KOMPOSISI KIMIAWI SELDAN SISTEM KOLOID

DRA.HJ.ELMATRIS SY,MS

SelSatuan dasar kehidupan tubuh adalah Sel- Tiap Organ Kesatuan dari berbagai sel yang berbeda-

beda, yang dihubungkan sama lain oleh struktur penunjang interseluler.

- + 56% tubuh manusia terdiri dari cairan,sebagian besar cairan terdapat di dalam sel cairan intraseluler

- + 1/3 nya terdapat didalam ruang diluar sel cairan ektraseluler

- cairan ektraseluler mengandung :-Sejumlah besar Na+,Cl-,HCO3

- disamping K+,Mg+2,Ca+2,PO4-3 ,SO4

-2

-Bahan makanan untuk sel seperti: oksigen,glukosa,asam lemak dan asam amino

- Cairan intraseluler mengandung :- Sejumlah besar K+,Mg+2,PO4

-3 dari pada Na+,Cl- yang ditemukan dalam cairan ekstraseluler- oksigen,glukosa,asamlemak dan asam amino

Komposisi Kimia Cairan ektraseluler dan intraseluler Cairan ekstraseluler Cairan intraseluler

Na+ 142 mEq/l 10 mEq/lK+ 4 mEq/l 140 mEq/lCa+2 2,4 mEq/l 0,0001 mEq/lMg+2 1,2 mEq/l 58 mEq/lCl- 103 mEq/l 4 mEq/lHCO3

- 28 mEq/l 10 mEq/l

SO4-2 1 mEq/l 2 mEq/l

Glukosa 90 mg/dl 0 - 20 mg/dlAsam amino 30 mg/dl 200 mg/dlKholesterolFosfolipid 0,5 mg/dl 2 - 95 mg/dl Lemak netralPO2 35 mmHg 20 mmHg

PCO2 46 mmHg 50 mmHg

pH 7,4 7,0Protein 2 gm/dl(5mEq/l 16 gm/dl(40 mEq/L)

Susunan Sel

Elemen Utama dari dari sel adalah SitoplasmaSitoplasma semua sel terdiri atas :1. Komponen anorganik2. Komponen Organik

Komposisi Kimia dari sel :75-85% Air, 10-20% Protein,2-3% Lipid,1% Karbohidrat dan 1% zat anorganik Lainnya

Ad.1 Komponen anorganikTerdiri atas : Air, garam garam mineral(elektrolit), Gas

Oksigen,Carbondioksida dan Nitrogen

Air- Medium utama sel- Komposisinya 75% -85% dalam sel- Berfungsi sebagai :Pelarut zat anorganik dan

organik( sep: ion-ion,glukosa,sukrosa,asam amino,dan berbagai vitamin)

- Sebagai medium pendispersi dari sistim koloid protoplasma

- Media transpor berbagai zat yang terlarut atau tersuspensi untuk berdifusi dari satu bagian sel ke bagian sel yang lain

- Media dalam proses reaksi-reaksi enzimatis yang berlangsung di dalam sel

- Mengabsorpsi panas dan mencegah perubahan yang drastis didalam sel

Garam Garam Mineral(elektrolit-elektrolit)Elektrolit yang terpenting didalam sel adalah :K+,Mg+2,PO4

-3 ,SO4

-2 ,HCO3

-, dan sedikit Na+, Cl+, Ca+2.

- Ion-ion ini terlarut dalam cairan sel- Terikat secara khusus pada molekul-molekul protein dan

lipid.

Fungsi elektrolit

- Fungsi osmosis, yaitu konsentrasi total elektrolit berpengaruh terhadap difusi air melintasi membran

- Dapat menimbulkan reaksi-reaksi didalam sel- Diperlukan untuk kerja beberpa mekanisme

pengaturan sel- Menentukan dan Mengatur aktifitas beberapa reaksi

yang dikatalisis oleh enzimatik untuk metabolisme sel

Ad.2 Komponen OrganikTerdiri atas : Protein, lipid, karbohidrat, dan beberapa

komponen spesifik lainnya Seperti: enzim,vitamin dan hormon.

PROTEIN

Protein merupakan komponen utama dalam sel hidup

Ciri-ciri protein (molekul) Massa relatif (Mr) besar makromolekul Umumnya terdiri dari 20 macam asam amino Strukturnya tdk stabil terhadap beberapa

faktor: pH, radiasi, suhu & oksidator/reduktor Reaktif dan spesifik

KLASIFIKASI PROTEIN

1. Protein sederhanaa. Protein serat (contoh : Kulit, rambut, otot, dinding pembuluh darah)b. Protein globular(Contoh : Albumin, Globulin) - Merupakan enzim sel - Menyatu/melekat pada struktur membran sel - Mengkatalisis reaksi-reaksi kimia didalam sel

2. Protein terkonyugasi Chromoprotein Glikoprotein Nukleoprotein Fosfoprotein Protein-koenzim Lipoprotein

Klasifikasi Protein Berdasarkan Fungsi Biologi

Protein enzim Protein struktural Protein kontraktil Protein pengangkut Protein pengatur hormon Protein pertahanan

Contoh : Glukosa Enzim protein CO2 + H2O + Energiyang digunakan untuk fungsi sel

Lipid

-Pada umumnya sel mengandung fospolipid dan kholesterol

- Kira-kira 2% dr jumlah total massa sel mengandung fospolipid dan kholesterol.

-Kira-kira 95% dari massa sel mengandung trigliserida (lemak netral)

• Peranan Biologi Yang Penting Dari Lipid

• Komponen struktur membran• Komponen permukaan sel• Bentuk energi cadangan• Komponen dlm proses pengangkutan melalui

membran

PENGGOLONGAN LIPID Lipid Sederhana Lipid Majemuk/Kompleks Lipid Prekursor dan Derivat

LIPID SEDERHANA Lemak/minyak

O H2C – O – C – R1

O H C – O – C – R2 O H2C – O – C – R3

TriasilgliserolR1,R2,R3 adalah ekor hidrokarbon dari asam lemak

Asam lemak dapat berupa :- Asam lemak jenuh - Asam lemak tak jenuh

LIPID KOMPLEKSFosfolipid Komponen (unsur) utama lipid membran Lipid yg mengandung gugus ester fosfat

Fosfogliserida Fosfolipid yg erat hub. dg minyak/lemak Mengandung ester asam lemak pd sisi C1 & C2

gliserol serta ester fosfat pada sisi C3 gliserol

Molekulnya berisi dua ggs hidrofobik (ester as. lemak)

ekor dan satu ggs hidrofilik (ester fosfat) kepala

Contoh : Fosfatidilgliserol, fosfatidilkolin(lesitin), fosfatidiletanolamin(sefalin), fosfatidilinositol, fosfatidilserin, plasmolagen dan sfingomielin

Struktur fosfolipid

O

R1 – C – O – CH2 O

R2 – C – O – CH S U S S O

H2C – O – P – O – CH2CH2N+(CH3)3

O –

ekor kepala

Gambar: Struktur Membran Sel

Plasmolagen

Terdapat dlm otak dan otot (10 % dr fosfolipid yg ada dlm otak dan otot)

Sfingomielin Ditemukan dg jml yg besar di dlm jar. otak dan saraf

Glikolipid (glikosfingolipid)

Tersebar luas dlm setiap jaringan tubuh jar. Saraf spt otak Senyawa ini terutama tdpt pd lipatan luar membran plasma dan sbg bgn dr KH permukaan sel Dua senyawa glikolipid sederhana

galaktosilseramida dan glukosilseramida

Galaktosilseramida

Glikolipid utama pada jaringan otak dan saraf ditemukan di tempat lain dg jml yg relatif

rendah Mengandung sejml asam lemak yang khas (C24)

Glukosilseramida

Glikolipid yg terutama terdapat dlm jaringan ekstra neural ditemukan juga dg jml yg sedikit di

dlm otak

LIPID PREKURSOR DAN DERIVAT Mencakup asam-asam lemak steroid hormon

Karbohidrat

- Sangat sedikit dalam fungsi struktural didalam sel (1%) glikoprotein

- Berperan utama dalam nutrisi sel- Sejumlah kecil karbohidrat disimpan dalam

sel dalam bentuk glikogen,merupakan polimer dari glukosa yang tak larut dan segera digunakan oleh sel untuk mensuplai kebutuhan energi

KARBOHIDRAT

KH yg dpt dihidrolisis KH yg tdk dpt dihidrolisis

Di Oligo Poli Monosakarida

sakarida sakarida sakarida

Makromolekul

Monosakarida Contoh : glukosa, fruktosa, galaktosa O HOCH2

C – H H O H / OH H – C – OH H

HO – C – H OH H H – C – OH HO OH / H H – C – OH H OH CH2OH

Struktur Glukosa

Disakarida KH yg terdiri dari 2 monosakarida yang sama atau

berbeda contoh : maltosa, selobiosa, laktosa, sukrosa

HOCH2 HOCH2

H O H H O H

H H

OH H O OH H

HO OH HOCH2

H OH H OH H O H

H

HOCH2 OH H

H O O OH

H H OH

OH H

HO H

H OH

Oligosakarida

KH yg terdiri dari 3 – 6 unit monosakarida contoh : maltotriosa

Polisakarida

Bentuk KH yg terdiri dari banyak (> 6 unit) molekul monosakarida

contoh : pati, glikogen, kitin, selulosa dll.

PATI

2 fraksi utama Amilosa (15 – 20 %) td 250 residu glukosa struktur helix, tnp cabang, disatukan oleh ikatan 1,4 glikosida larut dlm air Amilopektin (80 – 85 %) td 1000 residu glukosa memp. rantai cabang td 24 – 30 residu

glukosa, ikt pd cabang disatukan oleh 1,6

glikosida tdk larut dlm air

HOCH2 HOCH2

H O H H O H

H H

OH H O OH H

O

H OH H OH

CH2OH H

H O

H

OH H

O

H OH

HOCH2 CH2

H O H H O H

H H

OH H O OH H

O H OH H OH

Amilosa

Amilopektin

PATI

GLIKOGEN

Polisakarida simpanan/cadangan pd hewan terutama dlm hati dan otot Memp. struktur yg cabangnya lebih banyak

ketimbang amilopektin, yg memiliki residu 10 – 18 glukosa

SELLULOSA

Zat utama yg membangun kerangka tumbuhan Td sjml unit/residu -D-glukosa, yg dihub. lewat ikt 1,4 glikosida Tdk bisa dicerna oleh mamalia Mikroorganisme (usus binatang pemm biak) yg dpt menyerang ikt selulosa dpt digunakan sbg sumber energi

KITIN Polisakarida yg penting m’btk struktur tubuh invertebrata, mis : insekta, krustacea Td N-asetil-D-glukosamin, ikt yg menyatukan 1,4 glikosida

HOCH2 HOCH2

H O H O

H H

OH H OH H

H H

HN+CO+CH3 HN+CO+CH3

OO O

Struktur Fisik Sel

Membran sel

- Menyelubungi sel, elastis dan tipis- Tebalnya 7,5 nm s/d 10 nm- Hampir seluruhnya terdiri dari lipid dan protein dengan

komposisi : 55% Protein, 25% fospolipid, 13% kholesterol, 4% lipid lainnya, dan 3% karbohidrat

Sitoplasma dan Organelnya- Sitoplasma Dipenuhi oleh partikel-partikel dan

organel berukuran besar dan kecil (nm hingga µm)

- Bagian cairan bening sitoplasma (sitosol) terdiri atas: protein yang larut, elektrolit, glukosa, dan sejumlah kecil lipid

Retikulum Endoplasmik(RE)

- Dinding RE membran berlapis lipid ganda banyak sekali protein 30 – 40x ›membran sel

- Partikel-partikel yang melekat pada permukaan RE Ribosom terdiri atas campuran : asam ribonukleat(RNA) dan protein berfungsi pada sintesis protein di dalam sel.

Aparatus golgi- Memiliki membran yang mirip RELisosom- Merupakan sistem pencernaan intraseluler

kumpulan protein dengan enzim hidrolitik- + 40 enzim asam hidrolase, substansi dasar yang

dicerna adalah protein,karbohidrat,lipid dan derivatnya.Peroksisom- Secara fisik mirip lisosom tapi lebih banyak

mengandung enzim oksidase dari enzim hidolase- Berfungsi untuk membentuk peroksida (H2O2)

Mitokondria

- Mengandung asam deoksiribonukleat(DNA)- Dapat bereplikasi sendiri

Nukleus- Pusat pengaturan sel- Mengandung sejumlah besar DNA

SISTEM KOLOID (SISTEM DISPERSI)

KOLOID CAMPURAN SUATU ZAT YANG TIDAK DAPAT BERCAMPUR TERDIRI DARI :

- FASA TERDISPERSI - FASA PENDISPESI

DEFENISI : TERDISPERSINYA SUATU ZAT DALAM ZAT LAIN DENGAN UKURAN DIAMETER RENIKNYA 10OA – 1000OA / 0,1 – 1

KOLOID - SOL- EMULSI- GEL - BUIH

Penggolongan Koloid/Sol

Hidrofop(tidak suka air) →suspensoid → fasa terdispersinya mempunyai sedikit afinitas dengan medium pendispersinyaFasa terdispersi : zat-zat anorganik(logam,sulfida,oksida)

Hidrofil(senang air) → emulsoid → fasa terdispersinya mempunyai afinitas yang besar dengan medium pendispersinya.Fasa terdispersi : zat-zat organik(amilum,protein sep; albumin,gelatin)

Contoh-contoh koloid :- susu,agar-agar,tinta,sampho,awan dll- Cairan di dalam sel(sitoplasma)

SIFAT-SIFAT SISTEM KOLOID1. EFEK TYNDAL2. GERAK BROWN3. ELEKTROFORESA

4. KOAGULASIKOAGULASI DAPAT TERJADI :- MENCAMPUR 2 MACAM SOL YANG BERBEDA

MUATAN- ELEKTROFORESIS- PEMANASAN - PENAMBAHAN ELEKTROLIT

5. KOLOID PELINDUNGCONTOH : Ca POSPAT SUKAR LARUT DALAM DARAH DIDAPATKAN DALAM BENTUK SUSPENSI KOLOID DALAM DARAH TERDAPAT PROTEIN . PROTEIN KOLOID PELINDUNG

SOL EMAS + Na Cl 10% SOL EMAS + GELATIN + Na CL TIDAKGELATIN KOLOID PELINDUNG

6. ADSORPSI

PEMURNIAN KOLOID A. CARA DIALISIS

B. CARA ULTRAFILTRASI KERTAS SARING KE KOLODION POMPA VAKUM

MEMBRAN SEMIPERMIABEL

TAK SEMPURNA

KESETIMBANGAN DONNAN

PERMIABEL ION : KECIL SEPERTI Na+, K+, Cl+ I- IMPERMIABEL ION : BESAR SEPERTI : R- (KOL)

- KOMP KIMIA SAMA

- ∏ I2 II SAMA

Na+

Cl-

K+

I-

I II

Na+

K+

I-

Cl-

Na+

K+

I-

Cl-

I II

KESETIMBANGAN

MEMBRAN S.P. TAK SEMPURNA

KESETIMBANGAN DONNAN

- KOMP KIMIA TDK SAMA

- ∏ I2 II TDK SAMA

Na+

Cl-

R-

Na+

Cl-

I II

KESETIMBANGAN

Na+

R-

Na+

Cl-

I II

MEMBRAN S.P. TAK SEMPURNA

KESETIMBANGAN DONNAN DAPAT TERJADI BILA :

1. Adanya membran s.p tak sempurna

2. Salah satu cairan harus mengandung

satu ion koloid yang impermiabel

KESETIMBANGAN DALAM DARAH

DARAH : - ERITROSIT (SEL DARAH MERAH) - PLASMA

- ERITROSIT : Hb, PROTEIN, K+, Na+, Cl-, HCO3-

- PLASMA : PROTEIN, K+, Na+, Cl-, HCO3-

MEMBRAN SEL DARAH IMPERMIABEL TERHADAP : Hb, PROTEIN, Na+, K+

PERMIABEL TERHADAP TERHADAP Cl- & HCO3-

ANTARA SEL DARAH MERAH DENGAN PLASMA KESETIMBANGAN DONNAN

Pada keadaan setimbang

[ Cl- ] SEL [ Cl- ] PLS[ HCO3

- ] SEL = [ HCO3- ] PLS

[ Cl- ] SEL . [ HCO3- ] PLS = [ Cl- ] PLS . [ HCO3

- ] SEL

[ Cl- ] SEL [ HCO3- ] SEL

Konstan[ Cl- ] PLS [ HCO3

- ] PLS

SATU KONSENTRASI BERUBAH MAKA SEMUA KOMPONEN MERUBAH KONSENTRASI SEHINGGA KESETIMBANGAN TERCAPAIMISAL : SIKLUS PEREDARAN DARAH ANTARA PARU-PARU DAN OTOTDALAM OTOT SALURAN KAPILER DARAH PENGAMBILAN C02 & PELEPASAN 02

C02+ H2O H2C03

HC03- (KARENA SUASANA BASA)

CARBONIC ANHIDRASE

HCO3- SEL NAIK ∏ DALAM SEL NAIK

HCO3- PLASMA

SEL > TERJADI DIFUSI DARI SEL SAMPAI TERJADI KESETIMBANGAN

DARAH DARI JANTUNG 02

HCO3- SEL

HCO3- PLASMA

MAKA TERJADI DIFUSI DARI PLASMA

Cl-

HCO3-

SEL

RENDAH

PLASMA

CARA MENENTUKAN TONUS SEL DARAH MERAH

SEL DARAH MERAH DILETAKKAN DALAM LARUTAN NaCl MEMBRAN SEL DARAH MERAH BERSIFAT IMPERMIABEL TERHADAP NaCl