Jumat, 16 Oktober 2009

Fisiologi Sel dalam Tubuh Manusia

Dasar-dasar kimia dan molekul pada sel
Sel adalah satu unit dasar pada tubuh manusia dimana setiap organ merupakan agregasi/penyatuan dari berbagai macam sel yang dipersatukan satu sama lain oleh sokongan struktur-struktur interseluller.Setiap jenis sel dikhususkan untuk melakukan suatu fungsi tertentu.Misalnya sel darah merah yang jumlahnya 25 triliun berfungsi untuk mengangkat oksigen dari paru-paru ke jaringan.Disamping sel darah merah masih terdapat sekitar 75 triliun sel lain yang menyusun tubuh manusia,sehingga jumlah sel pada tubuh manusia berjumlah 100 triliun sel.
Walaupun banyak sel yang berbeda satu sama lainnya,tapi umumnya seluruh sel mempunyai sifat-sifat,yang mirip satu sama lainnya,misalnya:oksigen akan terikat pada karbohidrat,lemak atau protein pada setiap sel untuk melepaskan energy; mekanisme umum merubah makanan menjadi energy; setiap sel melepaskan hasil akhir reaksinya ke cairan di sekitarnya; hampir semua sel mempunyai kemampuan mengadakan reproduksi dan jika sel tertentu mengalami kerusakan maka sel sejenis yang lain akan beregenerasi.
Secara umum sel-sel yang menyusun tubuh manusia mempunyai struktur dasar yang terdiri dari membran sel, protoplasma dan inti sel (nucleus). Ketiganya mempunyai komposisi kimia yang terdiri dari air,elektrolit,protein,lemak dan karbohidrat.
Energi
Sel membutuhkan energy untuk melakukan semua aktifitasnya, misalnya sintesa glukosa, kontraksi otot dan replikasi DNA. Dalam system biologis,energy tersebut di peroleh dari ikatan kimia dan reaksi kimia yang terdapat dalam sel(bahan makanan). Glukosa adalah sumber energy yang utama. Sel melakukan degradasi glukosa secara terus-menerus dan pada proses tersebut energy akan di keluarkan saat ikatan kimia glukosa dipecah sehingga energy tadi dapat digunakan untuk semua aktifitas sel. Energyi yang dihasilkan dapat dikonversi menjadi berbagai macam energi seperti energi panas, energy kimia, energy mekanik, dan energy listrik. Misalnya pada otot dan saraf,energy kimia dikonversi menjadi energy mekanik pada kontraksi otot dan energy listrik pada aktifitas sel saraf.
Energy yang diekstraksi dari bahan makanan, terikat dalam suatu ikatan kimia yang dikenal sebagai Adenosin Triphosphate (ATP), ATP inilah yang merupakan sumber energy, dimana energy akan dilepas jika ATP dihidrolisis menjadi ADP sehingga 1 fosfat yang berenergi tinggi (12 kkal) dipakai untuk kebutuhan sel, ADP masih dapat dihidrolisis untuk kembali menghasilkan 1 fosfat (12kkal) dan molekul AMP. Umumnya energy yang diekstraksi dari bahan makanan,akan dipakai terlebih dahulu untuk pembentukan ATP, sebelum energy tadi dipakai untuk semua aktifitas sel.
Ikatan Kimia
Terdapat 2 jenis ikatan kimia yang terdapat dalam system biologis yaitu ikatan kovalen (ikatan kuat) dan ikatan non kovalen (ikatan lemah). Ikatan kovalen mengikat atom-atom yang membentuk molekul pada ikatan kimia organic,sedang ikatan nonkovalen menentukan struktur 3 dimensi dari sebagian besar molekul biologis.
Energy yang dihasilkan pada saat pemecahan dan pembentukan ikatan kovalen sangat besar. Atom yang terikat dengan ikatan kovalen sangat stabil,sehingga energy yang diperlukan untuk memecahkan ikatan tersebut sangat besar. Perubahan energy yang terjadi untuk memecahkan ikatan kovalen ini ,diperoleh dari pembentukan ikatan kovalen yang lain. Oleh karena kuatnya ikatan kovalen ini,maka molekul yang tersusun atas ikatan kovalen dapat bertahan dalam waktu yang lama.
Ikatan nonkovalen terdapat pada sebagian besar ikatan yang dipertahankan struktur molekul besar seperti protein dan asam nukleat. Struktur 3 dimensi dari molekul besar tersebut ataupun ikatan antara satu molekul dan molekul yang lain sangat lemah. Pada suhu normal ikatan nonkovalen hanya bersifat sementara, akan tetapi banyak ikatan kovalen secara bersama-sama membentuk ikatan yang mempunyai stabilitas yang tinggi. Yang termasuk ikatan nonkovalen adalah ikatan hydrogen, ikatan ionic, ikatan van der waals, dan ikatan hidrofobik.
Struktur Sel dan Fungsinya
Sel tersusun atas 2 jenis substansi kimia yaitu molekul-molekul kecil dan poimer,yang keduanya dibedakan atas ukuran dan 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 residua tau monomer. Selain monomer,struktur sel jugadisusun oleh lemak,seperti membran sel yang berperan penting pada fungsi sel.
Organisasi Sel
Sel memiliki dua bagian besar yaitu nucleus dan sitoplasma. Nucleus dipisahkan dari sitoplasma oleh membrane nuclear, dan sitoplasma dipisahkan dari cairan disekelilingnya oleh membran sel. Berbagai bahgan yang membentuk suatu sel secara kolektif disebut protoplasma. Protoplasma terutama terdiri dari 5 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,sedang yang lain terdapat dalam bentuk suspensi atau membranous.
b. Elektrolit
Elektrolit terpenting dalam sel adalah Kalium, Magnesium, Fosfat, Bikarbonat, Natrium, Klorida, dan kalsium. Elektolit menyediakan bahan inorganic untuk reaksi selluler dan terlibat dan mekanisme kontrol sel.
c. Protein
Memegang peranan penting pada hampir semua proses fisiologis dan dapat diringkaskan sbb :
1. Proses enzimatik
2. Proses transport dan penyimpanan
3. Proses pergerakan
4. Fungsi mekanik
5. Proses imonologis
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/garam maka akan membentuk lipid droplet dalam sel lemak (sel adiposa) yang merupakan sumber energy. Molekul lemak yang menyusun membran sel mempunyai gugus hidroksil (fosfolipid dan kolesterol) sehingga dapat berikatan dengan air,sedangkan gugus yang lainnya hidrofobik (tidak terikat dengan air) sehingga disebut amfifatik.
e. Karbohidrat
Suatu karbohidrat tersusun atas atom C,H dan O. karbohidrat yang mempunyai 5 atom C disebut pentose, 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 beriktan dengan lemak (glikolipid) merupakan struktur penting dari membran sel. Selain itu glikolipid dan glikoprotein menyusun struktur antigen golongan darah yang dapat menimbulkan reaksi imunologis.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

terima kasih..