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 ↓ 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 HCO3- Bahan makanan untuk sel seperti : O2, glukosa, as.lemak, as.amino - CO2 yang ditranspor dari sel untuk disekresikan. - Produk2 sel lain (urea dan as,urat) Cairan intraselluler Mengandung : - Sejumlah ion K+, ion Mg++,ion PO4--- sedikit mengandung ion Na+,ion Cl- Komposisi Kimia Cairan ektraseluler dan intraseluler Cairan ekstraseluler Cairan intraseluler Na+ K+ Ca+2 Mg+2 ClHCO3PO4-3 SO4-2 Glukosa Asam amino Kholesterol Fosfolipid Lemak netral PO2 PCO2 pH Protein 142 mEq/l 4 mEq/l 2,4 mEq/l 1,2 mEq/l 103 mEq/l 28 mEq/l 4 mEq/l 1 mEq/l 90 mg/dl 30 mg/dl 0,5 mg/dl 35 mmHg 46 mmHg 7,4 2 gm/dl(5mEq/l 10 mEq/l 140 mEq/l 0,0001 mEq/l 58 mEq/l 4 mEq/l 10 mEq/l 75 mEq/l 2 mEq/l 0 - 20 mg/dl 200 mg/dl 2 - 95 mg/dl 20 mmHg 50 mmHg 7,0 16 gm/dl(40 mEq/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 Elektrolit yang terpenting didalam sel adalah : K+,Mg+2,PO4-3 ,SO4-2 ,HCO3-, 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 Protein merupakan komponen utama dalam sel hidup 10-20% massa sel mengandung protein KLASIFIKASI PROTEIN 1. Protein sederhana a. Protein serat - Rantai polipeptida tidak 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 Metaloprotein Glikoprotein Nukleoprotein Fosfoprotein Protein-koenzim Lipoprotein Klasifikasi Protein Berdasarkan Fungsi Biologi Protein Protein Protein Protein Protein Protein enzim struktural kontraktil pengangkut pengatur hormon pertahanan Contoh : Glukosa Enzim protein CO2 + H2O + 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 R1 – C – O – CH2 O R2 – C – O – CH S O H2C – O – P – O – CH2CH2N+(CH3)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 – 40x ›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 (H2O2) 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 10OA – 1000OA / 0,1 – 1 KOLOID - SOL - EMULSI - GEL - BUIH Penggolongan Koloid/Sol Hidrofop(tidak suka air) →suspensoid → fasa terdispersinya mempunyai sedikit afinitas dengan medium pendispersinya Fasa terdispersi : zat-zat anorganik(logam,sulfida,oksida) 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 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 . 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 -∏ I2 II SAMA MEMBRAN S.P. TAK SEMPURNA PERMIABEL ION : KECIL SEPERTI Na+, K+, Cl+ I IMPERMIABEL ION : BESAR SEPERTI : R- (KOL) I II Na+ Na+ R- Cl- I KESETIMBANGAN II Na+ Na+ Cl- Cl- R- MEMBRAN S.P. TAK SEMPURNA KESETIMBANGAN DONNAN - KOMP KIMIA TDK SAMA -∏ I2 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 DARAH : - ERITROSIT (SEL DARAH MERAH) - PLASMA - ERITROSIT - PLASMA : Hb, PROTEIN, K+, Na+, Cl-, HCO3: PROTEIN, K+, Na+, Cl-, HCO3- MEMBRAN SEL DARAH IMPERMIABEL TERHADAP : Hb, PROTEIN, Na+, K+ PERMIABEL TERHADAP TERHADAP Cl- & HCO3ANTARA SEL DARAH MERAH DENGAN PLASMA KESETIMBANGAN DONNAN Pada keadaan setimbang [ Cl- ] SEL [ HCO3- ] SEL [ Cl- ] PLS = [ HCO3- ] PLS [ Cl- ] SEL . [ HCO3- ] PLS = [ Cl- ] PLS . [ HCO3- ] SEL [ Cl- ] SEL [ HCO3- ] SEL [ Cl- ] PLS [ HCO3- ] 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 C02 & PELEPASAN 02 C02+ H2O CARBONIC ANHIDRASE HC03- (KARENA SUASANA BASA) H2C03 HCO3- SEL NAIK ∏ DALAM SEL NAIK HCO3- PLASMA SEL > TERJADI DIFUSI DARI SEL SAMPAI TERJADI KESETIMBANGAN DARAH DARI JANTUNG 02 HCO3- SEL HCO3- PLASMA RENDAH MAKA TERJADI DIFUSI DARI PLASMA ClSEL PLASMA HCO3- Daftar Kepustakaan 1. Campbel Reece-Miychel,”Biologi”,Ed 5, Jakarta,Erlangga, 2000. 2. Lehninger,”Dasar-dasar Biokimia”Ed 2,Jakarta Erlangga,1990. 3. Guyton & Hall,”Fisiologi Kedokteran”,Editor Irawati Setiawan, Ed 9, Jakarta 1997. 4. M.Sukmariah,A.Kamianti,”Kimia Kedokteran”Ed 2 Jakarta,Bina Aksara,1990. 5. Subowo,”Biologi Sel”,Ed1, Bandung Angkasa,1995.