PATOFISIOLOGI TINGKAT SEL

1 Batasan

1.1 Patobiologi adalah ilmu yang mempelajari perubahan biologik yang

menyimpang, mulai dari sistem sampai molkul, yang disebut abnormal,

yang menimbulkan penyakit (Hill, 1980)

1.2 Patologi adalah ilmu tentang penyakit yang menekankan pad deskriptif

perubahahn morfologik dari penyakit (Hill, 1980)

1.3 Patofisiologiadalah ilmu yang mmpelajari tentang penyimpangan atau

kelainan fungsi (yang menimbulkan sign dan symptom dari berbagai

sindrom penyakit (Lange JD, 1994)

Ada tiga reaksi tubuh terhadap jejas dalam rangka mempertahankan

homeostasis :

1) Reaksi pertahanan aktif (active resistence)

2) Rekasi kekalahan (submissive reaction)

3) Rekasi penyesuaian (adaptation)

Proses biologi sel dan perubahan-perubahan struktur maupun fungsi akibat

jejas :

a) Jejas yang tersering adalah iskemia, jejas kimia dan jejas akibat infeksi.

b) Sistem intraselular yang sangat rewan akan pengaruh jejas :

� Fosforilasi oksidatif dan pementukan ATP

� Kebutuhan struktur dan fungsi dari membran e sel

� Sistem protein baik untuk enzym maupun struktur sel

� Kebutuhan struktur atau fungsi aparat somatik sel

c) Struktur sel dan elemen biokimia saling berkaitan, sehingga jejas berpengaruh

pada satu komponen sel akan mempengaruhi komponen lainnya.

d) Perubahan morfologi baru nyata seleah sistem biokimia sel gagal dan

mengalami perubahan reversibel dan irreversibel.

2 Etiologi Perubahan “Reversibel” dan Irreversibel “ pada sel

2.1 Hipoksia, biasanya disebabkan oleh :

� Gangguan sirkulasi darah (arteriosklerosis, trombus)

� Anemia

� Keracunan CO (Hb diikat oleh CO)

� Hipoksia intrasel (pernafasan sel, fosforilasi oksidatif dan sintei=sis ATP

yang penuh energi)

2.2 Jejas fisik

� Suhu dingin, menyebabkan vasokontriksi merusak kontrol vasomotor,

sehingga menyebabkan vasodilatasi akhirnya ekstravasasi. Suhu dingin

juga menyebabkan pembekuan darah dan kristalisasi dalam sel.

� Suhuh panas, menyebabkan rusak, bakar, hipermetabolisme sel, sehingga

rangsangan sumsum darah tidak mencukupi, timbul timbunan bahan

metabolik asam, pH menurun yang menyebabkan kematian sel.

� Trauma, jejas yang secara mekanik merobek sel.

� Radiasi (sinar matahari, ultra violet, sinar X, sinar isotop dan sinar

radiaktif)

� Jejas listrik, kerusakan yang terjadi terutama jaringan saraf karena

rangsangan listrik. Bila teganagan tinggi menyebabkan aritmia jantung,

tegangan rendah menyebabkan hipereksitabilitas dan spame jaringan otot.

2.3 Jejas bahan kimia

� Arsen, sianida, garam-garam merkuri,merusak sel atau jaringan dalam

beberap menit atau jam dan meneyebabkan kematian.

� NaCl dalam konsetrasi yang tinggi dapat menyebabkan kematian

� Free radikal dapat membunuh mikroorganisme patogen, ttapi juga dapat

merusak sel sendiri (merusak fosfolipid membran sel) dan mutasi DNA.

2.4 Jejas biologik

� Virus, riketsia dapat hidup dalam sel mengubah metabolisme sel untuk

hiudpnya, sehingga host akan kekurangan bahan dan askhirnya mati.

� Virus RNA dan DNA bercampur dengan genom sel, akan mengubah

aktivitas sel, dapat mati atau bahkan proliferasi menjadi neoplasma.

� Jejas nueral dan nuerotransmiter, denervasi otot rangka akibat operasi atau

infeksi virus menghilnagkan masa syncytial muscle fiber, rangsangan

katekolamin (neurotransmietr) berlebihan akan menyebabkan nekrosis sel

otot jantung dan sel otot pembuluh darah.

� Parasit dan golongan bakteri merusak sel dengan cara :

� Eksotoksin (difteri)

� Endotoksin (kuman gram negatif)

� Produk penyebab alergi (TBC, jamur, protozoa, cacaing)

2.5 Gangguan mekanismeimunologik

Imunogik adalah reaksi pertahanan tubuh. Suatu kepekaan yang berlebihan

sehingga terjadi reaksi merugikan. Jejas imunoligk disebut antigen (eksogen

atau endogen) :

� Reaksi anafilaksis terhadap protein asing/obat (eksogen)

� Penyakit-penyakit autoimun, rekasi terhadap jejas endogen.

2.6 Gangguan nutrisi

� Manifestasi kelaianan akibat difisiensi protein, kalori, vitamin dan

kebanyakan aksen nutrisi.

� Hiperlipidemia dapat menimbulkan jejas di sel (perlemakan) sampai

nekrosis.

2.7 Gangguan genetik

� Mutasi akibat pengaruh obat, radiasi atau infeksi (pada taraf pemebntukan

gamet atau embrio)

� Kelainan bersumber pada kelainan gen asalnya dan diteruskan pada

keturunannya.

2.8 Proses ketuaan (aging=senescene)

Perubahan ini terutama mengenai gonad, otak, oto-otot skletal dan otot

jantung.

Sel-sel yang mengalami keadaan stres metabolik :

3 Patofisiologi tingkat sel Untuk mempertahankan keadaan homeostasis , sel mengadakan rekasi adaptasi

terhadap jejas dan lingkungannya. Sel normal yang terkena stressor /patogen terus

menerus akan mengalami adaptasi dan jejas (injury), baik yang reversibel

maupun iireversibel.

3.1 Adaptasi sel

Adaptasi seluler merupakan bentuk respon sel terhadap stressor/patogen,

perubahan tersebut dapat berupa :

3.1.1 Atropi, adalah mengecilnya ukuran sel yang sudah pernah mencapai ukuran

normal, oleh karena respon penurunan atau pengkerutan ukuran sel dengan

pengurangan substansi sel.

Etiologi,

1) menurunya beban kerja (disuse atropy), misalnya patah tulang, imobilisasi

2) hilangnya inervasi saraf (neurogenic atropy), misalnya myolitis

3) berkurangnya aliran darah (vaskular atropi), misalnya arterosklerosis

pembuluh darah menyempit sehingga aliran darah ke jaringan menurun dan

terjadi atropi.

4) nutrisi yang tidak cukup,

5) hilangnya stimulus endokrin (endokrin atropi)/penuaan, misalnya post

menopause oleh karena stimulus endokrine berhenti, gonad mengalami atropi.

Hormon-hormon insulin, tiroid, glukokortikoid dan prostaglandin mempengaruhi

proses sintesis dan degradasi protein.

Makrokopis : Organ mengecil, bila banyak mengandung lipofusin akan berwarna

coklat (brown atropi)

Mikroskopis , sel-sel jaringan mengecil, deposisi lipofusin sitoplasma.

3.1.2 Hipertropi, adalah peningkatan ukuran sel sehingga organ atau jaringan

yang dibentuk membesar. Hipertropi tidak memerlukan pembelahan sel dan tidak ada

sel baru yang terbentuk.

Etiologi, meningkatnya fungsi oleh karena kenaikan beban dan adanya stimulasi

hormon (peningkatan sintesis protein pada sitoplasma, retikulum endoplasmik,

mikrofilamin dan mitokondria) bukan pada cairan sel.

Ada dua bentuk fisioogik dan patologik

Contoh,

1) pada kehamilan membesarnya rahim disebabkan adanya hipertropi dan

hiperplasia sel-sel otot rahim oleh karena rangsangan hormon

2) Menurut Kissane (1990), hipertrpi otot jantung diwali dengan pembesaran

ukuran organ jantung yang disebabkan karena dilatasi bilik jantung akibat

beban berat yang diikuti sintesis protein dan sintesis DNA. Sel otot jantung

termasuk sel permanen, sehingga sel jantung yang sudah dewasa tidak dapat

mitosis (Contrans, 1994).

3) pada otot skletal pekerja berat, dan pada oto jantung penderita tekanan darah

tinggi, oleh karena meningkatnya beban, sel-sel otot menjadi hipertropi.

Secara ultrastruktur terdapat peningkatan jumlah mitokondria, retikulm

endoplasmik dan miofibril, tetapi kemampuan adaptasi ini ada batasannya,

sehingga bila terlampaui sel akan sakit dan mati.

Makroskopis, orgam membesar dan tambah berat

Mikroskopis, sel-sel tambah besar dibanding keadaan nomral.

Hipertropi dan hiperpalisa sering berjalaman bersama-sama, namun melihat

kemampuan adaptasi dari jaringan tersebut kita dapat menentukan apa yang

terjadi.

3.1.3 Hiperplasia, adalah bertambahnya jumlah sel dalam jaringan/organ yang

bisanya meningkatkan volume/bearnya jaringan atau organ tersebut.Sebagian sel

jaringan bila mendapat jejeas akan bereaksi dengan jalan membelah diri (mitosis),

sehingga jumlahnya bertambah banyak. Hiperplasi dapat terjadi : 1) regenerasi, 2)

awal pertumbuhan neoplasma. Rekasi hiperplasia dibagi menjadi dua :

3.1.3.1 Hiperplasia fisiologik, ada 2 bentuk :

- hiperplasia hormonal, terutama terjadi pada estrogen dependent. Contoh

pembesaran payudara pada masa laktasi/pubertas , uterus pada saat hamil

- hiperplasia kompensator, sebagai bentuk adaptasi kompensasi sari sel

melalui regenerasi, agar fungsi organ tetapi homestasis. Misalnya (partial

hepatectomi”, akan terjadi regenerasi dalam waktu 2 minggu..

3.1.3.2. Hiperplasia patologik, terutama akibat stimulasi hormonal yang

berlebihan/proliferasi sel yang abnormal.

Contoh : Hiperplasia adematousa dari endometrium (hiperplasi yang ganas)

3.2 Metaplasia, adalah perubahan yang reversibel dari satu jenis sel dewasa

menjadi sel dewasa yang lain.

Contoh, - Epitel sistem respirasi pada perokok berat, epitel silinder pada trakea dan

bronkus akan mengalami metaplasia skuamosa

- Radang menahun pada bronki dan bronki kecil

- Batu pada pankreas dan kandung kencing

- Defisiensi vitamin A dapat menyebabkan metaplasia.

Perubahan-perubahan sel yang bukan reaksi adaptasi :

a) Displasia, perubahahn pada sel dewasa dengan vareasi dalam bentuk, ukuran

dan susunan dari sel-selnya atau kelainan pertumbuhan.

Contoh :

Epitel servix pada keganasan menahun, tetapi dapat pula mengenai epitel lain.

b) Hipoplasia, gangguan pertumbuhan

Organ terbentuk tetapi tidak mencapai ukuran dewasa normal. Fungsi organ

umumnya di bawah normal, tetapi kadang-kadang mampu mengatasi kebutuhan

tubuh.

c) Aplasia, tingkat perkembangannya tidak sempurna.

Organ terbentuk ttapi sangat tidak sempurna, kecil, an fungsi tidak mencukupi

kebutuhan tubuh.

d) Agenesis, tidak terbentuknya suatu organ.

4 Perubahan-perubahan lain (kalsifikasi) Kalsifikasi adalah pengendapan abnormal garam-garam kalsium, bersama sedikit

besi dan magnesium dan mineral-mineral yang lain.

Terjadi dalam2 bentuk berbagai keadaan patologik :

4.1 Klasifikasi distropik, bila deposisi terjadi pada jaringan yang mati atau

hampir mati. Pada bentuk ini tidak terdapat perubahan metabolisme kalsium,

dan kadar kalsium normal.

Misalnya :

Pada nekrosis koagulasi, nekrosis perlunakan, nekrosis pengejuan dan

enzymatic fat nekrosis.

4.2 Kalsifikasi metatatik, bila endapan pada jeringan normal menunjukkan

perubahan metabolisme kalsium dan kadar kalsium darah meningkat.

Hiperkalsemia disebabkan oleh hiperparatiroid, intoklsikasi vit D, sarcoides,

penyakit adissen (insufisiensi korteks adrenal), katabolime tulang yang

meningkat, hipotirois, payah jantung.Kalsifikasi metastatik dapat mengenai

jaringan seluruh tubuh, tetapi biasanya mengenai jaringan interstitial dari

pembuluh darah gijal, paru dan mukosa lambung.

5 Pembentukan batu Garam-garam kalsium dapat juga diendapkan dalam bentuk batu atau kalkuli di

dalam sistemsaluran dari berbagai organ.

Kalukuli terbentuk akibat

1) hancurnya debris nekrotik dalam saluran,

2) ketidakseimbangan unsur-unsur sekresi, yang terjadi pada saluran empedu,

pankreas, kelenjar saliva, prostat dan sistem kemih.

Bila kalkuli berlanjut dan bergerak tersangkut pada aliran yang sempit dan

menimbulkan penyumbatan , sehingga mudah infeksi, atropi parenkim, sakit dan

perdarahan.

6 Kematian Sel Secara morfologi ada dua bentuk kematian sel yaitu (Contrans, 1994) :

6.1 Nekrosis

Pada nekrosis ada dua perubahan yaitu pencernaan enzimatik (autolisis) dan

denaturasi protein.

Perubahan irreverisbel dari inti sel : � Pikonosis, inti sel mengkerut

� Karioraksis, inti terpecah-pecah menjadi bagian kecil-kecil

� Kariolisis, pecahnya seluruh inti karena metabolisme protein inti oleh DNA-se

dan RNA-se.

6.2 Apoptosis

Perubahan morfologik yangterjadi adalah

� Pengkerutan sel

� Kondensasi kromatin

� Pembentukan blebs sitoplasma dan apoptosis baodies

� Fagosistosis apoptosis bodies oleh makrofage

7 Perubahan post mortem

Kematian somatik Kematian seluruh individu disebut kematian somatik yang menyangkut :

a) kegiatan sistem saraf pusat (otak) berhenti. Jika otak mati maka kegiata listrik

berhenti dan elekroensepalogramnya datar/isoelektrik.

b) walaupun paru, ajntung masih dapat dijalankan secara buatan.

Perubahan-perubahan yang terjadi setelah kematian :

7.1 Rigor mortis, kekakuan otot

7.2 Algor mortis , dinginnya mayat karena suhu tubunya mendekati suhu

lingkungan

7.3 Livor mortis, perubahan warna (sirkulasi berhenti, darah dalam pembuluh

mengambil tempat menurut tarikan gravitasi, dan jaringan yang terletak paling

bawah dalam tubuh menjadi merah keunguan , disebabkan bertambahnya

kandungan darah. Secara ikroskopis enzim-enzim kimia dikeluarkan secara

lokal melalui rekasi lisis yang disebut otolisis post mortem (melaurutkan diri)

Bila tidak dilakukan pembalseman, maka bakteri akan tumbuh dengan subur dan

terjadi pembusukan, tergantung individual dan sifatsifat lingkungan sekitarnya.

8 Sel Kanker

8.1 Konsep patobiologik

1) kanker berkembang dari satu sel

2) pertumbuhan kelompok sel kanker monoklonal

3) perubahahn gen yang heterogen

4) kelainan pengendalian proliferasi dan diferensiasi

5) dedifferensiasi dan immortatility

6) etiologi multifaktor

7) proses multistep.

8.2 Batasan sel kanker

1) Neoplasma, pertumbuhan masa jaringan abnormal yang tumbuh berlebih dan

tak terkoordinasi.

2) Tomor, inflamsi (pembengkakan)

3) Kanker, neoplasma ganas

4) Karsinogen, bahan yang dapat menimbulkan perubahan kanker ataui

perubahan sel normal menjadi sel kanker.

5) Karsiongenik , sifat dari karsinogen.

6) Karsinogenesis, proses perubahan keadaan normal menjadi kanker

7) Sel kanker, sel yang mengalami prubahan genetik, sehingga berubahn

morfologik dan fungsinya.

8) Metastasis, perkembangan inpalnt sekunder tanpa berhubungan dengan kenker

primernya (Contrans, 1994)

9) Heterogen, keanekaragaman struktur dan perilaku dari sel yang menyusun

suatu masa kanker.

10) Imunne-surveilance, fungsi perondaan sistem imun yang melindungi tubuh

terhadap kerusakan oleh sel kanker.

8.3 Perubahan molkul sel kanker

Pada perkebangan sel kanker dibagi dalam 3 tahap :

1) Inisiasi (perubahan protoonkogen (sel normal) menjadi onkogen (transformed

sel)

2) Promosi (tumbuh menjadi masa jaringan monoklonal, tampak sebagai

benjolan (tumor).

3) Progresi (perubahan masa jaringan monoklonal menjadi heterogen, invasif

samapai terbentuk metastase jauh.

8.4 Antigen kanker

Antigen adalah yang mampu merespon imun. Sesuatu yang membangkitkan respon

imun disebut imunogen. Antigen yang digunakan untuk menyebutkan bahan yang

dapat bereaksi disebut antibodi.

Ada dua macam imunogen :

1) Tumor assosiated Antigen (TAA), imunogen pada sel nomrla dalam jumlah

sedikit, yang emngikat sel kanker.

2) Tumor spesific antigen (TSA), imunogen yang hanya dijumpai pada sel

kanker.

8.5 Perlawanan terhadap sel kanker

Perlawana tubuh terhadap sel kanker dilakukan oleh sel NK dan respon imun,

terutama respon imun seluler yaitu sel NK( merupakan inti terdepan pertahanan tubuh

terjadap kanker) , makrofage ( respon awal imun terhadap sel kanker) dan limfosit T.

(sel ini mampu mengikat danmemproses antigen tumor)

8.6 Proses invasif dan metastasis

Perubahan sel tumor jinak ke sel tumor ganas terjadi karena onkogen ras dapat

meningkatkan ketidakstabilan genetik, sehingga terjadi mutasi gen/onkogen ras

mampu mengatur replikasi gen yang terlibat dalam metastase. Faktor-faktor yang

emmpengaruhi pertumbuhan sel tumor menjadi ganas tergantung :

1) heterogenitas sel kanker, 2) sifat imunogen sel kanker dan 3) pertahana tubuh

terhadap kanker

Proses metastase terjadi melalui beberapa kejadian :

1. Dimulai dengan proses invasi dan infiltrasi sel kanker

2. sel kanker lepas ke vaskuler

3. Sel kanker mempertahankan hidu di vaskuler

4. Sel kanker tersangkut di anyaman kapiler pada organ dekat

5. penetrasi ke dinding pembuluh getah bening dan pembuluh darah dan

perkembangan metastase jauh.

Proses invasi ada beberapa tahap :

1. Peningkatan sel kanker pada matriks sekitar, melalui ikatan reseptor do membrane

sel kanker dengan glikoprotein laminin dan fibronectin.

2. Sel kanker mensekresi ensim hidrolitik atau merangsang sel tubuh memproduksi

enzim yang merusak matriks

3. sel kanker bergerak ke daerah matriks yang diubah oleh enzim proteolitikj.