Tugas Patologi Klinik : Struktur & Fungsi Sel/Patologi Cadera & Kematian Sel

Struktur dan Fungsi Sel

Sel adalah unit terkecil dari makhluk hidup. Setiap Organisme di dunia ini tersusun atas sel-sel yang saling berintegrasi membentuk suatu fungsi tertentu dalam tubuh makhluk hidup. Baik organisme tingkat seluler (Uniseluler) maupun organisme Multiseluler. Sel pertama kali dikenalkan oleh Robert Hooke pada tahun 1665 yang mengamati jaringan gabus pada pada tumbuhan dengan menggunakan lensa pembesar. Gabus merupakan bangunan yang berlubang-lubang kecil seperti susunan sarang lebah yang dipisahkan oleh “diafragma“. Bangunan seperti sarang lebah ini selanjutnya disebut dengan Cell (sel). Nama sel diambilnya dari bahasa Yunani “Kytos” yang berarti ruang kosong, sedangkan bahasa latin ruang kosong adalah “cella“.

Perkembangan teori tentang sel dimulai pada tahun 1839 sampai akhir abad XIX.

1. Schleiden dan T. Schwann. Sel sebagai unit struktural terkecil makhluk hidup. Teori ini menjelaskan bahwa setiap makhluk hidup disusun atas sel-sel. Sel adalah bagian terkecil makhluk hidup yang menyusun makhluk hidup.
2. Max Schultze. Sel sebagai unit fungsional terkecil makhluk hidup. Teori ini menjelaskan bahwa sel adalah bagian terkecil dari makhluk hidup yang melakukan fungsi kehidupan. Fungsi-fungsi kehidupan di dalam sel dapat ditunjukkan dengan adanya metabolisme sel dan pengaturan sel oleh nukleus.
3. Rudolf Virchow. Sel sebagai unit pertumbuhan terkecil makhluk hidup. Sel sebagai penyusun terkecil makhluk hidup selain menjalankan suatu fungsi kehidupan juga mengalami pertumbuhan. sel dapat mengalami perpanjangan ukuran maupun perbesaran volume sel.
4. Akhir abad XIX. Sel sebagai unit hereditas terkecil makhluk hidup. sel memiliki struktur yang dinamakan degan nukleus (inti sel). Nukleus memiliki peranan sebagai pembawa materi genetik (tersimpan sebagai molekul DNA) yang memiliki sifat diwariskan ke generasi sel selanjutnya.

Sel dapat digolongkan menjadi dua berdasarkan ada tidaknya membran nukleus (membran inti), yaitu sel prokariot, jenis sel yang tidak dilengkapi dengan membran inti contohnya bakteri dan ganggang alga biru (Cyanophita); dan sel eukariot, yaitu jenis sel yang memiliki membran inti contohnya sel hewan, tumbuhan, fungi.

Sel Prokariot

Bakteri sebagai organisme prokariotik yang merupakan organisme uniseluler memiliki struktur sel yang tidak memiliki membran inti. Struktur sel secara umum yang dimiliki oleh sel prokariot dapat kita lihat pada sel bakteri.

Struktur Sel Bakteri

Nukleoid (Nukleus).Nukleus atau inti sel berfungsi sebagai pengendali dan pengatur sel. seluruh aktifitas sel diatur oleh nukleus. Nukleus juga berfungsi sebagai pembawa informasi genetik yaitu kromosom, yang diwariskan ke generasi selanjutnya. Kromosom adalah struktur yang tersusun oleh molekul DNA dan protein (histon). Nukleus sel bakteri terpapar atau kontak langsung dengan sitoplasma karena tidak memiliki membran inti.

Cytoplasm (Sitoplasma). Sitoplasma adalah bagian sel yang berisi cairan tempat berlangsungnya metabolisme sel. Kandungan terbesar dalam sitoplasma adalah air (80-90%).
Ribosome (Ribosom). Ribosom merupakan struktur berupa butiran-butiran kecil yaang merupakan tempat sintesis protein. Protein disintesis atau dibuat dengan menggabungkan beberapa asam amino yang sesuai informasi genetik yang ada di molekul DNA. Ribosom berada di sitoplasma.
Cytoplasmic membrane (Membran Plasma). Membran plasmaphospolipid bilayer adalah lapisan di luar sitoplasma yang tersusun atas . Fungsi membran plasma adalah sebagai pelindung dan mengatur transportasi sel. Pengaturan transportasi sel dimasksudkan untuk mengatur keluar masuknya substansi ke dalam dan ke luar sel. Membran plasma juga berperan dalam penerima rangsang yang datang dari luar sel.

Membran sel pada sel prokariot mengalami pelekukan ke arah dalam membentuk struktur yang disebut mesosome (mesosom). Mesosom berfungsi sebagai tempat terjadinya respirasi sel sehingga dihasilkan energi yang akan digunakan untuk aktifitas di dalam sel.
Cell wall (Dinding Sel). Dinding sel adalah struktur pelindung kedua setelah membran plasma.

Capsule (Kapsul). Kapsul adalah struktur pelindung sel ketiga setelah membran plasma dan dinding sel.

Pili (Bulu Rambut). Pili berfungsi sebagai alat pelekatan sel bakteri pada suatu permukaan substrat atau benda.

Flagella (Flagel). Flagel berfungsi dalam pergerakan sel. Baik flagel dan pili disusun oleh mikrotubulus.

Sel Eukariot

Sel Eukariot memiliki struktur yang lebih komplek dibandingkan dengan sel prokariot. Sel eukariot memiliki membran inti yang memisahkan Nukleus dengan sitoplasma. Sel ini juga memiliki struktur endomembran yang disebut dengan Organel. Organel-organel sel eukariot memiliki fungsi-fungsi tertentu yang menunjang kehidupan sel eukariot. Macam organel yang dimiliki Sel eukariot antara lain :

• Lisosom, Organel yang berperan dalam pencernaan sel. Organel ini mengandung enzim lisozim yang akan melisis bagain sel yang telah mati, rusak atau sudah tua.

• Mitokondria, Organel yang berperan dalam respirasi sel. Respirasi sel bertujuan untuk mengahasilkan energi yang akan digunakan dalam aktivitas sel.

• Aparatus Golgi, Oraganel yang berperan dalam sekresi produk, baik protein, polisakarida maupun lemak.

• Retikulum Endoplasma (RE), organel yang berperan dalam sintesis produk. Ada dua jenis RE, yaitu RE kasar (RE yang di bagian permukaannya terdapat butiran ribosom) dan RE halus (RE yang tidak memiliki ribosom). RE kasar berfungsi untuk mensintesis protein, sedangkan RE halus berfungsi dalam sintesis lemak dan sterol.

• Plastida, organel yang mengandung pigmen (warna).

• Vakuola, organel yang berfungsi dalam penyimpanan cadangan makanan, minyak atsiri dan sisa metabolisme sel.

• Mikrotubulus, organel yang memiliki struktur tabung. contohnya flagela (untuk pergerakan sel), silia (alat pelekatan sel) dan spindel (untuk pembelahan sel).

• Mikrofilamen, oragnel yang memiliki struktur filamen (benang). berfungsi dalam pergerakan sitoplasma dan kontraksi otot.

• Badan Mikro, ada dua macam badan mikro, yaitu Peroksisom (mengandung enzim katalase) dan Glioksisom (mengandung enzim katalase dan oksidase)

• Dinding Sel, struktur selulolitik dan kitin yang berfungsi memberi bentuk sel dan sebagai pelindung sel.

• Sentriol, organel yang berperan dalam pembelahan sel. Sentriol berfungsi menarik kromosom ke arah kutub yang berlawanan.

Sel Eukariot dibedakan atas sel hewan dan sel tumbuhan. Perbedaan yang mendasar antara kedua jenis sel tersebut adalah adanya beberapa bagian sel yang hanya dimiliki sel hewan (Sentrosom dan Lisosom) dan yang hanya dimiliki oleh sel tumbuhan (Plastida dan Dinding Sel). Berikut ini adalah video animasi yang menjelaskan perbedaan sel tumbuhan dengan sel hewan.

CEDERA DAN KEMATIAN SEL

Sel adalah unit struktural dan fungsional dari tubuh yang memberikan dasar untuk kehidupan

Sel-sel menyusun jaringan, organ dan sistem tubuh

• Sel selalu mengadakan penyesuaian terhadap perubahanlingkungan yang mengganggu

• Menyebabkan adaptasi atau cedera sel

• Penyebab cedera sel terbanyak adalah defisiensi oksigen (hipoksia) atau defisiensi bahan makanan penting

Stimulus yang mengakibatkan adaptasi atau cedera sel

Stimulus Cedera

• Fisik Trauma, perubahan suhu,

listrik, tekanan atmosfer, radiasi

• Kimiawi Obat, racun, makanan

• Mikroorganisme Virus, bakteri, fungi, protozoa

• Hipoksia Syok, pasokan darah tidak

mencukupi, hipoksemia

• Defek genetik Kelainan metabolisme, malformasi

• Reaksi imunologis Reaksi hipersensitivitas

Efek stimulus terhadap sel : Perubahan biokimiawi, Kelainan fungsi sel, Perubahan morfologis sel

Perubahan intrasel atau ekstrasel akibat adaptasi atau cedera sel

• Sebab : endogen atau eksogen

• Bentuk :

– Pembengkakan sel

– Penimbunan (akumulasi) lemak

– Penimbunan glikogen

– Pigmentasi

– Perkapuran

– Pengurangan masa

Pembengkakan sel

• Penimbunan air dalam sel

• Sering akibat hipoksia seluler

• Kemampuan pengaturan volume pada bagian-bagian sel terganggu (terutama membran sel)

• Sel tidak mampu memompa ion natrium ke luar sel --> osmosis --> influks air ke dalam sel

• Organella dalam sitoplasma juga menyerap air --> pembengkakan organella

• Disebut juga perubahan (degenerasi) hidropik

• Reversibel

Penimbunan lemak

• Sering pada sel organ tertentu : hati, jantung, ginjal

•Dapat merangsang terjadinya nekrosis, fibrosis, pembentukan parut pada organ

• Sering akibat malnutrisi (obesitas) atau alkohol

• Disebut juga degenerasi lemak atau infiltrasi lemak

Pengurangan masa

• Pengurangan ukuran sel (atrofi)

• Sel mengabsorpsi sebagian unsur-unsurnya (otofagositosis)

• Sel mencapai keseimbangan pada kondisi di mana kebutuhan total berkurang

Penimbunan glikogen

• Glikogen : bentuk simpanan glukosa yang diproduksi dan disimpan dalam hati

• Glikogen dipecah menjadi glukosa dan menjadi sumber energi

• Akibat kelainan genetik resesif autosom (glikogenoses) akibat defisiensi enzim tertentu

Pigmentasi

• Pigmen : substansi yang berwarna

• Pigmentasi : penimbunan pigmen dalam sel

• Asal :

– Eksogen (dari luar tubuh) : partikel karbon organik è anthracosis

– Endogen (dari dalam tubuh): hemosiderin --> hemosiderosis

Perkapuran

• Normal pada tulang dan gigi

• Keadaan patologis dapat terjadi pada kulit, jaringan lunak, pembuluh darah, jantung dan ginjal

• Terjadi pada daerah yang mengalami radang menahun ( kronis) atau mengalami degenerasi

• Pada kelebihan kalsium gangguan keseimbangan Ca-Fosfor.

Perubahan sel akibat stimulus yang berbahaya

• Perubahan nyata pada sel akibat adaptasi terhadap stimulus yang berbahaya

• Bentuk :

– Atrofi

– Displasia

– Hipertrofi

– Hiperplasia

– Metaplasia

1. Atrofi

• Pengurangan ukuran sel

• Sebab :

– aktivitas kurang (disuse atrophy)

– gangguan sistem saraf

– gangguan suplai darah

– kurang nutrisi/gizi

– gangguan hormonal

– fisiologis : proses penuaan

2. Displasia

• Akibat iritasi menahun

• Reproduksi sel terkendali

• Bila tidak terkendali è keganasan

• Sering pada sel-sel epitel

3. Hipertrofi

• Pembesaran sel èpembesaran masa jaringan tanpa menambah jumlah sel

• Respon terhadap peningkatan aktivitas jaringan

• Contoh :

– Hipertrofi fisiologis : pembesaran otot akibat latihan

– Hipertrofi otot jantung

4. Hiperplasia

• Pembesaran masa jaringan akibat pertambahan jumlah sel

• Macam :

– Hiperplasia fisiologis : pubertas dan kehamilan

– Hiperplasia kompensatorik : untuk mengkompensasi (memulihkan) jaringan yang hilang (misal : organ hati)

– Hiperplasia patologik : sel-sel beregenerasi secara tidak normal (misal : tiroid)

• Biasanya berhenti bila stimulus dihilangkan

5. Metaplasia

• Penggantian satu jenis dengan jenis sel yang lain

• Bersifat reversibel

• Misal : pada penderita bronchitis kronis (perokok) epitel silindris bersilia diganti epitel berlapis pipih

• Awal proses keganasan

Kematian Sel

• Akibat stimulus yang berbahaya dan berlangsung cukup lama

• Mencapai titik di mana sel tidak dapat lagi melakukan kompensasi dan tidak dapat melangsungkan metabolisme (point of no return)

• Kematian sel lokal : Nekrosis

• Perubahan paling jelas pada inti sel (nukleus) :

• Piknotik

• Karioreksis

• Kariolisis

Nekrosis

Macam :

– Nekrosis koagulativa : akibat hilangnya suplai darah (misal : gangren)

– Nekrosis liquefaktiva : jaringan nekrotik larut akibat kerja enzim (sering pada otak, daerah nekrotik berupa lubang berisi cairan)

– Nekrosis kaseosa : sel-sel nekrotik hancur menjadi pecahan sel yang halus dan bertahan sampai bertahun-tahun (misal : tuberkulosis)

Akibat Nekrosis

• Hilangnya fungsi daerah yang nekrotik (dapat/tidak mengganggu fungsi jaringan atau organ atau sistem)

• Menjadi fokus infeksi : medium pembiakan organisme

• Perubahan sistemik : demam, lekosit dalam sirkulasi meningkat

• Pengeluaran enzim sel ke dalam aliran darah --> pemeriksaan laboratorium