Fisiologi Tubuh Manusia

Kategori Artikel : Fisiologi Tubuh Manusia

Pengukuran Volume Cairan Tubuh

Posted on26 January 2011. Tags: Bio, cairan, Darah, fibrinogen, fisik, Gen, ion-ion, Plasma darah, sel, tubuh, vena

Cairan tubuh total
Untuk mengukur cairan tubuh total dipakai tritium radioaktif (H3) yang merupakan isotop yang tidak stabil dengan waktu paruh biologis 10 hari dan waktu paruh fisik 12 tahun. H3 akan berdifusi kedalam cairan tubuh total dalam beberapa jam sesudah disuntikan secara intravena, dan dengan prinsip dilusi, volume cairan total dapat dihitung. Deuterium (H2) yang merupakan isotop yang stabil juga dapat dipergunakan untuk mengukur cairan tubuh total.

Cairan ekstrasel
Untuk mengukur volume cairan ekstrasel dipergunakan:
1. Saccharide seperti inulin, sucrose, dan mannitol
2. Ion-ion seperti Na radioaktif, Cl radioaktif, Br radioaktif, ion triosulfat dan ion thicyanate

Bila salah satu dari bahan-bahan ini disuntikkan kedalam darah, bahan tersebut akan bercampur dengan cairan ekstrasel dalam waktu 30 menit sampai 1 jam, dan dengan prinsip dilusi volume cairan ekstrasel dapat diukur.

Cairan intrasel
Volume cairan intrasel tidak dapat diukur secara langsung dengan prinsip dilusi, oleh karena tidak ada bahan yang hanya dapat larut didalam cairan intrasel. Volume cairan intrasel dapat dikurangi dengan mengurangi jumlah cairan ekstrasel dari cairan tubuh total.

Plasma darah
Volume plasma dapat diketahui dengan menggunakan bahan yang tidak dapat melalui system vaskuler dan tidak dapat melakukan penetrasi ke eritrosit. Bahan-bahan tersebut adalah Evans Blue (T – 1824), radioaktif human serum albumin (RISA) serta radioiodinated gamma globulin dan fibrinogen. Jika diketahui jumlah hematokrit dan volume plasma, maka volume darah total dapat dihitung dengan rumus:
Vol. darah = Vol. plasma x 100/100-Hm

Sebagai contoh, jika vol. plasma = 3500 ml, dan Hematokrit (Hm) 50% maka volume darah total = 3500 X 100/100-50
3500 X 100/50 = 7 Liter

Cairan interstitial
Sama halnya dengan cairan intrasel, tidak ada bahan yang secara khusus dapat larut dalam cairan interstitial. Volume cairan interstitial dapat diketahui dengan mengurangi volume plasma dari cairan ekstrasel.

Ukuran dan Jumlah Cairan Tubuh

Posted on 26 January 2011. Tags: berat badan, cairan, Darah, Intensitas, jaringan, jaringan lemak, jenis kelamin, Kegemukan, Lemak, Mineral, obesitas, Plasma darah, Protein, sel, tubuh

Pada seoran lelaki muda, 18% BB (Berat Badan) adalah protein, 15% lemak, 7% mineral dan sisanya 60% cairan tubuh total (TBW). Jumlah cairan intra sel sekitar 40% BB sedang cairan ekstra sel 20% BB. Cairan ektra sel ini terdiri dari cairan interstitel 15% BB sementara plasma darah 5% BB, adapun cairan transelluler karena sangat sedikit diabaikan jumlahnya. Volume darah total diperkirakan 8% BB.

Jumlah cairan tubuh total (TBW) bervariasi dan dipengaruhi oleh faktor umur, jenis kelamin dan intensitas kegemukan (obesitas). Makin tua seseorang TBW-nya makin berkurang. Sementara itu makin banyak kandungan lemak mengakibatkan TBW berkurang, sebab jaringan lemak sagat sedikit mengandung air. Pada pria TBW berkisar 55 – 60% BB sedang pada wanita TBW 50 – 55% BB, karena umumnya pada wanita kandungan lemaknya lebih banyak dari pria.

Umur	Laki-laki (%BB)	Wanita (%)
Baru lahir	80	75
1-5	65	85
10-16	60	60
17-39	60	50
40-59	55	47
60 ke atas	50	45

Posted in Fisiologi Tubuh Manusia0 Comments

Cairan Tubuh

Posted on 24 January 2011. Tags: cairan, Darah, Gen, makanan, oksigen, pembuluh darah, Plasma darah, sel darah merah, sendi, tubuh

Sel-sel yang menyusun tubuh berada pada “lautan cairan” yang merupakan cairan ekstra sel. Dari cairan inilah sel-sel tubuh mengambil oksigen dan makanan serta membuang kedalam cairan tersebut sisa-sisa metabolismenya. Cairan ekstra sel terdiri dari 3 komponen, yaitu cairan interstitel, plasma darah dan cairan intaselluler (cairan dalam rongga khusus).

Plasma darah bersama komponen selluler darah (terutama sel darah merah) berada dalam pembuluh darah dan bersama-sama menentukan volume darah total. Cairan interstitel adalah bagian cairan ekstra sel yang berada diluar system pembuluh darah (vascular) yang berbatasan (membasahi) dengan sel-sel tubuh. Cairan transelluler adalah cairan yang terdapat dalam rongga khusus seperti dalam pleura, pericardium, cairan sendi, cairan serebrospinalis dan sebagainya. Cairan ekstra sel ini bersama dengan cairan intra sel membentuk cairan tubuh total cairan ekstra sel dan 2/3 cairan intra sel.

Posted in Fisiologi Tubuh Manusia0 Comment

Fisiologi Ginjal

Posted on26 December 2010. Tags: aktifitas, alami, cairan, Darah, fisiologi, gagal ginjal, gangguan, Gen, karbohidrat, keseimbangan, kolesterol, komplik, Komplikasi, Lemak, Manusia, organ, pasien, pekerjaan, pemeriksa, pemeriksaan, penderita, peningkatan, Protein, tubuh, tubuh manusia, Tulang, tulang belakang

Definisi Ginjal
Ginjal adalah organ tubuh yang berfungsi untuk mengeluarkan urine, yang merupakan sisa hasil metabolisme tubuh dalam bentuk cairan. Ginjal terletak pada dinding bagian luar rongga perut, yang merupakan rongga terbesar dalam tubuh manusia, tepatnya disebelah kanan dan kiri tulang belakang. Bentuk ginjal seperti biji kacang dengan panjang 6 sampai 7,5 cm dengan ketebalan 1,5 – 2,5 cm (Pearce, 1995). Ginjal berfungsi untuk mengatur keseimbangan air dalam tubuh, mengatur konsentrasi garam dalam darah, mengatur keseimbangan asam basa darah serta mengatur ekskresi bahan buangan dan kelebihan garam. Apabila ginjal gagal dalam menjalankan fungsinya ini, maka akan terjadi gangguan pada keseimbangan air dan metabolisme dalam tubuh sehingga mengakibatkan terjadinya penumpukan zat-zat berbahaya dalam darah yang dapat mengganggu kerja orang lain yang menyebabkan penderita memerlukan pegobatan segera.

Gangguan Fungsi Ginjal
Rahardjo (1996) mengklasifikasikan gangguan pada fungsi ginjal kedalam empat tahap, yaitu :

1. Hilangnya Fungsi Ginjal
Pada tahap ini biasanya penderita tidak menyadari adanya gangguan pada fungsi ginjalnya. Keadaan ini hanya akan diketahui apabila penderita melakukan pemeriksaan khusus fungsi ginjal. Namun seiring dengan waktu maka akan terjadi penumpukan sisa-sisa metabolisme di dalam tubuh yang menyebabkan seseorang mengalami gangguan yang lebih berat.

2. Insufisiensi Ginjal
Pada tahap ini penurunan fungsi ginjal semakin dapat dilihat lewat pemeriksaan rutin. Akan tetapi penderita sering tidak mengeluhkan keadaan ini sampai mencapai tahap dimana penurunan fungsi ginjalnya semakin memburuk sehingga mengganggu kemampuannya sehari-harinya.

3. Gagal Ginjal
Gangguan fungsi ginjal serta gejala sudah nyata. Berkurangnya fungsi ginjal menyebabkan penumpukan hasil pemecahan protein, yaitu ureum dan nitrogen yang beracun bagi tubuh, sehingga tubuh akan mengalami kekurangan protein. Gangguan dalam metabolisme lemak akan menyebabkan low density lipoprotein (LDL) atau kolesterol “buruk” dan trigliserida meningkat, sedang HDL atau kolesterol ‘baik’ menurun. Dalam jangka panjang ahal ini menimbulkan gangguan kardiovaskuler. Sementara itu gangguan pada metabolisme karbohidrat akan menyebabkan peningkatan kadar gula darah. Kemampuan penderita menjadi terganggu dalam pekerjaan atau aktifitas sehari-hari.

4. Gagal Ginjal Terminal
Dapat dilihat dari sisa fungsi yang minimal sehingga gejala dan komplikasi pada penderita sudah demikian nyata dan tindakan perawatan harus segera dilakukan untuk menyelamatkan pasie

Aparatus Golgi

Posted on22 November 2010. Tags: Aparatus Golgi, Fisioterapi, karbohidrat, Kuning, Lemak, Lisosom, organ, organel, Protein, sel, Sitoplasma

Badan Golgi atau Aparatus Golgi dijumpai pada hampir semua sel tumbuhan dan hewan. Pada sel tumbuhan, Badan Golgi disebut diktiosom. Badan Golgi (ditemukan tahun 1898 oleh Camillio Golgi) tersebar dalam sitoplasma dan merupakan salah satu komponen terbesar dalam sel. Antara badan Golgi satu dengan yang lain berhubungan dan membentuk struktur kompleks seperti jala. Badan Golgi sangat penting pada sel sekresi.

Badan Golgi dan RE mempunyai hubungan erat dalam sekresi protein sel. Di depan telah dikatakan bahwa RE menampung dan menyalurkan protein ke Golgi. Golgi mereaksikan protein itu dengan glioksilat sehingga terbentuk glikoprotein untuk dibawa ke luar sel. Oleh karena hasilnya disekresikan itulah maka Golgi disebut pula sebagai organel sekretori

Fungsi Aparatus Golgi

Selain itu, badan Golgi juga mempunyai beberapa fungsi sebagai berikut.

1) Tempat sintesis polisakarida seperti mukus, selulosa, hemiselulosa, dan pektin (penyusun dinding sel tumbuhan).
2) Membentuk membran plasma.
3) Membentuk kantong sekresi untuk membungkus zat yang akan dikeluarkan sel, seperti protein, glikoprotein, karbohidrat, dan lemak.
4) Membentuk akrosom pada sperma, kuning telur pada sel telur, dan lisosom.

Kategori Artikel : Fisiologi Tubuh Manusia

Transport Membran

Posted on01 October 2010. Tags: Bakteri, energi, Fisioterapi, Gen, gerak, Gerakan, Glukosa, hormon, ion-ion, jantung, Kecepatan, Larutan, Lemak, lingkungan, Listrik, mekanis, mekanisme, molekul, oksigen, otot jantung, sel, tubuh

Permeabilitas membrane sel bersifat sangat selektif. Arus pergerakan molekul dan ion antara sel dan lingkungan sekitarnya diatur dengan tepat oleh berbagai system transport yang spesifik. System transport ini berperan dalam :
1. Mengatur volume dan komposisi cairan tubuh
2. Mengatur masuknya bahan yang dibutuhkan seperti glukosa, asam amino dan pengeluaran bahan yang tidak dibutuhkan oleh sel misalnya bahan-bahan toksik
3. Menimbulkan gradient konsentrasi untuk ion-ion tertentu yang berperan dalam eksitabilitas sel saraf dan otot.
Proses transport melalui membrane terjadi melalui 2 mekanisme, yaitu transport aktif dan transport pasif. Transport pasif terjadi tanpa memerlukan energy sedangkan transport aktif memerlukan energy. Yang termasuk transport pasif adalah :
a. Difusi sederhana
b. Transport dengan fasilitas
c. Transport lewat ion channel
Pada difusi sederhana molekul bergerak dari daerah yang konsentrasinya tinggi ke daerah yang konsentrasinya rendah. Misalnya oksigen yang banyak diluar sel akan berdifusi masuk ke dalam sel. Difusi sederhana sangat ditentukan oleh kelarutan suatu bahan dalam lemak. Apabila suatu bahan larut dalam lemak, maka bahan tersebut akan lebih mudah berdifusi disbanding bahan yang larut dalam air. Kecepatan difusi suatu zat dipengaruhi oleh beberapa factor:
1. Permeablitas membrane sel (ditentukan oleh ketebalan membrane, kelarutan suatu bahan dalam lemak, jumlah channel, temperature, dan diameter molekul).
2. Perbedaan konsentrasi molekul/ion
3. Perbedaan tekanan pada kedua sisi membrane
4. Perbedaan potensial listrik pada kedua sisi membrane
5. Luas permukaan membrane

Transport dengan cara difusi fasilitas mempunyai perbedaan dengan difusi sederhana yaitu difusi fasilitas terjadi melalui carrier spesifik dan difusi ini mempunyai kecepatan transport maksimum (Vmax). Suatu bahan yang ditransport lewat cara ini akan terikat terlebih dahulu dengan carrier protein yang spesifik, dan ikatan ini akan membuka channel tertentu untuk membawa ikatan ini ke dalam sel. Jika konsentrasi bahan ini terus ditingkatkan, maka jumlah carrier akan habis berikatan dengan bahan tersebut sehingga pada saat itu kecepatan difusi menjadi maksimal (Vmax). Pada difusi sederhana hal ini tidak terjadi, makin banyak bahan kecepatan transport bahan makin meningkat tanpa batas. Transport lewat ion channel khusus bagi ion-ion yang sulit ditransport secara difusi akibat muatan listriknya. Ion channel ini mempunyai sifat yang sangat selektif dan terbukanya channel tersebut akibat potensial listrik sepanjang membrane sel dan melalui ikatan channel dengan hormone neurotransmitter.

Beberapa ion harus dipertahankan jumlahnya lebih besar diluar sel (misalnya Natrium) atau kalium harus dipertahankan lebih banyak dalam sel. Hal ini tentunya tidak tercapai dengan transport pasif, sebab transport pasif hanya akan menyeimbangkan konsentrasi ion-ion di dalam dan diluar sel. Untuk perlu transport aktif yang memakai energy untuk melawan perbedaan konsentrasi, misalnya transport Na dari dalam sel keluar sel lewat Na pump. Transport aktif terbagi atas transport aktif primer dan sekunder. Transport aktif sekunder juga terdiri atas co-transport dan counter transport (exchange). Transport aktif primer memakai  energi langsung dari ATP, misalnya pada Na-K pump dan Ca pump. Pada Na-K pump, 3 Na akan dipompa keluar sel sedang 2 Na akan dipompa  kedalam sel. Pada Ca pump, Ca akan dipompa keluar sel agar konsentrasi Ca dalam sel rendah.

Pada transpor sekunder co-transport, glukosa atau asam amino akan ditransport masuk dalam sel mengikuti masuknya Natrium. Natrium yang masuk akibat perbedaan konsentrasi mengikutkan glukosa atau asam amino ke dalam sel, meskipun asam amino atau glukosa di dalam sel konsentrasinnya lebih tinggi dari luar sel,  tetapi asam amino atau glukosa ini memakai energi dari Na (akibat perbedaan konsentrasi Na). Sehingga glukosa atau asam amino ditransport secara transport aktif sekunder co-transport.

Pada proses counter transport/exchange, masuknya ion Na ke dalam sel akan menyebabkan bahan lain di transport keluar. Misalnya pada Na-Ca exchange dan Na-H exchange. Pada Na-Ca exchange, 3 ion Na akan ditransport kedalam sel untuk setiap 1 ion Ca yang ditransport keluar sel, hal ini untuk menjaga kadar Ca intrasel, khususnya pada otot jantung sehingga berperan pada kontraktilitas jantung. Na-H exchange terutama berperan mengatur konsentrasi ion Na dan Hidrogen dalam tubulus, proksimal ginjal, sehingga turut mengatur pH dalam sel. Untuk partikel-partikel besar, misalnya bakteri tidak dapat ditransport seperti yang dikemukakan diatas. Transport molekul besar lewat mekanisme fagositosis (eksositosis, endositosis) dan pinositosis. Pinositosis disebut juga drinking sel, sebab yang ditransport adalah molekul yang mengandung cairan ekstrasel. Molekul tadi ditelan seluruhnya  dan terbentuk dalam  vesikel pinositik. Mekanisme ini sama dengan proses fagositosis, hanya saja molekul pada fagositosis lebih padat misalnya bakteri atau bagian sel yang rusak.

Kategori Artikel : Fisiologi Tubuh Manusia

Membran Sel

Posted on21 August 2010. Tags: berinteraksi, Bio, Darah, enzim, Gen, gerak, glikolipid, ion-ion, karbohidrat, kolesterol, komunikasi, Lemak, membran sel, molekul, organ, organel, Permeabilitas, Protein, reaksi imunologis, Reseptor, Sitoplasma, stabilitas, substrat

Sel dan organel yang terdapat dalam sel, dilapisi oleh membran yang terutama tersusun oleh lemak dan protein. Lemak yang terdapat pada membran memungkinkan membran berfungsi sebagai barrier yang membatasi pergerakkan molekul yang dapat larut dalam air melewati membran. Molekul protein yang dapat menembus membran sel, berfungsi sebagai tempat lewatnya bahan-bahan tertentu. Selain itu protein yang terdapat pada permukaan membran seperti reseptor, enzim dan pump (pompa) masing-masing berfungsi sebagai katalisator dan pompa yang melakukan transport aktif ion-ion tertentu kedalam maupun keluar sel.

Selain berfungsi sebagai barrier yang permeabilitasnya selektif, membrane sel juga berfungsi mengatur arus informasi antara  sel dengan  lingkungan sekitarnya. Hal ini dimungkinkan oleh adanya reseptor yang spesifik pada permukaan membrane sel.

Ikatan suatu substrat dengan reseptornya yang spesifik pada permukaan membrane sel akan menyebabkan  terjadinya transduksi sinyal yang selanjutnya akan mengaktifkan berbagai mata rantai reaksi biokimia dalam sel, sehingga dapat disimpulkan bahwa membrane sel berfungsi dalam proses komunikasi antar sel.

Membrane sel komposisinya terutama terdiri dari protein 55%, lemak 42%, dan karbohidrat 3%, tetapi persentase ini bervariasi pada berbagai sel. Terdapat 3 jenis yang terdapat pada membrane sel yaitu fosfolipid, kolesterol, dan glikolipid. Pada membrane sel fosfolipid membentuk 2 lapisan  (lipid bilayer) dimana lapisan hidrofilik terletak pada bagian luar (berhadapan dengan cairan ekstrasel) dan bagian dalam sel (berhadapan dengan sitoplasma), sementara bagian hidrofobik terletak antara kedua lapisan hidrofilik ini.

Protein atas membrane sel terbagi atas  protein integral dan protein perifer. Sebagian besar protein integral membentuk channel pada membrane atau membentuk pompa sebagai tempat lewatnya ion-ion. Sementara protein perifer biasanya hanya terikat  dengan protein integral atau dengan bagian hidrofilik membrane, dan umumnya protein perifer ini membentuk enzim.

Karbohidrat pada membrane umumnya dalam bentuk glikolipid dan glikoprotein. Karbohidrat ini berfungsi meningkatkan hidrofilisitas  lemak dan protein, mempertahankan stabilitas membrane oleh adanya struktur  yang disebut glikokaliks. Glikokaliks akan nberinteraksi dengan glikokaliks sel lain sehingga berfungsi melekatkan satu sel dengan sel yang lainnya. Glikolipid yang terdapat pada membrane sel juga berperan dalam reaksi imunologis, dengan membentuk antigen dalam darah.

Kategori Artikel : Fisiologi Tubuh Manusia

Mitokondria Sumber Energi

Posted on17 August 2010. Tags: Asam piruvat, energi, Gen, karbon dioksida, Lemak, mitokondria, molekul, organ, organel, proses oksidasi, siklus krebs, Sitoplasma

Mitokondria merupakan sumber energi (powerhouse) dari sel berfungsi mengekstrak energi dari makanan. Mitokondria merupakan organel yang besar dalam sel dan menempati sekitar 25% volume sitoplasma.

Mitokondria mempunyai 2 lapisan membran, membran luar dan membran dalam. Membran luar mempunyai pori-pori yang memungkinkan molekul besar melewatinya. Membran dalam terdiri dari 80% protein dan 20% lemak dan menonjol ke dalam. Pada tonjolan ini (crista) terdapat banyak enzim-enzim oksidatuf fosforilase. Enzim ini berperan pada proses oksidasi glukosa dan lemak serta sintesa ATP dari ADP. Pada bagian dalam mitokondria (matriks)juga terdapat banyak enzim yang diperlukan untuk ekstraksi energi dari bahan-bahan makanan. Energi yang dilepaskan digunakan untuk sintesa ATP.

Asam piruvat dan asam lemak dan sebagian besar asam amino akan diubah menjadi asetil-Co A pada matrix mitokondria, dimana proses tersebut menjadi melalui siklus asam sitrat atau siklus Krebs. Pada siklus ini, asetil-Co A akan dipecah menjadi hidrogen dan karbon dioksida. Karbon dioksida akan keluar dari mitokhondria. Reaksi ini menghasilkan banyak energi yang digunakan untuk pembentukan ADP dan ATP. Poses ini sangat kompleks dan melibatkan enzim ATP sintetase.

Pada mitokhondria juga terdapat DNA, sama dengan  yang terdapat pada inti sel. DNA ini mengatur kemampuan mitokhondria untuk mengadakan self replication bila aktivitas mitokhondria untuk menghasilkan energi meningkat.

Kategori Artikel : Fisiologi Tubuh Manusia

Retikulum endoplasma, Aparatus golgi, Lisosom dan Periksisom

Posted on10 June 2010. Tags: Aparatus Golgi, Bakteri, endoplasma, energi, enzim, enzim katalase, Fisioterapi, hidrogen peroksida, inti sel, karbohidrat, Lemak, Lisosom, mekanisme, oksigen, organ, organel, Periksisom, Protein, Retikulum Endoplasma, Ribosom, sistem pencernaan, Sitoplasma

Retikulum Endoplasma

RE merupakan organel yang mempunyai permukaan membran yang sangat luas. Retikulum endoplasma terdiri dari vesikel dan tubulus yang berfungsi sebagai tempat sintesa protein dan lemak. Permukaan membran RE ada yang mengandung granula-granula ribosom dan disebut RE granuler/Rough RE dan ada yang tidak mengandung granula disebut RE agranuler/smooth RE. Ribosom yang terdapat pada granuler RE berfungsi sebagai tempat sintesa protein, sedang agranuler RE berfungsi sebagai sintesa dan metabolisme asam lemak dan fosfolipid.

Aparatus Golgi

AG disebut juga golgi kompleks yang mempunyai hubungan yang erat dengan RE granuler. Beberapa menit setelah protein disintesa oleh RE, akan ditransport ke golgi vesikel yang lokasinya dekat inti sel. AG mempunyai fungsi memodifikasi unit glikoprotein dari karbohidrat dan sebagai polisi yang menyortir dan mengarahkan protein sesuai dengan tempatnya yang tepat.

Lisosom

Merupakan organel vesikuler yang dibentuk oleh Aparatus Golgi yang akan disebarkan ke seluruh sitoplasma. Lisosom berfungsi sebagai sistem pencernaan intrasel yang akan mencerna dan membuang bahan-bahan yang tidak dibutuhkan atau benda asing seperti bagian sel yang mati atau bakteri. Lisosom mempunyai PH yang lebih rendah dari sitoplasma.

Fungsi pencernaan dari lisosom dilakukan melalui enzim acid hydrolase, yang dapat mencerna berbagai bahan organik menjadi bahan yang lebih sederhana seperti protein menjadi asam amino atau glikogen menjadi glukosa.

Peroksisom

Merupakan organel terkecil yang terdapat pada sitoplasma  dengan diameter 0,5 m dan mempunyai membran. Mengandung enzim oksidase yang akan bereaksi dengan hidrogen membentuk hidrogen peroksida (H202), juga mengandung enzim katalase yang akan mengubah  H202 menjadi air dan oksigen. Mekanisme oksidase-katalase-H202 sangat penting untuk mensintesis asam lemak  menjadi acetyl-coenzym A yang selanjutnya masuk dalam siklus Krebs untuk pembentukan energi. Organel peroksisom ini juga banyak terdapat dalam hati dan ginjal yang berperan pada proses glukoneogenesis (pembentukan glukosa dari lemak/protein).

Kategori Artikel : Fisiologi Tubuh Manusia

Sitoplasma dan Organel

Posted on07 June 2010. Tags: aktin fibrialle, ektoplasma, endoplasma, fungsi sel, Globulus lemak netral, korteks, membran sel, organel, sel, Sitoplasme, sitosol

Sel bukanlah semata-mata suatu kantong yang berisi cairan, enzim, dan bahan kimia, tetapi juga mengandung struktur-struktur fisis yang tersusun dengan sangat sempurna, yang disebut sebagai organel dan sangat penting bagi fungsi sel. Misalnya tanpa adanya mitokhondria, maka lebih dari 95% energi yang disuplai oleh sel akan segera menghilang.

Sitoplasme terisi dengan partikel-partikel dan organel-organel baik yang kecil maupun yang besar, dengan ukuran dari beberapa nanometer sampai beberapa mikrometer. Bagian cairan sitoplasma yang jernih dimana partikel-partikel didispersikan disebut sitosol yang mengandung terutama protein, elektrolit, glukosa dan sedikit campuran lemak yang terlarut. Bagian dari sitoplasma yang langsung berada dibawah membran sel seringkali mengandung mikrofilamen-mikrofilamen yang terutama terdiri dari aktin fibrialle. Ini merupakan bahan penyokong membran sel yang menyerupai gel setengah padat (semisolid). Daerah sitoplasma ini disebut korteks atau ektoplasma. Sitoplasma yang terletak antara korteks dan membran nuklear bersifat cair disebut endoplasma.

Di dalam sitoplasma inilah tersebar berbagai bahan, yaitu globulus lemak netral, granula-granula glikogen, ribosom, granula sekretoris,  dan lima macam organel terpenting yaitu Retikulum endoplasma, aparatus golgi, mitokondria, lisosom dan periksisom.

Kategori Artikel : Fisiologi Tubuh Manusia

Inti Sel (Nucleus)

Posted on06 June 2010. Tags: Aktif mensintesa protein, aktifitas sel, Gen, inti sel, Membran inti sel, Membran retikulum endoplasma, Messenger RNA, Nukleoplasma, Ribosomal RNA, Sitoplasma, Transfer RNA, translasi

Inti sel merupakan pusat pengetur berbagai aktifitas sel. Nukleus mengandung DNA dalam jumlah yang besar yang disebut Gen. Gen yang terdapat pada kromosom berfungsi untuk sintesa RNA yang mengatur karateristik dari protein yang diperlukan untuk berbagai aktifitas enzimatik serta mengatur reproduksi sel. Inti sel terdiri atas nukleolus, nukleoplasma dan membran inti sel.

Membran dari inti sel  terdiri 2 lapis, dimana lapisan luar berhubungan dengan membran retikulum endoplasma. Pada membran inti sel terdapat porus yang mempunyai diameter yang cukup besar sehingga dapat dilalui oleh molekul protein yang disintesa dalam inti sel.

Pada nukleoplasma terdapat nukleoli yang tidak mengandung membran. Nukleolus mengandung banyak RNA dan protein, dan ukurannya bertambah besar bila sedang aktif mensintesa protein. Gen mengatur sintesa protein dan RNA dan menyimpannya dalam nukleolus. RNA dan protein ini akan ditransport keluar menuju sitoplasma melalui porus yang terdapat pada membran inti sel.

DNA yang terdapat pada kromoson merupakan struktur double stranded yang terdiri dari :

1. Gugus fosfatbeda ini
2. Gugus pentose (gula) yaitu deoksiribosa
3. Basa nitrogen yaitu purine : adenine, guanine, pirimidine,  sitosine dan thymine.

Gugus posfat dan pentose membentuk struktur fisik DNA, sedangkan 4 basa yang berbeda ini membawa informasi genetik. Pada DNA, adenin selalu berikatan dengan thymine dan guanin selalu terikat dengan sitosine.

Karena DNA berlokasi pada inti sel sedang hampir semua aktifitas sel terjadi pada sitoplasma, maka dibentuklah RNA yang dapat berdifusi menuju sitoplasma untuk mengatur sintesa protein yang spesifik. Proses pembentukan RNA diatur oleh DNA melalui proses transkripsi.

Perbedaan struktur RNA dari DNA adalah bahwa pada RNA pentosenya adalah ribosa dan gugus basa yang berikatan dengan adenin adalah urasil (tidak ada thymine) Proses pembentukan RNA terjadi di bawah pengaruh enzim RNA polymerase. Setelah dibentuk RNA akan dilepas ke nukleoplasma. Terdapat 3 jenis RNA yang dibentuk oleh DNA, dimana tiap jenis RNA mempunyai fungsi yang berbeda yaitu :

1. Messenger RNA (mRNA), berfungsi membawa kode genetik ke sitoplasma untuk mengatur sintesa protein.
2. Transfer RNA (tRNA) untuk transport asam amino menuju ribosom untuk digunakan menyusun molekul protein.
3. Ribosomal RNA (rRNA) untuk membentuk ribosom bersama dengan 75 protein lainnya.

Bila molekul mRNA kontak dengan ribosom, maka akan dibentuklah molekul protein disepanjang ribosom. Proses pembentukan molekul ini disebut translasi. Jadi pada ribosom terjadi proses kimia penyusunan asam amino untuk membentuk protein.

Kategori Artikel : Fisiologi Tubuh Manusia

Sistem Metabolisme Aerobik

Posted on01 April 2010. Tags: energi, membran sel, Metabolisme aerobik, potensi kemiosmotik, rantai transpor elektron, Respirasi aerobik

Energi yang dilepaskan dalam respirasi digunakan untuk mensintesis ATP untuk menyimpan energi ini. Energi yang tersimpan dalam ATP kemudian dapat digunakan untuk mendorong proses-proses yang membutuhkan energi, termasuk biosintesis, gerak atau pengangkutan molekul melintasi membran sel.
Respirasi aerobik memerlukan oksigen untuk menghasilkan energi (ATP). Ini adalah metode yang disukai breakdown dari glikolisis piruvat dan mensyaratkan bahwa piruvat masukkan mitokondria agar dapat sepenuhnya teroksidasi oleh siklus Krebs. Produk dari proses ini adalah energi dalam bentuk ATP (adenosin trifosfat), oleh fosforilasi tingkat substrat, NADH dan FADH2.
Sederhana reaksi: C6H12O6 (aq) + 6 O2 (g) ? 6 CO2 (g) + 6 H2O (l)
?G = -2.880 kJ per mol C6H12O6

Potensi yang mengurangi NADH dan FADH2 dikonversi menjadi lebih ATP melalui rantai transpor elektron dengan oksigen sebagai “terminal akseptor elektron”. Sebagian besar ATP dihasilkan oleh respirasi sel aerobik dibuat oleh fosforilasi oksidatif. Ini bekerja dengan energi yang dilepaskan dalam konsumsi piruvat yang digunakan untuk menciptakan potensi kemiosmotik oleh memompa proton melintasi membran. Potensi ini kemudian digunakan untuk menggerakkan ATP sintase dan memproduksi ATP dari ADP. Buku pelajaran biologi sering menyatakan bahwa 38 molekul ATP dapat dibuat per molekul glukosa dioksidasi selama respirasi selular (2 dari glikolisis, 2 dari siklus Krebs, dan sekitar 34 dari sistem transportasi elektron). [2] Namun, hasil maksimal ini tidak pernah cukup mencapai akibat kerugian (bocor membran) serta biaya pindah dan ADP piruvat ke matriks mitokondria dan perkiraan arus kisaran sekitar 29-30 ATP per glukosa.

Metabolisme aerobik adalah 19 kali lebih efisien daripada metabolisme anaerob (yang menghasilkan 2 mol ATP per 1 mol glukosa). Mereka berbagi jalur awal glikolisis tapi metabolisme aerobik terus dengan siklus Krebs dan fosforilasi oksidatif. Glikolitik pos reaksi terjadi di mitokondria dalam sel eukariotik, dan di sitoplasma dalam sel prokariotik.

Kategori Artikel : Fisiologi Tubuh Manusia

Organisasi sel

Posted on30 March 2010. Tags: Lemak, membran sel, molekul-molekul kecil, nukleus, Organisasi Sel, Protein, protoplasma, reaksi imunologis, Sitoplasma

Struktur sel dan fungsinya

Sel tersusun atas dua jenis substansi kimia yaitu molekul-molekul kecil dan polimer yang keduanya dibedakan atas ukuran struktur organisasinya. Molekul kecil umumnya tersusun atas kurang dari 50 atom dan tiap molekul kecil mempunyai struktur yang khas. Polimer tersusun atas banyak molekul kecil yang tersusun atas ikatan kovalen dimana subunit dari tiap polimer disebut residu atau monomer. Selain monomer, struktur sel juga disusun oleh lemak, seperti membran sel yang berperan penting pada fungsi sel.

Organisasi Sel

Sel memiliki dua bagian besar yaitu nukleus dan sitoplasma. Nukleus dipisahkan dari sitoplasma oleh membran nuklear dan sitoplasma dipisahkan dari cairan disekelilingnya oleh membran sel. Berbagai bahan yang membentuk suatu sel secara kolektif disebut protoplasma. Protoplasma terutama terdiri dari lima bahan dasar yaitu : air, elektrolit, protein, lemak dan karbohidrat.

a. Air

Medium cairan utama dari sel adalah air, yang terdapat dalam konsentrasi 70-85%. Banyak bahan-bahan kimia sel larut dalam air, sedangkan yang lain terdapat dalam bentuk suspensi atau membranous.

b. Elektrolit

Elektrolit terpenting dari sel adalah Kalium, Magnesium, Fosfat, Bikarbonat, Natrium, Klorida dan Kalsium. Elektrolit menyediakan bahan inorganis untuk reaksi seluller dan terlibat dalam mekanisme kontrol sel.

c. Protein

Protein memegang peranan penting pada hampir semua proses fisiologis dan dapat diringkaskan sebagai berikut :

1. Proses enzimatik
2. Proses transport dan penyimpanan
3. Proses pergerakan
4. Fungsi mekanik
5. Proses imunologis
6. Pencetus dan penghantar impuls pada sel saraf
7. Mengatur proses pertumbuhan dan regenerasi

d. Lemak

Asam lemak yang merupakan komponen membran sel adalah rantai hidrokarbon yang panjang, sedang asam lemak yang tersimpan dalam sel adalah triasilgliserol, merupakan molekul yang sangat hidrofobik. Karena molekul triasilgliserol ini tidak larut dalam air/larutan garam maka akan membentuk lipid droplet dalam sel lemak (sel adiposa) yang merupakan sumber energi. Molekul lemak yang menyusun membran sel mempunyai gugus hidroksil (fosfolipid dan kolesterol) sehingga dapat berikatan dengan air sedangkan gugus yang lainnya hidrofobik (tidak terikat air) sehingga disebut anfifatik.

e. Karbohidrat
Suatu karbohidrat tersusun atas atom C, H dan O. Karbohidrat yang mempunyai 5 atom C disebut pentosa, 6 atom C disebut hexosa adalah karbohidrat-karbohidrat yang penting untuk fungsi sel.
Karbohidrat yang tersusun atas banyak unit disebut polisakarida. Polisakarida berperan sebagai sumber energi cadangan dan sebagai komponen yang menyusun permukaan luar membran sel. Karbohidrat yang berikatan dengan protein (glikoprotein) dan yang berikatan dengan lemak (glikolipid) merupakan struktur penting dari membran sel. Selain itu glikolipid dan glikoprotein menyusun struktur antigen golongan darah yang dapat menimbulkan reaksi imunologis.

Kategori Artikel : Fisiologi Tubuh Manusia, Terapi Latihan

Pemahaman Mengenai Adrenalin

Posted on29 March 2010. Tags: Adrenalin, hormon

Adrenalin (bahasa Inggris: adrenaline, epinephrine) adalah sebuah hormon yang memicu reaksi terhadap tekanan dan kecepatan gerak tubuh. Tidak hanya gerak, hormon ini pun memicu reaksi terhadap efek lingkungan seperti suara derau tinggi atau cahaya yang terang. Reaksi yang kita sering rasakan adalah frekuensi detak jantung meningkat, keringat dingin dan keterkejutan. Reaksi ini dalam batas tertentu menjadi sebuah pengalaman yang menyenangkan, mungkin juga menjadi sebuah hobi hingga disebut adrenaline junkie.
Pada mamalia, kelenjar adrenal (atau kelenjar suprarenalis) adalah kelenjar endokrin berbentuk segitiga yang terletak di atas ginjal (ad, “dekat” atau “di” + renes, “ginjal”). Kelenjar ini bertanggung jawab pada pengaturan respon stress pada sintesis kortikosteroid dan katekolamin, termasuk kortisol dan hormon adrenalin.
Dalam batas tertentu kita menyukai kegiatan yang merangsang adrenalin ini, contoh yang sederhana adalah mendengarkan musik heavy metal atau progressive rock, menikmati film jenis thriller atau horor, dan bermain game first-person shooter. Contoh yang lebih populer lainnya sekaligus rekreasi adalah permainan yang disuguhkan di Dunia Fantasi di kawasan rekreasi Ancol seperti wahana Halilintar (roller coaster), Kora-kora, komidi putar, Pontang-panting, Kicir-kicir dan sebagainya. Sewaktu kecil dulu suka bermain ayunan, apalagi jika tali ayunannya dibuat dari karet yang biasa dipakai untuk timba air di sumur, elastis dan kuat, apalagi jika cukup tinggi untuk ukuran anak kecil. Biasanya target bermain ayunan ini adalah duduk di kursi ayunan dan tanpa menginjak atau melontarkan kaki ke tanah ,juga tanpa didorong-dorong oleh teman, badan kita mengayun hingga setinggi-tingginya ke depan dan ke belakang. Tak cukup seperti itu, bermain ayunan pun kadang dilakukan dengan berdiri, meniru pemain akrobat. Di sini kecepatan merangsang adrenalin, termasuk mengabaikan kata orang yang khawatir melihat ayunan nyaris berayun 180 derajat. Sama seperti halnya pada roller coaster, kecepatan dan putaran merangsang kegirangan, sekaligus ketakutan. Di saat ayunan berada di puncak ketinggian ada rangsangan lain datang, yaitu pengalaman gravitasi nol dalam sekejap. Meskipun hanya sekejap efek gravitasi nol ini bisa membuat semua orang yang berada dalam wahana Kora-kora berteriak-teriak, sebagian berteriak kegirangan, sebagian lagi berteriak ketakutan. Ketakutan pun bisa memicu adrenalin. Tidak hanya kecepatan dan gravitasi nol; gerak tak beraturan pun memberi pengalaman tersendiri seperti pada wahana Kicir-kicir. Kicir-kicir bisa dikatakan bergerak atau berputar pelan, namun kursi yang kita duduki dipengaruhi oleh gravitasi sehingga badan kita berputar tak tentu arah pada ruang tiga dimensi, tidak seperti pada wahana Pontang-panting atau Ontang-anting yang hanya bergerak dua dimensi

Kategori Artikel : Fisiologi Tubuh Manusia, Terapi Latihan

Produksi Asam Laktat

Posted on29 March 2010. Tags: E. coli, Produksi Asam Laktat

Asam laktat (Nama IUPAC: asam 2-hidroksipropanoat (CH3-CHOH-COOH), dikenal juga sebagai asam susu) adalah senyawa kimia penting dalam beberapa proses biokimia. Seorang ahli kimia Swedia, Carl Wilhelm Scheele, pertama kali mengisolasinya pada tahun 1780. Secara struktur, ia adalah asam karboksilat dengan satu gugus [hidroksil] yang menempel pada gugus karboksil. Dalam air, ia terlarut lemah dan melepas proton (H+), membentuk ion laktat. Asam ini juga larut dalam alkohol dan bersifat menyerap air (higroskopik).
Asam ini memiliki simetri cermin (kiralitas), dengan dua isomer: asam L-(+)-laktat atau asam (S)-laktat dan, cerminannya, iasam D-(-)-laktat atau asam (R)-laktat. Hanya isomer yang pertama (S) aktif secara biologi.
Asam laktat (lactic acid) adalah salah satu asam organik yang penting di industri, terutama di industri makanan. Di samping itu, penggunaannya sekarang lebih luas karena bisa dipakai sebagai bahan baku pembuatan polylactic acid, biodegradable plastics yang merupakan polimer dari asam laktat (Datta et al. 1995; Hofvendahl and Hahn-Hagerdal 2000).
Produksi asam laktat mayoritas dilakukan dengan fermentasi gula (glucose) oleh lactic acid bacteria, seperti Lactobacillus, yang memiliki high acid tolerance dan bisa direkayasa genetika untuk menghasilkan D-(-) atau L-(+) optical isomers dari asam ini secara selektif (Benthin and Villadsen 1995; Kyla-Nikkila et al. 2000; Zhou et al. 2003a). Namun bakteri jenis ini memerlukan medium kompleks yang bisa membuat proses pemurnian (downstream processing) sulit dan mahal. Ditambah, bakteri ini juga tidak mampu mengfermentasi gula pentosa dengan efektif. Solusinya adalah penggunaan bakteri lain jenis Escherichia coli yang telah direkayasa genetika guna produksi asam laktat secara optimum.
Beberapa penelitian telah dilakukan dengan menggunakan E. coli. Produksi optically pure D-lactic acid di mineral media bisa dilakukan hingga mencapai produktivitas 10.8 mM/hour dengan bahan baku glucose 50 g/l(Zhou et al. 2003a). Selain itu, L-lactic acid diproduksi dengan mengganti gen ldhA E. coli dengan ldhL dari Pediococcus acidilactici yang mampu menghasilkan optically pure L-lactic acid dengan laju 7.18 mM/hour (Zhou et al. 2003b). Sucrose dan mollases juga bisa dipakai dan menghasilkan D-lactic acid dengan yield sampai 97 % (Shukla et al. 2004; Zhou et al. 2005). Di samping itu, aplikasi growth-based selection technique sukses menghasilkan jenis E. coli yang memproduksi 28.6 mM/hour froD-lactic acid dari 100 g/l sucrose dalam LB medium (Zhou et al. 2005). Perlu juga diketahui jika genetically modified yeast S. cerevisiae yang membawa enam copy gen bovine L-LDH bisa memproduksi > 1 M L-lactic acid dengan kemurnian 99.9 % optical purity (Saitoh et al. 2005).