Kata Pengantar

Puji syukur kami sampakan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah

melimpahkan rahmat dan berkat-Nya sehingga laporan Tutorial dengan skenario berjudul

“Badan Kuat Berkat Komunikasi Adekuat” ini bisa terselesaikan dengan baik.

Secara keseluruhan, kami melaporkan hasil yang kami peroleh pada

pembahasan learning objectives, setelah Self-learning yang dilakukan oleh masing-

masing anggota kelompok.

            Kami menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan

bantuan serta dukungan, hingga terselesaikannya laporan ini, terutama pada tutor kami,

dr. Rika Hastuti. Kami dari kelompok dua, menyadari sepenuhnya bahwa laporan ini

masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, kami sangat mengharapkan kritik serta

saran yang membangun, demi penyempurnaan laporan-laporan kami selanjutnya.

Mataram, 6 November 2010

Penyusun

1

Daftar Isi

Kata Pengantar …………………………………………………………………. 1

Daftar Isi…………………………………………………………… …………… 2

BAB I Pendahuluan

1.1 Latar Belakang…………………………………………………. 3

1.2 Skenario…………………………………………..……………. 3

1.3 Mind Mapper…………………………………………………… 4

1.4 Rumusan LO……………………………………………………. 4

BAB II Pembahasan

2.1 Pembahasan LO………………………………………………… 5

BAB III Penutup

3.1 Kesimpulan…………………………………………………….. 28

Daftar Pustaka……………………………………………………........................ 29

2

BAB I

Pendahuluan

1.1 LATAR BELAKANG

Sel merupakan salah satu pokok bahasan dalam mata kuliah biologi kedokteran

yang diberikan sebagai dasar dalam mempelajari ilmu - ilmu lain di bidang kedokteran.

Sel sangat penting untuk dipahami mengingat pengetahuan tentang sel sangat berguna

sebagai landasan dalam mempelajari ilmu kedokteran lainnya. Selain itu, sel mempunyai

kaitan yang erat dengan ilmu-ilmu lain dalam lingkup biologi kedokteran. Oleh karena itu

sebagai mahasiswa kedokteran kita perlu mempelajari dan mengkaji lebih lanjut tentang

sel itu sendiri

Sel sebagai unit fungsional terkecil dari mahluk hidup memiliki banyak

kemampuan seperti, mampu berkomunikasi untuk mentranspor sinyal dengan tujuan

untuk mendapatkan respon dan bermetabolisme untuk mendapatkan energi yang

digunakan sebagai tenaga pemicu respon. Komunikasi sel sendiri terdiri dari komunikasi

antar sel dan komunikasi intra sel yang memiliki komponen, mekanisme, dan fungsinya

masing – masing. Komunikasi sel juga terkait dengan metabolisme, enzim – enzim, dan

homeostasis dari suatu sel. Oleh karena itu, komunikasi sel merupakan suatu bahasan

yang kompleks yang perlu kita pelajari dan kaji lebih lanjut untuk mendapatkan

pemahaman tentang konsep sel secara menyeluruh untuk dapat diaplikasikan dan

dikembangkan di kemudian hari sebagai suatu ilmu yang bermanfaat bagi nusa dan

bangsa.

1.2 SKENARIO 1

“Badan Kuat Berkat Komunikasi Adekuat”

3

martono adalah atlet lari maraton yang tangguh, dia sangat rajin berlatih. Suatu

saat, latihan yang dijalani oleh Martono lebih berat dari biasanya, dia berlari selama

hampir 4 jam. Bagi tubuh Martono yang terlatih hal itu tidak masalah karena penyediaan

tenaga untuk ototnya senantiasa tersedia. Hormon kortisol dihasilkan oleh tubuhnya

untuk merangsang jalur metabolisme glukoneogenesis yang melibatkan enzim tertentu di

ginjal untuk menyediakanglukosa. Pesan lain berupa cairan yang banyak keluar lewat

keringat akan direspon dengan mengeluarkan hormone ADH dan aldosteron yang berefek

pada ginjal berupa peningkatan reabsorbsi air dan garam. Demikianlah pengaturan tubuh

kita yang membutuhkan koordinasi dan komunikasi yang rapi antar sel – sel didalamnya.

1.3 MIND MAPPING

1.4 LEARNING OBJECTIVE

1.4.1. Mekanisme Glikonelosis dan glikogenesis

1.4.2. Katabolisme dan Anabolisme

1.4.3. Mekanisme pertukaran Zat

4

Sel Metabolisme SelKomunikasi Sel

Katabolisme AnabolismeJenis-jenis Mekanisme

Pertukaran Zat

Hormon Enzim

1.4.4. Mekanisme komunikasi Sel

1.4.5. Mekanisme kerja enzim

1.4.6. Jenis Kanal

BAB II

Pembahasan

2.1 PEMBAHASAN L.O

2.1.1 Mekanisme Glikonelosis dan glikogenesis

Glikogenolisis

Skema :Glikogen glokosa-1-fosfat Glukosa-6-fosfat

Keterangan :

Pada saat pemecahan glikogen menjadi glukosa-1-fosfat dibutuhkan bantuan enzim

fosforilase

Glikogenolisis proses pemecahan glikogen menjadi glukosa dengan bantuan enzim fosforilase, di mana enzim ini nantinya akan di aktifkan oleh dua jenis hormon yaitu hormon glukagon dan hormon epinefrin.Cara pengaktifan enzim fosforilase oleh hormon :Hormon epinefrinImpuls saraf Medula adrenal Epinefrin Mengaktifkan enzim fosforilase

Penjelasan :

Impuls saraf merangsang medula adrenal untuk mensekresikan epinefrin di mana

epinefrin ini nantinya akan berperan dalam mengaktifkan enzim fosforilase proses ini

dapat berlangsung dalam sel hati dan sel otot

Hormon glukagon

Sel α pankreas Glukagon Mengaktifkan enzim fosforilase

Penjelasan :

Sel α pankreas mensekresi hormon glukagon setelah itu hormon glukagon mulai

mengaktifkan enzim fosforilase, biasanya proses ini terjadi di dalam sel hati dan tidak

terdapat dalam sel otot

Glikogenesis

5

Skema :Glukosa-6-fosfat Glukosa-1-fosfat Uridin difosfat glukosa Glikogen

Glikogenesis proses pembentukan glikogen, dimana nantinya hasil glikogen yang di hasilkan nantinya akan di simpan di dalam ginjal dan sell otot

2.1.2 Katabolisme dan Anabolisme

Metabolisme adalah suatu proses kimiawi dan enzimatis yang merupakan salah

satu hasil respon dari komunikasi sel. Metabolisme ini dibagi menjadi dua , yaitu

anabolisme dan katabolisme.

1. Anabolisme, merupakan proses pembentukan molekul kompleks dari

molekul-molekul sederhana. Reaksinya endergonik, yang dibantu oleh enzim

sebagai biokatalisatornya. Contoh proses anabolisme ini adalah sintesis

protein.

2. Katabolisme, merupakan proses pemecahan molekul kompleks menjadi

molekul yang lebih sederhana. Reaksinya bersifat eksergonik dan dibantu oleh

enzim juga. Contoh proses ini adalah Respirasi seluler.

Katabolisme

Ini merupakan jalur katabolisme yang memecah senyawa kompleks menjadi

senyawa sederhana. Adapaun prosesnya:

1. Glikolisis

Glikolisis adalah jalur metabolisme yang mengubah glukosa, C6H12O6, menjadi asam

piruvat. Energi bebas dilepaskan dalam proses ini digunakan untuk membentuk

senyawa energi tinggi, ATP (adenosin trifosfat) dan NADH (dikurangi nikotinamid

adenin dinukleotida). Terjadi di hampir semua organisme, baik aerobik dan

anaerobik.

6

2. Dekarboksilasi Asam Piruvat

a. Reaksi antara ( Dekarboksilasi oksidatif )

Reaksi antara terjadi di sitoplasma. Asam piruvat diubah menjadi asetil koenzim A

yang mempunyai dua atom C

2 asam piruvat + 2 koA 2 asetil koA+ CO + 4 H

7

Asetil koA merupakan persimpangan jalan untuk berbagai biosintesa dan pembakaran

bahan - bahan lain

Proses reaksi antar dapat dilihat pada bagan di bawah ini :

3. Siklus Kreb

Glikolisis melepaskan kurang dari seperempat energi kimia yang tersimpan dalam

glukosa;sebagian besar energi tetap tertumpuk di dalam kedua molekul piruvat.Jika

8

ada oksigen molekular ,piruvat memasuki mitokndria(dalam sel eukariot),ketika

enzim-enzim dari siklus krebs menyediakan oksidasi glukosa.

Saat memasuki mitokondria melalui transpor aktif,piruvat pertama-tama diubah

menjadi senyawa yang bernama koenzim A,atau Asetil KoA(acetyl CoA).Langkah

ini,persambungan antara glikolisis dan siklus krebs,diselesaikan oleh suatu kompleks

multienzim yang mengkatalisis tiga reaksi:(1)Gugus karboksil(-COO-)piruvat,yang

telah dioksidasi sepenuhnyas sehingga hanya memiliki sedikit energi

kimia,disingkirkan dan dilepaskan sebagai CO2.(Inilah langkah pertama yang

dilepaskan CO2 selama respirasi.)(2)Fragmen berkarbon dua yang tersisa

dioksidasi,membentuk senyawa yang dinamai asetat(bentuk terionisasi dari asam

asetat).Suatu enzim mentransfer elektron-elektron yang terekstraksi ke

NAD+,menyimpan energi dalam bentuk NADH.(3)Terakhir koenzim A(KoA),suatu

senyawa pengandung-sulfur yang berasal dari vitamin B,dilekatkan ke asetat oleh

suatu ikatan tak stabil yang membuat gugus asetil(asetat yang melekat)menjadi

sasngat reaktif.Karena sifat kimia gugus KoA,produk penyiapan kimiawi ini,asetil

KoA,memiliki energi potensial yang tinggi;dengan kata lain,reaksi asetil KoA untuk

mengahsilkan produk-produk yang berenergi lenbih rendah sangatlah

eksergonik.Molekul tersebut kini siap memasukkan gugus asetilnya ke dalam siklus

Krebs untuk dioksidasi lebih lanjut.

Siklus Krebs disebut juga asam trikarboksilat atau siklus asam sitrat,sebagai

penghormatan terhadap Hans Krebs,ilmuwan Jerman-Inggris yang mendeskripsikan

sebagian jalur metabolik ini pada tahun 1930-an.Siklus ini berfungsi sebagai tungku

metabolik yang mengoksidasi bahan bakar organik yang berasal dari piruvat.Pada

gambar meranagkum pemasukan dan keluaran ketika piruvat diuraikan menjadi tiga

molekul CO2 termasuk moleku CO2 yang dilepaskan selama pengubahan piruvat

menjadi Asetil KoA.Siklus ini menghasilkan 1 ATP per putaran melalui fosforilasi

tingkat substrat,namun sebagian besar energi kimia ditransfer ke NAD+ dan suatu

pembawa elektron terkait,koenzim FAD (Flavin Adenin dinoklueotida,yang berasal

dari riboflavin,salah satu jenis viatamin B),yang dalam reaksi redoks.Koenzim

tereduksi,NADH dan FADH2,mengulang-alikkan muatannya yang berupa elektron

berenergi tinggi ke rantai transpor elektron.

9

Siklus ini memiliki delapan langkah,yang masing-masing dikatalisis oleh suatu

enzim spesifik.Bahwa pada setiap putaran siklus krebs,dua karbon masuk kedalam

bentuk gugus asetil yang relatif tereduksi,sedangkan dua karbon yang berbeda

meninggalkan siklus dalam bentuk molekul CO2 yang teroksidasi sepenuhnya.Gugus

asetil pada asetil KoA bergabung ke dalam siklus dengan cara berkombinasi dengan

senyawa oksaloasetat,membentuk sitrat.Ketujuh langkah berikutnya menguraikan

sitrat kembali menjadi oksaloasetat.pembentukan kembali(regenerasi) oksaloasetat

inilah yang membuat proses ini menjadi suatu siklus.

Untuk setiap gugus asetil yang memasuki siklus,3 NAD+ direduksi menjadi

NADH.Kemuaidan terdapat langkah dimana elektron ditransfer ke FAD yang

menerima 2 elektron dan 2 proton untuk menjadi FADH2.Pada banyak sel jaringan

hewan,dihasilkan juga molekul guanosin triphosphat(GTP) melalui fosforilasi

tingkat substrat.GTP adalah molekul yang serupa dengan ATP dalam hal struktur

dan fungsi selularnya.GTP ini dapat digunakan untuk membuat molekul ATP atau

secara langsung memberikan tenaga bagi kerja dalam sel.Pada sel

tumbuhan,bakteri,dan jaringan hewan,terbentuk suatu molekul ATP yang secara

langsung melalui fosforilasi tingkat substrat.

Sebagian besar ATP yang diproduksi oleh respirasi dihasilkan dari fosforilasi

oksidatif,ketika NADH dan FADH2 yang diproduksi olehs siklus krebs meneruskan

elektron-elektron yang yang diekstraksi dari makanan ke rantai transpor

elektron.Dalam proses tersebut,NADH dan FADH2 menyuplai energi yang

dibutuhkan untuk fosforilasi ADP menjadi ATP.

10

4. Transfer elektron

a. Transfer Elektron dan Fosforilasi Oksidatif. Rantai transfer elektron

merupakan kumpulan molekul yang tertanam dalam membran dalam

mitokondria. Sebagian komponen rantai ini berupa protein. Dimana dalam

protein ini terdapat sebuah komponen non protein yang sangat berperan

penting untuk fungsi katalitik enzim tertentu yang bernama gugus

prostetik. Selama trasport elektron ini, gugus postetik akan berganti-ganti

antara keadaan tereduksi bila menerima elektron dan teroksidasi bila

menyumbangkan elektron.

11

Gambar sistem tranpor elektron

Jadi setiap dua molekul NADH, satu molekul O2 direduksi menjadi dua

molekul air. Sumber elektron lain untuk transpor elektron ini adalah FADH2.

FADH2 menambahkan elektron pada rantai dengan tingkat energi yang lebih

rendah dari NADH.

Rantai transport elektron tidak secara langsung membuat ATP. Semua itu

dilakukan dalam sebuah proses yang bernama kemiosmosis. Kemiosmosis adalah

suatu istilah yang digunakan untuk menyebutkan hubungan atau reaksi-reaksi

kimiawi dan transpor melintasi suatu membran. Dalam membran dalam

mitokondria terdapat enzim yaitu ATP sintase. Cara kerja ATP sintase ini

menggunakan energi dari perbedaan gradien konsentrasi H+ pada sisi yang

berlawanan dari membran dalam mitokondria untuk membuat ATP. Jadi setelah

semua tahapan respirasi seluler sudah selesai, total semua ATP yang dihasilkan

adalah maksimum 36 ATP. Untuk setiap molekul NADH yang menstransfer

sepasang elektron dari makanan ke transpor elektron menghasilkan maksimum 3

ATP, dan FADH2 maksimum hasilkan 2 ATP.

12

Secara singkat , proses tahapan respirasi seluler ini dapat disimpulkan dalam

skema sederhana seperti di bawah ini.

ANABOLISME

Anabolisme adalah proses penyusunan senyawa sederhana menjadi senyawa yang

lebih kompleks. Anabolisme merupakan reaksi endergonik, artinya merupakan reaksi

yang membutuhkan energi didalam melakukan penyusunan suatu senyawa. Contoh reaksi

anabolisme di dalam tubuh manusia adalah sintesis protein. Proses sintesis protein

berawal dari dibentuknya mRNA melalui transkripsi DNA sebagai pembawa informasi

genetik yang akan dibawa ke ribosom. Di lain pihak, tRNA mengikat asam amino yang

juga dibawa menuju ribosom. Di ribosom, terjadi penerjemahan yang dilakukan oleh

rRNA terhadap informasi genetik dan asam amino yang dibawa oleh tRNA tadi diurutkan

sesuai dengan informasi yang diperoleh sehingga tercipta protein spesifik yang

dikehendaki. Proses tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:

DNA transkripsi mRNA

13

rRNA Ribosom tRNA (tempat sintesis protein)(membawa asam amino)

(dilakukan penerjemahan informasi genetik pada mRNA dan mengurutkan asam amino yang

dibawa oleh tRNA sesuai informasi)

Terbentuknya protein spesifik

Perbandingan Katabolisme dengan Anabolisme.

Katabolisme Anabolisme

Eksergonik (melepas energi) Endergonik (membutuhkan energi)

Memecah senyawa kompleks menjadi

senyawa sederhana

Menyusun senyawa sederhana menjadi

senyawa kompleks

2.1.3 Mekanisme pertukaran zat

o KOMUNIKASI SEL

Macam komunikasi dapat dalam jarak dekat dan jarak jauh.

Komunikasi jarak dekat disampaikan berupa difusi lewat cairan interseluler :

a. Neurohormon

b. neurotransmitter

c. mediator kimia lokal

d. faktor tumbuh

komunikasi jarak jauh disampaikan oleh saraf dan darah. Pada jaringan saraf selain sinyal

diantarkan berupa potensial aksi, pada synapsis yang sempit sinyal diantarkan berupa

difusi neurotransmiter.

a. potensial aksi (arus listrik)

b. hormon

Neurohormon

14

Neurohormon digetahkan oleh sel saraf khusus dalam hipotalamus. Berfungsi untuk

mendorong hipofisa menggetahkan hormon. Semua neurohormon adalah golongan

peptida.

Terdiri dari :

1. CRF (corticotropin releasing factor) menstimulasi penggetahan ACTH

(adrenocorticotropin)

2. GHRH (growth hormon releasing factor) untuk menstimulasi penggetahan GH

(growth hormon) atau somatotropin.

3. TRH (thyrotropin releasing hormon) untuk mendorong penggetahan tirotropin

atau TSH

4. LHRH (luteinizing hormone releasing hormone) untuk mendorong penggetahan

LH

5. GnRH (gonadotropin releasing hormone) untuk mendorong penggetahan

gonadotropin (FSH dan LH)

6. Somatostatin untuk menghambat penggetahan somatotropin.

Neurotransmitter

Neurotransmitter digetahkan sel saraf ke celah synapsis, dan diterima oleh sel post

synapsis atau effector. Molekulnya terdiri dari golongan asam amino atau derivatnya, ada

juga peptida. Yang tergolong neurotransmitter adalah:

Glisin, GABA (gamma aminobutyric acid), asetilkholin (Ach), katekolamin (dopamin,

adrenalin atau epinefrin, noradrenalin), serotonin, histamin dan enkefalin.

Mediator kimia lokal digetahkan oleh sel yang bersifat parakrin untuk mendorong

aktifitas sel berdekatan. Dihasilkan oleh sel jaringan setempa, terutama endotel, neuron,

sel endokrin dan sel mast. Ada juga sel yang responsif terhadap produknya sendiri, sel

demikian disebut autokrin. Mediator lokal ada berupa derivat asam lemak, ada peptida,

ada pula protein. Semua berumur pendek, cepat terurai. Contoh : prostaglandin,

prostasiklin, endotelin, dan gastrin.

15

Hormon dihasilkan oleh sel kelenjar endokrin. Ada berupa derivat asam amin (tiroksin,

adrenalin) ada juga protein (prolaktin, ACTH) TSH, GH (somatotropin), LH, FSH,

oksitosin, vasopresin (ADH), insulin, glukagon, dan para hormon ada pula steroid

(estrogen, progesteron, testosteron, kortikosteron, dan aldosteron)

Faktor tumbuh dihasilkan oleh sel tertentu untuk mendorong pertumbuhan atau mitosis

sel berdekatan. Pada umumnya dari golongan polipeptida atau protein.

Contoh :

EGF (untuk epidermis),

FGF (oleh endotel untuk fibroblast),

EDF (oleh sel mast untuk eosinofil),

PDGF (oleh trombosit untuk pembuluh darah).

IGF-1 atau somatomedin C (oleh hepatosit, mirip kerja insulin),

limfokin (oleh sel T dan makrofaga untuk sel limfoid),

eritropoietin (oleh jaringan retikulosit untuk eritrosit),

NGF (oleh saraf untuk saraf),

bradikinin (untuk otot polos pembuluh darah) dan

angiotensin (oleh protein plasma darah yang disintesa dalam hepatosit, untuk mendorong

penggetahan aldosteron dari korteks adrenal).

Reseptor

Ligand atau sinyal kimia diterima oleh reseptor, yaitu protein biomembran. Diperkirakan

500 – 100.000 jumlah reseptor pada plasmalema. Jenis reseptor sesuaI dengan jenis

jaringan. Jika reseptor tidak ada maka bahan untuk memberi sinyalnya tidak dapat diikat

dan tidak mampu mendorong aktivitas sel. Setiap jenis reseptor disandi oleh gen sendiri2.

Jika gennya bermutasi dapat menyebabkan produksi reseptor pada plasmalema atau

membran organel tidak ada. Setiap sel atau ligand mempunyai reseptor khusus.

Reseptor bekerja pada dua pihak :

1. sebagai terusan (channel) ion, jika sudah menerima ligan terusan itu

membuka sehingga ion ditranspor masuk sel

16

2. sebagai pendorong terjadinya perubahan konformasi protein pada

plasmalema, sehingga terbentuk messenger sekunder yang akan

meneruskan pesan ke dalam sel.

Contoh reseptor :

Sebagai terusan ion adalah reseptor untuk aselkholin (jenis reseptor nikotin), GABA,

glisin, glutamat (reseptor NMDA)

Sebagai pendorong pembentukan mmesenger kedua adalah reseptor untuk insulin, faktor

tumbuh, steroid, tiroksin, GH.

Kelarutan sinyal

Keempat sinyal kimia menurut kelarutan dalam lemak dapat dibagi atas dua kelompok:

1. larut dalam lemak (hidrofobik) : hormon steroid dan hormon tiroid, jika sinyal

kimia hidrofobik, untuk lewat plasmalema tidak perlu ada reseptor, cukup dalam

sitoplasma

2. larut dalam air (hidrofilik), perlu ada reseptor : hormon lainnya, neurohormon,

neurotransmitter, mediator lokal

Efek sinyal listrik bergantung kepada macam dan letak jaringan. Neuron di pusat saraf

akan mendapat kesan tentang keadaan luar, sedangkan jika jaringan itu effektor, yaitu

kelenjar dan otot, menimbulkan respon berupa sekresi atau kontraksi.

Efek langsung dan tak langsung

Menurut jenisnya sinyal kimia memberikan efek dua pihak :

1) langsung ditranspor ke dalam sel dan mempengaruhi DNA inti untuk berekspresi.

golkongan hormon steroid

2) mengaktifkan messenger sekunder, yang akan meneruskan poesan ke dalam sel.

Karena itu efek sinyal itu adalah tak langsung. Ligand bertindak sebagai

messenger primer.

17

Bentuk respon

Respon sinyal kimia bergantung kepada macam jaringan dan alat yang menerima.

Hormon adrenalin di dalam otot rangka dan hati mendorong glycogenolysis pada otot

jantung membuat denyutnya meningkat, sedangkan pada jaringan lemak mengurai lemak

menjadi asam lemak dan ditranspor ke luar sel.

Penyampaian pesan oleh sinyal kimia ke dalam sel

Sinyal hidrofobik, dalam hal ini steroid, berdifusi bebas lewat plasmalema ke dalam

sitoplasma. Disana ada reseptornya berupa protein juga, lalu lewat pori inti masuk ke

dalam nukleoplasma, dan berikatan dengan kromatin. Gen tertentu dalam kromatin itupun

berespon melakukan transkripsi atau replikasi.

Sinyal hidrofilik perlu berkaitan dengan reseptornya pada plasmalema. Pesan dari sinyal

mengalami internalisasi (masuk ke dalam sel) dapat 2 cara :

1. mendorong terbentuknya messenger sekunder, sedangkan ligan tidak ikut masuk,

2. kompleks reseptor-ligand diendocytosis.

Ada 4 macam lintasan sinyal yang membuat messenger sekunder di dalam sel :

1. adenilat siklase= enzim ini adalah protein plasmalema. Jika reseptor menerima

ligand maka terjadi perikatan reseptor itu dengan enzim ini, diperantarai oleh

protein G. Dengan perikatan itu enzim ini jadi aktif mengkatalisa perombakan

ATP menjadi cAMP . cAMP atau aliran ion tadi dapat membuat perubahan pada

perilaku sel dan mereka disebut messenger sekunder atau mediator intraseluler.

Mediator intraseluler ini akan merangsang metabolisme sel lewat aktivitas protein

kinase. Lintasan sinyal ini berlaku begi reseptor untuk : tirotropin (TSH),

adrenalin (reseptor alpha dan beta), glikagon, LH, paratormon, vasopresin,

histamin, prostaglandin, adenosin, somatostatin,dan asetilkolin.

2. tirosin kinase =enzim ini bekerja untuk reseptor beberapa faktor tumbuh, seperti

EGF, FGF dan PDGF, juga insulin dan IGFpI. Seperti halnya adenilat siklase,

enzim inipun berada pada plasmalema. Enzim ini mengkatalisa fosforilase residu

18

tirosin pada reseptor, dan ini dapat menimbulkan terbentuknya messenger

sekunder dalam sitoplasma.

3. fosfoinositida = merupakan reseptor bagi ligand untuk bradikinin, bombesin,

alpha-trombin (mendorong sintesa DNA dan mitosis), glukagon, glutamat,

asetilkolin, noradrenalin, dan histamin. Enzim fosfolipase C atau fosfodiesterase

pada plasmalema mendorong penguraian fosfolipida membran itu menjadi dua

cabang lintasan : terbentuk inositol trifosfat (InsP3) dan terbentuknya

diasilgliserol. Seperti halnya lintasan cAMP, pengaktifan enzim fosfolipase itu

diperantarai oleh protein G. InsP3 mendorong pelepasan ion Ca+2 dari organel

simpanannya (RE dan mitokondria) untuk melepaskan ion itu ke sitosol. Ion akan

bertindak sebagai messenger sekunder. Diasilgliserol dapat langsung bertindak

sebagai messenger kedua, dan ini mengaktifkan protein kinase C yang bekerja

melakukan foasforilasi protein dalam sitoplasma.

4. Ca+2 = merupakan ligand yang akan menimbulkan efek sekresi, transportasi, dan

kontraksi. Seperti pada neuron, otot, dan kelenjar eksokrin serta endokrin.

dalam sel ion ini disimpan dalam RE dan mitokondria atau berikatan dengan

fosfat atau suatu protein. Dalam sitosol ion bebas ini berkadar jauh lebih rendah

daripada dalam cairan interseluler atau dalam organel simpanan tadi. Karena

terbentuk kemiringan konsentrasi ion Ca yang curam antara sitosol dengan cairan

interseluler dan lumen organel simpanan. Dijaga tetap demikian oleh adanya

pompa Ca+2 ATPase pada membran sel dan organel. Jika datang sinyal maka

terusan Ca+2 pada membran membuka, dan ion ini mengalir masuk sitosol.

Dengan meningkatnya konsentrasi ion ini dalam sitosol menimbulkan efek

beragam: menggetahkan (sekresi), pengerutan (kontraksi).

Proteinkinase

Salah satu respon segera pada sel terhadap sinyal kimia adalah fosforilasi protein.

Dengan fosforilasi ini maka konformasi protein berubah. Jika protein tsb sbg enzim

akan menjadi terbuka atau tertutup, atau dari nonakif menjadi aktif atau sebaliknya.

Jika protein itu sebagai reseptor, terusan ion atau protein struktur dengan

fosforilasipun akan mengubah sifatnya. Fosfosilasi dikatalisa oleh enzim protein

19

kinase. Ini berlangsung setelah mendapat pesan sinyal dari messenger kedua, yaitu

cAMP. Protein ini akan dikembalikan kepada keadaan sebelum sinyal diterima oleh

katalisa enzim defosforilasi. Contohnya adrenalin sebagai ligan pada sel otot. Setelah

reseptor beta menerima adrenalin menyebabkan adenilatsiklase bekerja mendorong

seuntai reaksi dalam sel otot, lewat pembentukan cAMP. Mengaktifkan protein kinase

dan bekerja menonaktifkan glycogenesis dan mengaktifkan glycolysis.

Potensial aksi

Seperti halnya sel umumnya, sel saraf dan otot memiliki polarisasi muatan listrik.

Sebelah luar plasmalema bermuatan listrik +, sebelah dalam -. Hal ini tercipta kr

konsentrasi Na+ lebih tinggi diluar daripada di dalam sel, dan konsentrasi Ao- (anion

organik) dalam sitosol lebih tinggi daripada konsentrasi Cl- disebelah luar. Sel saraf

dan sel otot oleh stimilus dapat melakukan transpor ion lewat plasmalema secara

bergantian dengan membuka-menutupnya voltage-gate Na+ channel pada membran

itu. Oleh membuka-menutup channel itu terjadilah depolarisasi-repolarisasi

membran,sehingga tercipta potensial aksi yaitu perambatan impuls rangsangan berupa

arus listrik. Karena channel Na+ membuka maka ion ini banyak ditranspor ke dalam

sel. Terjadilah depolarisasi. Segera pula ion itu ditranspor ke luar, karena sifat sel

untuk menurunkan konsentrasi Na + yang harus lebih rendah daripada diluar sel.

Karena Na+ keluar terjadi repolarisai artinya plasmalema terpolarisasi kembali

sebelah luar bermuatan pos sebelah dalam bermuatan –

Rambatan potensial aksi pada Synapsis

A. pada sel pre-synapsis (akson)

1. voltage-gate Na+ channel membuka menutup, menyebabkan terjadinya potensial

aksi sampai keujung akson

2. voltage-gate Ca+ channel membuka, terbentuknya vesikula sekresi disalurkan ke

ujung akson oleh neurofilamen.

3. terjadi eksositosis neurotransmitter dari vesikula ke celah synapsis

20

B. pada celah synapsis:

4. neurotransmitter mengalir kereseptor ligand (ligand berupa neurotransmitter)

yang ada pada membran sel post-synapsis, disalurkan oleh mikrofilamen-

mikrotubul yang banyak terkandung pada celah synapsis itu.

C. Sel post-synapsis

5. ligand-gated channel membuka, menyebabkan neurotransmitter masuk membran

sel post-synapsis

6. voltage-gated Na+ channel membuka

7. terjadi potensial aksi kembali

8. pada sel otot voltage-gated Ca+ channel semua membran membuka. Pada

sarkolema ion itu masuk sel, pada mitokondria ion itu keluar dari simpanannya di

dalam lumen organel itu. Ion Ca+ itupun banyak masuk sitosol, sehingga terjadi

kontraksi.

Loncatan Rambatan

Saraf tepi memiliki selaput mielin, (1 mm) ada gentingan yang disebut nodus Ranvier.

Pada nodus ini selaput mielin tak ada. Pada selaput mielin tak terjadi rambatan potensial

aksi, hanya ada gentingan. Kr itu arus listrik meloncat dari satu nodus ke nodus berikut.

Satu nodus memiliki panjang 0,5 um dan mengandung ribuan voltagegated Na channel.

Oleh loncatan rambatan ini maka impuls dirambatkan berlipatganda lebih cepat daripada

lewat sel saraf yang tdk bernodus.

Penyampaian sinyal secara endositosis

Sinyal kimia yang berikatan dengan reseptor pada plasmalema ada yang masuk ke dalam

sel secara endositosis, masuk ke dalam lisosom, diurai lalu bahan kimia aktif itu masuk

kedalam sitoplasma. Kompleks reseptor ligand itu masuk ke dalam fagosom, bergabung

dengan lisosom I, lalu dalam lisosom II mengalami penguraian. Hasil penguraian

berdifusi ke sitosol, lalu menimbulkan respon. Ligand yang diendositosis ini tergolong

beberapa jenis hormon insulin (dll) dan faktor tumbuh.

2.1.4 Mekanisme kerja enzim

Lockn and Key

21

Dalam cara kerja enzim yang ini, enzim dimisalkan sebagai gembok karena memiliki

sebuah bagian kecil yang dapat berikatan dengan substrat. Bagian tersebut disebut sisi

aktif. Substrat dimisalkan sebagai kunci karena dapat berikatan secara pas dengan sisi

aktif enzim (gembok). Proses lock and key dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Induced Fit

Pada model ini, sisi aktif enzim dapat berubah bentuk sesuai dengan bentuk substrat.

Cara kerja enzim yang berupa induced fit dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

2.1.5 Pada dasarnya suatu bahan dapat masuk kedalam sel maupun keluar dari dalam sel

dengan menggunakan suatu proses tertentu. Proses –proses yang terjadi dalam hal

ini ada 4 macam proses utama yaitu :

Difusi

Difusi merupakan suatu proses lewatnya bahan-bahan

tertentu lewat suatu membrane sebagai akibat konsentrasi

yang berbeda.

22

Apabila membrane plasma ini bersifat permeable penuh

maka semua bahan dalam larutan berkadar tinggi akan lewat

masuk kedalam larutan yang berkadar rendah. Akan tetapi,

karena sifat membrane plasma ini semipermiable maka

hanya bahan-bahan tertentu saja yang dapat melewatinya.

Difusi melewati membrane plasma pada umumnya bersifat

khas karena membutuhkan bantuan enzim tertentu sehingga

disebut “ enzyme controlled permeable”.

Osmosis

Osmosis lewatnya zat pelarut melalui membrane sebagai

akibat perbedaan tekanan osmosis. Pelarut akan melewati

suatu membrane dari larutan yang berkadar rendah kedalam

larutan yang berkadar tinggi sehingga terjadi suatu

keseimbangan. Biasanya terjadi dalam transportasi air dari

sel kedalam rongga antar sel dan dari sel yang satu ke dalam

sel yang lain seperti yang terjadi pada sel-sel tumbuhan.

Transportasi aktif

Transportasi aktif adalah suatu mekanisme tertentu untuk

memasukkan bahan-bahan yang sukar melewati membrane

plasma dan membutuhkan energy berupa ATP selama

prosesnya berlangsung.

Suatu penelitian yang dilakukan pada Escherichia coli

menunjukkan adanya suatu protein yang disebut “lactose

carier” dalam membrane plasma yang dengan cara mgikat

laktosa yang ada diluar sel mampu memasukkan laktosa

laktosa kedalam selnya sehingga dalam selnya dijumpai

laktosa yang mempunyai konsentrasi lebih dari 500 kali

konsentrasi lebih dari 500kali konsentrasi laktosa diluar sel.

23

Kebanyakan sel tubuh manusia menggunakan mekanisme ini

dalam memasukkan bahan-bahan yang diperlukan ke dalam

sel dan didalam membrane plasma terdapat molekul protein

yang bertindak sebagai “karier” untuk mengikat dan

membawa bahan-bahan tertentu ke dalam sel.

Ada beberapa tahapan dalam proses transportasi aktif yang

meliputi :

Tahap 1

Pengikatan penetrate oleh karier

Tahap 2

Tahap translokasi dimana ikatan penetrate dan karier

berpindah ttempat/ memutar sehingga penetrate mudah

dilepaskan ke dalam sel

Tahap 3

Pelepasan penetrate oleh karier

Pada proses transportasi aktif ini dibutuhkan energy yang

dapat dilihat pada proses “sodium pomp” yang juga

merupakan salah satu proses transportasi aktif yang

membutuhkan energy yang didapat dari ATP.

Dalam sodium pomp ini selain dibutuhkan energy juga

dibutuhkan dua buah karier yang berbeda, yaitu berfungsi

mengikat ion K. daya mengikat kedua karier ini ternyata

tergantung pula dari kadar ion-ion yang ada di luar sel

ataupun dalam sel.

Bila kadar ion Na diluar sel cukup tinggi maka daya mengikat

dari karier dalam mengikat ion K akan mengurang sehingga

ion K yang masuk ke dalam sel juga mengurang dan dengan

demikian keseimbangan elektrolit diluar sel akan tetap

terjamin,

24

Sebaliknyabila kadar ion K dalam sel tinggi maka kemampuan

mengikat karier terhadap ion Na juga mengurang sehingga

ion Na yang keluar dari sel juga menurun dan dengan

demikian keseimbangan elektrolit dalam sel terpelihara.

Mekanisme transportasi aktif dari molekul glukosa teryata

tidak jauh berbeda dengan mekanisme sodium pomp

sehingga terdapat keseimbangan konsentrasi glukosa dalam

sel.

Endositosis

Endositosis merupakan proses pemasukan suatu bahan dari

luar sel ke dalam seldengan cara melingkupi bahan tersebut

dengan membrane plasma. Cara transportasi ini berbeda

dengan cara-cara lain diatas dan pada dasarnya ada dua

macam yaitu :

Fagositosis untuk benda padat

Pinositosis untuk benda cair

Fagositosis (Phagein = makan)

Proses ini banyak dijumpai pada sel protozoa sebagai salah

satu usaha untuk mendapatkan makanan sedangkan sel-sel

metazoan lebih ditunjukkan untuk pertahanan diri terhadap

benda asing seperti misalnya fagositosis terhadap

bakteri,debu,dan benda-benda asing yang dianggap berbahaya.

Kemampuan untuk melakukan fagositosis pada tubuh manusia

sangat berkembang dalam sel leukosit bergranula dan sel-sel

yang termasuk dalam sel makrofag atau system retikulo-

endotel. Sel-sel termasuk dala golongan ini diantaranya ialah

histiosit yang terdapat dalam jaringan ikat, sel-sel retikuler

dalam hematopoetik, sel-sel endotel dalam kapiler/ sinusoid

dalam jaringan hati, kelenjar adrenal,hipofisis, dan lain-lain.

25

Pinositosis (Pinein = minum)

Pada [proses ini akan dimasukkan dalam sel termsuk zat-zat

yang larut didalamnya. Pinositosis yang dilakukan oleh

amoeba pada larutan yang mengandung protein telah diamati

oleh mast dan doyle pada tahun 1934 dan pengamatan pada

sel lain dilakukan oeh lewis pada sel yang dikultur.

Pada pengamatan pinositosis yang terjadi dalam tubuh amoeba

ternyata bahwa proses ini dapat terjadi bila dalam larutan

terdapat bahan-bahan yang dibutuhkan terutama protein,asam

amino,protein, atau ion-ion tertentu.

2.1.6 Jenis kanal

Gerbang pada kanal protein merupakan suatu cara untuk mengatur permeabilitas ion pada

kanal tersebut. Gerbang ini diyakini mempunyai perluasan struktur mirip gerbang pada

molekul protein transport , yang dapat menutupi pembukaan kanal atau dapat ditarik dari

kanal yang terbuka dengan cara merubah bentuk molekul protein itu sendiri.

Pembukaan dan penutupan gerbang diatur dengan cara :

1. Gerbang Voltase

Perubahan bentuk molekul atau ikatan kimia pada gerbang timbul sebagai respons

terhadap potensial listrik yang melintasi membrane sel. Contohnya , pada saat

terdapat muatan negatif pada bagian dalam membrane sel, gerbang natrium di bagian

luar akan tetap menutup rapat. Sebaliknya, bila bagian dalam membrane sel

kehilangan muatan negatifnya, gernbang ini akan terbuka secara tiba-tiba sehingga

memungkinkan sejumlah ion natrium mengalir masuk melalui poro-pori natrium.

Keadaan ini merupakan mekanisme dasar timbulnya potensial aksi pada saraf yang

menghantarkan sinyal saraf.

2. Gerbang Kimiawi (ligand)

Pengikatan suatu zat kimia (ligand) dengan protein kanal menyebabkan perubahn

bentuk atau perubahan ikatan kimia pada molekul protein sehingga gerbang dapat

membuka atau menutup. Salah satu contohnya adalah efek asetilkolin terhadap kanal

26

yang disebut kanal asetilkolin. Asetilkolin akan membuka gerbang kanal berukuran

0,65 nanometer yang bermuatan negatif sehingga memungkinkan molekul yang tidak

bermuatan atau ion bermuatan positif yang berdiameter lebih kecil untuk lewat.

Gerbang ini sangat penting untuk penghantaran sinyal saraf dari satu sel saraf ke sel

saraf lainnya atau dari sel saraf ke sel otot untuk menimbulkan kontraksi otot.

BAB III

Kesimpulan

3.1 KESIMPULAN

Di sini terdapat suatu peristiwa dimana sebelum metabolisme itu berlangsung,

terlebih dahulu terjadi komunikasi sel yang membawa sinyal dari otak atau sel

endokrin melalui hormon kemudian akan disampaikan ke sel target. Setelah itu

27

barulah metabolisme sel dapat terjadi. Tapi dalam urutan peristiwa ini, hampa dan

akan lama jika tidak ada yang mengkatalisisnya. Nah itulah perlunya enzim. Enzim

akan aktif jika ia diperlukan untuk mengkatalisis komunikasi sel, sehingga

metabolisme sel dapat dengan cepat dilakukan, sehingga hasilnya bisa digunakan

sesuai dengan kebutuhan tubuh.

Daftar Pustaka

Guyton & Hall (2008). Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. edisi 22. EGC. Jakarta.

Zulfa, A dan Juwono (2003). Biologi Sel. EGC. Jakarta.

Junqueira, Luiz dan Carneiro (2007). Histologi Dasar. edisi 10. EGC. Jakarta.

28

Campbell, Reece, dan Mitchell (2002). Biologi jilid 1. edisi 5. Erlangga. Jakarta.

Murray, Granner, Mayes, & Rodwell (2003). Biokimia Harper. Edisi 27. EGC. Jakarta.

29