KOMPOSISI KIMIAWI SEL DAN SISTEM KOLOID DRA HJ

KOMPOSISI KIMIAWI SEL DAN SISTEM KOLOID DRA. HJ. ELMATRIS SY, MS

Sel ↓ Satuan dasar kehidupan tubuh ↓ Organ ↓ Kesatuan beberapa sel yang berbeda-beda ↓ Beradaptasi →melakukan fungsinya

Tubuh Manusia Dewasa l↓ 2/3 didalam sel ← 56 % Cairan → 1/3 didalam ↓ ruang diluar sel Cairan Intraselluler ↓ Cairan ekstraselluler ↓ Terdapat ion dan bahan makanan yang diperlukan SEL ↓ Semua Sel hidup dalam lingkungan yang sama yaitu Cairan ekstraselluler → dis. lingkungan dalam dari tubuh atau milieu intrieur

Cairan ekstraselluler Mengandung : - Sejumlah besar ion Na+, ion Cl-, ion HCO 3 - Bahan makanan untuk sel seperti : O 2, glukosa, as. lemak, as. amino - CO 2 yang ditranspor dari sel untuk disekresikan. - Produk 2 sel lain (urea dan as, urat) Cairan intraselluler Mengandung : - Sejumlah ion K+, ion Mg++, ion PO 4 --- sedikit mengandung ion Na+, ion Cl-

Komposisi Kimia Cairan ektraseluler dan intraseluler Cairan ekstraseluler Cairan intraseluler Na+ K+ Ca+2 Mg+2 Cl. HCO 3 PO 4 -3 SO 4 -2 Glukosa Asam amino Kholesterol Fosfolipid Lemak netral PO 2 PCO 2 p. H Protein 142 m. Eq/l 4 m. Eq/l 2, 4 m. Eq/l 1, 2 m. Eq/l 103 m. Eq/l 28 m. Eq/l 4 m. Eq/l 1 m. Eq/l 90 mg/dl 30 mg/dl 0, 5 mg/dl 35 mm. Hg 46 mm. Hg 7, 4 2 gm/dl(5 m. Eq/l 10 m. Eq/l 140 m. Eq/l 0, 0001 m. Eq/l 58 m. Eq/l 4 m. Eq/l 10 m. Eq/l 75 m. Eq/l 2 m. Eq/l 0 - 20 mg/dl 200 mg/dl 2 - 95 mg/dl 20 mm. Hg 50 mm. Hg 7, 0 16 gm/dl(40 m. Eq/L)

Susunan Sel

Protoplasma : Substansi yang membentuk sel Protoplasma terdiri atas : 5 bahan dasar Yaitu : Air, Elektrolit, Protein, Lipid, Karbohidrat. Komposisi Kimia dari sel : 70 -85% Air, 10 -20% Protein, 2 -3% Lipid, 1% Karbohidrat dan 1% zat anorganik Lainnya Air - Medium utama sel Komposisinya 70% -85% dalam sel Berfungsi sebagai : Pelarut zat anorganik dan organik( sep: ion-ion, glukosa, sukrosa, asam amino, dan berbagai vitamin) - Sebagai medium pendispersi dari sistim koloid protoplasma

- Media transpor berbagai zat yang terlarut atau tersuspensi untuk berdifusi dari satu bagian sel ke bagian sel yang lain - Media dalam proses reaksi-reaksi enzimatis yang berlangsung di dalam sel - Mengabsorpsi panas dan mencegah perubahan yang drastis didalam sel Elektrolit yang terpenting didalam sel adalah : K+, Mg+2, PO 4 -3 , SO 4 -2 , HCO 3 -, dan sedikit Na+, Cl-, Ca+2. - Ion-ion ini terlarut dalam cairan sel - Terikat secara khusus pada molekul-molekul protein dan lipid.

Fungsi elektrolit - Fungsi osmosis, yaitu konsentrasi total elektrolit berpengaruh terhadap difusi air melintasi membran - Dapat menimbulkan reaksi-reaksi didalam sel - Diperlukan untuk kerja beberpa mekanisme pengaturan sel - Menentukan dan Mengatur aktifitas beberapa reaksi yang dikatalisis oleh enzimatik untuk metabolisme sel

PROTEIN l Protein merupakan komponen utama dalam sel hidup l 10 -20% massa sel mengandung protein KLASIFIKASI PROTEIN 1. Protein sederhana a. Protein serat - Rantai polipeptidak berlipat - tidak larut dalam air - memberikan peranan struktural contoh : Keratin, Kolagen, elastin

b. Protein globular(Contoh: Albumin, Globulin) - Merupakan enzim sel - Menyatu/melekat pada struktur membran sel - Mengkatalisis reaksi-reaksi kimia didalam sel Contoh : semua Enzim, Protein transpor pada darah, antibody, Protein penyimpan 2. Protein terkonyugasi l Metaloprotein l Glikoprotein l Nukleoprotein l Fosfoprotein l Protein-koenzim l Lipoprotein

Klasifikasi Protein Berdasarkan Fungsi Biologi l Protein enzim l Protein struktural l Protein kontraktil l Protein pengangkut l Protein pengatur hormon l Protein pertahanan Contoh : Glukosa Enzim protein CO 2 + H 2 O + Energi yang digunakan untuk fungsi sel

Lipid -Terdapat 2% dari massa sel -Pada umumnya sel mengandung fospolipid dan kholesterol -Kira-kira 95% dari massa sel mengandung trigliserida (lemak netral) - Berperan sebagai Cadangan Energi

• • • Peranan Biologi Yang Penting Dari Lipid Komponen struktur membran Komponen permukaan sel Bentuk energi cadangan Komponen dlm proses pengangkutan melalui membran

Contoh : Fosfatidilgliserol, fosfatidilkolin(lesitin), fosfatidiletanolamin(sefalin), fosfatidilinositol, fosfatidilserin, plasmolagen dan sfingomielin Struktur fosfolipid O R 1 – C – O – CH 2 O R 2 – C – O – CH S O H 2 C – O – P – O – CH 2 N+(CH 3)3 O– ekor kepala U S S

Karbohidrat - Sangat sedikit dalam fungsi struktural didalam sel → glikoprotein - Berperan utama dalam nutrisi sel - Komposisinya kira-kira 1 % dari total massa sel - 3% dalam sel otot - Kadang-kadang 6% didalam sel hati - Sejumlah kecil karbohidrat disimpan dalam sel dalam bentuk glikogen, merupakan polimer dari glukosa yang tak larut dan segera digunakan oleh sel untuk mensuplai kebutuhan energi

Struktur Fisik Sel ↓ Terorganisasi→ Organel Beberapa Organel dan struktur Sel Utama -Membran sel -Membran Nukleus -Retikulum Endoplasma -Aparatus Golgi -Mitokondria -Lisosom -sentriol

Struktur Fisik Sel

Membran sel - Menyelubungi sel, elastis dan tipis - Tebalnya 7, 5 nm s/d 10 nm - Hampir seluruhnya terdiri dari lipid dan protein dengan komposisi : 55% Protein, 25% fospolipid, 13% kholesterol, 4% lipid lainnya, dan 3% karbohidrat - Protein pada membran → Glikoprotein Yaitu : Protein integral (yang menonjol)→ sbgi Pengangkut Protein perifer (yang melekat pada permukaan membran) → Enzim

Gambar: Struktur Membran Sel

Sitoplasma dan Organelnya Cairan Bening pada Sitoplasma terdiri atas : -Protein yang larut -Elektrolit -Glukosa -Sejumlah kecil lipid -Tersebar lemak netral

Retikulum Endoplasmik(RE) - Dinding RE membran berlapis lipid ganda banyak sekali protein 30 – 40 x ›membran sel - Partikel-partikel yang melekat pada permukaan RE Ribosom terdiri atas campuran : asam ribonukleat(RNA) dan protein berfungsi pada sintesis protein di dalam sel. Aparatus golgi - Memiliki membran yang mirip RE Lisosom - Merupakan sistem pencernaan intraseluler kumpulan protein dengan enzim hidrolitik - + 40 enzim asam hidrolase, substansi dasar yang dicerna adalah protein, karbohidrat, lipid dan derivatnya. Peroksisom - Secara fisik mirip lisosom tapi lebih banyak mengandung enzim oksidase dari enzim hidolase - Berfungsi untuk membentuk peroksida (H 2 O 2)

Mitokondria - Mengandung asam deoksiribonukleat(DNA) - Dapat bereplikasi sendiri Nukleus - Pusat pengaturan sel - Mengandung sejumlah besar DNA

SISTEM KOLOID (SISTEM DISPERSI) KOLOID CAMPURAN SUATU ZAT YANG TIDAK DAPAT BERCAMPUR TERDIRI DARI : - FASA TERDISPERSI - FASA PENDISPESI DEFENISI : TERDISPERSINYA SUATU ZAT DALAM ZAT LAIN DENGAN UKURAN DIAMETER RENIKNYA 10 OA – 1000 OA / 0, 1 – 1 KOLOID - SOL - EMULSI - GEL - BUIH

Penggolongan Koloid/Sol l Hidrofop(tidak suka air) →suspensoid → fasa terdispersinya mempunyai sedikit afinitas dengan medium pendispersinya Fasa terdispersi : zat-zat anorganik(logam, sulfida, oksida) l Hidrofil(senang air) → emulsoid → fasa terdispersinya mempunyai afinitas yang besar dengan medium pendispersinya. Fasa terdispersi : zat-zat organik(amilum, protein sep; albumin, gelatin) Contoh-contoh koloid : - susu, agar-agar, tinta, sampho, awan dll - Cairan di dalam sel(sitoplasma)

SIFAT-SIFAT SISTEM KOLOID 1. EFEK TYNDAL 2. GERAK BROWN 3. ELEKTROFORESA 4. KOAGULASI DAPAT TERJADI : - MENCAMPUR 2 MACAM SOL YANG BERBEDA MUATAN - ELEKTROFORESIS - PEMANASAN - PENAMBAHAN ELEKTROLIT 5. KOLOID PELINDUNG CONTOH : Ca POSPAT SUKAR LARUT DALAM DARAH DIDAPATKAN DALAM BENTUK SUSPENSI KOLOID DALAM DARAH TERDAPAT PROTEIN KOLOID PELINDUNG

SOL EMAS + Na Cl 10% SOL EMAS + GELATIN + Na CL TIDAK GELATIN KOLOID PELINDUNG 6. ADSORPSI PEMURNIAN KOLOID A. CARA DIALISIS MEMBRAN SEMIPERMIABEL TAK SEMPURNA B. CARA ULTRAFILTRASI KERTAS SARING KE KOLODION POMPA VAKUM

KESETIMBANGAN DONNAN I II Na+ K+ Cl- I- I KESETIMBANGAN Na+ K+ ICl- II Na+ K+ ICl- - KOMP KIMIA SAMA -∏ I 2 II SAMA MEMBRAN S. P. TAK SEMPURNA l PERMIABEL ION : KECIL SEPERTI Na+, K+, Cl+ Il IMPERMIABEL ION : BESAR SEPERTI : R- (KOL)

I II Na+ R- Cl- I KESETIMBANGAN II Na+ Cl- R- MEMBRAN S. P. TAK SEMPURNA KESETIMBANGAN DONNAN - KOMP KIMIA TDK SAMA -∏ I 2 II TDK SAMA

KESETIMBANGAN DONNAN DAPAT TERJADI BILA : 1. Adanya membran s. p tak sempurna 2. Salah satu cairan harus mengandung satu ion koloid yang impermiabel

KESETIMBANGAN DALAM DARAH : - ERITROSIT (SEL DARAH MERAH) - PLASMA - ERITROSIT - PLASMA : Hb, PROTEIN, K+, Na+, Cl-, HCO 3: PROTEIN, K+, Na+, Cl-, HCO 3 - MEMBRAN SEL DARAH IMPERMIABEL TERHADAP : Hb, PROTEIN, Na+, K+ PERMIABEL TERHADAP Cl- & HCO 3 ANTARA SEL DARAH MERAH DENGAN PLASMA KESETIMBANGAN DONNAN

Pada keadaan setimbang [ Cl- ] SEL [ HCO 3 - ] SEL [ Cl- ] PLS = [ HCO 3 - ] PLS [ Cl- ] SEL. [ HCO 3 - ] PLS = [ Cl- ] PLS. [ HCO 3 - ] SEL [ Cl- ] SEL [ HCO 3 - ] SEL [ Cl- ] PLS [ HCO 3 - ] PLS Konstan SATU KONSENTRASI BERUBAH MAKA SEMUA KOMPONEN MERUBAH KONSENTRASI SEHINGGA KESETIMBANGAN TERCAPAI MISAL : SIKLUS PEREDARAN DARAH ANTARA PARU-PARU DAN OTOT DALAM OTOT SALURAN KAPILER DARAH PENGAMBILAN C 02 & PELEPASAN 02 C 02+ H 2 O CARBONIC ANHIDRASE HC 03 - (KARENA SUASANA BASA) H 2 C 03

HCO 3 - SEL NAIK ∏ DALAM SEL NAIK HCO 3 - PLASMA SEL > TERJADI DIFUSI DARI SEL SAMPAI TERJADI KESETIMBANGAN DARAH DARI JANTUNG 02 HCO 3 - SEL HCO 3 - PLASMA RENDAH MAKA TERJADI DIFUSI DARI PLASMA Cl. SEL PLASMA HCO 3 -

Daftar Kepustakaan l 1. Campbel Reece-Miychel, ”Biologi”, Ed 5, Jakarta, Erlangga, 2000. l 2. Lehninger, ”Dasar-dasar Biokimia”Ed 2, Jakarta Erlangga, 1990. l 3. Guyton & Hall, ”Fisiologi Kedokteran”, Editor Irawati Setiawan, Ed 9, Jakarta 1997. l 4. M. Sukmariah, A. Kamianti, ”Kimia Kedokteran”Ed 2 Jakarta, Bina Aksara, 1990. l 5. Subowo, ”Biologi Sel”, Ed 1, Bandung Angkasa, 1995.

TERIMA KASIH