Physiology of Cell, Body Fluids, Excitable

tissue & Muscle

Choesnan EffendiPhysiology Dep. Airlangga University

2012

ILMU FAAL = Physiology

Fisiologi Sel, Cair Tubuh,

Sel Eksitabel & Otot

Ilmu yang mempelajari :

• Fungsi organ-organ tubuh

• Hubungan & keterkaitan tiap organ

• Aktifitas suatu sel & fungsi organella yang ada : Fisiolgi sellular

• Peranan molekul-molekul yang ada terhadap fungsi sel : Fisiologi molekuler

Ilmu FAAL / Physiology

Contoh :

* Fungsi Jantung : memompa darah

Bagaimana jantung dapat memompa darah ?

O. k. Jantung mempunyai otot jantung yang dapat berkontraksi

Bagaimana dapat berkontraksi

o. k. mengandung actin & myosin

Mengapa actin & myosin dapat berkontraksi

O. k. diaktivkan oleh ion Calsium

Bagaimana ion Calsium dapat mengaktivkan actin & myosin ?

Pertanyaan ini terus berlanjut, yang jawabannya hanya dapat dijelaskan secara

molekular

Para ahli molekular medis, malah bukan dokter, YAITU ahli

BIOMOLEKULAR

Ilmu Molekular tersebut dimanfaatkan

Oleh ahli Farmasi

Sehingga ditemukan obat yang menghambat masuknya ion Calsium

kedalam sel otot Jantung

Yang disebut Calcium blocker

digunakan untuk ANTI-HYPERTENSI

Episode Pertama

Buku Acuan :1. Review of Med. Physiology by W.F. Ganong – 2005

2. Text Book of Med Physiology by Guyton and Hall – 2006

3. Human Physiology From Cells to System by Sherwood L. – 2004

4. Buku Panduan : Faal Sel, Cair tubuh dan Sel Eksitabel & OTOT. Ch. Effendi , K. P.Santoso & Bambang P. – 2009

Episode Pertama /

First Episode

Fungsi Sel, Organella & Transduksi sinyal

Function of Cell, Organelles, Cell Junction & Signal Transduction

Fungsi Sel & Organella

Membran selMembran sel ER : granula & nongranulaER : granula & nongranula RbRb Golgi ApparatusGolgi Apparatus LysosomeLysosome NucleusNucleus

Review of Cellular biology

Transduksi signal

Transduksi signal :- Metabotropic- Ionotropic- Gprotein receptor

Fungsi membran sel :

PhospholipidsDouble layers

Bentuk

Proteksi

Seleksi bahan : Semi – permeabel

Tempat reseptor, ion channels

Reseptor

Secara umum berarti penerima rangsang (RGS)

Tetapi secara BIOMOLEKULAR ADALAH STRUKTUR KHUSUS bagian suatu sel :

- Dapat di membran

- di sitosol

- di membran organella / nucleus

Membran sel :

ReceptorReceptor

metabotropic Ionotropic

Terbentuknya senyawa kimia /

Mengaktifkan suatu senyawa kimia lain

Pengaruh terhadap Saluran ion

Metabotropic

Membran sel

Receptor

2nd Messenger

1st Messenger

Sitosol

1st ( First ) Messenger

• Hormon

• Sitokin

• Bahan asing

• Obat

• Bahan humoral ( substan yang

beredar didalam darah )

2nd ( second ) Messenger

•IP3 ( Inositol Triphosphate )

• cAMP

• cGMP ( cyclic Guanosine monophosphate )

• Ca2+

• DAG ( Diacylglycerol )

cAMP is 2nd messenger

Metabotropic

Membran sel

Receptor

cAMP

Adrenalin

Sitosol

Receptor - cellular

• membran sel

• sitoplasma

• membran organella

Dapat di

Ionotr

opic

Signal m

olecule : Adrenalin

(epinephrine)

Fungsi Organella

Terdapat di sitoplasma / sitosol

Mempunyai struktur & fungsi

yang spesifik

Pusat pengendalian adalah

DNA yang terdapat didalam Nucleus

DNA, transkripsi & translasi akan dijelaskan di Kuliah GENETIKA

Endoplasmic reticulum ( ER) , ada 2 macam :

Granular ER ( Rough ER = ER kasar )

Smooth atau Agranular ER ( ER halus ). Granula tersebut adalah ribosom

Granular ER : sintesa protein / polipeptida.

ER halus : sintesa lemak / steroid / detoxikasi

ER pada otot rangka dan jantung diberi

nama sarcoplasmic reticulum ( SR ) JUGA berfungsi :

Konduksi impuls / potensial aksi

Golgi apparatus ( GA) = Golgi complex :

Fs : GA erat hubungannya dgn ER, dalam rangka proses sintesa protein. Mengemas protein / polipeptida yang

dihasilkan ERMucus atau lendir yang terdapat

dipermukaan suatu sel berasal dari sekresi GA

Ribosom ( Rb ) :

Rb bebas maupun yang menempel di ER penting

untuk sintesa protein

Lysosomes ( LS ) :

Bentuk vesikular, banyak tersebar di sitosol.

Fs : digestif ( pencernaan ) intraselluler ; mencerna bakteri, protein asing maupun partikel-

partikel asing. LS banyak terdapat di leukosit

neutrophil, macrophage .

disebut juga power house , O.K. fungsinya sebagai tempat produksi

energi secara erobik . Banyak mengandung enzim-enzim

untuk glikolisis & lipolisis, yang terdapat didindingnya maupun di matrix.

O.K. mengandung DNA : MT dpt replikasi sendiri

Mitochondrion

( plural : mitochondria )

NUCLEUS

Chromosome human :

23 pasang

( diploid ) ;

22 ps : Autosomal chr

+1 ps – Sex chr

Chromosome human :

Terdapat di tiap SEL :

23 pasang ( diploid ) = 46

Apakah ada

Sel yang tidak mempunyai CHROMOSOME ?

Apakah ada

Sel yang mempunyai CHROMOSOME hanya 23

Sintesa

Protein / Polipeptida

Tahapan :

•Transkripsi oleh DNA untuk membentuk rRNA, mRNA & tRNA

•Dikirim ke sitosol melewati nuclear pores

•Sintesa terjadi di Ribosom ( Rb )

Sintesa Protein

t RNA m RNABawa a. amino – a. amino

r RNA Rb

Penyusunan a.a. sesuai urutan yg ditentukan oleh kode genetik yg dibawa mRNA

Bawa kode genetik urutan a.a.

mRNA :

Dari transkripsi

DNA

Berisi urutanAsam amino

Untuk sintesa

POLIPEPTIDA

Keluar dari nucleus melalui nuclear pore

tRNA :

Membawa asam amino

t-RNA : membawa asam amino ( a.a. )

m-RNA : membawa kode genetik urutan a.a.

r-RNA : tempat penyusunan urutan a.a. untuk membentuk polipeptida / protein

Signal transduction :

Pesan / RGS / Bahan / Hormon / Cytokine / Zat : First messenger

RECEPTOR membran sel / organella / sitoplasma

Substant : Second messenger

Rangsang ( RGS ) / Stimulus :

1.Mekanis

2.Kimiawi

3.Thermis

4.Elektris

5.Cahaya ( gelombang elektromagnetis )

6.Gelombang suara

Membran sel

Receptor

2nd Messenger

1st Messenger

Sitosol

Protein receptor /G-protein

RGS

G - subunit

IP3

cAMP

DAG cGMP

Stimulus / Rangsangan : suatu substan disebut first messenger ; a.l. hormon, sitokin, bahan asing, obat-

obatan, humoral factor

Receptor

Ca2+

Ca2+

X

Calmodulin

+ Complex

ER

Ion Ca2+ sebagai second messenger

Selanjutnya membuat complex dengan Calmodulin

Kemudian merangsang kontraksi otot polos

Signal transduction :

Yang menghasilkan

2nd messenger

( cAMP )

Reseptor : G-Protein

intra sel / sitosol / sitoplasma

membran sel

luar sel / ekstrasellular

Mengaktifkan enzim adenylyl cyclase

Adenylyl cyclase

Zat X

Stimulus / rangsangan

AMPPhosphodiesterase

ATP cAMP

Adenylyl cyclase

Second messenger

Berperanan fisiologis terhadap fungsi didalam sel

Contoh :

cAMP

IP3

Kontraksi antara

actin & myosin

Otot polos

Saluran ion Ca

Terbuka di ER

Transduksi signal

Yang mengakibatkan terbukanya saluran ion

Ionotr

opic

Cholinergic receptor –

nicotinic type

Acetylcholine binding site

Cholinergic receptor – nicotinic type

Stimulus

Na+ channel opened

Na+Na+ channel

closed

Membrane

Cell

Ion channel

RESUME

• Fungsi membran sel

• Fungsi organella : ER , Mitochondria

• Funsi Nucleus

• Sintesa protein

• Transduksi signal

• 1st messenger

• 2nd messenger

• Receptor yang bersifat :

- Metabotropic

- Ionotropic

To Be Continued

Yang dapat berperanan sebagai 1st messenger adalah :

A. Albumin

B. Insulin

C. cAMP

D. Adenylyl cyclase

D. Ion Ca2+

Contoh Soal :

Yang dapat berperanan sebagai 2nd messenger adalah :

A. Albumin

B. Insulin

C. cAMP

D. Adenylyl cyclase

D. G-protein receptor

Contoh Soal :

Struktur utama yang membentuk plasma membran adalah :

A. Polisaccharida

B. Polipeptida

C. Glikoprotein

D. Phospholipid

E. Protein.

Fungsi Mitochondria adalah :

A. Tempat sintesa cAMP

B. Tempat sintesa ATP

C. Tempat sintesa hormon

D. Tempat replikasi RNA

E. Tempat detoksikasi waste product

Sintesa polipeptida dapat dilakukan di sitoplasma maupun di

plasma darah

Sintesa polipeptida berasal dari polimerisasi asam amino

Sebab