PEMBESARAN OTOT
Joceline ValenciaE7 / 10 2013 072
Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana Jl. Arjuna Utara No. 6, Jakarta Barat 11510
Telp. 021-56942061, Fax. 021-5631731 noni_jvs@yahoo.com
Skenario
Seorang laki-laki melatih otot tubuhnya agar dapat ikut kompetisi binaragawan. Dalam beberapa bulan otot tubuhnya membesar sesuai yang diharapkannya. Nutrisinya diperbaiki dan ditambah atas saran seorang ahli gizi. Setelah mengikuti kontes dan menjadi juara harapan 3, laki-laki ini tidak melanjutkan latihannya karena kesibukannya sebagai pekerja kantor yang banyak duduk menggunakan laptop. Badannya sekarang tidak lagi seperti binaragawan lagi. Apa yang terjadi pada sel ototnya?
a. Identifikasi istilah yang tidak diketahui b. Rumusan masalah
Seorang binaragawan mengalami pembesaran pada ototnya. Setelah tidak dilatih, ototnya kembali seperti semula.
S
e
o
r
a
n
g
b
in
a
r
a
g
a
w
a
n
m
e
n
g
a
la
m
i p
e
m
b
e
s
a
r
a
n
p
a
d
a
o
t
o
t
n
y
a
. S
e
t
e
la
h
t
id
a
k
d
ila
t
ih
, o
t
o
t
n
y
a
k
e
m
b
a
li s
e
p
e
r
t
i s
e
m
u
la
.S
E
L
S
T
R
U
K
T
U
R
F
U
N
G
S
IA
D
A
P
T
A
S
I S
E
L
M
E
K
A
N
IS
M
E
JE
N
IS
P
E
M
B
E
L
A
H
A
N
M
IT
O
S
IS
M
E
IO
S
IS
BLOK 3 d. Hipotesis (Sementara)Sel dapat mengalami adaptasi seperti layaknya otot. Jika dilatih maka akan mengalami hipertropi. Namun, jika tidak, akan mengalami atropi.
e. Sasaran pembelajaran
1. Mahasiswa mampu memahami dan menjelaskan struktur sel serta organel-organelnya.
2. Mahasiswa mampu memahami dan menjelaskan fungsi sel serta organel-organelnya.
3. Mahasiswa mampu memahami dan menjelaskan mekanisme dan jenis-jenis adaptasi sel.
4. Mahasiswa mampu memahami dan menjelaskan pembelahan mitosis dan meiosis.
I.
PENDAHULUAN
berintegrasi membentuk suatu fungsi tertentu dalam tubuh makhluk hidup, baik organisme tingkat seluler (uniseluler) maupun organisme (multiseluler).1
II.
ISI
Sel yang hidup mempunyai struktur yang sama, terdiri dari beberapa bagian, yaitu:
1. Membran sel/ plasma,
Gambar 1. Model mosaic membran plasma2
Pelindung yang terlapisi oleh reseptor ini tersusun atas lapisan lipoprotein yaitu gabungan antara lemak dan protein. Membran ini terdiri dari lipid, protein dan karbohidrat.
Lipid penyusun membran sel terdiri dari fosfolipid, spingolipid, glikolipid dan sterol. Fosfolipid merupakan gabungan antara lemak dan fosfat, bersifat hidrofilik dengan ujung polar (larut dalam air). Sterol merupakan senyawa lemak penyusun membran sel yang bersifat hidrofobik dengan ujung tidak polar (tidak larut dalam air). Protein penyusun membran sel menyebar secara tidak merata
integral dan perifer. Protein integral bersifat hidrofobik dan menembus 2 lapis lipid (terbenam di tengah lapisan ganda lipid), sedangkan protein perifer bersifat hidrofilik, menyebabkan terjadinya gaya elektrostatik dari kepala polar pada lapisan lipid.
Penyusun membran sel yang terakhir merupakan karbohidrat, yang juga terbagi menjadi dua jenis, yaitu oligosakarida dan polisakarida. Oligosakardia berikatan dengan lipid membentuk glikolipid.
Polisakarida berikatan dengan protein akan membentuk glikoprotein. Membran sel berfungsi untuk melindungi bagian sel yang terletak lebih dalam, memperkokoh sel, mencegah agar sel tidak pecah, sebagai reseptor dari rangsangan luar, gas exchange dan juga tempat berlangsungnya reaksi-reaksi kimia.3
2. Sitoplasma,
Gambar 2. Sitoplasma dan organel sel4
Merupakan massa protoplasma yang terletak di bagian dalam sel antara membran sel dan nukleus. Berbentuk cair atau gel, sitpolasma berperan penting dalam transportasi zat makanan. Didalam sitoplasma terdapat organel-organel sel yang memiliki fungsi-fungsi tertentu.3
Gambar 3. Inti sel dan bagian-bagiannya5
Inti sel/ nukleus adalah salah satu bagian utama sel yang paling penting bagi kehidupan karena yang mengendalikan seluruh kegiatan sel. Inti sel merupakan salah satu organel terbesar yang dilindungi oleh membran nukleus.3
Gambar 4. Struktur inti sel5
Inti sel terdiri dari 3 bagian penting, yaitu: - Membran nukleus (selaput inti)
Bagian terluar inti yang memisahkan nukleoplasma dengan sitoplasma.6
- Nukleolus
Tersusun atas fosfoprotein, orthosfat, DNA dan enzim. Terbentuk pada saat terjadinya proses transkripsi (sintesis RNA) di dalam
nukleus. Jika transkripsi terhenti, nukleolus menghilang atau mengecil. Jadi, nukleolus bukanlah organel yang tetap.
Fungsi nukleus memiliki arti penting bagi sel, seperti pengatur pembelahan sel, pembawa informasi genetik dan pengendali seluruh kegiatan sel misalnya dengan memasukkan RNA dan unit ribosom ke dalam sitoplasma.6
- Nukleoplasma
Cairan inti yang bersifat transparan dan kental. Cairan ini
mengandung kromatin, granula, nukleoprotien dan senyawa kimia kompleks. Pada saat pembelahan sel, benang kromatin memendek dan menebal serta mudah menyerap zat warna disebut kromosom.6
4. Organel
Bagian atau organ di dalam sel yang memiliki fungsi tertentu. Retikulum endoplasma
Merupakan organel yang berbentuk saluran-saluran yang
terhubung dengan inti. Secara keseluruhan, organel ini berguna untuk tempat menempelnya ribosom dan berperan dalam
tranpor zat. Ada 2 jenis yaitu retikulum endoplasma halus (REH) yang tidak mengandung ribosom dan retikulum endoplasma kasar (REK) yang merupakan tempat
menempelnya ribosom. REH berguna dalam proses sintesa lipid dan lemak juga detoksifikasi racun, sedangkan REK bertugas dalam menyalurkan hasil sisntesa protein ke seluruh organel yang membutuhkan.6
Gambar 5. Struktur dan fungsi retikulum endoplasma7
Mitokondria
Organel sel yang berbentuk kapsul dengan saluran lekuk pendek di bagian dalamnya. Terdapat banyak di paru-paru, jantung dan organ respirasi lainnya. Memiliki membran yang tebal dan banyak mengandung ATP, mitokondria bertugas untuk respirasi seluler dan pusat pembangkit tenaga.3
Badan Golgi
Struktur badan Golgi berupa berkas kantung berbentuk cakram yang bercabang menjadi serangkaian pembuluh yang sangat kecil di ujungnya. Karena hubungannya dengan fungsi pengeluaran sel amat erat, pembuluh mengumpulkan dan membungkus karbohidrat serta zat-zat lain untuk diangkut ke permukaan sel. Pembuluh itu juga menyumbang bahan bagi pembentukan dinding sel.
Badan golgi dibangun oleh membran yang berbentuk tubulus dan juga vesikula. Dari tubulus dilepaskan kantung-kantung kecil yang berisi bahan-bahan yang diperlukan seperti enzim– enzim pembentuk dinding sel.8
Gambar 6. Struktur badan golgi9
Ribosom
Organel sel yang terdapat di dalam sitoplasma dan menempel di retikulum endoplasma kasar (REK). Memiliki peran penting untuk sintesis protein, biasanya ribosom terdapat di hati dan liver.6
Lisosom
Merupakan organel yang banyak ditemukan dalam sel-sel yang berperan penting dalam imunitas seperti leukosit dan limfosit. Fungsi lisosom antara lain sebagai pusat fagositosis dimana ia mendeteksi dan menghancurkan mikroorganisme yang tidak berguna , mencerna zat-zat yang belum dapat diurai, mencerna makanan cadangan di saat kekurangan, menetralkan zat yang menyebabkan kanker (karsinogen), juga sebagai tempat
Plastida
Plastida terdiri beberapa bagian seperti kloroplas, kromoplas dan leukoplas. Ia merupakan organel utama yang hanya ditemukan pada tumbuhan sebagai pigmen warna. Plastida berfungsi untuk fotosintesis, dan juga untuk sintesis asam lemak dan diperlukan untuk pertumbuhan sel tumbuhan.3
Vakuola
Juga ditemukan pada sel tumbuhan, vakuola berbentuk cairan yang di dalamnya terlarut berbagai zat seperti enzim, lipid, alkaloid, garam mineral, asam dan basa. Fungsi utamanya adalah sebagai tempat penyimpanan cadangan makanan sekaligus menyimpan zat-zat yang akan diekskresikan.3
Mikrotubulus
Mempunyai fungsi mengarahkan gerakan komponen-komponen sel, mempertahankan bentuk sel, serta membantu pembelahan sel secara mitosis. Selain itu, mikrotubulus berguna dalam pembentukan sentriol, flagela dan silia. Rantai protein ini berbentuk spiral yang kemudian membentuk tabung berlubang, disusun oleh protein globular/ tubulin.3
Mikrofilamen
Mikrofilamen atau filamen aktin adalah bagian dari kerangka sel (sitoskeleton) yang berupa batang padat berdiameter sekitar 7 nm dan tersusun atas protein aktin, yaitu suatu protein
globular. Mikrofilamen ada pada sel eukariot. Mikrofilamen bersifat fleksibel, aktin biasanya berbentuk jaring atau gel dan berfungsi membentuk permukaan sel.
Sel harus selalu siap terhadap kondisi yang selalu berubah dan potensial terhadap rangsangan yang merusak, maka dari itu sel akan mengalami:
- Beradaptasi
- Jejas/ cidera reversible - Kematian
Penyebab-penyebabnya bisa bermacam-macam, mulai dari hipoksia, bahan kimia, agen fisik, agen mikrobiologi, mekanisme imun, gangguan genetik, juga ketidakseimbangan nutrisi.10
Berikut adalah beberapa reaksi adaptasi sel: 1. Atropi
Perubahan ukuran sel dari normal menjadi lebih kecil akibat
berkurangnya substansi sel sehingga jaringan yang disusun oleh sel tersebut menjadi lebih kecil. Sel yang mengalami atrofi akan
mengalami penurunan fungsi sel tetapi sel tidak mati.
Atrofi Patologis adalah atrofi yang disebabkan oleh faktor dari luar tubuh manusia.10
2. Hipertropi
Bertambah besar ukuran sel sehingga jaringan atau organ yang disusun oleh sel tersebut menjadi lebih besar pula.
Contoh dari kasus patologik dari hipertrofi adalah Jantung membesar karena hipertensi.10
3. Hiperplasia
Hiperplasia adalah bertambahnya jumlah sel dalam suatu jaringan atau organ sehingga jaringan atau organ menjadi lebih besar ukurannya dari normal.
Hiperplasia patologis disebabkan oleh stimulus hormonal yang berlebihan atau efek berlebihan dari hormon pertumbuhan pada sel sasaran. Hiperplasia patologik dapat berkembang menjadi tumor ganas. (contoh hyperplasia glandulare endometrium).10
Namun, ukuran organ terlalu kecil jika dibandingkan dengan ukuran normal. Pada atrofi, alat tubuh pernah mencapai ukuran normal dan selanjutnya menjadi lebih kecil, sedangkan pada hipoplasia, dari awal organ tersebut memang berukuran kecil dan tidak akan mencapai ukuran yang normal.10
5. Metaplasia
Adalah perubahan sementara dari sel dewasa menjadi sel dewasa lainnya yang berubah fungsi karena trauma.
Contoh: Perokok squamous metaplasia epitel bronchus – dapat timbul Squamous cell carcinoma.10
6. Displasia
Displasia merupakan perubahan sel dewasa ke arah kemunduran dengan ciri khas variasi ukuran, bentuk dan orientasi yang dapat terjadi di epitel maupun jaringan ikat. Keadaan displasia bukan merupakan proses adaptif ataupun suatu neoplastik dan disebabkan oleh iritasi atau peradangan menahun.
Ciri khas displasia adalah hilangnya orientasi sel, sel berubah bentuk dan ukurannya, ukuran dan bentuk inti berubah, hiperkromatik dan gambaran mitosis lebih banyak daripada normal. Displasia tidak selalu berubah menjadi tumor ganas karena jika penyebab dysplasia disingkirkan, sel epitel akan menjadi normal kembali, jadi dysplasia bersifat tidak menetap (reversible).10
7. Aplasia
Aplasia adalah bentuk lain yang lebih berat dari hipoplasia. Pada keadaan ini, hanya terbentuk rudiment organ dan organ tersebut tidak akan tumbuh menjadi normal. Sel-sel yang baru ini nampak sangat berbeda daripada sel normal, baik dalam struktur, bentuk ukuran,
kromatin, mitosis dan orientasi sel. Jadi, anaplasia merupakan ciri khas sel tumor ganas dan bersifat menetap (irreversibel).10
Seperti yang kita tahu, semua fungsi kehidupan diatur dan berlangsung di dalam sel. Makhluk hidup (organisme) tersusun dari satu sel tunggal (uniselular), misalnya bakteri, Archaea, serta sejumlah fungi dan protozoa atau dari banyak sel (multiselular).13 Pada organisme multiselular terjadi pembagian tugas terhadap
sel-sel penyusunnya, yang menjadi dasar bagi hierarki hidup. Makhluk hidup yang bersel satu biasanya melakukan pembelahan biner yang bertujuan untuk
menghasilkan keturunan demi kelangsungan jenisnya.
Pembelahan pada makhluk hidup bersel satu disebut juga pembelahan secara langsung yaitu amitosis. Amitosis merupakan pembelahan sederhana tanpa
tahapan-tahapan tertentu, karena uniseluler tidak memiliki membran inti yang membatasi nukleoplasma dengan sitoplasma (prokariotik). Selain itu, DNA yang terdapat dalam sel relatif kecil dibandingkan dengan DNA eukariotik. Sedangkan makhluk hidup multiseluler, seperti tumbuhan, hewan, dan manusia melakukan pembelahan sel untuk beragam tujuan.11,14 Pembelahan pada makhluk hidup bersel
banyak disebut juga pembelahan secara tidak langsung yaitu mitosis dan meiosis. Sel-sel mengalami pembelahan melalui serangkaian proses yang terjadi berulang kali dari pertumbuhan ke pembelahan yang dikenal sebagai siklus sel. Siklus sel terdiri atas lima fase utama : G1, S, G2, mitosis, dan sitokinesis.11
Mitosis
Pembelahan secara mitosis adalah pembelahan sel yang ditandai oleh sel tubuh (somatik) yang mereplikasi dirinya sendiri. Pembelahan mitosis
pertambahan sel-selnya. Pembelahan mitosis juga berfungsi untuk menggantikan sel-sel yang rusak pada tubuh.11
Tahap mitosis didahului oleh suatu periode persiapan disebut masa interfase, selama 23 jam. Yang dapat diuraikan sebagai berikut; pada fase G0 adalah fase dimana sel berhenti dan istirahat, diam sejenak, masa ini sel mengalami dormansi, biasanya terjadi pada orang dewasa yang sudah tidak dalam masa pertumbuhan. Fase G1 terjadi pertumbuhan, peningkatan jumlah organel, dan produksi zat-zat, baik untuk di ekspor maupun digunakan secara intraselular. Fase S terjadi
penggandaan DNA nukleus, pembentukan protein-protein yang terkait dengan kromosom. Fase G2 dilakukan pengorganisasian materi-materi untuk struktur-struktur terspesialisasi, yang diperlukan bagi pergerakan kromosom dan replikasi sel.15
Tahap mitosis secara berurutan berawal dari profase, terjadi perubahan-perubahan baik didalam nukleus maupun disitoplasma. Di dalam nukleus, benang kromatin menggulung lebih rapat dan memadat menjadi kromosom, kemudian diikuti dengan terduplikasinya kromosom yang disebut kromatid. Anak inti
(nukleolus) menghilang. Di sitoplasma sentrosom membentuk benang spindle, dan masing-masing sentrosom saling menjauhi menuju kutub yang berlawanan. Tahap kedua metafase, pada tahap ini sentrosom sudah berada pada kutub yang
berlawanan, dan kromosom berada pada daerah ekuator (di tengah kutub). Pada fase ini kromosom paling mudah terlihat karena sentromer berada tepat didaerah ekuator. Tahap ketiga anafase diawali dengan pisahnya setiap sentromer dari setiap kromosom dehingga kromatid lepas dan dianggap sebagai kromosom yang
kelima telofase, nucleolus serta membrane nuklues mulai terbentuk kembali, sedangkan kromatin pada tahap telofase tidak menggulung. Pada tahap telofase juga terjadi pembagian sitoplasma yang disebut sitokinesis.14
Gambar 7. Pembelahan sel: mitosis16
Meiosis
Tahap pada meiosis hampir sama dengan tahap-tahap pada mitosis. Pada tahap meiosis ada tahap interfase, meiosis I, meiosis II. Tahap interfase sama dengan fase interfase pada mitosis. Tahap meiosis I ada tahap profase I, metafase I, anafase I, telofase I. Pada tahap profase I yang dibagi menjadi ; pertama leptoten, pada tahap ini nukleus bertambah besar dan kromosom memadat. Kedua zigoten, kromosom berpasangan yang disebut dengan kromosom homolog. Kromosom-kromosom ini memiliki bentuk dan ukuran yang sama, serta memuat gen yang sama pula, setiap pasangan kromosom homolog disebut bivalen. Peristiwa saat kromosom berpasangan disebut sinapsis. Ketiga pakiten, kromosom sekain merapat dan membentuk pasangan sinapsis yang sempurna. Keempat diploten,
kromosom agar tetap bersama, dan ini disebut kiasma juga terjadi pindah silang (crossing over). Kelima diakinesis, pada tahap ini kromosom semakin lebih padat dan pendek. Pada metafase I kromosom yang tetrad menuju ke ekuator dan
benang-benang spindel melekat pada kinetokor kromosom. Pada tahap anafase I, kromosom homolog ditarik oleh pemendekan spindel ke kutub berlawanan. Akan tetapi, masing-masing kromatid masih terikat oleh sentromer sebagai kesatuan yang utuh. Pada tahap telofase I, terjadi sitokinesis dan persiapan untuk melakukan meiosis II.14
Pada tahap meiosis II, tahapan-tahapan yang terjadi masih sama di mulai dengan profase II, yang diawali dengan pembentukan spindel yang sudah mengalami pembelahan, juga benang kromatin yang sudah berubah menjadi kromosom. Pada metafase II, kromosom berjajar didaerah ekuator seperti halnya mitosis. Sentromer tepat di daerah ekuator, sementara masing-masing kromatid berjuntai ke arah kutub berlawanan. Pada anafase II, sentromer membelah,
kromatid membelah membentuk kromosom yang individual, yang ditarik oleh ke kutub berlawanan. Pada telofase II, membrane nukleus dan nucleolus mulai terbentuk kembali, dan terjadi proses sitokinesis juga dihasilkan 4 anak yang masing-masing mempunyai jumlah kromosom haploid.14
Gambar 8. Pembelahan sel: meiosis16
Perbedaan mitosis dan meiosis
Tabel 1.Mitosis dan Meiosis14
N
o Perbedaan Mitosis Meiosis
1 Tujuan Pembelahan Memperbanyak, meregenerasi, Mengurangi jumlah
bereproduksi (prokariotik) kromosom (eukariotik)
2 Tempat berlangsungnya Sel somatik Sel gamet
3 Jumlah sel anakan Dua sel anakan Empat sel anakan
4 Jumlah kromosom Diploid (2n) Haploid (n)
5 Tahap pembelahan sel Satu kali Dua kali
6 Sel Anakan Identik dengan induknya Berbeda dengan induknya
7 Pindah silang Tidak terjadi Terjadi pertukaran genetik
8 Tahap profase Satu tahap Profase I ada 5 tahap
III. PENUTUP
Pada skenario yang dibahas diatas, dapat disimpulkan bahwa lelaki tersebut awalnya mengalami hipertrofi otot dimana jaringan
membengkak/ membesar karena ukuran sel yang besar. Tetapi karena tidak dilatih, otot kembali seperti semula, dikenal dengan sebutan atrofi otot, keadaan dimana otot mengalami penurunan fungsi karena otot mengecil atau karena kehilangan kemampuan berkontraksi.
DAFTAR PUSTAKA
1. Susan Elrod, William Stansfield. Schaum’s outline: genetika. 4th edition.
Jakarta: Penerbit Erlangga; 2007. 2. Membran plasma. Diunduh dari:
http://biologigonz.blogspot.com/2010/06/membran-plasma.html, 15 Desember 2014.
3. Ethel Sloane. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: EGC; 2003. 4. Bagian-bagian sel dan fungsi organel. Diunduh dari:
http://bahanbelajarsekolah.blogspot.com/2013/10/bagian-bagian-sel-dan-fungsi-organel.html, 16 Desember 2014.
5. Inti sel dan bagian-bagiannya. Diunduh dari:
http://fathurrahmankidbuu.blogspot.com/2013/02/v-behaviorurldefaultvmlo.html, 16 Desember 2014.
6. Triwibowo Yuwono. Biologi molekular. Jakarta: Penerbit Erlangga. 7. Struktur dan fungsi retikulum endoplasma. Diunduh dari:
http://www.biologionline.info/2014/11/struktur-dan-fungsi-retikulum-endoplasma.html, 16 Desember 2014.
8. Damin Sumardjo. Pengantar kimia: buku panduan kuliah mahasiswa kedokteran dan program strata 1 fakultas bioeksakta. Jakarta: EGC; 2008. 9. Struktur badan golgi. Diunduh dari:
http://www.biologionline.info/2014/11/struktur-dan-fungsi-retikulum-endoplasma.html, 16 Desember 2014.
10.Mitchell RN. Buku saku dasar patologis penyakit robbins & cotran. 7th
edition. Jakarta: EGC; 2008.
11.Aryulina D, Muslim C, Manaf S, Winarni W, Endang. Biologi 3 SMA dan MA untuk kelas XII. Jakarta: Erlangga;2006.h.106-7.
12.Supartini Y. Konsep dasar keperawatan anak. Jakarta: EGC;2004. h.48-9. 13.Firmansyah R, Mawardi A, Riandi MU. Mudah dan aktif belajar biologi.
Jakarta: Setia Purna Invet;2007.h.2-3.
14.Santoso B. Biologi pelajaran biologi untuk SMA/MA. Jakarta: Interplus;2007.h.73-5.
15.Fried GH, Hademenos GJ. Biologi. Edisi ke-2. Jakarta: Erlangga;2005.h.93. 16.Pembelahan sel. Diunduh dari:
http://ilovebiologymsrita.blogspot.com/2012/11/pembelahan-sel.html. 16 Desember 2014.
