Materi Simulasi Soca.docx

FSI Ibnu Sina Present RANGKUMAN MATERI Basic Science 1 TOSCA ”Trial of SOCA” 2012

MODUL I. BIOLOGI SEL DAN JARINGAN 1. Nomenklatur dalam Bidang Anatomi. a. Posisi Anatomis - Badan berdiri tegak. - Kepala dan Mata mengarah ke depan. - Kedua lengan lurus di samping badan. - Kedua tungkai lurus sejajar dan ujung jari- jari kaki menghadap ke depan. b. Terminologi Bidang - Bidang median, yaitu bidang yang melalui aksis longitudinal dan aksis sagital, -

dengan demikian dinamakan mediosagital. Bidang Sagital (bidang paramedian), yaitu setiap bidang yang sejajar dengan

-

bidang mediosagital. Bidang Coronal atau frontal, yaitu setiap bidang yang mengandung aksis-aksis

-

transversal dan sejajar dengan dahi dan tegak lurus dengan bidang sagital Bidang transversal, letaknya tegak lurus dengan bidang-bidang sagital dan bidang coronal. Pada posisi berdiri posisi bidang horisontal

-

c. Terminologi Arah dan Posisi Superior : atas Inferior : bawah Cephalic/cranial : searah kepala Caudal : searah ekor (kaki) Anterior : depan Posterior : belakang Ventral : searah venter (perut) Dorsal : searah dorsum (punggung) Medial : lebih dekat ke sumbu tubuh (ke arah tengah) Lateral : lebih jauh dari sumbu tubuh (ke arah samping) Longitudinalis : searah ukuran panjang Oblique : searah diagonal Proksimal : pangkal Distal : ujung Internal : dalam Eksternal : luar Profunda : permukaan dalam Superficial : permukaan luar Volaris (Palmaris) : searah telapak tangan Plantaris : searah telapak kaki Ulnaris : ke arah ulna Radialis : ke arah radius Rostralis : ke arah moncong d. Terminologi Gerakan - Fleksi : Membengkokkan/ melipat sendi - Ekstensi : Meluruskan kembali sendi(dari posisi fleksi)

-

Abduksi : Gerakan menjauhi badan/tubuh Adduksi : Gerakan mendekati tubuh Rotasi : Gerakan memutar sendi Sirkumduksi : Gerakan gabungan dari fleksi, ekstensi, abduksidan adduksi Elevasi merupakan gerakan mengangkat depresi adalah gerakan menurunkan Inversi adalah gerak memiringkan telapak kaki ke dalam tubuh Eversi adalah gerakan memiringkan telapak kaki ke luar Supinasi adalah gerakan menengadahkan tangan. Pronasi adalah gerakan menelungkupkan

e. Terminologi ruangan, saluran atau lubang - Foramen : Lubang - Fissura : Celah - Apertura : Pintu - Canalis : Saluran - Ductus : Pembuluh - Meatus : Liang - Cavum : Rongga - Cellula : Ruang kecil 2. Atom, Molekul, Ion, dan Radikal Bebas Atom : Satuan terkecil dari suatu materi yang terdiri atas inti, yang biasanya mengandung proton (muatan+) dan neutron (netral), dan kulit yang berisi muatan negatif yaitu elektron. Ada juga yang menyebutkan

bahwa

atom

adalah

partikel

penyusun unsur. Molekul : Gabungan dari beberapa atom unsur, bisa dua atau lebih. Artinya ketika berbicara molekul maka yang dibayangkan adalah gabungan atom-atom (bukan 1 atom). Molekul adalah partikel terkecil dari suatu unsur/senyawa. Ion : atom yang bermuatan listrik, ion yang bermuatan listrik disebut kation, dan ion yang bermuatan negatif disebut anion. Kation dan anion dapat berupa ion tunggal hanya terdiri dari satu jenis atom atau dapat pula berupa ion poliatom mengandung dua atau lebih atom yang berbeda. Radikal Bebas : atom atau molekul yang mempunyai elektron yang tidak berpasangan pada orbital terluarnya dan dapat berdiri sendiri. 3. Struktur Membran Sel

Membran Sel a. Merupakan struktur elastik terdiri dari : protein 55%, fosfolipid 25%, kolesterol 13%, lipid lain 4 %, karbohidrat 3% b. Sawar lipid membran sel mencegah masuknya air : mempunyai lapisan lipid ganda (bersifat hidrofobik dan hidrofilik) sehingga impermeabel terhadap bahan yang larut air (ion, glukosa, urea), dan permeabel terhadap bahan larut lemak (O2, CO2, alkohol) c. Protein membran sel : 

Protein integral : sebagai protein kanal (pori-pori) yang bersifat selektif, protein pengangkut melalui transpor aktif, enzim



Protein perifer : sebagai enzim, pengatur fungsi intraseluler

d. Fungsi membran sel: memisahkan bagian dalam sel dari lingkungan ekstrasekuler, membatasi kompartemen internal yang terdiri dari inti sel dan organel-organel sitoplasmik. Fungsi Membran Sel a. Pembatas

- lapisan yang bersinambungan - melingkupi sel, inti, organel b. Pembatas yang bersifat selektif permeabel - mencegah pertukaran molekul dari satu sisike bagian lainnya. - memungkinkan substansi tertentu masuk kesitoplasma dari lingkungan luar - mencegah masuknya senyawa tertentu masuk ke sitoplasma c. Komunikasi antara sel d. Mendukung aktivitas biokimia yang berlangsung di dalam sel Beberapa proses di dalam sel tergantung pada suatu serial reaksi yang dikatalis oleh enzim yang terdapat dalam membran, produk suatu reaksi akan bertindak sebagai reaktan untuk reaksi selanjutnya. Jika enzim yang berbeda pada membran berada dalam susunan yang berurutan, produk suatu reaksi dapat dilepaskan ke dekat enzim untuk reaksi berikutnya. e. Perpindahan suatu senyawa terlarut f. Memberikan respons terhadaprangsangan luar - berperan dalam memberi respons terhadap rangsangan luar→ transduksi sinyal →reseptor + ligand. - Tipe sel yang berbeda memiliki molekul reseptor yang berbeda g. Interaksi interselular : membran plasma mengantarai interaksiantar sel dalam organisme multiselular h. Transduksi energy: terlibat dalam proses perubahan energy ke bentuk energi lain. Organel Sel

-

Membran sel (membran plasma), merupakan bagian sel paling luar. Dimiliki oleh hewan dan tumbuhan. Berfungsi mengatur keluar masuknya zat pada suatu sel.

-

Dinding sel, merupakan lapisan di bawah membran sel, terbuat dari selulosa. Hanya dimiliki oleh sel tumbuhan. Berfungsi untuk memberi kekuatan dan perlindungan bagi sel.

-

Sitoplasma, cairan bening seperti gel yang mengisi ruang dalam sel, berfungsi sebagai tempat berlangsungnya reaksi metabolisme.

-

Vakuola, merupakan rongga di dalam sel yang berlapis membran, di dalamnya berisi cairan. Berfungsi sebagai tempat menyimpan bahan makanan dan sisa metabolisme. Vakuola sel hewan berukuran kecil, sedangkan vakuola tumbuhan berukuran besar.

-

Mitokondria, nerupakan tempat pembentukan sumber energi. Umumnya dimiliki semua sel hidup, karena fungsinya yang sangat penting, yaitu menghasilkan energi melalui proses respirasi sel (reaksi antara bahan makanan dengan oksigen dan menghasilkan energi)

-

Ribosom, organel berbentuk butiran-butiran kecil yang terdapat di sitoplasma atau menempel di permukaan retikulum endoplasma kasar. Berfungsi sebagai tempat sintesis protein. Terdapat di sel hewan dan tumbuhan.

-

Retikulum Endoplasma, organel berbentuk seperti saluran. Retikulum Endoplasma permukaan kasar diselubungi ribosom, Retikulum Endoplasma permukaan halus tidak ada ribosom, tetapi di permukaannya terdapat enzim-enzim. Berfungsi untuk membatu metabolisme protein, lemak dan karbohidrat.

-

Badan Golgi, organel berbentuk seperti tumpukan kue panekuk. Berfungsi membantu sintesis protein. Terdapat di sel tumbuhan dan hewan.

-

Lisosom, merupakan kantung kecil dengan membran tunggal. Berfungsi untuk mendaur ulang bagian sel yang rusak, mencerna zat sisa makanan atau zat-zat asing yang masuk ke dalam sel. Terdapat di sel tumbuhan dan hewan.

-

Sentrosom, bentuknya seperti tabung kecil dan mengapung di sitoplasma. Sentriol dalam sentrosom berperan dalam pembelahan sel. Sentrosom sel hewan memiliki sepasang sentriol, sednag sel tumbuhan tidak.

-

Nuklues (inti sel), organel berbentuk bulat atau lonjong yang terdapat di tengah atau bagian tepi sel. Berfungsi sebagai pusat pengendali kegiatan sel. Di dalamnya terdapat cairan inti (nukleoplasma), anak inti (nukleolus) dan selapu inti. Terdapat di sel hewan dan tumbuhan.

4. Pergerakan Molekul melalui Membran Sel

a. Transpor pasif : difusi melalui membran sesuai penurunan gradien konsentrasi (terjadi spontan tanpa energi). a) Osmosis : difusi pasif air.

b) Difusi terfasilitasi : difusi pasif air dan larutan spesifik yang difasilitasi protein spesifik, Terjadi pada transpor molekul yang mempunyai berat molekul lebih besar, yaitu : glukosa, asam amino.

b. Transpor aktif : pemompaan larutan melawan gradien konsentrasinya (butuh energi). - Primer : energi langsung berasal dari pemecahan ATP atau senyawa fosfat berenergi tinggi. Contoh : Pompa ion Na-K, Pompa ion Ca, Pompa ion Hidrogen

-

Sekunder : energi berasal dari energi yang disimpan dalam bentuk perbedaan konsentrasi ionik antara kedua sisi membran, yang terjadi karena transpor aktif primer. Contoh : Ko-transpor : Transpor aktif sekunder

c. Endositosis dan eksositosis : transpor makromolekul. - Eksositosis  Sekresi makromolekul dari sel dengan cara bersatunya vesikel dengan  -

membran plasma Contoh : mengeluarkan badan residu (hasil akhir pencernaan oleh lisosom)

Endositosis Ada 2 jenis :  Pinositosis (pencernaan vesikel kecil mengandung cairan ekstraseluler). Tahapan :  Molekul melekat pada reseptor khusus.  Sifat permukaan membran berubah, sehingga berinvaginasi ke dalam, 

sampai seluruh tepi lubang tertutup. Membran yang berinvaginasi memisahkan diri membentuk vesikel pinositik di dalam sitoplasma.



Fagositosis (pencernaan partikel besar seperti bakteri, sel, jaringan yang berdegenerasi). Tahapan :  Reseptor membran sel melekat pada ligan partikel.  Tepi membran mengalami evaginasi keluar mengelilingi permukaan 

partikel membentuk vesikel fagositik yang tertutup. Aktin dan fibril kontraktil mengelilingi vesikel, berkontraksi mendorong vesikel ke dalam.

5. Metabolisme Sel Metabolisme adalah segala proses reaksi kimia yang terjadi di dalam makhluk hidup. Meliputi proses sintesis (anabolisme) dan proses penguraian (katabolisme) senyawa atau komponen dalam sel hidup. Anabolisme dibedakan dengan katabolisme dalam beberapa hal: - Anabolisme merupakan proses sintesis molekul kimia kecil menjadi molekul kimia yang lebih besar, sedangkan katabolisme merupakan proses penguraian molekul -

besar menjadi molekul kecil Anabolisme merupakan proses membutuhkan energi, sedangkan katabolisme

-

melepaskan energi Anabolisme merupakan reaksi reduksi, katabolisme merupakan reaksi oksidasi Hasil akhir anabolisme adalah senyawa pemula untuk proses katabolisme.

Anabolisme : - Glikogenesis, pembentukan glikogen dari glukosa. - Glukoneogenesis, pembentukan glukosa dari senyawa organik lain. - Fotosintesis - Siklus Calvin dan fiksasi karbon - Sintesis protein, lemak, dll Ada empat langkah dalam proses respirasi, yaitu: - Glikolisis - Dekarboksilasi oksidatif - Siklus Krebs - Rantai transpor elektron. Tabel berikut menjelaskan perhitungan pembentukan ATP per mol glukosa yang dipecah pada proses respirasi. Proses

ATP

NADH

FADH

Glikolisis

2

2

-

Dekarboksilasi

-

2

-

oksidatif

2

6

2

34

-

-

Daur

Krebs

Rantai

transpor

electron Total

38

10

2

Katabolisme : - Respirasi sel o Katabolisme karbohidrat  Glikogenolisis, pengubahan glikogen menjadi glukosa.  Glikolisis, pengubahan glukosa menjadi piruvat dan ATP tanpa

-

-

membutuhkan oksigen.  Jalur pentosa fosfat, pembentukan NADPH dari glukosa. o Katabolisme protein, hidrolisis protein menjadi asam amino. Respirasi aerobik o Transpor elektron o Fosforilasi oksidatif Respirasi anaerobik, o Fermentasi asam laktat o Fermentasi etanol

6. Siklus Sel & Fase Perkembangan Sel

Siklus sel terdiri dari 2 fase : a. Interphase (waktu lama, 23 jam dalam 1 siklus 24 jam) 

G1(gap 1): periode setelah mitosis, gen-gen aktif berekspresi 5 – 6 jam



S (sintesis): fase sintesis DNA (replikasi), kromosom  dua kromatid 10 – 12 jam



G2 (gap 2): setelah S, terjadi aktifitas gen-gen untuk mengontrol pembentukan protein/ enzim untuk keperluan mitosis, 4 – 6 jam



G0: fase istirahat, dormant (contoh: sel otot, sel darah merah)

b. Mitotic Phase : fase pembelahan / fase M (mitosis dan sitokinesis) (waktu cepat, 1 jam dalam 1 siklus 24 jam). ± 1 jam 

Profase

-

benang-benang kromonema memendek dan menebal membentuk kromosom homolog dengan duplikatnya. Sehingga tampak jumlah kromosom 2 kali lebih banyak.

-

membran inti dan nukleolus menghilang

-

sentriol membelah menjadi dua, dan bergerak saling menjauh menuju ke arah 2 kutub berlawanan

-

dari masing-masing sentriol, menjulur benang-benang spindel ( benang gelendong )



Metafase

-

masing-masing kromosom homolog dengan duplikatnya berjajar disepanjang bidang metafase / dataran metafase



Anafase -

masing-masing

kromosom

homolog

memisahkan

diri

dengan

duplikatnya, dan bergerak menuju ke arah dua kutub yang berlawanan. Gerakan ini disebabkan oleh adanya kontraksi / gaya tarik dari benang spindel 

Telofase

-

kromosom homolog maupun kromosom duplikat mencapai kutub sel nya masing-masing

-

mulai terlihat adanya membran inti sel dan nukleolus

-

pada bagian tengah sel mulai terbentuk adanya sekat pemisah

-

terbentuk dua buah sel anak

Macam-Macam Cara Pembelahan Sel: Cara

Membutuhkan

Pembelahan

tahap pembelahan

Biner

/

Amitosis

Sel induk

Hasil

Terjadi pada hewan

TIDAK

n

2n

prokariotik (bakteri)

2 Mitosis

YA

2n

sel

anakan

dengan

jumlah

kromosom anak sama

dengan

induk (2n) Meiosis

/

reduksi

4 YA

2n

sel

anakan

masing

masing

haploid (n)

hewan eukariotik (terutama sel

pada

merintem

somatik) proses pembentukan gamet

(organ

reproduktif)

Pembelahan Mitosis (profase - metafase - anafase dan telofase) terjadi pada sel meristem somatik (sel tubuh) muda yang mengalami pertum-buhan dan perkembangan. –

Terjadi pada seluruh jaringan embrio

–

Pada individu dewasa terjadi pada sel jaringan somatis dan sel induk germinatif

–

Jumlah kromosom yang diploid (2n), pada sel anak tetap 2n (tiap kromosom tetap sepasang yang homolog)

–

Sel-sel anak lalu berdiferensiasi membina jaringan tubuh

Pembelahan Meiosis disebut juga pembelahan reduksi , yaitu pe-ngurangan jumlah kromosom pada sel-sel kelamin (sel gamet jantan dan sel gamet betina). –

Terjadi pada sel induk jaringan germinatif, setelah selesai mitosis pada sel induk itu

–

Jumlah kromosom yang diploid (2n) pada sel induk, pada akhir meiosis menjadi haploid (n) pada sel anak

–

Sel-sel anak lalu bertransformasi menjadi gamet

–

Apabila terjadi fertilisasi, gamet tumbuh jadi zigot, mengalami embriogenesis (terutama tumbuh dengan mitosis), lalu berdiferensiasi menjadi berbagai jaringan

Tabel Ciri-ciri tahapan dalam meiosis 1 dan meiosis 2 No 1

Tahapan Meiosis 1

Sub tahap Profase I

Ciri-ciri utama · Benang-benang

kromatin

menebal

menjadi

kromosom (= leptonema ) · Setiap

kromosom

homolog

(

bivalen

)

bergandengan (=zigonema ) · Tiap bagian kromosom homolog mengganda membentuk tetrad (=pakinema) · Kromatid

dari

setiap

belahan

kromosom

memendek dan membesar (=diplonema ) · Sentriol

membelah

dua,

muncul

benang

gelendong,

membrane

inti

dan

nucleolus

Metaphase I

menghilang (=diakinesis ) · Setiap tetrad berada

Anaphase I

metaphase/dataran metaphase · Masing-masing tetrad memisahkan diri dari

pada

bidang

pasangannya, dan bergerak menuju kea rah dua Telofase I

kutub yang berlawanan · Masing-masing tetrad semakin mendekati kutub · Membrane sel dan nucleolus mulai dapat diindera · Terbentuk bidang pembelahan pada bagian tengahtengah sel · Kromatid meregang membentuk benang-benang kromatin · Terbentuk 2 sel anak dengan jumlah kromosom

2

Meiosis II

Profase II

sama dengan induknya · Benang-benang kromatin

menebal

menjadi

kromosom · Setiap kromosom homolog / bivalen bergandengan · Kromosom tidak mengganda · Sentriol gelendong,

membelah membrane

dua, inti

muncul dan

benang nucleolus

Metaphase II

menghilang · Setiap pasangan kromosom homolog berada pada

Anaphase II

bidang metaphase/dataran metaphase · Masing-masing kromosom memisahkan diri dari pasangannya, dan bergerak menuju kea rah dua

Telofase II

kutub yang berlawanan · Masing-masing kromosom semakin mendekati kutub · Membrane sel dan nucleolus mulai dapat diindera · Terbentuk bidang pembelahan pada bagian tengahtengah sel · kromosom meregang membentuk benang-benang kromatin · Terbentuk 4 sel anak dengan jumlah kromosom

sama dengan induknya

7. Jaringan Jaringan dasar merupakan suatu kelompok sel serupa yang mengkhususkan diri dalam jurusan dan fungsi yang sama. Empat jaringan utama (Dasar) pada manusia : 1.

Epitel

2.

Jaringan Ikat

3.

Otot

4.

Syaraf

CIRI UTAMA JARINGAN DASAR Jaringan Sel Matriks

Fungsi

Saraf

ekstraseluler Juluran panjang Tidak ada

Transmisi

Epitel

yang berjalinan Kumpulan sel sedikit

impuls saraf Melapisi

polihedral

permukaan atau

rongga

tubuh

dan

kelenjar Otot

Sel

kontraktil Cukup banyak

Ikat

yang panjang Beberapa

banyak

sekresi Pergerakan Bervariasi

macam sel yang menetap

dan

mengembara Jaringan Epitel Jaringan epitel merupakan jaringan yang melapisi permukaan tubuh atau membatasi rongga tubuh. Tidak terdapat pembuluh darah atau pembuluh limfe. Nutrisi diperoleh secara difusi melalui pembuluh darah kapiler pada jaringan dibawahnya Sel Epitel Membran (Fungsi : Proteksi, Absorbsi, Sekresi) Ada 2 faktor yang menjadi dasar pembagian epitel:

a. Berdasarkan Bentuk sel - Gepeng - Kuboid - Silindris - Peralihan (Transisional) Sel gepeng

Sel kuboid

Sel silindris

Sangat pipih Bentuknya seperti Tingginya kurang dari lebarnya kubus Intinya berbentuk pipih, dari Tinggi dan lebarnya samping tampak melebar di kurang lebih sama tempat inti Intinya berbentuk

Tingginya lebarnya Intinya

melebihi berbentuk

silindris

bulat Semua inti berderet sejajar sumbu utama sel sesuai dengan bentuk sesuai dengan selnya. b. Berdasarkan Susunan lapisannya - Epitel selapis - Epitel berlapis - Epitel bertingkat Epitel selapis

Epitel Berlapis

Epitel Bertingkat

Tersusun oleh sel –sel Tersusun oleh dua atau Sel

berbagai

dalam satu lapisan

lebih lapisan sel

dalam satu lapis

Intinya sejajar

Intinya sejajar

Intinya

Semua sel terletak di atas Hanya sel – sel terdalam berbagai membran

basal

terletak

bentuk pada tingkat

dan atau lapisan basal yang (memberikan gambaran

mencapai permukaan

terletak di atas membran palsu adanya beberapa basal

lapisan Semua sel berhubungan dengan membran basal tetapi tidak semua sel mencapai permukaan

Berdasarkan kedua faktor di atas, maka epitel dapat dibagi: a. Epitel selapis gepeng b. Epitel selapis kuboid c. Epitel selapis Silindris

d. e. f. g. h.

Epitel berlapis gepeng Epitel berlapis kuboid Epitel berlapis silindris Epitel transisional Epitel bertingkat EPITEL SELAPIS EPITEL

SELAPIS EPITEL

SELAPIS

EPITEL

SELAPIS

GEPENG KUBOID Lokasi : Epitel pipih Lokasi : Jaringan ini

SILINDRIS Lokasi : Jaringan ini

selapis terdapat pada terdapat

terdapat

jaringan

pada

epitelium epitelium permukaan

pembuluh limfe (getah pembuluh kapiler,

ovarium, lensa mata,

bening), nefron

ginjal,

dan

darah kelenjar tiroid. selaput Fungsi

:

Jaringan

pada

epitelium

kelenjar

pencernaan,

jonjot

usus,

kantung

empedu,

lambung

(ventrikulus),

dan

pembungkus jantung, epitel kubus selapis

usus (intestinum).

paruparu, ginjal, dan berfungsi

Fungsi

selaput perut.

dalam

sekresi dan sebagai

:

Jaringan

epithelium

ini

Fungsi : Jaringan ini pelindung.

berfungsi

untuk

berfungsi

dalam

penyerapan nutrisi di

proses

difusi,

usus dan sekresi.

osmosis, filtrasi, dan sekresi. EPITEL BERLAPIS EPITEL

EPITEL

EPITEL

BERLAPIS

BERLAPIS

SILINDRIS

GEPENG

KUBOID

BERLAPIS

Lokasi : Jaringan Lokasi : Jaringan Lokasi epitel

pipih ini terdapat pada terdapat

berlapis

banyak epitelium

terdapat

pada ovarium,

jaringan

folikel epitelium

rongga ovarium,

mulut,

rongga saluran

jaringan

laring,

faring,

testis, silindris berlapis banyak kelenjar berfungsi

dalam

sekresi

dan dan sebagai pelindung.

telapak kaki, dan kelenjar Fungsi

pada

ini

Fungsi : Jaringan epitel

hidung, esofagus, minyak, vagina.

Jaringan

trakea, dan kelenjar ludah.

permukaan

epitelium

:

keringat

pada kulit. : Fungsi Fungsi : Jaringan

jaringan ini adalah epitel sebagai pelindung.

kubus

berlapis

banyak

berfungsi sekresi

dalam dan

absorpsi,

serta

melindungi

dari

gesekan

dan

pengelupasan. EPITEL TRANSISIONAL Disebut demikian karena dahulu dianggap sebagai peralihan antara epitel berlapis gepeng dan epitel berlapis silindris. Ia melapisi sistem urinaria (epitelium ureter, uretra, saluran pernapasan, dan kantung kemih), yaitu tempat – tempat yang mengalami tekanan dari dalam dan berkapasitas sangat bervariasi. Oleh karena itu bentuknya tergantung pada derajat peregangan. Pada lapisan basal

: - Kuboid atau silindris

Pada lapisan tengah

: - kuboid dan polihedral

Pada superfisial

: - Gepeng saat regang dan kuboid saat relaksasai

Jadi memperlihatkan poliploidi EPITEL BERTINGKAT

Melapisi saluran keluar besar berbagai kelenjar dan sebagian Uretra laki –laki. Ada yang bersilia, dan biasanya mempunyai sel goblet (pada saluran nafas yang besar dan beberapa saluran keluar sistem reproduksi pria).

Sel Epitel Kelenjar (Fungsi : Sekresi) Dibagi atas : a. Kelenjar eksokrin (kelenjar ludah, kelenjar keringat) Menyalurkan sekretnya melalui suatu sistem saluran ke suatu permukaan tubuh (sekresi eksternal). b. Kelenjar endokrin (tiroid, adrenal) Mencurahkan sekretnya langsung ke dalam darah atau limfe (sekresi internal atau hormon). c. Kelenjar ganda eksokrin dan endokrin (sel hati) Jaringan Ikat Fungsi utama adalah sebagai penghubung jaringan. Secara embriologis, jaringan ikat berasal dari mesoderm. Jaringan ikat menyediakan matriks yang berfungsi untuk menghubungkan dan mengikat sel dan organ Fungsi jaringan ikat : a. Penunjang, pengikat dan proteksi serta menghubungkan satu jaringan dengan jaringan b. c. d. e. f. g. h. i. j.

lain. Jaringan penyambung berfungsi untuk memberi dan mempertahankan bentuk tubuh. Komunikasi antar sel. Melindungi jaringan atau organ tubuh. Pengatur suhu tubuh. Membungkus organ. Mengisi ronga diantara organ. Mengangkut zat oksigen dan makanan ke jaringan lain. Mengangkut sisa-sisa metabolism ke alat pengeluaran. Menghasilkan kekebalan

Pada setiap jaringan ikat terdapat 3 unsur utama, yaitu a. Sel jaringan ikat - Sel mesenkim merupakan tempat asal semua jaringan penyambung. - Sel jaringan ikat dibagi dalam dua kategori yaitu

-

sel yang tetap (fixed cells)/undifferentiated mesenchymal cell : Fibroblas, Perisit, sel

-

lemak, sel mast, dan makrofag sel kelana (transien cells atau wandering cells) Hematopoetic stem cell: Sel plasma,

mackrofag, limfosit, neutrofil, eosinofil, basofil, dan monosit b. Substansi dasar merupakan suatu campuran kompleks dari glikoprotein dan proteoglikan (fibronektin, laminin, dan kondronektin) yang berperan melekatkan sel – sel dengan serat jaringan ikat, tidak berwarna, transparan, dan homogen c. Serabut/ Serat jaringan ikat Terdapat 3 jenis serat utama: a. Serat kolagen Bersifat lunak, lentur, dan sangat kuat. Keenam tipe kolagen tersebut adalah : - Tipe I : paling banyak ditenukan. Terdapat pada jaringan ikat dewasa, -

tulang, gigi dan sementum Tipe II : kolagen tipe ini dibentuk oleh kondroblas dan merupakan unsur utama penyusun matriks tulang rawan. Kolagen ini ditemukan pada

-

kartilago hyalin dan elastik Tipe III : Kolagen ini ditemukan pada awal perkembangan beberapa jenis jaringan ikat. Pada keadaan dewasa kolagen ini terdapat pada jaringan

-

retikuler Tipe IV : terdapat pada lamina densa pada lamina basalis dan diperkirakan

merupakan hasil sel-sel yang langsung berhubungan engan lamina tersebut - Tipe V : terdapat pada plasenta, dan berhubungan dengan kolagen tipe I - Tipe VI : terdapat pada basal lamina b. Serat retikulin Terdiri atas fibril kolagen (kolagen tipe III) yang dibalut oleh proteoglikan dan glikoprotein. Ditemukan pada kapiler, serabut otot, serabut saraf, jaringan lemak dan hepatosit. c. Serat elastin Serabut elastin terlihat sebagai pita pipih atau benang silindris panjang dan sangat elastic. Terdapat pada organ yang memerlukan daya elastisitas ,yaitu daun telinga, pita suara, trakea, ligamentum nukhe, kulit dan pembuluh arteri.

MODUL II. DASAR BIOLOGI MOLEKULER 1. Pengaturan (Organization) DNA dan Kode Genetik Beserta Kelainannya pada Eukariotik dan Prokariotik. Kode genetik adalah sekumpulan data atau materi yang berisikan informasi mengenai suatu organisme. Kode gentik dapat disimpan dalam bentuk DNA ataupun RNA. Berikut adalah perbedaan antara DNA dan RNA. Aspek

DNA Double Helix, panjang Sintesis protein dan

Bentuk Fungsi

pewarisan sifat Pirimidin: Timin Deoksiribosa Inti sel

Basa Gula Letak

RNA Mono Helix, pendek Hanya sintesis protein Pirimidin: Urasil Ribosa Sitoplasma

2. DNA Ekstrakromosomal, Sifat Dan Kegunaannya DNA ekstrakromosomal adalah DNA yang terletak di luar kromosom. DNA ekstrakromosomal ini dapat ditemukan pada organel sel seperti mitokondria (pada sebagian

besar

eukariot),

dan

pada

kloroplas

(pada

sel

tumbuhan).

DNA

ekstrakromosomal juga dapat ditemukan pada plasmid yang ada pada bakteri dan pada parasit intraseluler seperti virus. DNA ekstrakromosomal memiliki sifat yang sama dengan DNA yang berada di kromosom. Hanya saja letaknya yang berbeda. DNA ekstrakromosomal memiliki fungsi untuk pewarisan sifat dan penyimpan materi genetik. 3. Gen, Kromosom, Genom, Genotif, dan Dogma Genetic. Gen

: Unit pewarisan sifat bagi organisme hidup.

Kromosom

: Struktur dalam nukleus yang terdiri dari kromatin dan membawa materi genetik.

Genotif

: Keseluruhan konstitusi genetik dari suatu individu.

Dogma Genetik

: Semua informasi terdapat pada DNA, kemudian akan digunakan untuk menghasilkan molekul RNA melalui transkripsi, dan sebagian informasi pada RNA tersebut akan digunakan untuk menghasilkan protein melalui proses yang disebut translasi.

Struktur dan Organisasi Gen Prokariotik dan Eukariotik. Pada sel eukariot, DNA diikat dengan protein histon yang membentuk DNA-histon kompleks yang disebut nukleosom, yang kemudian akan membentuk benang-benang kromatin yang selanjutnya membentuk kromosom. Pengaturan DNA sel eukariot yang demikian membuat DNA dapat direplikasi dengan akurat dan diturunkan kepada sel anak dengan kemungkinan kesalahan yang minimal saat pembelahan sel. Pada sel prokariot, biasanya terdapat DNA sirkular yang disebut plasmid. Plasmid tersebut berada pada sitoplasma. Oleh karena itu sel prokariot relatif lebih sering mengalami kesalahan dalam mereplikasi DNA dibandingkan dengan sel eukariot. Pada sel yang tidak membelah, DNA dapat dibedakan menjadi dua tipe kromatin: eurochromatin atau heterochromatin. Eurochromatin adalah area dimana DNA menjadi lebih longgar dari ikatannya dengan nukleosom karena sedang dilakukan proses transkripsi aktif pada daerah tersebut. Heterochromatin adalah area dimana nukleosom dan DNA berikatan kuat dan area dimana DNA sedang tidak aktif. 4. Mutasi. Mutasi merupakan perubahan sekuensi basa pada DNA. Merupakan perubahan yang terjadi secara genotif, bisa berdampak pada berubahnya sifat fenotif ataupun tidak berpengaruh pada fenotif. Sebab terjadinya mutasi ada dua, yaitu: a. Spontaneus Mutation Terjadi bukan karena adanya agen mutasi. Terjadi karena adanya kesalahan umum yang biasa terjadi saat DNA replikasi. b. Induced Mutation

Disebabkan oleh mutagen, seperti bahan kimia dan radiasi yang dapat menimbulkan mutasi. Tipe-tipe Mutasi DNA a. Base Substitutions Merupakan mutasi yang paling umum terjadi. Sebuah pasangan basa tergantikan oleh pasangan basa lain. Konsekuensi dari Base Substitution Mutation : -

Silent Mutation Penggantian pasangan basa tidak berpengaruh pada asam amino yang dihasilkan dan juga tak berperngaruh pada protein akhir yang dihasilkan. Hal ini tidak akan berpengaruh apapun pada fenotip dari sang anak.

-

Missense Mutation Penggantian Pasangan Basa berakibat berbedanya informasi Asam amino yang seharusnya dihasilkan. Sehingga terjadi kesalahan pada Protein akhir yang diproduksi. Hal ini dapat saja menghilangkan aktivitas dari protein tersebut, atau bahkan dapat memberikan kelainan akibat dari salahnya produksi asam amino tersebut.

-

Nonsense Mutation Penggantian pasangan basa yang salah menyebabkan dihasilkannya kodon stop. Sehingga protein yang seharusnya diproduksi, tidak dapat diproduksi.

b. Frame Shift Mutation Satu atau lebih pasangan asam basa tergantikan/ atau dimasukkan/ dihapus dari rantai DNA. Hal ini akan menyebabkan kesalahan pada saat pembacaan kodon. Konsekuensi dari Frameshift mutation : Penambahan atau penghapusan satu atau lebih pasangan basa menyebabkan salahnya pembacaan kodon. Hampir selalu saja berujung pada dihasilkan protein yang inaktif. 5. Sintesis Protein Sintesis protein adalah proses pencetakan protein dalam sel. Sifat enzim (protein) sebagai pengendali dan penumbuh karakter makhluk hidup ditentukan oleh jumlah jenis, dan urutan asam amino yang menyusunnya. Jenis dan urutan asam amino ditentukan oleh ADN (Asam Dioksiribose Nukleat). Sintesis protein meliputi dua langkah, yaitu transkripsi dan translasi.

Replikasi Model Replikasi DNA sendiri terdiri dari 4 macam. a. Conservative : 2 rantai DNA induk mengkopi dirinya sendiri secara langsung (tanpa adanya pembelahan rantai menjadi tunggal dahulu.) b. Semi-conservative : 2 rantai DNA induk terlebih dahulu membelah menjadi rantai DNA tunggal. Setelah itu masing-masih rantai tunggal mensintesis pasangan rantainya yang lain. c. Dispersive : Tiap rantai hasil replikasi terdiri dari molekul campuran DNA induk dan DNA baru. Kecepatan manusia dalam melakukan replikasi DNA adalah 6x109 Replikasi DNA dimulai di suatu tempat yang dinamakan Origins of Replication. Dimulai dari pemisahan rantai ganda DNA menjadi rantai tunggal yang dibantu oleh enzim Helikase. Selanjutnya enzim DNA Polimerase akan mensintesis DNA dengan cara menambahkan nukleotida yang merupakan pasangan dari basa yang ada pada template rantai DNA. Sel manusia dapat mensintesis 50 nukleotida perdetiknya. Selain enzim DNA polimerase yang mensintesis nukleotida secara terus-menerus (leading strand). Adapula beberapa strand yang disintesis secara tidak terus-menerus (pendekpendek dan terputus-putus) strand ini disebut Okazaki Fragments. DNA Ligase akan membantu menyambung akhir-akhir dari fragmen okazaki ini agar akhirnya nanti akan menyambung menjadi serangkaian rantai yang panjang. Selain Enzim-enzim di atas, Enzim lain yang berperan dalam replikasi DNA adalah : 

SSB Protein



Topoisomerase: - Membetulkan rantai DNA yang saling bertumpukan.

: Menstabilkan rantai DNA

- Menghancurkan, membuat, dan menyambungkan kembali rantai DNA. 

Primase

: Mensintesis Nukleotida pertama



DNA poli III

: Melanjutkan sintesis dari leading strand

Transkripsi Langkah transkripsi berlangsung sebagai berikut:

1. Sebagian rantai DNA membuka, kemudian disusul oleh pembentukan rantai mRNA. Rantai DNA yang mencetak mRNA disebut rantai sense/template. Pasangan rantai sense yang tidak mencetak mRNA disebut rantai antisense. 2. Pada rantai sense DNA didapati pasangan tiga basa nitrogen (triplet) yang disebut kodogen. Triplet ini akan mencetak triplet pada rantai mRNA yang disebut kodon. Kodon inilah yang disebut kode genetika yang berfungsi mengkodekan jenis asam amino tertentu yang diperlukan dalam sintesis protein. Selanjutnya boleh dikatakan bahwa mRNA atau kodon itulah yang merupakan kode genetika. Lihat daftar kodon dan asam amino yang dikodekannya di bawah ini. 3. Setelah terbentuk, mRNA keluar dari inti sel melalui pori-pori membran inti menuju ke ribosom dalam sitoplasma.

Untuk setiap satu molekul protein yang dibentuk akan selalu dimulai dengan kodon inisiasi atau kodon start yaitu AUG yang mengkodekan asam amino metionin. Jika satu molekul protein telah terbentuk akan selalu diakhiri dengan tanda berupa kodon stop atau kodon terminasi, yaitu UGA, UAA, atau UAG Translasi Setelah mRNA keluar dari dalam inti, selanjutnya ia bergabung dengan ribosom dalam sitoplasma. Langkah berikutnya adalah penerjemahan kode genetik (kodon) yang

dilakukan oleh tRNA. Caranya, tRNA akan mengikat asam amino tertentu sesuai yang dikodekan oleh kodon, lalu membawa asam amino tersebut dan bergabung dengan mRNA yang telah ada di ribosom. Langkah tersebut dilakukan secara bergantian oleh banyak tRNA yang masing-masing mengikat satu jenis asam amino yang lain. Setelah asam amino dibawa tRNA bergabung dengan mRNA di ribosom, selanjutnya akan terjadi ikatan antar asam amino membentuk polipeptida. Protein akan terbentuk setelah berlangsung proses polimerisasi.

MODUL III. APLIKASI BIOLOGI MOLEKULER 1. Teknologi Rekombinan DNA. Teknologi DNA rekombinan tergantung pada kemampuan memotong dan menggabung lagi potongan-potongan DNA pada suatu urutan basa tertentu. Dengan tekhnologi ini, potongan molekul DNA dapat ditransfer ke virus, bakteri atau yeast kemudian diamplifikasi, diisolasi dan diidentifikasi. Teknologi ini dilakukan untuk 

Pemetaan gen.



Diagnosis penyakit



Produk komersial



Trans- spesific gen



Vaksin



Obat-obatan

Aplikasi DNA Rekombinan dilakukan pada :  Restriction Fragment Length Polymorphisme(RFLP)  Pemetaan gen  Human Genom Project.  DNA Fingerprints  Prenatal Dianosis 2. Dasar Terapi Gen. Prosedur Dasar a. Potongan-potongan DNA diperoleh dari kerja enzim yang mampu mengenali urutan nukleotida tertentu dan memotong DNA pada tempat yang dikenali. b. Potongan-potongan tersebut kemudian disisipkan ke dalam molekul DNA lain yang berfungsi sebagai vektor. Vektor yang berisi potongan DNA ini disebut sebagai molekul DNA rekombinan. c. Vektor yang membawa potongan DNA asing tersebut kemudian ditransfer ke dalam sel inang. Di dalam tubuh inang vektor (beserta sisipan potongan DNAnya) dapat

bereplikasi dan membentuk banyak copy potongan DNA yang disisipkan tsb. Copy yang identik inilah yang disebut klon (clones). d. Sel sel inang kemudian menurunkan molekul-molekul DNA rekombinannya tersebut kepada anakannya sehingga terbentuklah suatu populasi sel yang membawa urutan klon. e. Potongan-potongan klon DNA tersebut dapat dipisahkan dari sel-sel inang untuk dilakukan proses purifikasi dan analisis. f. Klon DNA dapat ditranskripsikan, mRNAnya ditranslasikan dan produk gennya diisolasi dan dipelajari. Kelompok enzim yang paling penting dalam tekhnologi rekombinan ini adalah dari kelas enzim restriksi endonuklease.  Enzim ini diisolasi dari bakteri, dan mampu mendegradasi kromosom virus yang menginfeksi bakteri tersebut.  Karena itu enzim-enzim restriksi ini mempunyai keistimewaan yaitu mampu mengenali suatu urutan nukleotida tertentu dan sekaligus mampu memotong urutan tersebut.  Tempat pengenalan (recognition site) urutan nukleotida tersebut bersifat palindromik, yaitu bisa dibaca dari depan atau belakang, bisa dibaca dari arah 5’- ke 3’ atau sebaliknya dari utas benang DNA. Vektor adalah pembawa sisipan molekul DNA. Vektor diperoleh dari plasmid dan bakteriofage. Pasmid: molekul utas ganda DNA yang mampu bereplikasi sendiri di dalam sel bakteri dan bersifat ekstrakromosomal. Dikarenakan setiap klon potongan DNA begitu kecil, maka beberapa klon terpisah harus disusun menjadi sebuah genom. Serangkaian potongan klon DNA yang dihasilkan dari satu individu tertentu disebut perpustakaan (library). Pustaka klon bisa menggambarkan keseluruhan genom, sebuah kromosom tunggal atau sejumlah gen yang ditrakskripkan pada suatu sel. Suatu pustaka genom biasanya mengandung minimal satu kopi seluruh urutan (sequences)  Suatu pustaka yang menggambarkan gen aktif dari sutu sel dapat disusun dengan membuat molekul-molekul cDNA (complementary DNA).

 Jika kita mulai dari suatu populasi molekul mRNA yang mengandung ekor 3’ poly A, maka poly dT dapat digunakan sebagai primer untuk dipasangkan dengan sisa poly A.  Poly dT akan berfungsi sebagai titik awal sintesis sebuah benang DNA dengan menggunakan enzim reverse transcriptase. à dihasilkan molekul dupleks utas ganda benang RNA-DNA.  Benang RNA dapat dihilangkan dengan dengan alakali atau enzim ribonuclease H.  Benang tunggal DNA selanjutnya akan digunakan sebagai cetakan (template) untuk sintesis benang DNA komplemennya dengan enzim DNA polymerase I. Biasanya akan terbentuk loop pada proses sintesis ini. Loop akan dibuka dengan enzim S1 nuclease sehingga bisa dihasilkan molekul benang ganda DNA yang selanjutnya bisa diklon ke dalam suatu plasmid atau vektor fage. 3. Menjelaskan bioinformatika. Bioinformatika adalah ilmu yang mempelajari tentang informasi yang disimpan dalam suatu materi organik. Materi ini berupa gen yang berada dalam DNA. Pada manusia, DNA tersebut terdapat dalam kromosom. Dalam kromosom tersebut terdapat informasiinformasi seperti watak, bentuk tubuh, umur, dan informasi lain tentang seorang individu. 4. Penelusuran Gen. Penelusuran gen dapat dilakukan dengan pembacaan materi genetik yang telah dikembangkan oleh human genome project. Dengan menelusuri gen mana yang mengalami kelainan, maka gen tersebut dapat diobati dengan terapi gen.

MODUL IV . HOMEOSTASIS 1. Larutan, Kelarutan, Konsentrasi, dan Ion Hidrogren Larutan adalah campuran homogen (komposisinya sama), serba sama (ukuran partikelnya), tidak ada bidang batas antara zat pelarut dengan zat terlarut (tidak dapat dibedakan secara langsung antara zat pelarut dengan zat terlarut), partikel- partikel penyusunnya berukuran sama (baik ion, atom, maupun molekul) dari dua zat atau lebih. Dalam larutan fase cair, pelarutnya (solvent) adalah cairan, dan zat yang terlarut di dalamnya disebut zat terlarut (solute), bisa berwujud padat, cair, atau gas. Dengan demikian, larutan = pelarut (solvent) + zat terlarut (solute). Khusus untuk larutan cair, maka pelarutnya adalah volume terbesar. Sifat larutan : semua larutan mempunyai sifat-sifat kologativ, yaitu: sifat-sifat yang tergantung hanya atas konsentrasi dari partikel-partikel zat terlarut yang ada dan tidak tergantung atas identitasnya (ciri-cirinya) dari zat terlarut. Sifat koligatif tsb adalah a. b. c. d.

Tekanan uap Titik didih Titik beku Tekanan osmotic : tekanan hidrostatik yang dibutuhkan untuk menjaga aliran netto pelarut melewati satu membran semipermeabel ke dalam satu larutan. 

Larutan isotonik adalah larutan yang tekanan osmosanya = lar. NaCl 0,9%



Larutan hipertonik adalah Larutan yang tekanan osmosanya > dari lar. 0,9% NaCl.



Larutan hipotonik adalah Larutan yang tekanan osmosanya < dari lar. NaCl 0,9%.

Larutan dapat dibagi menjadi 3, yaitu: a) Larutan tak jenuh yaitu larutan yang mengandung solute (zat terlarut) kurang dari yang diperlukan untuk membuat larutan jenuh. Larutan tak jenuh terjadi apabila bila hasil kali konsentrasi ion < Ksp berarti larutan belum jenuh ( masih dapat larut). b) Larutan jenuh yaitu larutan yang mengandung sejumlah maksimum zat terlarut yang larut dalam sejumlah zat pelarut. Larutan jenuh terjadi apabila bila hasil konsentrasi ion = Ksp berarti larutan tepat jenuh. c) Larutan sangat jenuh (kelewat jenuh) yaitu suatu larutan yang mengandung lebih banyak solute daripada yang diperlukan untuk larutan jenuh. Atau dengan kata lain, larutan yang tidak dapat lagi melarutkan zat terlarut sehingga terjadi endapan. Larutan

sangat jenuh terjadi apabila bila hasil kali konsentrasi ion > Ksp berarti larutan lewat jenuh (mengendap). Macam larutan

Konsentrasi Larutan : 

Molaritas (M): adalah konsentrasi larutan yang dinyatakan dalam istilah jumlah mol zat terlarut yang terkandung dalam satu liter larutan,



Persen (%): adalah konsentrasi larutan yang menyatakan sejumlah bagian zat terlarut dalam 100 bagian larutan



Persen (berat/berat - w/w%): adalah konsentrasi larutan yang menyatakan sejumlah gram zat terlarut dalam 100 gram dari larutan



Persen (berat/volum – w/v%): adalah konsentrasi yang menyatakan gram zat terlarut yang terkandung dalam 100 ml larutan

Persen (volum/volum - v/v%): adalah konsentrasi yang menyatakan sejumlah volume cairan zat terlarut dalam 100 volume campuran. Ion Hidrogen Ion hidrogen adalah unsur hidrogen yang memiliki muatan. Berdasarkan muatannya, ion hidrogen dibagi menjadi 2 yaitu: a. Kation (bermuatan positif) Kation hidrogen terbentuk saat hidrogen kehilangan elektronnya. - Hidron: nama umum bagi ion positif isotop hidrogen manapun (H+) - Proton: 1H+ (lebih tepatnya, kation protium) - Deuteron: 2H+, D+ - Triton: 3H+, T+

b. Anion (bermuatan negatif) Anion hidrogen terbentuk saat hidrogen mengalami penambahan elektron. - Hidrida: nama umum bagi ion negatif isotop hidrogen manapun - Deuterida: 2H-, D- Tritida: 3H-, T2. Konsep Asam dan Basa. Teori asam basa Arrhenius: 

Asam adalah zat yang menghasilkan ion hidrogen dalam larutan.



Basa adalah zat yang menghasilkan ion hidroksida dalam larutan.

Asam adalah zat-zat yang dalam air melepaskan ion hidronium (H3O +) sedangkan basa melepaskan ion hidroksida (OH-). Larutan Asam dan Basa Misalnya, bila suatu molekul polar seperti asam klorida (HCl) dilarutkan dalam air, daerah bermuatan negatif pada molekul air menarik daerah bermuatan positif dari molekul HCl. H+ akan terpisah dari molekul yang polar dan akan terbentuk ion hidronium, H3O+

Teori asam dan basa Bronsted-Lowry: 

Asam adalah donor proton (ion hidrogen).



Basa adalah akseptor proton (ion hidrogen).

Teori asam dan basa Lewis

Teori ini memperluas pemahaman anda mengenai asam dan basa. Teori 

Asam adalah akseptor pasangan elektron.



Basa adalah donor pasangan elektron.

3. Pengaturan Sistem Homeostatis. Homeostasis : Pengaturan kondisi–kondisi statis atau konstan dalam “lingkungan dalam”. a. Kemampuan sistem untuk -

mengatur lingkungan dalam

-

mempertahankan kondisi konstan, stabil

b. Fungsi bersama semua organ -

paru-paru

-

jantung, pembuluh, darah

-

ginjal: [ion] konstan, pembuangan

-

pencernaan: makanan

-

hormon, syaraf

Lingkungan internal tubuh yg harus dipertahankan homeostasisnya adalah: a. Konsentrasi molekul nutrisi b. Konsentrasi O2 & CO2 c. Konsentrasi zat sisa d. pH e. Konsentrasi cairan, garam & elektrolit f. Suhu g. Volume & tekanan

Regulasi Homeostasis a. Kontrol saraf -

Sensoris: panca indera

-

Pusat: otak dan medulla spinalis

-

Motorik: pelaksana keinginan

-

Otonom: kontrol bawah sadar

b. Kontrol Endokrin -

tiroid, insulin, paratiroid

-

kortisol, aldosteron

c. Reproduksi -

Penerusan kehidupan

-

Pengganti generasi yang menjadi tua

-

Dorongan kuat pada usia reproduksi

d. Kontrol Intrinsik -

Genetik

-

Kontrol fungsi setiap organ

-

Kontrol hubungan antar organ

Pengaturan [O2] & [CO2] a. Fungsi penyangga O2 hemoglobin -

Paru-paru: Hb mengikat O2

-

Interstitium: O2 lepas kalau [O2] rendah

-

Penentu: sifat kimia hemoglobin

b. CO2 adalah sisa utama oxidasi sel -

CO2 merangsang pusat pernafasan

-

nafas cepat dan dalam à CO2 dibuang

-

menumpuk: reaksi oksidatif terhenti

Pengaturan Tekanan Darah Arteri a. Baroreseptor: -

a. karotid dan arkus aorta

b. TD naik à baroreseptor dirangsang à pusat vasomotor ditekan à simpatis ↓ -

pembuluh arteriol melebar

-

kekuatan pompa jantung berkurang

-

tekanan darah turun

Jenis Sistem Pengatur a. Umpan Balik Negatif (Negative Feedback) -

-

Negatif dibandingkan stimulus awal 

ekstrasel: CO2↑ à ventilasi ↑ à CO2↓



tekanan darah ↑ à reaksi-reaksi à TD ↓

Mengembalikan kelebihan atau kekurangan ke angka normal

b. Adaptasi (Feedforward/Adaptive) c. Umpan Balik Positif (Positive Feedback) -

Ruptur pembuluh darah: -

-

Melahirkan -

-

bekuan darah ßà trombosit: à à lobang tertutup kontraksi uterus ßà serviks teregang à à anak lahir

jarang digunakan tubuh -

berlebihan: efek berbahaya!!

4. Cairan Tubuh dan Elektrolit. Tubuh Manusia a.

Berisi cairan berkisar antara 55-80 %

b.

Pada orang dewasa terdiri dari 56% cairan

Cairan tubuh dibagi dalam dua kelompok besar yaitu : a. Cairan intraseluler adalah cairan yang berda di dalam sel diseluruh tubuh a) 2/3 total cairan tubuh b) Berisi : 

Ion - Na+, K+, Cl- (Dengan konsentrasi yang berbeda dengan yang berada pada cairan ekstraseluler)



Nutrisi - O2, glukosa, asam amino, asam lemak.



Produk akhir metabolisme sel : CO2, H+, Panas

b. Cairan ekstraseluler adalah cairan yang berada di luarsel. (disebut sebagai lingkungan dalam / “milleu interiur”) Terdiri dari tiga kelompok yaitu : cairan intravaskuler (plasma) adalah cairan didalam sistem vaskuler, cairan intersitial adalah cairan yang terletak diantara sel, cairan interstitial

dan

cairan

transeluler

adalah

cairan

sekresi

cairanserebrospinal, cairan intraokuler, dan sekresi saluran cerna a) 1/3 total cairan tubuh b) b. Dalam gerakan konstan melalui difusi dan osmosis c) Berisi :  Ion : Na+, K+, Cl Nutrisi : O2, glukosa, asam lemak, asam amino  Produk akhir metabolisme sel : CO2, H+, Panas

khusus

seperti



Terdapat pada : pembuluh darah dan cairan interseluler

Elektrolit Tubuh Manusia Zat terlarut yang ada dalam cairan tubuh terdiri dari elektrolit adalah zat terlarut yang bila dilarutkan dalam air memben-tuk satu larutan yang meneruskan arus listrik dan nonelektrolit adalah zat terlarut yang tidak terurai dalam larutan dan tidak bermuatan listrik, seperti : protein, urea, glukosa, oksigen, karbon dioksida danasam-asam organik. Sedangkan elektrolit tubuh mencakup natrium (Na+),kalium (K+), Kalsium (Ca++), magnesium (Mg++), Klorida (Cl-), bikarbonat(HCO3-), fosfat (HPO42-), sulfat (SO42-). Komposisi dari elektrolit-elektrolit tubuh : ANION & KATION Regulating Body Fluid Volumes a. Intake Cairan :Selama aktifitas dan temperatur yang sedang seorang dewasa minum kira-lira1500 ml per hari, sedangkan kebutuhan cairan tubuh kira-kira 2500 ml per harisehingga kekurangan sekitar 1000 ml per hari diperoleh dari makanan, danoksidasi selama proses metabolisme.Berikut adalah kebutuhan intake cairan yang diperlukan berdasarkan umur dan berat badan. Pengatur utama intake cairan adalah melalui mekanisme haus. Pusat hausdikendalikan berada di otak Sedangakan rangsangan haus berasal dari kondisidehidrasi intraseluler, sekresi angiotensin II sebagai respon dari penurunantekanan darah, perdarahan yang mengakibatkan penurunan volume darah.Perasaan kering di mulut biasanya terjadi bersama dengan sensasi haus walupunkadang terjadi secara sendiri. Sensasi haus akan segera hilang setelah minumsebelum proses absorbsi oleh tractus gastrointestinal. b. Output Cairan : Kehilangan caiaran tubuh melalui empat rute (proses) yaitu : a. Urine :Proses pembentukan urine oleh ginjal dan ekresi melalui tractus urinarius merupakan proses output cairan tubuh yang utama. Dalam kondisi normal output urine sekitar 1400-1500 ml per 24 jam, atau sekitar 30-50 ml per jam pada orang dewasa. Pada orang yang sehat kemungkinan produksi urine bervariasi dalam setiap harinya, bila aktivitas kelenjar keringat meningkat makaproduksi urine akan menurun sebagai upaya tetap mempertahankan keseimbangan dalam tubuh. b. IWL (Insesible Water Loss) :IWL terjadi melalui paru-paru dan kulit, Melalui kulit dengan mekanisme difusi. Pada orang dewasa normal kehilangan cairan

tubuh melalui proses ini adalah berkisar 300-400 mL per hari, tapi bila proses respirasi atau suhu tubuh meningkat maka IWL dapat meningkat. c. Keringat : Berkeringat terjadi sebagai respon terhadap kondisi tubuh yang panas, respon ini berasal dari anterior hypotalamus, sedangkan impulsnya ditransfer melalui sumsum tulang belakang yang dirangsang oleh susunan syaraf simpatis pada kulit. d. Feces :Pengeluaran air melalui feces berkisar antara 100-200 mL per hari, yang diatur melalui mekanisme reabsorbsi di dalam mukosa usus besar (kolon) Faktor Yang Berpengaruh Pada Keseimbangan Cairan Dan Elektrolit a. Umur : Kebutuhan intake cairan bervariasi tergantung dari usia, karena usia akan berpengaruh pada luas permukaan tubuh, metabolisme, dan berat badan. Infant dan anak-anak lebih mudah mengalami gangguan keseimbangan cairan dibanding usia dewasa. Pada usia lanjut sering terjadi gangguan keseimbangan cairan dikarenakan gangguan fungsi ginjal atau jantung. b. Iklim :Orang yang tinggal di daerah yang panas (suhu tinggi) dan kelembaban udaranya rendah memiliki peningkatan kehilangan cairan tubuh dan elektrolit melalui keringat. Sedangkan seseorang yang beraktifitas di lingkungan yang panas dapat kehilangan cairan sampai dengan 5 L per hari. c. Diet : Diet seseorag berpengaruh terhadap intake cairan dan elektrolit. Ketika intake nutrisi tidak adekuat maka tubuh akan membakar protein dan lemak sehingga serum albumin dan cadangan protein akan menurun padahal keduanya sangat diperlukan dalam proses keseimbangan cairan sehingga hal ini akan menyebabkan edema. d. Stress : Stress dapat meningkatkan metabolisme sel, glukosa darah, dan pemecahan glykogen otot. Mrekanisme ini dapat meningkatkan natrium dan retensi air sehingga bila berkepanjangan dapat meningkatkan volume darah. e. Kondisi Sakit :Kondisi sakit sangat berpengaruh terhadap kondisi keseimbangan cairan dan elektrolit tubuh Misalnya : - Trauma seperti luka bakar akan meningkatkan kehilangan air melalui IWL. - Penyakit ginjal dan kardiovaskuler sangat mempengaruhi proses -

regulatorkeseimbangan cairan dan elektrolit tubuh. Pasien dengan penurunan tingkat kesadaran

akan

mengalami

gangguanpemenuhan intakecairan karena kehilangan kemampuan untuk memenuhinya secara mandiri. f. Tindakan Medis : Banyak tindakan medis yang berpengaruh pada keseimbangan cairan dan elektrolit tubuh seperti : suction, nasogastric tube dan lain-lain.

g. Pengobatan : Pengobatan seperti pemberian deuretik, laksative dapat berpengaruh padakondisi cairan dan elektrolit tubuh. h. Pembedahan : Pasien dengan tindakan pembedahan memiliki resiko tinggi mengalami gangguan keseimbangan cairan dan elektrolit tubuh, dikarenakan kehilangan darah selama pembedahan 5. Termoregulasi dan Termodinamika. Termoregulasi manusia berpusat pada hypothalamus anterior terdapat tiga komponen pengatur atau penyusun sistem pengaturan panas, yaitu termoreseptor, hypothalamus, dan saraf eferen serta termoregulasi dapat menjaga suhu tubuhnya, pada suhu-suhu tertentu yang konstan biasanya lebih tinggi dibandingkan lingkungan sekitarnya. Mekanisme pengaturan suhu tubuh merupakan penggabungan fungsi dari organ-organ tubuh yang saling berhubungan. Didalam pengaturan suhu tubuh mamalia terdapat dua jenis sensor pengatur suhu, yautu sensor panas dan sensor dingin yang berbeda tempat pada jaringan sekeliling (penerima di luar) dan jaringan inti (penerima di dalam) dari tubuh.Dari kedua jenis sensor ini, isyarat yang diterima langsung dikirimkan ke sistem saraf pusat dan kemudian dikirim ke syaraf motorik yang mengatur pengeluaran panas dan produksi panas untuk dilanjutkan ke jantung, paru-paru dan seluruh tubuh. Setelah itu terjadi umpan balik, dimana isyarat, diterima kembali oleh sensor panas dan sensor dingin melalui peredaran darah. Sebagian panas hilang melalui proses radiasi, berkeringat yang menyejukkan badan. Melalui evaporasi berfungsi menjaga suhu tubuh agar tetap konstan. dan modifikasi sistim sirkulasi di bagian kulit. Kontriksi pembuluh darah di bagian kulit dan countercurrent heat exchange adalah salah satu cara untuk mengurangi kehilangan panas tubuh. Manusia menggunakan baju merupakan salah satu perilaku unik dalam termoregulasi. HEAT LOSS , melalui : 

Konduksi adalah penjalaran panas melalui media dari suhu tinggi ke suhu rendah. Penjalaran panas karena tumbukan antar molekul media. konduksi tergantung kepada besarnya perbedaan temperatur dan konduktivitas termal dari bahan. Semakin padat suatu media, maka konduktivitas termalnya semakin besar. Beberapa material seperti logam merupakan konduktor yang baik, sedang udara merupakan penghantar yang jelek.



radiasi terjadi jika udara berhubungan langsung dengan tubuh dan temperatur sekeliling obyek sangat rendah. Radiasi berupa transfer energi panas dari permukaan

obyek ke obyek lain dengan pancaran tanpa mengalami kontak dari obyek tersebut. Benda hitam merupakan penyerap radiasi yang sangat baik sehingga disebut radiator. Kehilangan panas melalui radiasi terjadi jika udara berhubungan langsung dengan tubuh dan temperatur sekeliling obyek sangat rendah. 

konveksi apabila temperatur sekeliling obyek lebih rendah dibanding suhu tubuh.Kehilangan panas akibat evaporasi jika antara output evaporasi kulit dan pernafasan dari paru.Temperatur 15-20C sekitar 0,4-0,5 liter penguapan melalui kulit disebut perspirasi insensibilis.Mekanisme umpan balik terjadi pada mekanisme aktivitas dingin yaitu menggigil, kelaparan, aktivitas otot, penyempitan pembuluh darah, kulit mengkerut.Mekanisme aktivitas panas, misal pelebaran pembuluh darah, berkeringat, peningkatan pernafasan, nafsu makan berkurang, lesu



Evaporasi (penguapan) adalah peralihan panas dari bentuk cairan menjadi gas. Kehilangan panas secara evaporasi dapat terjadi apabila : (1) perbedaan tekanan uap air antara keringat pada kulit dan udara;(2) temperatur lingkungan rendah dari normal sehingga evaporasi dari keringat dapat terjadi dan dapat menghilangkan panas dari tubuh dan itu dapat terjadi jika temperatur basah kering di bawah temperatur kulit; (3) Adanya gerakan angin (4) kelembaban rendah. Jika udara kering evaporasi dapat terjadi, tapi apabila udara lembab, maka evaporasi tidak terjadi. Kehilangan panas melalui evaporasi merupakan gabungan evaporasi melalui kulit dan pernafasan. Pada temperatur 15-200C, sekitar 0,4-0,5 liter penguapan melalui kulit disebut perspirasi insensibilis. Pada suhu 70-80 F, kehilangan panas melalui radiasi sebesar 60-65 %, melalui evaporasi sebesar 20-30 %.

Transfer Panas 

Konduksi merupakan induksi panas dari suatu obyek yang suhunya lebih tinggi ke obyek lain dengan jalan kontak langsung. Kecepatan konduksi tergantung kepada besarnya perbedaan temperatur dan konduktivitas termal dari bahan. Beberapa material seperti logam merupakan konduktor yang baik, sedang udara merupakan penghantar yang jelek.



Konveksi disebabkan adanya aliran dari massa jenis udara panas yang sangat ringan dibandingkan udara dingin.



Radiasi berupa transfer energi panas dari permukaan obyek ke obyek lain tanpa mengalami kontak dari obyek tersebut. Benda hitam merupakan penyerap radiasi yang sangat baik sehingga disebut radiator.



Evaporasi dapat terjadi apabila : perbedaan tekanan uap air antara keringat pada kulit dan udara; temperatur lingkungan rendah dari normal sehingga evaporasi dari keringat dapat terjadi dan dapat menghilangkan panas dari tubuh dan itu dapat terjadi jika temperatur basah kering di bawah temperatur kulit; Adanya gerakan angin dan adanya kelembaban.

Termodinamika Hukum Termodinamika I menyatakan bahwa energi total suatu sistem, termasuk energi sekitarnya, adalah konstan dan Hukum Termodinamika II menyatakan bahwa entropi total sebuah sistem harus meningkat bila proses ingin berlangsung spontan. Satuan energi yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari di dalam tubuh adalah berupa ATP (Adenosin Tripospat). 6. Darah. VOLUME DARAH TOTAL : 6 L (85 ml/kg BB) ATAU 7-8% BB Fungsi darah : a.

Respirasi selular -

Oksigen di dalam darah 

Dari paru-paru

Dihantarkan darah à ke sel-sel tubuh

-

Fungsi oksigen untuk oksigenasi selular (=inspirasi selular =oksidasi selular)

-

Karbondioksida di dalam darah. 

Dari sel-sel tubuh Dihantarkan darah à Ke paru-paru à

Keluar

tubuh à Ekspirasi selular b.

Fungsi Nutrisi -

Zat pakan yang diserap dalam saluran pencernaan dihantarkan darah ke selsel tubuh. Selanjutnya digunakan atau disimpan.

c.

Fungsi Ekresi -

Sisa metabolisme atau zat-zat yang tidak dipakai, dibawa melalui darah ke organ Ekskresi selanjutnya dibuang atau dinetralkan.

d.

Fungsi Imunitas -

Leukosit, antibodi Zat-zat protektif lainnya dihantarkan darah ke sel-sel yang membutuhkan.

e.

Fungsi Humoral

-

Hormon dari Kelenjar Endokrin dihantarkan darah ke sel-sel yang membutuhkan.

f.

Fungsi mengatur tekanan osmotik -

Konsentrasi zat-zat Terlarut (terutama protein) didalam darah diatur darah agar tekanan osmotik darah normal.

g.

Fungsi Keseimbangan Cairan Tubuh -

Cairan darah mengalir terus menerus ke sel atau rongga jaringan.

-

Selama perjalanannya cairan darah akan ditahan/ditambah sesuai dengan keadaan tempat.

h.

Fungsi mengatur suhu tubuh -

cairan darah mempunyai berat jenis panas tinggi sehingga berkemampuan menyimpan panas banyak

-

i.

cairan darah bersirkulasi cepat sehingga panas dengan cepat disebarkan: 

Keseluruh tubuh



Ke permukaan tubuh (proses penguapan)



Ke paru-paru (proses penguapan)

Fungsi mengatur keseimbangan elektrolit/asam basa darah -

Konsentrasi H+ dan OH- cairan darah = konsentrasi cairan tubuh (relatif stabil)

j.

k.

Fungsi pengaturan tekanan darah melalui : -

Pengaturan volume darah, dan

-

Zat-zat terlarut

Fungsi menghindarkan pendarahan Melalui proses pembekuan darah.

KOMPOSISI DARAH a. PLASMA DARAH à 55 %; terdiri dari: -

91 % Air 8 % substansi lain yang terdiri dari:  70 % protein darah seperti albumin, fibrinogen, dan globulin.  20% enzim.  0,9 % zat yang terdiri dari: asam amino, lemak, glukosa, urea, garam, dan

sodium bikarbonat  0,1 % hormon, antibodi, gas b. SEL-SEL DARAH à 45 %; terdiri dari: a) Sel darah merah (eritrosit)

-

Jumlah untuk pria 5,0-5,5 Juta/dL

-

Jumlah untuk wanita 4,5 -5,0 Juta/dL

-

Bentuk bulat atau bikonkaf (bg tepi lbh tebal dari bg tengah), tanpa inti, diameter 7,5 mikron, luas 120 mikron2, volume 85 mikron3

-

Mengandung jar. bunga karang (stroma) dan hemoglobin (Hb)

-

Membran sel terdiri dari: protein 65%, lipid (lemak) 32 % dan karbohidrat 3 %

-

Protein : stromatin

-

Lipid: sefalin, lesitin & kholesterol

-

Karbohidrat: glukosa

b) Sel darah putih (leukosit) Sifat-sifat sel darah putih: -

Amoeboid à dapat merubah bentuk Fagositosit à dapat memakan terutama bakteri, virus, parasit lainnya Diapedesis à dapat keluar masuk jaringan dan pembuluh darah

Berdasarkan ada/tidak adanya granul/partikel -

Granulosit: neutrophil, eosinophil (asidophil), basophil Besarnya lbh krg 10 -12 mikron & bergranul Neutrophil: inti tdd: lebih dr 2 à 3,4 atau 5, granul kecil & halus à jumlah 62 % Eosinophil (asidophil): inti 2 (dua) à granul besar & kasar à jumlah 8 % Basophil: inti tidak jelas apakah 2 (dua) atau lbh dari 2, tetapi granulnya dapat di buktikan à kombinasi antara kecil & halus serta besar & kasar à jumlah 0,5 – 1 %

-

Agranulosit: limphosit, monosit Tidak mempunyai granul Besarnya lebih kurang 12 – 15 mikron Limphosit: intinya hampir sebesar selnya sendiri à jumlah 18 % Monosit: 2 (dua) macam inti à ginjal (kacang merah) & tapal kuda à jumlah 13 %

Berdasarkan banyaknya inti: -

Polinukleus/Polimorphi:

-

Neutrophil, eosinophil (asidophil), basophil, monosit

-

Mononuleus/monomorphi: limphosit

c) Keping-keping darah (thrombosit) -

Berkoloni setiap keluar dari pembuluh darah atau ada luka

-

Jumlah 150000 – 400000 sel/dL

-

Membantu dalam proses pembekuan darah atau koagulasi

-

Proses pembekuan darah :

Produksi Sel Darah •

Lahir à sampai tua dilakukan oleh sumsum tulang (1.5-3.5 Kg) dan dibantu oleh hepar dan limpha.

•

21 tahun sumsum tulang dari tulang kecil.

•

Sum-sum tulang merah: produksi sel darah.

•

Sum-sum tulang kuning: produksi lemak dan pembuluh darah

Pembentukan dan Pematangan Sel Darah Merah Proeritroblast (hemasitoblast) (20 jam) à eritroblast basophilik (20 jam) Hb mulai dibentuk à eritroblast polikromatophilik (25 jam) àeritroblast ortokromatophilik = normoblast (30 jam) à Hb selesai dibentuk à retikulosit (sdm muda) (72 jam) à sel darah merah (120 hari)à telah menjalankan tugas sepanjang 700 mil Hemostasis

Yaitu mekanisme untuk menghentikan perdarahan/ keluarnya darah dari pembuluh darah misalnya akibat trauma Ada beberapa fase: 1. Vasokonstriksi -

Penyempitan pembuluh darah untuk mengurangi derasnya aliran darah keluar melalui luka.

-

Akibat trauma yg mengoyak dinding pembuluh darah secara refleks otot polos dinding pembuluh darah berkontraksi (lumen pembuluh darah menyempit) mengurangi derasnya aliran darah keluar melalui luka.

-

Sel-sel endotel akan mensekresi endothelin

2. Pembentukan sumbat trombosit -

Akibat robekan pembuluh darah serabut kolagen penyusun dinding pembuluh darah dan elemen-elemen subendotelial menjadi terpapar dan bersentuhan dengan darah  trombosit melekat/ tersangkut pada kolagen  trombosit melepas tromboksan dan ADP yg merekatkan trombosit-trombosit  gumpalan trombosit akan menyumbat luka. Sumbat trombosit ini sering disebut sebagai trombus putih dan relatif rapuh.

-

memerlukan faktor von willebrand (vwf) , suatu protein plasma.

3. Pembentukan trombus merah -

Anyaman serabut fibrin yang rapat menjaring sel-sel darah termasuk eritrosit.

-

Bersifat stabil dan mampu menghentikan perdarahan lebih baik

-

Proses pembentukan trombus merah atau fibrin clot ini disebut juga sebagai proses koagulasi darah.

-

Faktor-faktor pembekuan darah sebagian besar berupa protein khusus baik berupa enzim protease atau bukan, serta ion Ca 2+ yang terlarut dalam plasma dan fosfolipid pada membran trombosit.

4. Fibrinolisis -

Supaya pembuluh darah yang rusak dapat diperbaiki sesudah perdarahan berhenti dan luka membaik bekuan perlu dilarutkan melalui fibrinolisis.

-

Tissue type plasminogen activator (TPA) yang ada pada jaringan vaskular akan mengikat bekuan fibrin. Kemudian TPA akan mengaktivasi plasminogen (juga berikatan dengan bekuan fibrin) menjadi plasmin, suatu protease serin yang akan melisis bekuan fibrin dan melarutkan bekuan.

-

Proses diakhiri dengan inaktivasi TPA dan plasmin.

-

Terjadi rekanalisasi pembuluh darah.

MODUL V. METABOLISME

1. Karbohidrat. Karbohidrat adalah senyawa organik yang mengandung atom Karbon, Hidrogen dan Oksigen. Fungsi karbohidrat 1. Fungsi utamanya sebagai sumber energi (1 gram karbohidrat menghasilkan 4 kalori) 2. Melindungi protein agar tidak dibakar sebagai penghasil energi. 3. Membantu metabolisme lemak dan protein dengan demikian dapat mencegah terjadinya ketosis dan pemecahan protein yang berlebihan. 4. Di dalam hepar berfungsi untuk detoksifikasi zat-zat toksik tertentu. 5. Beberapa jenis karbohidrat mempunyai fungsi khusus di dalam tubuh. Laktosa rnisalnya berfungsi membantu penyerapan kalsium. Ribosa merupakan merupakan komponen yang penting dalam asam nukleat. 6. Selain itu beberapa golongan karbohidrat yang tidak dapat dicerna, mengandung serat (dietary fiber) berguna untuk pencernaan, memperlancar defekasi.

Klasifikasi Karbohidrat: a. Monosakarida : terdiri atas 3-6 atom C dan zat ini tidak dapat lagi dihidrolisis oleh larutan asam dalam air menjadi karbohidrat yang lebih sederhana. macam-macam monosakarida : denagn ciri utamanya memiliki jumlah atom C berbeda-beda : - Triosa (C3) : Gliserosa, Gliseraldehid, Dihidroksi aseton - Tetrosa (C4) : threosa, Eritrosa, xylulosa - Pentosa (C5) : Lyxosa, Xilosa, Arabinosa, Ribosa, Ribulosa - Hexosa (C6) : Galaktosa, Glukosa, Mannosa, fruktosa - Heptosa (C7) : Sedoheptulosa b. Disakarida : senyawanya terbentuk dari 2 molekul monosakarida yg sejenis atau tidak. Disakarida dapat dihidrolisis oleh larutan asam dalam air sehingga terurai menjadi 2 molekul monosakarida. Contohnya: - Sukrosa : glukosa + fruktosa (C 1-2) - Maltosa : 2 glukosa (C 1-4) - Trehalosa ; 2 glukosa (C1-1) - Laktosa ; glukosa + galaktosa (C1-4) c. Oligosakarida : senyawa yang terdiri dari gabungan molekul-molekul monosakarida yang banyak, karena merupakan gabungan dari 3-6 monosakarida. Contoh dari oligosakarida misalnya maltotriosa d. Polisakarida : senyawa yang terdiri dari gabungan molekul- molekul monosakarida yang banyak jumlahnya, senyawa ini bisa dihidrolisis menjadi banyak molekul monosakarida. Polisakarida merupakan jenis karbohidrat yang terdiri dari lebih 6 monosakarida dengan rantai lurus/cabang. Macam-macam polisarida : - Amilum/tepung - Glikogen - Inulin - Dekstrin dari hidrolisis pati - Selulosa (serat tumbuhan) - Khitin - Glikosaminoglikan - Glikoprotein Pencernaan Karbohidrat

Metabolisme Karbohidrat 2 tahap : 1. Cytoplasmic anaerobic phosporylation : Glikolisis 2. Mitochondrial Aerobic Phosporylation : Dekarboxilasi oksidatif , Krebs Cycle dan Fosforilasi Oksidatif

Glukosa

Glikoge n

Glukosa Fosfat Triosa Fosfat Piruvat Protein

Asilgliserol (Lemak)

Ribosa Fosfat

Laktat CO2

RNA/DN A

Asetil-KoA

Asam Lemak

Siklus Asam

Kolester ol

2CO2

Fosforilasi Oksidatif

Secara ringkas, jalur-jalur metabolisme karbohidrat dijelaskan sebagai berikut: a. Glukosa sebagai bahan bakar utama akan mengalami glikolisis (dipecah) menjadi 2 piruvat jika tersedia oksigen. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP. b. Selanjutnya masing-masing piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP. c. Asetil KoA akan masuk ke jalur persimpangan yaitu siklus asam sitrat. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP. d. Jika sumber glukosa berlebihan, melebihi kebutuhan energi kita maka glukosa tidak dipecah, melainkan akan dirangkai menjadi polimer glukosa (disebut glikogen). Glikogen ini disimpan di hati dan otot sebagai cadangan energi jangka pendek. Jika kapasitas penyimpanan glikogen sudah penuh, maka karbohidrat harus dikonversi menjadi jaringan lipid sebagai cadangan energi jangka panjang. e. Jika terjadi kekurangan glukosa dari diet sebagai sumber energi, maka glikogen dipecah menjadi glukosa. Selanjutnya glukosa mengalami glikolisis, diikuti dengan oksidasi piruvat sampai dengan siklus asam sitrat. f. Jika glukosa dari diet tak tersedia dan cadangan glikogenpun juga habis, maka sumber energi non karbohidrat yaitu lipid dan protein harus digunakan. Jalur ini dinamakan glukoneogenesis (pembentukan glukosa baru) karena dianggap lipid dan protein harus diubah menjadi glukosa baru yang selanjutnya mengalami katabolisme untuk memperoleh energi. Reaksi yang berkaitan : a. Glikogenesis Jika kita memiliki glukosa melampaui kebutuhan energi, maka kelebihan glukosa yang ada akan disimpan dalam bentuk glikogen. Proses anabolisme ini dinamakan glikogenesis. Glikogen merupakan bentuk simpanan karbohidrat yang utama di dalam tubuh dan analog dengan amilum pada tumbuhan. b. Glikogenolisis

Jika glukosa dari diet tidak dapat mencukupi kebutuhan, maka glikogen harus dipecah untuk mendapatkan glukosa sebagai sumber energi. Proses ini dinamakan glikogenolisis. c. Glukoneogenesis Glukoneogenesis adalah proses pembentukan glukosa dari senyawa-senyawa non karbohidrat, bisa dari lipid maupun protein. 2. Protein Tubuh. a. ¾ zat padat tubuh terdiri dari protein (otot, enzim, protein plasma, antibodi, hormon) b. Protein merupakan rangkaian asam amino dengan ikatan peptide c. Banyak protein terdiri ikatan komplek dengan fibril → protein fibrosa d. Macam protein fibrosa: kolagen (tendon, kartilago, tulang); elastin (arteri); keratin (rambut, kuku); dan aktin-miosin Macam Protein a. Peptide: 2 – 10 asam amino b. Polipeptide: 10 – 100 asam amino c. Protein: > 100 asam amino d. Antara asam amino saling berikatan dengan ikatan peptide e. Glikoprotein: gabungan glukose dengan protein f. Lipoprotein: gabungan lipid dan protein Asam Amino a. Asam amino dibedakan: asam amino esensial dan asam amino non esensial b. Asam amino esensial: T2L2V HAMIF (treonin, triptofan, lisin, leusin, valin → histidin, arginin, metionin, isoleusin, fenilalanin) c. Asam amino non esensial: SAGA SATGA (serin, alanin, glisin, asparadin → sistein, asam aspartat, tirosin, glutamin, asam glutamat) Transport Protein a. Protein diabsorpsi di usus halus dalam bentuk asam amino → masuk darah b. Dalam darah asam amino disebar keseluruh sel untuk disimpan c. Didalam sel asam amino disimpan dalam bentuk protein (dengan menggunakan enzim)

d. Hati merupakan jaringan utama untuk menyimpan dan mengolah protein Penggunaan Protein Untuk Energi a. Jika jumlah protein terus meningkat → protein sel dipecah jadi asam amino untuk dijadikan energi atau disimpan dalam bentuk lemak b. Pemecahan protein jadi asam amino terjadi di hati dengan proses: deaminasi atau transaminasi c. Deaminasi: proses pembuangan gugus amino dari asam amino d. Transaminasi: proses perubahan asam amino menjadi asam keto

Metabolisme Protein

Protein Jaringan

Diet Protein Asam Amino

Derivat Nitrogen

transaminasi Karbohidrat (Glukosa)

Badan Keton

Deaminasi Nitrogen Amino dalam

Asetil KoA

NH3 Ureum

Pemecahan Protein a. Transaminasi: 

alanin + alfa-ketoglutarat → piruvat + glutamate

b. Diaminasi:

Siklus Asam Sitrat 2O2



asam amino + NAD+ → asam keto + NH3



NH3 → merupakan racun bagi tubuh, tetapi tidak dapat dibuang oleh ginjal → harus diubah dahulu jadi urea (di hati) → agar dapat dibuang oleh ginjal

Ekskresi Nh3 a. NH3 → tidak dapat diekskresi oleh ginjal b. NH3 harus dirubah dulu menjadi urea oleh hati c. Jika hati ada kelainan (sakit) → proses perubahan NH3 → urea terganggu → penumpukan NH3 dalam darah → uremia d. NH3 bersifat racun → meracuni otak → coma e. Karena hati yang rusak → disebut Koma hepatikum Pemecahan Protein a. Deaminasi maupun transaminasi merupakan proses perubahan protein → zat yang dapat masuk kedalam siklus Krebs b. Zat hasil deaminasi/transaminasi yang dapat masuk siklus Krebs adalah: alfa ketoglutarat, suksinil ko-A, fumarat, oksaloasetat, sitrat Siklus Krebs a. Proses perubahan asetil ko-A → H + CO2 b. Proses ini terjadi didalam mitokondria c. Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo asetat → proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma habis d. Oksaloasetat berasal dari asam piruvat e. Jika asupan nutrisi kekurangan KH → kurang as. Piruvat → kurang oxaloasetat Rantai Respirasi H → hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh carrier NAD menjadi NADH H dari NADH ditransfer ke → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c → sitokrom aa3 → terus direaksikan dengan O2 → H2O + E Rangkaian transfer H dari satu carrier ke carrier lainya disebut Rantai respirasi

Rantai Respirasi terjadi didalam mitokondria → transfer atom H antar carrier memakai enzim Dehidrogenase → sedangkan reaksi H + O2 memakai enzim Oksidase Urutan carrier dalam rantai respirasi adalah: NAD → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c → sitokrom aa3 → direaksikan dengan O2 → H2O + E Fosforilasi Oksidatif Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi → energi tsb ditangkap oleh ADP untuk menambah satu gugus fosfat menjadi ATP. Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi Fosforilasi

oksidatif

→

proses

merubah

ADP

→

ATP

KREATIN DAN KREATININ Kreatin disintesa di hati dari: metionin, glisin dan arginin. Dalam otot rangka difosforilasi membentuk fosforilkreatin (simpanan energi) 3. Lemak. Fungsi Lipid a.Sumber energi potensial b.Bantalan organ dalam / luar c.Cadangan energi d.Mempertahankan suhu tubuh / penyekat panas (subcutan) e.Penyekat listrik (selubung myelin pada syaraf) f. Struktur membran biologis g.Struktur : susunan saraf h.Pelarut Vitamin : A, D, E, K Sifat Umum Lipid a. Relatif tidak larut dalam air. b. Larut dalam pelarut organik (pelarut lemak): benzena, eter, aseton, kloroform, karbon tetraklorida. c. Mengandung unsur C, H, O, kadang-kadang nitrogen dan fosfor. d. Hidrolisis gliserida/ester menghasilkan asam lemak. e. Berperan pada metabolisme tumbuhan dan binatang. Sifat Fisik Lipida

a. b. c. d. e. f. g.

Berwujud cair atau padatan non kristal pada suhu kamar. Lemak murni dan minyak murni, tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa. Bahan-bahan asing terabsorpsi dan larut khas. Penghantar listrik dan panas yang jelek. Lemak dan minyak lebih ringan dari air BD. 0,8. Lemak dan minyak tidak terdifusi melalui membran. Tidak larut dalam air, tetapi dapat membentuk emulsi sementara.

Alat Transpor Lipid Alat Transport Lipid Dlm Darah : Lipoprotein, strukturnya terdiri dari -

Lemak polar : Fosfolipid

-

Lemak agak polar : Kholesterol Bebas

-

Lemak NonPolar :TG, Kholesterol Ester

-

Protein : Apoporotein

Fungsi lipoprotein : •

Pengangkut lipid eksogen (Khilomikron)

•

Pengangkut lipid endogen (VLDL, IDL, LDL)

•

Pengangkut balik kholesterol jaringan ke hati (HDL, VLDL, LDL) VLDL

=

Very

Low Density Lipoprotein IDL

=

Intermediate

Density

Lipoprotein LDL

=

Low

Density Lipoprotein HDL

=

High

Density Lipoprotein

Metabolisme Lemak Pemecahan lemak menjadi asam lemak, monogliserida, kolin dan sebagainya, terjadi hampi semuanyasecara eksklusif dalam duodenum dan jejunum, melalui kerja sama antara

gara-garam empedu dan lipase pancreas, dalam lingkungan pH yang lebih tinggi yang disebabkan oleh sekresi bikarbonat. Asam-asam lemak, monogliserida, fosfat, kolesterol bebas dan bahan penyusun lain dari lemak yang terbenuk olah proses pencernaan, diserapke dalam sel mukosa intestine. Penyerapan terjadi dengan jalan difusi pasif, terutama dalam setengah bagian atas usus kecil. Garam-garam empedu yang disekresi untuk menolong pencernaan dan penyerapan akan diserap kembali dalam saluran pencernaan bagian bawah. Setelah masuk ke dalam mukosa intestin, trigliserida, fosfolipid dan ester kolesterol disintesis kembali, di bungkus dengan sedikit protein kemudian disekresikan ke dalam kilomikron ke dalam ruang ekstraselular, memasuki lacteal system limfe. Bagian terbesar dari lemak makanan yang telah memasuki system limfe secara perlahan memasuki aliran darah (sebagai kiomikron) melalui ductus turachicus jadi mencegah perubahan besar kadar lemak darah permukaan. Masuknya darah ke dalam darah dari limfe terus selama berjam-jam setelah makan banyak lemak. Kilomikron dan VLDL terutama diproses oleh sel-sel adipose dan urat daging. Apoprotein di permukaan mengaktifkan lipase lipoprotein (LPL) yang terikat pada permukaan pembuluh darah kecil dan kapiler dalam jaringan-jaringan tersebut. Ini menyebabkan pembebasan secara local asam lemak bebas yang secara cepat diserap an digunakan untuk energy atau diinkoporasikan kembali menjadi trigliserida untuk digunakan kemudian. Kelebihan fosfolipid permukaan dan beberapa kolesterol dan protein dipindahkan ke HDL. Sisa trigliserida yang terdeplesi dalam kilomikron, dengan ester kolesterol memasuki hati melalui reseptor khusus. Di dalam hati, ester kolesterol akan mendapat proses esterifikasi dan bersama asam-asam lemak memasuki pool hati yang ada. Kolesterol diekskresikan ke dalam empedu atau diesterifikasi dan diinkoporasikan ke dalam VLDL untuk nanti diangkut lebih lanjut. Asam-asam lemak terbentuk terutama dari kelebihan karbohidrat yang tidak dibutuhkan secara local untuk enegi atau membrane sel diinkorporasikan kembali ke dalam trigliserida. Dan bersama fosfolipid, koleserol dan protein dikemas dalambentuk VLDL hati memasuki aliran darah dan melalui lintasan yang sama dengan VLDL-intestin.yaitu khilangan komponen trigliserida sampai lipase lipoprotein. Tetapi umumnya, lebih lama dalam plasma daripada kilomikron. Hampir semua asam lemak memasuki jaringan lemak atau urat daging untuk disimpan dalam bentuk trigliserida. Lipoprotein yang tinggal itu menjadi LDL atas pertolongan HDL dan Lechithin-Cholsterol Acyl Transferase (LCAT) yang mengesterifikasi kolesterol

dengan asam lemak poli tidak jenuh dari posisi 2 pada lesitin. LDL yang pada prinsipnya terdiri dari inti ester kolesterol, protein dan fosfolipid permukaan kemudian diambil oleh hampir semua jaringan permukaan. Pengambilan LDL secara normal juga tergantung ikatannya pada reseptor terutama pada membrane sel. Reseptor-reseptor tesebut bisa tidak mempunyai atau mengandung secara tidak sempurna salah satu atau lebih bentuk-bentuk hiperkolesterolemia yang sehubungan. Kalau LDL plasma meningkat, peningkata katabolisme

terjadi atas

pertolongan makrofag-makrofag retikuloendotelial atau

peningkatan pengambilan yang tidak spesifik. Jaringan lemak melepas asam lemak bebas dan gliserol ke dalam darah, dimana asam lemak tersebut diangkut dengan albumin ke hamper semua organ. Di lain pihak, gliserol berjalan terutama ke dalam hati dan sedikit ke dalam ginjal, hanya jaringan-jaringan ini tempatnya dapat digunakan. Langkah pertama memerlukan proses fosforilasi oleh asam alfa gliserol kinasne, yang tidak didapatkan dalam jaringan lain. Tidak adanya enzim ini dalam jaringan lemak mungkin dapat menolong mencegah agar sikus pembentukan dan pemecahan trigliserida dalam tubuh tidak sia-sia, karena pembentukan alfa gliserol fosfat dalam jaringan lemak akan menyebabkan tersintesisnya kembali trigliserida. Sintesis trigliserida dalam jaringan lemak tergantung pada pembentukan alfa gliserol fosfat dari glukose dan dalam kondisi dimana lemak dibutuhkan untuk energy dengan glucose tidak tersedia untuk proses ini. Ada 3 fase: 1. β oksidasi 2. Siklus Kreb 3. Fosforilasi Oksidatif

Secara Keseluruhan Proses Oksidasi beta, berlangsung •

Tahap Pertama : Aktivasi asam lemak (sitoplasma) menjadi Asil-KoA dikatalisis enzim tiokinase

•

Tahap Kedua : Dalam mitokondria, terjadi pemindahan Asil-KoA dari sitoplasma ke dalam mitokondria oleh “Sistem Transporter Karnitin”

Metabolisme Lemak

Esterifikasi

Triagliser ol

Steroid

Lipolisis Steroidogenesis

Diet

Lipogenesis

Asam Lemak

β-Oksidasi Kolesterologenesis

Asam Amino

AsetilKoA

Kolester ol

Ketogenesis

Karbohid rat Badan Keton 2O2

Proses Beta-Oksidasi

Siklus Asam Sitrat

Daur Krebs

Fosforilasi Oksidatif

Energetika Oksidasi Asam Lemak Contoh : Asam Palmitat, CH3(CH2)14COOH Mengalami 7 siklus Tiap siklus menghasilkan 5 mol ATP 7 X 5 mol ATP = 35 mol ATP Oksidasi 1 molekul Asetil KoA dlm Siklus TCA akan menghasilkan 12 mol ATP (Hasil oksidasi Asam Palmitat menghasilkan 8 molekul Asetil-KoA) 8 X 12 mol ATP = 96 mol ATP Energi Bruto yang dihasilkan : 96 + 35 = 131 mol ATP Untuk aktivasi As. Lemak dibutuhkan : 2 mol ATP Energi Netto yang dihasilkan : 131 – 2 = 129 mol ATP

Sintesis Trigliserida dari Karbohidrat Bila KH dalam asupan lebih banyak dari yang dibutuhkan → KH diubah jadi glikogen dan kelebihanya diubah jadi trigliserida → disimpan dalam jaringan adipose. Tempat sintesis di hati, kemudian ditransport oleh lipoprotein ke jaringan disimpan di jaringan adiposa sampai siap digunakan tubuh Sintesis Trigliserida dari Protein Banyak asam amino dapat diubah menjadi asetil koenzim-A. Dari asetil koenzim-A dapat diubah menjadi trigliserida. Jadi saat asupan protein berlebih, kelebihan asam amino disimpan dalam bentuk lemak di jaringan adipose. 4. Bioenergetika. Bioenergetika adalah ilmu yang mempelajari tentang perubahan energi yang menyertai reaksi biokimia (reaksi kimia pada organisme). Jenis reaksi kimiawi : a. Reaksi eksotermis: reaksi yg menghasilkan panas b. Reaksi endotermis: reaksi yg memerlukan panas

Pada sistem biologis: manusia bersifat isotermis (suhu tubuh konstan). Manusia menggunakan panas yang Terbentuk pada suatu reaksi antara lain untuk Mempertahankan suhu tubuh tetapi tidak dapat Mengubahnya menjadi energi mekanik atau energi listrik, Sisa panas akan dibuang ke luar. Oleh karena itu yang lebih Penting diperhitungkan adalah bentuk energi kimia (atp Dll). Pada sistem biologis

proses yg memerlukan energi

Mendapatkannya dengan cara mengaitkan reaksi yg Perlu energi (reaksi endergonik) dengan dengan Reaksi yang menghasilkan energi (reaksi Eksergonik) Senyawa kaya energi (~e) : atp: adenosin – p ~ p ~ p (adenosin trifosfat) atp adalah suatu nukleotida yg dalam bentuk aktifnya Membentuk kompleks dengan mg++ Atau mn++. Peranan atp sbg pembawa energi terletak pada gugusan Trifosfat yg mengandung 2 ikatan fosfoanhidrid. Hidrolisis ikatan ini akan melepaskan banyak energi Bebas. Senyawa kaya energi (~ e ) lainnya misalnya : Fosfoenolpiruvat, kreatinfosfat ( ada simbol ikatan Bertenaga tinggi (~) Mekanisme pembentukan energy : 3 tahap : b. Tahap 1 : mobilisasi asetil-koA c. Tahap 2 : siklus krebs d. Tahap 3 : fosforilasi oksidatif

5. Enzim Enzim adalah suatu biokatalisator, yaitu suatu bahan yang berfungsi mempercepat reaksi kimia dalam tubuh makhluk hidup tetapi zat itu sendiri tidak ikut bereaksi karena pada akhir reaksi terbentuk kembali. Suatu reaksi kimia yang berlangsung dengan bantuan enzim memerlukan energi yang lebih rendah. Jadi enzim juga berfungsi menurunkan energi aktivasi.

Enzim berfungsi menurunkan energi aktivasi. Enzim terdiri dari satu atau lebih rantai polipeptida, di samping itu terdapat pula bagian yang bukan protein yang penting untuk aktivitas katalitik. Bagian yang bukan protein ini disebut kofaktor. Koenzim adalah bentuk tertentu dari kofaktor yang merupakan senyawa organic. Kofaktor dapat dibagi dalam 3 macam, yaitu : gugus protetik, koenzim dan ion metal. Gugus prostetik adalah senyawa organic yang berikatan secara kovalen dengan apoenzim (mengikat dengan kuat pada apoenzim). Sebagai contoh ialah peroksidase dan katalase, dimana hem adalah gugus prostetiknya yang terikat permanen pada tempat aktif. Koenzim adalah senyawa organic yang berasosiasi dengan apoenzim dan bersifat sewaktu ( tidak permanen), biasanya pada saat berlangsung katalisis. Selanjutnya koenzim yang sama dapat menjadi kofaktor pada enzim yang berbeda. Pada umumnya koenzim tidak hanya membantu enzim memecah substrat tetapi juga bertindak sebagai aseptor sementara untuk produk yang terjadi. Struktur enzim Suatu enzim (holoenzim) tersusun atas bagian protein dan bukan protein. Bagian protein disebut apoenzim, dan bagian non protein disebut kofaktor. Kofaktor dapat berupa ion logam (Cu, Mg, K, Fe, Na), atau koenzim yang berupa bahan organik, misalkan vitamin B (B1, B2).

Sifat-sifat enzim Sebagai suatu bahan yang penting dalam metabolisme, enzim memiliki sifat-sebagai berikut: -

Kerja enzim bersifat spesifik/khusus, artinya bahwa satu enzim hanya dapat bekerja

-

pada satu substrat Enzim bekerja pada suhu tertentu Enzim berkerja pada derajat keasaman (pH) tertentu Kerja enzim dapat bolak-balik, artinya selain dapat memecah substrat juga dapat membentuk substrat dari penyusunnya

Hal-hal yang dapat mempengaruhi kerja enzim di antaranya adalah: -

suhu derajat keasaman (pH) konsentrasi enzim jenis substrat penimbunan hasil akhir pengaruh aktivator/penggiat pengaruh inhibitor/penghambat

Tata nama enzim -

Enzim diberi nama sesuai dengan nama substrat danreaksi yang dikatalisis Biasanya ditambah akhiran “ase”

Klasifikasi Enzim IUB membagi enzim menjadi 6 kelas a. Oksidoreduktase;

mengkatalisis

reaksi

oksidasi

reduksi,

menggunakan koenzim :biasanya menggunakan koenzim : - NAD+ - NADP+ - FAD - Lipoat - Koenzim Q Yang termasuk enzim ini, dengan nama trivial : - Dehidrogenase - Oksidase - Peroksidase - Reduktase - Hidroksilase - Oksigenase b. Transferase ; mengkatalisis pemindahan gugus tertentu, seperti : - Gugus 1-karbon - Gugus aldehid dan keton

dan

biasanya

-

Gugus asli Gugus glikosil Gugus fosfat Gugus mengandung S

Yang termasuk enzim ini, dengan nama trivial : - Amino transferase - Asil karnitin transferase - Transkarboksilase - Transaldolase dan transketolase - Glukokinase - Piruvatkinase c. Hidrolase; meningkatkan pemecahan ikatan antara karbon dengan atom lainnya dengan penambahan air. - Esterase - Amidase - Peptidase - Fosfatase - Glikosidase d. Liase ; mengkatalisis pemecahan karbon-karbon, karbon-sulfur dan karbonnitrogen. Yang termasuk enzim ini, dengan nama trivial : - Dekarboksilase - Aldolase - Sintase - Hidrase atau dehidrarase - Deaminase - nuleotida siklase e. Isomerase; mengkatalisis raseminase optic atau isomer geometric dan reaksi oksidase reduksi intramolekular tertentu. Yang termasuk enzim ini, dengan nama trivial : - Epimerase - Rasemase - Mutase - Isomerase f. Ligase ; Mengkatalisis pembentukan ikatan antara : - Karbon dengan karbon - Karbo dengan sulfur - Karbon dengan nitrogen - Karbon dengan oksigen Untuk pembentukan ikatan tersebut diperlukan energy yang berasal dari ATP. Yang termasuk enzim ini, dengan nama trivial : - Sintetase - Karboksilase Koenzim adalah senyawa organic yang berasosiasi dengan apoenzim dan bersifat sewaktu ( tidak permanen), biasanya pada saat berlangsung katalisis. Selanjutnya

koenzim yang sama dapat menjadi kofaktor pada enzim yang berbeda. Pada umumnya koenzim tidak hanya membantu enzim memecah substrat tetapi juga bertindak sebagai aseptor sementara untuk produk yang terjadi. Kebanyakan komponen kimia koenzim adalah vitamin. Sebagai contoh dapat dilihat pada klasifikasi enzim.

Cara kerja enzim a. Teori gembok dan anak kunci (Lock and key theory) Enzim dan substrat bergabung bersama membentuk kompleks, seperti kunci yang masuk dalam gembok. Di dalam kompleks, substrat dapat bereaksi dengan energi aktivasi yang rendah. Setelah bereaksi, kompleks lepas dan melepaskan produk serta membebaskan enzim.

Enzim bekerja berdasar prinsip ‘kunci dan anak kunci’ (lock and key) b. Teori kecocokan yang terinduksi (Induced fit theory) Menurut teori kecocokan yang terinduksi, sisi aktif enzim merupakan bentuk yang fleksibel. Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif termodifikasi melingkupi substrat membentuk kompleks. Ketika produk sudah terlepas dari kompleks, enzim tidak aktif menjadi bentuk yang lepas. Sehingga, substrat yang lain kembali bereaksi dengan enzim tersebut. 6. Makro dan Mikromineral, Tipe Vitamin serta Hubungan Vitamin dengan Koenzim. Mineral Tubuh mengandung MINERAL (dalam % berat) :   

Oksigen Karbon Hidrogen

65% 18% 10%

   

Nitrogen 3% Kalsium 1, 5 % Fosfor 1% Elemen lain 1, 5 % (K,Na,Cl,dls)

Elemen/mineral yang penting untuk tubuh antara lain : K,Na,Cl,Ca,P,Fe,I,F,Co. Berdasarkan atas kebutuhannya perhari,mineral dibagi atas : •

MAKRO MINERAL: Dibutuhkan lebih dari 100mg/hari. Contoh : Ca, P, Na, K, Cl,

•

dan Mg. MIKRO MINERAL :Dibutuhkan kurang dari 100mg/hari. Contoh : Cr, Co, Cu, I, Fe, Mn, Mo, Se, Si, Zn, dan F. Fungsi Air Dalam Tubuh a.Membuat zat-zat didalam sel menjadi dalam bentuk terlarut, sehingga reaksi antar zat menjadi lebih mudah. b.Tanpa air, proses metabolisme menjadi sukar/tidak berlangsung. Jadi air merupakan katalisator. c.Sebagai alat transport untuk membawa nutrien kedalam jaringan dan membawa sampah-sampah hasil metabolisme keluar jaringan. d.Regulator suhu tubuh. Air bersirkulasi keseluruh tubuh, sehingga menyamakan suhu diseluruh bagian tubuh. e.Dengan air, zat-zat anorganik menjadi dalam bentuk ion, sehingga lebih mudah digunakan oleh tubuh. f. Air memiliki tegangan permukaan yang cukup tinggi sehingga air akan mengangkat zat-zat kepermukaan. Akibatnya : zat-zat tersebut lebih mudah diangkut / dibuang/dicerna oleh enzim. Vitamin Vitamin dibedakan menjadi 2, yakni vitamin yang larut dalam air (vitamin A dan B) dan vitamin yang larut dalam lemak (vitamin A,D,E,K). Fungsi masing-masing vitamin ini antara lain : a. Vitamin A berfungsi bagi pertumbuhan sel-sel epitel dan sebagai pengatur kepekaan rangsang sinar pada saraf dan mata.

b. Vitamin B1 berfungsi untuk metabolisme karbohidrat, keseimbangan air dalam tubuh dan membantu penyerapan zat lemak oleh usus. c. Vitamin B2 berfungsi dalam pemindahan rangsang sinar ke saraf mata dan enzim serta berfungsi dalam proses oksidasi dalam sel-sel. d. Vitamin B6 berfungsi dalam pembuatan sel-sel darah dan dalam proses pertumbuhan dan dalam proses pertumbuhan serta pekerjaan urat saraf. e. Vitamin C berfungsi sebagai aktivator macam-macam fermen perombak protein dan lemak, dalam oksidasi dan dehidrasi dalam sel, penting dalam pembentukan trombosit. f. Vitamin D berfungsi mengatur kadar kapur dan fosfor dalam bersama-sama kelenjar anak gondok, memperbesar penyerapan kapur dan fosfor dari usus, dan mempengaruhi kerja kelenjar endokrin. g. Vitamin E berfungsi mencegah perdarahan bagi wanita hamil serta mencegah keguguran dan diperlukan pada saat sel sedang membelah. h. Vitamin K berfungsi dalam pembentukan protrombin, yang berarti penting dalam proses pembekuan darah. Hubungan Vitamin dengan Koenzim Beberapa koenzim

mempunyai struktur yang mirip dengan vitamin bahkan menjadi

bagian dari molekul vitamin tersebut. Hubungan antara vitamin dengan koenzim tamapak pada contoh berikut : a. Niasin, merupakan nama vitamin yang berupa molekul nikotinamida atau asam nikotinat. Molekul nikotinamida terdapat sebagai bagian dari molekul NAD +, NADP+. Kekurangan niasin akan mengakibatkan pellagra pada manusia. b. Molekul riboflavin atau vitamin B2 terdiri atas D ribitol yang terikat pada cincin issoaloksazon yang tersubstitusi. Vitamin ini dikenal sebagai faktor pertumbuhan. Molekul riboflavin merupakan bagian dari molekul FAD. c. Asam lipoat adalah suatu vitamin yang juga merupakan faktor pertumbuhan dan terdapat dalam hati. Asam ini terdapat dalam dua bentuk teroksidasi dan tereduksi, berfungsi sebagai kofaktor pada enzim piruvat dehidrogenase dan ketoglutarat dehidrogenase, berperan dalam reaksi pemisahan gugus asil. d. Biotin adalah vitamin yang terdapat dalam hati dan berikatan dengan suatu protein. Biotin berfungsi sebagai koenzim dalam reaksi karboksilasi. e. Tiamin atau vitamin B1 umumnya terdapat dalam keadaan bebas dalam beras atau gandum. Kekurangan vitamin B1 akan mengakibatkan penyakit beri-beri. Koenzim yang berasal dari vitamin B1 ialah tiaminifosfat (TPP) dan berperan

dalam reaksi yang menggunakan enzim alpa keto dekarboksilase, asam alpa keto oksidase, transketolase dan fosfo ketolase. f. Vitamin B6 terdiri dari tiga senyawa yaitu piridoksal, piridoksin dan piridoksamin. Kekurangan vitamin B6 dapat mengakibatkan dermatitis (penyakit kulit) dan gangguan pada sistem saraf pusat. Koenzim dari vitamin B 6 ialah piridoksalfosfat dan piridoksaminofosfat. g. Asam folat dan derivatnya terdapat banyak dalam alam. Bakteri dalam usus memproduksi asam fosfat dalam jumlah kecil. Koenzim yang berasal dari vitamin ini ialah asam tetrahidrofosfat (FH4). Peranan FH4 ialah sebagai pembawa unit senyawa satu atom karbon yang berguna dalam biosintesis purin, serin dan glisin. h. Vitamin B12 sebagaimana diisolasi dari hati adalah sianokobalamina. Fungsi vitamin B12 adalah bekerja pada beberapa reaksi anatara lain reaksi pemecahan ikatan C-C, ikatan C-O, dan ikatan C-N dengan enzim mutase dan dehidrase. i. Asam pantotenat terdapat dalam alam sebagai komponen dalam molekul koenzim A. vitamin ini diperlukan oleh tubuh sebagai faktor pertumbuhan. Koenzim A berperan penting sebagai pembawa gugus asetil, khususnya dalam biosintesis asam lemak. Di samping koenzim yang mempunyai hubungan struktural dengan vitamin, ada pula koenzim yang tidak berhubungan dnegan vitamin, yaitu adenosine trifosfat atau ATP. Koenzim ini termasuk golongan senyawa berenergi tinggi. ATP berfungsi sebagai koenzim yang memindahkan gugus fosfat. Bila ATP melepaskan 1 gugus fosfat, maka ATP akan berubah menjadi adenosine difosfat (ADP) juga energi yang digunakan untuk reaksi lain. ATP bersama dengan enzim kinase, misalnya heksokinase dan piruvat kinase berperan dalam metabolisme karbohidrat.