SEJARAH BIOKIMIA, SEL DAN BIOMELOKUL

1.1 PENDAHULUAN 1.1.1 Deskripsi Singkat Bab ini akan mengemukakan sejarah biokimia yang meliputi perkembangan biokimia, peranan dan manfaat biokimia , struktur sel dengan fungsi dan peranan organela-organelanya, senyawa biomolekul yang merupakan konstituen utama pada mahluk hidup.

1.1.2 Relevansi Pembahasan bab ini sangat berhubungan dengan bab-bab selanjutnya dalam mempelajari mata kuliah biokimia. Pengetahuan mahasiswa tentang biokimia sebagai satu disiplin ilmu, sejarah dan perkembangannya, struktur sel dan komponennya serta senyawa biomolekul penyusun mahluk hidup yang menjadi konsep dasar pemahaman mahasiswa terhadap proses reaksi kimia yang berlangsung pada sel hidup dan keterkaitannya dengan bidang lain seperti biologi, kimia organik, bahkan biomolekuler.

1.1.3 Tujuan Setelah mempelajari bab ini mahasiswa diharapkan dapat : 1. Mengetahui sejarah biokimia sebagai suatu disiplin ilmu. 2. Memahami perkembangan biokimia serta faktor-faktor yang menunjang perkembangan tersebut. 3. Mengetahui manfaat biokimia bagi peningkatan kesejatraan masyarakat. 4. Menjelaskan tentang sel, fungsi dan komponen (organela) sel mahluk hidup 5. Menerangkan komposisi senyawa biomolekul dalam sel mahluk hidup.

1.2 PENYAJIAN 1.2.1 Uraian dan Contoh

1.2.1.1 Sejarah Biokimia

Biokimia berasal dari kata Yunani bios kehidupan dan chemis kimia yang sering diartikan sebagai ilmu yang mempelajari dasar kimia kehidupan. Atau dapat juga diartikan sebagai salah satu ilmu yang mempelajari reaksi-reaksi kimia atau interaksi molekul dalam sel hidup. Istilah biokimia telah dikemukakan oleh Karl Neuberg (1903) ahli kimia Jerman dan sekitar pertengahan abad XVIII Karl Wilhelm Scheele ahli kimia swedia telah melakukan penelitian mengenai susunan kimia jaringan pada tumbuhan dan hewan. Selain itu ia juga telah dapat mengisolasi asam oksalat, asam laktat, asam sitrat serta beberapa ester dan kasein dari bahan alam. Biokimia memperoleh bentuk yang nyata sebagai suatu bidang studi pada awal Abad XIX, oleh Friedrich Wohler. Sebelum itu orang percaya bahwa organisme hidup itu terdiri atas zat-zat yang mempunyai sifat yang sangat berbeda dengan zat yang terdapat pada benda-benda mati, misalnya logam atau batu-batuan. Pada tahun 1828 Wohler menunjukkan bahwa urea, suatu senyawa yang terdapat dalam urine, ternyata dapat dibuat dalam laboratorium dengan jalan memanaskan alkali sianat dengan garam amonium. Mula-mula ia memang mengharapkan akan terjadi garam amonium sianat, tetapi akhirnya ia memperoleh urea. Meskipun telah ditunjukkan atau dibuktikan bahwa suatu senyawa yang berasal dari dalam tubuh manusia atau organisme hidup dapat juga dibuat dalam laboratorium dari zat-zat yang berasal dari benda mati, namun masih ada orang yang percaya bahwa suatu senyawa dalam organisme hidup tentulah terbentuk dalam sel hidup melalui suatu proses yang melibatkan

"kekuatan hidup". Pendapat demikian ini kemudian dapat dihilangkan oleh adanya penemuan dua bersaudara Eduard dan Hans Buchner. Mereka menyatakan bahwa ekstrak dari sel-sel ragi yang telah dirusak atau telah mati, tetap dapat menyebabkan terjadinya proses peragian atau fermentasi gula menjadi alkohol. Penemuan mereka merupakan pembuka kemungkinan dilakukannya analisis reaksi-reaksi biokimia dan proses-proses biokimia dengan alat-alat laboratorium (in vitro) dan bukan dalam sel hidup (in vivo). Selanjutnya metabolisme yang terjadi dalam sel dapat pula dilakukan dalam laboratorium, termasuk reaksi-reaksi yang menggunakan enzim, yaitu biokatalis yang mempercepat berlangsungnya reaksi biokimia tersebut. Pada tahun 1926 J.B. Sumner membuktikan bahwa urease, yakni enzim yang diperoleh dari biji kara pedang (jack beans) dapat dikristalkan seperti juga senyawa organik lainnya. Hal ini makin memperkuat kenyataan bahwa enzim dengan struktur kompleksnya, dapat dipelajari dan diteliti dengan menggunakan metode-metode kimia yang ada.

1.2.1.2 Perkembangan Biokimia

Sejalan dengan perkembangan biokimia, para ahli biologi sel memberikan sumbangannya dalam bidang struktur sel. Diawali oleh Robert Hooke pada Abad XVII telah melakukan observasi terhadap sel-sel, maka perbaikan atas teknik observasi dengan menggunakan

mikroskop telah dapat meningkatkan pemahaman atas struktur yang kompleks. Pengembangan mikroskop elektron pada pertengahan Abad telah mengakibatkan pemahaman yang lebih rinci atas struktur sel terutama organel-organel yang terdapat dalam sel seperti mitokondria, kloroplas dan lain-lain serta fungsi organel-organel tersebut dalam proses biokimia yang berlangsung dalam sel. Hal ini sangat menunjang perkembangan biokimia, baik pemahaman atas struktur senyawa-senyawa biokimia, maupun identifikasi reaksi metabolisme dalam sel. Meskipun demikian masih banyak proses kimia kehidupan yang belum dapat

dijelaskan. Perkembangan biokimia juga tidak terlepas dari perkembangan yang terjadi pada bidang pengetahuan genetika. Gagasan tentang adanya gen, yakni unit pembawa sifat-sifat yang diturunkan oleh individu, timbul dari Gregor Mendel pada pertengahan Abad XIX dan kemudian menjelang Abad XX diketahui bahwa gen tersebut terdapat pada kromosom. Namun hingga pertengahan Abad XX, belum ada seorangpun yang dapat mengisolasi gen serta mengetahui struktur kimianya. Telah diketahui bahwa kromosom itu terdiri dari protein dan asam nukleat. Struktur kimia dari protein dan asam nukleat belum diketahui meskipun pada tahun 1869 asam nukleat telah diisolasi Friedrich Miescher. Pada awal Abad XX kebanyakan ahli biokimia berpendapat bahwa hanya protein dengan struktrur yang kompleks yang membawa informasi genetika, sedangkan asam nukleat dipandang sebagai senyawa yang sederhana dalam sel. Baru pada pertengahan Abad XX ini terbukti bahwa asam deoksiribonukleat (DNA) adalah senyawa pembawa informasi genetika. menjelaskan James Watson dan Francis Crick (1953)

tentang struktur DNA yang berbentuk heliks ganda. Dengan struktur DNA

demikian dapat dijelaskan bagaimana informasi genetika dapat dilangsungkan, sehingga makin bertambahlah pengetahuan tentang proses-proses yang terjadi dalam sel hidup. Hal ini jelas merupakan sumbangan bagi kemajuan dalam bidang biokimia. Secara umum dapat dikatakan bahwa dalam Abad XX ini biokimia mengalami perkembangan yang pesat. Penelitian dalam masalah gizi telah menimbulkan penemuan tentang vitamin yang dapat mencegah seseorang terkena penyakit tertentu. Dengan majunya pengetahuan tentang struktur dan sifat protein, telah diketahui bahwa enzim yang merupakan biokatalis bagi reaksi yang terjadi dalam tubuh adalah suatu protein. Di samping itu kemajuan atau perkembangan metode analisis kromatografi, penemuan hasil antara dalam metabolisme karbohidrat, lemak dan protein, penemuan struktur primer, sekunder, tersier dan kuarterner protein serta struktur DNA dan RNA mempunyai arti yang sangat penting dalam perkembangan biokimia. Selain itu perkembangan biokimia juga dapat terlihat dari banyaknya publikasi baik berupa buku, majalah atau disertasi yang memuat hasil-hasil penelitian dalam berbagai bidang biokimia serta penerapannya. 1.2.1.3 Manfaat Biokimia

Penerapan biokimia banyak terdapat dalam bidang pertanian dan kedokteran. Sebagai contoh biokimia mempunyai peranan dalam memecahkan masalah gizi, penyakit-penyakit akibat dari kurang gizi terutama pada anak-anak. Biokimia juga dapat menjelaskan hal-hal dalam bidang farmakologi dan toksikologi karena dua bidang ini berhubungan dengan pengaruh bahan kimia dari luar terhadap metabolisme. Obat-obatan biasanya mempengaruhi jalur metabolik tertentu, misalnya antibiotik penisilin dapat membunuh bakteri dengan menghambat pembentukan polisakarida pada dinding sel bakteri. Dengan demikian bakteri akan mati karena tidak dapat membentuk dinding sel. Penggunaan pestisida di bidang pertanian telah kita kenal lama. Pada umumnya pestisida bekerja dengan jalan menghambat enzim yang bekerja pada hama atau organisme tertentu. Dalam hal ini biokimia berperan dalam meneliti mekanisme kerja pestisida tersebut sehingga dapat meningkatkan selektivitasnya dan dengan demikian dapat dicegah dampak negatif terhadap lingkungan hidup yang dapat ditimbulkannya. Jadi biokimia juga merupakan komponen penting dalam pengetahuan tentang lingkungan hidup. Peningkatan kualitas produk dalam bidang pertanian dan peternakan, telah dapat diwujudkan dengan menerapkan hasil-hasil penelitian dalam bidang genetika. Rekayasa genetika saat ini telah dilaksanakan dan memberikan hasil yang menggembirakan. Dengan mempelajari biokimia kita mengetahui tentang reaksi-reaksi kimia penting yang terjadi dalam sel. Hal ini berarti kita dapat memahami proses-proses yang terjadi dalam tubuh. Dengan demikian diharapkan kita akan mampu menghindari hal-hal dari luar yang akan mempengaruhi proses dalam sel-sel tubuh, misalnya kita akan dapat mengatur makanan yang akan kita makan sehingga kita memperoleh manfaat dari makanan secara optimal. Contoh lain kita akan mampu menghindari dampak dari suatu lingkungan yang tercemar oleh limbah membahayakan kesehatan. yang

Manfaat mempelajari biokimia tersebut dapat kita berikan kepada orang lain, masyarakat atau kepada anak didik apabila kita bekerja sebagai guru. Bagi guru sangat diperlukan adanya suatu wawasan yang luas. Misalnya dalam mengajarkan ilmu kimia, maka pengetahuan kita tentang biokimia akan sangat membantu dalam memberikan contoh-contoh yang dapat menarik perhatian para anak didik. Wawasan yang luas tentang masalah lingkungan hidup tentu akan meningkatkan gairah dalam proses belajar-mengajar dan hal ini akan membantu upaya kita dalam menjaga kelestarian lingkungan yang sehat.

1.2.1.4

SEL

Kebanyakan reaksi kimia di dalam tubuh terjadi dalam sel. Sel merupakan bagian terkecil dari mahluk hidup yang dapat melakukan aktivitas biologis. Sel menyusun berbagai jaringan seperti epitel, jaringan ikat, otot, jaringan saraf, dan lain-lain dengan fungsi yang berbeda-beda. Fungsi umum sel adalah mengambil bahan makanan, mengoksidasi bahan bakar, mengeluarkan bahan-bahan yang tidak dapat diolah lagi, dan sel mampu tumbuh dan berkembang biak. Sel juga secara terus menerus membuat senyawa baru, melakukan transpor senyawa, dan menghasilkan panas. Sel terdiri atas sel eukariotik ( Greek, Eu = sebenarnya atau baik ; karyon = inti.) sekarang nukleus dan sel prokariotik ( Greek, pro = sebelum ). Sel prokariotik memiliki struktur sel yang sederhana. Meskipun demikian sel-sel prokariotik secara biokimia cukup canggih dan beragam. Semua tahapan proses metabolisme utama dijumpai pada jenis sel ini. Umumnya sel ini memiliki perangkat biokimia untuk reproduksi sendiri, untuk mengambil dan memanfaatkan energi dan bahan-bahan disekelilingnya. Sementra sel eukariotik mempunyai ukuran yang lebih besar dan memiliki struktur yang rumit tetapi teratur dengan fungsi khusus. Secara ringkas perbedaan organel sel antara sel prokariotik dan sel eukariotik dapat dilihat pada tabel 1.1.

Gambar 1.1

Struktur Sel Hewan

Contoh mahluk hidup dengan sel eukariot adalah protista, jamur, tumbuhan, hewan, dan manusia. Organisme sel prokariot adalah bakteri, sianobakteri, ganggang dll.

Tabel 1.1 Perbedaan Umum Sel Prokariotik dan Sel Eukariotik No 1. 2. 3 Perbedaan Ukuran sel Jumlah sel Metabolisme Prokariotik 1 10 um bersel tunggal Anaerobik aerobik. Eukariotik 10 100 um Bersel banyak atau Aerobik

4

Organela

Sedikit atau tidak ada Inti,mitokondria, kloroplas, jaringan endoplasma, dll Terdapat dalam inti dan mitokondria Lurus dan panjang sekali, mengandung bagian bagian bukan pembawa informasi. RNA disintesis dan diproses dalam inti; protein disintesis dalam sitoplasma.

Dalam sitoplasma 5 Tempat DNA Melingkar 6 Struktur DNA

Pada tempat yang sama 7 Sintesis Protein RNA dan

Sel eukariot dan sel prokariot dapat dikolompokkan lagi menurut cara mengkonsumsi energi, yaitu sel ototrofik atau pemberi makan sendiri dan sel heterotrofik atau memakan yang lain

. Semua sel fotosintetik adalah sel ototrofik. Golongan ototrofik lain adalah

prokariot

fotosintetik seperti bakteri fotosintetik dan alga biru-hijau. Serta eukariot fotosintetik seperti sel tumbuhan dan alga yang mengandung kloroplas. Sedangkan golongan sel heterotropik adalah heterotrofik prokariot seperti bakteri nonfotosintetik dan heterotrofik eukariot seperti sel hewan dsb. Organel sel mahluk hidup mempunyai fungsi yang berbeda-beda. Namun terkoordinasi dalam satu sistem yang teratur dan terkendali. Fungsi berbagai organela sel tersebut diringkas dalam tabel 1.2.

1.2.1.5 Komposisi Biomolekul

Mahluk hidup mempunyai komposisi kimia berlainan dengan benda mati. Tidak semua unsur yang terdapat di alam (lingkungan) merupakan unsur penting bagi mahluk hidup. Penyususn dasar molekul mahluk hidup adalah unsur-unsur sederhana yang terdiri unsur utama : C, H, O, dan N yang ada sekitar 99.4%. Sisanya merupakan mineral dalam bentuk kation dan anion. Kation mahluk hidup adalah Na, K, Ca, Mg, Fe, dan Fe merupakan kation utama. Kation lain adalah Zn, Cu. Dalam bentuk anion dipengaruhi oleh faktor makanan, penyakit, umur dll seperti Cl, HCO3, H2PO4 , PO4, SO4. Komponen terbesar mahluk hidup ditempati oleh air selebihnya merupakan senyawa

organik dan anorganik. Senyawa organik merupakan kombinasi dari atom-atom sederhana seperti gugus fungsi tertentu : metil (-CH3), hidroksil (-OH), karboksil (-COOH), amino (-NH2) dll serta dengan perantaraan ikatan kimia seperti ester, fosfomonoester dlsb. Beberapa biomolekul bersifat asimetris. Susunan tetrahedral ikatan tunggal pada atom karbon memberikan sifat penting. Bilamana terdapat empat atom atau gugus yang berbeda, yang berikatan tunggal pada atom karbon suatu molekul organik, atom karbon ini disebut asimetris, karena dapat berbentuk dua isomer yang dinamakan enansiomer yang mempunyai Tabel 1.2 Fungsi Beberapa Organela Sel Hidup

Organela atau Fraksi Inti/Nukleus

Fungsi Utama Tempat kromososn dan tempat sintesis RNA yang diarahkan DNA (transkripsi) serta biosintesis komponen lain yang terdapat di dalam sel

Tempat oksidasi substrat (fosforilasi oksidatif), siklus asam sitrat, sintesis ATP, tempat awal sintesis urea atau pabrik energi sel eukariot. Mitokondria Tempat sintesis karbohidrat tumbuhan (fotosintesis) atau pabrik energi pada sel tumbuhan. Saluran untuk menembus sitoplasma, tempat sintesis berbagai lipida, oksidasi beberapa xenobiotik ( sitokrom P-450) Kloroplas Berperan dalam proses pengankutan zat makanan dari dan keluar sel serta adhesi dan komunikasi antar sel. Organela untuk pembuangan, pemisahan jenis-jenis protein intrasel. Retikulum endoplasma Kantung tempat enzim hidrolitik Tempat sintesis protein (translasi mRNA kedalam protein) Membran sel Degradasi asam lemak dan asam amino tertentu, produksi dan degradasi hidrogen peroksida.

Mikrofilamen, mikrotubulus, filamen intramedia. Badan Golgi Enzim-enzim glikolisis, sintesis asam lemak

Lisosom Ribosom

Peroksisom

Sitoskeleton

Sitosol

konfigurasi berbeda didalam ruang. Enansiomer bersifat bayangan cermin yang tidak saling menutupi (tidak identik) terhadap sesamanya. Enasiomer disebut juga isomer optik atau stereoisomer, bersifat identik dalam reaksi-reaksi kimianya tetapi berbeda pada sifat fisiknya seperti kemampuan memutar bidang cahaya terpolarisasi sehingga bisa kekanan atau kekiri. Senyawa yang tidak mempunyai atom karbon asimetrik tidak memutar bidang cahaya terpolarisasi. Senyawa yang mempunyai atom karbon yang bisa memutar bidang cahaya terpolarisasi disebut senyawa khiral (bahasa Yunani chiros, artinya tangan). Sehingga atom asimetrik atau pusat senyawa khiral disebut atom khiral atau pusat. Tabel 1.3 menampilkan komposisi unsur mahluk hidup (manusia) dibandingkan kerak bumi. Unsur terbanyak penyusun mahluk hidup tersebut umumnya mempunyai bilangan atom relatif rendah dan hanya sedikit dengan bilangan tinggi.

Tabel 1.3 Porsentasi Jumlah Total Atom Delapan Unsur Paling Banyak Dalam kerak Bumi dan Dalam tubuh manusia Kerak Bumi Unsur % Unsur Tubuh Manusia %

Oksigen Silikon Aluminium Besi Kalsium Natrium Kalium Magnesium

47 28 7.9 4.5 3.5 2.5 2.5 2.2

Hidrogen Oksigen Karbon Nitrogen Kalsium Phosfor Klor Kalium

63 25.5 9.5 1.4 0.31 0.22 0.08 0.06

Senyawa makromelokul yang ada pada mahluk hidup terdiri dari karbohidrat, protein, lipida, dan asam nukleat. Senyawa ini dijumpai dalam bentuk terstruktur seperti fosfolipid, protein, glikolipid dan lain lain, serta bentuk tidak berstruktur sebagai makanan cadangan, senyawa antara dalam metabolisme. Berikut komposisi kimia molekul dalam sel mahluk hidup.

Tabel 1.4 Komposisi Kimia Molekul Dalam sel Mahluk Hidup Biomolekul Protein Asam Nukleat DNA RNA Karbohidrat Lipid 1 6 3 2 1 >3000 5 20 Persen(%) Berat Total 15 Dugaan Jumlah Jenis Molekul 3000

Molekul penyususn dan perantara

2

500

Molekul-molekul ini terus menerus bercampur, bereaksi dan berinteraksi satu sama lainnya melalui reaksi-reaksi kimia. Dan hampir semua molekul pembangun mahluk hidup selalu dalam keadaan turnover sebagaimana ciri mahluk hidup yang dapat tumbuh dan berkembang biak karena aktivitas kimia. Tujuan pembelajaran biokimia adalah menguraikan dan menjelaskan semua proses kimia tersebut pada sel hidup dalam pengertian molekul.

1.2.2 Latihan Setelah saudara mempelajari bab ini cobalah untuk mengerjakan latihan soal-soal berikut: 1. Jelaskan peranan Wohler pada awal timbulnya biokimia 2. Penemuan DNA dan RNA merupakan salah satu tahap perkembangan biokimia yang penting. Jelaskan mengapa demikian. 3. bagaimana pendapat anda tentang manfaat mempelajari biokimia. 4. Jelaskan perbedaan sel eukariotik dan prokariotik. 5. Sebutkan organela-organela sel yang menyusun sel mahluk hidup 6. Sebutkan unsur-unsur kimia penyusun tubuh mahluk hidup.

1.2.3 Petunjuk Jawaban soal-soal latihan 1. Biokimia memperoleh bentuk yang nyata sebagai suatu bidang studi pada awal Abad XIX, dengan dipelopori oleh penelitian yang dilakukan oleh Friedrich Wohler. 2. Pada pertengahan Abad XX terbukti bahwa asam deoksiribonukleat (DNA) adalah

senyawa pembawa informasi genetika. Suatu kemajuan ilmiah yang sangat penting dimana James Watson dan Francis Crick (1953) menjelaskan tentang struktur DNA yang berbentuk heliks ganda. Dengan struktur DNA demikian ini dapat dijelaskan

bagaimana informasi genetika dapat dilangsungkan sehingga makin bertambahlah pengetahuan tentang proses-proses yang terjadi dalam sel hidup. Hal ini jelas merupakan sumbangan bagi kemajuan dalam bidang biokimia. 3. Dengan mempelajari biokimia kita mengetahui tentang reaksi-reaksi kimia penting yang terjadi dalam sel. Hal ini berarti kita dapat memahami proses-proses yang terjadi dalam tubuh. Dengan demikian diharapkan kita akan mampu menghindari hal-hal dari luar yang akan mempengaruhi proses dalam sel-sel tubuh, misalnya kita akan dapat mengatur makanan yang akan kita makan sehingga kita memperoleh manfaat dari makanan secara optimal. Contoh lain kita akan mampu menghindari dampak dari suatu lingkungan yang tercemar oleh limbah yang membahayakan kesehatan. 4. sel eukariotik adalah sel yang mempunyai inti, sedangkan prokariotik adalah sel tidak berinti contohnya sel bakteri atau amuba. Sel eukaryotik jauh lebih besar dari prokariotik volumenya 1000 sampai 10.000kali lebih besar, dan memiliki organela-organela seperti mitokondria yang berfungsi untuk mengoksidasi bahan bakar sel dan menghasilkan ATP. 5. Lisosom, mitokondria, badan golgi, ribosom, periksosom, nukleus, nukleulus, membran sel, jaringan endoplasma dll. 6. Hidrogen, Karbon, oksigen, nitrogen, kalsium, phosfor, klor, kalium.

1.2.4 Rangkuman Biokimia berasal dari kata Yunani bios kehidupan dan chemis kimia yang sering diartikan sebagai ilmu yang mempelajari dasar kimia kehidupan. Atau dapat juga diartikan sebagai salah satu ilmu yang mempelajari reaksi-reaksi kimia atau interaksi molekul dalam sel hidup. Sejarah perkembangan biokimia demikian pesat dengan ditemukannya struktur sel yang kompleks dengan proses biokimia yang berlangsung didalamnya. Hingga ditemukannya gen yang terdapat pada kromosom, dan diketahui bahwa kromosom terdiri atas protein dan asam nukleat sehingga terbukti bahwa asam nukleat (DNA) adalah senyawa pembawa informasi genetik. Biokimia mengalami perkembangan pesat dengan ditemukannya vitamin yang

berhubungan dengan masalah gizi dan penyakit, struktur dan sifat protein hingga perkembangan metode analisis kromatografi, metabolisme antara serta struktur DNA dan RNA yang mempunyai arti penting dalam penelitian-penelitian selanjutnya yang berhubungan dengan biomolekuler. Sel merupakan bagian terkecil dari mahluk hidup yang dapat melakukan aktivitas

biologis. Sel menyusun berbagai jaringan seperti epitel, jaringan ikat, otot, jaringan saraf, dan lain-lain dengan fungsi yang berbeda-beda. Fungsi umum sel adalah mengambil bahan makanan, mengoksidasi bahan bakar, mengeluarkan bahan-bahan yang tidak dapat diolah lagi, dan sel mampu tumbuh dan berkembang biak. Sel juga secara terus menerus membuat senyawa baru, melakukan transpor senyawa, dan menghasilkan panas. Sel terdiri atas sel eukariotik ( Greek, Eu = sebenarnya atau baik ; karyon = inti.) dan sel prokariotik ( Greek, pro = sebelum ). Sel prokariotik memiliki struktur sel yang sederhana. Mahluk hidup mempunyai komposisi kimia berlainan dengan benda mati. Tidak semua unsur yang terdapat di alam (lingkungan) merupakan unsur penting bagi mahluk hidup. Penyususn dasar molekul mahluk hidup adalah unsur-unsur sederhana yang terdiri unsur utama : C, H, O, dan N yang ada sekitar 99.4%. Sisanya merupakan mineral dalam bentuk kation dan anion. Kation mahluk hidup adalah Na, K, Ca, Mg, Fe, dan Fe merupakan kation utama. Kation lain adalah Zn, Cu. Dalam bentuk anion dipengaruhi oleh faktor makanan, penyakit, umur dll seperti Cl, HCO3, H2PO4 , PO4, SO4. Senyawa makromolekul yang ada pada mahluk hidup terdiri dari protein, karbohidrat, lipid, asam nukleat serta molekul penyusun dan perantara dalam berbagai jalur metabolisme dengan sifat dan fungsi yang berbeda-beda.

1.3 PENUTUP 1.3.1 Tes formatif

1. Penemuan DNA dan RNA merupakan salah satu tahap perkembangan biokimia yang penting. Jelaskan mengapa demikian. 2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan metabolit primer dan metabolit sekunder 3. Sebutkan lima biomolekul utama kompleks yang ada pada sel dan jaringan mahluk hidup. 4. Jelaskan fungsi dan peranan masing-masing organela pada sel 5. Sebagian besar sel tidak dapat memanfaatkan panas untuk tujuan melakukan kerja karena; a. b. c. d. panas bukanlah suatu bentuk energi sel tidak memiliki banyak panas; sel relatif sejuk suhu umumnya adalah seragam diseluruh sel Tidak ada mekanisme dialam yang dapat menggunakan panas untuk melaksanakan kerja. 6. Sel tidak mengkatabolisme karbondioksida karena: a. b. c. d. Ikatan gandanya terlalu stabil untuk dipecah CO2 memiliki pengikatan elektron yang lebih sedikit daripada senyawa organik lain. Atom karbon telah direduksi sempurna Sebagian besar energi elektron yang tersedia dilepas pada saat CO2 terbentuk.

1.3.2 Umpan Balik Anda dapat menguasai materi ini dengan baik jika memperhatikan hal-hal berikut:

1. Membuat ringkasan materi pada setiap bab sebelum materi tersebut dibahas dalam diskusi kelas. 2. Aktif dalam diskusi baik kelompok kecil maupun kelompok besar. 3. Mengerjakan latihan.

1.3.3 Tindak Lanjut 1. Apabila mahasiswa dapat menyelesaikan 80% dari test formatif diatas, maka mahasiswa tersebut dapat melanjutkan ke bab selanjutnya, sebab pengetahuan tentang sel dan biomolekul adalah dasar pengetahuan untuk mempelajari dan memahami bab-bab selanjutnya. 2. Jika ada diantara mahasiswa belum mencapai penguasaan 80% dianjurkan untuk : mempelajari kembali topik di atas dari awal berdiskusi dengan teman terutama pada hal-hal yang belum dikuasai bertanya kepada dosen jika ada hal-hal yang tidak jelas dalam diskusi.

1.3.4 Kunci Jawaban tes formatif 1. Penemuan DNA dan RNA adalah awal dari pencarian informasi genetika (rekayasa genetik) yang merupakan substansi penurunan sifat dan yang mengendalikan

perkembangan sifat biokimiawi, anatomis, fisiologis dan sebagian sifat perilaku manusia (mahluk hidup). 2. Metabolit primer; merupakan produk yang dibutuhkan oleh sel dan langsung dipergunakan untuk pertumbuhan dan hidup, berupa zat dengan berat molekul kecil dan dapat diubah menjadi koenzim, asam amino, vitamin atau basa nukleat, dan unsur-unsur pembangun tubuh (karbohidrat, protein, lipid), metabolit sekunder; produk yang tidak

dipergunakan langsung oleh sel bagi pertumbuhannya, meliputi kelompok: steroid, alkaloid dan antibiotika. 3. karbohidrat, lipid, protein, asam nukleat DNA dan RNA 4. Sudah jelas (lihat tabel 1.2) 5. C 6. D

BUKU SUMBER 1. 2. 3. Campbell Reece-Mitchell, 2002, Biologi, edisi Kelima-Jilid I ; Erlangga Stryer Lubert., 2000, Biochemistry, volume 1,2,3 edisi 4., EGC Jakarta Lehninger., 1998, Dasar Dasar Biokimia, Terjemahan Maggi Thenawijaya., Jilid 1,2,3., Erlangga, Jakarta. 4. Murray, Robert (et,al)., 2001, Harpers Review Of Biochemistry., Edisi 25, EGC., Jakarta. 5. Arbianto,P., 1993, Biokimia Konsep-Konsep Dasar, DEPDIKBUD, DIKTI, Proyek Pendidikan Tenaga Akademik; Jakarta. 6. Poedjiadi,A., 1994, Dasar-Dasar Biokimia. Universitas Indonesia-Press.

Ilmu Biokimia adalah ilmu yang mempelajari tentang peranan berbagai molekul dalam reaksi kimia dan proses yang berlangsung dalam makhluk hidup. Jangkauan ilmu Biokimia sangat luas sesuai dengan kehidupan itu sendiri. Tidak hanya mempelajari proses yang berlangsung dalam tubuh manusia, ilmu Biokimia juga mempelajari berbagai proses pada organisme mulai dari yang sederhana sampai yang kompleks. Untuk memberikan pemahaman mengenai konsep-konsep dasar yang terjadi dalam berbagai proses dalam kehidupan, maka diberikanlah Modul pengantar Biokimia yang dibagi menjadi empat mata ajaran utama yaitu : PROTEIN. Protein merupakan makromolekul terbanyak dalam makhluk hidup dan mempunyai berbagai peranan penting. Protein terpenting adalah enzim yang merupakan biokatalisator dalam sel. Selain itu protein juga berfungsi sebagai alat transport (hemoglobin), alat pertahanan tubuh (antibodi), hormon, dan lain-lain. DNA & EKSPRESI GENETIK. DNA mengandung informasi genetik yang kemudian disalin dan diterjemahkan sehingga dibentuk asam amino yang kemudian menjadi protein. Juga dibahas mengenai DNA rekombinan, rekayasa genetik dan proyek human genome MEMBRAN & KOMUNIKASI ANTAR SEL. Setiap sel makhluk hidup dibungkus oleh membran yang menyebabkan isi sel tidak bercampur dengan luar sel. Walaupun dilapisi oleh membran, tetap terjadi interaksi antara sel yang satu dengan sel yang lain karena adanya komunikasi antar sel yang diperantarai oleh berbagai caraka kimia dan reseptornya pada membran dan diteruskan dengan berbagai proses dalam sel. TRANSDUKSI ENERGI & METABOLISME. Metabolisme membahas bagaimana caranya terbentuk energi (ATP) dalam bioenergetika. Juga dibahas mengenai bagaimana caranya makromolekul yang diperoleh dari makanan dapat diolah menjadi mikromolekul sehingga dapat digunakan tubuh untuk menghasilkan energi. Juga dibicarakan bagaimana makromolekul dapat dibentuk di dalam tubuh dari prekursornya beserta proses pengaturannya dan enzim-enzim yang berperan. Selain itu, dibahas juga mengenai metabolisme non-nutrien, seperti nukleotida, porfirin dan xenobiotik. Pemahaman mengenai Ilmu Biokimia bermanfaat bagi mahasiswa untuk memahami berbagai fenomena dalam mempelajari penyakit dan perkembangan ilmu kedokteran yang sangat pesat. Kepakaran

BIOMOLEKULER SEL DAN REAKSI KIMIA SEL

BIOMEDIK ( TUGAS SMALL GROUP DISCUSSION SKENARIO 3.1 )

Disusun Oleh Kelompok 1 :1. M. Afrian Fakhrul Haqqi 2. Rachmat Belgi Saputra 3. Rahmatussafri 4. Samsul 5. Tauvan Malaidi Putra 6. I Nengah Putra Ari Sudewa 7. R. Jamilatul Fitriani 8. Gede Suartika 9. Angger Bayu Wibisono 10. Ni Luh Putu Ayu Septhiari A

FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS ISLAM AL-AZHAR MATARAM

2010KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah S.W.T yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah tentang Aspek Biomolekuler Sel dan Reaksi Kimia Sel Respirasi Seluler dan Metabolisme Energi Peran Biologi Molekuler dalam Diagnosis dan Terapi dapat terselesaikan dengan baik. Dalam penyusunan makalah ini, kami banyak mendapat bantuan, bimbingan, masukan dan motivasi dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu dalam kesempatan ini, kami menyampaikan ucapan terimakasih kepada teman-teman yang telah memberi arahan dan penjelasan tentang tata cara penulisan makalah ini. Kami menyadari penulisan ini masih banyak kekurangannya, untuk itu kami sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan laporan ini. Semoga laporan ini bisa bermanfaat bagi mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Al-Azhar Mataram secara umum dan bagi masyarakat pada umumnya.

Mataram, 23 Desember 2010

Penyusun

BAB I PENDAHULUANTOPIK 3.2 ASPEK BIOMOLEKULER SEL DAN REAKSI KIMIA SEL

RESPIRASI SELULER DAN METABOLISME ENERGI PERAN BIOLOGI MOLEKULER DALAM DIAGNOSIS DAN TERAPI SKENARIO Pak Hasan laki-laki umur 55 tahun, dengan lingkar pinggang 94 cm, BMI 30 kg/m3 datang dengan keluhan nyeri tengkuk sejak 6 blan yang lalu. Sering mengeluh banyak makan, sering kencing dan selalu haus. Belakangan ini ia juga mengeluh ujung-ujung jari tangan dan kaki kesemutan sampai tidak dapat merasakan apa-apa (rasa baal). Dokter yang memeriksa melakukan pemeriksaan tekanan darah dan didapatkan tensi 150/90 mmHg serta hasil pemeriksaan kimia darah didapatkan gula darah puasa 200 g/dl, cholesterol LDL 250, cholesterol HDL 30, trigliserida 300 mg/dl.

Keyword1. Respirasi seluler

Adalah proses perombakan molekul kompleks yang kaya akan energy potensial yang menjadi produk limbah yang berenergi lebih rendah (proses katabolik) pada tingkat seluler. 2. Tekanan darah Adalah gaya yang diberikan oleh sirkulasi darah pada dinding pembuluh darah dan merupakan salah satu tanda kehidupan yang juga termasuk detak jantung, laju pernapasan, dan suhu. 3. Gula darah Istilah yang mengacu pada tingkat glukosa, serum diatur dengan ketat dengan tubuh. Normal pada pagi hari, setelah malamnya berpuasa 70 110 mg/dl. 4. Biomolekuler sel Senyawa senyawa organik sederhana pembentuk organisme. 5. Nyeri tengkuk Seseorang yang terlalu bekerja lama sehingga kontraksi otot akan terus menerus dan berlebihan yang menghasilkan metabolik yang menimbulkan rasa nyeri. 6. Kolesterol LDL Sering dsebut dengan kolesterol jahat karena peningkatan kadar kolesterol ini dalam darah dihubungkan dengan peningkatan resiko penyakit jantung koroner. 7. Kolesterol HDL Sering disebut dengan kolesterol baik karena kolesterol HDL mencegah terjadinya atherosclerosis dengan cara mengeluarkan kolesterol jahatdari dinding arteri dan

mengirimkannya ke hati. 8. Trigliserida Sejenis lemak yang terdapat dalam darah yang dikemas dalam bentuk partikel lipoprotein yang bermanfaat sebagai sumber energi.

9. Kolesterol Zat lemak yang sangat penting dalam pembentukan dinding sel pada tubuh manusia dan hewan.

Learning Objective :1. Dapat menjelaskan tentang glikolisis.

2.

Dapat mengetahui dan menjelaskan hubungan glikolisis dengan peningkatan asam laktat pada penderita diabetes.

3. Mengetahui tensi normal. 4. Mengetahui macam-macam kolesterol

BAB II PEMBAHASAN1. Glikolisis Glikolisis (dari glycose, istilah yang lebih tua untuk glukosa +-lisis degradasi) adalah yang mengubah jalur metabolisme glukosa, C6H12O6, menjadi piruvat, CH3COCOO-+ H +. Energi bebas dilepaskan dalam proses ini digunakan untuk membentuk senyawa energi tinggi, ATP (adenosin trifosfat) dan NADH (dikurangi nikotinamid adenin dinukleotida).

Glikolisis adalah urutan tertentu yang melibatkan sepuluh sepuluh reaksi antara senyawa (salah satu langkah yang melibatkan dua zat antara). The intermediet memberikan entry point untuk glikolisis. Sebagai contoh, sebagian besar monosakarida, seperti fruktosa, glukosa, dan galaktosa, dapat dikonversi ke salah satu peralihan ini. The intermediet mungkin juga akan langsung berguna. Sebagai contoh, antara dihydroxyacetone fosfat adalah sumber yang mengkombinasikan gliserol dengan asam lemak untuk membentuk lemak. (Pathmanaban) Glikolisis adalah dianggap sebagai pola dasar yang universal jalur metabolisme. Terjadi, dengan variasi, di hampir semua organisme, baik aerobik dan anaerobik. Lebar terjadinya glikolisis mengindikasikan bahwa ini merupakan salah satu yang dikenal paling kuno metabolisme. Jenis yang paling umum glikolisis adalah Embden-Meyerhof-Parnus jalur, yang pertama kali ditemukan oleh Gustav Embden dan Otto Meyerhof dan Parnus. Glikolisis juga mengacu pada jalur-jalur lainnya, seperti jalur Entner-Doudoroff. Namun, diskusi di sini akan dibatasi pada jalur Embden-Meyerhof. Untuk fermentations anaerobik sederhana, metabolisme dari satu molekul glukosa menjadi dua molekul piruvat memiliki hasil bersih dua molekul ATP. Sebagian besar sel kemudian akan melakukan reaksi lebih lanjut untuk membayar yang digunakan NAD + dan menghasilkan produk akhir dari etanol atau asam laktat. Banyak bakteri menggunakan senyawa anorganik sebagai akseptor hidrogen untuk meregenerasi NAD +. Sel melakukan respirasi aerobik lebih mensintesis ATP, tetapi bukan sebagai bagian dari glikolisis. Ini reaksi aerobik lebih lanjut menggunakan piruvat dan NADH + H + dari glikolisis. Eukariotik respirasi aerobik tambahan menghasilkan kira-kira 34 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa, namun sebagian besar diproduksi oleh mekanisme yang sangat berbeda pada tingkat substrat fosforilasi dalam glikolisis. Produksi energi yang lebih rendah, per glukosa, respirasi anaerob relatif terhadap respirasi aerobik, menghasilkan fluks yang lebih besar melalui jalur di bawah hipoksia (oksigen rendah) kondisi, kecuali alternatif sumber-oxidizable anaerobik substrat, seperti asam lemak, yang ditemukan. Pada tahun 1860 Louis Pasteur menemukan bahwa mikroorganisme yang bertanggung jawab untuk fermentasi. Pada tahun 1897 Eduard Buchner menemukan bahwa ekstrak dari selsel tertentu dapat menyebabkan fermentasi. Pada tahun 1905 Arthur Harden dan William Young

bertekad bahwa peka panas tinggi berat molekul-fraksi subselular (enzim) dan tidak peka panas rendah sitoplasma berat molekul-fraksi (ADP, ATP dan NAD + dan kofaktor lainnya) yang diperlukan bersama-sama untuk fermentasi untuk melanjutkan. Rincian jalur akhirnya ditentukan oleh 1940, dengan masukan utama dari Otto Meyerhof dan beberapa tahun kemudian oleh Luis Leloir. Kesulitan terbesar dalam menentukan seluk-beluk jalur itu karena seumur hidup yang sangat pendek dan kondisi mapan rendah konsentrasi pada peralihan dari glikolitik reaksi cepat.

Urutan Reaksi Tahap persiapan Lima langkah pertama dianggap sebagai persiapan (atau investasi) fase sejak mereka mengkonsumsi energi untuk mengubah glukosa menjadi dua tiga-karbon gula fosfat. Langkah pertama dalam glikolisis adalah fosforilasi glukosa oleh sebuah keluarga enzim yang disebut hexokinases untuk membentuk glukosa 6-fosfat (G6P). Reaksi ini mengkonsumsi ATP, tetapi ia bertindak untuk menjaga konsentrasi glukosa rendah, terusmenerus mempromosikan transportasi glukosa ke dalam sel melalui membran plasma transporter. Selain itu, blok glukosa dari bocor keluar kekurangan sel transporter untuk G6P. Glukosa mungkin alternatif dapat dari phosphorolysis atau hidrolisis pati intraselular atau glikogen. D-Glucose (Glc) Hexokinase (HK) a transferase -D-Glucose-6-phosphate (G6P)

Pada hewan, sebuah isozyme dari heksokinase disebut glukokinase juga digunakan dalam hati, yang memiliki afinitas yang jauh lebih rendah untuk glukosa (Km di sekitar glycemia normal), dan berbeda dalam peraturan properti. Afinitas substrat yang berbeda dan peraturan alternatif enzim ini merupakan cerminan dari peran hati dalam menjaga kadar gula darah. Kofaktor: Mg2 + G6P kemudian disusun kembali menjadi fruktosa 6-fosfat (F6P) oleh glukosa fosfat isomerase. Fruktosa juga dapat memasukkan jalur glikolitik oleh fosforilasi pada titik ini. -D-Glucose 6-phosphate (G6P) Phosphoglucose isomerase an isomerase -D-Fructose 6-phosphate (F6P)

phosphofructokinase (PFK-1) -D-Fructose 6-phosphate (F6P) -D-Fructose 1,6-bisphosphate (F1,6BP) a transferase Perubahan dalam struktur adalah isomerization, di mana telah G6P dikonversikan ke F6P. Membutuhkan reaksi enzim, phosphohexose isomerase, untuk melanjutkan. Reaksi ini reversibel secara bebas di bawah kondisi sel normal. Namun, sering didorong ke depan karena konsentrasi rendah F6P, yang terus-menerus dikonsumsi selama langkah berikutnya glikolisis. Kondisi F6P tinggi konsentrasi reaksi ini mudah berjalan terbalik. Fenomena ini dapat dijelaskan melalui Prinsip Le Chatelier. Pengeluaran energi ATP lain dalam langkah ini adalah dibenarkan dalam 2 cara: The glikolitik proses (sampai dengan langkah ini) sekarang ireversibel, dan energi disediakan mendestabilkan molekul. Karena reaksi dikatalisis oleh fosfofruktokinase 1 (PFK-1) adalah penuh semangat sangat menguntungkan, pada dasarnya tidak dapat diubah, dan jalur yang berbeda harus digunakan untuk melakukan konversi selama glukoneogenesis sebaliknya. Hal ini membuat reaksi titik regulasi kunci (lihat di bawah). Ini juga merupakan langkah rate limiting. Reaksi yang sama juga dapat dikatalisis oleh pyrophosphate tergantung

fosfofruktokinase (PFP atau PPI-PFK), yang ditemukan di sebagian besar tumbuhan, beberapa bakteri, archea dan protista tetapi tidak pada hewan. Enzim ini menggunakan pyrophosphate (PPI) sebagai donor fosfat, bukan ATP. Ini merupakan reaksi reversibel, meningkatkan fleksibilitas glikolitik metabolisme. Sebuah jarang ADP-PFK tergantung varian enzim telah diidentifikasi dalam archaean spesies. Kofaktor: Mg2 + Mendestabilisasi molekul dalam reaksi sebelumnya memungkinkan cincin heksosa untuk dibagi oleh aldolase menjadi dua triose gula, dihydroxyacetone fosfat, keton, dan gliseraldehida 3-fosfat, aldehida. Ada dua kelas aldolases: kelas I aldolases, hadir pada hewan dan tumbuhan, dan kelas II yang hadir dalam aldolases jamur dan bakteri; kedua kelas menggunakan berbagai mekanisme yang ketosa berlayar padanya cincin. -D-Fructose 1,6bisphosphate (F1,6BP) fructose bisphosphate aldolase (ALDO) a lyase D-glyceraldehyde 3phosphate (GADP) dihydroxyacetone phosphate (DHAP)

+

Cepat Triosephosphate isomerase fosfat dengan interconverts dihydroxyacetone gliseraldehida 3-fosfat (GADP) yang keluar lebih jauh ke dalam glikolisis. Hal ini menguntungkan, karena mengarahkan dihydroxyacetone fosfat ke jalur yang sama seperti gliseraldehida 3-fosfat, menyederhanakan peraturan. Dihydroxyacetone phosphate (DHAP) triosephosphate isomerase (TPI) an isomerase D-glyceraldehyde 3-phosphate (GADP)

Respirasi anaerobik Salah satu metode untuk melakukan ini adalah dengan hanya memiliki piruvat melakukan oksidasi; dalam proses ini, piruvat diubah menjadi laktat (basa konjugat asam laktat) dalam proses yang disebut fermentasi asam laktat: piruvat + NADH + H + laktat + NAD + Proses ini terjadi pada bakteri yang terlibat dalam pembuatan yogurt (asam laktat menyebabkan susu menjadi dadih). Proses ini juga terjadi pada hewan di bawah hipoksia (atau sebagian-anaerobik) kondisi, ditemukan, misalnya, dalam terlalu banyak bekerja otot yang kekurangan oksigen, atau di infarcted sel-sel otot jantung. Dalam banyak jaringan, ini adalah terakhir selular untuk energi; sebagian besar jaringan hewan tidak dapat mempertahankan respirasi anaerobik untuk jangka waktu panjang. Beberapa organisme, seperti ragi, mengkonversi NADH kembali ke NAD + dalam proses yang disebut fermentasi etanol. Dalam proses ini, pertama piruvat dikonversikan menjadi asetaldehida dan karbon dioksida, kemudian ke etanol. Asam laktat fermentasi dan etanol fermentasi dapat terjadi tanpa adanya oksigen. Fermentasi anaerobik ini memungkinkan banyak organisme bersel tunggal menggunakan glikolisis sebagai satu-satunya sumber energi. Dalam dua contoh di atas fermentasi, NADH dioksidasi dengan mentransfer dua elektron untuk piruvat. Namun, bakteri anaerob menggunakan berbagai senyawa sebagai akseptor elektron terminal pada respirasi sel: senyawa nitrogen, seperti nitrat dan nitrit; senyawa

belerang, seperti sulfat, sulfida, sulfur dioksida, dan unsur belerang; karbon dioksida; senyawa besi; senyawa mangan; kobalt senyawa dan senyawa uranium. Respirasi aerobik Dalam organisme aerobik, mekanisme yang rumit telah berevolusi untuk menggunakan oksigen di udara sebagai akseptor elektron terakhir dari respirasi. * Pertama, piruvat diubah menjadi asetil-KoA dan CO2 dalam mitokondria dalam proses yang disebut piruvat dekarboksilasi. * Kedua, asetil-CoA memasuki siklus asam sitrat, di mana sepenuhnya teroksidasi menjadi karbon dioksida dan air, menghasilkan lebih banyak NADH. * Ketiga, NADH dioksidasi untuk NAD + oleh rantai transpor elektron, dengan menggunakan oksigen sebagai akseptor elektron terakhir. Proses ini menciptakan sebuah gradien ion hidrogen melintasi membran dalam mitokondria. * Keempat, gradien proton yang digunakan untuk menghasilkan sejumlah besar ATP dalam proses yang disebut oksidatif fosforilasi. Zat antara jalur-jalur lain Artikel ini memusatkan perhatian pada peran katabolik glikolisis berkenaan dengan potensi mengubah energi kimia ke energi kimia yang dapat digunakan selama oksidasi glukosa untuk piruvat. Namun, banyak dari metabolit di jalur glikolitik juga digunakan oleh jalur anabolik, dan, sebagai akibatnya, fluks melalui jalur sangat penting untuk mempertahankan persediaan karbon kerangka untuk biosintesis. Selain itu, tidak semua karbon memasuki jalur daun piruvat dan dapat diambil pada tahap-tahap awal untuk menyediakan senyawa karbon jalur-jalur lainnya. Jalur metabolik ini semua sangat bergantung pada glikolisis sebagai sumber metabolit: * Glukoneogenesis * Lipid metabolisme * Pentosa jalur fosfat * Siklus asam sitrat, yang pada gilirannya mengarah pada: * Sintesis asam amino * Nukleotida sintesis * Tetrapyrrole sintesis

Dari sudut pandang metabolisme anabolik, yang NADH memiliki peran untuk mendorong reaksi sintetis, melakukannya secara langsung atau tidak langsung mengurangi genangan NADP + dalam sel untuk NADPH, yang merupakan agen pereduksi penting lainnya untuk biosintetik dalam sel. 2. hubungan glikolisis dengan peningkatan asam laktat pada penderita diabetes.

Glikolisis menghasilkan piruvat, piruvat akan masuk ke siklus kreb jika ada oksigen dan akan menjadi asamlaktat jika kekurangan oksigen dalam jaringan tubuh. Kekurangan oksigen biasanya disebabkan oleh fungsi hati yang terganggu, kegagalan pernafasan atau penyakit jantung. Pada penderita diabetes pengumpulan asal laktat disebabkan oleh kelas obat diabetes oral disebut biguanides, yang meliputi metformin. Metformin bekerja meningkatkan glukosa perifer, meningkatkan penggunaan glukosa, serta menurunkan pembentuka glukosa di hati (menurunkan glukogenesis).Metformin meningkatkan metabolism anabolic dan meningkatkan produksi prekusor siklus asam trikarbosilik dengan menurunkan aktifitas dehidrogenase piruvat. Penghambatan aktifitass dihidrogenase piruvat menyebabkan peningkatan metabolism piruvat menjadi asam laktat serta meningkatkan pruduksi asam laktat secara keseluruhan.

3. Tensi Normal Pada pemeriksaan tekanan darah akan didapat dua angka. Angka yang lebih tinggi diperoleh pada saat jantung berkontraksi (sistolik), angka yang lebih rendah diperoleh pada saat jantung berelaksasi (diastolik). Tekanan darah kurang dari 120/80 mmHg didefinisikan sebagai "normal". Pada tekanan darah tinggi, biasanya terjadi kenaikan tekanan sistolik dan diastolik. Hipertensi biasanya terjadi pada tekanan darah 140/90 mmHg atau ke atas, diukur di kedua lengan tiga kali dalam jangka beberapa minggu.

Klasifikasi

Klasifikasi Tekanan Darah Pada Dewasa menurut JNC VII [1] Kategori Normal Tekanan Darah Sistolik Tekanan Darah Diastolik < 120 mmHg (dan) < 80 mmHg (atau) 80-89 mmHg (atau) 90-99 mmHg (atau) >= 100 mmHg

Pre-hipertensi 120-139 mmHg Stadium 1 Stadium 2 140-159 mmHg >= 160 mmHg

Pada hipertensi sistolik terisolasi, tekanan sistolik mencapai 140 mmHg atau lebih, tetapi tekanan diastolik kurang dari 90 mmHg dan tekanan diastolik masih dalam kisaran normal. Hipertensi ini sering ditemukan pada usia lanjut. Sejalan dengan bertambahnya usia, hampir setiap orang mengalami kenaikan tekanan darah; tekanan sistolik terus meningkat sampai usia 80 tahun dan tekanan diastolik terus meningkat sampai usia 55-60 tahun, kemudian berkurang secara perlahan atau bahkan menurun drastis. Dalam pasien dengan diabetes mellitus atau penyakit ginjal, penelitian telah

menunjukkan bahwa tekanan darah di atas 130/80 mmHg harus dianggap sebagai faktor risiko dan sebaiknya diberikan perawatan.

Pengaturan tekanan darah Meningkatnya tekanan darah di dalam arteri bisa terjadi melalui beberapa cara:

Jantung memompa lebih kuat sehingga mengalirkan lebih banyak cairan pada setiap detiknya Arteri besar kehilangan kelenturannya dan menjadi kaku, sehingga mereka tidak dapat mengembang pada saat jantung memompa darah melalui arteri tersebut. Karena itu darah pada setiap denyut jantung dipaksa untuk melalui pembuluh yang sempit daripada biasanya dan menyebabkan naiknya tekanan. Inilah yang terjadi pada usia lanjut, dimana dinding arterinya telah menebal dan kaku karena arteriosklerosis. Dengan cara yang sama, tekanan darah juga meningkat pada saat terjadi "vasokonstriksi", yaitu jika arteri kecil (arteriola) untuk sementara waktu mengkerut karena perangsangan saraf atau hormon di dalam darah.

Bertambahnya cairan dalam sirkulasi bisa menyebabkan meningkatnya tekanan darah. Hal ini terjadi jika terdapat kelainan fungsi ginjal sehingga tidak mampu membuang sejumlahgaram dan air dari dalam tubuh. Volume darah dalam tubuh meningkat, sehingga tekanan darah juga meningkat. Sebaliknya, jika:

Aktivitas memompa jantung berkurang Arteri mengalami pelebaran Banyak cairan keluar dari sirkulasi Maka tekanan darah akan menurun atau menjadi lebih kecil.

Penyesuaian terhadap faktor-faktor tersebut dilaksanakan oleh perubahan di dalam fungsi ginjal dan sistem saraf otonom (bagian dari sistem saraf yang mengatur berbagai fungsi tubuh secara otomatis).

4. Macam-macam kolesterol

Kolestrol adalah lemak yang terdapat di dalam aliran darah atau sel tubuh yang sebenarnya dibutuhkan untuk pembentukan dinding sel dan sebagai bahan baku beberapa hormon. Namun apabila kadar kolestrol dalam darah berlebihan, maka bisa mengakibatkan penyakit, termasuk penyakit jantung koroner dan stroke. Kolestrol yang normal harus di bawah 200 mg/dl. Apabila di atas 240 mg/dl, maka Anda berisiko tinggi terkena penyakit seperti serangan jantung atau stroke.

Kolestrol secara alami bisa dibentuk oleh tubuh, selebihnya di dapat dari makanan hewani, seperti daging, unggas, ikan, margarin, keju, dan susu. Adapun makanan yang berasal dari nabati, seperti buah, sayur, dan beberapa biji-bijian, tidak mengandung kolestrol.

Kolestrol tidak larut dalam darah sehingga perlu berikatan dengan pengangkutnya, yaitu lipoprotein. Oleh karena itu pula kolestrol dibedakan menjadi Low-Density Lipoprotein (LDL) dan High-Density Lipoprotein (HDL). Anda akan mendapat penjelasannya di bawah ini.

a) Kolestrol jahat (Low Density Lipoprotein)

Kolestrol LDL adalah lemak yang jahat karena bisa menimbun pada dinding dalam dari pembuluh darah, terutama pembuluh darah kecil yang menyuplai makanan ke jantung dan otak. Timbunan lemak itu semakin lama semakin tebal dan keras, yang dinamakan arteriosklerosis, dan akhirnya menumbat aliran darah.

Kolestrol LDL yang optimal adalah bila kadarnya dalam darah di bawah 100 mg/dl. Kolestrol LDL 100-129 mg/dl dimasukkan kategori perbatasan (borderline). Jika di atas 130 dan disertai afktor risiko lain seperti merokok, gemuk, diabetes, tidak berolah raga, apalagi jika sudah mencapai 160 atau lebih, maka segera perlu diberi obat.

b) Kolestrol baik (High Density Lipoprotein)

Kolestrol HDL disebut lemak yang baik karena bisa membersihkan dan mengangkut timbunan lemak dari dinding pembuluh darah ke hati. Kolestrol HDL yang ideal harus lebih tinggi dari 40 mg/dl untuk laki-laki, atau di atas 50 mg/dl untuk perempuan. Penyebab kolestrol HDL yang rendah adalah kurang gerak badan, terlalu gemuk, serta kebiasaan merokok. Selain itu hormon testosteron pada laki-laki, steroid anabolik, dan progesteron bisa menurunkan kolesterol HDL, sedangkan hormon estrogen perempuan menaikkan HDL.

Kolestrol Lp (a)

Kolestrol Lp (a) adalah suatu variasi dari kolestrol LDL. Kadar Lp (a) yang tinggi berbahaya bagi jantung. Penyebab peningkatan Lp (a) belum jelas, mungkin berkaitan dengan faktor genetik.

Trigliserida

Trigliserida adalah bentuk lemak lain yang bisa berasal dari makanan atau dibentuk sendiri oleh tubuh. Memiliki trigliserida yang tinggi sering diikuti juga oleh kolestrol total dan LDL yang tinggi, serta kolestrol HDL yang rendah.

Orang yang menderita sakit jantung, diabetes, atau obesitas, biasanya mempunyai kadar trigliserida yang tinggi. Trigliserida dalam darah yang normal harus di bawah 150 mg/dl.

Beberapa orang mempunyai trigliserida yang tinggi karena penyakit lain atau keturunan. Bila memang ada faktor keturunan, maka Anda harus mengubah gaya hidup, mulai diet rendah lemak, olah raga teratur, menurunkan berat badan, tidak merokok, juga tidak minum alkohol. Anda juga dianjurkan mengurangi konsumsi karbohidrat (misalnya nasi, mie atau roti) sampai kurang dari 50 persen dari jumlah kalori total.

Kadar Kolestrol Tinggi

Kolestrol tinggi umumnya diderita oleh orang gemuk, namun tidak menutup kemungkinan orang yang kurus juga bisa mengalaminya, apalagi dengan mengonsumsi makanan yang rendah serat namun lemaknya tinggi. Selain faktor makanan, kolesterol yang tinggi juga bisa disebabkan oleh faktor keturunan. Oleh sebab itu, semua orang baik kurus apalagi gemuk, belum pernah menderita kolestrol apalagi yang sudah pernah mengalaminya, perlu menjaga makanan dengan mengurangi kadar kolestrol. Caranya antara lain dengan memperbanyak konsumsi makanan berserat. Mengendalikan Kolestrol

BAB III PENUTUP

KesimpulanDari makalah diatas dapat kita simpulkan bahwa setiap tubuh manusia tersusun atas berjuta-juta sel, di setiap sel tersebut terdapat berbagai macam reaksi yang menghasilkan produk yang dibutuhkan tubuh. Reaksi-rekasi di dalam sel itulah yang mempengaruhi tekanan darah, jumlah gula darah puasa dan jumlah kolesterol yang semua itu menentukan seseorang itu dikatakan sehat atau tidak.

DAFTAR PUSTAKAAnonymous. Struktur dan Fungsi Badan Golgi. http://www.ardianrisqi.com. Akses Agustus 2010.

Campbell, Neil A. Jane B. Reece, Lawrence G. Mitchel. 2002. Biologi. Edisi Kelima- Jilid 1. Jakarta : Erlangga

Juwono & Achmad Zulfa Juniarto. 2002. Biologi Sel. Jakarta : EGC.

Sumadi & Aditya Marianti. 2007. Biologi Sel. Yogyakarta : Graha Ilmu

Rahman S. Sel Jaringan dan Membran Sel. http://biofarmasiumi.wordpress.com. Akses 29 September 2010.

PERANAN GIZI UNTUK PREVENTIF DAN CURATIF PENDERITA KANKER PAYUDARA14 September 2010 dokterdarwito Tinggalkan Komentar Go to comments

PENDAHULUAN . Penyakit kanker payudara merupakan suatu keganasan yang makin hari makin meningkat insidensinya ,di Ingris kanker payudara 28 % dari diagnosa kenker yang ditemukan, dan merupakan penyebab kematian nomr dua (17%) dari seluruh kematian akibat kanker di setiap tahun .Insiden kanker payudara di negara-negara barat wanita pada usia 50 tahunan lebih tinggi dibandingkan deengan negara Asia seperti jepang . Tetapi akan sama insidensinya apabila populasi tersebut pindah ke Negara barat .1 Doll dan Peto melaporkan bahwa 75 %-80% seluruh kanker yang terdiagnosa di US pada tahun 1970,memungkinkan untuk dapat dicegah dengan merubah gaya hidup seperti merokok dan diet .Banyak penelitian memperkirakan bahwa diet dapat mencegah tingginya kematian yang disebabkan kanker lebih kurang 30 %.Hubungan antara diet dengan kanker sangat bervariasi ,tergantung dari jenis kankernya. Secara jelas didapatkan bahwa insiden kanker pada orang Asia yang migrasi ke negara barat mempunyai insiden yang lebih tinggi dibandingkan di negera asalnya .Seperti insiden kanker prostate 25 kali lebih rendah pada negara asal,dan kanker payudara 10 kali lebih rendah dinegara asalnya . Hal ini disebabkan oleh karena perubahan pola hidup seperti diet makanan.Peranan faktor keturunan atau gentik hanya menunjukkan 15 % pada semua kasus kanker, ini dibuktikan pada penelitian kembar siam monozygot 2 Paparan lingkungan lebih kuat dibandingkan dengan factor keturunan , sehingg factor resiko lingkungan ini lebih penting dibandingkan dengan faktor genetik .Faktor resiko yang berkaitann dengan kanker payudara adalah berkaitan dengan reproduksi seperti : umur menarche , umur saat mempunyai anak , menyusui,dan lamanya menyusui .Akan tetapi factor fektor tersebut tidak mengalami perubahan , hanya factor nutrisi yang berubah1, mungkin ini merupakan faktor penting yang dapat dimanipulasi untuk usaha prefentif . A.KARSINOGENESIS Karsinogenesis merupaan suatu proses yang perlahan multi step dan multi factorial ,dimulai dari pertumbuhan sel prekanker sebagai hasil akumulasi beberapa gen yang mengalami mutasi,dimana gen tersebut berperan mengontrol pertumbuhan ,resisten terhadap apoptosis ,dan memacu angiogenesis. Proses ini berlangsung lama bisa bertahun-tahun bahkan beberapa dekade ,dengan waktu yang panjang ini memungkinkan untuk mencari terobosan pencegahan kanker dan juga pengobatan .2

Pencegahan kanker dengan melakukan bloking pada pertumbuhan sel prekanker adalah sangat penting karena pada orang sehatpun memiliki tumor yang laten pada jaringan tubuhnya .Penelitian pada mayat wanita umur 40-50 tahun yang mati bukan oleh karena kanker memperlihatkan bahwa 30 %-50% secara mikroskopis menunjukkan adanya sel premalignant pada kelenjar payudaranya ,dan 40% laki-laki sel premalignannya pada kelenjar prostat .Dan hal yang sama hampir 98% semua orang menunjukkan premalignan yang laten pada kelenjar tyroidnya ,yang dalam pemeriksaan klinis sangat sulit terdeteksi

Sekarang telah diketahui secara eviden bahwa bahan kemoprevensi yang berbasis pada makanan dari tumbuhan dapat berfungsi untuk melakukan bloking terhadap progresi mikrotumor yang laten .Bahan tersebut mempunyai kandungan phytokimia yang tinggi ,dan merupakan molekul kunci untuk pencegahan kanker . Pada penelitian memperlihatkan bahwa phytokimia ini dapat menghambat progresi tumor lewat beberapa cara, bisa juga secara langsung pada sel tumornya atau dengan cara melakukan perubahan pada lingkungan mikro (stroma ) dan merubah kondisi fisiologis tempat tumor tumbuh. Penelitian tentang eviden base pada tahun 1980 -2006 yang meliputi d kata kunci : kanker , diet ,pencegahan ,angiogenesis,inflamasi dan phytokimia . Serta artikel tentang makanan spesifik yang mempunyai kasiat kemoprevensi dengan kata kunci seperti ( cruciferous,allium, kedelai, buah jeruk, buah tomat, kunyit , biji-bijian, dan teh hijau) atau kata kunci makanan yang mengandung molekul anti kanker seperti (isothiocyanates,sulforaphane, sulfides,resveratrol, curcumin, dan epigallocatechin-3-gallate ). Dari penelitian eviden base ini didapatkan bahwa secara epidemiologi dengan konsumsi makanan yang banyak dari tumbuhan seperti , buah, sayur-mayur, kacang polong, kacangkacangan, biji-bijian dan teh dapat menurunkan resiko terjadinya kanker . Dimana hasil penelitian pada seluruh type kanker ,lebih dari 80% memperlihatkan penurunan resiko dengan tingginya asupan lebih dari satu sayuran atau buah-buahan.2 Pada kanker kolorektal yang merupakan penyebab kematian kedua oleh karena kanker di Canada ,dapat dicegah dengan menaikan diet yang berbasis tumbuhan .Dari penelitian tersebut diyakini bahwa kandungan esensial yang terkandung merupakan molekul sebagai kemopreventif. 2. Hal yang menguntungkan omega 3 terhadap kesehatan ini berhubungan dengan 1) menghambat atau memodulasi alur eicosanoid ,dengan memicu perubahan respon inflamasi dan berhubungan dengan expresi dan aktifitasnya ,2) modulasi molekul atau enzyme yang berhubungan dengan

signaling baik pada sel normal maupun sel yang patologis,3) ikatan antara omega 3 dalam membrane phospholipid dan 4) efek langsung pada expresi gen .3 Berdasarkan eviden base baik pada penelitian pada hewan dan manusia, maka omega 3 merupakan kelompok very-long-chain polyunsaturated fatty acids yang mempunyai bioaktif yang sangat berperanan dalam menurunkan resiko beberapa penyakit seperti cardiovaskuler, diabetes dan juga kanker. Efek biologi dari omega 3 ( EPA dan DHA ) sebagai prooxidant ,yang mempunyai peranan menghancurkan ROS (reactive oxygen species ).Tentu saja, peroxidasi lemak nampaknya merupakan mekanisme kunci dalam meningkatkan apoptosis pada beberapa sel kanker .Dengan mekanisme yang sama dalam penghancuran ROS dalam manghambat apoptosis dan neurodegenerasi pada sel syaraf yang sehat .3 Penelitian pada jaringan kandungan arachadonic acid dan eicosopentaenoic acid (EPA ) yang merupakan derivat dari eicosanoids dalam beberapa proses physiologis , seperti transport calcium melewati membran sel , angiogenessis, apoptosis ,proliferasi sel dan fungsi immune sel .Proses tersebut merupakan integral dengan system immune seperti dalam patogenesis penyakit autoimmune seperti artritis, systemic lupus erythematosus, dan asma juga kanker .Studi epidemiologi mendapatkan bahwa kelompok orang yang mengkonsumsi dit tinggi omega 3 mempunyai prevalensi beberapa type kanker yang rendah , dan penelitian dalam sekala kecil sudah dicobakan untuk menilai efek dari asam lemak omega 3 pada pengobatan kanker dengan menambah asam lemak omega 3 dalam diet atau sebagai makanan tambahan .Diet omega 3 dapat mencegah terjadinya tumor payudara dan proliferasi pada tikus.3 Sudah banyak eviden yang memperlihatkan bahwa diet omega 3 PUFAs dalam menghambat promosi dan progresi dari carsinogenesis . Beberapa mekanisme molekuler dimana omega 3 PUFAs ,mekanisme ini meliputi : 1) menekan arachidonic acid (AA, 20:4n_6) yang mengatur biosintesa eicosanoid, dengan hasil perubahan respon immune untuk sel kanker dan pengaturan inflamasi ,proliferasi sel,apoptosis,metastasis dan angiogenesis, 2) menaikan faktor traskripsi ,expresi gen ,signal transduksi, yang menyebabkan perubahan metabolisme ,pertumbuhana sel dan deferensiasi , 3)Perubahan metabolisme estrogen , yang menyebabkan penurunan kadar estrogen berperanan terhadap stimulasi pertumbuhan sel, 4) Menaikan atau menurunkan radikal bebas dan reactive oxygen species (ROS ) Target penghambatan aktifitas sel kanker ,kandungan phytokimia dan sumber bahan makanan dari buah dan sayuran B.HYPOTESIS NUTRISIONAL Hubungan antara nutrisi dengan kanker masih banyak diperdebatan , ada yang meletakkan nutrisi mempunyai efek preventif,efek immunomedulator,dan juga cytotoxic.Berbagai macam mekanisme telah diutarakan ,secara garis besarnya dibagi dalam dua kelompok :

Pertama efek nutrisi akan menjadi mediator perubahan kadar hormone endogen , dan mungkin juga mempunyai efek langsung untuk resiko terjadinya kanker payudara .Sebagai contoh phytooestrogen mampu menekan resiko terjadinya kanker payudara dengan menurunkan kadar oestradiol atau melakukan bloking aksi oestradiol.Hormon merupakan factor terpenting sebagai penyebab terjadinya kanker payudara,hal ini dimungkinkan melalui stimulasi proliferasi sel dan selanjutnya mutasi yang menjadi penyebab terjadinya kanker payudara,serta memacu pertumbuhan prekanker .Hal yang sudah diketahui bahwa resiko terjadinya kanker payudara akan mengalami kenaikan bila , menarche awal dan menopause lambat ,hal ini karena lama paparan dengan oestradiol dan progesterone pada masa premenopause.Sedangkan saat menopause ,konsentrasi eostradiol mempunyai hubungan yang kuat sebagai factor resiko terjadinya kanker payudara 1. Kedua efek antioxidant yang mempunyai efek menurunkan resiko terjadinya kanker payudara dengan melalui penurunan kerusakan oxidative terhadap DNA pada sel epithelial payudara.1 Dimana radikal bebas ,baik yang berasal dari lingkungan atau makanan ini berkaitan dengan bahahn kimia sisa hasil metobolisme mempunyai kapasitas utuk merusak DNA sel yang menjadi penyebab terjadinya kanker.Beberapa bahan phytokimia mempunyai efek sebagai kemoprevensi yang akan mencegah terjadinya kanker dengan cara merubah system enzyme sebagai respon untuk menetralkan zat karsinogen .Sebagai contoh isothiocyanates merupakan zat yang terkandung didalam tumbuhan , dapat menghambat karsinogenesis dengan cara mencegah kerusakan gen .Phytokimia yang terkandung didalamnya akan menaikan mekanisme pertahanan tubuh terhadap kerusakan molekul DNA,semua itu terkandung dalam berbagai buah-buahan dan sayuran seperti golongan Allium ( seperti bawang putih ) ,buah jeruk 2. Beberapa phytokimia mempunyai efek selain menghambat pertumbuhan tumor secara langsung dengan menaikan kematian sel lewat apoptosis. Bahan tanaman yang mempunyai efek yang demikian ini adalah : phenethyl Isothiocyanate bahan dari sayuran cruciferous,curcumin dari kunyit ,dan beberapa buah anggur menunjukan aktifitas yang kuat yang proapoptosis pada berbagai sel tumor .Aktifitas ini berhubungan dengan menghambat pertumbuhan tumor pada binatang percobaan .Pada penelitian nbanyak mendukung bahwa phytokimia juga mendorong tumor untuk lebih sensitive apoptosis terhadap berbagai stumulus proapoptosis secara alami ,seperti TNF.2 Semua bahan yang bersifat cytotoxic yang bersumber phytokimia dari makanan yang berasal dari tumbuhan mempunyai andil besar untuk kemoprevensi ,dengan mencegah pertumbuhan sel yang mempunyai kecenderungan untuk menjadi kanker ( sel prekanker )2 B.1.OMEGA -3 B.1.2.EFEK CYTOTOXIC Penelitian pada efek omega 3 FA terhadap progresi kanker payudara masis sedikit dilakukan pada manusia . Akan tetapi , banyak penelitian pada hewan dan kultur sel mendukung peranan dari rantai panjang omega 3 PUFA eicosapentaenoic acid (EPA) dan docosahexaenoic acid (DHA) dalam menghambat pertumbuhan kanker. DHA dan EPA baik bersama-sama atau sendiri sendiri juga menghambat pertumbuhan sel kanker payudara pada percobaan in vitro

.Mekanisme bagaimana 0mega 3 PUFA menghambat pertumbuhan sel kanker payudara tidak diketahui dengan jelas .PUFA disatukan menjadi satu dalam membran ephospholipid dari sel tumor, tetapi dampak secara biologis belum diketahu dengan pasti . Dengan demikian FA mungkin mepunyai efek menghambat pertumbuhan tumor dengan mengubah membrane sel .5 Omega 3 (PUFA) merupakan produk asam lemak yang tidak mempunyai efek samping dan ditoleransi dengan baik oleh tubuh . Akan tetapi efek pada sel nontumorigenik belum dapat dikesampingkan ,tetapi beberapa penelitian dipercaya dapat menghambat pertumbuhan sel tumor. Omega 3 tidak mempunyai efek cytotoxic pada sel normal payudara . Dengan demikian omega 3 menjanjikan untuk terapi tambahan yang nontoxic pada terapi standart. Pada penelitian ini didapatkan pertama kali bahwa omega 3 mempunyai efek yang signifikan pada komposisi FA yang terbaiak seperti phospholipid,cholesterol, ceramides, dan DAG sebahgai bagian penting dari membran rafts dan sel kanker payudar .Perubahan lemak tersebut akan memberikan kenaikan EGFR ,dan behubungan dengan apoptosis dan menghambat petumbuhan ,bukan pada promosi pertumbuhan .Pada penelitian ini kami dapatkan hal yang baru dimana omega 3 melalui mekanisme membran sel menghambat pertumbuhan sel kanker payudara.5 Sebagai pendukung aktifasi dari EGFR da P38 MAPK yang sangat berhubungan dengan apoptosis pada sel kanker payudara ,omega 3 mempunyai peranan didalamnya dengan cara memodifikasi membrane rafts dan mengubah signaling EGFR sehingga akan menghambat pertumbuhan tumor .Pada penelitian tentang EGFR ,yang diberikan omega 3 tidak terbukti adanya peningkatan reseptor tersebut akan tetapi justru menghambat pertumbuhan tetapi tidak menghambat promosi EFGR .Hal ini disebabkan EPA dan DHA secara signifikan menurunkan pertumbuhan sel kanker payudara MDA-MB -231. Pada penelitian EPA dan DHA menunjukan menaikan program kematian sel lewat apoptosis dan menurunkan proliferasi sel MDA-MB231.5 B.1.3.EFEK APOPTOSIS Dilaporkan bahwa beberapa sel tumor tidak cukup mampu mepertahankan system antioxidan dibandingkan sel normal , dan hal ini memungkinkan lebih pekan terhadap kerusakan akibat oxidatif dan peroxidatif. Polyunsaturated fatty acids (PUFAs) merupakan bagian penting dari lipid peroxidasi ,dengan demikian PUFA dan derivatnya merupakan campuran lipid yang mencegah terjadinya kerusakan membrane sel , perubahan komposisis seluler atau pembentukan cytoskeletal, modifikasi system taransportasai membrane atau enzyme , atau menghambat reaksi polymerase adan atau suyntesa polyamine . Oleh karena itu, adalah masuk akal untuk menerangkan bahwa dengan penambahan PUFA dalam sel tumor akan meningkatkan kepekaan terhadap stres oxidant . Efek omega 3 terhadap oxidatif ini dibuktikan pada penelitain invivtro dan invivo.8 In vivo, pemberian DHA, EPA, atau campuran keduanya menunjukan adanya peningkatan apoptosis pada sel tumor pada tikus , baik pada sel tumor payudar , liver, dan colon .Hal yang sama dengan penambahan EPA dan DHA pada media kultur menunjukkan peningkatan apoptosis pada kultur sel line kanker payudara , colon , lymphoma ,leukimia ,pankreas , dan melanoma .Mekanisme peningkatan apoptosis dengan pemberian omega 3 masih belum diketahui dengan jelas , akan tetapi dipecaya bahwa omega 3 akan merubah cairan membrane

dan strukturnya , melalui hasil metabolisme PUFA seperti lipid peroxides, aldehydes, prostaglandins, atau leukotrienes; Atau synthesis dari reactive oxygen species .8 Menendez et al. melaporkan bahwa -linolenic acid (GLA) dapat menekan expresi dari gen Her-2/neu (erbB-2) oncogene pada beberapa sel line kanker in vitro dan hal demikian dapat diberikan bersama pada sel kanker yang mempunyai over expresi Her-2 /neu antara GLA dan anti Her-2/neu antibody,yang akan mempunyai efek synergis saling memeperkuat untuk apoptosis dan menekan pertumbuhan dan formasi koloni sel kanker .Penemuan ini adalah suatu hal yang menggenbirakan karena dapat menunjukan bahwa beberapa polyunsaturated fatty acids (PUFAs) : -linolenic acid GLA,arachidonic acid (AA), eicosapentaenoic acid (EPA), dan docosahexaenoic acid (DHA) dan membunuh beberapa sel tumor tanpa menggangu sel normal ,karena sel kanker mempunyai sensititas yang tinggi terhadap cyotoxic dari PUFAs .10 Pada penelitian GLA adalah campuran yang kuat dari AA,EPA,DHA, mereka juga efektif tetapi tidak selektif . Hal demikian menggembirakan karena PUFAs memacu apoptosis dari sel tumor dengan radikal bebas ,tergantung mekanisme dan juga tinginya index unsaturated ,dan tinggginya turicidal .Sebagai tambahan GLA memproduksi perubahan kamposisi membrane sel dan ultra struktur mitokondria ,yang akan memacu merunnya aktifitas respirasi mitokondria dan aktifitas caspase dan fragmentasi DNA ayang akan memacu apoptosis sel tumor. GLA juga akan menurunkan kandungan antioxidan pada sel tumor , menekan expresi dari onkogen Ras dan gen antiapoptosis Bcl-2 dan menaikan expresi gen P53. Aksi dari GLA pada expresi gen berhubungan kemampuan produk peroxidae mengikat DNA. Kemampuan GLA menekan expresi dari Her-2/neu (erbB-2) oncogen dengan ikatan GLA dan atau produk peroxida hasil dari DNA . Her-2/neu (erbB-2) menekan efek apoptosis dari N-(4 -hydroxyphenyl) retinamide pada sel kanker payudara dengan menurunkan produksi dari free radical nitric oxide (NO) .10 Selain itu juga dapat menghambat Cyclooxygenase-2 (COX-2) produk dari prostaglandin E2 akan memicu apoptosisi dan menaikan produksi NO dengan kombinasi dari N-(4hydroxyphenyl)retinamide dan COX-2 menghambat pertumbuhan sel kanker payudara .Penemuan ini dipercaya bahwa onkogne Her-2/neu (erbB-2) sebagai antioxidant akan menaikan aktifitas COX-2 pada sel kanker payudara yang akan dihambat mekanismenya oleh aksi tumoricidal dari PUFAs.Observasinya dampak dari fatty acid-CoAligase (FACL),serta pemanfaatan enzyme, mungkin menaikan resistensi obat pada resistensi relatif sel tumor terhadap obat untuk apoptosis akan berkaitan dengan overexpresi dari COX-2 dan FACL.11 Begitu juga , reduksi apoptosis akan berbanding terbalik dengan kadar PUFAs sel.Respon apoptosis dari sel tumor dengan overexpresi dari FACL dan COX-2 dapat diperbaiki dengan menambahkan obat nonsteroidal anti-inflammasi dan PUFAs.Salah satu mekanisme trastuzumab menghambat pertumbuhan tumor dengan meningkatkan radikal bebas dengan mengeblok onkogen Her-2/neu (erbB-2) .Dengan memadukan kedua mekanisme ini dapat menerangkan bagaimana kombinasi GLA dengan trastuzumab mempunyai efek sinergen menaikan apoptosis.10 B.1.4.EFEK PROLIFERASI SEL

Beberapa kelainan pada sel kanker terjadi pada regulasi molekul di pase G1 cyclin-dependent kinases (cdks), yang bertanggung jawab untuk mengatur aktifitas Rb sebagai protein yang menekan petumbuhan . Model untuk menerangkan bagaimana kelainan pada proliferasi berasumsi bahwa cdks yang yang bertanggung jawab untuk sekuensial posporilasi, dan inaktifasi ,penekanan fungsi petumbuhan dari protein keluarga Rb,maka sel akan meningkat progresifitasnya .Selain itu juga , cdks mempunyai peranan penting dalam menyusun molekul protein pRb sebagai penghambat petumbuhan, seperti hypophosphorylated spesias pRb.Maka , hal demikian ini ditunjukan pada sel epitel normal payudara mempunyai kadar protein cdk 6 yang tinggi danaktif , tetapi pada kultur sel kanker payudara kadar cdk6 rendah,bahkan ada yang tidak mempunyai 11. Jaringan kerja pengaturan protein dalam sel dan melewati siklus sel adalah komlek .Keluraga protein Rb seperti PRb,p107,dan p130 memegang peranan penting dalam jaringan tersebut terutama dengan mengikat dan mengatur E2F yang merupakan kelompok faktor transkripsi.,sebagai kontrol expresi gen yang diperlukan untuk progresi siklus sel dan metabolisme , termasuk replikasi DNA. Aktifitas dari protein golongan Rb mengatur posporilasi yang dibentuk oleh cyclindependent kinases (cdks).Aktifitas cdks ini mengatur posporilasi dan mengikat cyclins dan cdk inhibitors (CDKIs).Kelainan dalam expresi ,aktifitas , atau lokasi dari protein akan mengatur Rb pada sel tumor .Perubahan ini akan terlihat secara nyata pada sel kanker payudara dengan overproduksi dari cyclin D1 atau cyclin E,penurunan produksi CDKIs .Perubahan ini akan menghasilkan kecacatan fungsi pengaturan protein Rb dan ketidak sesuaian proliferasi sel .11 In vivo , dengan memberikan omega 3 pada tikus yang diberikan sel kanker payudara akan memeperpanjang replikasi DNA sel kanker , hal ini akan memberikan dukungan bahwa diet omega 3 akan menghambat progresi pada phase S. Efek asam lemak uncunjugated (CLA) pada pertumbuhan sel tumor CLA akan memperngaruhi pertumbuhan sel tumor melalui beberapa cara diantaranya : 1) mempengaruhi replikasi sel dengan menghambat pada siklus sel atau 2) memacu program kematian sel , baik lewat apoptosis maupun nekrosis. Secara invitro dengan memberilan CLA pada kultur sel tumor akan merubah protein penting pada regulasi siklus sel . Perubahan oleh CLA ini mempengaruhi cyclin , cdk inhibitors, dan protein check point. Work by Ip et al menemukan bahwa diet CLA selama 4 minggu menekan expresi cyclin D dan cyclin A pada akhir percabangan dan alveolar pada epitel payudara . Cyclins D dan A merupakan protein penting yang terlibat dalam siklus sel dan progresi lewat phase S.CLA juga memperlihatkan peningkatan regulasi expresi gen P53 , yang berfungsi sebagai tumor supresor gen yang sering mengalami mutasi pada beberapa sel kanker .P53 akan melakukan monitoring terhadap kualitas DNA setelah phase G1,bila terjadi kerusakan DNA , maka akan melakukan bloking mencegah masuk dalam phase S dengan mengubah pertumbuhan menjadi sel arres .P53 juga dapat memacu gen yang bertanggung jawab terhadap gen regulator yaitu cdk inhibitor. CLA dipercaya memepunyai kemampuna untuk mencegah proliferasi sel kanker dengan cara memodifikasi protein pada siklus sel .8 Angiogenesis merupakan sutu proses dimana sel tumor membentuk jaringan pembuluh darah baru yang diperlukan mendukung pertumbuhan sel kanker dengan tersedianya oxygen dan bahan makanan .Dalam penelitian laboratorium beberapa phytokimia mempunyai efek antiangiogenessi yang kuat dan efek ayang demikian ini merupakan kunci untuk bahan kemoprefensi .Sebagai

contoh epigallocatechin-3-gallate (EGCG) merupakan pholyphenol yang banyak terkandung didalam teh hijau , sangat potensial sebagai anti vascular endothelial growth factor receptor-2 (VEGFR-2) yang merupakan reseptor untuk pembentukan angiogenesis tumor.2 Sebagai contoh curcumin (warna kuning dari kunyit ) ,pholyphenol dari the hijau dan resvaratrol dari buah anggur ,semuanya itu menunjukkan dapat menurunkan expresi dari COX-2,dan efek menghambat aktifitas dari nuclear factor-B.Dengan mengkonsumsi curcumin akan dapat menurunkan kadar PGE2 dalam serum ,dimana prostaglandin ini merupakan kunci inflamasi .2 COXs ini mempunyai peranan penting secara biologi pada sel tumor , karena berhubungan dengan PGE2 dan PG12 yang berperanan terhadap aktifitas angiogenesis . COX-2 inhibitor dapat digunakan sebagai obat preventif dan juga terapuitik untuk kanker kolon ,hal ini dapat menjelaskan bahwa NSAIDs mempunyai efek yang menguntungkan pada kanker kolon . COXs ini juga terexpresi pada kanker payudara ,maka ada usaha untuk menjadikan COX inhibitor sebagai agent kemoprevensi pada kanker payudara , seperti celecoxib .Dengan COXs inhibitor ini dapat mencegah terjadinya kanker payudara pada binatang percobaan . COX2 mempengaruhi angiogenik faktor melalui produksi prostanoid yang merupakan produk dari arachidonic acid . Lagi pula prostaglandin mempunyai efek pada angiogenesis dan karsinogenesis sebagai hasil dari expresi dari COX2 pada sekitar sel kanker .Hal ini memperlihatkan bahwa prostagalndin memacu sekresi VEGF pada sel target ,dan stroma pada tumor secara aktif melakukan transkripsi gen VEGF. 6 Sudah banyak diketahui bahwa inflamasi akan berperanan dalam progresifitas kanker , seperti pada kanker payudara, colorectal dan paru-paru.Hubungan ini dapat dibuktikan bahwa hubungan antara inflamasi dan kanker dimana kondisi inflamasi merupakan predisposisi untuk terjadinya kanker. Begitu pula efek pemberian kemoprefesi dengan anti inflammatory cyclooxygenase-2 (COX-2),seperti celecoxib pada pasien dengan resiko kanker kolorektal . Meskipun efek samping terberat pada cardiovascular yang berhubungan dengan anti COX-2 menjadi halangan untuk obat prefensi,efek yang menurunkan inflamasi ini membuka peluang sebagai obat prefensi terhadap kanker .2 Pada diet orang barat yang banyak mengandung gula ,asam lemek jenuh yang miskin sayuran ,buah ,serat , asam lemak omega-3,dan biji-bijian ,akan mempunyai efek proinflamasi .Pada diet orang barat tersebut kaya akan -6 polyunsaturated fatty acid (PUFA) arachidonic acid yang pro inflamasi dan rendah kandungan anti-inflammatory -3 PUFAs eicosapentenoic acid (EPA) dan docosahexenoic acid (DHA) yang anti inflamasi .Diet yang mengandung PUFAs -3 mengandung banyak phytokimia yang mencegah proses inflamasi ,dengan demikian efek anti inflamasi tersebut mempunyai andil sebagai bahan antikanker2 . Banyak fungsi yang penting dari PUFAs (omega3 dan 6) ini berhubungan dengan konfersi enzymatik dalam syntesa eicosanoid .Dimana eicosanoid secara biologi sangat penting dalam : mengatur proses inflamasi dan respon immune dan mengatur agregasi platelet , pertumbuhan sel, difrensiasi sel.Produksi eicosanoid dimulai dengan pembebasan dari PUFAs dari membrane phospholipid dengan berbagai aktifitas phospholipases. Dimana PUFAs mempertahankan

substrat dari cyclooxygenases (COX-1, yang berfungsi sebagaimana enzyme ,dan COX-2, yang memacu enzyme ), lipoxygenases (5-, 12-,dan 15-lipoxygenase), atau cytochrome P450 monooxygenases.Cyclooxygenase akan menaikan prostaglandin dan thromboxanes, dimana lipoxygenases yang memproduksi leukotriene, hydroxy fatty acids, dan lipoxins.4 PUFAs pada membrane sel terutama AA,terutama eicosanoid mempruduksi 2 jenis prostanoid yaitu (prostaglandins dan thromboxanes) dan 4 jenis leukotrienes.EPA adalah substrat dari 3 jenis prostanoiddan 5 jenis leukotiene,secara umum derifat AA adalah eicosanoid yang mempunyai efek proinflamasi melewati pembentukan prostaglandin E2 (PGE) , sedangkan EPA merupakan derifat eicosanoid yangmempunyai efek antiinflamasi.Geranasi eicosanoid dari AA seperti PGE2, leukotriene B4, thromboxane A2,dan 12-hydroxyeicosatetraenoic acid ,mempunyai efek positif terhadap karsinogenesis.Sebagai contoh PGE2 menyebabkansel tumor tettap hidup dan didapatkan konsentrasinya lebihtingggi pada sel tumor dibandingkan pada sel normal . PGE2 ini akan mempunyai efek pada survival sel kanker dan juga progresifitas dengan meningkatkan angiogenesis dan adesi sel tumor dengan sel endothelial ,yang pada akhirnya akan menunjang untuk metastases el kanker . Lipoxygenase produksi dari AA, seperti leukotriene B4 dan 5-hydroxyeicosatetraenoic acid memegang peranan penting untuk adesi sel tumor dan memungkinkanuntuk terjadinya metastase . Leukotriene B4 merupakan generasai lanjut dari reactive oxygen species (ROS),dimana akan merusak DNA dan pada akhirnya menyebabkan inisiasi kanker .4 COX ini mempunyai peranan yang penting pada pembentukan angiogenesis pada kanker . COX ,merupakan syntesa prostaglandin H , enzime yang berperanan dalam biosyntesa dari prostaglandin dan berhubungan dengan eicosanoids.Dua bentuk COX ini adalah COX- 1 ini selalu terexpresi pada setiap sel dan berperanan untuk menjaga fungsi fisiologis ,COX-2 ini berfungsi memicu cytokine inflamasi , tumor promoters, dan growth factors.Dilaporkan bahwa COX-2 berhubuingan dengan kanker payudara dan kanker colon .Seperti NO , COX juga merupakan regulator angiogenessis , terutama COX-2 bukan COX- 1, dimana kana terexpresi pada beberapa kanker kolorektal , dan tidak terexpresi pada sel mukosa colorektal normal6. Adalah suatu pertanyaan bagaimana kenaikan expresi COX pada stroma tersebut , apakah saat inisiasi proses karsinogenesis atau COX 2 didapatkan sesudahnya didalam sel inflamasi atau sekitar tumor ,pada sel endothelial dari neovasculatur dan di epithel sel carcinomatous . Perubahan inflamasi pada jaringan sekitar tumor mempunyai peranan penting ,akan tetapi kanker adalah disebabkan oleh multifaktor, mutasi genetik , dan disregulasi dari cellular pathways. Oleh karena itu COX2 hanyalah salah satu dari beberapa faktor yang berperan terbentuknya neovascularisasi dan penyebaran kanker .6 B.1.6.EFEK IMMUNOMEDULATOR Kami mendapatkan bukti bahwa diet 0mega 3 (PUFAs) dapat merubah komposisi phospholipid dari membran rafts pada T-cells murin . Stulnig et al mendapatkan dengan kultur Jurkat T-cells in vitro bahwa pUFAs mempunyai kemampuan untuk merubah lemak dari raft dan signal yang menekan transduksi . Efek antiinflamasi dari omega 3 pada funsi T-sel sudah merupakan hal yang tetap pada percobaan manusia maupun hewan .Efek utama dari omega 3 ini terletak pada molekul eicosapentaenoicacid (EPA) dan docosahexaenoic acid (DHA).Secara umum diet kaya

omega 3 PUFAs ini berhubungan dengan menurunkan proinflamasi dari T-sel,dan sebagian menurunkan kemampuan proliferasi sebagai hasil dari pengurangan baik fungsi maupun produksi IL-2 dan menaikkan T-sel AICD.Omega 3 PUFAs pada proliferasi T-sel dan apoptosis tergantung kecenderungan stimulus bias T-sel kearah predominan IL-2/IFN yang akan memproduksi populasi (Th 1 )atau IL-4/IL-10 akan memproduksi Th-2 .Lebih spesifik omega 3 akan menaikan proliferasi pada CD4 T sel dengan menstumulasi CD3/PMA,dengan Th-2 bias stimuli. Dengan memperhatikan apoptosis ,didapatkan bahwa omega 3 menaikan AICD pada Tsel dengan menginduksi sekresi gambaran bias dari cytokine ,yang akan menirukan Th1 sel , setelah menstimulasi dengan PMA/ionomycin.7 Immune surveillance akan mampu untuk mendeteksi dan membasmi sel tumor ,hal ini bagian terpenting dari immun system seluler. T helper (CD4_) dan d cytotoxic T lymphocytes(CD8_) mempunyai peranan penting dalam tumor surveillance .Keduanya akan mengalami penurunan yang drastis pada pertahanan immune surveillance pada kanker binatang percobaan dan juga manusia .Hal tersebut akan mengalami kenaikan bila diberikan omega 3 PUFAs ,hal ini terbukti baik invitro ,pada binatang percobaan dan juga pada manusia .Fungsi system immmune ini sangat tergantung dari type sel dan efek dari komposisi membrane , maka omega 3 ini potensial untuk menaikan interaksi keduanya .8 Telah banyak dibuktikan bahwa PUFAS mempunyai efek immunomedulator baik pada kultur sel dan invivo . PUFAs dengan memodulasi produk cytokin , proliferasi limposist ,expresi molekuler membrane, phogocytosis ,dan apoptosis dan menghambat aktifitas sel natural killer (NK).Omega 3 PUFAs secara keseluruhan mempunyai efek yang menguntungkan untuk kesehatan manusisa dibandingkan omega 6. Omega 3 juga mempunyai efek protektif pada beberapa kelainan seperti depresi dan ketuaan ,hal ini berkaitan dengan meningkatnya konsentrasi cytokine proinflamasi .Ini adalah sustu hal yang bisa menerangkan bagaimana omega3 PUFAs mempuyai efek anti kanker,akan tetapi masih membutuhkan banyak data pendukung . 9 KEPUSTAKAN1. Key JT, Allen EN, Spewnc AE, Travis CR. Nutrition and breast cancer ..The Breast (2003) 12, 412 416 2. 2. Beliveau R.Role of nutrition in preventing cancer .Can Fam Physician 2007;53:1905-1911 3. Decklebaum JR,Worgall ST,Seo T, n-3 Fatty acids and gene .Am J Clin Nutr 2006;83(suppl):1520S5S. 4. Larsson CS,Kumlin M,Ingelman-Sunberg M,Wolk A.Dietary long-chain n-3 fatty acids for the prevention of cancer: a review of potential mechanisms.Am J Clin Nutr 2004;79:935 45. 5. Schley DP,Brindley ND,Field JC,(n-3) PUFA alter raft lipid composition and decrease epidermal growth factor receptor levels in lipid rafts of human breast cancer cells. J. Nutr. 137: 548553, 2007. 6. Bing JR,Miyataka M,Rich AK,Hanson N,Wang X,Slosser DH.Nitric Oxide, prostanoids, cyclooxygenase, and angiogenesis in colon and breast cancer . Clinical Cancer Research Vol. 7,2001: 33853392

7. Switzer CK, Yi Fan Y, Wang N, McMurray ND, Chapkin SR. Dietary n-3 polyunsaturated fatty acids promote activation-induced cell death in Th1-polarized murine CD4 T-cells. Journal of Lipid Research Vol 45, 2004, 1482-1492 8. Field JC ,Schley DP. Evidence for potential mechanisms for the effect of conjugated linoleic acid on tumor metabolism and immune function: lessons from n-3 fatty acids .Am J Clin Nutr 2004;79:1190S 8S. 9. Shaikh RS,Edidin M.Polyunsaturated fatty acids, membrane organization, T cells, and antigen presentation. Am J Clin Nutr 2006;84:1277 89. 10. 10. Undurtin D.Effect of Linolenic acid on the transcriptional activity of the Her-2/neu (erbB2) Oncogene . Journal of the National Cancer Institute, Vol. 98, 2006 11. Lucas JJ,Domenico J,Gelfand WE.Cyclin-dependent kinase 6 inhibits proliferation of human mammary epithelial cells. Molecular Cancer Research Vol. 2, 2004:105114, February 2004