Pengantar patofisiologi

By okatiranti

Patofisiologi

• Membahas aspek dinamik dari proses penyakit

• Bidang ilmu yang mempelajari fungsi yang berubah atau terganggu

• Perubahan fisiologis yang ditimbulkan oleh penyakit pada makhluk hidup.

Konsep Keadaan normal

• Konsep normal merupakan suatu yang kompleks karena setiap parameter pengukuran yang diterapkan pada satu individu atau sekelompok individu memiliki semacam nilai rata-rata yang dianggap normal.

Variasi nilai normal terjadi melalui :

1. Perbedaan dalam susunan genetik2. Tiap individu memiliki perbedaan dalam

pengalaman hidup dan interaksinya dengan lingkungan.

3. Perbedaan parameter fisiologis karena danya pengendalian dalam fungsi mekanisme hidup.

Konsep tentang penyakit

• Perubahan dalam individu yang menyebabkan parameter kesehatan berubah di luar batas noemal.

• Tolak ukur tsb berkaitan dengan kemampuan individu untuk memenuhi tuntutan –tuntutan yang terdapat pada tubuhnya, guna menyesuaikan tuntutan atau perubahan ini dalam lingkungan eksternal dalam mempertahankan lingkungan internal yang tetap.

Konsep tentang penyakit

• Penyakit adalah sejumlah proses fisiologis yang sudah diubah.

• Agar dapat dipahami maka

• Mengetahui proses-proses normal yang dipengaruhi

• Sifat-sifat dari gangguan• Akibat-akibat sekunder dari gangguan tsb

Perkembangan penyakit• Etiologi

penetapan sebab atau alasan dari fenomena, identifikasi faktor-faktor yang menimbulkan penyakit tertentu, ada faktor eksogen selain faktor endogen.

• PatogenesisPerkembangan atau evolusi penyakit, rangkaian peristiwa fenomena tertentu dan aspek-aspek waktu timbulnya penyakit.Penyakit bukab peristiwa statis , tetapi merupakan gejala dinamis dengan irama dan riwayat alamiah tersendiri.

Manifestasi penyakit• Gejala

Perasaan subjektif bila proses biologis tertentu terganggu, penderita mulai merasakan sesuatu yang tidak beres (nausea dan rasa tidak nyaman)

• Tanda-tanda penyakitmanifestasi penyakit secara objektif menyangkut penyimpangan yang dapat diidentifikasi oleh pengamat.(demam, kulit memerah, masa yang dapat diraba)

Interaksi antara faktor genetik dan lingkungan

• FAKTOR EKSTRINSIK PENYAKIT1. Agen infeksi2. Trauma mekanis3. Bahan kimia beracun4. Radiasi5. Suhu yang ekstrim6. Masalah gizi dan 7. Stress psikologik

• FAKTOR INTRINSIK PENYAKIT

Interaksi antara faktor genetik dan lingkungan

• FAKTOR INTRINSIK PENYAKITfaktor genetik atau genom individu

Sifat anatomik hospes , berbagai macam mekanisme fisiologis kehidupan sehari-hari, cara memberikan respon terhadap cedera semuanya terkumpul oleh informasi genetik yang terkumpul pada saat konsepsi.

Interaksi antara faktor genetik dan lingkungan

• “ Sampai seberapa jauhkan pentingnya faktor keturunan pada penyakit ini ?”

• Faktor genetik dapat mempengaruhi kepekaan terhadap agen yang ektrinsik dan terhadap pola penyakit yang dapat ditimbulkan.

• Ada penyakit yang disebabkan oleh faktor lingkungan terlepas dari faktor keturunan

• Ada penyakit akibat perencanaan susunan genetik yang salah.

• Ada penyakit yang disebabkan 2 faktor tersebut.

Penyimpanan informasi genetik

Asam Deoksiribonukleat (DNA) dan kromosom

• Nukleus inti mengandung DNA • DNA adalah cetak biru genetik yang khas bagi

setiap individu.• Dua fungsi esensial DNA :1. DNA mengandung “intruksi” untuk menyusun

protein2 struktural dan enzimatik sel.Mengontrol pembentukan struktur sel lain dan menentukan aktivitas fungsi sel dengan mengatur kecepatan reaksi metabolik.menentukan karakter fisik dan fungsional yang khas bagi indivu yang bersangkutan.

Asam Deoksiribonukleat (DNA) dan kromosom

2. Dengan melakukan replikasi (membuat salin diri), DNA memperbanyak cetak biru genetik di dalam sel baru yang dibentuk di dalam tubuh dan bertanggung jawab untuk mewariskan informasi genetik dari orang tua ke anak-anak.

DNA

• DNA adalah suatu helix ganda yang terdiri dari nukleotida-nukleotida dan tersusun dalam suatu urutan tertentu yang khas untuk setiap individu.

• Setiap nukleotida mempunyai 3 komponen

1. Basa nitrogen2. Gula deoksiribosa3. Gugus fosfat

DNA

• Terdapat 4 basa yang berbeda pada DNA yaitu :

1. Adenin (A)2. Guanin (G)3. Sitosin (C)4. Timin (T)Pembentukan pasang basa AT & GS

SIFAT GENOM

Double helix

DNA

• Urutan asam basa tertentu dalam molekul DNA berfungsi sebagai kode atau intruksi yang berfungsi mendiktekan pembentukan susunan asam amino tertentu untuk sintesis polipeptida.

• Gen adalah rentang segmen DNA yang mengkode sintesis polipetida tertentu

DNA terkemas rapi di dalam nuklues

• Molekul2 DNA di dalam setiap sel manusia, jika dipanjangkan lebih dari 2m ----- tetapi molekul tersebut dikemas ke dalam nukleus yang garis tengahnya 5ùm

• Molekul tersebut tersusun rapi menjadi kromosom

• Ketika sel membelah kromosom terurai sebagian atau mengalami dekondenssai menjadi kromatin

• Sel somatik mengadung 46 kromosom atau 23 pasang

Replikasi DNA

• Saat replikasi kedua untai DNA terurai• Proses replikasi menghasilkan dua

molekul DNA untai ganda lengkap• Salinan DNA duplikat kemudian

didistribusikan kembali secara merata ke kedua belahan sel sebelum membelah.

TRanskripsi

• DNA cetak biru untuk sintesis protein yang sintesis protein di sitoplasma adalah ribosom

• RNA sebagai perantara, secara struktur berbeda dengan DNA :

1.Gula ribosa 2. Basa urasil sebagai pengganti timin3. RNA untai tunggal dan tidak dapat

mereplikasikan dirinya.

T R A N S K R I P S I

Gb.3. Proses Transkripsi

TRanskripsi• Molekul RNA dibentuk di nukleus dengan

menggunakan DNA sebagai cetakan---kemudian keluar dari nuleus melalui lubang dimembran nukleus

• Segmen molekul DNA terurai, dan pasangan basa berpisah sehingga sekuens basa tertentu terpajan.

• Intruksi DNA untuk membentuk protein spesifik yang terkandung dalam kode berupa sekuens basa dari gen tertentu diterjemahkan menjadi RNA duta (messenger RNA, mRNA)

Translasi • RNA duta menyalurkan pesan akhir ke ribososm untuk

proses traslasi menjadi sekuens asam amino tertentu unutk mebentuk protein spesifik

• RNA yang diperlukan dalam proses translasi adalah :1. RNA ribosom membaca kode sekuens basa pada

mRNA dan menterjemahkannya menjadi sekuens asam amino yang sesuai selama sintesis protein.

2. RNA pemindah (tRNA) memindakan asam-asam amino yang sesuai di sitosol ke tempat yang tealh ditentukan di sekuens asam amino protein tang telah terbentuk.

T R A N S L A S I

Gb. 6. Proses Translasi

Aliran informasi genetik dari DNA melalui RNA ke protein oleh

transkripsi dan translasi

Replikasi Transkripsi TranslasiDNA RNA Protein

KODE GENETIK• Terdapat 20 puluh jenis asam amino yang

menyusun protein, namun hanya terdapar empat basa nukleotida yang berbeda yang digunakan untuk membentuk kode bagi keduapuluh asam amino.

• Contoh ATA menentukan asam amino tirosin.• Setiap kode triplet DNA ditranskripsikan menjadi

mRNA sebgai kode komplementer atau kodon, sebagai contoh kode triplet DNA ATA ditranskripsikan sebagai AUA di mRNA

Kode Genetik

Menerangkan bagaimana sebuah gen mengontrol pengaturan asam amino dalam protein tertentu.

Suatu cara untuk menetapkan jumlah serta urutannukleotida yang berperan dalam menentukan posisi yang tepat dari setiap asam amino dalam rantai peptida yang bertambah panjang.

Kode Genetik Universal• Terdiri dari 64 kodon triplet : 61 berhubungan

dgn AA & 3 berhubungan dgn terminasi• AA dikode beberapa triplet, kecuali tryptophan &

methionine (hanya 1)• Kodon dgn AA yg sama = sinonim

– Sebagian besar sinonim berbeda hanya pd basa nukleotida posisi terakhir triplet

– Misal : valine : GUU, GUC, GUA, GUG

Tiga langkah pembentukan protein;

1. Inisiasi2. Elongasi 3. Terminasi

Struktur & Fungsi Protein

• Protein : molekul terdiri dari AA, berikatan satu sama lain, membentuk benang linier (20 AA esensial) dlm organisme

• AA berikatan secara kovalen membentuk protein = ikatan peptida

• Beberapa polipeptida akan membentuk protein

• Struktur protein

– Struktur primer :

AA tersusun linierContoh : insulin sapi.

Gb.10. Struktur primer protein

(Eijkman Institute Collection. 2003)

• Struktur sekunder.

Contoh : α-heliks & β-plated sheet

Gb.11a. Struktur sekunder protein α-heliks(Reynold A. Genetics:from Genes to Genome, 2000)

Gb.11b. Struktur sekunder protein β-plated sheet(Reynold A. Genetics:from Genes to Genome, 2000)

Struktur tersier : konfigurasi protein dlm 3 dimensi

• Dibagi 2 : protein globular & fibrosa

• Contoh : enzim & antibodi

Gb.12. Struktur tersier protein antibodi

(Reynold A. Genetics:from Genes to Genome, 2000)

• Struktur kuartener : penataan suatu rantai protein dgn rantai protein lain + koenzim ,yg tidak terikat secara kovalen.

Gb.13. Struktur kuartener protein

(Eijkman Institute Collection. 2003)

Kelas Potein Fungsi Contoh

Motalitas Pergerakan organel dalam sel danpergerakan sel itu sendiri(pergerakan amoboid, endositosisdan eksositosis)

Tubulin, aktin, flagelin,filamen intermediet dansitoskleton

Anchoring Penempelan sel dengan sel lainnyaatau kesubstrat

Fibronektin, chaderin

Kontraktil Kontraksi filamen dengan carasliding

Aktin, Miosin

Strutuktural Penguat dan penyangga Kolagen, keratin, elastin,fibroin, silk.

Transport Pembawa molekul melewatimembran atau dari sel kesel lain.

Hemoglobin Galaktosidapermease, transferin,heptoglobin, porin.

Enzim Katalis reaksi Biokimia DNApolimeraseβGalaktosidase

Hormon Sinyal untuk stimulasi atau inhibisiantara 2 sel yang berbeda

Insulin, glukagon, FSH

Nutrisi Penyimpanan makanan Albumin telur, zein

Reseptorpermukaan sel

Penanda sel sebagai target hormon,virus, faktor pertumbuhan,fotoreseptor, transmisi dan impulssaraf.

Reseptor insulin, situsperlekatan faga, faktorperrtumbuhan sel syraf,rodopsin, reseptor asetilkolin.

Nukleoprotein Berikatan dengan DNA untukkondensasi DNA, berikatan denganRNA untuk traslasi

Histon, faktor translasiuntuyk inisiasi, elongasidan terminasi

Kelas Potein Fungsi Contoh

Represor Berikatan dengan DNA untukmencegah transkripsi

Resepsor lac pada E.coli

Aktivator Berikatan dengan DNA untukstimulasi transkripsi

Protein aktivatorkatabolit(CAP)

Neurotransmiter

Sinyal antar neuron Enkhephalin,endorphin

Imunoglobulin Pengenalan antigen, fungsi imun Antibodi kelas IgG, IgM,IgA

Komplemen Sitolis, fungsi imun Molekul komplement

C1 sampai C9

Kelas Potein Fungsi Contoh

MUTASI ADALAH PERUBAHAN PASANG BASA PADA DNA ATAU PERUBAHAN PADA KROMOSOMMUTASI DIPERLUKAN DALAM PROSES EVOLUSITERJADI SECARA SPONTAN ATAU DIPENGARUHI OLEH FAKTOR EKTERNAL

MUTASI

TIPE MUTASI

MUTASI KROMOSOM (delesi, duplikasi, inversi, dan translokasi)

MUTASI GEN ----- Terjadi pada satu pasang basa DNA atau disebut juga point mutations

MUTASI

1. Tidak menimbulkan efek yang jelas jika tidak mempengaruhi bagian penting dari suatu protein sel

2. Mengganggu fungsi sel jika mengganggu fungsi protein penting

3. Menyebabkan sel tidak dapat hidup4. Jarang, bermamfaat jika menghasilkan

protein struktural dan enzim yang lebih efisien

Mutasi

1. Mutasi somatik2. Mutasi sel germinativum

Ekspresi fenotif dari kelainan genetik

1. Kelainan jumlah kromosomTrisomi 21---- 47XX + 21 / 47 XY +21Trisomi 18---- 47 XX + 18 / 47 XY + 18

1. Abnormalitas genDominan otosomal ec. Peny. Ginjal polikistik, osteogenesis imperfektaResesif otosomal ec. Anemia sel sabit, Fenilketouria, buta warnaTerkait X ec. Hemofilia, distrofi Duchenne

1. Keadaan poligenik

Keadaan poligenik

• Gen majemuk beresiko tinggi, interkasi berbagai gen yang terpisah dengan faktor lingkungan

• Contoh hipertensi esensial, DM, penyakit arteri koroner, skizopherenia, hipospadia, spina bifida, hirschprung, stenosis pilorus. Labioskisis/ palatoskisis., club foot.