pengetahuan dasar tentang sel

SEL DAN JEJAS II

dr. Haris Darmawan

Sel sebagai unit terkecil organisme ~ sel mampu memenuhi fungsi dasar organisme seperti metabolisme, bergerak, reproduksi, PEMBELAHAN SEL dan pewarisan sifat

PEMBELAHAN SEL

Langsung Tidak Langsung

AmitosisAmitosis

Contoh: Bakteri Protozoa (Amoeba)Ganggang bersel satu

Mitosis Meiosis

Mitosis

Profase : dediferensiasi sel (mikrovili dan aparatus golgi hilang, spiralisasi kromosom)

Metafase : selubung inti menghilang, kromosom berada di ekuator

Anafase : pembelahan kromosom dan migrasi ke kutub

Telofase : pembentukan selubung intiSitokinesis : dimulai pada akhir anafase

dengan pembentukan alur pembelahan di membran sel

Setiap sel yang bermitosis kemudian menjalani siklus sel

Satu mitosis terpisah dengan mitosis berikutnya

Setelah telofase, sel labil (sel yang terus membelah) akan memasuki fase G1, dalam fase ini terjadi pertumbuhan sel hingga mencapai ukuran maksimal, berdeferensiasi kembali, dan memenuhi fungsi spesifik jaringannya (fase sintesis RNA dan protein)

Diikuti oleh fase S, terjadi penggandaan kromosom (sintesis DNA)

Fase G2 terjadi penyimpanan energi untuk mitosis berikutnya, pembelahan sentriol dengan pembentukan spindel

Mitosis lagi

Sel labil : sel dengan masa hidup singkat, sehingga harus secara terus menerus menjalani siklus sel untuk menggantikan sel yang rusak dan menjaga agar jumlah sel tetap konstan Contoh : epitel permukaan kulit,

mukosa mulut, vagina, dan serviks, epitel kelenjar liur, saluran cerna, saluran empedu, uterus,saluran kemih bag bawah, sel sumsum tulang

Sel stabil atau sel istirahat : sel yang tidak berproliferasi Memasuki fase G0 setelah mitosis Contoh : sel parenkim hati, ginjal, dan

pankreas, serta sel jaringan ikat dan sel mesenkim (fibroblas, sel endotel, kondrosit, dan osteosit, dan sel otot polos)

Masuk kembali ke siklus sel karena rangsangan tertentu

Pengaturan Proliferasi, Motilitas, dan Diferensiasi Sel

Perubahan fase G0 ke G1 (pemicu proliferasi sel) dibutuhkan ikatan antara faktor pertumbuhan (Growth factors) dan hormon yang meningkatkan pertumbuhan (misalnya insulin) dengan reseptor spesifik, yang biasanya berada di permukaan sel

Sedangkan steroid, reseptornya berada di inti selAktivasi reseptor akan menimbulkan fosforilasi

menimbulkan rangkaian sinyal yang mencapai inti sehingga timbul rangsangan untuk sintesis DNA dan pembelahan sel

Jenis faktor pertumbuhan

Spesifik : hepatic growth factor (HGF)Spektrum luas :

Epidermal growth factor (EGF) Transforming growth factor (TGF) Platelet-derived growth factor (PDGF) Fibroblast growth factor (FGF) Sitokin : IL-1 dan tumor necrosis factor

(TNF)

ADAPTASI SEL TERHADAP JEJAS

Atrofi

Pengerutan ukuran sel dengan hilangnya substansi sel

Penyebab : Berkurangnya beban kerja (misal : imobilisasi

angg. Gerak yang memungkinkan proses penyembuhan fraktur)

Hilangnya persarafan Berkurangnya suplai darah Nutrisi inadekuat Hilangnya rangsangan endokrin penuaan

Mekanisme?Terganggunya keseimbangan sintesis –

degradasiSintesis ~ hormonDegradasi :

Lisosom Jalur ubiquitin – protease : percepatan

proteolisis pada keadaan hiperkatabolik (tms : pada kaheksia kanker)

Hipertrofi

Penambahan ukuran sel dan menyebabkan penambahan ukuran organ

Tidak ada sel baruPembesaran terjadi karena peningkatan

sintesis organel dan protein strukturalBisa terjadi bersamaan dengan hiperplasia

Hipertrofi patologis : Pembesaran jantung akibat hipertensi

Hipertrofi fisiologis : Hipertrofi otot polos (disertai hiperplasi)

uterus selama masa kehamilan Hipertrofi otot polos karena aktivitas

Mekanisme?Sinyal :

Pemicu mekanis Pemicu trofik

Apapun mekanisme, akan tercapai suatu batas yang pembesaran massa ototnya tidak lagi dapat melakukan kompensasi untuk peningkatan beban

Physiologic hypertrophy of the uterus during pregnancy

Hiperplasia

Merupakan peningkatan jumlah sel dalam organ atau jaringan

Dibagi menjadi : Fisiologik :

Hiperplasia hormonalHiperplasia kompensatoris

Patologik Stimulasi faktor pertumbuhan dan hormonal

berlebih

Metaplasia

Perubahan reversibel; pada perubahan tersebut satu jenis sel dewasa (epitelial atau mesenkimal) digantikan oleh jenis sel dewasa lain

Terjadi “pemrograman kembali” genetik sel stem epitelial atau mesenkimal jaringan ikat yang tidak berdeferensiasi

Misal Pada sal. Nafas :

Sel epitel silindris bersilia sel gepeng Pada sal cerna :

Sel epitel skuamosa sel epitel silindris

Barrett metaplasia of the esofagus

RESPONS SUBSELULER TERHADAP JEJAS

1. Katabolisme Lisosomal

Lisosom : Primer : organel intrasel yang dilapisi

membran yang mengandung enzim hidrolitik

Sekunder : lisosom + vakuola pencerna (fagolisosom)

Pemecahan materi dengan dua cara Heterofagi Autofagi

Heterofagi Material dari lingkungan eksterna diambil melalui

proses endositosis Vakuola hasil proses endositosis akan mengalami

fusi dengan lisosom degradasi material Autofagi

Vakuola terbentuk dari regio bebas ribosom RER, berisi organel dan sebagian sitosol fusi dengan lisosom autofagolisosom

Merupakan proses yang terlibat dalam penyingkiran organel rusak atau mati

A. Autophagi & heterophagi

B. Autophagolisosome containing degenerating mitochondria

2. Induksi (hipertrofi) retikulum endoplasmik halus

Retikulum endoplasmik halus di hepar terdapat sistem oksidasi fungsi campuran P450 yang berfungsi melarutkan obat.

Pada penggunaan phenobarbital induksi REH peningkatan daya larut obat efek phenobarbital menurun

3. Perubahan Mitokondrial

Jejas sel akut disfungsi mitokondrialPerubahan jumlah, ukuran, bentuk, dan

fungsi

4. Abnormalitas sitoskeletal

Sitoskeleton mengandung filamen aktin dan miosin, mikrotubulus, dan filamen intermedia

Fungsi : Transpor intraselular organel dan molekul Mempertahankan arsitektur sel dasar Membawa sinyal sel menuju nukleus Kekuatan mekanis untuk keutuhan jaringan Mobilitas sel fagositosis

5. Protein syok panas

Heat shock protein (HSP) atau chaperoneBerperan penting dalam pemeliharaan

protein intrasel normal (protein folding dan transfer protein ke dalam organel)

Pada jejas sel HSP meningkat untuk melakukan protein folding pada protein yang terdenaturasi akibat jejas

Diagram of the roles played by chaperones (HSP) in normal protein folding & translocation into organelles (protein kinesis)

AKUMULASI INTRASEL

Pada beberapa kondisi,sel dapat mengakumulasi berbagai zat abnormal yang dapat menimbulkan cedera sel

Terdapat tiga jalur umum : Zat normal diproduksi dengan kecepatan normal

atau meningkat tetapi kecepatan metabolik tidak adekuat

Zat endogen normal atau abnormal menumpuk karena defek genetik atau didapat pada metabolisme,pengemasan, transpor, atau sekresi

Zat eksogen abnormal disimpan dan menumpuk karena sel tidak memiliki mesin enzimatik untuk menguraikannya

General mechanisms of intracelluler accumulation

1. Perlemakan (steatosis)

Akumulasi abnormal trigliserida dalam sel parenkim

Merupakan indikator jejas reversibelSering terjadi di hepar, jantung, otot

rangka, ginjal dan organ lainPenyebab : toksin, malnutirisi protein, DM,

obesitas, dan anoksia, serta alcohol abuse

Possible mechanisms leading to the accumulation of triglycerides in fatty liver

2. Kolesterol dan ester kolestril

Metabolisme kolesterol seluler diatur ketat untuk memastikan sintesis membran sel normal tanpa akumulasi intrasel yang berarti

Patologi debris lipid sel nekrotik/lipid teroksidasi kontak dengan makrofag membentuk struktur busa pada sitoplasma (sel busa)

Contoh : Atherosklerosis plak atherosklerotik berwarna

kuning (sel otot polos) Sindrom hiperlipidemia herediter xanthoma

(kulit dan tendo)

3. Protein

Dapat terjadi karena kelebihan protein yang disajikan pada sel atau karena sel menyintesis protein dalam jumlah berlebih

Contoh : Sindrom nefrotik

Tjd kebocoran protein dalam jumlah besar di ginjal proses reabsorpsi di TCP melalui pinositosis fusi dengan lisosom memberikan gambaran histologik merah muda (droplet sitoplasma hialin)

Penyakit hati alkoholikTerbentuk badan mallory atau “hialin

alkoholik” di sel hati

Intracelluler accumulation

A. Protein reabsorption droplets in renal tubular epithelium

B. Alcoholic hyalin (Mallory bodies)

4. Glikogen

Disebabkan oleh abnormalitas metabolisme glukosa atau glikogen

Contoh : Diabetes melitus

Akumulasi glikogen di epitel tubulus ginjal, miosit jantung, sel beta pulau langherhans

Glycogen storage diseaseDefek enzim pada sintesis atau pemecahan

glikogen penimbunan masif

5.Pigmen

Ada dua jenis : Eksogen : karbon Endogen : lipofucsin, melanin, derivat tertentu

hemoglobin Pigmen eksogen (karbon)

Misal : dari debu batu bara Inhalasi fagositosis oleh makrofag alveolar ke

sal. Limfatik KGB trakeobronkial regional agregasi di aliran KGB dan parenkim (antrakosis)

Akumulasi berat pneumokoniosis dan emfisema

Lipofucsin Disebut juga “wear and tear pigment” Merupakan material intrasel granuler kuning

kecoklatan Terakumulasi dalam beberapa jaringan (jantung,

hati, otak) Sebagai fungsi atrofi Menggambarkan kompleks lipid dan protein yang

berasal dari radikal bebas-peroksidasi terkatalis pada lemak polyunsaturated membran subseluler penanda cedera radikal bebas

Melanin Pigmen hitam-cokelat endogen yang dibentuk

oleh melanosit saat enzim tirosinase mengatalis oksidasi tirosin menjadi dihidroksifenilalanin

Disintesis scr eksklusif di melanosit (epidermis) dan berperan sebagai tabir endogen melawan sinar UV

Bisa terakumulasi di keratinosit basal dan makrofag dermal

Hemosiderin Pigmen granuler yang berasal dari hemoglobin,

berwarna kuning keemasan – coklat, terakumulasi dalam jaringan saat terdapat kelebihan zat besi lokal atau sistemik

Zat besi tersimpan dalam sel berikatan dengan apoferitin protein misel feritin

Pigmen hemosiderin akumulasi misel feritin Kelebihan zat besi lokal :

Memar : perdarahan lisis eritrosit fagosit oleh makrofag Hb dipecah oleh lisosom Hb dipecah

Kelebihan zat besi sistemik Hemosiderosis Akumulasi hemosiderin di banyak organ Penyebab :

Peningkatan absorpsi zat besi dalam makananGangguan penggunaan zat besiAnemia hemolitikTransfusi

KALSIFIKASI PATOLOGIK

Secara tak langsung menunjukkan deposisi abnormal garam kalsium, bersama dengan sejumlah kecil zat besi,magnesium, dan mineral lain

Jika terjadi pada jaringan yang akan mati/telah mati, tanpa ada kekacauan metabolisme kalsium kalsifikasi distrofik

Jika terjadi pada jaringan normal, dengan kekacauan metabolisme kalsium kalsifikasi metastatik

Kalsifikasi Distrofik

Menggambarkan jejas terdahulu Juga bisa menjadi penyebab disfungsi organ

Kalsifikasi katup jantung stenosis katup gangguan gerakan katup

Patogenesis : Inisiasi (intrasel : mitokondria ; ekstrasel : vesikel

matriks pada tulang) propagasi (pembentukan kristal kalsium fosfat)

Kalsifikasi Metastatik

Terjadi pada jaringan normal Hiperkalsemia Penyebab hiperkalsemia :

Peningkatan sekresi hormon paratiroid Akibat tumor paratiroid primer atau produksi oleh tumor ganas lain

Destruksi tulang Pengaruh pergantian yang terakselerasi (paget disease), imobilisasi,

tumor (peningkatan katabolisme tulang yang disebabkan MM, leukemia, metastasis skeletal difus

Gangguan yang berhubungan dengan vitamin D Intoksikasi vitamin D

Gagal ginjal

TERIMA KASIH