apoptosis
DESCRIPTION
proses perjalanan apoptosisTRANSCRIPT
BAB I
PENDAHULUAN
1. LATAR BELAKANG
Apoptosis pertama diidentifikasikan sebagai bentuk kematian sel berdasarkan kepada
morfologinya. Penelitian mengenai insiden biokomiawi dan genetik merupakan prediksi dari
peranannya dalam mengontrol sel ditentukan secara genetik dan alamiah sehingga kontrol
genetik dan mekanisme biokimia dari apoptosis menjadi lebih dimengerti dalam
perkembangan dan strategi terapi yang mengatur kejadian dalam proses penyakit.1,2,3
Kenyataannya bahwa apoptosis terjadi pada tumor bukan hal yang baru. Lebih dari 20
tahun yang lalu telah ditegaskan bahwa apoptosis telah banyak dilaporkan pada kehilangan
sel secara spontan yang dikenal dari penelitian-penelitian kinetik yang terjadi pada tumor,
dan hal ini telah jelas bahwa secara luas mengetahui tumor dalam menetapkan dengan baik
pengobatan radiasi, khemoterapi sitositis, pemanasan dan hormonal. Walaupun demikian,
selama bertahun-tahun yang lalu, pengertian terdepan pada pengontrolan apoptosis di level
molekuler telah meluas dibahas secara bermakna dalam potensial onkologi dan telah
melampaui jauh melengkapi suatu penjelasan mekanik dari penghapusan sel tumor.
Khususnya, penemuan bahwa apoptosis dapat diatur oleh produk proto-oncogen dan tumor
supresosgen p53 telah membuka jalan untuk penelitian masa depan.
Usulan bahwa apoptosis adalah suatu fenomena yang berlainan terhadap perbedaan
fundamental dari degeneratif kematian sel atau nekrosis berdasarkan pada morfologi,
biokimia, dan insiden.4
Dalam tiga dekade teakhir ini, dua bentuk sel mati berbeda secara mendasar,
apoptosis dan nekrosis. Telah didefinisikan dalam istilah morfologi, biokimia dan
insidennya. Dalam keadaan normal, sel-sel tubuh dapat memberikan respon atau adaptasi
terhadap lingkungannya. Bila aktivitas yang dilakukan sel tersebut meningkat, atau stimulus
APOPTOSIS Page 1
yang diterimanya meningkat, maka untuk mencapai keseimbangan dalam merespon hal
tersebut, sel akan mengalami hipertropi.
Sebaliknya bila stimulus berkurang atau terjadi penurunan aktivitas sel, maka sel
tersebut akan mengalami atropi. 2,3
Diperkirakan 50-70 milyar sel mati setiap harinya karena apoptosis pada manusia
dewasa. Dalam satu tahun, jumlah pembelahan sel dan kematian yang terjadi pada tubuh
seseorang mencapai kurang lebih sama dengan berat badan orang tersebut.
APOPTOSIS Page 2
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. DEFINISI DAN PENYEBAB
Apoptosis adalah suatu proses kematian sel yang terprogram, diatur secara genetik,
bersifat aktif, ditandai dengan adanya kondensasi chromatin, fragmentasi sel dan pagositosis sel
tersebut oleh sel tetangganya. 2.3 Kresno dalam tulisannya, apoptosis adalah kematian sel
terprogram yang merupakan proses penting dalam pengaturan homeostasis normal, proses ini
menghasilkan keseimbangan dalam jumlah sel jaringan tertentu melalui eliminasi sel yang rusak
dan proliferasi fisiologis dan dengan demikian memelihara agar fungsi jaringan normal.
Deregulasi apoptosis mengakibatkan keadaan patologis, termasuk proliferasi sel secara tidak
terkontrol seperti dijumpai pada kanker. Ada berbagai bukti yang menyatakan kontrol apoptosis
dikaitkan dengan gen yang mengatur berlangsungnya siklus sel, diantaranya gen p53, Rb, Myc,
E1A dan keluarga Bcl-2. Gangguan regulasi dan proliferasi sel baik akibat aktivitas onkogen
dominan maupun inaktivasi tumor suppressor genes ada hubungannya dengan kontrol apoptosis.
Beberapa jenis virus onkologik melaksanakan proses transformasi sel dengan cara mengganggu
fungsi apoptosis dalam sel., misalnya SV40, herpes dan adenovirus, polioma maupun virus
Epstein Barr (EBV). 6
Dalam literatur lain menyebutkan apoptosis merupakan suatu bentuk kematian sel yang
didesain untuk menghilangkan sel-sel host yang tidak diinginkan melalui aktivasi serangkaian
peristiwa yang terprogram secara internal melalui serangkaian produk gen. Adapun terjadinya
penyebab diatas sebagai berikut:
A. Selama proses perkembangan
B. Sebagai suatu mekanisme homeostatik untuk memelihara sel di jaringan.
C. Sebagai suatu mekanisme pertahanan seperti reaksi imun
D. Apabila sel-sel dihancurkan oleh penyakit atau agent-agent yang berbahaya.
E. Proses Penuaan.
APOPTOSIS Page 3
Faktor-faktor yang bertanggungjawab dari serangkaian peristiwa apoptosis baik fisiologis,
adaptif maupun patologis adalah:
A. Kerusakan sel yang terprogram selama embriogenesis termasuk implantasi,
organogenesis, involusi perkembangan dan metamorfosis yang tidak selalu didefinisikan
secara fungsional sebagai kematian sel yang terprogram, Oleh ahli Embriologi
terminologi ini sering digunakan.
B. Proses involusi yang tergantung hormon pada orang dewasa seperti penurunan sel
endometrium selama siklus menstruasi, atresia folikuler ovarium pada menopause,
regresi payudara setelah menyapih dan atropi prostat setelah katrasi.
C. Delesi sel pada populasi sel-sel yang berproliferasi seperti epitel kripta usus (intestinum).
D. Kematian sel pada tumor paling sering selama regresi tapi juga pada tumor dengan
pertumbuhan sel yang aktif.
E. Kematian netropil selama respon respon inflamasi akut.
F. Kematian sel-sel imun baik limfosit B & T, setelah deflesi sitokin, seiring dengan delesi
sel-sel T autoreaktif pada timus yang sedang berkembang.
G. Kematian sel yang diinduksi oleh sel-sel T Sitotoksik, seperti pada penolakan imum
seluler.
H. Atropi patologis pada organ parenkim setelah obtruksi duktus, seperti yang terjadi di
pankreas, kelenjer parotis & ginjal.
I. Lesi sel pada penyakit virus tertentu, misalnya pada hepatitis virus, dimana sel-sel yang
mengalami apoptosis dihepar yang dikenal sebagai badan Councilman
J. Kematian sel akibat berbagai stimulus lesi yang mampu menyebabkan nekrosis, kecuali
bila diberikan dosis rendah, contohnya panas, radiasi, obat-obat anti kanker sitotoksik &
hipoksia dapat menyebabkan apoptosis jika kerusakan ringan, tapi dosis besar dengan
stimulus yang sama menyebabkan kematian sel nekrotik.2
2.2 MORFOLOGI
APOPTOSIS Page 4
Gambaran morfologi dapat dilihat dengan mikroskop elektron yang menggambarkan :
A. Pengerutan sel
Sel berukuran lebih kecil , sitoplasmanya padat, meskipun organella masih normal
tetapi tampak padat.
B. Kondensasi Kromatin (piknotik)
Ini gambaran apoptosis yang paling khas. Kromatin mengalami agregasi diperifer
dibawah selaput dinding inti menjadi massa padat yang terbatas dalam berbagai
bentuk dan ukuran. Intinya sendiri dapat pecah membentuk 2 fragmen atau lebih
(karyorhexis)
C. Pembentukan tonjolan sitoplasma dan apoptosis.
Sel apoptotik mula-mula menunjukkan “blebbing” permukaan yang luas kemudian
mengalami fragmentasi menjadi sejumlah badan apoptosis yang berikatan dengan
membran yang disusun oleh sitoplasma dan organella padat atau tanpa fragmen inti.
D. Fagositosis badan Apoptosis
Badan apoptosis ini akan difagotosis oleh sel-sel sehat disekitarnya, baik sel-sel
parenkim maupun makropag. Badan apoptosis dapat didegradasi di dalam lisosom
dan sel-sel yang berdekatan bermigrasi atau berproliferasi untuk menggantikan
ruangan sebelumnya diisi oleh sel apoptosis yang hilang.2
Karakteristik apoptosis mempengaruhi sel tunggal yang terpencar tidak ada kelompok sel
yang bergabung. Pada nekrosis pengenalan lebih awal perubahan morfologi adalah tersusun
padat (kompak) dan agregasi kromatin inti, dengan terbentuk gambaran yang jelas, masa
granular yang seragam dengan jelas menjadi kecil membungkus inti dan pemadatan sitoplasma.
Kelanjutan pemadatan itu didampingi oleh lilitan (kekusutan) gambaran baru inti dan sel ini
diikuti olehpemecahan inti kedalam fragmen berlainan yang dikelilingi oleh lapisan pembungkus
double dan tunas sel secara keseluruhan menghasilkan apoptosis bodies yang dikelilingi
membran, sedangkan yang lain kekurangan komponen inti. Sebagai tambahan, tingkatan/luas
dari inti dan tunas seluler bervariasi dari tipe sel, sering secara relative dibatasi pada sel–sel kecil
dengan rasio inti sitoplasma yang tinggi seperti limfosit. Organel sitoplasma terbentuk pada
apoptosis bodies yang baru tetap terpelihara dengan baik.
APOPTOSIS Page 5
Apoptotic bodies yang muncul di jaringan secara cepat diserap (ingested) oleh sel di
dekatnya dan dihancurkan oleh sel lisosomnya. Tidak ada hubungan inflamasi dengan adanya
fagosit khusus dalam jaringan seperti terjadi dengan nekrosis dan tipe sel yang beragam dari sel
tetangga, termasuk sel epitel yang berpartisipasi dalam sipatnya. Pada tumor-tumor, sel-sel
neoplastis yang viabel biasanya terlibat adalah makrofak sekitarnya. Akan tetapi bentukan
apoptotic bodies pada kultur sel kebanyakan hilang oleh fogositosis dan bahkan degenerasi.
Awal kejadian seluler dalam apoptosis diselesaikan dengan cepat dengan hanya beberapa menit
berlalu antara perjalanan proses dan pembentukan suatu kelompok apoptosic bodies. Oleh karena
itu tunas-tunas sel dan garis besar yang kusut jarang diamati pada potongan jaringan. Ukuran
kecil dari apoptosis bodies membuat mereka secara relatif tak dikenal dangan mikroskop cahaya.
Setelah fagositosis, pencernaan mereka lengkap dalam beberapa jam. Kenyataan ini telah
melahirkan pikiran kapan apoptosis dapat ditentukan secara histologi.
Perbedaan antara apoptosis dan nekrosis dengan tegas terlihat pada penelitian dengan
mikroskop elektron dan secara praktis, dua proses dapat dikenali dengan memakai mikroskop
cahaya. Pemadatan kromatin inti terjadi pada stadium awal nekrosis, tetapi kromatin tidak secara
radikal terdistribusi kembali, sebagai mana dalam apoptosis, dan sudut gumpalan kromatin
cenderung irregular dan terlihat dengan jelas. Sebagai tambahan, inti sel nekrotik tidak pernah
terpisah menjadi berlainan, membran disertai fragmen-fragmen. Nekrosis berlanjut sampai
kromatin menghilang. Sitoplasma sel nekrotik menjadi pembengkakan yang mencolok, plasma
dan membran organella secara progresif disintegrasi. Walaupun ini konfigurasi sel secara
keseluruhan cenderung diawetkan sampai dipindahkan oleh fagosit mononuklear. Keterlibatan
kelompok sel berdekatan dan adanya suatu eksudat inflamasi biasanya didapatkan tambahan
konfirmasi bukti-bukti kategorisasi kematian sel yang ada disekitarnya sebagai nekrosis. Dalam
tumor, seperti fokus-fokus dari nekrosis cenderung terlokasi di pusat nodul, sedangkan sel- sel
individual yang berlangsung apoptosis diamati pada jaringan tumor viabel.4
APOPTOSIS Page 6
Menurut Underwood, perbedaan apoptosis dan nekrosis telihat seperti pada tabel di bawah ini: 6
Gambaran Apoptosis Nekrosis
Penyebab Fisiologi dan Patologi Patologi
Keterlibatan Satu sel Sekelompok sel
Proses biokimia Energi oleh DNA Homeostasis
Keutuhan sel membran Diperbaiki Lisis
Morfologi Sel mengkerut dan pecah Hilang
Proses peradangan Tidak ada Sering
Proses kematian sel Diserap atau pagositosis
sel tetangganya
Diserap oleh netropil
PMN dan makropag
APOPTOSIS Page 7
Pada penelitian histologi, pada jaringan yang dicat dengan hematoxylin-eosin, apoptosis
melibatkan sel tunggal dan kelompok sel kecil, sel-sel apoptosis tampak sebagai massa bulat atau
oval dari sitoplasma eosinopilik yang terlibat dengan fragmen kromatin inti yang padat. Karena
penyusutan dan pembentukan sel dari badan apoptosis berlangsung cepat dan fragmennya cepat
dipagositosis, dirusak atau dilepas ke dalam lumen, apoptosis pada jaringan dapat terjadi
sebelum kelihatan jelas pada pemeriksaan histologis. Sebagai tambahan, proses apoptosis
berlawanan dengan nekrosis karena apoptosis tidak menimbulkan inflamasi sehingga lebih sulit
untuk dideteksi secara histologis.2
2.3 PERANAN APOPTOSIS 4
Apoptosis memiliki peranan penting dalam fenomena biologis, proses apoptosis yang
tidak sempurna dapat menyebabkan timbulnya penyakit yang sangat bervariasi. Terlalu banyak
apoptosis menyebabkan sel mengalami kekacauan, sebagaimana terlalu sedikit apoptosis juga
menyebabkan proliferasi sel yang tidak terkontrol (kanker). Beberapa contoh penyakit yang
ditimbulkan karena apoptosis yang tidak sempurna antara lain:
a. Penyakit autoimun disebabkan karena sel T/B yang autoreaktif terus menerus.
b. Neurodegeneration, seperti pada penyakit Alzheimer dan Parkinson, akibat dari apoptosis
prematur yang berlebihan pada neuron di otak. Neuron yang tersisatidak mempunyai
kemampuan untuk meregenerasi sel yang hilang.
c. Stroke iskemik, aliran darah ke bagian-bagian tertentu dari otak dibatasi sehingga dapat
menyebabkan kematian sel saraf melalui peningkatan apoptosis.
d. Kanker, sel tumor kehilangan kemampuannya untuk melaksanakan apoptosis sehingga
proliferasi sel meningkat.
Apoptosis memainkan peranan penting dalam perkembangan sel normal vertebrata.
Sebagai contoh, hal yang bertanggungjawab untuk regresi dari ekor tadpole (berudu) yang
mengambil tempat selama metamorfosis menjadi seekor kodok dan untuk memindahkan
interdigital webs selama pertumbuhan anggota gerak pada embrio mamalia.
APOPTOSIS Page 8
Pada mamalia dewasa, apoptosis terjadi secara berkesinambungan dalam polulasi sel
yang berproliferasi lambat seperti epitel hati, prostat dan korteks adrenal dan dalam populasi
yang berproliferasi cepat seperti epitel intestinal yang membentukkan kripta dan deferensiasi
spermatogonia. Walaupun banyak sel yang hilang dalam populasi pada tipe yang lebih lambat
secara jelas adalah hasil dari kumpulan sel–sel dijaringan, dalam kenyataannya, mitosis dan
apoptosis seimbang satu sama lain dibawah kondisi yang siap. Ada yang sedang tumbuh
membuktikan bahwa apoptosis diatur dalam suatu mode resiprokal ke mitosis oleh faktor
pertumbuhan (growth factor) dan hormon - hormon tropik. Raff telah menegaskan bahwa
kebanyakan sel-sel pada binatang yang lebih tinggi mungkin memerlukan simulasi tropik yang
terus menerus untuk kehidupan. Raff juga menyatakan bahwa suatu peningkatan dalam jumlah
sel pada tempat-tempat khusus dapat memimpin kompetisi seluler yang lebih besar untuk faktor
tropik yang menstimulasi mitosis dan menghambat apoptosis, ini berbalik secara temporer
terhadap keseimbangan antara kedua proses, mengakibatkan populasi sel kebentuk levelnya.
Walaupun demikian, terdapat bukti bahwa substansi yang aktif menstimulasi apoptosis juga
mungkin terlibat didalam hemostatis populasi sel normal. Dalam kultur primer sel endokrin
kelinci, faktor yang menginduksi mitosis dan apoptosis telah ditemukan disekresi ke dalam siklik
kecuali model reciprocal, dengan hasil bahwa sejumlah sel menunjukkan fluktuasi pada dasar
harian tetapi relatif tetap konstan untuk berlanjut ke periode waktu tertentu.
Sejumlah proses involusi tumor dalam mamalia dewasa normal telah ditunjukkan
berhubungan dengan peningkatan apoptosis. Dokumentasi yang baik mencontohkan termasuk
reversi mamae laktasi menjadi keadaan istirahat setelah menyapi, atresia folikel ovarium dan
involusi folikel rambut. Tanggung jawab triger untuk peningkatan apoptosis yang terjadi selama
involusi mamae tepatnya hormonal, tetapi dalam contoh lain secara alamiah stimulasi awal dapat
ditentukan.
Pada sistem imun, apoptosis memiliki aturan fisiologi spesifik yang eksklusif untuk
kebutuhan fungsi sistem tersebut. Sebagai contoh tanggung jawab untuk penghapusan sel-sel T
autoreaktif dalam thymus bertanggungjawab untuk batas toleransinya sendiri dan untuk seleksi
sel-sel B dalam pusat germinal limfoid selama respon imune humoral. Fungsi spesialis lain
adaptasi dalam hewan normal adalah menghapus sel-sel yang tak berguna, seperti leukosit
netropil yang tua dan megakaryosit yang telah menumpahkan sitoplasmanya selama
pembentukan platelet.
APOPTOSIS Page 9
2.4 FUNGSI APOPTOSIS
a. Sel yang rusak atau terinfeksi
Apoptosis dapat terjadi secara langsung ketika sel yang rusak tidak bisa diperbaiki lagi atau
terinfeksi oleh virus. Keputusan untuk melakukan apoptosis dapat berasal dari sel itu sendiri,
dari jaringan di sekitarnya, atau dari sel yang merupakan bagian system imun. Jika
kemampuan sel untuk ber-apoptosis rusak atau jika inisiasi apotosis dihambat, sel yang rusak
dapat terus membelah tanpa batas, berkembang menjadi kanker.
b. Respon terhadap stress atau kerusakan DNA
Kondisi stress sebagaimana kerusakan DNA sel yang disebabkan senyawa toksik atau
pemaparan sinar ultraviolet atau radiasi ionisasi (sinar gamma atau sinar X), dapat
menginduksi sel untuk memulai proses apoptosis. Contohnya pada kerusakan genom dalam
inti sel, adanya enzim PARP-1 memacu terjadinya apoptosis. Enzim ini memiliki peranan
penting dalam menjaga integritas genom, tetapi aktivasinya secara berlebihan dapat
menghabiskan ATP, sehingga dapat mengubah proses kematian sel menjadi nekrosis
(kematian sel yang tidak terprogram).
c. Homeostasis
Homeostasis adalah suatu keadaan keseimbangan dalam tubuh organisme yang dibutuhkan
organisme hidup untuk menjaga keadaan internalnya dalam batas tertentu. Homeostasis
tercapai saat tingkat mitosis (proliferasi) dalam jaringan seimbang dengan kematian sel. Jika
keseimbangan ini terganggu dapat terjadi :
sel membelah lebih cepat dari sel mati.
sel membelah lebih lambat dari sel mati.
2.5 APOPTOSIS SPONTAN DALAM TUMOR
Apoptosis dapat ditemukan pada semua tumor ganas yang tidak diterapi dan walaupun
terdapat beberapa penelitian kwantitatif yang ringkas, penilaian histologik mengindikasikan
bahwa luasnya pendekatan beberapa tumor manusia yang terlihat didalam involusi yang cepat
mengindikasikan bahwa kemaknaan kinetik kadang dapat dipertimbangkan.
APOPTOSIS Page 10
Sel didalam daerah stemsel secara hirarki mengatur proliferasi populasi yang cepat
seperti kripta usus, diffrensiasi spermatogonia, proliferasi yang cepat dijanin dan limfosit
mempunyai kepekaan khusus dan telah diargumentasikan secara teologikal, bahwa ditandai
dengan berlangsungnya destruksi sel setelah induksi kerusakan DNA sebagai reflikasi yang
berpotensi berbahaya yang berhubungan penetapan dalam bentuk mutan. Oleh karenanya,
menetapnya sel-sel stem dengan kerusakan DNA yang tak diperbaiki dalam abnormalitas
genetik, satu sel mutan hidup didalam suatu zona proliferasi pada janin akan memberikan banyak
asal-usul mutan dalam menghasilkan jaringan matur, spermatogonia mutan yang survive akan
menimbulkan gamet-gamet mutan, dan beberapa limfosit dengan mutasi pada reseptor gennya
mungkin mempunyai kapasitas untuk menjadi penyakit autoimum.
Bagian yang mana radiasi menstimulasi apoptosis pada sel-sel normal & neoplastik
secara lengkap belum diketahui sampai sekarang, dan kemungkinan bahwa gen-gen supresor
tumor p53 terlibat. Telah ditegaskan bahwa produk p53 bereaksi sebagai “ polisi molekuler “
memantau integritas genome jika DNA dirusak, produk p53 bertumpuk melalui suatu mekanisme
stabilisasi dan mengistirahatkan siklus sel di G1 memberikan waktu untuk perbaikan. Jika
perbaikan gagal, p53 boleh memicu penghapusan sel dengan apoptosis. Cogent membuktikan
keterlibatan gen p53 dalam induksi apoptosis oleh radiasi telah terdapat didalam penemuan
bahwa thymocyte kekurangan p53 adalah resisten terhadap efek letal dari radiasi tetapi
mempertahankan kenormalannya untuk terjadi apoptosis setelah pengobatan dengan
glukokortikoid. Walaupun demikian, perlu dicatat bahwa langkah teakhir dalam deretan usulan,
induksi apoptosis oleh sutu peningkatan level normal (wild-tepy). Gen p53 tampak telah
didemonstrasikan hanya pada derivat sel tumor.
2.6 INDUKSI APOPTOSIS OLEH OBAT KEMOTERAPI KANKER
Bermacam obat kanker telah menunjukkan penginduksian apoptosis secara luas dalam
populasi sel yang berproliferasi normal, jaringan limfoid dan tumor. Oleh karenanya peningkatan
apoptosis bertanggung jawab dari berbagai kerugian efek dari kemoterapi dan regresi tumor.
Cara obat-obat anti kanker menginduksi apoptosis tidak diketahui. Pengertian yang lebih
baik dari proses keterlibatan secara jelas mungkin dipakai untuk memperbaiki regimen terapi.
Walaupun demikian, terdapat suatu tambahan penting sebagai konsekuensi dari realisasi bahwa
APOPTOSIS Page 11
obat-obat anti kanker menengahi efek terapinya dengan mentriger apoptosis. Telah ditekankan
apoptosis adalah suatu fenomena pengaturan yang mampu dihambat dan dan diaktifkan. Di
dalam hepar mungkin terletak suatu penjelasan untuk contoh tertentu resistensi obat. Terdapat
bukti bahwa stimulasi beberapa lapisan sel oleh sitokine tropik atau peningkatan level
ekspresinya dari proto-oncogen bcl-2 (gen bcl-2 menghambat terjadinya apoptosis dalam suatu
variasi keadaan) dapat meningkatkan secara besar restensi mereka terhadap efek induksi
apoptosis dari obat anti kanker.
Kemoterapi sekarang diketahui yang membunuh sel dengan menginduksi apoptosis
dimana ada suatu proses yang memerintahkan program kematian sel. Saat sel hematopotik
merupakan derivat dari faktor pertumbuhan (Growth Factor) merupakan hal yang penting,
mereka juga mati dengan cara apoptosis. Percobaan pada laboratorium kemoterapi dapat
mempengaruhi growth factor. Sabagai contoh: bekerja pada reseptor growth faktor epidermis di
sel-sel Hela dan 3T3. Aktivasi sinyal protein kinase C intrasel meningkatkan pembunuhan sel
oleh cisplastin tanpa meningkatkan uptake obat.
2.7 MEKANISME TERJADINYA APOPTOSIS 1,2,3
Dengan memeriksa kondisi dimana apoptosis terjadi, dapat disimpulkan bahwa apoptosis
dapat diaktifkan oleh beberapa sinyal yang mencetuskan kematian, berkisar dari kurangnya
faktor atau hormon pertumbuhan, sampai interaksi Ligand –reseptor positif dan agent-agent lesi
spesifik sebagai tambahan ada koordinasi tapi sering pula ada hubungan yang berlawanan antara
pertumbuhan sel dan apoptosis sebenarnya.
A. Peran aktivitas
Mekanisme terjadinya apopotosis untuk tiap sel berbeda-beda. Aktivasi mekanisme
apoptosis untuk tiap sel tertentu disebabkan oleh aktivitas yang berbeda-beda pula.
B. Kadar ion kalsium
Apabila terjadi aktivitas stimulus terhadap sel dan aktivitas apoptosis , akan terjadi
peningkatan kadar ion Ca++ didalam inti sel. Ion Ca++ ini mengaktifkan enzim Kalsium
APOPTOSIS Page 12
dependen Nuklear Indo Nuklease yang terdiri dari Endonoklease , Protease
Transglutaminase.
C. Reseptor Makrofag.
Proses Fagositosis terhadap apoptotic bodies atau sel lain ditentukan oleh reseptor yang
ada di permukaan makrofag atau sel fagosit tersebut: contoh sel makrofag yang
mengandung viktonektin reseptor, suatu beta 3 integrin, memudahkan fagositas apoptotic
netropil.
D. Regulasi genetik
Beberapa gen bila distimulasi akan menyebabkan apoptosis, seperti Heta shock protein
dan proto onkogen. Tetapi stimulasi gen ini tidak berhubungan langsung dengan proses
mulainya apoptosis.
Mekanisme apoptosis sangat kompleks dan rumit. Secara garis besarnya apoptosis dibagi
menjadi 4 tahap, yaitu :
1. Adanya signal kematian (penginduksi apoptosis).
2. Tahap integrasi atau pengaturan (transduksi signal, induksi gen apoptosis yang
berhubungan, dll)
3. Tahap pelaksanaan apoptosis (degradasi DNA, pembongkaran sel, dll)
4. Fagositosis.
APOPTOSIS Page 13
Gambar tahapan Apoptosis
Signal Penginduksi Apoptosis
Apoptosis tidak memerlukan suatu proses transkripsi atau translasi. Molecular machine
yang dibutuhkan untuk kematian sel dianggap mengalami dormansi dan hanya memerlukan
aktivasi yang cepat. Signal yang menginduksi apoptosis bisa berasal dari ekstraseluler dan
intraseluler.
Signal ekstraseluler contohnya hormon hormon. Hormon tiroksin menginduksi apoptosis
pada ekor tadpole. Apoptosis juga bisa dipicu oleh kurangnya signal yang dibutuhkan sel untuk
bertahan hidup seperti growth factor. Sel lain, sel berhubungan dengan sel yang berdekatan juga
bisa memberikan signal untuk apoptosis.
Signal intraseluler misalnya radiasi ionisasi, kerusakan karena oksidasi radikal bebas, dan
gangguan pada siklus sel.
Kedua jalur penginduksi tersebut bertemu di dalam sel, berubah menjadi family protein
pengeksekusi utama yang dikenal sebagai caspase. Sel yang berbeda memberikan respon yang
berbeda terhadap penginduksi apoptosis. Misalnya sel splenic limfosit akan mengalami apoptosis
saat terpapar radiasi ionisasi, sedangkan sel myocyte tidak mengalami apoptosis untuk
pemaparan yang sama.
APOPTOSIS Page 14
Regulator Molekuler dari Apoptosis
Signal kematian dihubungkan dengan pelaksanaan apoptosis oleh tahap integrasi atau
pengaturan. Pada tahap ini terdapat molekul regulator positif atau negatif yang dapat
menghambat, memacu, mencegah apoptosis sehingga menentukan apakah sel tetap hidup atau
mengalami apoptosis (mati).
Apoptosis diperantarai oleh famili protease yang disebut caspase, yang diaktifkan melalui
proteolisis dari bentuk prekursor inaktifnya (zymogen). Caspase merupakan endoprotease yang
memiliki sisi aktif Cys (C) dan membelah pada terminal C pada residu Asp, oleh karena itu
dikenal sebagai Caspases (Cys containing Asp specific protease).
Saat ini telah ditemukan 13 anggota famili caspases pada manusia. Beberapa anggota
famili caspase yang terlibat dalam apoptosis dibedakan menjadi 2 golongan. Golongan yang
pertama terdiri dari caspase 8, 9,10 yang mengandung prodomain yang panjang pada terminal N,
fungsinya sebagai inisiator dalam proses kematian sel. Golongan yang kedua terdiri dari caspase
3, 6, 7 yang mengandung prodomain yang pendek dan berfungsi sebagai efektor, membelah
berbagai substrat yang mati yang pada akhirnya menyebabkan perubahan morfologi dan
biokimia yang tampak pada sel yang mengalami apoptosis. Molekul efektor lain dalam apoptosis
adalah Apaf-1 (apoptotic protease activating factor) bersama sitokrom c mengambil procaspase 9
di ATP-dependent manner, dan menstimulasi proses perubahan procaspase 9 menjadi caspase 9.
Regulator apoptosis yang lain adalah anggota famili Bcl-2. Saat ini ada 18 anggota famili
Bcl-2 yang telah diidentifikasi, dan dibagi ke dalam 3 grup berdasarkan strukturnya. Anggota
grup pertama diwakili oleh Bcl-2 dan Bcl-xL yang berfungsi sebagai anti-apoptosis. Anggota
grup kedua diwakili oleh Bax dan Bak (Bcl-2 associated killer), sebagaimana anggota grup yang
ketiga yaitu Bid (a novel BH3 domain-only death agonist) dan Bad (the Bcl-2 associated death
molecule), merupakan molekul pro-apoptosis (Gambar 2).
APOPTOSIS Page 15
Gambar 2. Anggota famili bcl-2
ICE (Interleukin Converting Enzim) secara normal tidak terlibat dalam apoptosis, tetapi
aktivasi tiruannya dalam sel mamalia, dapat mendorong ke arah tersebut. Masing-masing caspase
mempunyai urutan yang sama, dirancang untuk membelah, maka menjadi jelas caspase
membelah satu sama lain dalam suatu jalur mekanisme pengaktifan.
Dua rangkaian caspase saling melibatkan. Yang satunya menginisiasi proses aktivasi
caspase lainnya. Pertanyaannya siapa yang mengaktifkan caspase yang pertama? Tampak
meragukan, sampai peneliti menemukan bahwa caspase dapat diaktifkan jika mereka
mengumpul pada konsentrasi kritik. Ini bisa terjadi oleh ikatan molekul signal bunuh diri di
permukaan sel. Perubahan konformasi reseptor dapat mendorong ke arah agregasi dari molekul
reseptor permukaan dengan serentak dengan agregasi caspases intraseluler reseptor agregasi.
2.8 TARGET CASPASE
Apoptosis melibatkan:
1. memadatkan inti sel
2. memadatkan dan membagi-bagi sitoplasma ke dalam selaput ikat badan apoptotis
3. rusaknya kromosom ke dalam fragmen yang berisi berbagai nukleosom
Target protein pada umumnya harus protein lain, suatu DNA endonuklease. Ketika
protein target pecah, DNase bebas untuk berpindah tempat ke inti dan mulai pelaksanaan.
APOPTOSIS Page 16
Perubahan dalam apoptosis terjadi ketika caspase 3 membelah gelsolin, suatu protein dilibatkan
dalam pemeliharaan morfologi sel. Gelsolin yang dibelah membelah actin filamen di dalam sel.
Protein yang lain diperlukan untuk membentuk badan apopotic: suatu kinase yang disebut p21-
activated kinase 2 (PAK-2). Kinase ini diaktifkan oleh caspase-3 dengan proteolisis terbatas.
2.9 TAHAP PELAKSANAAN APOPTOSIS
Apoptosis pada sel dapat terjadi melalui 2 jalur, yaitu : jalur ekstrisik dan jalur
intrinsik. Jalur ekstrisik diinisiasi melalui stimulasi dari reseptor kematian (death receptor)
sedangkan jalur intrinsik diinisiasi melalui pelepasan faktor signal dari mitokondria dalam sel.
Peristiwa apoptosis jalur ekstrinsik dimulai dari adanya pelepasan molekul signal yang
disebut ligan oleh sel lain tetapi bukan berasal dari sel yang akan mengalami apoptosis. Ligan
tersebut berikatan dengan death receptor yang terletak pada transmembran sel target yang
menginduksi apoptosis. Death receptor yang terletak di permukaan sel adalah famili reseptor
TNF (Tumor Necrosis Factor), yang meliputi TNF-R1, CD 95 (Fas), dan TNF-Related Apoptosis
Inducing Ligan (TRAIL)-R1 dan R2.
Ligan yang berikatan dengan reseptor tersebut akan mengakibatkan caspase inisiator 8
setelah membentuk trimer dengan adaptor FADD (Fas Associeted Death Domain). Kompleks
yang terbentuk antara ligan-reseptor dan FADD disebut DISC (Death Inducing Signaling
Complex). CD 95, TRAIL-R1 dan R2 terikat dengan FADD, sedangkan TNF-R1 terikat secara
tidak langsung melalui molekul adaptor lain, yaitu : TNF-Reseptor Associeted Death Domain
protein (TRADD).
Stress mitokondria yang menginduksi apoptosis jalur intrinsik disebabkan oleh senyawa
kimia atau kehilangan faktor pertumbuhan, sehingga menyebabkan gangguan pada mitokondria
dan terjadi pelepasan sitokrom c dari intermembran mitokondria. Protein capcase-8 akan
memotong anggota famili Bcl-2 yaitu Bid. Kemudian Bid yang terpotong pada bagian ujungnya
akan menginduksi insersi Bax dalam membran mitokondria dan melepaskan molekul
proapoptotik seperti sitokrom c, Samc/Diablo, Apoptosis Inducing Factor (AIF), dan omi/Htr2.
dengan adanya dATP akan terbentuk kompleks antara sitokrom c, APAF1 dan caspase 9 yang
disebut apoptosom. Selanjutnya, capcase 9 akan mengaktifkan downstream procaspase-3.
APOPTOSIS Page 17
Protein caspase 3 yang aktif memecah berbagai macam substrat, diantaranya enzim DNA
repair seperti poly-ADP Ribose Polymerase (PARP) dan DNA protein kinase yaitu protein
struktural seluler dan nukleus, termasuk aparatus mitotik inti, lamina nukleus, dan aktin serta
endonuklease, seperti Caspase-Aktivated Deoxyribonuklease Inhibitor (ICAD) dan konstituen
seluler lainnya. Selain itu, caspase 3 juga mempunyai kemampuan untuk mengaktifkan caspese
lainnya, seperti procaspase-6 dan procaspase-7 yang memberikan amplifikasi terhadap kerusakan
seluler.
Adanya seluler stres meningkatkan ekspresi dari protein p53 yang mengakibatkan
terjadinya GI arrest atau apoptosis. Anggota dari apoptosis Stimulating Protein p53 (ASPP) yaitu
ASPP 1 dan ASPP 2 secara spesifik menstimulasi fungsi transsktivasi p53 pada promotor gen
proapoptotik seperti Bax dan p53 Inducible Gene 3 (PIG 3), tapi tidak pada promotor gen yang
menyebabkan cell cycle arrest, yaitu p21 dan MDM2.
Tahapan apoptosis jalur ekstrinsik/deatch receptor pathway
Jalur ini khas pada sistem imun dan digunakan untuk menghilangkan sel T yang aktif
pada akhir dari respon imun. Jalur ini terutama diperantarai oleh perforin / granzyme. Tahap-
tahap apoptosis dalam death receptor pathway :
i. Ikatan antara FasL, suatu TNF (Tumor Necrosis Factor) dengan reseptornya. TNF adalah
molekul penginduksi interseluler yang berupa asam amino-157, dihasilkan terutama oleh
makrofag yang teraktivasi, merupakan mediator apoptosis ekstrinsik utama. Ada 2
macam reseptor untuk TNF yaitu TNFR-1 dan TNFR-2. TNF yang berikatan dengan
TNFR-1 yang dapat menginisiasi jalur aktivasi caspase. Fas (Apo-1 atau CD 95) adalah
reseptor untuk signal apoptosis ekstrinsik lain pada membran sel, dan termasuk famili
reseptor TNF. FasL (Fas ligan) adalah protein yang berikatan dengan Fas untuk
mengaktifkan jalur Fas. Fas merupakan protein transmembran yang juga termasuk famili
TNF.
APOPTOSIS Page 18
ii. Ikatan FasL dengan Fas menginduksi reseptor untuk mengelompok (trimerisasi)
Gambar Ikatan FasL dengan Fas menyebabkan trimerisasi reseptor Mitocondrial Pathway
APOPTOSIS Page 19
iii. Pengikatan FADD (Fas associated death domain protein) pada domain kematian (death
domain).
iv. DED (death effector domain) dari FADD mengikat pro-caspase 8. Kompleks yang
terbentuk disebut DISC (death-inducing signaling complex), kompleks ini mengaktivasi
pro-caspase 8.
v. Caspase 8 yang teraktivasi (heterotetramer) dilepaskan dari DISC ke sitoplasma. Caspase
8 termasuk caspase inisiator yang akan mengaktivasi caspase eksekutor terutama melalui
pro-caspase 3
Mitocondrial Pathway
Riset mengindikasi keterlibatan mitokondria dalam jalur apoptotis. Sitokrom c, suatu
heme protein yang bertindak sebagai suatu pembawa elektron dalam fosforilasi oksidasi
mitokondria, pemberhenti elektron cytochrome C oxidase atau kompleks IV, keluar
intermembran dan mengikat protein sitoplasmik yang disebut Apaf-1. Yang kemudian
mengaktikan suatu inisiator caspase-9 di sitoplasma.
APOPTOSIS Page 20
Protein ini keluar mitokondria setelah perubahan potensiasi eletrokimia di membran.
Perubahan potensial menyebabkan terbukanya suatu kanal yang nonspesifik dalam membran
yang permeabel, terdiri atas dua protein selaput bagian dalam (adenine nucleotide translocator-
ANT) dan suatu protein bagian luar (porin, yang voltage-gated-kanal anion VDAC). Protein ini
bertindak bersama-sama, kemungkinan pada sisi luar dan sisi dalam terjadi kontak. Saluran ini
dapat dilewati zat yang memiliki bobot molekular kurang dari 1500. Perubahan gradien proton
menyebabkan oksidasi dan foforilasi di mitokondria perubahan kekuatan ion menyebabkan
pembekakan matriks. Karena sisi bagian dalam sangat kusut dan memilki luas permukaan jauh
lebih besar dibanding selaput yang luar, bengkak pada matriks mengarah rusaknya sisi luar,
sehingga sitokrom c dan Apaf-1 keluar masuk sitoplasma.
Jalur ini biasa diaktifkan dalam respon stimulus letal yang lain seperti pengrusakan DNA,
stress oksidatif, dan hipoksia. Mitokondria mengandung faktor proapoptosis seperti sitokrom c
dan AIF (apoptosis inducing factors). Keduanya merupakan substrat yang berbahaya, akan tetapi
tersimpan aman dalam mitokondria. Saat keduanya dilepaskan ke sitoplasma dapat mengaktifkan
jalur aktivasi caspase. Pelepasannya diatur oleh famili Bcl-2 yang terikat dengan mitokondria,
yaitu Bax dan Bad.
Sitokrom c dalah protein heme yang berperan sebagai pembawa elektron yang larut
dalam air dalam fosforilasi oksidatif mitokondria. Bila terjadi kumparan electron melalui
sitokrom c oxidase atau kompleks IV, adanya perubahan kekuatan ion menyebabkan gelombang
matriks. Saat membran dalam mitokondria memiliki permukaan yang lebih luas dibanding
membran luar maka gelombang matriks menyebabkan nonspecific inner membrane permeability
transition pore terbuka sehingga sitokrom c keluar ke sitoplasma. Sitokrom c yang keluar ke
sitoplasma kemudian berikatan dengan Apaf-1 membentuk CARD (Caspase Recruitment
domain). Beberapa CARD bergabung membentuk kompleks apoptosome kemudian mengikat
pro-caspase 9 dan mengaktivasinya menjadi caspase 9 (caspase inisiator). Caspase 9 ini akan
mengaktivasi procaspase-3 menjadi caspase 3 yang merupakan caspase efektor yang
melaksanakan apoptosis.
APOPTOSIS Page 21
Caspase memecah protein menyebabkan inti sel pecah. Protein yang merupakan target
caspase biasanya terikat dengan protein lain, yaitu sebuah DNA endonuklease. Saat protein
pecah, DNase bebas bermigrasi ke nukleus dan memecahnya. Perubahan membran terjadi saat
caspase 3 memecah gelsolin, suatu protein yang terlibat dalam pemeliharaan morfologi sel.
Gelsolin yang terpecah akan membelah filamen aktin di dalam sel. Caspase 3 juga mengaktivasi
kinase yang disebut p21-activated kinase 2 (PAK 2) melalui proteolisis. PAK2 termasuk protein
yang dibutuhkan dalam membentuk apoptotic body.
Selama apoptosis mitokondria mengalami perubahan yang disebabkan oleh :
a) Gangguan oksidasi-fosforilasi dan transport elektron karena radiasi dan adanya second
messenger tertentu seperti ceramide.
b) Perubahan dalam potensial redoks sel dan turunan Reactive Oxygen Species (ROS).
c) Kerusakan DNA.
d) Kerusakan DNA memacu ekspresi protein yang dikenal sebagai p53. protein ini
menyebabkan penghambatan pembelahan sel atau apoptosis, dimana keduanya akan
mnjaga sel dari menjadi sel tumor. Oleh karena itu gen p53 adalah gen tumor suppressor.
APOPTOSIS Page 22
e) Peningkatan ion Ca2+ intraseluler melalui tranduksi signal.
Death Receptor Pathway dan Mitocondrial Pathway bertemu saat caspase inisiator (caspase 8, 9,
10) menghasilkan aktivasi caspase efektor (caspase 3, 6, 7).
DNA Damage
Gambar Pertemuan Death ReceptorPathway dan Mitocondrial Pathway
Tahap Fagositosis
Sel yang terfragmentasi menjadi apoptotic body mengeluarkan signal “eat me” yang
dikenali oleh fagosit. Ada 2 macam fagosit, yaitu :
• Fagosit professional, contohnya sel makrofag.
• Fagosit semiprofesional, sel tetangga dari sel yang mengalani apoptosis.
Adanya sel-sel fagosit ini dapat menjamin tidak timbulnya respon inflamasi setelah
terjadinya apoptosis.
Sel fagosit juga harus dihilangkan setelah aktif bekerja. Sel imun aktif mulai
mengekspresikan Fas beberapa hari setelah aktivasi, mentargetkannya untuk eliminasi. Beberapa
sel yang stress dapat mengekspresikan Fas dan FasL lalu digunakan untuk bunuh diri. Akan
tetapi sebagian besar hanya dapat mengekspresikan Fas, sedangkan FasL diekspresikan terutama
oleh sel T aktif.
APOPTOSIS Page 23
Death Receptor Binding
FasL/Fas
Activation of executioner
Caspeses 3, 6, 7
Mitochondrial
Cyt C Release
Caspase 8 Caspase 9
Gambar 3. Transduksi signal apoptosis secara garis besar
Penginduksi apoptosis dikategorikan dalam 3 grup, yaitu faktor kematian, obat anti-
kanker yang genotoksik, factor deprivation. Fas ligan, salah satu contoh factor kematian,
berikatan dengan reseptor Fas, menyebabkan trimerisasi. Domain kematian yang mengalami
trimerisasi dalam sitoplasma mengikat pro-caspase 8 melalui FADD/MORT1 membentuk DISC.
Pro-caspase 8 mengalami autoaktivasi pada DISC menjadi bentuk enzim yang aktif. Ada 2 jalur
aktivasi caspase 3 melalui caspase 8 :
1) Caspase 8 secara langsung mengubah pro-caspase 3 menjadi caspase 3. Caspase 3
membelah berbagai protein sel termasuk ICAD sehingga CAD dilepaskan dari ICAD,
lalu mendegradasi kromosom DNA.
2) Caspase 8 membelah Bid, molekul pro-apoptosis yang termasuk famili Bcl-2, yang
kemudian ditranslokasikan ke mitokondria untuk melepaskan sitokrom c ke sitosol. Bcl-2
atau Bcl-xl, molekul anti-apoptosis, dapat menghambat pelepasan sitokrom c dengan
mekanisme yang belum diketahui dengan pasti. Sitokrom c bersama Apaf-1
mengaktifkan Caspase 9, dimana caspase 9 kemudian mengaktifkan caspase 3. Caspase 3
APOPTOSIS Page 24
membelah berbagai protein sel termasuk ICAD sehingga CAD dilepaskan dari ICAD lalu
mendegradasi kromosom DNA.
Obat anti-kanker yang genotoksik seperti etoposida dan radiasi γ menyebabkan kerusakan
kromosom DNA. Signal tersebut ditransfer ke mitokondria oleh p53 melalui mekanisme yang
belum diketahui. Hal ini dapat menyebabkan pelepasan sitokrom c dari mitokondria dan
mengaktifkan caspase 9 seperti dijelaskan di atas.
Apoptosis yang diinduksi oleh factor deprivation dapat dipelajari dengan baik
menggunakan IL-3 dependent myeloid cell lines. Dengan keberadaan IL-3, signal dari reseptor
IL-3 menyebabkan fosforilasi Bad, molekul pro-apoptosis famili Bcl-2. Bad yang terfosforilasi
tertangkap oleh adaptor 14-3-3. Bila IL-3 sudah tidak ada lagi maka Bad yang tak terfosforilasi
APOPTOSIS Page 25
dilepaskan dari 14-3-3, lalu ditranslokasikan ke mitokondria untuk melepaskan sitokrom c untuk
mengaktifkan caspase 9.
2.10 PENGENDALIAN APOPTOSIS
Haruslah jelas sel menjaga kontrol caspases. Dua spesies untuk menginhibisi apoptosis
adalah protein mitochondrial Bcl-2 dan Bcl-xL, yang dapat menghalangi pelepasan sitokrom c
dari mitokondria. Protein keluarga Bcl mempunyai suatu gugus hidrofob dan terikat di sisi luar
permukaan mitokondria dan organel lain seperti inti dan retikulum endoplasma. Protein ini
mampu membentuk kanal ion di liposom.
Sejauh ini 15 anggota keluarga ini (ced-9 yang dihubungkan dengan C. elegans) telah
ditemukan di manusia. Bcl-2 dapat juga mengikat Apaf-1 dan menghalangi pengaktifan inisiasi
caspase 9. Bcl-2 diatur oleh perubahan ekspresi gen Bcl-2, dengan post-translational fosforilasi
oleh kinase, atau oleh pecahnya caspase. Kelebihan ekpresi Bcl-2 dapat menyebabkan suatu sel
menjadi suatu sel tumor. Anggota lain keluarga, BAX dan BAD yang mengikat mitokondria dan
memfasilitasi apoptosis dengan menstimulasi pelepasan sitokrom C. Sebagai tambahan, protein
lain yang disebut IAPS (inhibitor of apoptosis) dapat menghalangi caspase atau protein apoptotis
lainnya.
2.11 MENGENALI SEL APOPTOSIS
Sel yang mengalami apoptosis dapat diamati dengan menggunakan mikroskop cahaya
maupun mikroskop elektron melalui ciri-ciri morfologis yang ditampakkan. Ciri-ciri tersebut
antara lain :
Sel menjadi bulat (sirkuler). Ini terjadi karena struktur protein yang menyusun
sitoskeleton dicerna oleh enzim peptidase spesifik yang disebut caspaspse yang telah
diaktifkan di dalam sel.
Kromatin (DNA dan protein-protein yang terbungkus di dalam inti sel) mulai mengalami
degradasi dan kondensasi.
Kromatin mengalami kondensasi lebih lanjut, menjadi semakin memadat. Pada tahap ini,
membran yang mengelilingi inti sel masih tampak utuh, walaupun caspase tertentu telah
APOPTOSIS Page 26
melakukan degradasi protein pori inti sel dan mulai mendegradasi lamin yang terletak
dalam lingkungan inti sel.
Lingkungan dalam inti sel tampak terputus dan DNA di dalamnya terfragmentasi (proses
ini dikenal dengan karyorrhexis). Inti sel pecah melepaskan berbagai bentuk kromatin
atau unit nukleosom karena disebabkan degradasi DNA.
Plasma membran mengalami blebbing.
Sel tersebut kemudian di’makan’ atau pecah menjadi gelembung-gelembung yang
disebut apoptotic bodies dan kemudian di’makan’.
Sel yang mengalami apoptosis juga dapat dikenali dengan :
Penandaan inti yang mengalami kondensasi dengan pewarna fluorescence Hoechst atau
DAPI.
Sel yang mengalami apoptosis mengeluarkan PS (Phosphatidil Serin) pada permukaan
ekstraselulernya, sehingga dapat ditandai dengan annexin V yang dilabeli fluorescence.
PS secara normal terdapat pada cytosolic surface dari membran plasma (di bagian dalam
membran plasma), tetapi diredistribusikan ke permukaan ekstraseluler selama apoptosis
oleh protein hipotetik yang dikenal sebagai scramblase.
DNA yang terfagmentasi dapat dideteksi dengan TUNEL (Terminal
deoxynuclotidyltransferase-mediated UTP end labelling) atau elektroforesis DNA yang
diisolasi dalam gel agarosa. TUNEL juga dapat digunakan untuk mendeteksi enzim yang
terlibat dalam pengrusakan inti sel.
APOPTOSIS Page 27
2.12 PROSES BIOKIMIAWI 2,4
Fragmentasi inti DNA yang cepat dan teratur sudah sejak lama dianggap pertanda utama
dari apoptosis. Perubahan biokimia yang utama adalah terjadinya double strand break dari DNA.
Terbentuknya fragmen gen yang terdiri dari 180-200 pasang basa. Pragment ini dengan
pemeriksaan agoroze gel elektroforesis dapat diketahui. Sitogenetik proteinase seperti interleukin
I B converting enzyme (ICE) dan granzime B terlihat dalam memproduksi perubahan yang
bermakna dari sel pada apoptosis, sedangkan tranglutaminase jaringan yang teraktivasi pada
akhir apoptosis menghasilkan hubungan silang yang erat dari protein suplasmalemal, yang
mencegah pelepasan enzim intraseluler yang berpotensi merusak badan apoptotic sebelum
difagosit. Fagositosis yang cepat dari badan apoptotik oleh sel yang berdekatan ini nampaknya
tergantung pada perubahan kimiawi yang spesifik dalam badan apoptotic.
APOPTOSIS Page 28
Pengaturan genetik dari apoptosis sampai saat ini belum dapat dijelaskan secara lengkap.
Gen yang sudah diketahui berhubungan dengan pengaturan p-53 dan bcl-2. Pada nekrosis,
degradasi DNA terdiri dari 300-500 kilo pasangan basa. Degradasi ini diketahui disebabkan oleh
enzyme endonuklease, yang aktif bila kadar ion Ca ++ dan Mg ++ meningkat, dan dihambat bila
kadar Zn++ meningkat.
Ringkasnya perubahan kimia pada apoptosis dimulai dengan aktifnya Ca++ dependent
enzymes yaitu endonuclease, protease dan tranglutaminase.
APOPTOSIS Page 29
BAB III
PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Apoptosis atau kematian sel terprogram diperlukan untuk menjaga homeostasis tubuh.
Pada manusia, terjadi keseimbangan antara kecepatan pertumbuhan dan kematian sel untuk
mempertahankan berat tubuh. Selama apoptosis, genom akan rusak, sel akan menyusut dan
bagian dari sel akan terintegrasi menjadi badan-badan apoptosis yang kecil. Peristiwa apoptosis
berbeda dengan nekrosis, dimana pada nekrosis, sel yang mati mengalami pembengkakan
kemudian memecah dan menyebabkan respon imflamasi. Sedangkan pada apoptosis, isi sel yang
mengalami apoptosis akan tetap berada dalam membran selama terdegradasi. Sel yang
mengalami apoptosis akan di fagositosis oleh makrofag sebelum isi selnya bocor mengenai sel
tetangganya. Oleh karena itu, apoptosis tidak menimbulkan respon biologis.
Hal yang penting dari apoptosis adalah masalah stimulasi dan inhibisi apoptosis.
Penelitian mendalam tentang inhibisi Bcl-2 terhadap apoptosis pada suatu saat akan
memungkinkan ditemukannya metode pengobatan terhadap tumor-tumor resisten. Apoptosis
adalah kematian sel terprogram yang merupakan proses penting dalam pengaturan homeostasis
normal, proses ini menghasilkan keseimbangan dalam jumlah sel jaringan tertentu melalui
eliminasi sel yang rusak dan proliferasi fisiologis dengan demikian memelihara agar fungsi
jaringan normal. Pengaturan genetik dari apoptosis sampai saat ini belum dapat dijelaskan secara
lengkap. Gen yang sudah diketahui berhubungan dengan pengaturan p-53 dan bcl-2.
APOPTOSIS Page 30
DAFTAR PUSTAKA
1. Carson DA, Riberto JM. Apoptosis and disease. The Lancet 1993 : 341; 1251-1254
2. Cotran RS, et al. Robbins patologic basis of disease. 6th ed. WB Saunders Company. Tokyo-
London-Sydney: 1999; 18-25
3. D’amico AV, McKenna WG. Apoptosis and re-investigation of the biologic basis of cancer
therapy, radiotherapy and oncology, 1994; 33: 3-10
4. Sanif R. Sinopsis onkologi ginekologi. Sub bagian Onkologi Ginekologi Bagian Obstetri dan
Ginekologi FKUI/RSUPN dr. Cipto Mangun kusumo. Jakarta. 2001 ; 45-63
5. Kresno SB. Ilmu onkologi dasar. Bagian patologi klinik FKUI. 2001 ; 13-15
6. Goepel JR. Responses to celluler injury. In : Underwood JCE. General and systematic
pathology. 2nd ed. Churchill livingstone. NewYork-London-Madrid: 1996 ; 117-119
APOPTOSIS Page 31