FISIOLOGI SEL HEWAN
Fisiologi sel adalah suatu bidang yang sangat luas, mencakup semua fungsi sel secara menyeluruh. Mencakup pula perubahan-perubahan fisika dan kimia yang terjadi pada fungsi-fungsi secara normal, termasuk terapan hukum fisika kimia mengenai sel-sel hidup.
Ciri-Ciri Kehidupan
Sel merupakan satuan fungsional pada semua sel hewan yang hidup. Satuan mendasar tersebut akhirnya akan membentuk semua jaringan, organ dan system. Oleh karena itu ciri-ciri sel sama seperti ciri-ciri kehidupan, yang meliputi tumbuh, reproduksi, absorpsi, metabolism, ekskresi, sekresi, iritabilitas, konduktivitas dan kontraktilitas. Konduktivitas dan kontraktilitas bukan merupakan ciri semua sel, tetapi merupakan ciri khusus sel neuron dan sel muskulus
Tumbuh menunjukkan adanya kenaikan ukuran, biasanya karena adanya penambahan jumlah protoplasma. Hipertrofi adalah kenaikan ukuran sel atau organ diluar batas normal, kebalikannya adalah atrofi. Sedangkan kegagalan perkembangan jaringan atau organ dikenal sebagai aplasia, dan perkembangan yang kurang sempurna pada jaringan atau organ disebut hipoplasia
Reproduksi sel atau organism merupakan kemampuan untuk menghasilkan sel-sel atau organism yang mirip aslinya. Kenaikan ukuran suatu struktur karena adanya kenaikan jumlah sel disebut hyperplasia
Absorpsi menunjukkan proses pengambilan bahan-bahan terlarut untuk dimasukkan ke dalam substansia sel. Proses tersebut dapat berupa proses pasif yang tergantung pada kekuatan difusi dan osmosis, atau berupa proses aktif yang membutuhkan energy dari ATP, atau mungkin terjadi karena kekuatan elektrokemision dan afinitas yang membutuhkan energy pula. Cara lain untuk mengambil bahan-bahan ekstraseluler pada sel adalah fagositosis dan pinositosis. Bila pengambilan bahan dengan aktifitas amuboid,maka proses tersebut dinamakan fagositosis, dan sel yang mempunyai kemampuan seperti itu disebut sel fagosit. Sel akan bergerak ke arah bahan dan kemudian mengelilingi dan akhirnya bahan tersebut ditelan. Kemampuan tersebut menjadi ciri beberapa sel darah putih, mampu menelan bahan yang relative besar, sisa-sisa jaringan, degenerasi sel darah merah dan bacteria. Pinositosis merupakan proses pengambilan bahan cair dan molekul berukuran besar untuk melewati membran plasma dengan transport aktif, terutama protein-protein kecil. Bahan-bahan tersebut pertama kali ditarik ke membran plasma sehingga terjadi kontak fisik keduanya. Adanya perubahan tegangan permukaan maka terjadi invaginasi ke dalam sel sehingga bahan serta cairan ekstraseluler ikut terbawa. Invaginasi sel kemudian membentuk kantong yang dibatasi membran atau bangunan seperti tetesan yang disebut vesikel pinositosis dan kemudian membran plasma akan menutup invaginasi tersebut. Vesikel pinositosis yang telah berada dalam sitoplasma sel tersebut akan membebaskan cairan yang dibawanya setelah membran vesikel dicerna oleh lisosom. Pinositosis dapat diamati pada sejumlah sel mamalia, terutama pada sel yang dilengkapi dengan mikrovili seperti pada sel epithel intestinalis dan tubulus renalis proksimal.
Metabolisme (respirasi internal) menunjukkan proses pemanfaatan bahan makanan oleh sel, pada dasarnya oksidasi komponen karbon menjadi karbondioksida dan air serta melepaskan energy. Reaksi yang menghasilkan pembangunan dan pemeliharaan tubuh melalui pembentukan enargi disebut anabolisme dan reaksi yang membebaskan energy melalui pemecahan suatu bahan disebut katabolisme.
Ekskresi dan sekresi pada tingkat seluler menunjukkan proses pelepasan suatu bahan dari sel. Bila yang dikeluarkan merupakan sisa-sisa produksi maka disebut ekskresi, sedangkan bila yang dilepaskan bahan-bahan yang bermanfaat maka disebut sekresi. Sekresi hasil sintesis oleh sel terjadi dengan proses eksositosis dan emiositosis (kebalikan pinositosis). Vesikel yang dibatasi oleh membran dan berisi bahan-bahan sekretoris serta dibentuk oleh apparatus golgi berjalan dari sitoplasma ke membran plasma. Kemudian melekat pada membran, menyebabkan membran pada titik perlekatan menjadi hancur sehingga isi vesikel tersebut keluar menuju ruang cairan ekstraseluler.
Iritabilitas (eksitabilitas)menunjukkan kemampuan bereaksi terhadap suatu rangsangan. Ada dua sifat yaitu konduktivitas dan kontraktilitas. Konduktivitas merupakan sifat penghantar impuls dari satu titik ke titik lainnya. Sel neuron dan sel muskulus merupakan sel dengan spesialisasi untuk fungsi konduktivitas dan iritabilitas. Kontraktilitas merupakan sifat yang mampu memendek ke satu arah. Sel muskulus mempunyai spesialisasi sifat ini.
Komposisi Kimia Sel
— Komposisi kimia sel memegang peranan penting dalam fungsi sel
— Komposisi protoplasma antara lain air,protein, lipid, bahan anorganik, dan bahan bahan lain termasuk karbohidrat.
— Molekul-molekul yang sangat penting terutama protein, asam nukleat, lipid dan bahan dasarnya
AIR
— Bagian terbesar penyusun protoplasma
— Bagian sel yang amorf yaitu protoplasma merupakan koloid dalam air
— Air juga berperan sebagai pelarut bahan-bahan anorganik dan berperan dalam reaksi-reaksi sel
— Air bebas dan air terikat
— Kandungan air pada tubuh hewan berkisar antara 55-67% berat badannya
— 40% cairan intra seluler
— 15% cairan interstitial (terdapat diantara sel, cairan limfa dalam pembuluh limfa, cairan serebrospinalis, cairan dalam persendian, cairan dalam bola mata (intraokuler), cairan serosa dalam rongga viseral seperti saccus perikardialis, saccus pleural dan rongga peritoneal
— Air keluar dari tubuh melalui urine, feses, dan insensible water loss (paru saat bernapas, penguapan kulit/keringat)
— Penggantian air dari air minum, makanan dan air metabolik
— Air--àpenghantar panas yang baik-àkontrol suhu tubuh
PROTEIN
• Unsur penyusun protoplasma terbesar setelah air
• Berperan dalam pemeliharaan tekanan osmotik sel, elemen struktural (rambut,bulu,kuku), kolagen pada jaringan ikat, ensim (katalisator), penyusun hormon, pembawa substansi dalama darah dan memelihara tekanan osmotik darah, imunitas/antibodi, filamen muskulus, transmisi informasi genetik
• Protein merupakan makromolekul yang disusun oleh polimer asam-amino dengan ikatan peptid
• Asam amino-peptida-polipeptida
• Protein struktural : kolagen, elastin, keratin
• Protein reaktif : enzim, hormon, globulin, histon, protamin, protein kontraktil dan protein yang berkaitan dengan substansi non amino
• Kombinasi protein : nukleoprotein, mukoprotein, glikoprotein, lipoprotein
LIPID
• Pembentuk membran plasma dan struktur membran dalam sel
• Trigliserid--àcadangan energi dalam jaringan lemak hewan
• Prostaglandinà kelompok hormon yang mengandung asam lemak tidak jenuh dengan atom C-20
• Lilin (wax)------lanolin merupakan lemak bulu
-----Serumen merupakan lemak telinga
• Vitamin A,D,E,K mengandung lipid
• Fosfolipid
• Kolesterol
• Steroid
KARBOHIDRAT
• Karbohidrat dalam sel kira-kira hanya 1%
• Energi lebih efisien disimpan dalam bentuk lemak daripada karbohidrat karena unsur karbon dan hidrogen dalam lemak dapat dioksidasi semua, sedangkan unsur hidrogen dan oksigen dalam karbohidrat dengan proporsi yang sama dengan air, ternyata hanya unsur karbon yang dapat dioksidasi
• Meskipun demikian, karbohidrat dalam sel mempunyai daya ubah dan manfaat yang tinggi sebagai energi untuk metabolisme dalam sel
• Glukosa----dikonversi menjadi energi dalam sel
• Glukosa----polimerisasi menjadi glikogen untuk disimpan (sel hepar, sel otot lurik)
• Berkombinasi dengan asam nukleat membentuk DNA dan RNA
BAHAN-BAHAN ANORGANIK
— Na, Mg, Fe, Yodium, Cl, K, dll
Bentuk Fisik Komponen Sel
— Larutan koloid ----sitoplasma
— Kristaloid ----- glukose, garam –garam, urea, asam urat dan kreatinin
— Koloid---liofilik, liofobik
Transportasi Melintasi Membran
— Membran plasma merupakan faktor utama dalam pengaturan homeokinesis (homeostasis)
— Pemeliharaan lingkungan interna sel agar keadaannya relatif tetap melalui perubahan-perubahan yang bersifat dinamis
DIFUSI DAN DIFUSI FASILITATIF
• DIFUSI merupakan mekanisme pasif
• Difusi dapat terjadi karena semua molekul dan ion mempunyai tenaga kinetik
• Molekul saling bertabrakan satu sama lain dan terpental sehingga tersebar merata dalam pelarut sampai kadarnya sama
• Proses terjadi dari daerah dengan kadar partikel yang tinggi ke yang rendah
• Substansi yang mampu melakukan difusi melintasi membran dengan tenaga kinetik misalnya O2, CO2 dan alkohol
• Molekul lain harus dapat larut dalam air atau lipid
• Membran sel bersifat permeabel selektif
• Kecepatan laju difusi dipengaruhi oleh
• 1. permeabilitas membran terhadap molekul atau ion tertentu
• 2. perbedaan kadar antara dua sisi membran
• 3. perbedaan muatan listrik
• 4. tenaga kinetik, atau perbedaan tekanan pada kedua sisi membran
• DIFUSI FASILITATIF prinsipnya sama dengan difusi namun menggunakan sistem carrier untuk membantu melewati membran tetapi tidak membutuhkan ATP
• Selain karena perbedaan kadar, kecepatan difusi fasilitatif juga tergantung pada jumlah substansi carrier yang terdapat dalam membran
• Contoh: Glukosa dibantu oleh hormon insulin dari pankreas untuk dapat masuk ke dalam sel guna memproduksi energi
OSMOSIS
• Merupakan proses gerak air pelarut melewati membran yang bersifat permeabel selektif, beberapa partikel yang terlarut (substansi dalam tubuh dan cairan sel) seperti protein tidak dapat melewati membran. Pada keadaan tersebut supaya kedua sisi membran mempunyai tekanan yang seimbang, air harus bergerak melewati membran untuk memperbaiki perbedaan kadar yang disebabkan oleh substansi yang tidak dapat melewati membran.
• Contoh, bila sel mempunyai kadar partikel yang lebih tinggi daripada cairan interstitial disekeliling sel, maka air dari cairan interstitial akan bergerak masuk ke dalam sel sampai tercapai keseimbangan tekanan dikedua sisi membran. Karena adanya gerak air, maka volume sel meningkat dan tekanannya juga meningkat
• Tekanan tersebut disebut tekanan osmotik karena dihasilkan oleh gerak air dengan cara osmosis. Hal tersebut dapat digunakan sebagai kekuatan untuk mengerakkan larutan berkadar rendah disisi membran kelarutan berkadar tinggi disisi membran yang lain
• Tekanan osmotik merupakan mekanisme penting dalam homeokinesis karena menentukan banyak sedikitnya air yang masuk dan keluar dari sel
• Bila kadar larutan pada kedua sisi membran sama, seperti sel dalam darah, maka cairan disekeliling sel tersebut dikatakan isotonik (isoosmotik)
• Larutan NaCl 0.85%=larutan isotonik dengan sel darah merah= larutan garam fisiologis, untuk menjaga kesegaran jaringan seperti pada luka terbuka sehingga tidak terjadi kerusakan sel
• Bila cairan disekeliling lebih rendah tekanan osmotiknya maka dikatakan hipotonik dan air akan cenderung melewati membran, masuk kedalam sel. Air yang masuk menyebabkan pembengkakan dan kemudian pecah, sel darah merah mengalami hemolisis
• Bila sel darah merah didalam plasma hipertonik (lebih pekat dari sitoplasma sel) maka akan melepaskan air ke dalam plasma dan menjadi berkerut (krenasi)
TRANSPOR AKTIF
— Gerakan melewati membran plasma dengan memanfaatkan energi yang dihasilkan oleh sel
— Transpor aktif dengan bantuan energi dan molekul carrier mampu membawa substansi dengan arah uphill melawan gradient kadar atau gradient elektrik atau gradient tekanan
Organel Sel (Lihat Kuliah Struktur Hewan-materi Gambaran Umum Sel Hewan)
Pembelahan Sel
• MITOSIS -Pembelahan sel-sel somatik
• Interfase –merupakan bagian dari siklus pembelahan sel, yaitu pada saat sel tidak mengalami mitosis. Replikasi DNA terjadi pada saat interfase ini
• Profase- terjadi kenaikan daya bias (kemampuan membiaskan cahaya), turgor dan tegangan permukaan sel, sitoplasma lebih pekat dan nukleus cenderung menurun kekentalannya, Terjadi pecahnya bungkus nukleus dan nukleolus, kedua sentriol bergerak ketiap ujung sel, mikrotubul membentuk struktur seperti kipas menyusun seperti bunga aster
• Metafase- menghilangnya bungkus nukleus dan nukleous, kromatid bergerak ke equator, mikrotubul melekat pada sentromer kromatid
• Anafase- pembelahan masing-masing sentromer, terpisahnya dua kromatid
• Telofase- separuh jumlah kromosom tertarik oleh mikrotubulus, bungkus nukleus terbentuk kembali dan terbentuk set sel baru
MEIOSIS
— Pembelahan reduksi
— Terjadi proses gametogenesis (oogenesis dan spermatogenesis)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar