (alveolar) Contoh : kelenjar keringat

Asinar (mirip anggur) Contoh : kelenjar saliva

- Kelenjar berdasarkan tidak adanya saluran dibagi dua yaitu endokrin (tak memiliki

saluran) dan eksokrin (memiliki saluran)

Gambar 1.4 Desmosom (Sherwood 9th Ed)

Catatan Kuliah SGBM


9


Kelenjar Endokrin

Kelenjar ini akan mengeluarkan sekret yang akan langsung ke darah karena tidak

memiliki saluran khusus. Di sekitar kelenjar akan banyak pembuluh darah.

Contohnya : kelenjar Adrenal dan kelenjar Tiroid

Kelenjar Eksokrin

Merupakan kelenjar yang mengeluarkan secret melalui saluran khusus sendiri.

Dapat diklasifikasikan menjadi dua macam yaitu sederhana (tak bercabang) dan

kompleks (bercabang).

Berikut cara-cara kelenjar eksokrin menghasilkan sekret : Tabel 1.2

Merokrin Apokrin Holokrin

Sekret seorsa dilepaskan

ke luar sel, pars

terminalis utuh.

Contohnya : kelenjar

saliva, kelenjar pankreas

dan kelenjar keringat

Sekret dikeluarkan

disertai dengan hilangnya

sebagian apikal sel pars

terminalis. Contohnya :

kelenjar mamae dan

kelenjar ketiak

Sekret dikeluarkan

disertai dengan

hancurnya sel pars

terminalis. Contohnya :

kelenjar sebasea

2. Jaringan Ikat

CIPOK (Ciri-Ciri Pokok) :

- Substansi antar sel sangat banyak

- Berasal dari jaringan mesenkim

- Menyokong, mengikat dan melindungi jaringan lainnya

- Banyak matriks ekstraseluler

- Vaskularisasi bervariasi

- MES diproduksi oleh sel-sel dan kemudian dikeluarkan ke ruang ekstrasel

- Sel-selnya aktif membelah (bermitosis)

- MES memiliki dua komponen :

Substansi Dasar/Ground/Amorphous Substance (Gel Like – Tissue Fluid) :

o GAG (Glikosaminoglikan – asam hialuronik, heparin, sulfated GAG)

o Proteoglikan (GAG-Protein)

o Adhesive Proteoglycan (fibronektin, laminin, entaktin, tenaskin, kondronektin,

osteonektin)

Gambar 1.5 Macam-Macam Jaringan Ikat

Catatan Kuliah SGBM


10


Serat (dapat dilihat di mikroskop)

o Elastin

o Retikular

o Kolagen

- Berikut pembentukan jaringan ikat :

- Berikut macam-macam jaringan ikat :

Jaringan Ikat Mesenkim

Ada tonjolan sitoplasma dan disusun oleh sel-sel mesenkim. Terdapat pada

embrio. Struktur mirip gel yang mengandung serat.

Gambar 1.6 Pembentukan Jaringan Ikat dari Mesenkim

Gambar 1.7 Jaringan Ikat

Mesenkim

Catatan Kuliah SGBM


11


Jaringan Ikat Longgar

a) Disusun oleh kolagen, retikular, dan elastin

b) Disusun oleh berbagai sel antara lain :

o Fibroblast

o Makrofag

o Sel Mast

o Histosit

o Leukosit

o Perisit dan endotel

c) Berfungsi dalam meyokong jaringan lain, berperan dalam reaksi inflamasi, dan

fagositosis bakteri

d) Terdapat di bagian bawah jaringan epitel dan menyusun lamina propia dari

membran mukosa, mengelilingi kapiler dan organ

Jaringan Ikat Padat

a) Disusun oleh serat kolagen, elastin, dan reticular

b) Serat kolagen lebih dominan dalam penyusunan jaringan ikat padat

c) Distribusi terdapat di tendon, ligamen, dan aponeurosis (pengikat otot lebar

ke tulang)

Gambar 1.8 Jaringan Ikat Longgar

Gambar 1.9 Jaringan Ikat Padat

Catatan Kuliah SGBM


12


Jaringan Lemak (Adiposa)

a) Letaknya di bawah kulit, di sekitar ginjal, di sekitar bola mata, dan di kelenjar

mammae

b) Fungsi utama untuk menyediakan energi, meningkatkan suhu tubuh bila

menurun, menyokong serta melindungi organ-organ tubuh

c) Disimpan dalam adiposity

d) Vakuolanya mengandung droplet lemak

e) Berikut jenis-jenis jaringan lemak berdasarkan jumlah vakuolanya :

o Univakuolar

Merupakan lemak yang sedikit vakuola.

o Multivakuolar

Merupakan lemak yang baik di mana memiliki banyak vakuola.

Jaringan Ikat Retikular

a) Menyusun tulang bagian dalam yang lunak (stroma) yang menyuplai sel darah

putih, sel mast, dan makrofag.

b) Berlokasi di organ limfoid (nodus limfe, sumsum tulang, dan limpa)

Gambar 1.10 Jaringan Adiposa

Gambar 1.11 Jaringan Ikat Retikular

Catatan Kuliah SGBM


13


Jaringan Ikat Khusus

o Jaringan Tulang Rawan

Matriks kaku, kondrosit dalam lacuna, dan avaskular.

o Tulang Rawan Hialin

Paling sering ditemukan, di ujung tulang, hidung, salurang pernapasan,

dan tulang embrional

o Tulang Rawan Elastin

Bersifat fleksibel

o Fibrokartilago

Terdapat di discus invertebralis

o Jaringan Tulang Keras

o Memiliki osteogenik, osteoblast (membentuk matriks), osteosit, dan

osteoklas (mengatur tingkat matriks yang dibentuk osteoblast).

Jaringan Darah

Hafalkan bentuk-bentuk leukosit

3. Jaringan Otot

CIPOK :

- Kaya akan sel otot

- Dibagi dari tiga, antara lain :

Otot rangka

Otot jantung

Gambar 1.12 Macam-Macam Tulang Rawan

Gambar 1.13 Struktur Sel Tulang

Catatan Kuliah SGBM


14


Otot polos

4. Jaringan Saraf

CIPOK :

- Kaya akan sel saraf

- Disusun oleh sel penyokong (sel Glia/neuroglia)

- Sel fungsional adalah neuron

- Ditemukan di otak, medulla spinalis, dan saraf tepi

- Sel-sel neuroglia menyokong dan menghubungkan komponen neuron

- Sel saraf (neuron disusun oleh :

Badan sel saraf

Dendrit

Akson

Gambar 1.14 Macam-Macam Jaringan Otot

Catatan Kuliah SGBM


15


Gambar 1.15 Struktur Neuron (Sherwood, Lauralee. From Cell to the System 9th Ed

- Sel glia berdasarkan jenisnya :

No. Neuroglia Lokasi Fungsi

1. Astrosit Fibrosa Substansia alba Menjadi penyokong

Insulator listrik

Membatasi penyebaran neurotransmiter

Mengambil ion K+

2. Astrosit Protoplasmik Substansia grisea Menyimpan glikogen

Memiliki fungsi fagositik

Menggantikan neuron yang mati

Menjadi penyalur bahan dasar dan

metabolit

Catatan Kuliah SGBM


16


Menghasilkan zat-zat tropik

3. Oligodendrosit Mengelilingi

badan sel saraf

di selubung

mielein SSP

Membentuk mielin di SSP

Memengaruhi biokimiawi neuron

4. Mikroglia Tersebar di

seluruh SSP

Fagositosis

5.

-

-

-

Ependimal

Ependimosit

Tanisit

Epitel Koroidea

Ventrikel, canalis

sentralis

Mengalirkan dan absorbsi cairan

serebrospinal

Ventriculus

tertius

Mengangkut zat-zat dari cairan

serebrospinal ke sistem portal hipofisis

Permukaan

Plexus

choroideus

Memproduksi dan menyekresikan cairan

serebrospinal

6. Sel Schwann Mielin SST Membentuk selubung mielin di sel saraf

tepi

Gambar 1.16 Macam-Macam Neuroglia (Richard S. Snell. Neuroanatomi Klinik 7th Ed.)

Catatan Kuliah SGBM


17

C2 Transduksi Sinyal

Lecture Notes : SGBM

Theme : Transduksi Sinyal

Oleh : Dr. dr. Ani Retno Prijanti, MS

A. Pendahuluan Transduksi Sinyal

Bagian dari komunikasi antar sel di mana proses untuk

mengerti (menerjemahkan) berita (sinyal) yang diminta oleh tubuh.

Di mana harus ada trigger (pemicu) dalam pensinyalan ini.

Contohnya adalah adrenal akan membuat semua organ bersiaga

karena dalam kondisi yang darurat dengan perbedaan respon dari

masing-masing organ walaupun sama-sama dengan sinyal

adrenal.

Organisme yang kompleks memiliki sel yang berfungsi special

dan memiliki cara hidup terintegrasi (saling berhubungan) selama

bertumbuh, diferensiasi, dan beradaptasi untuk merubah kondisi.

Integrasi tersebut membutuhkan komunikasi antar sel yang

diselenggarkaan oleh messanger dengan cara :

- Berjalan jauh dari sel satu ke sel lainnya

- Kontak langsung sel dengan matriks ekstrasel atau dengan sel

lainnya

B. Tujuan Sinyal

Mengubah kerja yang terjadi di dalam sel target yang meliputi :

- Enzim-enzim metabolisme

- Protein regulator gen

- Kanal ion

- Protein sitoskeleton

C. Proses Sinyal Yang Disebabkan Oleh Caraka Kimia

Chemical messenger :

- Disebut juga molekul-molekul sinyal

- Menyampaikan berita antar sel

- Disekresi sel sebagai respon terhadap stimulus yang spesifik

- Berjalan ke sel target dimana mereka dapat berikatan ke

reseptor spesifik membangkitkan suatu respon

Caraka kimia dapat diklasifikasikan, antara lain :

- Dalam sistem saraf, caraka kimia disebut neurotransmiter

- Pada sistem endokrin disebut hormon

- Pada sistem imun disebut sitokin

- Tambahan : retinoids, eicosanoids, dan growth factor

Catatan Kuliah SGBM


18


Sesuai perjalanannya :

- Endokrin : diedarkan melalui darah

- Parakarin : diedarkan ke sel sasaran di sekitar sekretori

- Autokrin : bekerja pada sel itu sendiri

D. Reseptor dan Transduksi Sinyal

Reseptor merupakan radar penerima sinyal yang akan

menerjemahkan sel (transduksi sinyal). Reseptor adalah suatu

protein yang bersifat :

- Mengandung suatu situs pengikatan spesifik untuk sinyal

tertentu dan situs pengikatan lainnya terlibat dalam

memancarkan pesan yang dimaksud

- Siitus pengikatan yang kedua tersebut dapat berinteraksi

dengan protein lain (transduser) atau DNA

Berikut macam-macam reseptor berdasarkan letaknya, antara lain :

- Reseptor Membran Plasma (dengan sinyal hidrofilik)

Sinyal dari hormon hidrofilik bisa menyebabkan metabolisme

atau transkripsi gen. Mekanismenya antara lain setelah

pengikatan sinyal ke situs aktif :

Fosforilasi reseptor pada residu tirosin (Reseptor Tirosin

Kinase)

Perubahan konformasi pada protein transduser

(Heterotrimeric G Protein)

Pengikatan kadar sinyal dengan second messanger intrasel

Berikut macam-macam reseptor membran sel :

Ion Channel Receptors (Reseptor Kanal Ion)

Jika reseptornya ditempel oleh sinyal maka kanal akan

terbuka.

Receptor Tyrosine Kinase (Tirosin Kinase Reseptor)

Bagian reseptor ekstraseluler terkena sinyal maka

bagian tirosin kinase akan terfosforilasi. Merupakan

monomer heliks transmembran yang memiliki 2 reseptor

sehingga membentuk dimer reseptor. Bila dimer terbentuk

(akibat penempelan ligan ke situs pengikatan ekstrasel)

kemudian domain tirosin kinase akan melakukan

autofosforilasi pada kedua reseptor. Sehingga fosfotirosin

ini membentuk situs pengikatan spesifik untuk protein

transduser lain. Dalam hal ini sangat penting dalam faktor

Gambar 2.1

Transduksi Sinyal Melalui Gap

Junction 1

Gambar 2.2

Transduksi Sinyal Penanda Permukaan Sel 1

Gambar 2.3 Parakrin 1

Gambar 2.4 Neurotransmiter1

Gambar 2.5 Hormon1

Catatan Kuliah SGBM


19


pertumbuhan epidermis (EGF / Epidermal Growth Factor)

dan fibroblas (FGF / Fibroblast Growth Factor). Berikut

mekanismenya : 2

1. Ligan (growth factor) berikatan di situs pengikatan

ekstrasel pada reseptor tirosin kinase

2. Terjadi dimeriasasi yang diikuti dengan fosforilasi

reseptor tirosin kinase

3. Kemudian, reseptor tirosin kinase terfosforilasi akan

berikatan dengan protein intrasel lain (misalnya : RAS,

fosfatidilinositol 3-kinase, atau fosfolipase Cγ)

4. Jika mengaktifkan RAS dan akhirnya terjadi fosforilasi

protein Raf (protein kinase serin yang disebut juga

MAPKKK / Mirogen Activated Protein Kinase Kinase

Kinase)

5. Dilanjutkan dengan fosforilasi bertingkat dan berhenti

pada suatu faktor transkripsi gen

Tyrosin-Kinase Associated Receptors (JAK-STAT)

Ujung dalam reseptor dapat mengikat protein tirosin.

Digunakan oleh sitokin dalam pengaturan proliferasi sel

tertentu. Reseptor ini terlibat dalam sistem imun. Reseptor

ini tidak memiliki aktivitas intrinsic kinase tetapi memiliki

aktivitas tirosin kinase JAK (Janus Kinase). Berikut

mekanismenya : 2

1. Terdapat reseptor tanpa aktivitas tirosin kinase intrinsic

2. Sitokin menempel pada reseptor

3. Akibat dari penempelan sitokin, terjadi perubahan

konformasi intrasel sehingga memungkinkan

hubungan dengan kinase protein intrasel

4. Terjadi aktivasi protein intrasel

5. Hal tersebut menimbulkan fosforilasi kompleks

reseptor

6. Terjadi aktivasi JAK (Janus Kinase)

7. Dilanjutkan dengan aktivasi STAT (Signal Transducer

and Activators of Transcription)

8. Dilanjutkan dengan transkripsi gen

Receptor Serin-Threonin kinase (protein dengan tujuh

heliks α mengelilingi membran)

Ujung dalam reseptor terdiri atas serin-threonin kinase

(situs aktifnya serin dan treonin). Ligan yang berikatan

adalah TGF-β (sitokin untuk pertumbuhan jaringan).

Gambar 2.6 Neurohormon 1

Gambar 2.6 Tahap 1 Penempelan Ligan3

Gambar 2.7 Tahap 2 Dimerisasi3

Gambar 2.8 Tahap 3 Fosforilasi Dimer3

Gambar 2.9 Tahap 4 Aktivasi Protein Intrasel3

Catatan Kuliah SGBM


20


Heptahelix Receptor

Gabungan antara G-Protein Receptor dengan tujuh heliks

α. Merupakan protein reseptor membran yang akan

melakukan transduksi sinyal menggunakan second

messenger. Berikut macam-macam second messenger :

1. 3’, 5’ – cyclic AMP (cAMP)

2. Inositosil Triposphat (IP3)

3. Diasilglisreol (DAG)

Berikut karakteristik protein G terkopel :

Memiliki tujuh domain hidrofobik yang menembus

membrane plasma

Gambar 2.10 Macam-Macam Reseptor Membran Sel2

Gambar 2.11 Struktur Protein G – Terkopel4

Catatan Kuliah SGBM


21


Terdiri atas 3 subunit yaitu : α, β, dan γ

Dalam hal ini, subunit α yang membedakan antara protein

G aktif (Gs) dan inaktif (Gi), di mana αs (s = stimulatorik)

menunjukan subunit aktif yang mengikat GTP dan hormon,

sementara untuk αi (i = inhibitorik) menunjukan subunit

inaktif yang mengikat GDP

Reseptor ini menghasilkan sinyal lewat perantara protein

terikat-nukleotida guanin

Di mana akan berbeda saat dalam kondisi aktif dan inaktif,

perbedaannya antara lain :

Aktif

Akan ada hormon yang berikatan di protein G

GTP (Guanin Triposphat) terikat di subunit αs

Subunit β dan γ selalu berikatan βγ

Saat aktif ini (akibat pengikatan hormon s), subunit

βγ akan lepas dari subunit αs karena terjadi

perubahan GDP menjadi GTP

Hal ini bisa terjadi karena di dalam subunit αs

terdapat aktivitas GTPase intrinsik

Setelah hidrolisis GTP menjadi GDP selesai, protein

Gs (aktif) menjadi Gi (inaktif)

Kemudian protein G akan kembali bersiap

menerima siklus pengaktifan baru dan subunit α

bergabung lagi dengan subunit βγ

Inaktif

Tidak ada hormon yang berikatan di protein G

GDP terikat di subunit αi dan kemudian akan

kembali membentuk ikatan αβγ

Berikut mekanisme dari pensinyalan dengan Kompleks Protein

G Terkopel sesuai dengan second messenger yang ada :

a) cAMP (AMP Siklik)1,4

Proses ini terjadi jika protein G berikatan dengan hormon

yang bisa menstimulasi (s) adenilil siklase, sementara tidak

terjadi jika berikatan dengan hormon yang menginhibisi (i)

adenilil siklase. Berikut macam-macam hormon

berdasarkan stimulator atau inhibitor adenilil siklase :

Tabel 2.1 Macam-Macam Hormon Hidrofilik4

Stimulator (Hs) Inhibitor (Hi)

ACTH

ADH

Asetilkolin

Angiotensin II

Catatan Kuliah SGBM


22


Β-Andregenik

CRH

FSH

Kalsitonin

Glukagon

hCG

LH

LPH

MSH

PTH

TSH

Somatostatin

α2-Adrenergik

Berikut mekanisme pensinyalan jika terjadi pengikatan Hs

(Hormon Stimulator) ke Protein G :

Berikut penjelasannya lebih detil :

1) Hs berikatan ke protein G menyebabkan terikatnya

GTP di protein G di subunit-α

2) Kemudian terjadi hidrolisis GTP menjadi GDP melalui

GTPase yang ada di subunit-α sekaligus mengaktifkan

adenilil siklase

3) Posphat yang dilepaskan dari hidrolisis GTP menjadi

GDP ditangkap oleh ADP ATP

Gambar 2.12

Pensinyalan Hormon Hidrofilik Dengan cAMP Sebagai

Second Messanger 3

Catatan Kuliah SGBM


23


4) Adenilil siklase akan mengubah ATP menjadi cAMP

(AMP siklik) dengan memutuskan dua posphat

5) cAMP ini akan mengaktifkan protein kinase A (PKA)

yang disusun oleh dua subunit regulatorik (R) dan dua

subunit katalitik (C)

6) Reaksi yang terjadi antara cAMP dengan PKA sebagai

berikut :

4 cAMP + R2C2 ⇆ R2(4 cAMP) + 2C

7) Karena pengikatan ini, yang awalnya di PKA tidak ada

aktivitas enzimatik, C (kalatitik) menjadi aktif sehingga

C dapat mengkatalis pemindahan posphat γ ATP ke

serin atau treonin di berbagai protein

8) Fosforilasi tersebut menjadi protein sasaran yang

inaktif menjadi aktif

9) Protein sasaran yang aktif ini menghasilkan respon

yang dibutuhkan

b) IP3 – Ca2+ dan DAG (Diasilgliserol)

Dalam jalur ini, yang diaktifkan bukan lagi adenilil siklase

melainkan fosfolipase C. Selain itu, dalam jalur ini juga

akan ada bantuan suatu protein yang disebut kalmodulin

yang memiliki empat situs pengikatan Ca2+ sehingga bisa

mengakitfkan enzim dan kanal ion sel. Berikut mekanisme

pensinyalannya :

1) Hs berikatan ke protein G dan mengaktifkan protein G

tersebut

2) Kemudian karena pengaktifan protein G, terjadi pula

pengaktifan enzim Fosfolipase C

3) Enzim ini akan mengubah fosfatidilinositol bifosfat

(PIP2) menjadi inositol trifosfat (IP3) dan diasilgliserol

(DAG)

4) Ada perbedaan antara IP3 dengan DAG yaitu IP3 larut

air sementara DAG larut lipid

5) Maka IP3 berdifusi ke dalam sel sementara DAG tetap

berada di membran sel

6) IP3 kemudian memobilisasi Ca2+ dari retikulum

rndoplasma halus yang disebut retikulum sarkoplasma

ke sitosol sehingga konsenterasi Ca2+ di sitosol

bertambah

Catatan Kuliah SGBM


24


7) Ion Ca2+ menjadi second messanger dan kemudian

berikatan ke kalmodulin (empat Ca2+ dalam satu

kalmodulin)

8) Kalmodulin menjadi aktif sehingga mengaktifkan

protein kinase yang dependen Ca2+-kalmodulin (CaM

Kinase)

9) CaM Kinase memfosforilasi protein sasaran sehingga

protein tersebut berubah bentuk dan mengakitfkannya

10) Protein yang aktif membuat terjadinya respon sel

11) Sementara di samping jaras Ca2+, secara bersamaan

DAG mengaktifkan protein kinase C (PKC)

12) PKC ini akan memfosforilasi protein sasaran yang

inaktif menjadi aktif dan merubah bentuknya

13) Protein tersebut mengakibatkan respon sel yang

dibutuhkan

Suatu sinyal harus memiliki terminasi agar tidak terjadi sintesis

protein sampai hasilnya bertumpuk-tumpuk. Bila tidak

dihambat akan menyebabkan penyakit. Cara terminasi :

Gambar 2.13

Pensinyalan Hormon Hidrofilik Dengan IP3-

Ca2+

dan DAG Sebagai Second Messanger1

Catatan Kuliah SGBM


25


1. Degradasi sinyal

2. The automatic G protein clock

3. Deaktivasi kinase-kinase yang bekerja pada transukdis

sinyal melalui kerja enzim fosfatase (membuang fosfat dari

suatu senyawa mengakibatkan senyawa itu menjadi inaktif)

- Reseptor Intrasel (Intracellular Binding Protein)

Dengan sinyal lipofilik. Reseptor intrasel yang terikat sinyal

akan menjadi faktor transkirpsi. Di mana seluruh sinyal bersifat

lipofilik akan langsung merangsang transkripsi.

Berikut penjelasannya lebih detil : 1

1) Hormon lipofilik bebas berdifusi ke dalam sel melalui

membran sel karena sifatnya yang lipofilik

2) Di dalam sel terdapat reseptor spesifik hormon lipofilik

3) Setelah berikatan, kompleks hormon-reseptor tersebut

akan berikatan dengan DNA

4) Tempat perlekatan tersebut sangat spesifik dan disebut

dengan elemen respons hormon (hormone response

element, HRE)

5) Pengikatan tersebut mengaktifkan gen spesifik di dalam sel

sasaran

6) Gen tersebut mengadung kode sintesis protein yang

dibutuhkan untuk respon sel

7) Kode tersebut diterjemahkan menjadi mRNA

8) mRNA akan keluar dari nukleus menuju ribosom bebas di

sitosol

9) Terjadi proses sintesis protein

10) Protein baru akan menghasilkan respon yang dibutuhkan

Reseptor Insulin

Salah satu reseptor tirosin kinase yang melakukan transduksi sinyal

divergen. Reseptor dimer terdiri atas subunit α dan β. Subunit β

akan saling memfosforilasi saat insulin terikat di reseptor akibat

dari aktivasi reseptor tersebut. Reseptor yang telah teraktivasi akan

mengikat protein IRS (Insulin Receptor Substrat) di mana reseptor

itu akan memfosforilasi IRS dan memungkinkan terjadi pengikatan

dengan protein-protein yang memiliki domain ~SH2. Salah satu

binding site mengikat Grb2 yang menyebabkan aktivasi RAS dan

jalur MAP kinase. Grb2 ini akan terikat pada PI-3,4,5-tris P pada

membrane plasma melalui domain PH (Pleckstrin Homology).

Dilanjutkan dengan aktivasi PI 3 kinase dan PLCγ yang juga terikat.

Gambar 2.14 Pensinyalan Hormon Lipofilik1

Catatan Kuliah SGBM


26


Reseptor insulin meneruskan sinyal lewat direct docking dengan

intermediet transduksi sinyal lainnya.

E. Transduksi Sinyal Secara Listrik1

Dalam jalur listrik dapat dibedakan menjadi dua, antara lain :

- Jalur Lokal

Jalur lokal ini menggunakan bantuan gap junction yang

telah dijelaskan pada bagian sebelumnya. Contohnya pada

otot jantung yang menggunakan gap junction untuk

memberikan pensinyalan listrik.

- Jarak Jauh1

Jarak jauh ini menggunakan cara potensial aksi. Sebelum

masuk ke mekanismenya kita harus mengetahui terlebih

dahulu istilah-istilah dalam transduksi sinyal jalur listrik

jarak jauh :

Depolarisasi1

Merupakan peristiwa penurunan potensial membran

(menjadi kurang negatif dari awal). Atau bisa dibilang

membuat potensial membran menjadi ke arah positif.

Gambar 2.15 Mekanisme Reseptor Insulin

Catatan Kuliah SGBM


27


Repolarisasi1

Peristiwa kembalinya nilai potensial membran dari

depolarisasi menuju potensial istirahat.

Hiperpolarisasi1

Peningkatan nilai potensial membran sel (menjadi

semakin negatif dari awal). Atau bisa dibilang

membuat potensial membran menjadi ke arah negatif.

Potensial Istirahat1

Merupakan kondisi di mana membran sel dalam

keadaan istirahat tidak depolarisasi maupun

hiperpolarisasi. Biasanya potensial membran sel adalah

-70 mV.

Potensial Ambang1

Merupakan suatu patokan untuk menyimpulkan

apakah potensial ini termasuk potensial aksi atau

potensial berjenjang. Jika nilai potensial membran

melewati potensial ambang, maka dianggap sedang

terjadi potensial aksi. Sementara jika tidak melewati

potensial ambang maka disebut potensial berjenjang.

Potensial ambang bernilai -50 mV.

Potensial Berjenjang1

Merupakan perubahan potensial membran yang tidak

melewati potensial ambang dan sifatnya jika semakin

kuat pemicu akan semakin kuat potensial berjenjang

yang dihasilkan. Sifat dari potensial berjenjang adalah

decremental (menurun stimulusnya semakin jauh

jaraknya).

Gambar 2.16 Potensial Berjenjang Bersifat Decremental 1

Catatan Kuliah SGBM


28


Potensial Aksi 3

Kondisi perubahan potensial membran sehingga

melewati potensial ambang. Jalur potensial aksi adalah

dengan transport ion Na+-K+. Potensial aksi bersifat

non-decremental. Hal ini terjadi di neuron (saraf) yang

dipengaruhi oleh :

1) Semakin besar diameter dari neuron semakin

cepat potensial aksi

2) Jika terdapat selubung myelin, potensial aksi akan

meloncat dari satu nodus renvier ke nodus renvier

lain (lebih cepat)

Berikut proses potensial aksi :

1) Diawali dengan potensial istirahat -70 mV

2) Kemudian karena kanal ion K+ bocor, ion K+ keluar

sel perlahan-lahan

3) Akibatnya memicu membukanya kanal ion Na+

dan menutupnya kanal ion K+

4) Selanjutnya influks Na+ ke dalam sel

mengakibatkan depolarisasi potensial membran

5) Depolarisasi berhenti sampai di angkat +30 mV

6) Nilai ini disebut potensial puncak

7) Selanjutnya, kanal ion Na+ tertutup diikuti

membukanya kanal ion K+

8) Kemudian, K+ keluar sel mengakibatkan

repolarisasi ke potensial istirahat

9) Perpindahan K+ keluar sel lebih lanjut

mengakibatkan hiperpolariasi melebihi potensial

istirahat

10) Karena itu, kanal ion K+ tertutup dan membran

kembali istirahat

Gambar 2.17

Potensial Aksi 1

Catatan Kuliah SGBM


29


F. Neuromuscular Junction1

Merupakan suatu taut antara neuron dengan otot skelet.

Berikut mekanisme dari taut neuromuskular :

1. Terjadi penyebaran potensial aksi sampai ke bagian

terminal akson

2. Hal ini memacu Ca2+ masuk ke dalam neuron melalui

synaptic knob

3. Karena masukan Ca2+ ini ke dalam kanal Ca2+ merangsang

sekresi asetilkolin oleh neuron di suatu vesikel

4. Vesikel yang mengandung asetilkolin akan tereksositosis

keluar neuron menuju reseptor di sel otot yang disebut

nicotinic acetylcholine receptors

5. Saat asetilkolin menempel pada reseptor terjadi influks Na+

dan eksfluks K+ sehingga terjadi respon seluler dari otot

6. Jika ingin menterminasi sinyal maka asetilkolin akan

dihancurkan oleh enzim asetilkolinesterase

G. Macam-Macam Sinyal

1. Sinyal Sistem Saraf

Jenis sinyal saraf antara lain neutrotransmiter (molekul

yang mengandung nitrogen dan dapat berupa asam

amino atau derivatnya seperti asetilkolin dan γ-

Gambar 2.18 Taut Neuromuskular1

Catatan Kuliah SGBM


30


aminobutirat) dan neuropeptida (peptide kecil disusun dari

4-35 asam amino yang disekresi neuron yang bekerja

sebagai neurotransmiter pada sambungan saraf atau

disekresikan ke dalam darah). Neuropeptida dapat

berperan sebagai neurohormon.

2. Sinyal Sistem Endokrin

Berikut macam-macam sinyal endokrin :

Tabel 2.2 Macam-Macam Hormon1

Sifat Hormon

Peptida

Hormon Amina

Hormon

Steroid Tiroid

Katekolamin

dan

Indolamin

Kelarutan Hidrofilik Hidrofilik Lipofilik Lipofilik

Tempat

Dibuat RE Kasar Sitosol

Kelenjar

Tiroid Intrasel

Letak

Reseptor

Permukaan

sel

Permukaan

sel Di dalam sel

Di dalam

sel

Contoh Insulin

Glukagon

Derivat

tirosin Epinefrin

Derivat

kolesterol

Berikut beberapa senyawa yang juga dapat berperan

sebagai hormone, antara lain :

Retinoid (derivat vitamin A atau retinol)

Vitamin D (derivat kolesterol)

3. Sinyal Sistem Imun

Sinyal yang membawa pesan dalam sistem imun disebut

sitokin. Sitokin ini disekresikan oleh sistem imun dengan

cara mengaktifkan transkripsi gen protein yang terlibat

dalam respon imun. Berikut kelas-kelas sitokin :

Interleukin

Tumor Necrosis Factors (TNF)

Interferon

Colony Stimulating Factors

4. Eicosanoid

Berfungsi dalam jalur parakrin dan autokrin, antara lain :

Prostaglandin

Thromboksan

Leukotrien

Berfungsi dalam respon terhadap perlukaan. Senyawa-

senyawa tersebut diturunkan dari asam arakhidonat (asam

Catatan Kuliah SGBM


31


lemak tak jenuh) dan terdapat di sel sebagai bagian dari

lipid membrane yang disebut phosphatidylcholine.

5. Growth Fators

Merupakan protein yang merangsang proliferasi sel

Contoh :

platelet yang beragregasi di tempat luka pembuluh darah

mensekresi PDGF (platelet-derived growth factor).

PDGF memicu proliferasi sel-sel otot polos didekatnya,

membentuk plak yang menutupi tempat luka.

Daftar Acuan

1. Sherwood, Lauralee. Human Physiology : From Cells to the

Systems 8th Edition. Australia: Brooks/Cole, Cengage Learning;

2012

2. Cotran, R.S., Kumar, V. Robbins, S.L. 2007. Pathology Basic of

Disease. 8th edition. Philadelphia: W.B. Saunders Company.

3. Campbell, Neil A. Biology. 9th ed. 2011

4. Murray, Robert K et al. Harper’s Ilustrated Biochemistry 29th

Edition. Toronto: McGraw-Hill Companies; 2012

Catatan Kuliah SGBM


32

C3 Jejas dan Penyembuhan Luka


Theme : Jejas dan Penyembuhan Luka

Oleh : dr. Rahmiati Sp. PA (K)

A. Pengertian Jejas dan Adaptasi Sel

Jejas merupakan segala suatu yang dapat mengganggu

homeostasis sel.1 Di mana sel yang homeostasis merupakan sel

yang sehat dan dapat melakukan segala aktivitas dengan normal.1

Jejas dapat bersifat reversible maupun irreversible : 2

1. Jejas Reversible

Kondisi bahwa jejas dapat diadaptasi oleh sel dan sel kembali

ke kondisi stabil. Adaptasi utama dari sel antara lain atrofi,

hipertrofi, hiperplasia, dan metaplasia. Berikut respon adaptasi

oleh sel setelah terkena jejas reversible :

a) Atrofi

Adaptasi sel dengan mengerutkan ukuran sel dengan

hilangnya substansi sel. Hal ini diakibatkan oleh :

- Imobilisasi akibat istirahat panjang

- Hilangnya persarafan

- Berkurangnya suplai darah

- Kurang nutrisi

- Hilangnya rangsang endokrin

- Penuaan

- Sintesis berkurang dan peningkatan katabolisme

Yang mengalami pengecilan dan pengurangan adalah

sel parenkim

Sel parenkim adalah sel yang menjalankan fungsi

tubuh

Sementara ada sel mesenkim yaitu sel yang menyusun

tubuh

Secara mikroskopik stroma terlihat bertambah padahal

tetap

Jika atrofi mengakibatkan sel parenkim berkurang

jumlahnya maka disebut atrofi numerik dan biasanya

atrofi merupakan proses patologik yang disebut atrofi

fisiologik

Bagian tubuh memang harus ada yang mengecil atau

menghilang bila tidak malah disebut kelainan seperti

kelenjar timus, ductus omphalomesentericus, dan

ductus thyroglossus

Berkut macam-macam atrofi tersajikan dalam tabel 3.1

Catatan Kuliah SGBM


33


Tabel 3.1 Macam-Macam Atrofi 2,3

No. Macam

Atrofi Penjelasan

1. Senilis Atrofi pada pasien geriatri (manula) dan

termasuk atrofi umum dan termasuk adaptasi

Disebabkan oleh :

a) Pengaruh endokrin

b) Involusi karena berkurangnya rangsang

tumbuh

c) Berkurangnya suplai darah

d) Penebalan dinding arteri (sklerosis) yang

membuat aliran darah berkurang sehingga

suplai darah berkurang juga

Akibat dari atrofi senilis :

a) Tulang mengecil dan berongga sehingga

rapuh dan mudah patah

b) Sel ganglion berkurang tetapi neuroglia

bertambah sehingga terjadi perubahan otak

dan mengakibatkan dementia senilis

Gambar 3.1 Perbedaan Otak2

A : normal

B : akibat penuaan dan kurang O2

c) Pembuluh darah otak mengalami

arteriosklerosis

2. Setempat Terjadi karena keadaan-keadaan yang tertentu

(dalam buku kurang jelas mungkin harus

ditambahkan dari sumber lain).

3. Inaktivitas Diakibatkan kelumpuhan otot (poliomyelitis)

Hal ini dikarenakan :

a) Terlalu lama istirahat (misal : bagian tubuh

yang digips dan lama tak digerakan)

b) Sumbatan (occlusio) pada saluran (misal :

saat saluran pengeluaran sekret pankreas

tersumbat, maka sel-sel asinus yang eksokrin

akan menjadi atrofi sementara sel-sel pulau

Lagerhans tetap normal)

Catatan Kuliah SGBM


34


c) Hilangnya impuls trofik (atrofi neurotrofik)

4. Desakan Disebabkan oleh tekanan terus meneru atau

dalam waktu lama terhadap suatu bagian tubuh

Misalnya :

a) Pelebaran aorta di daerah substernal karena

terkena penyakit sifilis mengakibatkan

sternum tertekan dan semakin lama semakin

menipis

b) Hydronephrosis (ginjal menjadi kantung

berisi air) karena obstruksi (penyumbatan)

ureter karena batu

c) Desakan dari tumor yang semakin besar

ukurannya kepada sel di dekatnya

5. Endokrin Disebabkan oleh berkurangnya atau terhentinya

sekresi hormon

Misalnya :

Penyakit Simmonds di mana hipofisis tidak aktif

mengakibatkan terhentinya pelepasan hormone

TSH, ACTH, dan Estrogen yang mengakibatkan

atrofi pada kelenjar gondok, kelenjar adrenal,

dan ovarium

6. Kelaparan Karena kelaparan dalam waktu lama

Seperti berpuasa dan tidak berbuka

Hal ini bisa mengakibatkan penyempitan pada

esofagus (striktura)

Makanan yang masuk akan dikeluarkan kembali

karena penyempitan esofagus ini

Selain itu harus dibedakan antara atrofi, hipoplasi,

aplasia, dan agenesis :

Atrofi : normal menjadi kecil

Hipoplasi : memang sudah kecil dari awal

Aplasi : jaringan tidak sama sekali tumbuh

dan tersisa benihnya (anlage)

Agenesis : tidak terbentuk jaringan maupun

benihnya

Untuk lebih jelas mengenai adaptasi sel, langsung

membaca ke bagian hipertropi, hiperplasi, dan

metaplasia.

b) Hipertrofi

Merupakan adaptasi sel dengan penambahan ukuran sel

dan menyebabkan penambahan ukuran organ. Dapat

diakibatkan karena peningkatan beban kerja dan dipicu

oleh faktor trofil seperti aktivasi reseptor α-adrenergik.

Catatan Kuliah SGBM


35


Contoh hipertrofi adalah pembesaran miokard karena

hipertensi sehingga otot jantung perlu meningkatkan

tenaga agar dapat memompa darah melawan resistensi.

c) Hiperplasia2

Merupakan adaptasi dengan meningkatkan jumlah sel

dalam jaringan dan bisa terjadi bersamaan dengan

hipertrofi. Contoh dari hyperplasia adalah karena rangsang

hormon estrogen sehingga terjadi proliferasi dinding

endometrium dan respon jaringan ikat pada

penyembuhan luka.

d) Metaplasia1,2

Merupakan adaptasi sel dengan mengubah struktur

jaringan dewasa menjadi jaringan dewasa lainnya.

Contohnya terjadi saat menginhalasi asap rokok yang

mengandung NO menyebabkan epitel kolumnar

bertingkat bersilia pada trakea berubah bentuk menjadi

epitel skuamosa berlapis yang bermaksud untuk

meningkatkan proteksi terhadap jejas namun malah

membuat kondisi semakin parah karena jika tidak ada silia

tersebut debris dan kontaminan akan masuk ke dalam

paru-paru.

Gambar 3.2 Hipertrofi Pada Uterus 2

Keterangan :

A : uterus hipertrofi (kiri) dan uterus normal (hipertrofi)

B : Otot polos uterus normal

C : Otot polos uterus hipertrofi

Catatan Kuliah SGBM


36


Berikut adaptasi-adaptasi lain yang selain dari adaptasi utama

di atas, antara lain :

a) Displasi3

Merupakan perubahan bentuk, besar, dan orientasi sel

dewasa dan displasi ini bersifat reversible (dapat kembali

lagi). Biasanya ukuran sel bisa lebih besar atau lebih kecil,

inti-inti sel menghilang, dan biasanya terjadi pada epitel

serta jaringan mesenkim.

b) Anaplasi2,3

Mirip displasia tetapi lebih ekstrim dan sifatnya

irreversible 3

Perubahan bentuk, ukuran, kualitas kromatin, jumlah

mitosis, dan orientasi pada sle-sel3

Sel dewasa mengalami kemunduran menjadi lebih

primitif 3

Penambahan besar sel bisa mencapai empat kali sel

normal dan menjadi sel datia (giant cell) 3

Ukuran perbandingan nukleus dan sitoplasma : 3

Sel Normal 1 : 4

Sel Anaplasi 1 : 2

Sel Datia Tumor 1 : 1

Jumlah nukleus dapat membedakan antara dua macam sel

datia, yaitu : 3

Sel Datia Tumor : nukleusnya ada 3 – 4 buah

Sel Datia Benda Asing : nukleusnya ada 30-100 buah

Sel datia benda asing dapat disebut sel datia Langhans

dan ditemukan pada penyakit tuberkulosis

Di mana yang termasuk ke dalam adaptasi suatu sel dari

lingkungannya adalah hipertrofi, atrofi, metaplasia, dan

hiperplasi.2

2. Jejas Irreversible

Merupakan jejas berat dan menetap sehingga sel mati.

Kematian sel berdasarkan polanya dapat dibedakan menjadi

dua macam yaitu nekrosis dan apoptosis.

a) Nekrosis1,2,3

Merupakan kematian sel akibat jejas irreversible. Berikut

macam-macam nekrosis :

No. Macam Nekrosis Penjelasan

1. Coagulativa Protein sel mengalami koagulasi

Catatan Kuliah SGBM


37


sehingga protoplasma terlihat

membeku mengakibatkan suplai

oksigen menurun. Secara mikroskopik

inti sel menjadi berwarna hitam gelap

(piknotik) dan sitoplasmanya

bergranula. Intinya :

Sitoplasma mencair, rangka sel tetap

2. Liquefaktif Terjadi dalam waktu cepat, diakibatkan

oleh enzim-enzim yang bersifat litik.

Nekrosis jenis ini sering terjadi pada

otak. Bakteri akan menyekresikan

enzim proteolitik dan menginfeksi

jaringan sehingga membentuk nanah

atau piogenik. Intinya :

Sitoplasma dan rangka sel mencair

3. Caseosa Disebut juga perkijuan karena

bentuknya berbutir, berlemak, dan

berwarna putih kekuningan seperti

keju. Bisa diakibatkan oleh infeksi

jamur.

4. Gangrenosa Biasanya dimulai dengan infeksi

bakteri. Kemudian sel-sel

membengkak mengakibatkan aliran

darah terganggu sehingga oksigen

tidak dapat memenuhi kebutuhan sel

dan terjadi ishkemia atau hipoksia.

Dilanjutkan dengan masuknya kuman

saprofitik. Biasanya terjadi pada

appendix dan disebut appendicitis

gangrenosa.

5. Enzimatik Biasanya karena destruksi suatu

jaringan yang dapat menyekresikan

enzim dan enzim yang dikeluarkan

terlalu banyak dan mengganggu

homeostasis.

6. Fibrinoid Terjadi pembentukan struktur seperti

fibrin pada jaringan ikat atau endotel

pembuluh darah.

7. Lemak Diakibatkan oleh pelepasan patologi

enzim panreatik sehingga terjadi

destruksi lemak

b) Apoptosis2

Merupakan suatu cara kematian sel yang telah

terprogram. Berikut langkah-langkah apoptosis : 2

Catatan Kuliah SGBM


38


1) Signaling

Beberapa hal dapat memicu apoptosis seperti :

Sinyal terprogram sejak perkembangan janin

Kurangnya growth factor

Interaksi antara protein-ligan

Sel T sitotoksik yang melepaskan granzim

Agen jejas tertentu (misal : radiasi)

Sinyal-sinyal tersebut dapat diterima oleh reseptor

pada membrane sel seperti TNF Receptor dan FAS.

2) Kontrol dan integrasi

Jalur penghubung sinyal dengan reseptor program

eksekusi akhir karena apoptosis akan melakukan

proses jalur kaskade dari satu reseptor ke reseptor lain.

Ada dua jalur luas dalam tahap ini, antara lain :

Menyalurkan sinyal secara langsung melalui

protein pencocok (adapter proteins)

Mengatur permeabilitas mitokondria oleh protein

BCL-2

Dalam hal ini, peremabilitas mitokondria

meningkat sehingga mitokondria bengkak.

Dilanjutkan dengan pengurangan produksi ATP.

Hal ini mengakibatkan pelepasan sitokrom C dari

kompleks sitokrom mitokondria menuju sitosol dan

berikatan dengan protein (misal : Apaf-1 yaitu

faktor pengaktivasi protease proapoptotik)

sehingga terjadi eksekusi sel akibat pengaktifan

protein caspace.

3) Eksekusi

Dalam eksekusi ini akan terjadi peristiwa berikut :

Pemecahan protein

Ikatan silang protein yang luas melalui aktivasi

translutaminase membentuk badan apoptotik

Pemecahan DNA

4) Pengangkatan sel mati

Fagosit akan membuang sel-sel yang mati akibat

apoptosis. Sel-sel tersebut memiliki penanda di

permukaan selnya sehingga mudah ditemukan oleh sel

fagosit.

Catatan Kuliah SGBM


39


Berikut gambar dari proses apoptosis :

c) Perbedaan antara Nekrosis dan Apoptosis

Tabel 3.2 Perbedaan Nekrosis dan

Apoptosis4,5

Perbedaan Nekrosis Apoptosis

Cara Kematian Langsung

sekelompok sel

Satu per satu sel

Kondisi

membran sel

Mengalami

kehilangan

bentuk

membran sel

Membentuk tonjolan-

tonjolan ke luar tanpa

kehilangan strukturnya

Tonisitas Sel Bengkak Lisis Mengkerut badan

apoptosis

Kondisi Lisosom Lisosom bocor Tetap memiliki lisosom

Komposisi

Kromatin

Kromatin

berkumpul dan

menumpuk

Menjadi kompak dan

membentuk suatu massa

yang padat

Peradangan Sel-sel di

dekatnya

mengalami

respon

peradangan

Sel-sel di sekitar tidak

mengalami respon

peradangan

Reaksi Imun Dimakan

makrofag

Dimakan sel tetangga dan

makrofag

Nukleus Pyknosis

Karyorrhexis

Karyolysis

Mengecil menjadi fragmen

nukleosom

Gambar 3.3 Proses Apoptosis pada Mitokondria 2

Catatan Kuliah SGBM


40


Gambar 3.4 Perbedaan Nekrosis dan Apoptosis3

Catatan Kuliah SGBM


41


B. Macam – Macam Jejas

1. Hipoksia (Deprivasi Oksigen)2

Hal ini mengakibatkan terjadi gangguan dalam respirasi aerob.

Dapat diakibatkan oleh ishkemia (terhentinya suplai darah

dalam jaringan akibat adanya gangguan pada aliran darah

arteri atau drainase vena). Perbedaan antara hipoksia dan

ishkemia dapat dilihat dari saat sebelum respirasi aerob di

mana kondisi hipoksia masih dapat melakukan respirasi seluler

tetapi tidak maksimal dan biasanya menggunakan respirasi

anaerob sementara ishkemia karena jalur darah dihambat

padahal di darah ada glukosa (substrat glikolisis)

mengakibatkan tidak terjadinya respirasi seluler. Selain

ishkemia, hipoksia disebabkan oleh oksigenasi darah yang

tidak cukup dan kemampuan pengangkutan oksigen menurun

(biasanya karena keracunan CO dan anemia). Berikut efek

biokimia yang terjadi jika terjadi ishkemia dan hipoksia :

Intinya adalah karena hipoksia akan terjadi penurunan

tegangan oksigen dan pembentukan ATP yang menurun,

sehingga berdampak pada :

Gambar 3.5 Dampak Biokimia Ishkemia dan Hipoksia2

Catatan Kuliah SGBM


42


a) Akitivitas Pompa Na+

Terjadi penurunan aktivitas pompa Na+ dependen ATP

sehingga :

Terjadi akumulasi Na+ sangat banyak di dalam sel

K+ yang keluar sangat banyak

Karena kejadian tersebut akan meningkatkan volume

sel sehingga sel bengkak secara akut akibat kondisi

isosmotik

Kondisi isosmotic ini meningkatkan penumpukan

metabolit lain yaitu fosfat anorganik, asam laktak, dan

nukleosida purin

b) Aktivitas Glikolisis Anaerob

Terjadi peningkatan glikolisis jalur anaerob karena

kurangnya oksigen sehingga :

Komposisi glikogen berkurang drastic

Akumulasi asam laktak dan fosfat anorganik akibat

pemutusan ester fosfat

Terjadi peningkatan tingkat keasaman intrasel

Penurunan oksigen dan peningkatan AMP yang

merangsang pembentukan enzim fosfofruktokinase

menjadi penyebab peningkatan aktivitas glikolisis anaerob.

Karena pH intrasel menurun disertai penurunan ATP

mengakibatkan ribosom lepas dari RE kasar yang

berdampak pada penurunan sintesis protein.

Jika ada ishkemia, tentu akan terjadi adaptasi yang mengakibatkan

terjadinya reperfusi (kembalinya aliran darah) ke bagian yang

ishkemik, tapi ternyata meningkatkan kerusakan, yaitu :

a) Aliran darah yang kembali mengandung banyak Ca2+

sehingga terjadi beberapa respon antara lain peningkatan

enzim-enzim berikut :

ATPase ATP dihidrolisi jadi ADP dan P sehingga jumlah

ATP akan menurun

Fosfolipase akan menghidrolisis fosfolipid sehingga

fosfolipid rendah

Protease akan menghidrolisis protein sehingga akan

berkurang jumlah protein

Endonkulease menyababkan perusakan kromatin

Catatan Kuliah SGBM


43


Berikut skema dalam gambar :

b) Terjadi rekruitmen sel radang yang dapat melepaskan spesies

oksigen reaktif dengan kadar tinggi

c) Mitokondria yang rusak namun hidup mereduksi oksigen tak

lengkap sehingga meningkatkan radikal bebas

Berikut penjelasan mengenai radikal bebas :

Radikal bebas merupakan senyawa yang berstruktur tanpa

memiliki pasangan elektron di kulit terluarnya (1e- valensi)

sehingga bersifat jenuh dan mampu atau cenderung berikatan

dengan zat kimia anorganik maupun organik. Berikut cara-

cara pembentukan radikal bebas di dalam sel, antara lain : 2

Reaksi Reduksi-Oksidasi

Di mitokondria, oksigen direduksi secara bertahap dengan

menambahkan 4e- membentuk air. Dalam proses ini

terbentuk spesies intermedia toksik seperti :

Superoksida (O2-)

Hidrogen peroksida (H2O2)

OH-

Gambar 3.6 Efek Reperfusi ke Jaringan Ishkemik2

Catatan Kuliah SGBM


44


Setelah itu dilanjutkan dengan membentuk radikal bebas

oleh bantuan enzim oksidase (misal : xantin osidase) dan

logam transisi (Cu2+ dan Fe3+).

Nitrat Oksida

Mediator kimia yang disintesis oleh sel dan berperan

sebagai radikal bebas atau dapat diubah menjadi spesies

nitrit yang sangat reaktif.

Penyerapan Energi Radian

Dalam hal ini yang berperan adalah sinar UV dan sinar X

yang dapat menghidrolisis air menjadi OH- dan H+ radikal

bebas.

Metabolisme Enzimatik Zat Kimia Eksogen

Misalnya karbon tetraklorida (CCl4)

Berikut reaksi yang dapat terjadi akibat radikal bebas : 2

Peroksidasi Lipid Membran

Lemak tak jenuh rentan diserang radikal bebas oksigen

sehingga menghasilkan peroksida. Praktikum Kimia

(Penentuan Bilangan Peroksida)

Fragmentasi DNA

Reaksi timin di mitokondria dan nucleus dengan radikal

bebas menyebabkan kematian sel.

Ikatan Silang Protein

Radikal bebas menyebabkan ikatan silang protein

diperantarai sulfhidril sehingga meningkatkan kecepatan

degradasi enzimatik dan fragmentasi polipeptida.

Walaupun radikal bebas mudah rusak (misal karena

penambahan air) namun tubuh tetap mempersiapkan bantuan

untuk menghancurkan radikal bebas melalui beberapa cara

enzimatik maupun non enzimatik, antara lain :

Superoksida dismutase (SOD) yang ada di mitokondria

maupun sitosol yang menjadi katalisator dalam reaksi :

2O2- + 2H H2O2 + O2

Catatan Kuliah SGBM


45


Glutation peroksidase akan melindungi sel agar tidak

mengalami jejas dengan mengatalis reaksi :

2OH- + 2GSH 2H2O + GSSG

Keterangan :

GSH : glutation tereduksi

GSSG : glutation teroksidasi

Katalase di dalam peroksisom mendegradasi peroksisom

dalam reaksi :

2H2O2 O2 + 2H2O

Radikal bebas yang terbentuk ditangkap oleh antioksidan

endogen atau eksogen (vitamin E, A, C, serta β-karoten)

Protein karier seperti transferin, ferritin, dan seruloplasmin

akan membawa Cu2+ dan Fe2+ yang dapat mengatalis

reaksi Fenton

2. Agen Fisik2

Agen fisik yang menjadi jejas dapat berupa trauma, suhu yang

terlalu tinggi ataupun rendah, radiasi, syok eletrik, perubahan

mendadap pada tekanan atmosfer, dan lain-lain.

3. Agen Penginfeksi

Agen penginfeksi dapat berupa virus, bakteri, fungi, protista,

dan cacing parasit.

4. Defek Genetik2

Karena kesalahan fungsi metabolisme dan substitusi asam

amino dapat menjadi jejas. Defek genetik bisa terlihat (misal :

down syndrome) dan bisa tidak terlihat (anemia sel sabit).

5. Ketidakseimbangan Nutrisi2

Terjadi karena kekurangan atau kelebihan nutrisi seperti

kelaparan dan obesitas.

6. Zat Kimia2

Zat kimia ini dapat berupa zat kimia endogen maupun

eksogen. Selain itu, ada zat kimia yang sebenarnya secara

Catatan Kuliah SGBM


46


internal tidak membahayakan namun akan diubah menjadi

metabolit toksik reaktif. Contohnya jika keracunan CCl4. Berikut

mekanismenya :

7. Penuaan2

Penuaan sel menyebabkan penurunan respon sel dan

perubahan pada kemampuan perbaikan dan replikasi sel

jaringan.

8. Penimbunan Metabolit

Berikut macam-macam penimbunan metabolit, antara lain :

a) Penimbunan Lemak / Perlemakan (Steatosis)2

Merupakan agregasi secara abnormal dari trigliserida di

dalam sel parenkim. Hal ini diakibatkan oleh toksin,

malnutrisi protein, diabetes melitus, obseitas, anoksia, dan

penggunaan alkohol.

b) Penimbunan Kolesterol dan Ester Kolesteril2

Makrofag terisi oleh vakuola lipid (kolesterol dan ester

kolesteril) sehingga terlihat bentuknya seperti busa. Saat

makrofag sampai di jaringan ikat subepitelial kulit atau

tendo maka akan terbentuk massa yang disebut dengan

xanthoma.

c) Penimbunan Protein2

Diakibatkan oleh sintesis protein berlebihdan dan protein

yang disajikan pada sel berlebihan. Hal ini dapat terjadi

pada sindroma nefritis dimana kebocoran filter ginjal yang

mengakibatkan albumin lolos dari proses filtrasi.

Gambar 3.7 Proses Keracunan CCl4

Catatan Kuliah SGBM


47


d) Penimbunan Glikogen2

Terjadi pada penderita diabetes melitus dan gangguan

metabolisme glukosa atau glikogen. Glikogen ini dapat

terakumulasi di epitel tubulus ginjal, miosit jantung, dan sel

β pankreas di pulau Langerhans.

e) Penimbunan Pigmen2

Pigmen dapat dibedakan menjadi pigmen endogen dan

eksogen berdasarkan asalnya, berikut penjelasannya :

Pigmen Endogen2

Lipofuscin2

Merupakan material intrasel granular kuning

kecoklatan tak mudah larut sebagai indicator

adanya kompleks protein-lipid dari radikal bebas-

peroksidasi terkatalisis pada lemak polyunsaturated

membrane subseluler.

Melanin2

Pigmen hitam coklat hasil dari melanosit di epitel

kulit yang dibentuk saat enzim tirosinase

mengatalis oksidasi tirosin menjadi dihidroksi

fenilalanin.

Hemosiderin2

Pigmen granular dari hemoglobin yang berwarna

kuning keemasan sampai coklat yang terakumulasi

di jaringan yang memiliki kelebihan zat besi di

mana terdapat pada misel feritin.

Pigmen Eksogen

Contohnya adalah karbon yang diinhalasi. Saat masuk

ke dalam saluran napas, karbon akan difagosit oleh

makrofag alveolar kemudian diangkut menuju kelenjar

getah beneing trakeobronkial regional dan terlihat

bahwa aliran kelenjar getah bening akan berwarna

hitam.

C. Radang dan Proses Regenerasi Jaringan

Radang atau inflamasi merupakan reaksi protektif dari tubuh

terhadap jejas dan jaringan yang mengalami nekrosis akibat jejas.

Inflamasi atau radang dapat dibagi dua, antara lain inflamasi akut

Catatan Kuliah SGBM


48


(radang singkat yang ditandai dengan menonjolnya eksudat dan

leukosit) dan inflamasi kronik (radang lama yang berlangsung bisa

mencapai berhari-hari sampai bertahun-tahun). Berikut penjelasan

inflamasi secara umum :

Diawali vasokontriksi sementara (hanya beberapa detik)

Kemudian terjadi vasodilatasi arteriol yang mengakibatkan

kemerahan (rubor) pada kulit

Peningkatan permeabilitas kapiler (akibat histamin dari sel

mast, selain itu juga disebabkan oleh histamine, bradykinin,

leukotrien, dll) sehingga terjadi pengeluaran cairan plasma

dan protein (diawali dari albumin kemudian globulin dan

yang terakhir fibrinogen)

Cairan yang tinggi akan protein disebut eksudat sementara

yang sedikit protein disebut transudate

Cairan ini mengakibatkan pembengkakan (edema)

Sel darah merah menjadi tinggi viskositasnya sehingga

aliran darah melambat sehingga fase ini disebut fase statis

Di saat ini, terjadi marginasi neutrofil dan monosit (akibat

sitokin yang dihasilkan oleh makrofag residen di jaringan

setelah memfagosit jejas) di endotel

Kemudian terjadi diapedesis neutrofil terlebih dahulu ke

bagian luka kemudian setelah 8-12 jam dilanjutkan

monosit yang ke jaringan luka

Monosit akan berdiferensiasi menjadi makrofag di jaringan

Pergerakan leukosit ke jejas ini disebut kemotaksis

Gambar 3.8 Inflamasi6

Catatan Kuliah SGBM


49


Berikut penjelasan lebih lanjut :

1. Inflamasi Akut

- Respon cepat terhadap jejas dengan datangnya leukosit ke

tempat jejas

- Komponen utama yang terjadi pada inflamasi akut antara

lain :

Vasodilatasi kapiler dan peningkatan permeabilitas

kapiler

Inflamasi akut akan menyebabkan bocornya endotel

yang ada pada arteriol, kapiler, maupun venula.

Berikut macam-macam penyebab kebocoran

(peningkatan permeabilitas) sel endotel :

1) Kontraksi endotel

o Dipicu oleh histamin, bradikinin, dan leukoterin

o Hanya terjadi di venula pascakapiler kecil

Gambar 3.9 Inflamasi Akut2

Catatan Kuliah SGBM


50


2) Retraksi Sel Endotel

o Terjadi reorganisasi sitoskeleton endotel sehingga

sel endotel mengalami retraksi satu sama lain

kemudian hubungan antar sel terganggu

o Terjadi karena pengeluaran sitokin oleh TNF

(Tumor Necrosis Factor) serta Interleukin 1 (IL-1)

3) Jejas Endotel Langsung

o Diakibatkan oleh cedera berat seperti infeksi atau

luka bakar

o Menyebabkan nekrosis dan lepasnya sel endotel

o Lepasnya sel endotel diikuti dengan adhesi

trombosit dan thrombosis (perbaikan pembuluh

darah)

o Terjadi di venula, kapiler, maupun arteriol

4) Jejas Endotel Bergantung Leukosit

o Diakibatkan karena akumulasi leukosit pada

jaringan

o Leukosit bisa melepaskan spesies oksigen toksin

serta enzim proteolitik

o Dua jejas itu mengakibatkan lepasnya sel endotel

o Terjadi pada venula dan kapiler pulmonalis di

mana leukositnya melekat di endotel tersebut

5) Peningkatan Transitosis

o Diakibatkan oleh VEGF (Vascular Endothelial

Growth Factor)

o Terbentuk kanal-kanal dari fusi vesikel tanpa

selubung

o Terjadi di venula

6) Kebocoran dari Pembuluh Darah Baru

o Saat angiogenesis, bakal pembuluh masih bocor

sampai ke sel endotel

o Diakibatkan karena VEGF (meningkatkan

transitosis) yang baru dikeluarkan oleh endotel

untuk membuat pembuluh darah baru

o Terjadi di tempat angiogenesis

Perpindahan leukosit dan terakumulasi di tempat jejas

Catatan Kuliah SGBM


51


o Kemotaksis ini diinduksi oleh kemokin, C5a,

leukotrien B4, dan produk bakteri

Demam (kalor) akibat IL-1, IL-6, dan TNF serta

rangsangan prostaglandin

Nyeri (dolor) akibat prostaglandin dan bradikinin

Dan akan terjadi kerusakan jaringan (fungsio laesa)

akiobat enzim lisosom, neutrofil, makrofag, metabolit

oksigen, serta nitrat oksida

Akibat dari inflamasi akut ini akan terjadi :

Pembuangan mediator kimia serta normalisasi

permeabilitas vascular

Pembentukan jaringan parut atau fibrosis

Kemajuan kea rah inflamasi kronik

2. Inflamasi Kronik

Merupakan inflamasi yang bersifat panjang bisa sampai

bertahun-tahun. Hal-hal yang terjadi di inflamasi kronik antara

lain :

Infiltrasi Sel Mononuklear

Destruksi Jaringan

Perbaikan Jaringan

Perbedaan antara inflamasi akut dan inflamasi kronik : Gam

bar 3

.10 P

erb

ed

aan In

flam

asi A

kut d

an In

flam

asi K

ronik

2

Catatan Kuliah SGBM


52


Daftar Acuan

1. Kuliah SGBM Jejas dan Penyembuhan Luka dr. Ramiati

(Bagian Patologi FKUI)

2. Cotran, R.S., Kumar, V. Robbins, S.L. 2007. Pathology Basic

of Disease. 8th edition. Philadelphia: W.B. Saunders

Company.

3. Staf Pengajar Bagian Patologi Anatomik FKUI, 1973.

Patologi, Bagian Patologi Anatomik FKUI. Jakarta

4. Gavrieli, Y., Y. Sherman, and S.A. Ben-Sasson. (1992).

Identification of Programmed Cell Death in Situ Via

Specific Labeling of Nuclear DNA Fragmentation. J. Cell

Biol. 119: 493-501

5. Thompson, H.J., R. Strange and P.J. Schedin. (1992).

Apoptosis in the Genesis and Prevention of Cancer. Cancer

Epidem. Biomarkers and Prevention 1: 597-602

6. Lauralee, Sherwood. 2016. Human Physiology From Cells

to the Systems. 9th edition. San Fransisco: Cengage

Learning.

Catatan Kuliah SGBM


53

C4 Genetic Counseling


Theme : Genetic Counseling

Oleh : DR. dr. Damayanti R. Sjarif, SpA (K)

A. Pengertian, Tujuan, dan Tempat Melakukan Genetic Counseling

Genetic counseling merupakan kegiatan berkomunikasi antara counselor dengan counselee

yang membahas mengenai masalah penyakit genetika yang bersifat langsung maupun risiko

terjadinya kelainan genetik.

Tujuan dari genetic counseling adalah untuk memberikan counselee opsi solusi terbaik agar

counselee dapat memutuskan solusi yang menurutnya paling baik tanpa intervensi dari

counselor dan tujuannya bukan untuk mengurangi atau menghilangkan kelainan genetik di

masa yang akan datang.

Genetic counseling ini dapat dilakukan di rumah counselee, di rumah sakit, di tempat

counselor bekerja, dan intinya lebih baik di tempat yang pribadi.

B. Komponen Genetic Counseling

Ada counselor yang menjelaskan (professional dalam bidang genetika yang berarti tidak

harus dokter) dan ada counselee (orang yang berkonsultasi). Counselor minimal memiliki

pendidikan genetika sekitar dua tahun.

C. Waktu Melakukan Genetic Counseling

1. Jika kepada orang tua

Dilakukan sebelum atau saat masa kehamilan (sebagai media pencegahan kelainan

genetik dari anak).

2. Jika kepada orang tua dan anaknya

Dilakukan setelah kelahiran (neonatal) sehingga fungsinya untuk mengecek kelainan

genetik dari anak.

3. Jika kepada masyarakat umum

Dilakukan kepada masyarakat yang sedang atau telah melewati masa dewasa dan ingin

menikah untuk mengecek probabilitas kelainan genetik dari keluarga masing-masing.

D. Langkah-Langkah Melakukan Genetic Counseling

1. Melakukan pemastian validitas diagnosis dengan cara :

Mencari tahu mengenai kondisi kehamilan

Mencari tahu kelainan genetik pada silsilah keluarga counselee

Melakukan analisis fisik, klinis, dan lab dari counselee

2. Menentukan faktor risiko penyakit genetik tersebut pada counselee atau keturunannya

Membuat dan menganalisis pedigree chart

Informed consent mengenai recurrence risk dengan cara harus sejelas-jelasnya

Dalam tahap informed consent, counselee akan mengalami tahapan :

Shock Marah Depresi Menerima Bekerja sama

Untuk itu biarkan counselee mengekspresikan kemarahannya, tenang, dan hargai apa

keputusan dari counselee selanjutnya

Catatan Kuliah SGBM


54

C4 Genetic Counseling

3. Informed consent mengenai diagnsosis

4. Memberikan alternatif pilihan atau solusi, berikut solusi yang dapat diberikan :

Menerima takdir saja

Membatasi jumlah anak

Preimplantation Genetic Diagnosis

Diagnosis prenatal (diagnosis prenatal dengan serangkaian tes), berikut macam-

macam tes yang dapat dilakukan untuk mengecek risiko penyakit genetik dalam

tahapan pra-natal :

1. Amniocentesis

2. Chorionic Vilus Sampling

Diagnosis neonatal yaitu dengan mengambil darah dari tumit bayi dan melakukan

screening gen

Mencari donasi gamet dari bank sperma namun ada kendala etis

Adopsi anak

5. Memberikan kesempatan kepada counselee untuk memilih

Gambar 4.1 Tes Pranatal (Campbell, Biology 9th Edition)

Catatan Kuliah SGBM


55

C5 Genetika Populasi dan Probabilitas

Genetik


Theme : Genetika Populasi dan Probabilitas Genetik

Oleh : Dr. Puji Sari, MS

A. Pengertian Genetika Populasi

Genetika populasi akan berkaitan dengan teori kemungkinan

(probabilitas). Prinsip dasar genetika yaitu ilmu yang mempelajari

penurunan karakter (trait) dari satu generasi ke generasi berikutnya. Di

mana merupakan suatu karakter mungkin dikontrol (dikode) oleh satu

gen (monogen), beberapa atau banyak gen (poligen).

Setiap karakter (fenotip) pada satu individu dikode oleh pasangan

gen (alel), masing-masing berasal dari gamet paternal dan maternal yang

bersaut pada pembentukan zigot. Alel merupakan bentuk alternatif dari

pasangan gen. Alel merupakan gen yang membawa determinan berbeda

untuk satu karakter. Pada tiap individu alel tidak berubah atau bisa

dibilang tetap sejak embrio sampai akhir hidupnya.

Populasi adalah kumpulan individu yang terdiri atas ribuan, jutaan,

dst individu yang masing-masing membawa varian genetik (alel). Maka

genetika populasi adalah cabang ilmu genetika menguraikan secara

matematis kemungkinan penyebaran gen dalam suatu populasi.

Jumlah dan proporsi alel dalam satu populasi dinyatakan dalam

frekuensi alel yang menentukan karakter populasi. Frekuensi alel dalam

populasi dapat berubah sehingga karakter populasi ikut berubah.

Perubahan frekuensi alel (gen) dalam populasi berimplikasi pada adaptasi

dan evolusi spesies pada habitat/lingkungan.

Variasi genetik (alel) yang besar berimplikasi pada kemampuan

spesies untuk bertahan (survive) terhadap perubahan waktu dan

lingkungan atau bisa disebut evolusi. Varian genetic yang kecil

menyebabkan spesies kurang dapat bertahan (less survive) terhadap

perubahan waktu dan lingkungan.

B. Variabilitas dan Frekuensi Gen (Alel)

Frekuensi setiap alel yang ada di dalam populasi mendeskripsikan

karakter populasi tersebut. Setiap gen minimal mempunyai 2 alel (HH,

Hh, hh). Variabilitas anggota populasi ditentukan atau dideterminasi oleh

komposisi alel dari gen yang diekspresikan. Populasi yang berbeda dari

spesies yang sama tidak selalu mempunyai frekuensi alel yang sama.

Hukum Hardy-Weinberg :

Populasi dalam keseimbangan, frekuensi gen dan frekuensi genotip

akan tetap dari satu generasi ke generasi berikutnya. Perpaduan 2

Catatan Kuliah SGBM


56


Genetik

konsep Hardy & Weinberg. Memprediksi frekuensi gen yang

ditransmisikan dari satu generasi ke generasi berikutnya dengan asumsi

(syarat) :

1. Populasi besar (tidak terbatas)

2. Perkawinan bebas antar anggota populasi (random mating)

3. Tidak ada ‘evolutionary forces’ yang menyebabkan perubahan

komposisi populasi antara lain mutasi, migrasi, dan seleksi

4. Ketahanan (fitness) potensi mempertahankan frekuensi alel (dalam

populasi), tergantung pada :

- Viability

Kemampuan mempertahankan diri (dari perubahan lingkungan)

- Fertility

Kemampuan bereproduksi

Apabila ketahanan anggota populasi berubah maka viabilitas dan

kapasitas reporduksi dalam populasi berubah. Hal ini mengakibatkan

karakter populasi berubah atau bisa disebut terjadi evolusi. Berikut

beberapa faktor yang memengaruhi frekuensi gen/alel :

- Mutasi

Dapat terjadi pada kromosom maupun pada basa bernitrogen.

Dapat mengakibatkan frameship mutation, non-sense mutation,

dan lain-lain.

- Migrasi

Akan terjadi aliran gen di mana masuknya populasi ke populasi

lain akan terjadi proses perkawinan.

- Seleksi

Mutasi dapat menyebabkan terekspresinya sifat (bentuk)

baru. Sifat ini dapat berimplikasi pada ketahanan anggota

populasi. Apabila ketahanan tersebut menyebabkan

perbaikan/kemajuan reproduksi sehingga alel yang dibawa akan

menjadi prevalen (dominan) di dalam populasi.

Alel tersebut terseleksi menurut teori Darwin sehingga alle

tersebut mengalami selelsi alam (natural selection) yang

mendorong terjadinya evolusi.

Hal di atas dapat mengubah fenotip sehingga proporsi alel juga

akan berubah.

Catatan Kuliah SGBM


57


Genetik

Sementara, frekuensi adalah perbandingan antara banyaknya

suatu individu dalam suatu kelas terhadap jumlah seluruh individu.

Jika frekuensi alel A dalam suatu populasi adalah p, sedangkan

frekuensi alel a adalah q, maka kombinasi sel gamet pada perkawinan

heterzigot Aa x Aa :

Frekuensi genotip yang dihasilkan pada perkawinan alel dengan

frekuensi p dan q sesudah satu generasi menurut Hardy & Weinberg:

p q

P p2 pq

q pq q2

Frekuensi gen (alel) akan tetap seimbang dari generasi ke generasi

dengan mengikuti tiga ketentuan tadi, berikut rumusnya :

(p+q)(p+q) = p2 + 2pq + q

2

Keterangan :

p2 : AA

q2 : aa

pq : Aa

Suatu populasi disebut polimorfik bila kedua alel tersebut

bersegregasi (menurut Hukum Mendel), dan frekuensi salah satu

alelnya tidak kurang dari 0,01. Prinsip Hardy-Weinberg pada gen

terangkai-X :

Jika frekuensi alel untuk normal melihat warna (C) adalah p = 0,88

; maka frekuensi alel buta warna (c) adalah q = 0,12. Distribusi

ekuilibrium frekuensi alel pada laki-laki dan wanita adalah :

Jenis Seks Genotip Frekuensi Fenotip

Pria C p = 0,88 Normal

c q = 0,12 Buta Warna

Wanita CC p2 = 0,77 Normal

Cc 2pq = 0,21 Normal

cc q2 = 0,02 Buta Warna

Prinsip Hardy-Weinberg pada Alel Berganda :

Pada golongan darah ABO dikenal ada tiga alel yaitu , yaitu IA, IB,

dan IO. Maka akan digunakan tiga variabel yaitu p, q, dan r.

Catatan Kuliah SGBM


58

C6 Biomakromolekul


Theme : Biomakromolekul Organik (Karbohidrat, Protein, dan Lipid)

Oleh : Ade Arsianti (Departemen Kimia Kedokteran FKUI)

A. Karbohidrat

- Karbohidrat merupakan polihidroksi (banyak gugus –OH) keton atau aldehid

- Senyawa besar yang jika dihidrolisis dapat menghasilkan polihidroksi aldehid atau keton

(misalnya : Polisakarida seperti Kanji atau Amilum)

- Memiliki rumus empiris : CH2nO

- Tipe-tipe karbohidrat berdasarkan unit gula penyusun :

Monosakarida

Terdiri dari satu gugus gula contohnya : glukosa, fruktosa, galaktosa. Dapat

diklasifikasikan menjadi tiga macam :

1. Berdasarkan konfigurasi atom C kiral (C asimetris atau stereosenter) yang

mengikat empat substituent yang berbeda yang terjauh dari gugus karbonil. Jika

ada tulisan D-glukosa dan L-glukosa menunjukan konfigurasi atom C kiralnya.

Contoh :

2. Berdasarkan gugus fungsi aldosa dan ketosa

Tergantung gugus fungsi yang dimiliki :

Ketosa (C=O) biasanya ada di C nomor 2

a) Fruktosa

Merupakan ketoheksosa

Bersifat memutar cahaya polarisasi ke kiri maka disebut levulosa

Rasanya manis

Dibuktikan dengan pereaksi Seliwanoff karena termasuk gula ketosa

Aldosa (>CHO) biasanya ada di C nomor 1

a) Glukosa

Termasuk aldoheksosa dan dekstrosa (memutar cahaya terpolarisasi ke

arah kanan)

Terdapat di buah-buahan dan madu lebah

Kadar normal dalam darah antara 70-100 mg per 100 mL darah

Penderita diabetes mellitus akan memiliki kadar glukosa dalam darah

lebih dari 130 mg per mL darah

Catatan Kuliah SGBM


59

C6 Biomakromolekul

Dapat dijadikan sirup berviskositas tinggi dengan melakukan proses

hidrolisis dengan asam

b) Galaktosa

Terdapat bebas di alam

Rasanya kurang manis dibanding glukosa

Sukar larut dalam air

Memutar bidang cahaya terpolarisasi ke kanan

Reaksi :

[O]

Galaktosa Asam Musat

[HNO3]

Sifat asam musat ini sulit larut dalam air dibanding dengan asam

sakarat

Asam sakarat merupakan hasil oksidasi dari glukosa

3. Berdasasrkan jumlah karbon yang menyusun

o Triosa : 3 atom C penyusun

o Tetrosa : 4 atom C penyusun

o Pentosa : 5 atom C penyusun

o Heksosa : 6 atom C penyusun

Gambar 5.1 Aldosa dan Ketosa2

Catatan Kuliah SGBM


60

C6 Biomakromolekul

Klasifikasi 2 dan 3 sering digabungkan misalnya : ketoheksosa, aldoheksosa.

Aldoheksosa yang sering ditemukan adalah D-glukosa, D-manosa, dan D-

galaktosa yang merupakan isomer fungsi karena memiliki rumus sama hanya

berbeda tempat pelekatan –OH.

Macam-macam isomer :

1. Epimer : hanya berbeda pada salah satu konfigurasi yang diikat atom C kiral

Contoh : D-Glukosa dengan D-Manosa

2. Diasterioisomer : berbeda pada dua konfigurasi yang diikat atom C kiral

Contoh : D-Manosa dengan D-Galaktosa

3. Enantiomer : berbeda semua konfigurasi yang diikat atom C kiral

Contoh : L-Glukosa dengan D-Glukosa

Catatan Kuliah SGBM


61

C6 Biomakromolekul

Golongan aldopentosa merupakan gula memiliki lima C dan bergugus fungsi aldehid.

Contohnya : D-2-deoksiribosa, D-Arabinosa, D-Xilosa (gula kayu pada tunas tumbuh-

tumbuhan), D-ribosa dan D-Liksose . Arabinosa merupakan salah satu monosakarida yang

merupakan komponen biopolimer seperti hemiselulosa dan pektin.

Berikut beberapa cara penulisan struktur glukosa :

1. Struktur Rantai (Fischer Projection)

2. Struktur Siklis (Haworth Projection)

3. Chair Conformation dan Boat

Berikut cara-caranya :

Karbonil mengalami polarisasi di C nomor 1, perbedaan muatan di mana elekteron

akan lebih mengikat Oksigen dan Oksigen bermuatan parsial negatif dibanding

karbon yang bermuatan parsial positif

Ikatan antara C dan –OH juga mengalami polarisasi di mana O memiliki muatan

parsial negatif dibanding H yang bermuatan parsial positif

Reaksi terjadi antara H dari gugus C paling jauh dari gugus karbonil dengan O di

gugus karbonil membentuk –OH yang disebut siklisasi intramolekular

Kemudian C pada gugus karbonil menjadi C kiral dan disebut karbon anomer

sementara –OH yang berikatan pada C kiral disebut OH laktol, dan OH yang tidak

mengikat pada karbon anomer disebut OH alkohol biasa

Nama Struktur Siklis : α-D-Glukopiranosa

Kemudian, akan membentuk siklik dengan 5 atom C dan 1 atom O yang disebut piran

Tuliskan nomor atom sesuai dengan proyeksi Fishcer di mana atom O diapit oleh

atom C1 dan atom C2 sehingga di bagian antara O adalah C1 dan C2

Selanjutnya menuliskan atom yang diikat di mana jika di Fischer Projection ada di kiri

maka dituliskan di atas, sementara yang ada di kanan dituliskan di bawah

Jika ingin membentuk struktur α maka gugus OH laktol harus berseberangan dengan

gugus C6

Untuk membentuk struktur beta maka gugus OH laktol harus sama letaknya dengan

gugus C6 di mana jika C6 di atas maka OH laktol di atas

Kemudian jika ingin membentuk struktur L maka harus menuliskan C6 di bawah

Catatan Kuliah SGBM


62

C6 Biomakromolekul

Selanjutnya jika ingin membuat chair conformation di mana seolah-olah atom C4

ditarik ke atas sementara atom C1 seolah-olah ditarik ke bawah

Jika ikatan yang tegak lurus disebut aksial dan yang miring disebut ekuatorial

Sehingga jika diproyeksikan menjadi chair conformation menjadi :

Chair conformation akan lebih stabil dibanding boat karena jika boat antar gugus -H

dalam satu line sehingga akan terjadi tolak-menolak yang membuat struktur tidak

stabil

Alasan disebut chair conformation :

Jika dalam struktur gula terdapat memiliki –OH laktol maka disebut gula pereduksi

Siklisasi D-Fruktosa :

Dilakukan biasanya pada gula keton. Di mana terjadi reaksi oksigen di C2 dengan

hidrogen di C5 dan membentuk rangka furan di mana –OH laktol berada di C2

Dari struktur ikatan piranosa dengan furanosa yang lebih stabil adalah piranosa karena

memiliki lingkar lima

Catatan Kuliah SGBM


63

C6 Biomakromolekul

Glukosa anomer jika dapat mengalami mutarotasi yaitu perubahan dari α menjadi β.

Jika didiamkan dalam larutan air dapat terbentuk menjadi rantai terbuka maupun

tertutup. Dapat dilihat dari nilai putaran optis :

1. α-Anomer : 112,20

2. β-Anomer : 18,70

3. Rantai Tertutup : 52,50

Disakarida

Terdiri dari dua gugus gula contohnya : sukrosa, laktosa, dan maltosa. Dibentuk

dengan adanya ikatan glikosidik sehingga melepaskan air. Berikut macam-macamnya :

1. OH Laktol dan OH Alkohol

Antara –OH laktol di C1 dengan –OH alkohol di C4, penamaannya akan

menggunakan gula yang memiliki –OH laktol menjadi induk dan –OH alkohol

menjadi subtituen dan ditambahkan akhiran –il.

2. OH Laktol dan OH Laktol

Antara –OH laktol dan –OH laktol sehingga disakarida tidak memiliki –OH laktol

lagi dan mengakibatkan menjadi gula tidak pereduksi dan contohnya sukrosa.

Untuk penamaan IUPAC yang menjadi induk dan substituen bebas dan jika yang

substituen harus ditambahkan akhiran –il.

Berikut penjelasan masing-masing disakarida :

1. Laktosa

o Disebut gula susu

o Disusun dari D-galaktosa dan D-glukosa

o Berikatan glikosidik di β-1,4-glikosidik (C1 pada galaktosa dan C4 pada glukosa)

o Memiliki –OH laktol bebas sehingga memiliki sifat mereduksi dan mutarotasi

o Mengkristal dalam bentuk α

o Jika dihidrolisis kemudian dipanaskan dengan HNO3 akan menghasilkan asam

musat

2. Sukrosa

o Gula non pereduksi

o Dapat membalikan putaran optis jika dihidrolisis dan menghasilkan glukosa

dan fruktosa

Oligosakarida

Terdiri dari 2 – 4 monosakarida atau dapat disebut disakarida, trisakarida dan

tetrasakarida. Yang paling banyak ditemukan adalah disakarida. Berikut macam-

macam oligosakarida selain disakarida :

Catatan Kuliah SGBM


64

C6 Biomakromolekul

1. Rafinosa

Merupakan trisakarida yang disusun oleh : galaktosa – glukosa – fruktosa. Di mana

antara galaktosa dan glukosa terhubung dalam ikatan 1,6 dan sementara pada

glukosa dan fruktosa berikatan pada ikatan 1,2.

2. Stakiosa

Merupakan tetrasakarida yang jika dihidrolisis akan menghasilkan :

o 2 molekul galaktosa

o 1 molekul glukosa

o 1 molekul fruktosa

Stakiosa ini tidak memiliki sifat yang mereduksi. Gabungan dari dua galaktosa dan

satu glukosa akan menghasilkan manotriosa.

Polisakarida

Terdiri dari banyak gugus gula. Contohnya : amilum, glikogen, kitin. Sudah tidak

memiliki gugus fungsi aldehid maupun keton. Dalam tumbuhan polisakarida yang

tersedia adalah amilosa (tidak bercabang dan bentuknya spiral dengan ikatan

glikosida α-1,4’) sementara amilopektin (bercabang dan lurus dengan ikatan glikosida

α-1,4’ dan pada percabangannya α -1,6’).

Jika direaksikan dengan iodin amilosa akan berubah menjadi biru dan amilopektin

menjadi ungu kemerahan. Enzim amilase hanya bisa memutus ikatan α-1,4 tapi α-1,6

tidak dapat diputus oleh enzim amliase.

Contoh lainnya adalah glikogen yang memiliki percabangan lebih banyak

dibanding amilopektin. Kemudian, selulosa merupakan homopolisakarida di mana

ikatannya berbeda dengan amilosa. Selulosa disusun oleh ikatan glikosidik β-1,4

sehingga tidak dapat dicerna manusia. Selulosa menyusun dinding sel tumbuhan. Dan

yang terakhir adalah kitin yang termasuk heteropolisakarida karena jika dihidrolisis

akan dihasilkan glukosa dan asetilamin. Banyak terdapat di eksoskeleton arthropoda

dan dinding sel jamur. Fungsinya digunakan untuk membuat benang operasi.

Catatan Kuliah SGBM


65

C6 Biomakromolekul

- Fungsi karbohidrat :

1. Sumber energi pada hewan dan tumbuhan

2. Sumber karbon untuk metabolisme

3. Simpanan energi

4. Elemen struktur dari sel dan jaringan

B. Protein

- Polimer dari asam alfa amino yang disusun dari gugus karboksil dan gugus amina

- Karbon yang mengikat disebut karbon alpha

- Asam amino yang ada ada 300 jenis tapi hanya 20 yang menyusun protein dan

dikategorikan menjadi asam amino essensial dan non-essensial

- Dibedakan menjadi rantai samping asam atau basa, asam jika memiliki gugus karbonil di

gugus sampingnya, sementara basa jika memiliki gugus amina di rantai sampingnya

- Kemudian ada rantai samping yang polar tapi tidak bermuatan

- Memiliki atom C kira (C asimetris)

- Penentuan D dan L adalah posisi dari gugus amina (-NH2) jika amina di kiri disebut L-asam

amino sementara jika di kanan disebut D-asam amino

- Dapat ditemukan dalam ion zwitter (ion dipolar) yaitu memiliki kutub negatif maupun

positif dalam satu struktur

- Dalam keaadan isoelektrik (sama muatan listriknya) maka muatan total = 0

- Jika ditambahkan H+ maka H+ diikat karbonil dan membentuk COOH tapi saat

ditambahkan OH-, OH- akan mengikat H+ dari amonium yang ada di rantai samping

- Protein dibentuk dari ikatan peptida (antara gugus kaborksil dengan gugus amina)

sehingga asam amino – asam amino dapat berikatan

- Struktur protein dibedakan menjadi :

1. Primer

Rantai lurus saja.

2. Sekunder

Bentuknya bisa α-heliks, β-sheet dan loops (coils) dan distabilkan oleh ikatan Hidrogen.

Contohnya : keratin pada rambut dan tidak larut dalam air.

Catatan Kuliah SGBM


66

C6 Biomakromolekul

3. Tersier

Bentuknya globular melipat dan distabilkan dengan ikatan kovalen seperti ikatan

disulfida dan reaksi hidrofilik dan hifrofobik. Dapat larut dalam air. Contoh : telur

4. Kuartener

Gabungan dari dua macam polipeptida yang berstruktur tersier. Contohnya :

hemoglobin

- Fungsi protein :

1. Katalisator

2. Transpor zat

3. Menyimpan energi

4. Struktur penyokong

5. Proteksi

6. Regulasi dan komunikasi

7. Transmisi impuls saraf

- Yang dapat mengalami denaturasi adalah struktur non-primer dan diakibatkan oleh :

Panas

Kocokan

Detergen

Ion logam berat

Asam kuat dan basa kuat

C. Lipid

- Senyawa yang tidak larut dalam pelarut polar (air)

- Larut dalam pelarut non-polar (kloroform dan eter)

- Contohnya : minyak dan lemak

- Fungsi :

1. Membangun struktur membran sel (fosfolipid)

2. Sumber energi

3. Menyimpan energi (trigliaserida)

4. Hormon

5. Vitamin

6. Pengemulsi

7. Proteksi

- Berikut penjelasan asam lemak :

a. merupakan asam monokarboksilik

b. dapat dibedakan menjadi jenuh dan tak jenuh

c. jenuh : tidak memiliki ikatan rangkap

Catatan Kuliah SGBM


67

C6 Biomakromolekul

d. tidak jenuh : memiliki ikatan rangkap

Tidak jenuh ini dapat dibedakan menjadi monosaturated fatty acid dan polysaturated

fatty acid

e. Asam lemak juga dibedakan menjadi tiga macam berdasarkan biosintesisnya :

o Rantai Panjang : 12 – 26 karbon

o Rantai Sedang : 6 – 10 karbon

o Rantai Pendek : 4 -6 karbon

f. Ikatan rangkap pada asam lemak biasanya pada bentuk cis

g. Jumlah karbon yang lebih banyak di alam berjumlah genap

h. Yang rangkap rentan akan oksidasi jika terjadi oksidasi maka harus diberikan

antioksidan untuk mencegah proses oksidasi

- Perbedaan lemak dan minyak :

Lemak Minyak

Padat Cair

Dari hewan Dari Tumbuhan

Dibentuk dari asam lemak jenuh Dibentuk dari asam lemak tidak jenuh

Titik didih dan leleh lebih tinggi Titik didih dan leleh lebih rendah

- Reaksi Oksidasi lemak mengakibatkan kualitas minyak buruk

- Reaksi Hidrogenasi lemak dapat mengakibatkan ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal

atau dari minyak menjadi padat sehingga mengakibatkan rantai cis berubah jadi trans

yang berbahaya bagi tubuh. Asam lemak trans berbahaya karena tubuh hanya bisa

mencerna yang asam lemak cis. Lemak trans dianggap asing bagi tubuh.

- Berikut struktur fosfolipid :

Disusun oleh dua asam lemak dan gliserol

Posisi ketiga yang biasanya diisi lemak ternyata diisi oleh posphat

Jika bergabung dengan inositol maka dinamakan Phospatidyl inositol

Sementara jika bergabung dengan kolin maka dinamakan Posphatidyl choline (lesitine)

Bagian ekornya hidrofobik dan bagian kepala hidrofilik

Terdapat pada membran sel

- Sfingolipid memiliki rangka utama yang disebut spingosin yang di bagian gugus aminanya

dapat mengikat asam lemak sehingga membentuk sfingolipid dan dapat membentuk

Catatan Kuliah SGBM


68

C6 Biomakromolekul

struktur saraf yang disebut sfingomielin atau juga bisa berikatan degan polisakarida

membentuk serebrosida yang menyusun pada cerebrum

- Kolesterol termasuk lipid dan bersifat amfipatik karena memiliki gugus hidrofobik dan

hidrofilik (-OH). Merupakan senyawa pembangun asam empedu. Asam empedu untuk

mengemulsikan lemak. Dapat memecah lipid dari struktur besar jadi struktur kecil. Dan

asam empedu juga mencegah penumpukan kolesterol pada arteri (mencegah

aterosklerosis)

- Kemudian asam lemak dapat menyusun omega-3 yaitu dari golongan asam α-linoleat

dan EPA

Catatan Kuliah SGBM


69

C7 Interaksi Protein-Ligan


Theme : Interaksi Protein-Ligan

Oleh : Prof. Dr. Moh. Sadikin D.Sc

A. Pendahuluan

Biomolekul merupakan senyawa kimia yang berperan dalam

proses kehidupan. Dapat dibagi berdasarkan ukuran, antara lain :

air dan elekrolit : air menyusun tubuh sebanyak lebih dari 60%

berat makhluk hidup. Biomikromolekul merupakan senyawa

organik yang berat molekulnya kurang dari 10 kD sementara

biomakromolekul merupakan senyawa organik dengan berat

molekul lebih dari 10 kD.

Biomikromolekul biasanya akan dibuang oleh tubuh seperti

contohnya urea, asam urat, dan kreatinin. Sementara

biomakromolekul merupakan bahan penyusun utama sel. Sel

berbentuk secara histologi karena dibentuk oleh biomakromolekul.

Selain itu biomakromolekul melaksanakan fungsi kehidupan.

B. Biomakromolekul

Secara biokimia biomakromolekul dapat dibedakan menjadi

empat kelompok, antara lain :

1. Protein

2. Asam nukleat

3. Polisakarida

4. Lipid

Dalam kuliah ini akan lebih membahas mengenai protein.

C. Protein

1. Ciri-Ciri Protein :

Bersifat makromolekul (Berat molekul > 10.000)

Disusun oleh asam amino – asam amino

Ada 20 asam amino yang berkombinasi dalam jumlah

berbeda

Protein bukan sekedar polimer asam amino melainkan

heteropolimer

Heteropolimer berarti disusun oleh berbagai macam

ragam protein berdasarkan jumlah dan urutan asam

amino

Jumlah dan urutan asam amino ditentukan oleh gen

Asam amino-asam amino satu sama lain diikatkan dengan

ikatan peptida (ikatan kovalen)

Catatan Kuliah SGBM


70


Merupakan molekul terbanyak kedua dalam sel atau

organisme setelah air

Protein merupakan 60% berat kering dari sel atau

organisme

Maka protein memiliki peran sangat penting untuk

kelangsungan hidup dan menjalankan fungsi hidup

2. Protein Biomolekul Terbanyak

Asal nama protein adalah proteos sebagai yang terbanyak

jumlahnya. Merupakan biomakromolekul yang paling

berperan besar dalam fungsi hidup manusia secara praktis

untuk tiap satu fungsi hidup paling sedikit ada satu jenis

molekul protein.

D. Macam-Macam Protein

Protein dapat berperan sebaga antiapoptosis dan

proapoptosis maka jenis dan struktur tiap jenis molekul protein

berbeda. Fungsi biologis protein didukung oleh struktur molekul

yang tiga dimensi. Tiap jenis protein punya struktur tiga dimensi

tertentu. Tiap jenis protein memiliki 20 asam amino dan jumlah

mol tiap asam amino dari satu jenis protein tetap. Posisi tiap asam

amino dalam urutan suatu protein tetap. Kepastian tersebut

ditentukan oleh gen.

E. Mekanisme Kerja Protein

Fungsi Protein :

1. Pendukung sel (sekilas pasif)

2. Pelaksana berbagai fungsi

Untuk mendukung dua fungsi tersebut, protein harus berinteraksi

dengan molekul lain secara individual. Molekul lain antara lain

sesama protein yang sama atau beda dan non-protein. Molekul

non-protein yang dapat memenuhi syarat untuk berikatan secara

spesifik dengan protein disebut ligan. Interaksi molekul dapat

dibedakan menjadi dua macam :

Reaksi kimia yang dapat ditulis dalam suatu reaksi kimia dan dapat

dihitung (kuantitatif)

Protein + Ligan Kompleks Protein-Ligan

P + L PL

Persamaan di atas sangat sederhana namun sangat

penting karena sekali kompleks PL terbentuk maka akan terjadi

efek biologis (pada tingkat sel) dan efek fisiologis. Contoh

Catatan Kuliah SGBM


71


protein yang dapat bereaksi (P) adalah enzim (mengikat

substrat), hemoglobin (mengikat oksigen), reseptor (mengikat

hormon, neuromediator, sitokin, obat), antibiotik (mengikat

antigen), transporter (mengikat ligan) contohnya lemak ingin

dibawa dalam darah maka perlu adanya lipoprotein, contoh

lain adalah besi (oksidator kuat) berbahaya di dalam darah

maka perlu transferin untuk membawa besi tersebut, dan

faktor transkripsi (mengikat DNA promoter, dll).

Persamaan di atas dapat diukur secara kuantitatif

dengan hokum kegiatan massa (law of mass action) :

Keseimbangan reaksi dapat dinyatakan sebagai hasil kali

produk yang telah dipangkatkan dengan koefisiennya dibagi

dengan hasil kali reaktan yang masing-masing juga telah

dipangkatkan dengan koefisiennya.

Secara umum persamaan ketetapan keseimbangan :

mA + nB pC + qD

KA = [A]m [B]n / [C]p[D]q

KD = [C]p[D]q / [A]m [B]n

Pada enzim nilai KD disebut sebagai KM (tetapan atau

konstanta Michaelis-Menten). Afinitas suatu P terhadap suatu L

dan sebaliknya dapat menerangkan fungsi atau peran

boiologis dari P tersebut, Contoh (L dengan 2 P berbeda)

glukosa dengan enzim heksokinase dan enzim glikokinase.

Afinitas protein kepada ligan dapat dihitung dengan

membandingkan nilai KD semakin besar KD maka semakin

besar afinitas.

Arti metabolisme :

Heksokinase bagian dari rangkaian enzim glikolisis dan

jalur metabolism ini harus berjalan tiap saat dalam keadaan

apapun untuk memasok energi. Sementara glukokinase

bagian dari rangkaian enzim untuk menyintesis glikogen.

Pembentukan kompleks PL langkah pertama yang

penting dalam efek biologis/fisiologis/farmakologis misal :

1. PL sebagai ES reaksin enzimatik perubahan substrat

produk

2. PL sebagai Ab-Ag eliminasi benda asing (Ag)

3. PL sebagai Hb-O2 transportasi O2 dalam jumlah banyak

4. PL sebagai FT-Prmt ekspresi gen

5. PL sebagai Ac-Myo kontraksi otot

Catatan Kuliah SGBM


72


Keterangan singkatan Prof Sadikin :

PL = Protein-Ligan ; Ab-Ag = Antibodi-Antigen ; Hb-O2 =

hemoglobin-oksigen ; FT-Prmt = Faktor Transkripsi–Promotor ;

Ac-Myo = kontraksi otot

Sel darah merah mengandung beberapa hemoglobin selain

itu, ada berbagai jaringan yang memiliki Hb ekstraeritrosit :

1. Mioglobin : otot lurik (rangka dan jantung)

2. Neuroglobin : sel-sel saraf

3. Sitoglobin (Cygb) : di jaringan lain

Afinitas Hb ekstraeritrosit terhadap oksigen akan lebih tinggi

dibanding afinitas hemoglobin sel darah merah. Ketika sel

darah merah sampai di kapiler kecil dan ruang sinusoid akan

terjadi kontak sangat dekat antara jaringan dengan sel darah

merah. Karena afinitas myoglobin, neuroglobin, dan sitoglobin

lebih tinggi maka oksigen akan ditarik oleh Hb ekstraeritrosit..

F. Bilangan Pergantian (Turnover Number)

- Konsep lain yang juga menjelaskan biologi dan fisiologi

protein

- Jumlah mol L yang dapat diikat oleh satu molekul P per satuan

waktu

- Jika jumlah mol L untuk saturasi atau penjenuhan P seluruhnya

menjadi PL per satuan waktu

- Bekerja secara kaskade dari beberapa P berbeda

Catatan Kuliah SGBM


73

C8 Lysosomal Storage Disorders


Theme : Lysosomal Storage Disorders

Oleh : DR. dr. Damayanti Rusli Sjarif, Sp.A (K)

A. Pendahuluan

Di dalam sel terdapat sel organel dan sel inklusi di mana di sel organel memiliki organela

bermembran dan organel tak bermembran. Organel dapat berkontribusi dalam penyakit karena

organela tersebut mengalami kegagalan fungsi atau karena ada faktor luar sehingga organela

tidak berfungsi. Berikut beberapa penyakit akibat kerusakan organela :

1. Kerusakan golgi : Alzheimer, sindrom CDG

2. Kerusakan Nuclear envelope : progeria, ED muscular distrofi

3. Lisosom : autoimune digesty dan LSD

4. Ribosom : Ribosompathies

B. Lisosom

Ditemukan oleh Chrsitian de Duve lewat hati tikus. Bentuknya bulat dengan dua lapisan

dinding yang diisi oleh enzim hidrolitik sebanyak 40 macam yang bekerja dengan pH 5 dengan

fungsi untuk metabolisme lemak, protein, karbohidrat, purin, dan pirimidin.

Sel bekerja dalam pH netral namun lisosom memiliki enzim hidrolitik yang memiliki pH 5,

maka jika membran lisosom bocor belum tentu sel akan terhidrolisis. Karena jika secara akut

enzim hidrolitik tidak aktif sementara jika secara kronik akan terjadi hidrolisis sel karena pH

intrasel akan tertitrasi oleh pH lisosom.

Jika makanan telah didegradasi menjadi monomernya baru makanan dapat masuk ke dalam

sel. Masuknya makanan secara endositosis dan kemudian membentuk food vacuole dan

akhirnya berfusi dengan lisosom. Kemudian terjadilah hidrolisis makanan tersebut oleh enzim

hidrolisis yang dimiliki lisosom.

Di dalam RE kasar terjadi glikosilasi protein untuk menjadi penanda ke mana protein ini akan

ditransfer. Selanjutnya, terjadi fosforilasi manosa membentuk manosa-6-phospat. Selanjutnya

di akhir saat ingin dilepas terjadi penempelan protein tersebut ke sebuah reseptor yang disebut

M-6-P Receptor. Selanjutya clathrin-coated vesicle bergerak di sitosol dilanjutkan dengan

pelepasan klatrin selanjutnya pelepasan reseptor yang akan kembali ke RE kasar dan ke

membran sel. Protein tersebut berfusi ke dalam lisosom dan menjadi enzim hidrolitik. Kemudian,

protein yang tidak ditandai akan disekresi keluar sel, namun dapat kembali lagi ke dalam sel

dan membentuk enzim lisosom kembali.

Kerja lisosom ada tiga yaitu endositosis, fagositosis, dan autofagi. Endositosis menangkap

small substrat dengan bentuk cair. Semetara fagositosis menangkap subtrat yang lebih besar.

Sedangkan untuk autofagi merupakan fagositosis kepada organel intrasel sendiri.

Catatan Kuliah SGBM


74


Gambar 8.1 Mekanisme Pembentukan Enzim Lisosomal1

Catatan Kuliah SGBM


75


C. Lysosomal Storage Disorders

Merupakan penyakit yang diturunkan secara autosomal resesif dengan prevalensi 1 anak

mengidap LSD dari 5000 sampai 8000 kelahiran. Diklasifikasikan menjadi dua macam

berdasarkan penyebabnya :

1. Enzimatik

- Tidak memiliki enzim hidrolisis

Defek metabolisme glikosaminoglikan (GAG)

Defek degradasi glikan dari glikoprotein

Defek degradasi glikogen

Defek degradasi komponen sfingolipid

Defek degradasi polipeptida

Defek degradasi atau transpor kolesterol, kolesterol ester, dan kompleks lipid lain

- Tidak memiliki M6PR (lebih parah dibanding tidak memiliki enzim)

Hal ini mengakibatkan ketidakmampuan membentuk enzim hidrolitik lisosom

sementara jika defek enzim hanya tidak bisa atau tidak punya beberapa enzim hidrolitik

tetapi jika tidak memiliki M6PR (Manosa 6-Fosfat Receptor) mengakibatkan semua

enzim hidrolitik lisosom tidak bisa dibentuk.

2. Non-Enzimatik

- Defek pada transpor zat karena ketiadaan protein transpor

Suatu tipe dari penyakit LSD tergantung dari substrat yang menumpuk pada sel.

D. Patogenesis LSD

Bayi yang mengidap LSD lahir dengan normal tapi selama berjalan waktu saat makan tidak

terjadi metabolisme makanan sehingga terjadi penumpukan metabolit dan mengakibatkan

terjadinya pembengkakan sel. Akumulasinya akan menyebabkan :

1. Respon inflamasi

2. Abnormal lipid traffic

3. Dll.

Berikut gejala klinisnya :

1. Coarse facial features

2. Visceromegali (organomegali)

3. Hernia umbilicalis (pembesaran dan keluarnya bagian pusar)

4. Macula cherryweb

5. Pembengkakan tulang tapi bagian ujungnya runcing dan dindingnya tipis

6. Gejala paru

7. Angiokeratoma (kulit kebiruan karena neoplasma di pembuluh darah kulit

8. Corneal clouding (pembengkakan pada kornea)

9. Joint deformities

Catatan Kuliah SGBM


76


Berikut gambar-gambar gejala klinis yang dialami oleh penderita LSD (Lysosomal Storage

Disoreders) :

Gambar 8.2 Coarse facial features

Gambar 8.3 Corneal clouding

Gambar 8.4 Angiokeratoma Gambar 8.5 Visceromegaly

Gambar 8.6 Joint deformities Gambar 8.7 Pembengkakan Tulang

Catatan Kuliah SGBM


77


Sel yang jelas dalam pengamatan LSD adalah histiosit. Bentuknya bermacam-macam ada yang

disebut gaucher, MPS I, sea-blue histiocytes, dan lain-lain. Jika ada simptom maka harus

dilakukan langkah-langkah berikut :

1. Melihat gambaran unik

2. Tunjukan kepada genetis atau metabolis spesialis

E. Macam-Macam Lysosomal Storage Disorders

Berikut macam-macam penyakit yang disebabkan penumpukan substrat pada lisosom yang

dinamakan berdasarkan jenis substrat yang menumpuk :

Tabel 8.1 Macam-Macam LSD1

Penyakit Defisiensi Enzim Metabolit yang

Menumpuk

Glikogenosis :

Tipe II (Penyakit Pompe)

Glukosidase lisosom

Glikogen

Sfingolipidosis :

GM1 (gangliosidosis)

GM2 (gangliosidosis)

penyakit Tay Sachs

GM1 gangliosida (β-galaktosidase)

Hekosamindase A Subunit-α

Gangliosida GM1

Gangliosida GM2

Sulfatidosis :

Penyakit Gaucher

Penyakit Niemann-Pick,

tipe A dan B

Glukoserebrosidase

Sfingomeinase

Glukoserebrosida

Sfingomielin

Mukopolisakaridosis :

MPS I H (Hurler)

MPS II (Hunter) (reses

terkait-X)

L-Iduronidase

L-Iduronosulfat sulfatase

Heparan Sulfat

Dermatan Sulfat

Heparan Sulfat

Dermatan Sulfat

Glikoproteinosis Enzim yang berperan dalam

penguraian rantai samping

oligosakarida pada beberapa

glikoprotein

Beberapa tergantung

pada enzim spesifik

Berikut penjelasan lebih detil :

1. Gangliosidosis GM2 (Penyakit Tay-Sachs)1

Seperti pada dasarnya sfingolipid merupakan lipid yang menyusun selubung mielin.

Maka gangliosidosis merupakan penumpukan sfingolipid pada sistem saraf dan paling

banyak terjadi di otak. Hal ini terjadi karena adanya mutasi dan defisiensi dari subunit α

pada enzim heksosaminidase A di mana enzim ini penting dalam menguraikan GM2.

Penimbunan GM2 terjadi di dalam neuron, silinder akson saraf, dan sel glia di seluruh sistem

saraf.

Catatan Kuliah SGBM


78


Faktanya penyakit ini paling banyak didapat dari gen heterozigot yang dimiliki oleh

orang keturunan Yahudi Ashkenazi di mana diperkirakan dalam 30 populasi ada 1 orang

yang membawa gennya. Heterozigot dapat dideteksi dengan melihat kadar

heksoaminidase di dalam serum atau dengan analisis DNA. Seseorang yang mengidap

penyakit Tay-Sachs ini akan mengalami kebutaan, disfungsi saraf berat, retardasi mental,

dan kematian dalam 2-3 tahun pasca kelahiran.

2. Penyakit Niemann-Pick1

Penyakit ini dibedakan berdasarkan kriteria biokimiawi dan molekuler antara lain :

a) Tipe A dan Tipe B

Diakibatkan oleh defisiensi primer sfingomielinase asam

Akibatnya terjadi penimbunan sfingomilein yang harusnya bisa diurai menjadi

seramid dan fosforilkolin

Kemudian, sel fagositik berfusi dengan sfingomilein ini sehingga di sitoplasma

terlihat berbusa

Organ yang paling sering terkena adalah limpa, hati, sumsum tulang, kelenjar getah

bening, dan paru karena di organ-organ tersebut banyak terdapat sel fagositik

b) Tipe C

Diakibatkan oleh mutasi pada protein NPC I

NPC I ini terlibat dalam pengolahan intrasel dan transpor kolesterol yang asalnya

dari LDL

Jarang terjadi maka akan lebih berfokus pada tipe A dan B

Gejala yang dimiliki adalah erjadi viseromegali dan kelainan neurologik yang terjadi

pada masa bayi. Kelanjutnanya adalah kematian setelah 3 tahun pasca lahir. Untuk

mengetahui adanya penyakit Niemann-Pick dapat dilakukan screening yaitu pengukuran

Gambar 8.7 Penimbungan GM2 pada Sel Ganglion1

Catatan Kuliah SGBM


79


aktivitas sfingomielinase di leukosit atau biakkan fibroblas untuk deteksi sifat pembawa.

Selain itu dapat dilakukan dengan pemeriksaan enzim atau analisis probe DNA.

3. Penyakit Gaucher

- Diakibatkan oleh mutasi gen pengkode enzim glukoserebrosidase

- Terdapat tiga varian resesif autosomal di penyakit Gaucher akibat mutasi alelik

- Tapi pada intinya dari tiga varian tersebut karena adanya defisiensi aktivitas

glukoserebrosidase yang tugasnya memecah residu glukosa dari seramid

- Sehingga terjadi penumbunan glukoserebrosida di sel fagositik mononukleus dan

terbentuklah yang disebut sel Gaucher

- Terjadi di organ hatim limpa, dan sum-sum tulang

Gambar 8.8 Penyakit Niemann-Pick di Hati di mana hepaotist

dan sel Kupffer tampak bervakuola1

Gambar 8.9 Penyakit Gaucher di Hati1

Catatan Kuliah SGBM


80


- Berikut macam-macam tipe atau varian dari penyakit Gaucher :

Tipe I

Bentuk kronik dari nonneuropatik dan menyebabkan 99% kasus penyakit

Gaucher

Gejalanya adalah splenomegali tapi tidak ada keterlibatan sistem saraf pusat

Sel gaucher di tipe ini dapat ditemukan pada hati, limpa, kelenjar getah bening,

dan sumsum tulang

Akibat hipersplenisme akan terjadi anemia dan leukopenia

Tipe II

Terjadi pada anak usia 6 tahun

Ditandai dengan kelainan sistem saraf pusat (dominan)

Ada gejala hati dan limpa

Tipe III (Juvenilis)

Melibatkan otak selain organ dalam

Perjalanannya berada di antara tipe I dan tipe II

Terjadi akibat mutasi berbeda-beda pada gen glukoserebrosidase

4. Mukopolisakaidosis1

- Terjadi karena adanya gangguan penguraian mukopolisakarida

- Terjadi di berbagai jaringan karena mukopolisakarida membentuk ground substance

(dermatan sulfat, heparan sulfat, keratan sulfat, dan kondroitin sulfat)

- Mukopolisakarida ini disintesisi oleh fibroblas di jaringan ikat

- Ketidakadaan enzim untuk menguraikan mukopolisakarida mengakibatkan terjadinya

penimbunan mukopolisakarida di liisosom

- MPS ini diklasifikasikan menjadi MPS I sampai MPS VII

F. Terapi LSD

1. Gene therapy untuk gene defect

2. ERT/BMT/Chaperones untuk protein defect

3. SRT untuk subtrate storage

4. Stem cell transplantation

5. Organ transplantation

6. Enzym replacemnet or enhancement

Catatan Kuliah SGBM


81


G. Penyakit LSD yang Dapat Disembuhkan

1. Gaucher Diseases dibantu dengan ERT (Enzym Replacement Therapy)

2. Pompe disease (penumpukan glikogen) dibantu dengan ERT

3. MPS – 1

Daftar Acuan

1. Cotran, R.S., Kumar, V. Robbins, S.L. 2007. Pathology Basic of Disease. 8th edition.

Philadelphia: W.B. Saunders Company.

2. Platt FM, Boland B, van der Spoel AC. Lysosomal storage disorders: The cellular impact of

lysosomal dysfunction. J Cell Biol. 2012;199(5):723–34.

Tabel 8.2 Terapi dan Pengobatan Penderita LSD2

Catatan Kuliah SGBM


82

C9 Penurunan Poligenik, Multifaktorial,

dan Alel Ganda


Theme : Penurunan Poligenik, Multifaktorial, dan Alel Ganda

Oleh : Dr. Puji Sari, MS

A. Pendahuluan

Penurunan poligen ini tentunya ditentukan oleh lebih dari satu

gen (banyak gen) pada lokus yang berbeda. Ekspresi dan derajat

dari sifat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan terutama selama

perkembangan individu (zigot melakukan cleavage morulla

blastula proses gastrulasi embryo lahir). Derajat

ekspresinya bervariasi antara satu individu dengan individu lainnya.

Intinya penurunan poligenik ini berlawanan dengan pleiotropi yang

di mana banyak sifat dipengaruhi oleh satu gen. Contoh pleitropi

adalah sickle cell anemia.

B. Poligenik dan Multifaktorial

1. Penurunan Poligenik

Sifatnya terlihat dan merupakan kumpulan atau jumlah dari

ekskresi banyak gen, masing-masing memiliki efek sifat yang

signifikan. Temuan faktual dari penurunan poligenik :

- Tiap gen memiliki kontribusi yang berefek sama

- Efek dari tiap alel akan saling menambah satu sama lain

- Tidak ada dominansi gen-gen pada tiap lokus berperilaku

seperti sifat dominan tidak lengkap (semi dominan)

sehingga sifat keduanya akan muncul dan saling

menambah

- Tidak ada epistasis (menutupi gen lain)

- Tidak terlibat dengan linkage atau kaitan

Sifat dari poligenik ini tidak mengikuti pola penurunan

Mendel di mana ada variasi fenotip yang sangat bergradasi.

Berikut contoh dari poligenik :

Yaitu adanya warna kulit yang berbeda-beda akibat pigmen

melanin. Pigmen ini berkombinasi dengan protein membentuk

granula pigmen dalam melanosit. Pembentukan melanin

bergantung pada metabolisme tirosin.

Gen resesif autosom dapat menghambat pembentukan

melanin dan terlihat sebagai bentuk albinisme atau albino.

Albino merupaka kondisi abnormal dari jumlah pigmen melanin

yang sangat sedikit.

Catatan Kuliah SGBM


83


dan Alel Ganda

Jika ada dua pasang alel bermanifestasi penentuan warna

kulit gelap pada manusia maka :

AABB semua alel pigmen aktif kulit berwarna hitam legam

Aabb tidak ada alel pigmen yang aktif kulit putih (albino)

Jika terjadi perkawaninan antara hitam legam dan putih

akan menghasilkan anakan yang bersifat intermedier (AaBb).

Berikut macam-macam sifat poligenik :

Berat badan

Rambut

Panjang tungkai kaki

Pola sidik jari

Sistem imun

Tingkat kecerdasan

Penurunan sifat poligenik dapat berubah cirinya karena adanya

kontribusi lingkungan yang signifikan sehingga terjadi

penurunan multifaktorial.

2. Penurunan Multifaktorial

Merupakan penurunan poligenik di mana terdapat kontribusi

dari faktor-faktor lingkungan yang signifikan. Dan biasanya

harus dengan faktor yang kuat. Faktor-faktor tersebut tidak

berhubungan dengan genetik. Besarnya faktor-faktor genetik

dari fenotip dalam generasi pada sistem multifaktor dinotasikan

sebagai tingkat konkordansi (r).

0 < r < 1

Keterlibatan faktor genetik untuk membuat sifat enjadi berbeda

dari normal (tipe asli/wild type) dinotasikan sebagai heritability

index (H2) dengan rumus :

H2 = rwt - rnp

Keterangan :

rwt : laju konkordansi normal

rnp : laju konkordansi fenotip baru

Contoh penurunan multifaktorial : bibir sumbing, schizoprenia,

diabetes mellitus tergantung insuli, obesitas, hipertensi, kelainan

jantung bawaan, asma, theumatoid arthritis, dan pyloric stenosis.

Catatan Kuliah SGBM


84


dan Alel Ganda

C. Alel Ganda

1. Sistem ABO

2. Sistem MN

Secara alami MN tidak memiliki anti dan baru didapat

melalui hewan. Antiserum kelinci dapat digunakan untuk

menguji golongan darah. Dengan hasil berikut :

Jika menggunakan antiserum yang mengandung Ab-M

maka akan tampak adanya aglutinasi sedangkan juga

Ab-N tidak, maka golongan darah seseorang itu

golongan darah M

Catatan Kuliah SGBM


85


dan Alel Ganda

3. Golongan Darah Rhesus

Pada golongan darah ini sistem rhesus dikenal dua alel,

yaitu RR/Rr, dan rr. Ditemukan melalui kera yang bernama

Macaca sp. . Plasma darah tidak memiliki anti rhesus kecuali

melalui percobaan binatang dan perkawinan. Jika ada wanita

berhesus negatif menikah dengan laki-laki berhesus positif

kemudian anaknya akan membentuk keadaan heterozigot dan

akhirnya dilawan oleh tubuh ibu dengan memproduksi anti

rhesus yang tinggi dan mengakibatkan aglutinasi pada eritrosit

bayi penyakit ini disebut erhytroblastosis fetalis. Bayi yang

terkena eritoblastosis mengandung banyak eritroblast sehingga

akan merusak perkembengan otak bayi. Saat dilahirkan bayi

akan mati atau bisa abortus. Lainnya juga dapat meninggal

setelah beberapa hari hidup.

Untuk mencegahnya dapat dilakukan injeksi sesuatu

yang dapat menghalangi terbentuknya antibodi Rhesus

dalam darah ibu.

Catatan Kuliah SGBM


86


dan Alel Ganda

4. Sistem MHC

Merupakan kode untuk major histocompatibility

complex antigens di mana merupakan protein ermukaan

yang menentukan ketidakcocokan jaringan.

Sistem MHC pada manusia diketahui melalui sistem HLA

(Human Leukocyte Antigens) sehingga dapat menentukan

ketidakcocokan jaringan pada manusia, mediasi perbedaan

diri sendiri atau orang lain, dan menjadi media antigen

untuk pengenalan reseptor sel T (TCR).

Sel T baru bisa bekerja jika memiliki susatu reseptor

(protein yang dikontrol oleh suatu gen) sesuai yang disebut

reseptor sel T (TCR).

Gen HLA terletap pada kromosom nomor 6 yang

mengandung tiga daerah utama, antara lain kelas I, kelas II,

dan kelas III. Berikut penjelasannya :

Gen HLA Kelas I

Terdiri atas tiga subregions antara lain HLA-B, HLA-C,

dan HLA-A.

Gen HLA Kelas II

Terdiri atas tiga subregions antara lain HLA-DR, HLA-

DQ, dan HLA-DP.

Gen HLA Kelas III

Terdiri atas beberapa subregions C48, C4A, B1, C2, HSP,

dan TNF.

Catatan Kuliah SGBM


87

C10 Enzim


Theme : Enzim

Oleh : Prof. Dr. Mohamad Sadikin DSc

A. Pendahuluan

Lima puluh persen dari produk bioteknologi adalah produk bioteknologi kedokteran.

Hampir 90% bioteknologi kedokteran berhubungan dengan enzim. Efek jangka panjangnya jika

di Indonesia tidak ada yang meneliti tentang teknik ini maka Indonesia akan menjadi bahan

paten oleh luar negeri.

Enzim dapat digunakan sebagai model untuk pemahaman kerja protein. Sel dapat

dipandang sebagai reaktor kimia (tempat terjadinya reaksi kimia misalnya sel dan tabung reaksi)

super kompleks dan super canggih karena :

1. Mampu melakukan berbagai reaksi kimia secara serentak dan simultan

2. Berbagai reaksi tersebut berjalan dalam suhu yang relatif rendah (suhu tubuh)

3. Seluruh reaksi menghasilkan senyawa rumit dan tidak bisa dibuat di luar sel

Contohnya kolesterol :

Dari gambar di atas diketahui bahwa terdapat zat-zat antara lain fenol, benzena,

hidrokarbon, dan siklopentena. Reaksi pembentukannya hampir hanya didapatkan di dalam

sel jadi jika mengambil fenol, benzena, hidrokarbon, dan siklopentena diminta untuk dibuat

kolesterol di luar tubuh maka akan terjadi pembentuknya senyawa berbahaya. Kecuali

ditambahkan asetat yang disusun oleh hidrogen tritium atau atom C14 (unsur radioaktif)

maka baru dapat terbentuk kolesterol.

4. Reaksinya bersifat reversible karena memiliki kesetimbangan masing-masing

5. Reaksi di dalam sistem in vitro (intrasel) diwujudkan oleh substansi yang disebut katalisator

(dapat berbentuk zat, ion atau logam) contohnya :

Pembentukan urea di luar sel

CO2 + NH3 Urea

Tapi membutuhkan bahan-bahan lain seperti katalis platina (dilakukan oleh Haber-Bosch)

dan suhu hampir 1000C, sementara jika ingin membentuk urea di dalam tubuh (di hati)

hanya menambahkan CO2 dengan asam amino sehingga terbentuklah urea.

Catatan Kuliah SGBM


88

C10 Enzim

B. Sejarah Enzim

Berbagai penelitian dari Reamur dan dilanjutkan oleh Lazzaro Spalanzani ingin

mengetahui proses pencernaan. Reamur menggunakan hewan peliharaan burung elang

untuk melakukan penelitiannya dengan cara menggunakan bejana-bejana besi yang

berisikan daging dan diberikan kepada elang kemudian setelah didiamkan berberapa saat

dan ditarik kembali, hasilnya bejana besi tidak dicerna sementara daging rusak.

Kemudian di Perancis terjadi penelitian karena ingin meningkatkan kualitas anggur

di Perancis dalam reaksi fermentasi. Akhirnya Louis Pasteur mengetahui bahwa di dalam

anggur yang terfermentasi ada jasad-jasad renik yang mempercepat proses fermentasi. Di

saat yang sama ahli histologi menemukan bahan-bahan diperkirakan akan bekerja seperti

yang diamati oleh Reamur dan Spalanzani yang terdapat di pencernaan. Disimpulkan di

dalam sel terdapat suatu enzim dan ternyata merupakan suatu protein yang dikatakan oleh

Sumner.

C. Enzim

Enzim merupakan protein yang berfungsi sebagai katalis untuk satu reaksi kimia dan sebagian

besar terdapat di intrasel. Semua enzim adalah protein dan sifatnya sama dengan protein yaitu:

1. Sintesis enzim hanya dapat dilakukan di dalam sel

2. Memerlukan blue print DNA untuk sintesis enzim

3. Enzim rusak pada kondisi lingkungan ekstrem (suhu dan pH)

4. Enzim bisa bekerja optimum dalam suhu dan pH tertentu (suhu dan pH optimum)

5. Enzim rawan terhadap denaturasi (rusaknya struktur tiga dimensi yang menyebabkan enzim

tidak dapat bekerja)

6. Katalisator untuk satu reaksi kimia saja, tapi jika katalis in vitro mampu mengkatalis beberapa

reaksi

7. Perlu beberapa enzim untuk mengolah suatu senyawa sederhana menjadi bentuk yang

lebih sederhana lagi

8. Sebesar 95% enzim bekerja hanya di dalam sel terutama enzim metabolisme (maka

metabolisme hanya terjadi di dalam sel) jadi jika ingin melihat metabolisme jangan

mengambil dari darah karena termasuk plasma yang berada di luar sel

9. Enzim yang di ekstrasel adalah enzim-enzim saluran cerna karena di dalam saluran cerna

harus ada perombakan makanan-makanan, di dalam plasma ada enzim untuk

menggumpalkan darah saat perbaikan luka, dan ada komplemen (C’) untuk membantu

antibodi merusak antigen

10. Enzim akan emngikat ligan (substrat) yang spesifik dan diterangkan oleh Emil Fischer

dengan model “Lock and Key” :

Catatan Kuliah SGBM


89

C10 Enzim

11. Enzim akan mencari kondisi di mana ada tingkat energi terendah (akibat penyesuaian

bentuk enzim terhadap substrat yang menabrak enzim), kemudian akhirnya Koshland

memberikan model baru yang disebu model Ubah-Suai (Induced Fit) :

12. Karena gagasan ini akhirnya muncul adanya kata catalytic site karena enzim memiliki situs

aktif di tiap tempat

13. Berikut tahapan pembentukan kompleks ES :

a) Tahap I

- Enzim mengenali substrat melalui situs katalitik

- Bila cocok terbentuk kompleks ES

E + S ES

Mengikuti kesetimbangan :

Keq1 = [ES] / [E] [S]

b) Tahap II

- Selanjutnya substrat diolah oleh enzim

ES E+P

Catatan Kuliah SGBM


90

C10 Enzim

Mengikuti keseimbangan :

Keq2=[E][P]/[ES]

- Sehingga terbentuklah produk

Maka konstanta ekuivalen total adalah :

Keqtotal = Keq1 x Keq2= {[ES]/[E][S]} x {[E][P]/[ES]} = [P]/[S]

14. Dengan adanya enzim, hambatan diatasi dengan mudah sehingga reaksi berjalan dalam

waktu yang singkat

15. Jadi fungsi enzim adalah mempercepat tercapainya Keq denan cara memintasi sawar energi

16. Berikut diagram keadaan transisi dan sawar energi :

Sawar energi adalah jumlah energi yang diperlukan untuk mencapai bentuk transisi dari

substrat di mana bentuk transisi substrat adalah truktur tiga deminsi subtrat yang metastabil.

Jika bentuk itu telah dicapai maka substrat mudah berubah menjadi produk. Dalam keadaan

transisi, substrat ada dalam keadaan teregang. Selanjutnya struktur situs katalitik memaksa

substrat mengambil bentuk transisi tanpa menggunakan asupan energi berlebihan melalui

berbagai reaksi kimia. Substrat memiliki enzim yang spesifik.

Catatan Kuliah SGBM


91

C10 Enzim

D. Segi Praktis Enzim

1. Sistem Kerja Obat

Substrat harus berada dalam keadaan transisi agar dapat pecah menjadi produk.

Misalkan ada substrat 1 sama bentuknya substrat 2 yang ada dalam keadaan transisi,

substrat 2 dipecah enzim sementara substrat 1 berikatan pada situs katalitik tapi tidak bisa

dipecah karena belum dalam keadaan transisi dan substrat 1 ini disebut inhibitor. Kinerja ini

merupakan sistem kerja obat.

2. Abzym

Jika ada protein yang direkayasa untuk memiliki bentuk sesuai dengan situs katalitik misalnya

antibodi memiliki situs katalitik sesuai dengan inhibitor sehingga inhibitor akan berikatan di

antibodi tersebut. Sementara jika substrat sesuai berikatan ke situs katalitik antibodi rekayasa

tadi maka substrat akan dipaksa masuk ke masa transisi. Antibodi ini disebut abzym atau

catalytic antibodi.

E. Faktor Lingkungan dan Kerja Enzim

1. pH

Tiap enzim memiliki pH optimum agar dapat bekerja maksimum untuk menurunkan

energi aktivasi. Berikut pH optimum untuk dua contoh enzim :

Spesifik enzim terhadap pH disebabkan karena dalam suatu protein terdapat side chain

(R) yang dapat diisi oleh berbagai macam senyawa sehingga menyebabkan adanya pH yang

spesifik bagi enzim untuk bekerja.

2. Suhu

Enzim memiliki suhu optimum untuk melakukan kerja maksimum untuk menurunkan

energi aktivasi. Berikut grafiknya :

Catatan Kuliah SGBM


92

C10 Enzim

Jika suhu terlalu rendah maka benturan antar molekul akan semakin kecil sehingga tidak

bisa terjadi reaksi sementara jika suhu terlalu tinggi mengakibatkan struktur tiga dimensi

dari protein akan rusak.

3. Konsenterasi Enzim dan Substrat

Konsenterasi enzim dalam sel umumnya tetap namun konsenterasi substrat dapat berubah-

ubah (misalnya lebih banyak makan maka substrat lebih tinggi konsenterasinya). Hubungan

antara kecepatan reaksi dan konsenterasi enzim tidak lurus melainkan melengkung dan

membentuk asimtot.

Catatan Kuliah SGBM


93

C10 Enzim

Dari data di atas dapat dilihat bahwa nilai [S] = ½ Vmaks dan ini merupaka persamaan

Michaelis-Menten dalam rumus berikut :

Nilai Km lebih tinggi maka afinitas substrat terhadap enzim lebih kecil. Suatu inhibtor

dapat mengubah pola hiperbola di atas. Bila kecepatan tetap oleh adanya inhibtor tetapi

Km menjadi lebih tinggi sehingga inhibitor dapat dikatakan bekerja secara kompetitif

terhadap substrat. Dapat diperkirakan struktur tiga dimensi inhibitor mirip dengan struktur

tiga dimensi substrat.

Untuk membuat grafik di atas sangat sulit karena membutuhkan banyak

pengukuran sehingga membutuhkan banyak enzim. Harga enzim pun mahal karena

dilakukan secara in vitro. Maka dari itu dibuat suatu kurva garis lurus yang disebut garis

Lineweaver-Burke yang secara matematis hanya perlu 2 titik sementara secara praktis

membutuhkan 4-5 titik. Berikut persamaan Lineweaver-Burk :

Berikut kurva Lineweaver-Burk :

Cara lain adalah Persamaan Eadie – Hofstee yang juga menghasilkan garis yang linier

untuk menghindari nilai negatif. Berikut persamaan Eadie-Hofstee :

Catatan Kuliah SGBM


94

C10 Enzim

Dan berikut gambar grafiknya :

Ada sejumlah enzim yang tidak memiliki kurva hiperbola tetapi berbentuk sigmoid

(huruf S). Tetapi secara keseluruhan memperlihatkan sifat Michaelis-Menten. Ini

menyebabkan adanya konsep alosterik pada protein yaitu interaksi antara suatu protein

dengan ligan yang menyebabkan perubahan bagian lain dari protein dan hasilnya dapat

memudahkan atau mempersulit pengikatan dengan substrat. Jika menghambat maka ligan

disebut inhibitor alosterik. Contohnya pada pemecahan glukosa :

Pemecahan glukosa lewat glikolisis terjadi setiap saat selama sel masih hidup. Langkah

pertama dari glikolisis adalah mengikat glukosa dan difosforilasi menjadi glukosa-6-fosfat

oleh heksokinase. Dalam 10 langkah akan menjadi 2 molekul dengan 3 atom C (asam laktak

atau asam piruvat). Langkah krusial ada di langkah pertama (glukosa glukosa-6-fosfat)

dan pemutusan menjadi 2 molekul 3C dengan enzim aldolase. Ketika produk menumpuk,

maka glikolisis terhambat. Dipastikan produk menginhibisi proses glikolisis.

4. Logam Berpengaruh

Ada logam yang dapat mempercepat dan menghambat reaksi.

F. Apoenzim, Koenzim, Kofaktor, dan Proenzim (Zimogen)

Ternyata enzim yang dipishkan atau dibuat estraknya dan disebut enzim murni tidak dapat

bekerja. Tetapi pertambahan ekstrak sel kepada enzim murni tersebut akan memulihkan kerja

enzim. Faktor-faktor yang ditambahkan ke enzim murni itu ternyata memiliki ciri-ciri berikut :

1. Tidak dapat berfungsi sebagai katalis bila sendirian

2. Tahan terhadap panas sehingga pasti bukan suatu protein jadi bukan enzim juga

3. Berat molekul kecil sehingga dapat diendapkan dan lolos saat dialisis atau ultrafiltrasi

4. Tidak spesifik untuk satu enzim saja jadi dapat ditambahkan ke banyak enzim

Enzim yang dalam keadaan murni dan tidak dapat bekerja sebagai katalisator itu akan

disebut sebagai apoenzim. Kemudian komponen atau substansi pembantu yang

Catatan Kuliah SGBM


95

C10 Enzim

memungkinkan apoenzim bekerja adalah koenzim atau kofaktor. Berikut perbedaan antara

kofaktor dan koenzim :

1. Koenzim

Merupakan molekul organik yang bersfiat termostabil, non-protein, mudah terhidrolisis,

dan dapat dipisahkan dari enzim dengan cara dialisis. Contoh koenzim antara lain vitamin

B, vitamin C, dan vitamin D. Tapi koenzim tidak semuanya vitamin seperti contohnya

glutation yang merupakan suatu tripeptida (γ-glutamilsisteinglisin yang disingkat GSH),

nukleotida, heme, dan acid carrier protein. Koenzim yang seperti heme dapat disebut

sebagai gugus prostetik yang sifatnya sulit dipsahkan bila tanpa merusak molekul

holoenzim. Contoh gugus prostetik adalah FAD dan FMN. ATP juga dapat berperan sebagai

koenzim yang berfungsi untuk memindahkan gugus fosfat dan menjadi koenzim dalam

enzim kinase (heksokinase dan piruvat kinase). Berikut beberapa macam vitamin (golongan

senyawa kimia yang terkandung dalam makanan dan dibutuhkan dalam jumlah sedikit)

yang dapat berperan sebagai koenzim, antara lain :

a) Niasin (Vitamin B3)

Merupakan vitamin dalam bentuk nikotinamida atau asam nikotinat. Vitamin ini

dapat ditemukan di hewan maupun di tumbuhan. Berikut gambar molekulnya :

Molekul nikotinamida terdapat dalam NAD+ dan NADP+ yang dikenal sebagai koenzim

untuk enzim dehidrogenase misalnya alkohol dehidrogenase.

b) Riboflavin (Vitamin B2)

Disusun oleh D-ribitol yang terikat cincin isoalloksazin yang telah tersubstitusi.

Berikut struktur dari riboflavin :

Struktur Riboflavin

Catatan Kuliah SGBM


96

C10 Enzim

Dikenal sebagai faktor pertumbuhan, contohnya adalah FAD yang menjadi koenzim di

enzim suksinat dehidrogenase yang mengubah asam fumarat menjadi asam suksinat.

c) Asam Lipoat

Merupakan suatu vitamin yang juga faktor pertumbuhan dan terdapat di hati.

Bentuknya ada dalam dua macam yaitu yang terkoksidasi dan tereduksi :

Berfungsi sebagai koenzim dalam enzim piruvat dehidrogenase dan ketoglutarat

dehidrogenase.

d) Biotin

Vitamin yang berikatan ke suatu protein dan terdapat banyak di dalam hati.

Contohnya adalah biositin yang disusun oleh biotin dan lisin, biotisin dapat diperoleh

dari hidrolisis protein yang mengandung biotin. Fungsinya sebagai keoenzim pada

reaksi karboksilasi di mana biotin ini terikat ke protein yang disebut BCCP (Biotin

Carboxyl Carrier Protein). Berikut strukturnya :

e) Tiamin (Vitamin B1)

Biasanya ada bebas dalam beras atau gandum. Maka jika ada seseorang

kekurangan vitamin B1 akan megakibatkan penyakit beri-beri. Contoh koenzim yang

berasal dari vitamin B1 adalah tiaminpirofsofat (TPP) yang berperan dalam reaksi dengan

katalis enzim α-keto dekarboksilase, fosfo ketolase, transketolase, dan lain-lain. Berikut

struktur dari tiamin :

Biotin

Catatan Kuliah SGBM


97

C10 Enzim

f) Vitamin B6

Disusun oleh piridoksal, piridoksin, dan piridoksamin. Terdapat banya di beras dan

gandum. Jika kekurangan citamin ini akan mengakibatkan dermatitis (penyakit kulit) dan

gangguan pada sistem saraf pusat. Koenzim yang dibentuk dari vitamin B6 antara lain

adalah piridoksalfosfat dan piridoksaminofosfat. Contoh enzim yang disusun oleh

koenzim vitamin B6 adalah glutamat aspartat transaminase. Berikut struktur dari dua

macam vitamin B6 tersebut :

g) Asam Folat

Zat ini bersama dengan derivatnya terdapat dalam alam dan juga diproduksi oleh

bakteri di dalam usus. Contoh koenzim yang terbentuk dari asam folat adalah asam

tetrahidrofolat. Berikut struktur asam folat :

h) Vitamin B12

Salah satu koenzim yang dibentuk dari vitamin B12 adalah sianokobalamina dengan

struktur seperti berikut :

Catatan Kuliah SGBM


98

C10 Enzim

Sifatnya tidak stabil dan jika dikenai cahaya akan terurai menjadi hidroksikobalamin

tapi jika dicampur dengan sianida akan terurai menjadi sianokobalamin. Fungsi dari

koenzim adalah menjadi koenzim dari enzim mutase dan dehidrase untuk memecah

ikatan C-C, C-O, dan C-N.

i) Asam Pantotenat (Vitamin B5)

Merupakan komponen dari molekul koenzim A (Co-A). Selain itu vitamin ini dikenal

sebagai faktor pertumbuhan. Fungsi koenzim A adalah membawa gugus asetil dalam

biosintesis asam lemak.

2. Kofaktor

Kofaktor merupakan komponen logam yang berfungsi untuk keberfungsian dari enzim,

jika tidak terdapat materi kofaktor ini maka enzim tidak bisa menjadi katalisator. Kofaktor ini

contohnya adalah Ca2+, Cu2+, Cr2+, Fe2+, K+, Mg2+, Mn2+, Na+, dan Zn2+. Ion-ion logam dapat

dibedakan menjadi dua macam :

a) Dapat langsung berikatan ke apoenzim :

Ca2+, Cu2+, Cr2+, Fe2+ (non heme iron), Mn2+, dan Zn2+.

b) Harus berikatan ke suatu senyawa yang berikatan ke apoenzim :

Fe (berikatan ke porifirin yang telah berikatan ke apoenzim) dan Mg (berikatan ke suatu

koenzim berupa suatu nukleotida).

Kemudian, holoenzim merupakan enzim aktif yang dapat mengkatalis suatu reaksi

intrasel karena holoenzim disusun oleh apoenzim dan koenzim. Kemudian proenzim

merupakan enzim yang berada dalm bentuk tidak aktif yang dapat dijadikan enzim jika

terjadi reaksi hidrolisis terbatas. Reaksinya sering menunjukan fenomena otokatalisis.

Contoh dari proenzim antara lain :

- Pepsinogen, tripsinogen, kimotripsinogen, proelastase (enzim pencernaan)

- Profibrinolisin / Plasminogen (enzim pelarut gumpan darah)

- Protrombin

- Komplemen (C’) untuk membantu antibodi dalam pertahanan tubuh

Enzim memiliki potensi untuk merusak jaringan sendiri maka untuk mengurangi atau

menghentikan enzim ada suatu zat yang disebut antienzim. Biasanya antienzim ini

golongan anti protease serin seperti serpin (serin protease inhibitor). Contohnya :

- α1 – antitripsin (AAT) untuk mencegah pepsin, tripsin, kimotripsinm dan elastase

- Antitrombin-3 untuk menncegah trombin

- Antiplasma jaringan untuk mencegah plasmin dan fibrinolisin

Catatan Kuliah SGBM


99

C10 Enzim

G. Penggolongan Enzim

Enzim digolongkan menjadi enam kelas berdasarkan fungsinya, antara lain :

Sumber : Lehninger Principles of Biochemistry

lecture notes : sgbm 1-10

Health & Medicine