Nota Fisika IBD1 (PDF)

Dilarang keras menggunakan buku ini sebagai referensi tugas. Buku ini dibuat untuk membantu Anda belajar bukan sebagai sumber belajar utama.  DAFTAR ISI h. Gaya Starling……...………18 1 KULIAH: HUKUM i....

Dilarang keras menggunakan buku ini sebagai referensi tugas. Buku ini dibuat untuk membantu Anda belajar bukan sebagai sumber belajar utama.  DAFTAR ISI h. Gaya Starling……...………18 1 KULIAH: HUKUM i. Pengukuran Tekanan Darah..19 FISIKA PADA MANUSIA 3. Biolistrik 1. Gelombang a. Dasar Fsika Biolistrik ……….20 a. Pengertian Gelombang.………….2 b. Sejarah …………………….20 b. Klasifikasi Gelombang ….………...2 c. Definisi ……………………..20 c. Gelombang Berdasarkan Arah d. Potensial Membran ………...21 Pergerakan...………… ………….2 e. Komposisi Ion Tubuh ………..21 d. Gelombang Berdasarkan Kemampuan f. Kanal Ion …………………..22 Melalui Ruang Hampa ……………3 g. Potensial Membran Istirahat..23 e. Sifat Gelombang …………………3 h. Pompa Na+ dan K+ ATPase...24 f. Cahaya……………………………4 i. Dua Jenis Gradien …………24 g. Sifat Gelombang Cahaya ………..5 j. Ekuilibrium = imbangan ……24 h. Hukum Snell……………………….6 k. Gradien Elektrokimia ………25 i. Refraksi Pada Lensa………………6 l. Gradien Elektrokimia Istirahat.. j. Refraksi Pada Mata Manusia ……..7 ……………………………...25 k. Bunyi ………………………………8 m. Pembentukan Potensial Mmebran l. Sifat Gelombang Bunyi …………...8 ……………………………...26 m. Frekuensi Bunyi……………………10 n. Perubahan Potensial Membran n. Telinga Manusia…………………..11 ……………………………...27 o. Proses Pendengaran………………11 o. Potensial Aksi ………………28 p. Amplifikasi Suara Pada Telinga p. Jenis Sinyal Bioelektrik Dalam Manusia……………………………12 Tubuh ……………………….28 q. Pengenalan Nada Pada Koklea ….13 4. Termodinamika 2. Hukum Gas dan Hidrodinamika a. Termodinamika ……………..30 a. Fluida …………………………….14 b. Hukum Termodinamika 1 (Hukum b. Cairan ……………………………14 Konservasi Energi) ………….30 c. Gas ……………………………….14 c. Hukum Termodinamika 2 …...30 d. Teori Ideal Gas …………………...15 d. Siklus Energi pada Manusia...31 e. Hukum Fisika Cairan dan Gas …….15 e. Keseimbangan Eergi pada f. Hidrodinamika …………………….16 Manusia ……………………..31 g. Penerapan Hidrodinamika pada Ilmu f. Keseimbangan Energi Panas Biomedik …………………………..17 pada Manusia ………………31 Tentir RIK 2019 // Daftar Isi i  KULIAH: FISIKA 4 ANATOMI DASAR 2 RADIASI 1. Anatomi dasar 1. Fisika Radiasi a. Pembelajaran Anatomi dalam d. Sinar X………………...………….33 Berbagai Skala ………………..85 e. Sifat Sinar X ………...….………...34 b. Organisasi Tubuh Manusia …….86 c. Nomenklatur (istilah) Anatomi Tubuh Manusia…………………87 d. Orientasi Tubuh Manusia ……....91 3 KULIAH: SISTEM IMUN e. Pen 1. Imunologi Dasar 5 BIOLOGI SEL a. Pengertian, Fungsi, dan Sel Penyusun…………………………37 ampang Tubuh MAnusia …...92 1. Perbedaan Sel Prokariotik dan b. Morfologi, Lokasi, dan Fungsi Jaringan dan Orga...…………….39 Eukariotik c. Struktur Kelenjar Limfe dan 2. Struktur Organisasi Sel dan Resikulasi Limfosit………………...41 Fungsinya a. Nukleus ……………………….95 2. Struktur Organ Limfe (Lymph Organ) b. Ribosom ………………………96 a. Organ Limfoid Primer …………….43 c. Retikulum Endoplasma ………..96 b. Organ Limfoid Sekunder d. Badan Golgi …………………96 (Peripheral) ………………………44 e. Lisosom ……………………….96 c. Kelenjar Limfe (Lymph Node) …….49 f. Vakuola ………………………97 d. Resikulasi Limfosit …………………51 g. Kloroplas ……………………..97 h. Mitokondria …………………..97 3. Respon Imunitas dan Mekanismenya i. Peroksisom ……………………97 a. Respon Imunitas …………………54 j. Sitoskeleton …………………...97 b. Klasifikasi Sostem Imun ………….55 k. Flagella dan Silia …………….98 c. Antigen dan Antibodi …………....70 l. Sentrosom …………………….98 d. Imunisasi …………………………79 m. Dimiliki oleh Sel Tumbuhan namun Tidak pada Sel Hewan ………98 n. Dimiliki oleh Sel Hewan Namun Tidak pada Sel Tumbuhan ……98 Tentir RIK 2019 // Daftar Isi i 3. Makromolekul Pembentuk GENETIKA 6 Komponen Sel a. Asam Nukleat …………………99 b. Karbohidrat …………………100 1. Anatomi dasar c. Lipid ………………………....102 a. Gen …………………………124 d. Protein ………………………103 b. Perbedaan DNA dan RNA ….125 c. Kromosom ……………………126 4. Struktur dan Fungsi Membran Sel d. Unit Dasar Kromosom ………..126 a. Membran Sel Manusia ………...104 e. Bentuk Dasar Kromosom ……..127 b. Protein Membran ……………...105 c. Berdasarkan Lokasinya ……….106 2. Mekanisme Pewarisan Sifat d. Berdasarkan Fungsinya ……….106 a. Meiosis I.……………………..128 b. Meiosis II ……………………..131 5. Jenis Transpor Membran c. Genotip dan Fenotip …………132 a. Mengapa Perlu ……………….108 b. Berdasarkan Kebutuhan Energi ….. HOMEOSTASIS dan ………………………………...108 7 c. Transpor Pasif ………………...108 KOMUNIKASI ANTARSEL d. Transpor Aktif ………………...110 e. Berdasarkan Protein Transporternya ……………….113 1. Organisasi Tubuh Manusia…134 2. Jaringan Dasar Tubuh Manusia 6. Proses Pembentukan Potensial a. Jaringan Epitel ……………..136 Membran Istirahat - Jaringan Epitel a. Potensial Membran Istirahat …114 - Jaringan Otot b. Gradien Elektrokimia Istirahat..115 - Jaringan Saraf c. Faktor Penyebab …………….115 3. Hubungan Antar Sel a. CAM ……………………….139 7. Diferensiasi dan Siklus Sel b. ECM ………………………..140 a. Diferensiasi Sel ………………116 c. Taut Sel Khusus …………….140 b. Diferensiasi Zigot …………… 116 4. Penampang Tubuh Manusia c. Siklus Sel...………………….. 117 ………………………………….141 5. Orientasi Tubuh Manusia 8. Mitosis dan Meiosis ………………………………….144 a. Mitosis ………………………..118 6. Sistem Pada Tubuh MAnusia b. Meiosis ………………………119 ………………………………..…146 a. Sistem Peredaran Darah ……146 b. Sistem Pencernaan …………..146 c. Sistem Pernafasan …………..147 Tentir RIK 2019 // Daftar Isi i  d. Sistem Perkemihan …………..147 e. Sistem Rangka ………………147 f. Sistem Otot ………………….147 g. Sistem Integumen ……………147 h. Sistem Imun ………………….148 i. Sistem Saraf ………………...148 j. Sistem Endokrin ……………...149 k. Sistem Reproduksi …………...149 7. Homeostasis………………….151 8. Komunikasi Antar Sel ……...152 a. Komunikasi Langsung ………..152 b. Komunikasi Lokal (Intrinsik)…...152 c. Komunikasi Jarak Jauh (Ekstrinsik) ……………………………….153 9. Lengkung Refleks..…………..154 a. Refleks Saraf ………………...155 b. Refleks Endokrin ……………...155 c. Refleks Neuro-Endokrin ………156 10. Lengkung Umpan Balik a. Umpan Balik Positif …………...157 b. Umpan Balik Negatif…………157 c. Umpan Balik Feed-Forward ….158 Tentir RIK 2019 // Daftar Isi i KULIAH: HUKUM FISIKA PADA MANUSIA Tentir RIK 2019 1  O1 GELOMBANG 1. Pengertian Gelombang Gangguan/osilasi yang membawa 2. Klasifikasi Gelombang energi dan menempuh perjalanan dari 3. Sifat Gelombang satu lokasi ke lokasi lain 4. Cahaya 5. Sifat Gelombang Cahaya 6. Hukum Snell 7. Refraksi pada Lensa 8. Mata Manusia Gelombang dapat dibedakan 9. Bunyi berdasarkan: 10. Telinga Manusia 1. Arah Pergerakan 2. Kemampuan melalui ruang hampa Gelombang Permukaan  Gelombang di mana partikelnya mengalami gerak melingkar.  Contoh: gelombang permukaan laut Tentir RIK 2019 2  Gelombang Longitudinal  Gelombang di mana partikelnya bergerak dalam arah sejajar dengan arah gerak gelombang  Contoh : bunyi Gelombang Transversal Agar lebih mudah  Gelombang di mana menghapal, maka partikelnya bergerak dalam belajarlah dengan benar, arah tegak lurus dengan arah tidak main hp terus  gerak gelombang  Contoh : cahaya Gelombang Elektromagnetik  Gelombang yang mampu membawa energi melalui ruang hampa Gelombang mekanik  Gelombang yang tidak mampu membawa energi melalui ruang hampa PANJANG GELOMBANG (λ)  Ukuran satu siklus getaran lengkap (satu puncak dan satu lembah)  Satuan: meter Tentir RIK 2019 3  FREKUENSI  Seberapa sering partikel bergetar saat melewati suatu medium  Satuan: meter / sekon (Hertz / Hz) PERIODE  Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai satu siklus getaran lengkap  Satuan: sekon AMPLITUDO  Amplitudo adalah simpangan maksimum perpindahan partikel pada suatu dari acuan horizontal medium  Semakin besar amplitudo suatu gelombang, semakin besar energi yang dibawa gelombang tersebut KECEPATAN  Jarak yang ditempuh oleh suatu titik tertentu pada gelombang dalam interval waktu tertentu  Dipengaruhi oleh jenis medium yang dilewati gelombang tersebut  Kecepatan Cahaya o Pada ruang hampa: 300.000 km/detik o Lebih lambat pada medium yang lebih padat Tentir RIK 2019 4  REFLEKSI REFRAKSI  Syarat terjadinya refraksi : Cahaya melawati dua medium yang berbeda kepadatannya (Indeks refraksi  semakin padat suatu medium, semakin tinggi indeks refraksinya) Gelombang menuju medium kedua dengan membentuk sudut Media refraksi jernih/transparan Jika medium 2 lebih padat dibanding medium 1, cahaya dibiaskan mendekati sumbu (garis tegak lurus terhadap permukaan medium kedua), dan sebaliknya  Hukum Snell DISPERSI  Pembiasan cahaya pada panjang gelombang yang berbeda Tentir RIK 2019 5  θ1: sudut cahaya awal θ2: sudut cahaya refraksi n1: indeks refraksi medium 1 n2: indeks refraksi medium 2 Lensa Konveks  Mengkonvergensi cahaya  Bayangan yang dibentuk dapat asli (real) maupun virtual, tergantung posisi objek Lensa Konkaf  Mendivergensi cahaya  Bayangan yang dibentuk selalu virtual Tentir RIK 2019 6 Tentir RIK 2019 7  Gelombang bunyi = getaran udara yang menempuh perjalanan  Terdiri dari: a. daerah tekanan tinggi yang disebabkan oleh kompresi (compression) molekul udara b. daerah tekanan rendah yang disebabkan oleh penghalusan (rarefaction) dari molekul udara.  Kecepatan bunyi: o Di udara: 344 m/detik o Lebih cepat pada medium yang lebih padat o Tidak dapat melewati ruang hampa Tentir RIK 2019 8 Satuan intensitas bunyi adalah desibel (dB). Semakin tinggi amplitudo gelombang semakin tinggi intensitas bunyinya. Tentir RIK 2019 9   Jumlah siklus gelombang/detik  Hertz  1 Hertz = 1 gelombang/detik  Semakin tinggi frekuensi bunyi, semakin tinggi nada (pitch) yang dihasilkan Tentir RIK 2019 10 Tentir RIK 2019 11 Tahapan penerimaan dan transduksi suara 1. Gelombang suara mencapai gendang telinga dan dikonversi menjadi getaran 2. Getaran tersebut dihantarkan melalui tulang-tulang pendengaran (martil/maleus, landasan/inkus, dan sanggurdi/stapes) 3. Getaran dari tulang pendengaran akan diteruskan melalui tingkap/jendela oval, dan menggetarkan cairan koklea (Ingat, koklea itu bukan cangkang kosong!) 4. Cairan koklea mendorong membran koklea yang fleksibel (yang warna biru) di bagian yang sesuai dengan frekuensinya. Di membran itu tuh, ada sel rambut yang bengkok karena getaran, lalu memicu pembukaan kanal ion, memicu sinyal kimia 5. Sinyal / impuls kimia tersebut dihantarkan antar sel menggunakan neurotransmitter hingga ke otak 6. Getaran tadi terdisipasi (terurai) setelah dikeluarkan melalui tingkap bundar Telinga manusia sangat sensitif terhadap bunyi karena:  Amplifikasi mekanik oleh telinga tengah o Luas area gendang telinga sekitar 30 kali lebih besar dari jendela oval o Tekanan pada jendela oval meningkat dengan faktor yg sama  Tulang-tulang pendengaran bertindak sebagai tuas dengan keuntungan mekanis (sekitar 2x lipat)  Pada rentang frekuensi sekitar 3000 Hz, ada peningkatan tekanan pada gendang telinga akibat resonansi liang telinga (sekitar 2x lipat)  Total amplifikasi mekanik tekanan suara dalam kisaran 3000 Hz:  30x2x2=120 Tentir RIK 2019 12  Manusia dapat mendengar bunyi pada frekuensi 20-20.000 Hz Telinga paling sensitif pada frekuensi 200-4000 Hz Salah satu fungsi membran basilar koklea adalah pengenalan nada  Pada basis: tebal dan kaku  nada tinggi  Pada apeks: tipis dan fleksibel  nada rendah Tentir RIK 2019 13  O2 HUKUM GAS DAN HIDRODINAMIKA Fluida adalah materi yang partikel pembentuknya mudah bergerak dan berubah letak tanpa terjadi pemisahan 1. Pengertian Gelombang massa, dan selamanya berubah bentuk 2. Klasifikasi Gelombang di bawah pengaruh tegangan geser 3. Sifat Gelombang (shear stress) 4. Cahaya 5. Sifat Gelombang Cahaya  Mempunyai kecenderungan untuk 6. Hukum Snell tumpah atau melayang tanpa 7. Refraksi pada Lensa wadah atau tempat menampung 8. Mata Manusia 9. Bunyi 10. Telinga Manusia  Materi yang mengikuti bentuk wadahnya dan medapat bentuk permukaan yang ditetapkan dengan adanya gravitasi  Contoh : air, sirup  Sifat cairan  Mempunyai volume tetap tetapi bentuk selalu berubah  Mengikuti bentuk wadahnya  Tidak mudah dimampatkan  Mengalir  Materi yang secara bebas mengisi seluruh ruang/wadah yang tersedia, berapapun besarnya, dan memperoleh densitas yang sama di seluruh ruang  Contoh: Oksigen pada suhu kamar Tentir RIK 2019 14  Sifat gas  Mengikuti bentuk dan volume wadah yang ditempati  Dapat dimampatkan  Mengalir 1. Molekul gas selalu bergerak secara acak 2. Energi kinetik molekul gas berbanding lurus dengan suhu (Kelvin) 3. Volume molekul gas sangat kecil dibandingkan volume yang ditempatinya 4. Gaya antar molekul gas dapat diabaikan 5. Terdapat benturan elastik antara molekul gas dengan dinding wadahnya 1. Hukum Boyle  Pada suhu tetap, terdapat hubungan terbalik antara tekanan dan volume P 1 x V 1 = P2 x V 2  Suhu konstan  Volume rendah, tekanan tinggi dan sebaliknya  Contoh: sistem pernapasan Tentir RIK 2019 15 2. Hukum Poiseuille  Makin besar diameter pembuluh, makin besar kecepatan alirannya  Semakin jauh dari dinding pembuluh, semakin tinggi kecepatan alirannya  Pembelajaran mengenai fluida yang bergerak  Fluida: materi yang mengalir– gas (udara), cairan (air) Tentir RIK 2019 16 Penggunaan prinsip Hemodinamika  Pertukaran cairan di kapiler  Teknik pengukuran tekanan darah  Prosedur diagnosis berkaitan dengan penyakit kardiovaskuler dan kelainan darah Pada sistem kardiovaskuler Tentir RIK 2019 17 Darah Mengalir di Kapiler  Tekanan hidrostatik: – Tekanan pada pembuluh kapiler oleh cairan di dalamnya – Cenderung mendorongair keluar dari kapiler  Tekanan onkotik (tekanan osmotik koloid):  Tekanan yang cenderung menahan cairan di dalam pembuluh, akibat perbedaan konsentrasi solut yang lebih besar dibandingkan sekitarnya. NFP = Pc - Pif – Пp + Пif  Tekanan hidrostatik kapiler (Pc)  Tekanan hidrostatik jaringan interstisiel (Pif)  Tekanan osmotik koloid plasma (Пp)  Tekanan osmotik koloid jaringan interstisiel(Пif)  Tekanan filtrasi + = filtrasi  – = absorpsi Tentir RIK 2019 18 Tentir RIK 2019 19  O3 BIOLISTRIK Bioelektrisitas: segala yang bersangkutan dengan dengan 11. Dasar fisika biolistrik kelistrikan yang dihasilkan oleh 12. Sejarah biolistrik tubuh. 13. Definisi Kelistrikan: berkaitan dengan 14. Potensial membran muatan, ion dalam tubuh dan 15. Komposisi ion tubuh medan listrik yang dihasilkan oleh 16. Kanal ion ion dan muatan tersebut, serta 17. Pompa Na+–K+ ATPase tegangan yang dibangkitkannya. 18. Dua jenis gradien 19. Potensial membran istirahat 20. Potensial aksi “The idea grew 21. Jenis sinyal bioelektrik that in the animal dalam tubuh itself there was an indwelling electricity. We were strengthened in such an assumpion of a very fine nervous fluid that during the phenomenon flowed into the muscle from the nerve, similar to electric current... “ – Luigi Galvani, 1791 (1737–1798)  Voltase (V) satuan energi potensial yang dihasilkan berbagai kutub  Beda potensial voltase yang diukur antara 2 GGk  Arus listrik (I) aliran listrik di antara 2 GGk (dibawa oleh ion)  Tahanan (R) hambatan pada aliran listrik Tentir RIK 2019 20  Insulator substansi yang memiliki tahanan listrik besar (mis. mielin)  Konduktor substansi yang memiliki tahanan listrik rendah (mis. sitoplasma) Pemisahan muatan yang berlawanan melintasi membran sel atau perbedaan jumlah relatif kation dan anion di cairan intraselular dan ekstraselular (kapasitansi) Faktor penentu potensial membran: – Gradien konsentrasi ion -> dipertahankan pompa (Na+)(K+)ATPase – Permeabilitas membran terhadap ion -> membran semi permeabel & kanal ion Jadi, bisa kita amatin nih. Karena plasma dan cairan interstitial itu termasuk CAIRAN EKSTRASELULAR, biasanya yang rame itu Natrium sama Klorida. Natrium sama klorida itu bisa diibaratkan dua sejoli yang tak terpisahkan temen-temen :))))) Sebaliknya, yang rame di CAIRAN INTRASELULARadalah Kalium. Kalo dipikir- pikir, kok bisa? Nanti belajar di bagian potensial membran ya! Tentir RIK 2019 21 Kanal Pasif  Terbuka tanpa rangsang  Pada keadaan istirahat, membran sel lebih mudah dilalui oleh K+ dibandingkan Na+ karena terdapat jauh lebih banyak kanal pasif K+ dibandingkan kanal pasif Na+ Kanal Berpintu  Pengaturan kimia  Pengaturan listrik/voltase  Pengaturan mekanik Tentir RIK 2019 22 Dalam keadaan istirahat, antara sisi dalam dan luar membran sel terdapat suatu beda potensial yang disebut dengan potensial istirahat sel (cell resting potential). Potensial ini berpolaritas negatif di sisi dalam dan positif di sisi luar membran sel. Tentir RIK 2019 23  – Gradien kimia: ditimbulkan oleh perbedaan konsentrasi satu ion di kedua sisi membran plasma Konsentrasi kalium intrasel yang tinggi cenderung menyebabkan K+ meninggalkan sel Gradien listrik: ditimbulkan oleh perbedaan jumlah total partikel bermuatan positif dan negatif di kedua sisi membran plasma.  Kelebihan muatan partikel negatif di dalam sel menyebabkan intrasel bermuatan negatif.  Perhatikan bahwa meskipun konsentrasi K+ tetap lebih tinggi di dalam sel, imbangan TOTAL dari muatanlah yang penting  {lebih banyak muatan (+) di luar sel dibandingkan di dalam sel}\ Ekuilibrium kimia: Saat proses difusi menyebabkan terdapatnya sejumlah ion tertentu (spesifik) yang sama di kedua sisi membran Ekuilibrium elektrik: Saat jumlah TOTAL ion (+) dan (-) sama di kedua sisi membran (beda potensial = 0) Tentir RIK 2019 24  Jumlah kedua gradien, kimia dan elektrik. Gradien “keseluruhan” ini hanya berlaku untuk satu ion Cth: “gradien elektrokimia Na+ ” atau“ gradien elektrokimia K+ ” Gradien elektrokimia menunjukkan kecenderungan arah pergerakan ion (kedalam atau ke luar sel) Pada ekuilibrium elektrokimia, baik konsentrasi maupun gaya elektrik ≠ O, melainkan keduanya seimbang dan berlawanan Untuk K+  Gaya gradien konsentrasi mengarah ke luar sel  Gaya gradien elektrik mengarah ke dalam sel  Mendekati imbangan keadaan istirahat Untuk Na+  Gaya gradien konsentrasi mengarah ke dalam sel  Gaya gradien elektrik mengarah ke dalam sel  JAUH dari imbangan keadaan istirahat (tendensi KUAT ion Na+ untuk masuk ke DALAM sel) Tentir RIK 2019 25 Tentir RIK 2019 26 Potensial transmembran meningkat atau menurun  Akibat perubahan sementara pada permeabilitas membran oleh pembukaan atau penutupan kanal ion berpintu  Ingat: pergerakan ion menimbulkan sinyal listrik Jenis sinyal 1. Potensial berjenjang (graded potential) 2. Potensial aksi Jenis aktivitas 1. Depolarisasi – bagian dalam sel menjadi kurang negatif (mengarah ke 0 mV) 2. Repolarisasi – potensial membran kembali ke potensial membran istirahat 3. Hiperpolarisasi – bagian dalam sel menjadi lebih negatif dibandingkan potensial membran istirahat Tentir RIK 2019 27 Tentir RIK 2019 28 Kegiatan listrik otot Kegiatan listrik jantung Sinyal listrik otak Tentir RIK 2019 29  O4 TERMODINAMIKA Ilmu yang mempelajari penggunaan 1. Termodinamika energi termasuk panas dan berbagai 2. Hukum Termodinamika I bentuk energi lain, terutama kerja 3. Hukum Termodinamika II mekanik serta kaitannya dengan suhu, 4. Siklus energi pada volume dan tekanan yang manusia menggambarkan fisika sistem 5. Keseimbangan energi termodinamika. pada manusia 6. Keseimbangan panas pada manusia  Jumlah energi dalam alam semesta tetap  Alam semesta dianggap sebagai suatusistem tertutup (tidak ada yg dpt masuk/keluar)  Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain sehingga jumlah total energi dalam sistem tertutup tetap  Manusia merupakan sistem terbuka: pertukaran materi dan energi dengan lingkungan  Semua proses spontan alamiah akan berubah dari keadaan teratur menjadi tidak teratur=entropi  Membuat dan mempertahankan keteraturan dalam tubuh manusia (sistem terbuka) membutuhkan asupan energi  Kehilangan energi ke sekitar tanpa penggantian sehingga entropi sistem terbuka tersebut ↑ (contoh: proses penuaan) Tentir RIK 2019 30 Tentir RIK 2019 31  01 FISIKA RADIASI Fisika radiasi sangat penting fungsinya dalam dunia kesehatan terutama untuk mendeteksi bagian – bagian dalam tubuh manusia yang kurang mudah untuk di jamah oleh alat – alat biasa. Fisika radiasi juga dapat digunakan untuk mendeteksi dan mendiagnosis beberapa tipe penyakit secara tepat dan akurat. Dihasilkan oleh tumbukan partikel electron Radiasi Dalam Pengobatan yang melaju dengan kecepatan tinggi dan dihentikan secara tiba - tiba seperti yang  Sinar X terjadi di dalam tabung rontgen. Hasil dari  Sifat Sinar X pemberhentian secara tiba tiba itulah yang akan membuat electron melepaskan bagian energinya untuk memproduksi sinar x yang akan di fokuskan dan menghasilkan gambar bagian tubuh manusia. Gambar tabung electron dalam mesin rontgen  Sinar X juga memiliki beberapa sifat yang harus diperhatikan dalam pemanfaatannya, seperti: - Pancarannya menyebar - Bersifat karsinogenik jika melewati ambang batas - Memiliki tingkat energi yang tinggi, sehingga dapat mempengaruhi kerja sel dan susunan DNA dalam tubuh - Dapat diserap oleh tubuh Jenis radiasi yang di timbulkan oleh Sinar X ada 3, yaitu: - Radiasi primer: radiasi yang berasal dari tabung Sinar X, mengarah ke pasien tanpa mengalami perubahan arah dan hanya mengalami perubahan jumlah - Radiasi sekunder: adalah radiasi yang keluar dari obyek dan tidak searah dengan sinar primernya - Radiasi hambur Contoh lain penggunaan radasi dalam bidang kesehatan adalah: - Sterilisasi alat kesehatan, dengan syarat: o Tidak menimbulkan residu kimia o Lebih mematikan pathogen o Tidak mungkin tercemar - Penggunaan Co-60 dalam terapi tumor atau kanker sel tumor atau sel kanker sifatnya lebih sensitif terhadap radiasi, sehingga radiasi memungkinkan untuk merusak atau menghilangkan sel tersebut, yaitu dengan cara memfokuskan radiasi ke tempat tertentu. - PET (Positron Emision Tomography) untuk mengidentifikasi ketidaknormalan yang terjadi pada suatu organ tubuh. Gambar Hasil Scan PET  Walaupun penggunaan radiasi ini legal dalam dunia kesehatan, tenaga – tenaga ahli kesehatan harus tetap menimbang baik buruknya bagi pasien. Jangan sampai menyalahi etika hukum kesehatan, dimana resiko yang diterima pasien melebihi manfaat yang akan didapatkan pasien. Dosis yang digunakan pun harus sesuai dengan dosis efektif, yaitu dosis yang besarnya sama pada semua bagian tubuh. Jika terjadi kesalahan dalam penggunaan alat radiasi ini, efek yang di timbulkan dapat merusak tubuh manusia dalam 3 kategori: 1. Efek Somatic Non-Stochastic: Yaitu efek yang ditimbulkan secara langsung jelas dampaknya, dapat terlihat pada anggota tubuh yang terpapar oleh radiasi. 2. Efek Somatic Stochastic Yaitu efek yang ditimbulkan karena akumulasi bahan atau partikel radioaktif sampai akhirnya melewati ambang rangsang. Efek ini bersifat: - Probabilitas, sehingga tidak menentu kapan terjadi, juga terjadi atau tidaknya - Dapat dicegah - Terbentuk dalam waktu yang sangat lama 3. Efek genetic stochastic: Yaitu efek yang mempunyai impact besar bagi kehidupan manusia. Efek ini dapat merubah struktur gen dalam individu tertentu dan dapat menimbulkan kanker. Efek ini dapat menurun ke generasi selanjutnya. Efek radiasi pun dibagi menjadi 2 berdasarkan kisaran setelah paparan: - Efek Langsung Adalah dampak yang langsung terjadi pada tubuh manusia, seperti tergantinya rangkaian DNA atau RNA setelah terkena paparan radiasi tinggi. - Efek Tidak Langsung adalah dampak yang membutuhkan waktu yang lama untuk merasakan efek nyatanya. Bekerja mempengaruhi, contohnya membentuk radikal bebas di dalam tubuh yang dapat merusak sel – sel karena kehadirannya.  Untuk meminimalisir dampak ini, ada beberapa bahan kimia yang dimanfaatkan untuk membersihkan sisa radiasi dan radioprotector atau disebut radiosanitizer. Contohnya: - Pemanfaatan methotrexate dan vit k dalam Btw guys, materi ini pembersihan sisa radiasi dalam tubuh paling banyak keluar - Pemanfaatan golongn sulfihydril untuk di ujian loh. meminimalisir dampak langsung atau Jadi, semangat yak! absorbansi radiasi ke tubuh manusia SISTEM IMUN Tentir RIK 2019 36  O1 IMUNOLOGI DASAR 1. Pengertian, fungsi, sel  Imunitas adalah kemampuan tubuh penyusun untuk menahan atau 2. Morfologi, fungsi, lokasi menghilangkan benda asing atau 3. Struktur kelenjar limfe dan sel abnormal yang berpotensi resirkulasi limfosit merugikan. (Sherwood, 2007)  Fungsi dari sistem imun: (Sherwood, 2007) 1. Mempertahankan tubuh dari patogen invasive misalnya virus dan bakteri penyebab penyakit 2. Menyingkrikan sel dan jaringan yang rusak, serta membantu penyembuhan luka 3. Mengenali dan menghancurkan sel abnormal (immune surveillance) mekanisme pertahanan internal utama terhadap kanker. 4. Melakukan respons imun, serta menghasilkan antibodi Tentir RIK 2019 37  Asal Usul Sel Imun Tentir RIK 2019 38  g a Leuk m struktur jumlah fungsi osit b a r Granula kasar dan 1-3 % dari Eosinofil mengeluarkan bahan-bahan kimia besar berwarna jumlah total sel untuk menghancurkan cacing parasitic dan oranye kemerahan darah putih. berperan dalam reaksi alergik. pada sitoplasmanya. Terdapat pada Fagositosik lemah. Mengandung peroksidase Nukleusnya memiliki 2 jaringan yang dan fosfatase, yaitu enzim yang mampu E lobus. mengalami menguraikan protein. Dalam detoksifikasi o inflamasi dan histamine yang diproduksi sel mast dan si alergi. jaringan yang cedera saat inflamasi n berlangsung o fi l G r a Granula besar yang mengeluarkan n bentuknya tidak histamine untuk meningkatkan aliran darah ul beraturan berwarna ke jaringan yang cedera dan os ungu kehitaman. heparin untuk membantu mencegah it Nukleus satu lobus penggumpalan darah intravaskuler serta sulit terlihat. berperan dalam reaksi alergik B a Kurang dari 1 % s dari jumlah total o sel darah putih fi l Tentir RIK 2019 39  Granula pada 60% dari jumlah Spesialis fagositosik yang melimpah dan sitoplasma dan total sel darah mampu menelandan menghancurkan bahan N nukleusnya berlobus putih yang tidak diinginkan (bakteri dan sel-sel e mati) u tr o fi l 30 % dari jumlah total sel darah Limfosit terdiri dari 2 tipe: Agranulosit, - Limfosit B (sel B) berubah menjadi sel putih Mengandung nucleus plasma, yang mengeluarkan antibody Ada dua jenis. tunggal bulat secara tidak langsung menyebabkan Sel T dansel B berwarna biru gelap destruksi benda asing (imunitas yang li keduanya yang dikelilingi lapisan diperantarai antibodi = imunitas humoral) m berfungsi untuk tipis f imunitas adaptif sitoplasma.(mononuclea - Limfosit T (sel T) secara langsung o dan kekebalan r) menghancurkan sel yang terinfeksi virus dan si tubuh t sel Abnormal dengan mengeluarkan bahan- bahan kimia yang melubangi sel korban A (imunitas yang diperantarai olehsel = g imunitasseluler) r a Agranulosit, 3-8 % dari n merupakan sel darah jumlah total sel ul terbesar, Nucleus darah putih os besar, berbentuk Leukosit yang it seperti telur, yang berukuran paling Sangat fagositik dan aktif. Sel ini siap dikelilingi sitlopasma besar. bermigrasi melalui M berwarna biru Pembuluh darah. Jika monosit telah o Keabuan pucat. meninggalan aliran darah. Maka,sel ini n (mononuclear), menjadi histiosit jaringan (makrofagtetap). o Monosit akan berubah menjadi makrofag si yang berfungsi sebagai fagosit dan t mempresentasikan antigen kepada sel limfosit. Tentir RIK 2019 40 Tentir RIK 2019 41 Tentir RIK 2019 42  O2 STRUKTUR ORGAN LIMFE (LYMPH ORGANS) Fungsi: Berperan dalam 1. Organ limfoid primer hematopoiesis (pembentukkan 2. Organ limforid sekunder eritrosit) dan lymphopoiesis 3. Kelenjar limfe (pembentukkan limfosit) 4. Resirkulasi limfosit 1. Bone marrow  Proses pembentukan limfosit melibatkan jaringan limfoid peripheral, timus dan sumsum tulang merah.  Sumsum tulang merah menjaga populasi limfosit agar tetap normal dengan cara memproduksi Sel Hemositoblas terus membelah di dalam sumsum tulang merah untuk mengahasilkan sel punca limfoid (lymphoid stem cell) yang akan menjadi segala tipe limfosit nantinya. Proses: Nice to know ;) 1. Sumsum tulang merah memproduksi 2 macam sel punca limfoid 2. Satu macam sel punca akan tetap berada di sumsum tulang belakang dan satunya lagi bermigrasi ke Timus untuk mengalami proses maturasi. 3. Sel punca limfoid di sumsum tulang merah akan membelah dan memproduksi sel NK dan sel B yang belum matur. 4. Perkembangan sel B di sumsum tulang merah dibantu oleh sel stromal 5. Sel stromal juga memproduksi interleukin-7 (IL-7) untuk mendukung diferensiasi sel B Tentir RIK 2019 43 2. Thymus (child  Timus memproduksi beberapa hormone penting untuk menunjang perkembangan dan perawatan pertahanan immunological, salah satunya Timosin.  Fungsi timosin mendukung perkembangan dan maturasi dari sel-sel limfosit. Proses pematangan sel T  Sel limfosit khususnya sel T di bagian korteks timus aktif membelah  Sel T akan bermigrasi menuju bagian medulla ketika sudah matur  Setelah 3 minggu sel T akan meninggalkan timus melalui pembuluh darah di bagian medulla. Fungsi:  Tempat interaksi APC (antigen presenting cell) dengan sel T  Mempresentasikan antigen ke sel limfosit yang menstimulasi imunitas adaptif. o Lymph Nodes  Fungsi nodus limfa adalah membersihkan cairan limfa sebelum sampai ke vena (membersihkan antigen yang terdapat dalam limfe). Tentir RIK 2019 44  Alur Limfe Limfatik aferen  sinus  sinus subcapsular (mengandung serat reticular, makrofag, dan sel dendritis  korteks luar  korteks dalam  medulla  limfatik eferen. Tentir RIK 2019 45  o Spleen (Limpa)  Terletak pada tulang rusuk ke 9 hingga ke 11  Fungsi dari limpa pada sistem imun secara garis besar adalah menyingkirkan sel darah yang abnormal dengan cara fagositosis dan menginisiasi respon imun dari sel T dan sel B terhadap respon antigen di dalam peredaran darah. Jalur Peredaran Darah Limpa [Nice to know] o Associated Lymphoid Arteri limpa  masuk ke bagian Hilum Tissue with Other Organs  bercabang menjadi beberapa MALT (Mucosal Associated arteri (arteri trabecular)  kapiler  Lymphoid Tissue) terletak red pulp  vena kecil  vena pada lapisan mukosa sel trabecular. epitel saluran pencernaan, urinaria, respirasi, dan reproduksi. MALT yang terletak di:  Esofagus sampai lambung disebut dengan GALT (Gut-Associated Lymphoid Tissue)  Bronkus disebut dengan BALT (Bronchus-Associated Lymphoid Tissue)  Kulit disebut dengan SALT (Skin-Associated Lymphoid Tissue) Tentir RIK 2019 46  [Nice to Know] Berdasarkan karakteristik dan letaknya, beberapa contoh dari MALT terdiri atas: Tonsil Bercak Apendiks Peyer Tonsil adalah Bercak peyer adalah Di dalam apendiks jaringan limfoid jaringan limfatik juga terdapat dalam rongga mulut yang terletak di aggregated lymphoid yang terlihat seperti dalam/dibawah sel nodules yang tonjolan mukosa epitel saluran berfungsi untuk: pencernaan, maka Membunuh patogen dari itu disebut yang hendak sebagai aggregated melewati usus besar lymphoid nodules. Membentuk Limfosit T memori Tentir RIK 2019 47 [Tonsil] Tentir RIK 2019 48 [Bercak Peyer] mengandung :  Limfosit  Sel dendritik  Solubel material (seperti: antigen) dari jaringan yang masuk melalui afferent lymphatic channels dan keluar melalui efferent lymphatic channels. Tentir RIK 2019 49  Struktur Limfe :  Kortex : o Primary follicle o Secondary folicle, merupakan area sel B  Germinal Centre  Mantle layer  Paracortex, merupakan area sel T  Medula :  Medulla cords, area sel plasma Tentir RIK 2019 50 Tentir RIK 2019 51  Limfosit dalam pembuluh limfe Kelenjar limfe Pembuluh Thoracic Jaringan Sirkulasi tubuh darah Proses 1. Diawali dengan keluarnya cairan dari kapiler darah 2. Jika tekanan cairan interstisium > tekanan di kapiler limfatik 3. Mendorong cairan masuk melalui celah antarsel saluran limfatik dan menjadi cairan limfe Tentir RIK 2019 52 Tentir RIK 2019 53  O3 RESPON IMUNITAS DAN MEKANISMENYA 1. Respon imunitas Apapun sifat material asing yang 2. Klasifikasi sistem imun masuk ke dalam tubuh, terdapat 3. Antibodi dan antigen 4. Imunisasi beberapa langkah dasar dalam respon imun internal: (1) Deteksi dan identifikasi zat asing, (2) Komunikasi dengan sel-sel kekebalan lainnya untuk mengumpulkan respon yang terorganisir, (3) Rekrutmen bantuan dan koordinasi respon, dan (4) Penghancuran atau penindasan penyerbu. Nice to Know  Tidak semua dapat dihancurkan oleh sistem kekebalan tubuh.  Dalam beberapa kasus, yang dapat dilakukan oleh tubuh adalah mengendalikan kerusakan dan menjaga agar patogen tidak menyebar.  Contohnya: o Bakteri yang menyebabkan tuberkulosis, o Parasit malaria yang bersembunyi di dalam sel-sel hati, o Virus herpes yang terkadang menyebabkan munculnya luka dingin atau lesi genital Tentir RIK 2019 54  Innate Adaptive Waktu Respon Jam Hari Spesifisitas Terbatas dan sudah pasti Beragam, semakin meningkat selama respon imun Respon terhadap Identik dengan respon Lebih cepat daripada Infeksi Berulang primer respon primer 1. Respon Imun Spesifik (Didapat /Adaptif) 1. Respon Imun non Spesifik (Innate/Bawaan)  Mencegah masuknya dan menyebarnya mikroorganisme dalam tubuh serta mencegah terjadinya kerusakan jaringan Tentir RIK 2019 55   Tidak membedakan jenis ancaman sehingga merespon sama terhadap semua jenis ancaman dan didapatkan sejak lahir Pertahanan garis pertama Faktor Fisik Epidermis kulit Melindungi tubuh dari masuknya mikroba Membran mukosa Menghambat masuknya berbagai mikroba Mukosa Menahan mikroba di saluran pernafasan dan gastrointestinal Rambut Menyaring mikroba dan debu di rongga hidung Kelenjar Air mata akan mencuci berbagai iritan dan mikroba lacrimalus Saliva Mencuci mikroba dari permukaan gigi dan membran mukosa mulut Urin Mencuci mikroba dari uretra Defekasi dan Mengeluarkan mikroba dari dalam tubuh muntah Faktor Kimia Membentuk lapisan pelindung tipis berasam di atas Sebum permukaan kulit untuk menghambat pertumbuhan mikroba Zat anti mikroba di keringat, air mata, air liur, nasal Lisozim secretion, dan cairan jaringan (melisiskan bakteri) Merusak bakteri dan toksin di lambung dengan sekresi HCl Getah Lambung yang bersifat asam Zat asam yang menghambat pertumbuhan bakteri dan Sekresi Vagina membilas bakteri ke luar dari vagina Tentir RIK 2019 56 Pertahanan garis kedua 1. Substansi antimikrobakterial Interferon Melindungi sel host dari infeksi virus Menyebabkan mikrolisis mikroba; mendorong Sistem komplemen fagositosis, memicu inflamasi Iron binding protein Menghambat pertumbuhan bakteri tertentu Protein antimikrobial (AMP) Mempunyai aktivitas antimikroba spektrum luas; Membunuh sel-sel target yang terinfeksi dengan 2. Natural killer sel cara melepaskan perforin dan granzim 3. Fagosit Menghancurkan benda-benda asing menahan dan menghancurkan mikroba, mengawali 4. Inflamasi pemulihan jaringan Efek interferon; menghambat pertumbuhan mikroba, 5. Demam mempercepat reaksi tubuh Tentir RIK 2019 57 Interferons IFN tidak mencegah virus menempel ke dan menjejali sel tuan rumah, namun menghentikan replikasi. Mekanisme Kerja  Limfosit, makrofag, dan fibroblas yang terinfeksi virus menghasilkan protein yang disebut interferon.  Setelah dihasilkan oleh sel yang terinfeksi virus, Interferon berdifusi ke sel tetangga yang tidak terinfeksi,  Lalu menginduksi sintesis protein antivirus yang mengganggu replikasi virus Tentir RIK 2019 58 (Mekanisme kerja interferon dalam mencegah replikasi virus) SISTEM KOMPLEMEN  Protein komplemen ditandai dengan huruf C, dari C1-C9.  Sekelompok protein yang diproduksi di hati dan beredar di plasma darah dan jaringan di seluruh tubuh biasanya tidak aktif.  Ketika diaktifkan, protein-protein ini "melengkapi" atau meningkatkan reaksi-reaksi kekebalan Tentir RIK 2019 59 Tentir RIK 2019 60 IRON BINDING PROTEIN  Menghambat pertumbuhan bakteri tertentu dengan mengurangi jumlah besi yang tersedia  Contohnya o Transferin (ditemukan dalam darah dan cairan jaringan) o Laktoferin (ditemukan dalam susu, air liur, dan lendir) o Ferritin (ditemukan di hati, limpa, dan sumsum tulang merah), o Hemoglobin (ditemukan dalam sel darah merah). NATURAL KILLER SEL  5-10% limfosit dalam darah  Sel NK menyerang sel-sel tubuh yang menunjukkan protein membran plasma abnormal.  Pengikatan sel NK ke sel target menyebabkan pelepasan granul yang mengandung zat beracun dari sel NK. Tentir RIK 2019 61  Aktivasi sel NK: 1. Sel NK mengenali sel abnormal di membran plasma, lalu melekat pada target 2. Nukleus dikelilingi badan golgi hingga menghadap langsung dengan sel abnormal 3. Golgi menghasilkan granula yang mengandung perforin 4. Perforin disekresi melalui eksositosis dan berdifusi melewati celah sempit antara sel NK dan sel target 5. Setelah terjadi interaksi, sel target lisis Tentir RIK 2019 62 Fagosit  Dua jenis fagosit utama adalah neutrofil dan makrofag Fase Fagositosis: 1. Chemotaxis 2. Adherence 3. Ingestion 4. Digestion 5. Killing Tentir RIK 2019 63 Tentir RIK 2019 64  INFLAMASI  Respon defensif tubuh yang tidak spesifik terhadap kerusakan jaringan.  Kondisi yang dapat menghasilkan peradangan: o Patogen o Lecet o Iritasi kimia o Distorsi atau gangguan sel o Suhu ekstrim  Karakteristik peradangan: o Kemerahan o Nyeri o Panas o Bengkak.  Peradangan juga dapat menyebabkan hilangnya fungsi di area cedera (misalnya, ketidakmampuan untuk mendeteksi sensasi), tergantung pada situs dan tingkat cedera. Tentir RIK 2019 65  Tiga tahap respon inflamasi: 1. Vasodilatasi dan Peningkatan Permeabilitas Pembuluh Darah 2. Perpindahan Fagosit dari darah ke cairan interstitial 3. Perbaikan Jaringan Tentir RIK 2019 66 2. Respon Imun Spesifik (Didapat /Adaptif) Diinisiasi oleh  Sel Dendritik: sel Monosit yang berperan sebagai Antigen Presenting cell/APC -> mempresentasikan antigen melalui molekul MHC klas-1 dan MHC klas-II  Sel berinti yang terinfeksi oleh patogen: mempresentasikan antigen melalui MHC klas-I Sel yang terlibat:  Limfosit T  Limfosit B Perbedaan Sel T dan Sel B Limfosit T Limfosit B Dimatangkan di Tymus Dimatangkan di bone marrow Dibag imenjadi 3 jenis sel T- Dibagi menjadi 2 jenis à B- helper, T-suppressor, T- memory, B-plasma cytotoxic Termasuk selular Termasuk humoral  Antigen yang dipresentasikan MHC Klas-I akan dikenali dan mengaktifkan Sel limfosit T sitotoksik (CD-8) akan membunuh sel yang terinfeksi Tentir RIK 2019 67  Aktivasi Limfosit CD-8 / T sitotoksik_ via MHC class-I Antigen yang dipresentasikan MHC Klas-II akan dikenali dan mengaktifkan Sel limfosit T helper (CD-4):  Membantu Sel B untuk membentuk Antibodi  Membantu Sel imun lain dalam pertahanan seluler Aktivasi Limfosit CD4 / T helper _ via MHC class-II Tentir RIK 2019 68 Aktifasi sel T oleh dendritik Subset T helper berkembang dari sel T naif yang distimulai sel Dendritik (APC) via MHC Klas_II 1. T helper membantu Sel Imun seluler lain, contohnya: a. Meningkatkan fagositosis sel makrofag b. Meningkatkan kapasitas presentasi antigen oleh sel-sel APC (sel Dendritik) Tentir RIK 2019 69 2. T helper dalam membantu Sel Limfosit B untuk proliferasi dan memproduksi antibodi A. Antigen  Imunogen: semua molekul yang dapat menginduksi /menghasilkan respon imun  Antigen: material yang dapat berinteraksi dengan produk respon imun spesifik yang dirangsang oleh Imunogen: Antibodi, TCR (T cell resceptor) Tentir RIK 2019 70  1. Antigen Komplit  Mampu menginduksi respon imun dan dapat bereaksi terhadap produknya (Ab). 2. Antigen Inkomplit/Hapten  Tidak dapat menginduksi respon imun (sel T/B) karena ada bagian yang tidak bisa diikat MHC  Bereaksi terhadap produknya  Harus berpasangan dengan molekul molekul lainnya untuk memicu respon imun  Hapten dapat dijadikan imunogen jika diikatkan dengan molekul besar / protein pembawa  Hapten menjadi Epitop pada protein pembawa.  Contoh Hapten: o Dinitrofenol o Antibiotik atau obat lain yg memiliki berat moleku rendah. Tentir RIK 2019 71  B. Antibodi 1. Struktur Antibodi  Antibodi berbentuk Y o Karakteristik bagian lengan dari Y menentukan spesifitas antiodi, yaitu dengan apa nanti antigen akan berikatan. o Sifat dari bagian ekor antibodi menentukan sifat fugsional antibodi, yaitu apa yang dilakukan antibodi setelah berikatan dengan antigen. o Dalam sebuah antibodi terdapat dua tempat pengikatan antigen identik. o Antigen binding fragmen (Fab, bagian pengikat antigen) ini bersifat unik karena hanya satu antigen tertentu yang dapat berikatan dengan antibodi. o Bagian ekor, atau disebut bagian konstan (Fc), mengandung tempat untuk mengikat mediator tertentu yang aktivitasnya diinduksikan oleh antibodi, yang berbeda beda sub kelasnya. Bagian ekor setiap antibodi dalam subkelas imunoglobin yang sama bersifat identik. Tentir RIK 2019 72 Tentir RIK 2019 73  o Sel Memori  Sel memori akan membentuk sel limfosit B baru dalam jumlah yang cukup dan serupa.  Sel memori juga akan bersirkulasi ke seluruh tubuh untuk mendalami seluruh jaringan limfoid, tetapi sacara imunologi, sel memori akan tetap dalam keadaan tertidur atau dorman sampai diaktifkan lagi oleh sejumlah antigen baru yang sama.  Pajanan berikutnya oleh antigen yang sama akan menimbulkan respon antibodi yang jauh lebih cepat dan kuat. [Respon Imun Sekunder] Tentir RIK 2019 74  2. Fungsi Antibodi Tentir RIK 2019 75  3. Sub kelas Antibodi Antibodi dikelompokan menjadi lima subkelas berdasarkan perbedaan dalam aktivitas biologisnya :  IgM : imunoglobin ini berfungsi sebagai reseptor permukaan sel B untuk mengikat antigen dan di sekresikan pada tahap-tahap awal respon sel plasma.  IgG : imunoglobin ini termasuk yang paling banyak di dalam darah, di produksi dalam jumlah besar ketika tubuh terpajan oleh antigen yang sama.  IgE : imunoglobin ini merespon dan melindungi tubuh dari cacing parasit dan juga merupakan mediator antibodi untuk merespon alergik umum contohnya asma.  IgA : imunoglobin ini ditemukan di dalam sekresi pencernaan, pernapasan, perkemihan dan kelamin, serta dalam air susu dan air mata.  IgD : terdapat banyak di permukaan sel B tetapi fungsinya belum diketahui secara pasti. Tentir RIK 2019 76  C. Respon Imun Primer dan Sekunder 1. Respon primer:  Kontak awal dengan suatu antigen  Respon antibodi baru terjadi beberapa hari kemudian setelah sel plasma terbentuk  Belum mencapai puncaknya dalam dua minggu  Respon imun lebih lambat dan lebih rendah karena tubuh belum menemukan antigen sebelumnya. Tentir RIK 2019 77  2. Respon Sekunder  Jika antigen yang sama kemudian muncul kembali  Sel memori yang berumur panjang akan melancarkan respons yang cepat, kuat, dan berlangsung lebih lama daripada yang terjadi pada respons primer.  Antibodi yang dihasilkan memiliki afinitas yang lebih tinggi untuk antigen daripada saat respon imun primer Tentir RIK 2019 78   Tindakan memasukkan suatu zat untuk memperkuat pertahanan tubuh (mendapatkan kekebalan)  Jenis imunisasi: Alami Aktif Buatan Imunisasi Alami Pasif Buatan A. Imunisasi Aktif  Suatu kekebalan yang diperoleh dengan memberikan antigen sehingga terjadi pembentukan antibody  Tubuh akan menghasilkan respon seluler dan humoral lalu sel memori dihasilkan. sehingga ketika antigen yang dikenali tersebut datang lagi, maka dapat menghasilkan respon imun sekunder yang jauh lebih kuat  Sifat : Prosesnya lambat tetapi dapat bertahan lama karena adanya memori imunologik  Umumnya antigen yang digunakan berupa: 1. Patogen yang dilemahkan (attenuated) 2. Patogen mati 3. Toksin (racun) atau toksoid (yang menyerupai) 4. Fragmen antigen saja  Jenis: 1. Imunitas Aktif Alami  Kekebalan yang diperoleh setelah seseorang sembuh dari penyakit  Contoh : Anak yang sembuh dari penyakit campak, dikemudian hari anak tersebut menjadi kebal terhadap campak 2. Imunitas Aktif Buatan Tentir RIK 2019 79   Kekebalan yang diperoleh setelah seseorang (dengan sengaja) diberikan pajanan mikroorganisme yang telah dilemahkan atau dimatikan -> Vaksinasi  Tubuh secara aktif membentuk antibodi sebagai respon terhadap vaksin yang diberikan. Menggunakan prinsip Respon Imun Sekunder  Tujuan: Merangsang/ mengaktifkan sistim kekebalan tubuh dengan membentuk antibodi Tentang Vaksin:  Vaksin: berasal dari bahasa latin vacca(sapi) dan vaccinia(cacarsapi)  Vaksin: bahan antigenik yang digunakan untuk menghasilkan kekebalan aktif terhadap suatu penyakit sehingga dapat mencegah atau mengurangi pengaruh infeksi oleh organisme alami atau “liar”. Tentir RIK 2019 80  Keuntungan Kerugian Jenis Vaksin Meniru infeksi alami Beberapa kasus Live attenuated vaccine, Rangsangan antigenik menimbulkan berasal dari pathogen yang adekuat patogenitas yang masih hidup, tapi Merangsang limfosit T Dapatmenimbulkan dilemahkan dan B virulensi virus Killed (inactivated) Umumnya memberi Tidak cukup aman pada vaccine, berasal dari proteksi jangka panjang penderita dengan pathogen yang sudah gangguan kekebalan mati Vaksin toksoid, berasal dari toksin (bukan sel pathogen) yang sudah dilemahkan Vaksin selular, berasal dari struktur tertentu dari sel pathogen A. Imunisasi Pasif  Penyuntikan sejumlah antibodi sehingga tubuh tidak perlu membuat sendiri  Sifat: Hanya bertahan sementara karena protein antibodi akan mengalami degradasi dan hal ini tidak merangsang pembentukan memori  Jenis: 1. Imunisasi Pasif Alami  Contoh: a) bayi yang baru lahir (Neonatus) mendapatkan kekebalansetelah mendapatkan transfer antibodi (IgG) secara transplacental (Melalui darah placenta) selama dalam kandungan b) IgA yang didapat bayi dari ASI 2. Imunisasi Pasif Buatan  Diperkenalkan oleh: Emil von Behring  Contoh: a) Proses buatan seperti memasukkan gamma globulin &antibodi monoclonal b) Penyuntikan ATS (Anti Tetanus Serum) pada orang yang mengalami luka kecelakaan c) Pada kasus Difteri, melalui prosedur menginjeksikan antibodi difteri secara langsung ke dalam tubuh penderita difteri Tentir RIK 2019 81   Tubuh(penderita difteri) tidak dirangsang untuk membentuk antibodinya sendir  Antibodi yang diinjeksikan dapat segera mengenali kuman difterinya (reaksi cepat) untuk segera dinon-aktifkan/dihancurkan Tentir RIK 2019 82  Lesmana, R., Goenawan, H., & Abdulah, R. 2017. Fisiologi dasar untuk mahasiswa farmasi, keperawatan dan kebidanan. Yogyakarta : Deepublish Publisher. Martini FH, Nath JL, Bartholomew EF. Chapter 22: Lymphatic system and immunity. Fundamentals of anatomy & physiology. 9th ed. San Fransisco, CA: Pearson Education; 2012. p785 Sherwood, L. (2007). Human Physiology: from Cells to Systems. CENGAGE Learning. Sherwood, L. (2012). Fundamentals of Human Physiology (4th ed.). USA: Brooks/Cole Cengage Learning. Sherwood L. Human physiology: from cells to systems. 9th ed. Boston: Cengage Learning, Inc; 2013. Tim Imunologi. Imunologi dasar [unpublished lecture notes]. Modul Ilmu Biomedik Dasar 1. Depok: Universitas Indonesia; lecture given 2018 Oct 17. Tentir RIK 2019 83  ANATOMI DASAR Tentir RIK 2019 84  O1 ANATOMI DASAR 1. Pembelajaran Anatomi Dalam Berbagai Skala 2. Organisasi Tubuh Mnausia 3. Nomenklatur  Dilihat langsung dengan mata 4. Orientasi Tubuh Manusia o Contoh: Jari, Kuku, 5. Penampang Tubuh Rambut  Dilihat dengan mikroskop o Contoh: Sel Darah, Virus, Makromolekul Tentir RIK 2019 85  1. Atom, penyusun terkecil yang berperan dalam reaksi kimia. Contoh: Karbon (C), Hidrogen (H) dan Oksigen (O) 2. Molekul, kumpulan dari dua atau lebih atom yang saling berikatan. Contoh: Materi Genetik (deoxyribonucleic acid atau DNA) 3. Sel, kumpulan molekul yang akan membentuk suatu unit struktural dan fungsional. Contoh: Sel Otot dan Sel Saraf 4. Jaringan, sekumpulan sel yang memiliki bentuk, ukuran dan fungsi yang sama. Contoh: Jaringan Ikat dan Jaringan Lemak 5. Organ, sekumpulan jaringan berbeda tipe yang mempunyai fungsi spesifik dengan bentuk yang berbeda. Contoh: Jantung dan Hati 6. Sistem Organ, gabungan dari beberapa organ yang bekerja berdasarkan fungsi yang sama. Contoh: Sistem Pencernaan 7. Organisme, hasil dari berbagai kumpulan sistem yang memiliki sifat untuk saling mempengaruhi dan memiliki sifat untuk hidup. Contoh: Manusia Tentir RIK 2019 86  1. Caput (Kepala)  Frontal/Sinciput: Dahi  Facies: Wajah o Nasal: Hidung o Orbital: Mata o Buccal: Pipi o Oral: Mulut o Mentum: Dagu  Auris: Telinga 2. Cervical (Leher) Tentir RIK 2019 87  3. Truncus: Badan Tentir RIK 2019 88   Thorax: Dada  Abdomen: Perut  Umbilical: Pusar  Lumbar: Pinggang  Pelvis: Pinggul  Dorsum: Punggung 4. Membrum Superius: Anggota Gerak Atas  Acromial: Pundak  Cingulum Pectorale o Scapula o Clavicula  Axilla: Ketiak  Brachium (Humerus): Lengan Atas Tentir RIK 2019 89   Antecubital: Siku Depan  Olecranal: Siku Belakang  Antebrachial (Radius, Ulna): Lengan bawah  Manus: Tangan o Carpal: Pergelangan Tangan o Palmar (Metacarpal): Telapak Tangan o Phalanges: Jari Tangan o Pollex: Jempol Tangan 5. Membrum Inferius (Anggota Gerak bawah)  Cingulum Pelvicum o Os Ilium o Os Ischium o Os Pubis  Gluteus  Coxa: Tungkai Atas Tentir RIK 2019 90   Inguinal: Pangkal Paha  Femur: Paha  Genu: Lutut  Patella: Tempurung Lutut  Tibia: Tulang Kering  Fibula/Sural: Betis  Pedis: Kaki o Tarsal: Pergelangan Kaki o Calcaneal: Tumit o Metatarsal/ Plantar: Telapak Kaki o Phalanges: Jari Kaki o Hallux: Jempol Kaki 1. Anterior (ventral): letaknya mendekat ke depan 2. Posterior (dorsal): letaknya mendekat ke belakang 3. Superior (kranial): letaknya mendekat ke atas (kepala) 4. Inferior (kaudal): letaknya mendekat ke bawah (menjauhi kepala) 5. Medial: letaknya mendekat ke garis tengah tubuh 6. Lateral: letaknya menjauhi garis tengah tubuh 7. Internal: menjauhi permukaan tubuh 8. Eksternal: mendekati permukaan tubuh 9. Proksimal: mendekati batang tubuh 10. Distal: menjauhi batang tubuh Tentir RIK 2019 91 1. Sagital/Medial: Membagi tubuh berdasarkan garis vertical menjadi dua bagian, kanan dan kiri. 2. Koronal/Frontal: Membagi tubuh berdasarkan garis vertical menjadi dua bagian, depan dan belakang. 3. Axial/Lateral/Transversal: Membagi tubuh berdasarkan garis horizontal menjadi dua bagian, atas dan bawa Tentir RIK 2019 92 BIOLOGI SEL Tentir RIK 2019 93  O1 PERBEDAAN SEL PROKARIOTIK DAN EUKARIOTIK Perbedaan Prokariotik Eukariotik Berasal dari bahasa Berasal dari bahasa YunanI, eu Definisi Yunani, yaitu pro yang yang berarti asli dan karyon berarti sebelum berarti inti (nucleus) Protista, fungi, animalia, Contoh organisme Bakteria & Archaea plantae DNA di dalam nukleolid— DNA di dalam nukleus— Lokasi DNA tidak memiliki membrane memiliki dua lapisan membrane Lokasi transkripsi Transkripsi di nukleus, translasi Sitoplasma dan translasi di sitoplasma Lebih besar, 10-100 Ukuran Kecil, 1-10 mikrometer mikrometer Bentuk kromosom Sirkuler, tidak berhiston Linear, berhiston Letak DNA Sitoplasma Nukleus, mitokondria, kloroplas Senyawa kompleks, Senyawa simple, selulosa dan Dinding sel peptidoglikan kitin Pembelahan Biner Meiosis dan mitosis Tentir RIK 2019 94  O2 STRUKTUR ORGANISASI SEL DAN FUNGSINYA  Mengandung informasi genetik 1. Nukleus  Terdapat nucleus envelope (selaput 2. Ribososm nukleus) yaitu lapisan penutup 3. Retikulum endoplasma nukleus yang berfungsi sebagai 4. Badan golgi pemisah konten nukleus dengan 5. Lisosom sitosol. 6. Vakuola  Terdapat pore complex pori-pori 7. Kloroplas yang pada bibirnya berfungsi 8. Mitokondria untuk mengatur keluar masuknya 9. Peroksisom protein, RNA, dan makromolekul. 10. Sitoskeleton 11. Flagela dan silia  Terdapat Nuclear lamina dan 12. Sentrosom matriks nuclear membantu 13. Perbedaan hewan dan mengorganisasikan materi genetik tumbuhan agar berfungsi secara efisien Tentir RIK 2019 95  Terdapat Nuclear lamina, filament protein yang berfungsi untuk menyokong bentuk nukleus.  Fungsi: sebagai pusat informasi, informasi genetik, tempat sintesis rRNA, Menyintesis mRNA  Terbentuk dari rRNA dan protein  Ribosom bebas → terdapat di sitosol  Ribosom terikat → terikat pada bagian terluar RE atau nuclear envelope.  Fungsi: tempat melakukan sintesis protein  Dibagi menjadi 2 : a. RE halus.Fungsinya: proses metabolisme, sintesis lemak, metabolisme karbohidrat, detoksifikasi, dan penyimpanan ion kalsium. b. RE kasar.Fungsinya: sekresi protein oleh ribosom yang menempel pada permukaan RE kasar & membentuk membran dengan menambahkan protein membrane dan fosfolipid (sama seperti RE halus)  Terbentuk dari cisternae.  Pada tumpukan golgi, terdapat bagian cis dan trans yang berfungsi sebagai bagian penerima dan pengiriman. Cis berada di dekat RE.  Hasil dari RE menghilangkan menggantikan monomer gula sehingga menghasilkan karbohidrat yang beragam.  Fungsinya: Pusat penerimaan, penyortiran, pengiriman hasil RE dan pembentukan makromolekul  Fungsinya: pencernaan (menghidrolisis) makromolekul  Pencernaan intraselular → amoeba/eukariot uniselular makan secara fagositosis → vakuola makanan terbentuk dan bergabung dengan lisosom → enzim lisosom mencerna makanan  Autofagi → mendaur ulang material organik sel dengan enzim Tentir RIK 2019 96  Organel turunan  badan golgi  Vakuola ada 3 1. Vakuolaberfungsi fagositosis 2. Vakuola kontraktil yang berfungsi memompa air berlebihan keluar dari dalam sel (osmoregulasi) 3. Vakuola sentral (pada tumbuhan) berfungsi penyimpanan ion organic, berperan penting dalam pertumbuhan sel  Memiliki DNA dan ribosom sendirI  Memiliki membran ganda  Memiliki membran tilakoid yang membentuk stako yang disebut grana  Membran tilakoid membungkus ruang yang disebut lumen tilakoid dan berada di ruang yang disebut stroma  Fungsi: tempat terjadinya reaksi fotosintesis (reaksi terang di membran tilakoid, reaksi gelap di stroma)  Memiliki DNA dan ribosom sendirI  Memiliki membran ganda sehingga memiliki ruang intermembran (di antara dua membran) dan matriks (di dalam membran dalam)  Membran dalam membentuk lekukan yang disebut krista  Fungsi Mitokondria : sebagai pusat respirasi selular, yaitu proses metabolisme yang menggunakan oksigen untuk membentuk ATP dengan mengekstraksi energi dari glukosa, lemak, dan sumber energi lain Berfungsi untuk oksidasi, memecah asam lemak menjadi molekul yang lebih kecil menggunakan oksigen, detoksifikasi di hati dengan cara memisahkan atom hidrogen dari molekul dan mengirimkannya ke O2, menghasilkan H2O2, namun juga memiliki nezim untuk mengubah H2O2 menjadi air  Yaitu kumpulan serat yang berada pada sitoplasma Tentir RIK 2019 97  Berfungsi sebagai penyokong secara mekanis untuk menjaga bentuk sel dan untuk pergerakan (interaksi antara sitoskeleton dan protein motor)  Bagian-bagian dari sitoskleton o Mikrotubula  Protein tubulin- -maintenance bentuk sel, pergerakan sel, pergerakan kromosom, pergerakan organel o Mikrofilamen  protein aktin—maintenance bentuk sel, perubahan bentuk sel, kontraksi otot, streaming in plant cells (aliran sitoplasma), pergerakan sel, pembelahan sel hewan o Filamen intermediate  banyak protein—maintenance bentuk sel, anchorage of nucleus dan organel lain, pembentukan nuclear lamina  Flagella bergerak dengan gaya yang bergelombang; silia memiliki kekuatan bergerak yang berubah-ubah dan recovering strokes. Silia berfungsi untuk menggerakkan cairan ekstrasel Flagella berfungsi sebagai alat pergerkan sel (lokomotor)  Tempat tumbuh dan pusat pembentukan miktotubula  Di dalamnya ada 2 sentriol a. Kloroplas b. Vakuola sentral c. Dinding sel d. Plasmodesma a. Lisosom b. Sentrosom c. Flagela & silia Tentir RIK 2019 98  O3 MAKROMOLEKUL PEMBENTUK KOMPONEN SEL  Nukleotida → Polinukleotida → 1. Asam nukleat Asam Nukleat 2. Karbohidrat  Contohnya adalah DNA dan RNA: 3. Protein i) DNA 4. Lipid  Pada umumnya, struktur double helix (2 rantai polinukleotida) Basa nitrogen antar rantai polinukleotida bersifat complementary, dengan ikatan hydrogen (A-T dan G-C) Basa yang terdapat pada DNA adalah A, G, T dan C (adenin, guanin, timin, dan sitosisn)  Gula pada nukleotida DNA adalah gula deoksiribosa Berfungsi untuk menyimpan ii) RNA  Pada umumnya, rantai tunggal  Basa nitrogen pada RNA adalah A, G, U, dan C (U = Urasil) Tentir RIK 2019 99   Berfungsi dalam ekspresi gen dan/dengan sintesis protein  Berfungsi sebagai penyusun iii) Nukleotida  Terdiri dari fosfat, gula, dan basa nitrogen  Basa nitrogen terdiri dari: 1. Purin: Adenin (A) dan Guanin (G) 2. Pirimidin: Cytosine (C) dan Thymine (T) di DNA dan Uracil (U) di RNA  A berikatan dengan T/U  C berikatan dengan G 1. Monosakarida  Fungsi:  Hasil penguraiannya sebagai nutrisi untuk sel (glukosa).  Rangka karbonnya menjadi bahan untuk sintesis molekul organik kecil (asam amino dan asam lemak)  Klasifikasinya: 1. Berdasarkan jumlah karbonnya a. Triosa (C3H6O3) b. Pentosa (C5H10O5) c. Heksosa (C6H12O6) d. Rangenya 3-7 karbon. 2. Berdasarkan letak gugus karbonilnya 1. Aldosa (mengandung gugus aldehid pada ujung rangka karbonnya) 2. Ketosa (mengandung gugus keton di rangka karbonnya) Tentir RIK 2019 100  Aldosa Ketosa Gliseraldehid Dihidroksiaseton Triosa (produk pemecahan (produk pemecahan glukosa) glukosa) Ribosa Ribulosa(Interme diet Pentosa (komponen RNA) fotosintesis) Glukosa dan Galaktosa Heksosa Fruktosa (sumber (sumber energi) 2. Disakarida  Terdiri dari 2 monosakarida yang berikatan glycosidic (kovalen) dengan reaksi dehidrasi.  Contohnya: a. Maltosa: glukosa x glukosa b. Sukrosa: glukosa x fruktosa c. Laktosa: glukosa x galaktosa 3. Polisakarida  Monomer → Polimer → Makromolekul  Fungsi: o Penyimpanan: glikogen (hewan), starch (tumbuhan). o Struktural: selulosa (tumbuhan), kitin (menguatkan eksoskeleton pada arthropoda dan dinding sel jamur). Tentir RIK 2019 101   Large molecule non-polimer  Terdiri dari molekul hidrofobik 1. Lemak (trigliserida)  Terdiri dari gliserol dan 3 asam lemak.  Asam lemak: rangka karbon panjang, memiliki gugus karboksil.  Gliserol 2. Fosfolipid  Penyusun membran sel  Terdiri dari gliserol dan 2 asam lemak.  Membentuk fosfolipid bilayer dalam air. 3. Steroid  Memiliki rangka 4 cincin karbon  Fungsi: o Molekul pemberi sinyal (sebagai hormon) o Komponen pada membran sel (kolesterol) Tentir RIK 2019 102  Terkonstruksi oleh 20 asam amino  Ikatan antar asam amino → ikatan peptida  Polipeptida yang sudah diproses sedemikian rupa sehingga menjadi suatu molekul yang fungsional.  Terdiri dari 1/lebih polipeptida. Asam amino (monomer)  Senyawa organik  Memiliki gugus amino dan gugus karboksil  Asam amino Esensial: tidak diproduksi tubuh.  Asam amino Non-esensial: diprodiksi oleh tubuh. Polipeptida (Polimer Asam Amino)  Polimer penyusun protein. Fungsi Protein  Sebagai enzim: mengkatalis reaksi di dalam tubuh.  Penyimpanan: menyimpan asam amino. (contoh: ovalbumin pada telur)  Protein hormonal (contoh: insulin)  Protein motor dan kontraktil: untuk motorik tubuh. (contoh: aktin dan myosin)  Protein defensif: perlawanan terhadap penyakit (contoh: antibodi)  Protein transpor: mentranspor zat tertentu (contoh: Hemoglobin, protein integral pada membran sel)  Protein reseptor: merespon stimulus kimiawi. (contoh: protein membran sel ginjal saat mendeteksi ADH mengubah permeabilitas membran sel tersebut)  Protein struktural: sebagai penyokong (contoh: keratin dan kolagen) Tentir RIK 2019 103  O4 STRUKTUR DAN FUNGSI MEMBRAN SEL 5. Membran sel manusia  Fungsi: 6. Jenis protein membran 1. Isolasi fisik 2. Pengaturan pertukaran zat antara sel dengan lingkungannya 3. Komunikasi sel dengan lingkungannya 4. Penyokong structural 5. Karbohidrat untuk respons imunitas  Pembentuk  lipid (phospholipid), protein, dan karbohidrat  Struktur: 1. Phospholipid  lipid bilayer amphipatic → hidrofilik (suka air) dan hidrofobik (takut air) 2. Cholesterol  membantu fluiditas (mencegah rantai asam lemak berkumpul dan mengkristal) dan stabilitas membran 3. Glycoprotein  karbohidrat yang menempel pada protein 4. Karbohidrat 5. Membran protein Tentir RIK 2019 104  a. Protein integral/transmembran  memanjang sepanjang lebar lipid bilayer. Memiliki bagian hidrofilik dan hidrofobik b. Protein peripheral  molekul polar, ada di permukaan 6. Glikolipid  karbohidrat yang menempel pada lipid Tentir RIK 2019 105  Protein Integral Lokasi: menembus lapisan fosfolipid bilayer (termasuk bagian hidrofobik). Fungsi: sebagai penguhubung atau saluran bagi senyawa larut air berukuran kecil bahkan air itu sendiri. Protein Periferal Lokasi: terikat longgar pada permukaan membran, menempel pada bagian fosolipid (tidak menembus lapisan bilayer). Fungsi: pembawa zat secara selektif, reseptor, dan juga penghubung sel satu dengan sel lainnya, selain itu juga berfungsi dalam mengatur membuka bagian dari protein integral. (campbell, p.129) Transporter Membran ○ Channel protein Gated channel  terbuka dan tertutup karena respons dari sinyal Mechanically gated Voltage gated Chemically gated Open channel  selalu terbuka o Carrier proteins 1. Uniport  membawa satu substrat 2. Symport  2 atau lebih substrat, searah 3. Antiport  2 atau lebih substrat, beda arah Docking marker acceptors, sebagai akseptor penanda penambatan, pada protein yang terletak di permukaan dalam membran. Bekerja dengan memberi sinyal pada vesikel sekretori, yang kemudian vesikel sekretori tersebut, mensekresi zat yang dibutuhkan tubuh dan menuangkan zat ke luar sel dengan eksositosis. (Sherwood indo, p.63) Membrane-bound enzymes, sebagai enzim terikat membran. Yang mengontrol reaksi kimia tertentu di luar ataupun di dalam sel. (protein yang berada di permukaan dalam ataupun luar membran, bisa integral dan perifer) Sebagai reseptor, fungsi dari protein yang berada di permukaan luar sel. Cara kerjanya mengenali dan berikatan dengan molekul spesifik di lingkungan sel. Jadi molekul yang ada dalam darah tidak akan “terpanggil” oleh sel yang tidak memiliki reseptor bagi molekul tsb. Contoh : hormon TSH dialirkan melalui darah, dan hormon ini akan melekat pada kelenjar tiroid Tentir RIK 2019 106  untuk hormon TSH ini digunakan kelenjar tiroid memproduksi hormon tiroid. Walaupun penyebaran hormon TSH ke seluruh tubuh, namun TSH hanya akan melekat pada kelenjar tiroid. Sebagai molekul perekat sel atau cell adhesin molecule (CAM). Tugas bagi protein pada permukaan luar membran. Membentuk kait yang mampu mengikat sel lain (seperti saling berpegangan) dan untuk mengikat pada serat jaringan ikat antar sel. Sebagai pengenal diri. Tugas dari protein pada membran luar sel dan yang berikatan dengan karbohidrat (glycoprotein). Mengenali diri di sini adalah antar sel sejenis ataupun antar sel beda jenis. Contoh : kumpulan sel secara campur yang terdiri dari sel otot dan sel saraf, maka mereka akan menyortir diri mereka atau memisahkan diri. (Sherwood Indo, p.64) · gambar susunan protein pada membran sel (sherwood) Tentir RIK 2019 107  O5 JENIS TRANSPOR MEMBRAN 7. Mengapa perlu? Sebenarnya apa yang mendasari 8. Berdasarkan kebutuhan adanya perbedaan jenis-jenis energi 9. Berdasarkan protein transport membrane? transporter Ini terjadi karena adanya beberapa aspek ketika suatu zat melewati suatu membran, yaitu adanya beberapa zat yang lebih mudah larut dalam lemak dan perbedaan ukuran pada partikel. Partikel yang mudah larut dalam lemak dapat langsung masuk ke dalam membrane, begitu juga partikel dengan ukuran kurang dari 0.8 nm juga dapat masuk melalui gerbang protein. Sedangkan zat yang tidak mudah larut dalam lemak dan ukuran yang besar membutuhkan bantuan untuk masuk ke dalam sel melalui membran. Sehingga dibutuhkan berbagai jenis transport membran untuk dapat memindahkan berbagai jenis zat dan molekul melewati membran sel. Transpor membran juga dibagi menjadi aktif dan pasif. Transport pasif tdak memerlukan energy untuk pergerakan, sedangkan transport aktif memerlukan energy (ATP). Transpor pasif: memiliki alur transpor dari gradien tinggi ke rendah, tidak membutuhkan ATP. Transpor aktif: memiliki alur transport dari gradient rendah ke tinggi, membutuhkan ATP Difusi pasif melalui perbedaan konsentrasi (difusi sederhana) Tentir RIK 2019 108  Dari hipertonis ke hipotonis Molekul/zat yang berpindah Contoh: difusi O2 pada membran paru-paru. Gambar animasi difusi (Campbell, p.133) Osmosis pada membran semi permeable  Dari hipotonis ke hipertonis  Air yang berpindah  Kondisi dimana tidak terjadi perubahan atau perpindahan pelarut yaitu isotonic. Gambar osmosis. Campbell, p.134  Pada sel hewan: Apabila cairan di luar sel memiliki konsentrasi lebih tinggi daripada di dalam sel (hipertonik) maka sel akan kekurangan cairan (krenasi), kalau di luar sel lebih rendah (hipotonik), maka akan kelebihan cairan dan pecah (lisis).  Pada sel tumbuhan: bergantung dari tekanan turgor, kondisi normal adalah turgid (pada lingkungan (hipotonik) sel membengkak , apabila lingkungan isotonik tidak ada cairan masuk maka sel melemah dan tumbuhan layu, sedangkan pada kondisi hipertonik sel mengerut dan terjadi plasmolysis. Tentir RIK 2019 109  DIfusi terfasilitasi (Campbell, p.135)  Memberikan jalan bagi zat atau molekul polar atau zat yang secara pasif terhambat melewati lipid bilayer pada membran sel. Terfasilitasi (dibantu) oleh protein, yaitu protein gerbang (channel protein) dan protein pembawa (carrier protein).  Protein gerbang atau saluran protein memfasilitasi air atau molekul spesifik (seperti ion) untuk melewati membran. Contoh : aquaporin pada sel darah merah & sel ginjal.  Protein pembawa bergantian bentuk membawa zat melewati membran saat berubah bentuk. protein ini memiliki sifat seperti enzim, yaitu bekerja pada zat yang spesifik dan berikatan dengan zat tersebut. Contoh: memudahkan difusi molekul besar seperti asam amino dan glukosa.  Pergerakan zat terlarut dari hipotonis ke hipertonis  Melawan gradien konsentrasi  Membutuhkan ATP Pompa  Contoh: Pompa Na+ dan K+ 1. Mempertahankan potensial membran -70mV pada sel saraf dan -90mV pada sel otot. 2. Dengan cara melakukan pertukaran ion melewati membran dari konsentrasi rendah menuju konsentrasi tinggi, sehingga membutuhkan ATP untuk dapat terjadi. Tentir RIK 2019 110  3. Proses terjadinya ialah keadaan konsentrasi yang tidak seimbang antara K+ dan Na+, dimana K+ lebih tinggi konsentrasinya di dalam sel dibanding di luar. sedangkan Na+ lebih tinggi konsentrasinya di luar sel dibanding di dalam. 4. Pompa mengubah bentuknya untuk bentuk K+ dengan 2 slot dan Na+ dengan 3 slot. 5. Dari setiap slot bagi K+ memiliki afinitas yang berbeda dengan slot Na+ (gambar 1 - 3) 6. Na+ akan dipompa ke luar sebanyak 3 ion, karena dilihat dari gradient, Na+ akan dominan masuk ke dalam sel begitu juga bagi ion K+, dan pompa ini berfungsi untuk menjaga agar nilai potensial tetap pada angka istirahat membran. 7. Setiap pompa ion mengikat Na+ yang kemudian K+ akan membutuhkan masing-masing ikatan 1 gugus fosfat dari ATP. Kotranspor  Energi dari ATP secara tidak langsung, secara langsung energi di dapat dari gradien konsentrasi zat lain  Contoh: Gambar kotranspor Campbell, P. 138 Eksositosis dan Endositosis 1. Eksositosis  Molekul ukuran besar  Zat dalam vesikula transpor keluar dari sel dengan vesikulanya berfusi dengan membran plasma (contoh: sekresi insulin) 2. Endositosis  Molekul ukuran besar Tentir RIK 2019 111   Membran plasma membentuk vesikula → fagositosis, pinositosis, endositosis bereseptor  Contoh: 1. Fagositosis : sel menelan partikel dengan perpanjangan pseudopodia dan membentuk kantong yang disebut vakuola makanan, yang berfusi dengan lisosom yang mengandung enzim hidrolitik. (memakan partikel). 2. Pinositosis : membran sel melekuk & membentuk vesikel- vesikel kecil membawa zat terlarut yang dilepaskan di dalam sel. (meminum partikel). 3. Endositosis bereseptor : Pinositosis yang spesifik untuk zat yang bereseptor (mengambil zat tertentu yang diperlukan). cth : kolesterol yang dibawa ke dalam sel guna sintesis membran sel. Tentir RIK 2019 112 1. Transport tanpa protein (difusi sederhana) Menggunakan prinsip difusi, dimana makromolekul dapat melewati membrane berdasarkan tingkat konsentrasi zat. 2. Transport melalui protein channel Dimana protein pada membrane, terutama protein integral yang mempunyai saluran sebagai pintu masuk atau keluar dari beberapa molekul (yang berupa hidrofilik), karena hanya terbuka saat ada suatu rangsang contohnya listrik atau kimiawi 3. Transport melalui protein carrier Dimana molekul berikatan terlebih dahulu dengan protein yang bersifat selektif seperti enzim, yang kemudian dibawa protein ke dalam atau keluar membrane, dengan menuruni gradient 4. Transport melalui pompa protein Dengan penggunaan energi berupa ATP untuk dapat merubah afinitas suatu protein terhadap suatu ion agar ion tersebut dapat berikatan dengan protein yang kemudian dapat dilepaskan ke dalam atau keluar membrane sel, transport ini bersifat melawan gradient. Tentir RIK 2019 113  O6 PROSES PEMBENTUKAN POTENSIAL MEMBRAN ISTIRAHAT 10. Potensial membran Potensial membrane istirahat terjadi istirahat karena pembentukan ion negative di 11. Berdasarkan kebutuhan energi sitosol dan bagian dalam membran, 12. Berdasarkan protein serta pembentukan ion positif dengan transporter jumlah sama pada ECF dan bagian luar membrane.  Terjadi karena adanya pemisahan muatan berlawanan atau karena perbedaan jumlah kation dan anion di ECF dan ICF  Perbedaan konsentrasi → menyebabkan beda potensial, tetapi dalam keadaan tetap  Jadi, jumlah kation dan anion tidak sama, karena kalo imbang maka tidak ada beda potensial.  Terdapat pada sel peka rangsang, yaitu sel yang akan memberi jawaban jika diberi rangsang dengan melakukan suatu perubahan pada kandungan konsentrasi ion-ion. Contoh: Sel Saraf, Sel Otot  Di ICF: terdapat lebih banyak K (Eq: -90mV)  Di ECF: terdapat lebih banyak Na (Eq: +60mV)  Pada keadaan istirahat lebih banyak channel K+ yang terbuka daripada Na+ sehingga nilai potensial membran lebih mendekati Eq K+ (-90mV) namun karena ada pengarruh Eq Na+ walau sedikit sehingga potensial membran menjadi -70mV Tentir RIK 2019 114  Secara kimia → ke luar K+ Secara elektro → ke dalam Secara kimia → ke dalam Na+ Secara elektro → ke luar  Distribusi ion di ECF dan sitosol tidak merata --> sitosol kaya akan K+, ATP dan asam amino, sedangkan ECF kaya akan Na+ dan Cl-. K+ memiliki kanal ion lebih banyak daripada Na+ sehingga jumlah potassium yang keluar dari sel lebih banyak daripada ion natrium. Kejadian ini menyebabkan bagian dalam sel menjadi lebih positif.  Kebanyakan anion tidak dapat keluar dari sel karena terikat pada protein  Na+-K+ A