BIOMEDIK

1
BIOMEDIK
2
Ilmu Biomedik adalah cabang ilmu sains kesehatan
yang menggunakan asas-asas dan pengetahuan dasar
ilmu pengetahuan alam untuk menjelaskan fenomena
hidup pada tingkat molekul, sel, organ dan
organisme utuh, hubunganya dengan penyakit dan
mencarikan serta mengembangkan bahan yang tepat
untuk mencegah, mengobati dan memulihkan
kerusakan akibat penyakit.
lmu Pengetahuan alam dasar yang tercakup di ilmu
biomedik 1. Biologi 2. Kimia
3. Fisika
Pendekatan ilmu Biomedik dilakukan melalui teknik
laboratorium, baik dengan bahan uji biologis yang
berasal dari penderita, dari lingkungan maupun
dari hewan coba.
3
KOMPOSISI TUBUH MANUSIA
Tubuh manusia tersusun atas beberapa unsur yang
bergabung membentuk sejumlah besar molekul Unsur
utama penyusun tubuh manusia adalah C, H, O, dan
N. Unsur tambahan lainya seperti Ca, P, K, S, Na,
Cl, Mg, Fe, Mn, dan I dengan persentase sebagai
berikut
4
Komposisi dasar tubuh manusia
5
Unsur lain yang terdapat dalam jumlah runut besi
(Fe)komponen dalam haemoglibin
mioglobin,yodium (I) komponen pada hormon
tiroid, zink (Zn) sintesis protein dan
pembelahan sel, tembaga (Cu) terlibat dalam
beberapa enzim, selenium (Se) berkaitan erat
dengan fungsi vitamin E, dan unsur2x runut lain
6

• Biomolekul kompleks utama pada tubuh manusia
• DNA (deoxynucleat acid)
• RNA ( ribodeoxynucleat acid)
• Polisakarida
• Lipid
• Protein

7

• 5 Komponen utama tubuh manusia
• Air (61 )
• Protein (17)
• Lemak (13,8)
• Mineral (6,1)
• Karbohidrat (1,5)

AIR Dilihat dari kepentingan Biomedik Air
merupakan produk akhir utama dari metabolisme
oksidatif makanan C6H12O6 O2
6CO2 6 H2O

energi Air memiliki komposis
dominan dalam tubuh manusia yaitu 61-65. Tubuh
yang sehat memiliki kemampuan Homeostatis. Homeost
atis ------ merupakan kemampuan tubuh untuk
memelihara
lingkungan internal (cairan) yang komposisinya
sesuai dengan
kesehatan Meliputi - Distribusi air dalam
tubuh - Pemeliharaan nilai pH
dan konsentrasi elektrolit yang tepat

8

• FUNGSI AIR DALAM TUBUH
• Sebagai solven Air dapat melarutkan lebih
  banyak zat daripada cairan
• lainnya.Zat yang larut dalam solven seperti
  air disebut solut, campuran
• tersebut akan berbentuk larutan. Disemua sel
  tubuh, zat dijaga agar
• tetap berada dalam bentuk larutan. Kenapa
  ????
• Tanpa air, keseluruhan sistem tidak akan
  berfungsi.
• Dalam transport (nutrisi , ekskresi) komponen
  utama sistem transport
• didalam tubuh, yaitu darah. Sehingga oksigen,
  nutrien dan zat esensial
• seperti hormon dan enzim akan dibawa ke dalam
  sel dan lokasi spesifik
• lainnya.
• Air menjadi wadah untuk mempertahankan
  konsentrasi elektrolit dalam
• tubuh (misalnya Na, K, Cl-, dan HCO3- ).
• Dalam pengaturan suhu.
• Pada pelumasan. Bertindak sebagai pelumas,
  karena merupakan
• kandungan utama dalam lendir dan cairan
  sebagai pelumas, Misalnya
• cairan sinovial (melumasi persendian), cairan
  perikardium (menghalangi
• jantung berbenturan dengan selaput pelindung
  luarnya)saat berdenyut.
• Sebagai reagen kimia. Air membantu proses
  digesti dalam reaksi

9

• SIFAT FISIKA AIR
• Secara alami berbentuk cair
• Bening dan tidak berasa
• Tidak memiliki bentuk tetap
• (berubah menjadi beku atau uap)
• Mampu menyesuaikan bentuk
• dengan bentuk wadahnya
• Tidak mudah ditekan
• Mampu mengalir

• SIFAT KIMIA AIR
• Dapat melarukan sebagian besar zat
• Dapat menghantarkan arus listrik
• Sebagai nukleofil
• Membentuk ikatan hidrogen
• Kemampuan air untuk berionisasi, karenanya
• dapat berkerja
• sebagai asam maupun basa.

10

• Pengatur keseimbangan air bergantung pada
  mekanisme hipotalamus
• Mengendalikan rasa haus pada hormon ADH
  (antidiuretik)
• Pada retensi atau ekskresi air pada ginjal
• Kehilangan evaporatif karena respirasi dan
  respirasi
• Kondisi kondisi akibat ketidakseimbangan air
  tubuh
• Deplesi air penurunan asupan air ke tubuh
• Peningkatan kehilangan cairan tubuh
• ex Pengeluaran keringat yang banyak
• Poliurea pada penderita diabetes
  melitus
• diare pada bayi
• Kelebihan cairan tubuh atau peningkatan asupan
  cairan
• ex pemberian cairan infus yang
  berlebihan
• penurunan ekskresi
• edema
• Kelainan genetik pada penderita diabetes infidus
  nefrogenik
• ditandai rasa haus yang tinggi -----
  asupan air yang tinggi
• tidak mampu memekatkan
  urine

11

• BERAT JENIS AIR
• Berat jenis air densitas air
• Densitas air adalah 1 g/cm3 atau dalam SI 1000
  kg/m3 . Tapi berat jenis atau densitas relatif
  air. hanya 1
• Prinsip densitas untuk tujuan diagnostik pada
  alat urinometer. Suatu alat untuk mengukur
  densitas urine pasien.
• AIR MERUPAKAN PELARUT BIOLOGIK YANG BAIK
• Kenapa ???
• 1. Air merupakan pelarut biologik yang ideal
  karena sifat
• kepolaran yang dimiliki air.
• 2. Dari strukturnya. Adapun sifat polar air,
  dikarenakan struktur
• molekul air yang tetrahedral bentuk miring
• 3. Membentuk molekul bipolar
• 4. Membentuk ikatan hidrogen
• 5. Merupakan nukeofilik yang sangat baik

12
2e-
H
H
O
O
2e-
H
1050
H
H
O
H
H
H
O
H
O
H
H
O
H
Akibat adanya 2 bh 2 elektron yang saling
menolak. Maka, sudut ikatan antara atom H lebih
kecil 1050 dari sudut tetrahedral normal
109,50.Tetra hedralnya yang miring, muatan
listrik diseluruh molekul air tidak merata.Sisi
oksigen yang berlawanan dengan hidrogen, relatif
lebih banyak e-. Istilah dwikutub/bipolar,
dikarenakan sebaran e- tidak merata. Ikatan
molekul air disentral dengan 4 molekul air
melalui ikatan hidrogen. Struktur ini merupakan
bentuk yang khas pada es
13

• IKATAN HIDROGEN PADA AIR
• Ikatan hidrogen menentukan struktur suatu
  molekul. Pada air, ikatan hidrogen memudahkan
  pengikatan molekul air bipolar dalam susunan yang
  teratur.
• Sebuah molekul air bipolar dapat berfungsi
  sebagai donor dan akseptor
• atom hidrogen.
• Ikatan hidrogen yang terbentuk dlm air yang
  cair bersifat sementara dan
• punya waktu paruh kira2x 1 us.
• Dalam bentuk es, satu molekul air bipolar akan
  berikatan dengan 4
• molekul air bipolar lainnya.
• Air merupakn nukleofil yang baik.Reaksi
  metabolik umumnya melibatkan
• serangan oleh ion atau molekul yang kaya
  elektron (nukleofil). Contohnya
• reaksi pada biosintesis atau penguraian
  protein, asam nukleat dan lipid
• Ikatan hidrogen air lebih lemah dibandingkan
  ikatan kovalen. Untuk memutuskan ikatn hidrogen
  hanya diperlukan energi 4,5 kkal/mol.

14
Ikatan hidrogen menstabilkan protein dan asam
nukleat. Sifat bipolar dan kemampuan air
membentuk ikatan hidrogen turut menentukan
kemampuannya untuk melarutkan banyak molekul
organik. Senyawa senyawa yang dapat membentuk
ikatan hidrogen dengan air senyawa -OH
Senyawa SH amina
ester aldehid
keton
Sifat bipolar air sangat mempengaruhi
interaksinya dengan biomolekul. DNA akan berlipat
sedemikain rupa (doublehelix) sehingga gugus
polar gula dan fosfat akan terpajan pada molekul
air.
PH Kepentingan biomedik Tubuh harus mempunyai
cara tersendiri untuk menjaga keseimbangan asam
dan basa dalam tubuh. Keseimbangan dalam tubuh
dipertahankan terutama keseimbangan konsentrasi
ion hidrogen (H) didalam cairan tubuh.
Mekanisme Homeostatis untuk kesetimbangan asam
basa adalah dgn sistem buffer Buffer adalah
suatu larutan kimia yang menolak adanya perubahan
pada pH.
15
Cairan tubuh baik intraselular ataupun
ekstraselular mempunyai sistem larutan penyangga.
Sistem buffer dipandang sebagai sistem yang
memiliki asiditas dan alkalinitas
cadangan. Sistem buffer/penyangga utama dalam
cairan intraselular adalah pasangan
dihidrogenfosfat dan monohidrogenfosfat (H2PO4-
dan HPO4-2) sistem ini bereaksi dengan asam dan
basa sbb HPO4-2 (aq) H (aq)
H2PO4- (aq) H2PO4- (aq)
OH- (aq) HPO4-2 (aq) H2O
(l) Adapun sistem buffer utama cairan luar
sel/ekstraselular darah adalah pasangan asam
karbonat, bikarbonat. Sistem ini bereaksi dengan
asam dan basa sbb H2CO3 (aq) OH-
(aq) HCO3- (aq) H2O (l)
HCO3- (aq) H ( aq)
H2CO3 (aq) Sistem buffer diatas menjaga pH
darah agar konstan, sekitar 7.35 7.4
16
Sistem buffer protein (serum dan
hemoglinin) Cairan dan sel dalam tubuh
mengandung protein dalam jumlah besar yang sangat
berguna untuk memperkuat sistem protein tersebut.
Hemoglobin memiliki daya ikat yang lebih besar
terhadap ion hidrogen daripada oksihemoglobin
(HbO2). HbO2 Hb (O2)
H HHb Oksihemoglobin
Hemoglobin
Hemoglobin yang asam (asam yang sangat
lemah) Dengan membuffer ion hidrogen tersebut,
maka hemoglobin sementara disingkirkan dari
larutan sehingga pH darah tidak mendapat gangguan
besar. Perbandingan konsentrasi ion HCO3-
terhadap H2CO3 yang diperlukan untuk menjadikan
pH konstant 7.4 adalah 20 1. Jumlah ion HCO3-
yang relatif banyak ini dihasilkan dari hasil
hasil metabolisme yang diterima oleh darah banyak
bersifat asam Proses metabolisme terus menerus
membebaskan asam asam seperti asam laktat, asam
fosfat, dan asam sulfat .
17
KARBOHIDRAT

• Karbohidrat ialah senyawa polimer yang merupakan
  sejenis kelas makanan yang sangat penting bagi
  manusia kerana karbohidrat adalah sumber utama
  tenaga untuk menjalankan pelbagai aktivitias
• Karbohidrat penting untuk membekalkan
  tenaga.Kekurangan karbohidrat kepada manusia
  ialah boleh menyebabkan penyakit Marasmus iaitu
  (perkembangan terhambat).
• Karbohidrat terdapat dalam nasi, roti, bijirin
  dan mi
• Karbohidrat dapat dikelaskan kepada tempat
  bahagian
• 1- Monosakarida
• 2. Disakarida
• 3- Oligosakarida
• 4- Polisakarida
• Monosakarida
• Monosakarida ialah gula ringkas dan merupakan
  unit yang paling kecil (yang tidak dapat
  dipecahkan oleh hidrolisis asam kepada unit yang
  lebih kecil). Monosakarida yang penting dalam
  fisiologi ialah D-glukosa, D-galaktosa,
  D-fruktosa, D-ribosa, dan D-deoksiribosa.

18
2. Disakarida Disakarida adalah kelas dari
karbohidrat yang mengandung dua unit
monosakarida. Glukosa glukosa ------
maltosa Glukosa
Fruktosa ------ sukrosa
glukosa galaktosa ------ laktosa 3.
Oligosakarida Oligosakarida dua lebih
hingga delapan unit monosakarida. Setiap unit
monosakarida ini dihubungkan oleh ikatan
glikosida. 4. Polisakarida Polisakarida
merupakan kelas karbohidrat yang mempunyai lebih
daripada delapan unit monosakarida.
Polisakarida terbahagi kepada kumpulan
(contohnya kanji, glikogen dan selulusa) dan
heteropolisakarida (contohnya
heparin). Penyakit pada manusia karena kelainan
dalam metabolisme karbohidrat. Diabetes mellitus
Lactose intolerance Fructose intolerance
Galactosemia Glycogen storage disease
19

• Glukosa
• Suatu aldoheksosa sering juga disebut
  dekstrosa karena mempunyai sifat dapat memutar
  cahaya terpolarisasi kearah kanan. Dialam glukosa
  terdapat dalam buah buahan dan madu lebah.
• Darah manusia normal mengandung glukosa 70 100
  mg/100 ml darah
• Kelainan metabolisme glukosa

• Diabetes melitus (Hiperglykemia)
• Dasar penyakit adalah defisiensi insulin
• Gejala klinis penyakit
• - Hiperglikemia
• - Glikosuria
• - Dapat diikuti gangguan sekunder
  metabolisme protein dan
• emak
• Dapat juga dekade pertama atau pada yang sudah
  lanjut
• Penyakit ini diturunkan secara autosomal resesif

20
2. Fruktosa Makanan sehari hari banyak terdiri
dari sukrosa( disakarida dari glukosa dan
fruktosa) Kegunaannya sebagai sumber energi.
Tiga ketidaknormalan diturunkan dari metabolisme
fruktosa 1. Fruktosuria metabolik disorder
disebabkan oleh kekurangan/ketiadaan enzim
fruktokinase yang secara normal berada pada hati,
saluran pancreas dan korteks ginjal. Fruktosuria,
penyakit ini tergantung pada waktu dan jumlah
fruktosa dan sukrosa yang dikonsumsi. 2.
Fruktosa intolerans berpotensial pada kematian
dihasilkan dari kekurangan aldolase B normalnya
berada pada hati,saluran pencernaan halus dan
korteks ginjal. Kelainan ini ditandai dengan
hipoglisemia parah dan muntah saat mengkonsumsi
fruktosa. Bayi yang mengalami efek ini
menimbulkan muntah, kekurangan makan, jaundice
(penyakit kuning), hepatomegaly, hemorrhage dan
bahkan gagal hati dan kematian.. 3. Kekurangan
fruktosa-1,6-bisphosphatase menyebabkan
peradangan pada hepatic glukoneogenesis dan
gejala hipoglisemia, hyperventillation, ketosis
and laktatsacidosis.
21
3. Metabolisme galaktosa Galactosa,
dimetabolisme dari gula susu, lactosa (disakarida
dari glukosa dan galaktosa), memasuki glikolisis
dan berubah menjadi glukosa-1-phosphat (G1P).

• Arti klinik dari metabolisme galaktosa
• Tiga penyakit kelainan metabolisme galaktosa.
• Galaktosemia klasik dua gelaja utama dari
  pengaruh enzim. Pertama dihasilkan dari hilangnya
  enzyme galactosa-1-phosphat uridil transferase.
  Kedua dari hilangnya enzim galactokinase.
  Muntah-muntah dan diare terjadi saat meminum
  susu, karena itu disebut juga galaktosa
  intolerans .
• Penemuan klinis dari kelainan ini termasuk
  kesalahan fungsi hati (menuju nantinya pada
  cirrhosis), menaikan galaktosa darah,
  hypergalaktosemia, hiperchloremik metabolik
  asidosis, ekskresi galactitol urin, dan
  hyperaminoasiduria. Unkontrol dari asupan
  galaktosa dari konsumsi makanan, galactosemias
  dapat menyebabkan kebutaan dan kerusakan hati
  yang fatal. Blindness bersamaan dengan konversi
  dari sirkulasi galactosa menjadi galacitol gula
  alkohol oleh enzim NADPH-dependent galactosa
  reduktase yang berasa pada jaringan neural dan
  lensa mata. Bagaimanapun, konsentrasi tinggi dari
  galaksitol bisa menyebabkan katarak. Prinsip
  treatment dari gejala ini adalah menjaga asupan
  laktosa.
• Yang ketiga dari kelainan metabolisme galaktosa
  ini adalah dihasilkan dari kekurangan enzim
  UDP-galactose-4-epimerase. Pertama mempengarihu
  sel darah merah dan putih.

22
STRUKTUR DAN FUNGSI ASAM AMINO PROTEIN SERTA ENZIM

• Protein /enzim terbentuk dari penggabungan dari
  monomer-monomer nya yang disebut asam amino.
• asam amino asam amino --------- protein
• asam amino asam amino --------- enzim
• Kaitan dengan kepentingan biomedik
• ASAM AMINO SEBAGAI DASAR DARI PROTEIN ATAU ENZIM
• Diet manusia harus mengandung sepuluh asam amino
  esensial.
• Karena manusia/hewan/makhluk hidup tingkat
  tinggi tidak bisa mensintesis
• kesepuluh asam amino dalam jumlah yang
  memadai.
• Dalam bentuk protein melaksanakan banyak fungsi
  struktural, hormonal, dan
• katalitik yang esensial bagi kehidupan.
• Defek negatif dari kesalahan metabolisme monomer
  protein yaitu asam
• amino dapat menyebabkan penyakit serius, spr
  fenilketonuria, maple syrup
• urin diseases. Gangguan genetik akibat
  transport asam amino
• mengakibatkan aminoasiduria
• Defek negatif /kesalahan panda sistem
  transportasi asam amino

23

• Disamping monomer protein, asam amino
• berperan dalam banyak hal, seperti
• - Transmisi syaraf
• - Pertumbuhan sel
• - Biosintesa porfirin, purin, piridin,
  serta ureum

• Fosforilasi dan defosforilasi asam amino serin,
  treanin dan tirosin
• Penghantaran sinyal yang digunakan oleh sel
  untuk berkominikasi
• dan bereaksi dengan lingkungan.
• - asam asam amino L-alpha-amino dalam senyawa
  peptida dengan
• bobot molekul rendah memainkanperanan tambahan
  sebagai
• hormon
• Asam amino D-alpha-amino dan L-alpha-amino
  terdapat dalam
• antibiotik yang diproduksi oleh mikroorganisme

24

• Fungsi biologi asam amino
• - Penyusun protein, termasuk enzim.
• Kerangka dasar sejumlah senyawa penting dalam
  metabolisme (terutama
• vitamin, hormon dan asam nukleat).
• Pengikat ion logam penting yang diperlukan
  dalam dalam reaksi enzimatik
• (kofaktor).

• MACAM ASAM AMINO
• ESSENSIAL
• ARGININ
• HISTIDIN
• ISOLEUSIN
• LEUSIN
• LYSIN
• METHIONIN
• PHENILALANIN
• TRYPTHOPHAN
• VALIN
• SEMI-ESSENSIAL KARENA
• DAPAT DISINTESIS TUBUH
• TETAPI TAK MENCUKUPI
• UTK PERTUMBUHAN ANAK

• NON ESSENSIAL
• ALANIN
• ASN
• ASPARTAT
• CYSTEIN
• GLUTAMIN
• GLISIN
• PROLIN
• SERIN
• TYROSIN
• HYDROXYPROLIN
• HYDROXYLYSIN
• TERBENTUK SELAMA
• PROSESING KOLAGEN
• SESUDAH DITRANSLASI

25

• HEWAN TINGKAT TINGGI DAN MANUSIA TAK DAPAT
• MENSINTESIS ASAM AMINO ESENSIAL.
• ASAM AMINO ESENSIAL TAK DAPAT DISINTESIS OLEH
• TUBUH, HANYA BISA DIDAPAT DARI LUAR/ MAKANAN
• ASAM AMINO NON ESENSIAL DAPAT DISINTESIS OLEH
• TUBUH DARI SENYAWA LAIN
• SINTESIS PROTEIN PERLU KE 20 JENIS ASAM AMINO
• PROTEIN HEWANI MEMPUNYAI NILAI BIOLOGIS LEBIH
• TINGGI DIBANDING PROTEIN NABATI OLEH KARENA
• KOMPOSISI ASAM AMINONYA LEBIH LENGKAP DAN
• KADARNYA LEBIH TINGGI. PENTING DILIHAT
  TERUTAMA
• ASAM AMINO ESENSIALNYA

26
Metabolisme Protein dan Asam-Amino
Produk khusus
Protein
ASAM AMINO
Urea
Senyawa amfibolik
27
SEL TUBUH
ASAM AMINO
N
Kerangka C
Protein
Produk khusus
Urea
Senyawa amfibolik
Biosintesis menjadi senyawa lain
Energi
ARAH PANAH TERGANTUNG KONDISI APABILA ASAM AMINO
DARI MAKANAN BERLEBIHAN (MELEBIHI KEBUTUHAN
TUBUH UNTUK SINTESIS PROTEIN, PRODUK KHUSUS DLL)
MAKA KELEBIHAN/SISANYA TAK DAPAT DITIMBUN
JADI DIUBAH MENJADI LEMAK SEBAGAI CADANGAN
KALORI TUBUH.
28
PADA KEADAAN ASAM AMINO DARI MAKANAN BERLEBIHAN
1. UNTUK SINTESIS PROTEIN 2. UTK SINTESIS PRODUK
KHUSUS (SEROTONIN) DLL 3. SISA
KATABOLISME Nitrogen UREA
KERANGKA C SENYAWA AMFIBOLIK
(MISALNYA ANGGOTA SIKLUS ASAM SITRAT)
SINTESIS LEMAK, SINTESIS GLIKOGEN PADA
KEADAAN KELAPARAN KATABOLISME ASAM AMINO
MENINGKAT Nitrogen UREA KERANGKA C
SENYAWA AMFIBOLIK
ENERGI
SINTESIS GLUKOSA
29
KEPERLUAN BIOMEDIK ?? GANGGUAN METABOLISME
- Gangguan kongenital/genetik -
Jarang terjadi - Diagnosa sulit
- Fatal pada usia muda - Kemunduran
mental - Tx -Diet rendah As-Am yg
terganggu -Terapi
gene
30

• PENYAKIT GANGGUAN METABOLIK ASAM AMINO
• I. ALUR METABOLIK
• ?? A B C
  D Produk
• enzim1 enzim2
  enzim3
• ?? MISALNYA enzim 3 CACAT maka C, B, A AKAN
  MENUMPUK
• ?? PENUMPUKAN METABOLIT AKAN MENIMBULKAN GEJALA
• PENYAKIT
• CONTOH GANGGUAN METABOLISME ASAM AMINO
• ALKAPTONURIA GANGGUAN METABOLISME TIROSIN
• CACAT ENZIM HOMOGENTISAT OKSIDASE ADANYA
  HOMOGENTISAT
• DALAM URIN
• MAPLE SYRUP URINE DISEASE
• - TERJADI AKUMULASI ASAM KETO DARI LEU, VAL
  DAN ILE
• - CACAT ENZIM a -KETO DEKARBOKSILASE
• - TERJADI GANGGUAN SUSUNAN SARAF PUSAT
• PENYAKIT HARTNUP
• - CACAT PADA MEKANISME TRANSPOR MEMBRAN
  UNTUK TRIPTOFAN

31
Fenilketonuria adalah penyakit metabolik bawaan
yang disebabkan kurangnya enzim fenilalanin
hidroksilase. Dalam fungsinya sehari-hari, enzim
fenilalanin hidroksilase akan mengubah asam amino
fenilalanin menjadi tirosin. Bila enzim tersebut
tidak ada atau tidak berfungsi, tentu saja reaksi
perubahan tersebut tidak akan terjadi. Akibatnya,
kadar fenilalanin dalam tubuh akan meningkat jauh
di atas normal, dan kadar tirosin tentunya
menjadi di bawah normal. Kadar fenilalanin yang
tinggi inilah yang menjadi biang keladi persoalan
sehingga aspartam harus menanggung beban tanda
peringatan. Kadar fenilalanin yang tinggi dalam
darah dapat membahayakan perkembangan otak anak.
Akibatnya, anak dapat mengalami retardasi mental.
Memang sejarah penemuan fenilketonuria pun
diawali dengan penelitian pada anak yang
mengalami retardasi mental tersebut.
32
Gejala klinis
Retardasi mental merupakan keadaan yang dapat
dijumpai pada penderita fenilketonuria. Selain
itu, keringat dan urin penderita berbau khas
keton. Kelebihan fenilalanin memang diubah
menjadi fenilketon, dan dikeluarkan melalui urin.
Dari sinilah istilah fenilketonuria muncul.
Penderita fenilketonuria juga cenderung bermata
biru dan berambut pirang. Hal ini disebabkan oleh
rendahnya kadar tirosin darah yang mengakibatkan
menurunnya produksi dari pigmen melanin.
33
Aminoaciduria keberadaan asam amino didalam
urine. Sejumlah kecil asam amino berada dalam
urine, itu normal. Namun peningkatan total asam
amino dalam urine dapat disebabkan dari kelainan
metabolik, penyakit liver kronis, kelainan renal.
Aspartylglucosaminuria Methylmalonic
acidemia Maple syrup urine disease
Homocystinuria Tyrosinemia Trimethylaminuria
Biotinidase deficiency Ornithine
carbamoyltransferase deficiency
Carbamoyl-phosphate synthase I deficiency
disease Citrullinemia Hyperargininemia
Hyperhomocysteinemia Hyperlysinemias
Nonketotic hyperglycinemia Propionic acidemia
Hyperprolinemia
34
RANCANGAN PADA PROTEIN
Protein adalah molekul pembangun sel. Jika kita
bandingkan sel dengan sebuah gedung pencakar
langit, maka protein adalah batu bata penyusun
gedung tersebut. Tetapi, protein tidak memiliki
bentuk dan struktur baku sebagaimana batu bata.
Bahkan sel paling sederhana memiliki kurang lebih
2.000 jenis protein yang berbeda. Sel tetap dapat
melangsungkan kehidupan karena berfungsinya
beragam protein yang berbeda ini secara sangat
harmonis. Protein terbuat dari molekul-molekul
lebih kecil yang disebut "asam amino" yang
terbentuk oleh beragam kombinasi berbeda dari
atom karbon, nitrogen dan hidrogen. Terdapat
500-1.000 asam amino dalam sebuah protein
berukuran rata-rata. Sejumlah protein berukuran
jauh lebih besar.

Protein Sitokrom-C
Protein cytocrom-c
35
STRUKTUR PROTEIN

• Struktur protein dapat dilihat sebagai hirarki,
  yaitu berupa struktur primer (tingkat satu),
  sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga),
  dan kuartener (tingkat empat). Struktur primer
  protein merupakan urutan asam amino penyusun
  protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida
  (amida). Sementara itu, struktur sekunder protein
  adalah struktur tiga dimensi lokal dari berbagai
  rangkaian asam amino pada protein yang
  distabilkan oleh ikatan hidrogen. Berbagai bentuk
  struktur sekunder misalnya ialah sebagai berikut
• alpha helix (a-helix, "puntiran-alfa"), berupa
  pilinan rantai asam-asam amino berbentuk seperti
  spiral
• beta-sheet (ß-sheet, "lempeng-beta"), berupa
  lembaran-lembaran lebar yang tersusun dari
  sejumlah rantai asam amino yang saling terikat
  melalui ikatan hidrogen atau ikatan tiol (S-H)
• beta-turn, (ß-turn, "lekukan-beta") dan
• gamma-turn, (?-turn, "lekukan-gamma").
• Gabungan dari aneka ragam dari struktur sekunder
  akan menghasilkan struktur tiga dimensi yang
  dinamakan struktur tersier. Struktur tersier
  biasanya berupa gumpalan. Beberapa molekul
  protein dapat berinteraksi secara fisik tanpa
  ikatan kovalen membentuk oligomer yang stabil
  (misalnya dimer, trimer, atau kuartomer) dan

36
Struktur tersier protein. Protein ini memiliki
banyak struktur sekunder beta-sheet dan
alpha-helix yang sangat pendek.
37

• Struktur primer dari protein bisa di tentukan
  dengan beberapa metoda
• Hidrolisa protein dengan asam kuat (i.e., 6N
  HCl) dan kemudian
• komposisi asam amino ditentukan dengan
  amino acid analyzer
• instrumen
• (2) Sekuen analisa dari N-terminus dengan
  menggunakan degradasi
• Edman
• (3) Kombinasi dari pencernaan dengan trypsin dan
  mass spektrometri, dan
• (4) penentuan molekular mass dengan mass
  spektrometri.
• Struktur sekunder bisa ditentukan dengan
  meggunakan
• Spektroskopi circular dichroism (CD)
• Fourier Transform Infra Red (FTIR)
• Spektrum CD dari puntiran-alfa menunjukkan dua
  absorbans negatip pada 208 dan 220 nm dan
  lempeng-beta menunjukkan satu negatip peak
  sekitar 210-216 nm. Estimasi dari komposisi
  struktur sekunder dari protein bisa dikalkulasi
  dari CD spektrum. Di spektrum FTIR, pita amida-I
  dari puntiran-alfa adalah berbeda dengan pita
  amida-I dari lempeng-beta. Jadi, komposisi
  struktur sekunder dari protein juga bisa di
  estimasi dari IR spektrum.

38
ARSITEKTUR PROTEIN
39
SINTESIS PROTEIN
Terdapat aktifitas yang berlangsung terus-menerus
dalam sel-sel tubuh kita protein yang terkandung
dalam makanan yang kita makan dihancurkan, dan
kemudian pecahan-pecahannya (asam amino) disusun
kembali menjadi protein baru berdasarkan kode
pada DNA. Begitulah, protein baru yang dibutuhkan
oleh tubuh kita telah terbentuk. Proses ini, yang
disebut sintesis protein, sebenarnya jauh lebih
rumit daripada gambar yang disederhanakan ini.
Tidak ada satu laboratorium pun yang memiliki
kemampuan setaraf sel dalam hal pembuatan protein.
40
(No Transcript)
41

• Transkripsi dari DNA ke RNA ke protein Dogma
  sentra ini sebagmolecular I tulang punggung
  biologi molekular yang dinamakan sintesa protein
  . 3 tahap umum sintesa protein
• Replikasi DNA DNA mereplikasi bentuknya menjadi
  berlipat ganda yang
• melibatkan enzim2x tertentu.
• 2. Transkripsi . DNA mengkodekan gen ttt untuk
  menghasilkan RNA
• messenger (mRNA)
• Translasi . RNA messenger membawa kode2x genetik
  ke ribosom .
• Ribosomes membaca informasi kode genetik
  ini dan digunakan untuk sintesa protein.

42
LIPID
Lipid ialah suatu unsur yang terdiri daripada
carbon, hidrogen dan oksigen Monomer lipid
---------- asam lemak

• Jenis jenis utama lipid
• Asam lemak asam karboksilat alifatik
  berantai panjang
• Alkohol lemak alkohol alifatik berantai
  panjang
• Lipid netral a. Gliserol mono, di, dan
  tri-asil (ester dgn gliserol)
• b. Eter gliserol
• c. Malam ester
  dari asam lemak dgn sembarang alkohol
• kecuali gliserol
• 4. Fosfoliserida turunan dari asam
  fosfotida (bertalian dengan membran)
• 5. Spingolipid Bertalian dengan
  jaringan sistem syaraf
• 6. Terpena Misalnya minyak2x
  esensial dan zat aroma
• 7. Steroida misalnya kolesterol
  dan hormon steroid
• 8. Lipid terkonyugasi Liporpotein (larut dlm
  air), proteolipid (tak larut dlm air
• 
  lipopolisakarida
• 9. Prostaglandin
• 10. Hidrokarbon

43

• Lemak
• - Lemak yang berasal dari hewan pada suhu
  ruang berbentuk padat
• - Lemak dari tumbuhan pada suhu ruang
  berbentuk cair
• - Lemak tak jenuh memiliki titik lebur
  yang rendah
• - lemak jenuh memiliki titik lebur yang
  tinggi
• Hidrolisa lemak
• Lemak dihidrolisa dengan basa --------- asam
  lemak dan gliserol
• Lemak dihidrolisa dengan enzim -------- asam
  lemak dan gliserol.
• 2. Lilin
• Merupakan ester dari asam lemak. Terdapat pada
  lebah madu (sarang), ikan
• paus/lumba-lumba, daun, buah
• Lilin tidak mudah untuk dihidrolisis -----
  tidak bisa konsumsi
• 3. Fosfolipid

44
4. Spingolipid Contohnya yaitu spingomielin,
yaitu spingolipid yang mengandung fosfat.
Terdapat pada jaringan syaraf dan otak. 5.
Terpen Contoh sederhananya adalah isopren Contoh
kelompok terpen Sitral, piren, geraniol
(terdapat dalam minyak atsiri,
terpentin dan minyak
mawar ).
Sitroneral minyak sereh
Kamper dalam tumbuhan
kamfer (Chinnamonnum)
Karotene wortel
Vitamin A minyak ikan
paus
Squalen minyak ikan hiu. 6.
Steroid Contohnya Kolesterol Terdapat pada sel
hewan dan manusia. Tidak berwarna, tidak berbau
dan memiliki titik lebur yang tinggi yaitu
150-151 0C. Uji adanya kolesterol ----- reaksi
salkowski dan reaksi lieberman burchard 7. Asam
asam empedu Dibuat oleh hati dan disimpan dalam
kantung empedu. Dalam kantung empedu mengandung
bilirubin. 8. Hormon kelamin 9. Lipid kompleks
45

• Kegunaan lipid
• Lipid tidak larut dalam air. Lipid larut
  dalam pelarut organik seperti
• alkohol.
• Penyimpan energi dan transpor
• Struktur membran plasma
• Komponen dinding sel
• Penyampai kimia
• Lipid meliputi lemak, minyak, lilin,
  steroid, dan fosfolipid.
• Lemak dan minyak sebagai pembekal tenaga
  dua kali ganda lebih
• daripada pengoksidaan glukosa.
• Lilin terdapat pada kutikel daun dan
  batang tumbuhan untuk
• mencegah kehilangan air dan melindungi
  tumbuhan dari serangan
• patogen.

46
GANGGUAN METABOLISME LEMAK

• Kelebihan lemak (Obesitas)
• Terjadi kalori didapat gt kalori yg dimetabolisme
  (hipometabolisme)
• Terjadi pada hipopituitarisme dan hipotiroidisme.
  
• Kalori yg dibutuhkan menurun ? berat badan naik,
  meskipun diberi makan tidak berlebihan
• Lemak ditimbun pada
• Jaringan subkutis
• Jaringan retroperitoneum
• Peritoneum
• Omentum
• Pericardium
• Pankreas
• Obesitas ? memperberat hipertensi, diabetes,
  penyakit jantung

47

• Hiperlipemia
• Jumlah lipid darah total dan kholesterol
  meningkat
• Terdapat pada
• Diabetes melitus tidak diobati
• Hipotiroidisme
• Nefrosis lupoid
• Penyakit hati
• Sirhrosis biliaris
• Xantomatosa
• Hiperlipidemi
• Hiperkholesterolemi
• Penimbunan lemak terjadi di dinding pembuluh
  darah ? arteriosklerosis

48

• Defisiensi lemak
• Terjadi pada
• Kelaparan (starvation)
• Gangguan penyerapan (malabsorption) penyakit
  celiac, sprue, penyakit Whipple.
• Tubuh terpaksa mengambil kalori dari simpanannya
  krn intake kurang
• Yang mula-mula dimobilisasi karbohidrat dan
  lemak, dan hanya pada keadaan gizi buruk akhirnya
  protein diambil dari jaringan
• Pada penyakit Whipple selain difisiensi lemak,
  juga difisensi protein, karbohidrat dan vitamin.

49
BIOTEKNOLGI DALAM BIOMEDIK
Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari
pemanfaatan makhluk hidup bakteri, fungi, virus
dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup
(enzim, alkohol ) dalam proses produksi untuk
menghasilkan barang dan jasa.
Seperangkat teknik yang memanfaatkan organisme
hidup atau bagian dari organisme hidup, untuk
menghasilkan atau memodifikasi produk,
meningkatkan kemampuan tumbuhan dan hewan,
mengembangkan mikroorganisme untuk penggunaan
khusus yang berguna bagi kehidupan
Bioteknologi menjadi topik menarik penelitian di
dunia untuk mengatasi berbagai masalah -
Bidang pangan - Bdang medis -
Bidang farmasi - Dll DNA, sebagai bahan
materi genetik, mampu dimanipulasi dan direkayasa
sesuai dengan keinginan
50
Sejarah Perkembangan Bioteknologi
Tahun 1917 1943 1944 1955 1961 1961-1
966 1970 1972
Perkembangan/Penemuan Karl Ereky
memperkenalkan istilah bioteknologi Penisilin
diproduksi dalam skala industri Avery, MacLeod,
McCarty mendemonstrasikan bahwa DNA adalah bahan
genetik Watson Crick menentukan struktur
DNA Jurnal Biotechnology and Bioengineering dit
etapkan Seluruh sandi genetik
terungkapkan Enzim restriksi endonuklease
pertama kali diisolasi Khorana dan
kawan-kawan berhasil mensintesa secara kimiawi
seluruh gen tRNA 3
51
1973 1975
Boyer dan Cohen memaparkan teknologi
DNA rekombinan Kohler dan Milstein menjabarkan
produksi antibodi monoklonal
1976
Perkembangan
teknik-teknik
untuk
menentukan
sekuen DNA
1978 1980 1981 1981
Genetech menghasilkan insulin manusia
dalam E.coli US Supreme Court Mikroorganisme
hasil manipulasi dapat dipatenkan Untuk pertama
kalinya automated DNA synthesizers dijual secara
komersial Untuk pertama kalinya kit diagnostik
berdasar antibodi disetujui untuk dipakai di
Amerika Serikat
4
52
1982 1983 1988 1988 1990 1997
2000 2001
Untuk pertama kalinya vaksin hewan
hasil teknologi DNA rekombinan disetujui
pemakaiannya di Eropa Plasmid Ti hasil rekayasa
genetik dipakai untuk transformasi tanaman US
Patent diberikan untuk mencit hasil
rekayasa genetik sehingga rentan terhadap
kanker (untuk penelitian tumor) Metode
Polymerase Chain Reaction dipubliikasi USA
Telah disetujui percobaan Terapi gen sel somatik
pada manusia Kloning hewan (domba Dolly) dari
sel dewasa (sel kambing) Pro dan kontra
tanaman transgenik di Indonesia. Kapas
transgenik ditanam di Sulawesi Selatan Konstruksi
monyet transgenik (ANDi) yang
mengandung gen GFP dari sejenis ubur-ubur
5
53
Teknik-teknik dalam Bioteknologi
Fermentation
Analisis Genetik
Seleksi dan Pemuliaan Analisis DNA
Kultur Sel dan Jaringan
Rekayasa Genetik atau DNA Rekombinan
6
54
Fermentation
Menggunakan mikroba untuk
mengubah suatu senyawa seperti pati atau gula
menjadi senyawa lain seperti etanol
Digunakan pada Bioteknologi
klasik Industri farmasi Biopulping
Bahan bakar Bioplastik
7
55
Analisis Genetik
Mempelajari bagaiman sifat/karakter atau
gene diwariskan dari generasi ke generasi
danbagaimana gen dan lingkungan berinteraksi
untuk menghasilkan suatu sifat
Dapat digunakan untuk
Diagnosis Pertanian
Bahan bakar
8
56
Seleksi dan Pemuliaan
Manipulasi mikroba, tanaman atau hewan
dan pemilihan individu atau populasi yang
diinginkan sebagai stok genetik untuk perbaikan
generasi baru
Dapat digunakan untuk
Bioteknologi klasik (fermentasi) Produksi bahan
pangan Bioplastik
9
57
Analisis DNA
dapat membuat
PCR (Polymerase chain reaction) copy segmen DNA
RFLP Mapping
mendeteksi keberadaan suatu gen
pada DNA Dapat digunakan untuk Diagnosis
suatu penyakit Konseling genetik Terapi
gen 10
58
Kultur Sel dan Jaringan Menumbuhkan tanaman
atau jaringan hewan atau sel secara steril di
dalam tabung reaksi atau tabung
gelas lainnya Dapat digunakan untuk
Kapas
Perbanyakan tanaman
Produksi tanaman transgenik Produksi bahan
kimia Penelitian kedokteran Kedelai 11
59
Rekayasa Genetika
Trasfer segmen DNA dari suatu organisme ke
DNA organisme lain. Kedua organisme tersebut
dapat tidak saling berkerabat satu sama lain
Dapat digunakan untuk Produksi bahan
pangan Industri farmasi
Konseling genetik Terapi gen
12
60
Bioteknologi Molekular
Didorong oleh pengetahuan tentang biologi sel
dan molekular
Memanipulasi suatu organisme pada taraf selular
dan molekular (rekayasa genetika dan biologi
molekular) Hasil manipulasi dapat diprediksi
dan diarahkan dengan ketepatan yang lebih tinggi
Dapat mengkonstruksi galur/varietas baru
dengan bahan genetik tambahan yang tidak pernah
ada pada galur asalnya
Sel prokariot atau eukariot dapat digunakan
sebagai pabrik biologis
Porduksi senyawa sekunder
14
61
Penggabungan antara teknologi DNA
rekombinan dengan bioteknologi melahirkan suatu
bidang studi yang sangat dinamis dan kompetitif
yang disebut Bioteknologi Molekuler
Industri bioteknologi molekuler adalah industri
yang berbasis riset (research-based
industry) Melibatkan berbagai disiplin ilmu.
Bioteknologi dikembangkan dan disempurnakan
oleh pakar-pakar mikrobiologi industri dan
rekayasa kimia Pengembangan komponen teknologi
DNA
rekombinan sangat tergantung pada
penemuan- penemuan dalam ilmu dasar seperti
biologi molekuler, genetika, biokimia, dan
mikrobiologi
15
62
Kegunaan Bioteknologi bagi Kehidupan Manusia
Pertanian GM Food
Bioteknologi kelautan dan akuakultur
Bioteknologi lingkungan Manufaktur dan
bioproses Kedokteran
Industri obat-obatan
Terapi gen untuk penyakit genetik
Human Embryonic Stem Cells dan Kloning
16
63
MEDIS

• Industri obat-obatan
• Humulin Insulin hasil rekayasa
  genetik
• Herceptin antibodi monoklonal untuk
• mengobati kanker payudara

• Terapi gen untuk penyakit genetik

Misalnya Terapi penyakit genetik cystic
fibrosis

• Human Embryonic Stem Cells dan Kloning

Misalnya Dolly domba hasil kloning
Bioteknologi Dalam Kedokteran Dan Produksi
Obat 1. Produksi, Vitamin, Enzim dan Protein
Beberapa jenis mikroorganisme dapat
menghasilkan asam amino, vitamin, dan enzim
tertentu. Melalui teknik kultur dan pemeliharaan
mikroorganisme tertentu dan mengekstraknya.
64
Contoh   a. Produksi Vitamin Beberapa
jenis mikroba yang dapat mensitensis vitamin
Biosintesis vitamin B12 dihasilkan oleh
bermacam-macam bakteri seperti Propionibacterium,
Streptomyces dan sebagainya.  Adapun
65
 b. Produski Enzim
b. Produksi enzim Amilase digunakan dalam
produksi sirup, kanji, glukosa. Glukosa
isomerase mengubah amilum menjadi
fruktosa. Fruktosa digunakan sebagai pemanis
makanan menggantikan sukrosa. mikroba
Aspergillus niger, Aspergillus oryzae dan
Bacillus subtilis

• c. Produksi Protein
• Terdapat beberapa protein manusia yang memiliki
  potensi sebagai obat, tetapi persoalannya
  terdapat dalam jumlah terbatas. Rekayasa protein
  (protein engineering) untuk mengatasi
  keterbatasan suplai dan kontaminasi. Salah satu
  alternatif yang terpilih dengan menumbuhkan sel
  yang memiliki kemampuan menghasilkan protein tadi
  dalam medium kultur dengan skala besar. Protein
  mamalia untuk pengobatan antara lain
• 1)      Human Growth Factor
• 2)      Faktor pembekuan darah
• 3)      Interferon B  

66
d. Produksi Antibiotik Antibiotik adalah suatu
zat yang dihasilkan oleh organisme tertentu
(bakteri tertentu dan jamur jenis tertentu) dan
berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organisme
lain yang ada di sekitarnya. Dipelopori oleh
Alexander Fleming dengan penemuan penisilin dari
Penicillium notatum. Antibiotika dapat diperoleh
dari jamur atau bakteri yang diproses dengan cara
tertentu. Beberapa contoh antibiotikadalah
penisilin, griseofulvin, basitrosin, dan
tetrasiklin.

• - Penicillium chrysogenum,  memperbaiki penisilin
  yang sudah ada. Dilakukan dengan mutasi secara
  iradiasi ultra violet dan sinar X.
• - Cephalospurium  menghasilkan penisilin N.
• - Cephalosporium  menghasilkan sefalospurin C.
• - Streptomyces  menghasilkan streptomisin, untuk
  pengobatan TBC

67
(No Transcript)
68
Bioteknologi dalam Bidang Medis
antibodi,vaksin,insulin.
(Proses produksi insulin manusia dengan rekayasa
genetika)
69
Aplikasi Bidang biomedis
Penentuan kadar senyawa sebagai parameter
immunologi ELISA
70
KELENJER ENDOKRIN

• KELENJER BUNTU
• SEKELOMPOK SUSUNAN SEL DENGAN SUSUNAN MIKROSKOPIS
  YANG SANGAT SEDERHANA
• DISOKONG OLEH JARINGAN IKAT HALUS
• BANYAK MENGANDUNG PEMBULUH DARAH KAPILER
• MENSEKRESI HORMON

71
FUNGSI KELENJER ENDOKRIN

• PENGHASIL HORMON
• MENGONTROL AKTIVITAS KELENJER TUBUH
• MERANGSANG AKTIVITAS KELENJER TUBUH
• MERANGSANG PERTUMBUHAN JAR
• PENGATUR MET., OKSIDASI, MENINGKATKAN ABSORPSI
  GLUKOSA PADA USUS HALUS
• MEMPENGARUHI MET LEMAK, PROTEIN, HIDRAT ARANG,
  VITAMIN, MINERAL DAN AIR

72

• Kata hormon berarti senaywa yang merangsang.
  Istilah hormon pertama kali
• diperkenalkna oleh William Bayliss dan Ernest
  Starling papa tahun 1904.
• Hormon terdiri atas berbagai macam senyawa yang
  dapat digolongkan dalam
• tiga kelompok
• Steroid yaitu androgen, estrogen, dan
  adrenokortikoid
• Derivat asam amino yaitu epinefrin dan tiroksin
• Peptida-protein yaitu insulin, glokagon,
  parathormon, oksitosin, vasopresin dan hormon
  yang dikeluarkan oleh sistem tubuh lainnya.
• Sistem Pengendalian hormon
• Mekanisme sistem kerja endokrin, dikendalikan
  oleh hipotalamus yaitu suatu
• organ tubuh yang terletak dibawah otak sebesar
  biji kacang yang mempunyai
• sistem syaraf tertentu. Hipotalamus mempengaruhi
  kerja kelenjer hipofisis dan
• kelenjer pituitari yang dapat mengeluarkan
  beberapa hormon. Sebagian dari
• hormon tersebut dapat merangsang kelenjer lain
  untuk mengeluarkan hormon
• tertentu

73
HORMON

• PENGHANTAR / TRANSMITER KIMIAWI YANG DILEPAS DARI
  SEL-SEL
• KHUSUS KE DALAM ALIRAN DARAH

• Kata hormon berarti senaywa yang merangsang.
  Istilah hormon pertama kali
• diperkenalkna oleh William Bayliss dan Ernest
  Starling papa tahun 1904.
• Hormon terdiri atas berbagai macam senyawa yang
  dapat digolongkan dalam
• tiga kelompok
• Steroid cth hrmon testis, ovarium , androgen,
  estrogen,adrenokortikoid
• Derivat asam amino yaitu epinefrin dan tiroksin
• Peptida-protein yaitu insulin, glokagon,
  parathormon, oksitosin, vasopresin dan hormon
  yang dikeluarkan oleh sistem tubuh lainnya.

Sistem Pengendalian hormon Mekanisme sistem
kerja endokrin, dikendalikan oleh hipotalamus
yaitu suatu organ tubuh yang terletak dibawah
otak sebesar biji kacang yang mempunyai sistem
syaraf tertentu. Hipotalamus mempengaruhi kerja
kelenjer hipofisis dan kelenjer pituitari yang
dapat mengeluarkan beberapa hormon. Sebagian dari
hormon tersebut dapat merangsang kelenjer lain
untuk mengeluarkan hormon tertentu
74
Sistem endokrin manusia
Sistem endokrin adalah sistem kontrol kelenjar
tanpa saluran (ductless) yang menghasilkan hormon
yang tersirkulasi di tubuh melalui aliran darah
untuk mempengaruhi organ-organ lain. Hormon
bertindak sebagai "pembawa pesan" dan dibawa oleh
aliran darah ke berbagai sel dalam tubuh, yang
selanjutnya akan menerjemahkan "pesan" tersebut
menjadi suatu tindakan. Cabang kedokteran yang
mempelajari kelainan pada kelenjar endokrin
disebut endokrinologi
Kelenjer endokrin utama manusia
75
SISTEM ENDOKRIN REPRODUKSI Sistem reproduksi
adalah suatu rangkaian dan interaksi organ dan
zat dalam organisme yang dipergunakan untuk
berkembang biak. Sistem reproduksi pada suatu
organisme berbeda antara jantan dan
betina. Sistem endokrin reporoduksi berperan
dalam penghasilakan hormon3x reproduksi pada
1. Ovarium 2. Testis
76
Ovarium Ovarium atau indung telur adalah
kelenjar kelamin betina pada hewan dan
manusia. Pada makhluk vertebrata termasuk
manusia, mempunyai dua buah ovarium yang
berfungsi memproduksi sel telur dan mengeluarkan
hormon. Sebagian besar burung hanya memiliki satu
ovarium yang dapat berfungsi dengan baik, dan
ular memiliki dua ovarium yang tersusun
berbaris. Fungsi Di dalam setiap ovarium
terjadi perkembangan sel telur (oogenesis). Di
dalam proses ini sel telur akan disertai dengan
suatu kelompok sel yang disebut sel folikel. Pada
manusia, perkembangan oogenesis dari oogonium
menjadi oosit terjadi pada embrio dalam kandungan
dan oosit tidak akan berkembang menjadi ovum
sampai dimulainya masa pubertas. Pada masa
pubertas, ovum yang sudah matang akan dilepaskan
dari sel folikel dan dikeluarkan dari ovarium.
Proses pelepasan dari ovarium disebut ovulasi.
Sel ovum siap untuk dibuahi oleh sel spermatozoa
dari pria, yang apaabila berhasil bergabung akan
membentuk zigot.
77
Ovarium Ovarium berfungsi mengeluarkan hormo
steroid dan peptida seperti estrogen dan
progesteron. Kedua hormon ini penting dalam
proses pubertas wanita dan ciri-ciri seks
sekunder. Estrogen dan progesteron berperan dalam
persiapan dinding rahim untuk implantasi telur
yang telah dibuahi. Selain itu juga berperan
dalam memberikan sinyal kepada kelenjar
hipotalamus dan pituitari dalam mengatur sikuls
menstruasi. Setelah sel telur diovulasikan, maka
akan masuk ke tuba fallopi dan bergerak pelan
menuju rahim. Jika dibuahi oleh sperma di (tuba
fallopi), sel telur akan melakukan implantasi
pada dinding uterus dan berkembang menjadi sebuah
proses kehamilan.
Testis Testis adalah kelenjar kelamin jantan pada
hewan dan manusia. Manusia (pria) mempunyai dua
testis yang dibungkus dengan skrotum. Pada
mamalia, testis terletak di luar tubuh,
dihubungkan dengan tubulus spermatikus dan
terletak di dalam skrotum. Ini sesuai dengan
fakta bahwa proses spermatogenesis pada mamalia
akan lebih efisien dengan suhu lebih rendah dari
suhu tubuh (lt 37C). Pada tubulus spermatikus
terdapat otot kremaster yang apabila berkontraksi
akan mengangkat testis mendekat ke tubuh. Bila
suhu testis akan diturunkan, oto kremaster akan
berelaksasi dan testis akan menjauhi tubuh.
Fenomena ini dikenal dengan refleks kremaster.
78
Selama masa pubertas, testis berkembang untuk
memulai spermatogenesis. Ukuran testis bergantung
pada produksi sperma (banyaknya spermatogenesis),
cairan intersisial, dan produksi cairan dari sel
Sertoli. Pada umumnya, kedua testis tidak sama
besar. Dapat saja salh satu terletak lebih rendah
dari yang lainnya. Hal ini diakibatkan perbedaan
struktur anatomis pembuluh darah pada testis kiri
dan kanan. Testis berperan pada sistem reproduksi
dan sistem endokrin. Fungsi testis memproduksi
sperma (spermatozoa) memproduksi hormon seks
pria seperti testosteron. Kerja testis di bawah
pengawasan hormon gonadotropik dari kelenjar
pituitari bagian anterior luteinizing hormone
(LH) follicle-stimulating hormone (FSH)
79
Struktur Testis dibungkus oleh lapisan fibrosa
yang disebut tunika albuginea. Di dalam testis
terdapat banyak saluran yang disebut tubulus
seminiferus. Tubulus ini dipenuhi oleh lapisan
sel sperma yang sudah atau tengah
berkembang. Spermatozoa (sel benih yang sudah
siap untuk diejakulasikan), akan bergerak dari
tubulus menuju rete testis, duktus efferen, dan
epididimis. Bila mendapat rangsangan seksual,
spermatozoa dan cairannya (semua disebut air
mani) akan dikeluarkan ke luar tubuh melalui vas
deferen dan akhirnya, penis. Di antara tubulu
seminiferus terdapat sel khusus yang disebut sel
intersisial Leydig. Sel Leydig memproduksi hormon
testosteron.
Molekul besar tidak dapat menembus ke lumen
(bagian dalam tubulus) melalui darah, karena
adanya ikatan yang kuat antar sel Sertoli. Fungsi
dari sawar darah testis adalah untuk mencegah
reaksi auto-imun. Tubuh dapat membuat antibodi
melawan spermanya sendiri, maka hal ini dicegah
dengan sawar. Bila sperma bereaksi dengan
antibodi akan menyebabkan radang testis dan
menurunkan kesuburan.
80
Kesehatan Penyakit pada testis yang paling
penting untuk diketahui radang testis, disebut
orchitis kanker testis radang epididimis,
disebut epididimitis Anorkidisme, salah satu
atau kedua testis tidak ada Pengangkatan
testis orchidektomi atau kastrasi
81
EMBRIOLOGI
Embriologi - adalah ilmu biologi yang mempelajari
seluk beluk pengkembangan suatu organisme
semenjak berbentuk telur hingga menjadi
embrio. Menurut embriologi, proses kejadian
manusia terbagi dalam tiga periode 1. Periode
Ovum Periode ini dimulai dari fertilisasi
(pembuahan) karena adanya pertemuan antara set
kelamin bapak (sperma) dengan sel ibu (ovum),
yang kedua intinya bersatu dan membentuk struktur
atau zat baru yang disebut zygote. Setelah
fertilisasi berlangsung, zygote membelah menjadi
dua, empat, delapan, enam belas sel, dan
seterusnya. Selama pembelahan ini, zygote
bergerak menuju ke kantong kehamilan, kemudian
melekat dan akhirnya masuk ke dinding rahim.
Peristiwa ini dikenal dengan nama implantasi. 2.
Periode Embrio Periode ini adalah periode
pembentukan organ-organ. Terkadang organ tidak
terbentuk dengan sempurna atau sama sekali tidak
terbentuk, misalnya jika hasil pembelahan zygote
tidak bergantung atau berdempet pada dinding
rahim. Ini dapat mengakibatkan keguguran atau
kelahiran dengan cacat bawaan. 3. Periode
Foetus Periode ini adalah periode perkembangan
dan penyempumaan dari organ-organ tadi, dengan
perkembangan yang amat cepat dan berakhir pada
waktu kelahiran.