Laporan Kelompok Biologi Oral Dasar Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Indonesia Adaptasi Sel, Jejas Seluler, dan Kematian Sel
Disusun oleh: Kelompok 5 1. Ariq Noorkhakim (NPM 1206242750) 2. Amirah Hasna Fitri (NPM 1206208006) 3. Dela Medina (1206208025) 4. Farahdillah (NPM 1206237183) 5. Fidhianissa (NPM 1206207994) 6. Irvi Firqotul Aini (NPM 1206237630) 7. Luluk Latifa Ayu Leonita (NPM 1206207981) 8. Ranny Rahaningrum H (NPM 1206208012) 9. Romilda Rosetti (NPM 1206237574) 10. Triana Hardianti (NPM 1206237984)
PROGRAM SARJANA REGULAR Ganjil, 2012/2013
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG Sel merupakan unit kehidupan terkecil yang ada, dalam kehidupannya sel mampu melakukan berbagai aktivitas metabolisme yang dipengaruhi oleh berbagai faktor. Di dalam sel terdapat membran plasma, nukleus, sitoplasma, dan organel-organel yang melakukan peranannya masing-masing. Setiap sel menjalin suatu hubungan satu sama lain melalui berbagai cara membentuk suatu jaringan, kemudian, organ, sistem organ, dan pada akhirnya orgenisme. Patologi sebagai ilmu mengenai penyakit mempelajari sel sebagai unit kehidupan terkecil yang menjadi proses awal mula terjandinya patogenesis. Apabila sel mendapat suatu stimulus maka akan terjadi suatu response sebagai usaha sel untuk tetap mempertahankan fungsi kehidupannya, karena itulah sel memiliki kemampuan untuk melakukan adaptasi. Sel yang beradaptasi ini bisa jadi mengalami perubahan struktural maupun fungsional baik secara kuantitatif maupun kualitatif. Apabila sel gagal melakukan adaptasi maka sel akan mengalami kematian sel. Melalui makalah ini penulis menyusun apa, bagaimana, serta perubahan apa sajakah yang terjadi selama proses adaptasi berlangsung. Kemudian lebih jauh lagi penulis memaparkan proses terjadinya nekrosis dan apoptosis beserta contoh kemudian aging process.
POKOK-POKOK BAHASAN 1. Menjelaskan sel sebagai unit yang dapat beradaptasi 2. Menjelaskan response adaptasi sel terhadap stimulus patologis
3. Menjelaskan proses apoptosis 4. Menjelaskan proses nekrosis 5. Menjelaskan response sel dari kerusakan irreversible dan versible 6. Menjelaskan proses degenerasi dan infiltrasi 7. Menjelaskan contoh nekrosis 8. Menjelaskan perbedaan apoptosis dan nekrosis 9. Menjelaskan aging process
TINJAUAN PUSTAKA
Sel melakukan perubahan fungsi dan struktur dalam usahanya mempertahankan kondisi keseimbangan tubuh normal. Apabila tubuh mengalami stres fisiologis ataupun adanya proses yang abnormal, maka sel akan melakukan adaptasi. Kegagalan adaptasi sel berakibat pada cedera sel yang bisa bersifat reversible (dapat kembali normal) ataupun irreversible (tidak kembali normal). Apabila cedera sel sangat berat sehingga tidak dapat kembali normal maka sel akan mati melalui 2 cara yaitu apoptosis (bunuh diri, sebagai kematian sel yang alami) atau nekrosis (rusak, sehingga mati). Adaptasi sel merupakan respons sel terhadap cedera yang tidak mematikan dan bersifat menetap (persistent). Ada 4 cara yang dilakukan yaitu atrofi, hipertrofi, hiperplasia, dan metaplasia.1
Respon Adaptasi Sel terhadap Rangsang Patologis Dalam menjalankan aktivitasnya, sel mendapat rangsang dari lingkungan. Sel cenderung untuk mempertahankan kondisi yang sesuai dengan lingkungannya tersebut. Untuk itu sel melakukan adaptasi. Adaptasi sel sendiri adalah reaksi sel terhadap rangsang dari luar untuk mempertahankan fungsi sel tersebut. Adaptasi sel ini dapat berupa atrofi, hipertrofi, hyperplasia, metaplasia, dan induksi. 1. Atrofi Penyusutan ukuran sel akibat berkurangnya substansi sel sehingga jaringan dan organ yang tersusun atas sel tersebut menjadi lebih kecil. Sel yang mengalami atrofi akan mengalami penurunan fungsi sel tetapi sel tersebut tidak mati. Atrofi dapat disebabkan oleh penurunan load kerja (misalimobilisasi), kehilanganinervasi,
penurunansuplaidarah, nutrisi tidak adequat, kehilangan stimulasi endokrin, penuaan (senile atrophy). 2. Hipertrofi Pertambahan ukuran sel sehingga jaringan atau organ yang tersusun atas sel tersebut menjadi lebih besar pula. Pada organ yang mengalami hipertrofi, tidak dijumpai sel baru melainkan hanya selnya saja yang bertambah besar. Sel tersebut menjadi lebih besar karena sintesis komponen dan struktur sel yang bertambah. Contoh hipertrofi patologis adalah pembesaran jantung pada penderita hipertensi. Hal ini terjadi karena hormone adrenal diproduksi berlebih sehingga memacu jantung untuk memompa darah lebih cepat. Kerja jantung menjadi lebih berat sehingga terjadilah hipertrofi pada jantung.
Gbr. 1.1 Hipertrofi pada jantung 3. Hyperplasia Pertambahan jumlah sel dalam suatu jaringan atau organ sehingga jaringan atau organ menjadi lebih besar ukurannya dari normal. Pada hyperplasia terjadi pembelahan sel atau mitosis. Hal inilah yang mengakibatkan jumlah sel bertambah. Hyperplasia patologis biasanya disebabkan oleh sekresi hormone yang berlebihan. Misalnya
hiperplasia endometrium yang terjadi akibat adanya gangguan keseimbanganantara estrogen dan progesteron, yang menyebabkan mentruasi abnormal. Kutil pada kulit disebabkan oleh peningkatan ekspresi berbagai factor transkripsi oleh papillomavirus, setiap stimulasi tropik minor pada sel oleh factor pertumbuhan menghasilkan aktivitas mitotic.
Gbr. 1.2 Hiperplasia endometrium 4. Metaplasia Perubahan reversible dalam tipe sel dewasa (epithelial atau mesenchimal) yang digantikan oleh tipe sel dewasa lain. Pada tipe adaptasi sel ini, sel-sel sensitive kepada stress khusus digantikan oleh tipe sel lain yang lebih baik untuk dapat bertahan terhadap lingkungan
yang merugikan. Misal pada perokok : sel epitel
silindris bersilia pada trakea dan bronchi diganti dengan epitel pipih berlapis.2
5. Induksi
Merupakan hipertrofi pada reticulum endoplasmic, tempat kemampuan adaptasi sel pada bagian sub seluler. Misalnya pada waktu individu yang menggunakan obat tidur dalam waktu lama, reticulum endoplasmic sel hepatosit akan melakukan hipertrofi terhadap obat tidur ini. Hal ini disebabkan oleh barbiturate akan didetoksifikasi di hepar sehingga untuk dapat tidur memerlukan dosis obat yang semakin besar.
Degenerasi dan Infiltrasi Sel Degenerasi adalah keadaan terjadinya perubahan biokimia di dalam sel yang mengganggu proses metabolism dan menyebabkan perubahan morfologi sel. Perubahan morfologi sel tersebut bias bersifat reversible (cedera subletal) atau irreversible (cederaletal). Hal itu bergantung kepada intensitas stimulusnya. Degenerasi yang masih termasuk dalam kategori ringan adalah degenerasi bengkak keruh dan degenerasi vacuolar/vacuolar change, sementara di kategori yang lebih berat adalah fatty change/degenerasilemak/infiltrasilemak. Berikut ini adalah jenisjenis degenerasi dan penjelasannya: 1. Degenerasi bengkak keruh
-
Terjadi akumulasi cairan yang tersimpan pada sitoplasma
-
Akumulasi cairan dalam jumlah banyak di sitoplasma tersebut menghasilkan pembengkakan sel, pengeruhan warna sitoplasma, dan adanya granula kasar
-
Sering terjadi pada ginjal, hati, dan jantung
2. Degenerasi albumin :
-
Terjadinya penimbunan protein yang berlebihan pada suatu sel.
-
Sel membengkak sehingga mendesak kapiler-kapiler.
3. Degenerasi vakuoler/hidrofik (vacuole change)
-
Organ yang sel-selnya mengalami degenerasi hidrofik akan bertambah besar dan bertambah berat, sel tampak membengkak, sitoplasma memucat, inti tetap di tengah.
-
Terjadi karena kekurangan oksigen, atau keberadaan toksik yang mempengaruhi tekanan osmotik.
-
Biasa terjadi pada hamil anggur (molahidatidosa) dan pembesaran vili (vilikolearis).
Molahidatidosa terjadi ketika zigot yang dihasilkan dari proses fertilisasi tidak memiliki kromosom dari ibu dan hanya memiliki kromosom dari ayah. Hal ini biasanya diakibatkan oleh pembuahan ovum kosong oleh dua buah sperma. Pada keadaan ini, jaringan plasenta akan terbentuk dan rahim akan membesar, level sekresi HCG akan meningkat namun tidak ada fetus melain kangerombolan mole berisi cairan yang membentuk seperti anggur. Penderita molahidatidosa akan mengalami pendarahan.
Gbr. 2.1 Molahidatidosa 4. Degenerasi lemak/steatosis/infiltrasilemak (fatty change)
-
Adanya penimbunan lemak berbentuk trigliserida atau kolestrol secara abnormal di sel parenkim yang menyebabkan pergeseran posisi inti sel kepinggir.
-
Sering terjadi pada hati dan jantung
-
Terjadi dalam keadaan malnutrisi, diabetes mellitus, atau alkoholik.
-
Degenerasi lemak di jantung biasanya terjadi akibat anoksia.
-
Degenerasi lemak sering terjadi di hati terjadi karena hati merupakan tempat terjadinya proses metabolism lemak.
-
Apabila keadaan terjadi terus menerus, sel akan mengalami nekrosis.
5. Degenerasi hialin
-
Menghasilkan pembentukan massa bulat
-
Terjadi pada kolagen jaringan berserat tua, ototpolosarteriola, rahim, dan sebagian sel parenkim
-
Biasanya jika terjadi pada otot menyebabkan serabut otot terurai, otot pucat, dan terdapat penimbunan gas yang menyebabkan krepitasi
-
Sering terjadi pada usia lanjut
6. Degenerasi zenker : Kelanjutan dari degenerasi hialin yang terus menerus
sehingga mengakibatkan nekrosis pada sel. 7. Degenerasi mucin/meksomatosa : Mucin yang berada di dalam sel mendesak
inti sel hingga ke tepi sehingga sel membentuk cincin (Signet Ring Cell).
Mekanisme terjadinya degenerasi sel akibat iskemia Iskemia adalah keadaan kekurangan kandungan oksigen. Hal itu bisa disebabkan oleh penyumbatan pada aliran darah. Iskemia merupakan factor penyebab terjadinya degenerasi yang paling sering muncul. Iskemia pada organ dapat menyebabkan hypoxia pada sel. Berikut adalah skema dari terjadinya degenerasi selakibat iskemia :
Kekurangan kadar oksigen
Air masuk ke dalam sel
Penimbunan air di sitoplasma
Metabolisme sel menjadi anaerob
-Kelebihan ion natrium atau ion kalsium di dalam sel -Terganggunya aktivitas enzim
Organel-organel membengkak
-Produksi ATP menurun -Peningkatan asam laktat
-Energi aktivasi pompa ion menurun -Penurunan pH sel
sel membengkak
Gbr. 2.2 Skema terjadinya vakuol change pada sel Diabetes starvation
Peningkatan produksi asam lemak bebas/FFA (Free Fatty Acids)
Alkohol
Peningkatan esterifikasi asam lemak menjadi trigliserida
Hypoxia
Penurunan oksidasi asam lemak bebas
Trigliserida terakumulasi
Toksik Malnutrisi
Pengurangan ketersediaan apoprotein
Gbr. 2.3 Skema terjadinya fatty change pada sel
Terganggunya pengeluaran trigliserida oleh lipoprotein
Apoptosis Apoptosis merupakan kematian terprogam sel, di mana sel mengaktifkan enzim untuk menghancurkan inti sel dan protein sitopklasmik. Apoptosis berasal dari bahasa Yunani yang berarti falling off atau gugur, terjadi pelepasan organ-organ/protein dalam inti sel ke sitoplasma serta kondensasi dan fragmentasi DNA, namun membrane sel tetap utuh. Karakteristik apoptosis adalah hilangnya integritas membrane sel, kebocoran konten seluler, serta pencernaan enzimatis dalam sel (makrofag mencerna badan apoptotic). Kematian terprogram sel ini penting untuk menjaga kestabilan proliferasi dan eliminasi sel, misalnya: 1. Menjaga ketetapan ukuran organ dewasa (agar mencapai ukuran normal, tidak berkembang menjadi lebih besar) 2. Pembentukkan dan perkembangan organ tubuh pada embrio, misalnya penghancuran selaput pada jari tangan dan kaki. 3. Atrofi fisiologis dan involusi, seperti yang terjadi pada sel tumor, kanker, serta leukemia. a. Tahapan Apoptosis Secara umum, proses apoptosis terjadi melalui dua tahap penting yaitu tahap kematian sel serta tahap eliminasi sel yang dilakukan oleh sel lain seperti makrofag. 1. Tahap kematian Akibat perubahan metabolic dalam sel yang tidak dapat diadaptasi oleh sel, terjadi kondensasi inti sel dan sitoplasma, namun membrane plasma tetap utuh.
Kemudian terjadi fragmentasi DNA dan pemecahan sel menjadi badan apoptotic yang masing-masingnya dikelilingi oleh membrane plasma, di mana beberapa badan mengandung hasil fragmentasi DNA.
2. Tahap eliminasi sel Badan apoptotic mensekresikan signal-signal pengenal yang dapat diidentifikasi oleh makrofag, sehingga sel lain/makrofag mengelilingi dan memakannya.
Fagositosis badan apoptosis oleh makrofag
b. Mekanisme Apoptosis
Mekanisme apoptosis pada sel melalui sebuah tahapan penting yaitu aktivasi enzim kaspase/caspase (cystein proteases that cleave proteins after aspartic residues). Cystein yang aktif akan menuju sel dan mendegenerasi DNA dan enzim intrasel serta menghancurkan nucleoprotein dan protein sitoskeletal yang menyebabkan kerusakan integritas membrane sel. Terdapat dua jalur pengaktivasi kaspase, yaitu intrinsic atau jalur mitokondrial serta ekstrinsik atau jalur death reseptor.
Gbr. 3.1 Proses terjadinya apoptosis
1. Jalur mitokondrial / intrinsic Mitokondria mengandung beberapa sitokrom c yaitu protein yang dapat memicu terjadinya apoptosis. Pilihan sel untuk hidup atau mati ditentukan oleh permeabilitas mitokondira yang dikontrol oleh lebnih dari 20 macam protein, di mana prototype-nya adalah enzim Bcl-2. Sel yang tidak mampu untuk beradaptasi terhadap stimulus, mengalami kerusakan DNA. Hal ini akan mengaktivasi inhibitan protein Bcl-2 yang kemudian mengaktivasi dimer pro-apoptotis yaitu Bax dan Bak. Dimer ini akan masuk ke membrane mitokondria, membentuk saluran pelepas sitokrom c, sehingga protein mitokondria keluar ke sitoplasma. Sitokrom c dan beberapa kofaktor lain mengaktigkan caspase-9, sedangkan protein lain menghambat enzim antagonis caspase. Hasil akhir dari aktivasi caspase ini adalah fragmentasi DNA. Jika sel diekspos ke dalam faktor pemicu pertumbuhan/faktor survival lain akan terjadi aktivasi protein Bcl-2 dan Bcl-x1 yaitu protein pro-apoptosis yang menyebabkan keseimbangan dalam sel kacau, akhirnya berujung pada kematian sel. 2. Jalur death reseptor / ekstrinsik Beberapa sel memiliki molekul ekstrinsik yang memicu apoptosis, disebut juga death receptor. Kebanyakan molekul tersebut adalah anggota dari Tumor Necrosis Factor (TNF) yang mengandung daerah kematian, merupakan mediator interaksi antar sel. Prototype death receptor adalah TNF tipe 1 dan Fas (CD95). Ligan fas adalah protein membrane yang diekspresikan saat aktivasi limfosit T. Ketika limfosit T emnemukan target (ekspresor Fas), molekul Fas bertautan dengan ligan Fas membentuk protein adapter yang bisa mengikat caspase-8. Pengikatan beberapa caspase memicu terjadinya apoptosis. Capspase-8
membelah dan mengaktivasi anggota Bcl-2 yaitu Bid, protein pro-apoptosis, yang dapat berlanjut pada jalur mitokondrial. Kombinasi kedua jalur menyebabkan sel pecah dan letal. Protein sel sebenarnya mengandung protein FLIP yang menghalangi aktivasi caspase (antagonis dengan caspase). Pada beberapa virus, FLIP digunakan untuk mempertahankan sel yang terinfeksi. Tahapan akhir dari apoptosis sel adalah perubahan membrane, di mana phosphadatildilserine yang pada normalnya hanya tedapat di bagian dalam membrane sel berputar menghadap sisi luar membrane yang dapat diindentifikasi oleh makrofag sebagai badan apoptotic, sehingga akan dicerna olehnya.
Nekrosis Nekrosis merupakan suatu peristiwa matinya sel pada organisme yang masih hidup. Perbedaan apoptosis dan nekrosis terlihat pada hilangnya integritas membran sel, pelepasan enzim hidrolisis, serta debris yang dilepaskan ke CES pada akhirnya memicu serangkaian reaksi inflamasi. Meskipun terdapat beberapa proses yang dapat menjadi penanda terjadinya nekrosis, proses-proses ini pada umumnya tidak nampak jika dilihat melalui mikroskop hingga beberapa jam setelah awal terjadinya nekrosis. Perubahan morfologis ini sebenarnya diakibatkan oleh adanya denaturasi protein intraselular dan pencernaan enzimatis sel yang telah menaglami jejas seluler letal. Sel yang mengalami nekrosis menunjukkan peningkatan eosinofil pada hematoksilin dan eosin. Sel ini juga akan tampak lebih mengkilap dibanding sel disekelilingnya. Setelah enzim lisosom melakukan autodigestion pada organel sitoplasmik, sitoplasma akan mengalami vakuolisasi. Sel yang telah mati akan digantikan massa fosfolipid berukuran besar yang disebut myelin figure—berasal dari membran sel yang telah
rusak. Struktur ini kemudian akan mengalami presipitasi dan kemudian difagosit selsel disekelilingnya atau mengalami degradasi menjadi asam lemak. Proses terjadinya nekrosis diawali dengan perubahan morfologis pada sel yaitu piknosis, kariorheksis, dan kariolisis. Pada tahapan piknosis, nukleus mengalami kondensasi, batasnya menjadi tak teratur, serta berwarna gelap. Kemudian inti akan hancur mnejadi fragmen-fragmen, proses ini disebut kariorheksis. Tahapan terakhir adalah hancurnya nukleus secara keseluruhan, proses ini disebut kariolisis. Berdasarkan lokalisasi dan luas area yang mengalami nekrosis dibagi menjadi beberapa jenis: 1. Nekrosis fokal: apabila nekrosis hanya terjadi pada lobulus sel, misalnya lobulus hepatosit. 2. Nekrosis zonal: terjadi pada seluruh area lobulus akibat adanya kesamaan fungsi. Nekrosis jenis ini dibagi lagi menjadi tiga yaitu (1) nekrosis sentral, (2) nekrosis midzonal, dan (3) nekrosis tepi. 3. Nekrosis masif dan submasif: ditemukan pada nekrosis sentral yaitu pembentukan jembatan nekrosis antar lobulus berdampingan. Akibat terjadinya nekrosis tentu saja tubuh kehilangan fungsi dari area yang mati. Area yang mengalami nekrosis akan menjadi sumber infeksi bagi sel disekelilingnya, bahkan jika tidak terinfeksi sekalipun adanya sel yang mengalami nekrosis akan mengakibatkan perubahan sestemik tertentu seperti demam, peningkatan jumlah leukosit, dan beberapa gejala lain. Nekrosis terbagi menjadi beberapa jenis, yaitu : 1. Coagulative nekrosis, biasanya nekrosis ini trjadi di ginjal, hati dan miokard. Nekrosis koagulative ialah akibat hipoksia, dimana menyebabkan terjadinya denaturasi protein dalam albumin.
Gbr. 4.1 Coagulative necrosis 2. Liquefactive necrosis/nekrosis mencair.Nekrosis ini terjadi apabila autolysis dan heterolysis melebih denaturasi protein. Daerah nekrotik melunak, kemudain terisi oleh cairan. Nkerosis mencair biasa terlihat dalam otak dan onfeksi bakteri local (abses).
Gbr. 4.2 Liquevactive necrosis 3. Caseous necrosis. Nekrosis ini khas terjadi dalam penyakit tuberculosis. Secara makroskopik, terlihat sebagai bahan lunak,rapuh dan menyerupai keju. Sedangkan secara mikroskopik, terlihat seperti kepingan-kepingan. Nekrosis Caseous terjadi pada penyakit tuberculosis. Adanya reaksi hipersensitivitas menyebabkan adanya peradangan dan nekrosis. Nekrosis bagian sentral lesi menggambarkan bentuk yang padat, menyerupai keju.. Ini yang disebut dengan nekrosis kaseous. Daerah yang mengalami nekrosis kaseous dapat mengalami
respon pencairan dan bahan cair lepas ke brankeous yang kemudian menimbulkan kavitas
Gbr. 4.3 Caseous necrosis 4. Fat necrosis. Biasa terjadi di payudara dan pancreas. Hal ini disebabkan karena adanya disolusi sel oleh enzim lipase. Hasilnya yang berupa asam lemak, kemudian bergabung dengan natrium, calcium dan magnesium. Penggabungan ini membentuk endapan
putih. Secara histologik, lemak nekrotik
menunjukkan baying-bayang sel dan bintik-bintik basofilik karena deposisi kalsium.
Gbr. 4.4 Fat necrosis
Nekrosis pada penyakit diabetes terjadi seperti berikut: Pada orang diabetes, kadar glukosannya tinggi sehingga daerahnya pun pekat. Akibatnya, aliran darah pun melambat. Aliran yang lambat menyebabkan lemaklemak yang terkandung dalam darah, mengendap atau menempel di pembuluh darah. Inilah yang disebut dengan artherosklerosis, yang menyebabkan darah pun tersumbat. Aliran di kapiler darah pun ikut tersumbat. Alhasil, sel pun kekurangan nutrisi. Inilah yang menyebabkan nekrosis dan kemudian membentuk gangrene.
Gbr. 4.5 Proses terjadinya apoptosis dan nekrosis Perbedaan Proses Apoptosis dan Nekrosis APOPTOSIS
NEKROSIS
Kematian sel per sel
Melibatkan sekelompok sel
Membran sel akan mengalami
Mengalami kehilangan integritas
penonjolan-penonjolan ke luar tanpa
disertai hilangnya integritas membran
membran
Sel terlihat menciut, dan akan
Sel akan terlihat membengkak untuk
membentuk badan apoptosis
kemudian mengalami lisis
Lisosomnya utuh
Terjadi kebocoran lisosom
Kromatin sel terlihat bertambah
Kromatinnya bergerombol dan terjadi
kompak dan membentuk massa padat
agregasi
yang uniform Tidak terlihat adanya sel-sel radang di
Respon peradangan yang nyata di sekitar
sekitar sel yang mengalami apoptosis
sel-sel yang mengalami nekrosis
Dimakan oleh sel yang berdekatan atau Tidak dimakan oleh makrofag berbatasan langsung denganya dan beberapa makrofag Terjadi aktivasi enzym spesifik untuk
Enzym-enzym mengalami perubahan
transduksi signal dan eksekusi
atau inaktivasi
Terjadi DNA fragmentasi non random
Fragmentasi terjadi secara random
sehingga jika DNA yang diekstrak dari sel yang mengalami apoptosis di elektroporesis dengan agarose akan terlihat gambaran seperti tangga (DNA ladder)
Proses Penuaan (Aging Process)
Proses menua adalah suatu proses menghilangnya secara perlahan-lahan kemampuan jaringan untuk memperbaiki diri/mengganti dan mempertahankan fungsi normalnya sehingga tidak dapatfungsi normalnya sehingga tidak dapat bertahan terhadap infeksi dan memperbaiki kerusakan yang diderita (Nugroho, 2000)
Secara umum terdapat beberapa teori penuaan; -
Sel memiliki keterbatasan proses pembelahan
-
Perbaikan DNA yang tidak efisien, kerusakan radikal bebas, kegagalan katobolisme protein
-
Kumulatif injury
Penuaan pada manusia dipengaruhi oleh faktor genetik; diet; kondisi sosial; dan adanya penyakit yang berhubungan dengan usia seperti arterosklerosis, diabetes, serta osteoartritis. Dalam proses penuaan, terdapat beberapa perubahan baik perubahan fungsional maupun morfologik. Beberapa diantaranya adalah sebagai berikut: Penurunan fungsi metabolik -
Produksi ATP mitokondria menurun
-
Sintesis protein struktural enzimatik dan regulatorik menurun
-
Kemampuan ambilan nutrien menurun
-
Kerusakan DNA meningkat dan perbaikannya menurun
-
Akumulasi cedera oksidatif pada protein dan lipid, misalnya pigmen lipofusin
-
Akumulasi produk akhir glikasi lanjut, mengakibatkan ikatan silang protein
Perubahan morfolofik
-
Nukelus dengan lobus yang abnormal dan iregular
-
Mitokondria yang tampak pleomorfik dengan vakuola
-
Retikulum endoplasma berkurang
-
Kelainan pada aparatus Golgi
Mekanisme penuaan sel Terdapat tiga proses yang saling terkait dan kemungkinan turut menyebabkan penuaan sel: (1) senesensi replikatif yaitu kemampuan replikasi yang terbatas, (2) gen yang mempengaruhi proses penuaan dan (3) akumulasi progresif kerusakan metabolik dan genetik 1. Senesensi replikatif Senesensi seluler, atau penuaan sel, disimpulkan dari penelitian yang menyatakan bahwa sel tersebut memiliki jam (bedasarkan teori Hayflick). Ada banyak perubahan dalam ekspresi gen yang menyertai senesensi selular, meliputi perubahan yang menghambat progresi siklus sel. Telomer adalah rangkaian DNA berulang yang pendek dan menysusun ujungujung kromosom, rangkaian DNA ini sangat penting untuk memastikan replikasi ujung kromosom yang lengkap dan untuk melindungi ujung terminal kromosom terhadap penggabungan serta degradasi. Properti dari telomer itu sendiri meliputi: Setiap kali sel membelah, beberapa telomer hilang. Saat telomer menjadi terlalu pendek, maka kromosom tidak dapat bereplikasi dan sel menjadi tua dan mati oleh apoptosis. Penyusutan telomer dapat bersifat sebagai jam yang menentukan umur dari sel. Ketika sel sel mengadakan replikasi, sebagian kecil telomer tidak bereplikasi. Setelah terjadi pembelahan sel yang berkali-kali, telomer
memendek secara progresif serta akhirnya mengeluarkan sinyal checkpoint pertumbuhan, dan sel-sel tersebut menua. 2. Gen yang mempengaruhi proses penuaan Sejumlah penelitian menunjukan bahwa setiap gen dapat mempengaruhi panjangnya umur, jadi, berkurangnya pengeluaran sinyal lewat reseptor IGF-1 (insulin-like growth factor-1) dapat menyebabkan pemanjangan rentang usia; sinyal downstream reseptor IGF-1 dapat meredam gen pemicu penuaan 3. Akumulasi kerusakan metabolik dan genetik Penuaan sel dapat terjadi karena gangguan keseimbangan antara kerusakan akibat kejadian metabolik dalam sel dan respons molekuler penyeimbang yang dapat memperbaiki jejas tersebut. Sebagai contoh, metabolit oksigen reaktif, produk sampingan fosforilasi oksidatif normal, menyebabkan modifikasi kovalen protein, lipid dan asam nukleat. Jumlah kerusakan oksidatif meningkat bersamaan dengan pertambahan usia. Respons selular protektif akan mengimbangi kerusakan yang progresif tersebut. Sistem ini meliputi: -
Mekanisme pertahanan antioksidan. Penurunan mekanisme pertahanan seperti vitamin E, yang berkorelasi dengan rentang usia yang memendek
-
Pengenalan dan perbaikan DNA yang rusak. Contohnya pada sindrom Werner. Defek enzim helikase DNA menyebabkan sindrom ini dan mengakibatkan akumulasi
kerusakan kromosom
yang cepat
dengan
menyerupai jejas yang secara normal meningkat sejalan dengan penuaan. Ketidakstabilan genetik juga menjadi ciri khas kelainan lainnya yang berkaitan dengan penuaan prematur.
Radikal bebas (ROO°,RO °, OH °)
yaitu atom atau molekul yg dibawa oleh
elektron tak berpasangan sangat reaktif sebagai akibat kecendrungan atom tidak berpasangan mencari pasangannya sehingga mudah bereaksi dengan biomolekul dalam sel yang penting untuk kehidupan sel. Secara fisiologis molekul tersebut merupakan "hasil sampingan" pada proses pernafasan sel organisme aerobik, karena mempunyai elektron yang tidak berpasangan, seperti protein, fosfolipid, asam nukleat dan gula. Reaksi-reaksi tersebut akan menimbulkan kerusakan. Agar radikal bebas tidak menjadikan molekul lainnya terimbas maka tubuh membutuhkan antioksidan yang dipakai sebagai bahan aditif makanan, diperoleh di alam mencakup vitamin E (tokoferol) yang larut-lemak dan urat serta vitamin C yang larut-air, selenium β karoten dpt diperoleh dari buah - buahan dan sayuran Para ahli menyimpulkan bahwa salah satu karakteristik penuaan adalah adanya penurunan bertahap kemampuan cadangan pada berbagai sistem organ. Walaupun penuaan mempunyai pola yang kurang lebih sama pada semua individu, namun terdapat variasi individual dalam hal kecepatan terjadinya perubahan.
RUJUKAN
Agung Premono, Majalah 1000 Guru Edisi 8, Juni 2011 www.nurse.web.id medicastore.com id.scribd.com klikdokter.com Dr. Fitriani Lumongga. 2008. Apoptosis. USU Repository http://afie.staff.uns.ac.id/2008/12/25/beda-apoptosis-dan-nekrosis/ Makalah
Patologi
Umum
Veteriner,
Diakses
pada
20
Oktober
2012.
http://www.scribd.com/doc/56910172/Makalah-Patologi-Umum-Veteriner Jejas,
Adaptasi,
danKematian
Sel.
Manuel
Mclaren.
Diakses
pada
20
Oktober
2012.http://www.docstoc.com/docs/68295226/Jejas-Adaptasi-dan-Kematian-Sel Pathology, Alan Stevens and James Lowe. Chapter 1 : Pathology at the core of medicine Alan Stevans et al. 2000. Pathology Second Edition. London: Mosby Carol Mattson Porth et al. 1998. Pathophysiology Concepts of Altered Health States Fifth Edition. Philadelphia: Lippincot. Kathryn L. McCance et al. 1997. Pathophysiology The Biologic Basis for Disease in Adults and Children Third Edition. Missouri: Mosby. Staf Pengajar Bagian Patologi Anatomik Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia. 1973. Kumpulan Kuliah Patologi. Jakarta. Sylvia A Price et al. 1982. Pathophysiology Clinical Concepts of Disease Processes Second Edition. San Francisco: McGraw-Hill. Vinay Kumar et al. 2001. Robbins Basic Pathology 7 th edition. Philadelphia : Saunders Elsevier.
