Pembelahan Sel dan Anthracosis dalam Kasus Pekerja Tambang BatubaraAbstrakSebagai hewan yang berubah dari sel tunggal ke sel multiselular organisme, sel-sel tunggal mempunyai fungsi tersendiri akibat diferensiasi dan menjadi tempat kebergantungan antara mereka untuk memenuhi kebutuhan seluruh organisme. Oleh itu, kelangsungan hidup membutuhkan integrasi dan koordinasi sel individu yang mempunyai fungsi khusus. Pertambahan pengkhususan fungsi selular bergantung kepada kurangnya toleransi untuk variasi dalam lingkungan sel. Pentingnya untuk memenuhi semua kebutuhan bagi kelangsungan hidup sebagai organisme multiselular adalah kapasitas sel khusus untuk koordinasi aktivitas mereka melalui sesuatu tipe komunikasi.Kata kunci: komunikasi sel, pembelahan sel, koordinasi selPendahuluanSel adalah dasar semua kehidupan, dari ribuan jenis bakteri sampai jutaan jenis hewan dan tumbuhan. Sel sangat kecil, ada kira-kira satu juta sel kulit dari jari kaki sampai hidung. Namun, dengan ukuran sekecil itu, sel adalah objek yang paling kompleks di alam semesta dan yang paling kompleks adalah kumpulan sel di otak. Kendati demikian, tidak ada pengendali tunggal dalam masyarakat sel, inilah kerja sama sesungguhnya.Tidak ada makhluk hidup yang tidak terdiri dari sel, meskipun bentuknya bisa bervariasi dari siput, gajah, sampai mawar. Sel bisa mengerjakan berbagai hal, sel kulit melapisi dan melindungi tubuh, otak berkontraksi, sel saraf merambatkan impuls, sel usus menyerap makanan, sel membentuk pembuluh darah, sel ginjal menyaring darah, sel sistem imun melindungi tubuh dari penyerbu asing, sel darah mengangkut oksigen, sel tulang serta tulang rawan menyokong tubuh, dan sebagainya.1IsiI. PigmenPigmen adalah zat warna yang terbagi menjadi 2 macam :1. Pigmen yang normal ada pada tubuh kita : melanin1. Pigmen yang patologis, yang berasal dari luar tubuh kita : carotenPigmen patologis dibagi 2 golongan tergantung asalnya :1. Pigmen eksogen (dari luar tubuh) : karbon, besi, perak1. Pigmen endogen (dari dalam tubuh): 1. Berasal dari haemoglobin : melanin, lipofusin1. Bukan berasal dari haemoglobin : hemosiderin, hematin, bilirubin2Pigmen eksogen salah satunya karbon (sesuai skenario pekerja tambang) ditangkap makrofag setelah masuk alveoli, jaringan paru secara makroskopis menjadi hitam, penyakitnya disebut Anthracosis.

II. MakrofagMakrofag merupakan sel fagosit mononuklear yang utama di jaringan dalam proses fagositosis terhadap mikroorganisme dan kompleks molekul asing lainnya. Makrofag diproduksi di sumsum tulang belakang dari sel induk mieloid yang mengalami proliferasi dan dilepaskan ke dalam darah sesudah atau satu periode melalui fase monoblas-fase promonosit-fase monosit. Monosit yang telah meninggalkan sirkulasi darah akan mengalami perubahan-perubahan untuk kemudian menetap di jaringan sebagai makrofag.3

Makrofag dalam darah dapat diaktivasi oleh berbagai macam stimulant atau aktivator, termasuk mikroba dan produknya, kompleks antigen antibodi, inflamasi, limfosit T tersensitasi,sitokin dan trauma. Makrofag yang teraktivasi mempunyai jumlah lisosom yang meningkatdan menghasilkan serta melepaskan IL-1, yang mempunyai aktivitas luas dalam inflamasi. IL-1 berperan dalam terjadinya demam dan aktivasi sel limfoid, menyebabkan pelepasan sitokin lainnya.3

Walaupun produk makrofag merupakan hal penting sebagai pertahanan pejamu, beberapa mediator menginduksi kerusakan jaringan. Keadaan ini meliputi metabolit oksigen reaktif dan nitrogen oksida yang bersifat toksik terhadap sel dan protease yang mendegradasi matriks ekstrasel. Produk lain menyebabkan profilerasi fibroblas, pembentukan jaringan ikat, dan angiogenesis.Pada inflamasi kronik, akumulasi makrofag berlangsung terus karena pengarahan monosit yang tidak berhenti.3

Fagositosis adalah garis pertahanan kedua tubuh terhadap agens infeksius. Pertahanan ini terdiri dari proses penelanan dan pencernaan mikroorganisme serta toksin setelah berhasil menembus tubuh.41. Fagosit utama tubuh adalah neutrofil darah dan makrofag jaringan yang merupakan derivat monosit darah.1. Neutrofil dan makrofag bergerak ke seluruh jaringan melalui kemotaksis. Yaitu gerakan sel leukosit yang dipengaruhi oleh zat kimia. Kemotaksin yang menarik sel darah putih diproduksi oleh mikroorganisme, leukosit lain, atau komponen lain darah.1. Makrofag jaringan ikat (histiosit) adalah makrofag menetap atau berkeliaran, bergantung pada perbedaan tahap perkembangan dari sel yang sama.1. Makrofag dan prekusornya (monosit) berdifusi untuk membentuk sel raksasa asing pada tubuh. Yaitu sel mononukleus yang berfungsi sebagai barrier diantara masa benda asing yang besar dan jaringan tubuh. Sel seperti ini banyak ditemukan seperti tuberkulosis.1. Sistem fagosit mononuklear. Sebelumnya dikenal dengan sistem retikuloendotelial. Makrofag tetap memiliki nama khusus pada berbagai jaringan. Nama-nama tersebut antara lain:1. Makrofag alveolar pada paru-paru1. Sel kupfer dalam hati1. Sel langerhans pada epidermis1. Mikroglin pada sistem saraf pusat1. Sel mesengial dalam ginjal1. Sel retikular dalam limpa, nodus limfe, sumsum tulang dan timus

III. Pembelahan SelPembelahan sel terdiri atas tiga, yaitu:5,6,7a. Pembelahan sel secara Amitosis/ pembelahan Biner Pembelahan secara amitosis berlangsung tanpa melalui tahap-tahap pembelahan sel. Cara pembelahan ini terdapat pada organisme prakariotik (misalnya bakteri). Pembelahan amitosis terjadi, terutama karena sel bakteri tidak memiliki membran inti yang membatasi nukleoplasma dengan sitoplasma. Selain itu, DNA yang terdapat dalam sel relatif kecil dibandingkan dengan DNA sel eukariotik. DNA prakarotik berbentuk sirkuler hingga DNA tidak perlu dipaket menjadi kromoson-kromosom sebelum pembelahan.b. Pembelahan sel secara Mitosis Pembelahan secara mitosis adalah pembelahan sel yang terjadi melalui tahapan-tahapan tertentu. Pembelahan mitosis menghasilkan dua sel anakan. Setiap sel anakan mengandung jumlah kromosom yang sama dengan induknya. Pembelahan mitosis terjadi pada sel eukariotik. Jika sel induk yang membelah mengandung kromosom diploid (2n), sel anakan yang dihasilkan dari pembelahan mitosis adalah dua sel anakan yang juga diploid (2n). Dengan kata lain, pembelahan mitosis menghasilkan dua sel anakan identik. Pembelahan mitosis terjadi selama pertumbuhan dan reproduksi aseksual. Pada hewan dan manusia, mitosis terjadi pada sel meristem somatis (sel tubuh yang masih muda) yang mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Misalnya sel telur yang telah dibuahisperma menjadi zigot. Zigot membelah beberapa kali secara mitosis untuk membentuk suatu embrio. Pada tumbuhan berbunga, pertumbuhan terbesar terjadipada ujung akar dan ujung tunas batang. Pembelahan mitosis terjadi pada sel-sel meristem dikedua tempat tersebut. Tahap-tahap pembelahan sel secara mitosis: Sel memiliki siklus. Siklus sel terdiri dari fase pembelahan sel/ mitotik (M) dan priode pertumbuhan yang disebut interfase. Interfase terdiri dari tiga subfase, yaitu G1, S, dan G2,Pembelahan mitosis merupakan pembelahan yang menghasilkan sel-sel tubuh. Secara garis besar, pembelahan sel ini terdiri dari fase (interfase), fase pembelahan inti (kariokinesis), dan fase pembelahan sitoplasma (sitokinesis). Tahap Interfase, pada tahap interfase, sel dianggap istirahat dari proses pembelahan. Meskipun demikian, sebenarnya tahap interfase merupakan tahap yang aktif dan penting untuk mempersiapkan pembelahan. Persiapan berupa Replikasi DNA. Pada umumnya, sebagian besar waktu hidup sel berada pada tahap ini. Selanjutnya interfase dibagi lagi ke dalam fase G1 dimanapada fase ini sel-sel belum mengadakan replikasi DNA, sehingga DNA masih berjumlah 1 salinan (1c = 1 copy = salinan), dan diploid (2n). Selanjutnya fase sintesis (S) pada ini DNA dalam inti mengalami replikasi (penggandaan jumlah salinan) sehingga pada fase sintesis akhirnya menghasilkan 2 salinan DNA dan diploid (2c, 2n). Selanjutnya fase G2, pada fase ini replikasi DNA telah selesai, dan sel bersiap-siap mengadakan pembelahan. Tahap Kariokinesis, pembelahan inti sel.(1) Profase. Pada tahap profase, DNA mulai dikemas atau dipaket menjadi kromosom. Kromosom merupakan struktur terpadat dari kemasan DNA.Pada profase awal, kromosom mulai tampak lebih pendek serta menebal. Pada sel hewan, sentriol membelah dan masing-masing bergerak ke kutub yang berlawanan pada nukleus.Selanjutnya terbntuk benang-benang spindel (benang mikrotubul) yang terhubung dari kutub ke kutub. Pada sel tumbuhan, tidakterdapat sentriol dan benang spindel terbentuk tanpa terikat pada sentriol.Pada profase akhir, masing-masing kromosom terlihat terdiri dari dua kromatid yang terikat pada sentromer. Selanjutnya, nukleous hilang dan membran nukleus hancur. Pada tahap ini kromosom terletak bebas didalam sitoplasma.(2) Metafase, merupakan tahap yang singkat dalam mitosis. Pada tahap-tahap ini, kromosom bergerak ke bidang ekuator benang spindel (bidang pembelahan). Kromosom terikat pada benang spindel melalui sentromer. Kromosom terletak di bidang ekuator dengan tujuan agar pembagian jumlah informasi DNA yang telah diberikan kepada sel anakan yang baru benar-benar rata dan sama jumlahnya.(3) Anafase, juga merupakan tahap yang singkat dalam mitosis. Pada tahap ini masing-masing sentromer yang mengikat kromatid membelah bersamaan. Kromatid bergerak menuju kutub pembelahan. Kromatid dapat bergerak ke arah kutub pembelahan karena terjadinya kontraksi benang spindel. Pada saat kontraksi, benang spindel memendek kemudian menarik kromatid menjadi dua bagian ke dua kutub yang berlawanan. Tahap anafase menghasilkan salinan kromosom.(4) Telofase, pada tahap ini kromatid telah disebut kromosom. Membran inti mulai terbentuk dan nukleous kembali muncul. Kromosom membentuk benang-benang kromatin. Selanjutnya, pada tahap telofase akhir terjadi pembelahan sitoplasma dengan proses yang disebut sitokenesis. Tahap sitokenesis, pada tahap sitokenesis terjadi pembelahan sitoplasma yang dikuti dengan pembentukan sekat sel yang baru. Sekat memisahkan dua inti tersebut menjadi dua sel anakan. Pada sel hewan, tahap sitokenesis dimulai saattelofase berakhir. Pada telofase akhir terjadi penguraian benang-benang spindel. Kemudian segera terbentuk cincin mikrofilamen yang menyempit di daerah bekas bidang ekuator. Kontraksi ke arah dalaman ini menyebabkan celah yang mendalam pada permukaan sel, diikuti dengan pembagian isi dua sel secaraterpisah.Pada sel tumbuhan terdapat dinding sel yang keras. Oleh karena itu, cara sitokenesis sel tumbuhan berbeda dengan sel hewan. Sel tumbuhan yang telah mengalami kariokinesis segera membentuk sekat sel(cell plate) di sekitar bekas bidang pembelahan. Sekat ini mula-mula terbentuk dari vesikel membran yang berasaldari Badan Golgi. Vesikel tersebut diarahkan sepanjang benang spindel di bidangekuator. Vesikel-vesikel tersebut kemudian mengalami fusi (penyatuan) membentukmembran, dan diikuti dengan terbentuknya dinding sel yang baru.

c. Pembelahan sel secara Meiosis Pembelahan secara meiosis adalah pembelahan sel yang juga melalui tahapan-tahapan tertentu. Pembelahan meiosis disebut juga sebagai pembelahan reduksi, yaitu pembelahan sel induk diploid (2n) menghasilkan empat sel anakan haploid (n). Masing-masing sel anakan mengandung separuh kromosom sel induk, yaitu haploid (n). Pembelahan ini terjadi pada proses pembentukan sel gamet(sel kelamin) yang terjadi pada organ reproduktif. Pada hewan dan manusia,sperma yang haploid dihasilkan di dalam testis dan sel telur haploid dihasilkan di dalam ovarium. Pada tumbuhan berbunga, sel gamet dihasilkan di dalam putikdan benang sari melalui meiosis. Meiosis berperan untuk menghasilkan gamet secara genetik tidak identik (hanya setengah dari induknya). Tahap-tahap Pembelahan Sel secara Meiosis (pembelahan Reduktif): pembelahan meiosis merupakan pembelahan sel yang menghasilkan sel-selkelamin (sperma dan telur). Sel kelamin berguna untuk reproduksi makhluk hidup secara seksual generatif. Sel kelamin berisi kromosom setengah pasang (haploid= n). Tahap pembelahan meiosis terdiri dari tahap-tahap yang serupa dengan pembelahan mitosis. Hanya saja pada meiosis terjadi dua kali pembelahan, yaitu meiosis I dan meiosis II. Tahap-tahapnya adalah: Meiosis I terdiri dari profase I, metafase I, anafase I, telofase I, dan sitokinesis I:(1) Interfase, sel berada pada tahap persiapan untuk mengadakan pembelahan. Persiapanya adalah berupa penggandaan DNA dari satu salinan menjadi dua salinan (sama seperti pada interfase mitosis). Tahap akhir interfase adalah adanya dua salinan DNA yang telah siap dikemas menjadi kromosom.(2) Profase I, DNA dikemas ke dalam kromosom. Pada akhir profase I, terbentukkromosom homologyang berpasangan membentuk tetrad. Kromosom homolog adalah sepasang kromosom yang terdiri dari dua kromosom identik (karena bentuk dan ukuran kedua kromosom sama, bahkan mengandung gen dengan struktur dan jumlah yang sama). Profase I merupakan tahap terpanjang dibandingkan tahapan lainnya pada meiosis I karena terdiri dari lima tahap, yaitu leptoten, zigoten, pakiten, diploten, dan diakinesis. Pada tahapleptoten,kromatin berubah menjadi kromosom yang mengalami kondensasi dan terlihat sebagai benang tunggal yang panjang. Pada beberapa organisme, kromosom tersebut mengandung bentukan seperti manik-manik, yang merupakan daerah kromosom yamg menyerap warna dengan kuat, yaitu kromomer. Pada tahapzigoten,sentrosom membelah menjadi dua, kemudian bergerak menuju kutub yang berlawanan. Kromosom homolog yang berasal dari gamet kedua orang tua termasuk bagian kromomer saling berdekatan dan berpasangan atau disebut melakukansinapsis. Pada tahappakitentiap kromosom melakukan penggandaan atau replikasi menjadi dua kromatid dengan sentromer yang masih tetap menyatu dan belum membelah. Tiap kromosom yang berpasangan mengandung empat kromatid disebut tetrad ataubivalen. Pada tahap diploten kromosom homolog terlihat saling menjauh. Saat kromosom homolog menjauh, terjadi pendekatan berbentuk X pada suatu tempat tertentu di kromosom yang disebut kiasma (jamak: kiasmata). Kiasma merupakan bentuk persilangan dua dariempat kromatid suatu kromosom dengan pasangan kromosom homolognya. Kiasma jugamerupakan tempat terjadinya peristiwa pindah silang (crossing over) pada kromosom. Peristiwa pindah silang merupakan salah satu penyumbang keanekaragaman individu makhluk hidup. Karena adanya peristiwa tersebut selgamet yang terbentuk sama sekali tidak identik dengan susunan kromosom selinduknya. Pada tahap diakinesis terbentuk benang-benang spindel dari pergerakan duan sentriol (hasil pembelahan) ke arah kutub yang berlawanan. Diakinesis diakhiri dengan menghilangnya nukleolus dan membran nukleus serta tetrad mulai bergerak kebidangekuator.(3) Metafase I, tetrat kromosom berada pada bidang ekuator. Pada bidang ekuator, benang-benang spindel (mikrotubul) melekatkan diri pada tiap sentromer kromosom. Ujung benang spindel yang lainya membentang melekat di kedua kutub pembelahanyangberlawanan.(4) Anafase I, tiap kromosom homolog (yang berisi dua kromatid kembarnya) masing-masing mulai ditarik oleh benang spindel menuju ke kutubpembelahan yang berlawanan arah. Tujuan anafase I adalah membagi isi kromosomd iploid menjadi haploid.(5) Telofase I, tiap kromosom homolog kini telah mencapai kutub pembelahan.(6) Sitokinesis I, tiap kromosom homolog dipisahkan oleh sekat sehingga sitokinesis menghasilkan dua sel, berisi kromosom dengan kromatid kembarnya.(7) Interkinesis adalah tahap dimana di antara dua pembelahan meiosis. Padat ahap interkinesis tidak terjadi perbanyakan (replikasi) DNA. Hasil pembelahan meiosis I menghasilkan dua sel anakan yang haploid (karena kini sel anakan mengandung setengah pasang kromosom homolog). Meskipun demikian, perlu diingat bahwa kromosom tersebut masih berisi sepasang kromatid, yang berarti kandungan DNA-nya masih rangkap (2c). Tujuan meiosis II adalah membagi kedua salinan tersebut pada sel anakan yang baru. Pada meiosis II terjadi pada tahap-tahap yang serupa pada meiosis I. Meisosis II terdiri dari profase II, metafase II, anafase II, telofase II, dan sitokinesis II:(1) Profase II, kromatid kembaran masih melekat pada tiat sentromer kromosom. Tahap ini kadang terjadi dalam waktu singkat karena dikuti tahap berikutnya.(2) Metafase II, tiap kromosom (yang berisi dua kromatid) meretang pada bidang ekuator. Terbentuk benang-benang spindel, satu ujung melekat pada sentromer, dan ujung lain membentang menuju ke kutub pembelahan yang berlawanan arah. (3) Anafase II benang spindel mulai menarik kromatid menuju ke kutub pembelahan yang berlawanan tersebut. Akibatnya, kromosom memisahkan kedua kromatidnya dan bergerak menuju kutub yang berbeda. Kromatid yang terpisah ini kini dinamakan kromosom.(4) Telofase II, kromatid atau kromosom telahmencapai kutub pembelahan. Hasil total dari tahap ini adalah terbentuk empat inti. Tiap inti mengandung setengah pasang kromosom (haploid) dan satu salinan DNA (1n, 1c).(5) Sitokinesis II, tiap inti mulai dipisahkan olehsekat sel dan akhirnya menghasilkan empat sel kembar haploid.

Simpulan

Pada kasus pekerja tambang tersebut penyakitnya disebut Anthracosis. Merupakan kasus tersering. Berasal dari debu karbon yang ada di udara dan terhisap oleh paru. Terutama terdapat pada pekerja tambang batu bara dan penduduk yang tinggal pada daerah terpolusi karbon/asap pabrik.Partikel karbon terhisap masuk ke alveoli, ditangkap makrofag dibawa ke system limfatik, ke kelenjar traheobronhial. Jaringan paru secara makroskopis jadi hitam, hal ini disebut anthracosis. Penyakit ini tidak bergejala, fungsi paru masih normal, paru tetap tidak mudah infeksi.