Keseimbangan Asam Basa (BIOKIMIA), "RESPIRATORY SISTEM"

 
Hb dan 2,3 Bisphosphoglycerate ((BPG)

• Zat antara Jalur glikosis : 1,3 BPG.
• Kadar BPG dalam Eritrosit tinggi.
• BPG à Oxygen-binding curve bergeser kekanan.
• Ikatan BPG dengan oxyHb lemah sehingga OxyHb tidak terganggu oleh BPG di paru yg kadar Oksigennya tinggi,sebaliknya di jaringan yg mengkonsumsi oksigen.
• Kadar BPG dalam eritrosit tinggi saat hipoxia : Anemia,cardiopulmonary insufficiency,high alttitute.Memperbesar pelepasan oksigen ke jaringan.

 

KEJANG DARI SUDUT BIOKIMIA

1. Kejang terjadi akibat  pelepasan muatan listrik yg berlebihan di sel neuron karena ganguan fungsi pada neuron.
2. Potential membrane: selisih potensial antara intra dan ekstrasel.Potensial intrasel lebih negatif dari ekstrasel.Terjadi akibat perbedaan kandungan ion-ion,spt Na+ ,K+  dan Ca2+ .
3. Bila Potensial membran menurun →permeabilitas  ion Na meningkat → Ion Na masuk ke sel

Bila stimulus tidak kuat ? potensial membran akan pulih dan hanya timbul repons lokal yg tidak menjalar.Bila stimulus kuat ? akan timbul spike potential dan akan dihantarkan kesaraf berikutnya.
Bila stimulus hilang ? ion Na dan ion K kembali ketempat asalnya yg dibantu oleh Na-K ATP-ase yg membutuhkan energi.

Aspek Biokimia Fungsi Absorpsi dan Sekresi Intestinal serta Hubungannya dengan Patofisiologi Diare

• Only 100 to 200 mL of water being excreted each day in formed stools.
• When net secretion exceeds its limited absorptive capacity, diarrhoea occurs.

After being absorbed, sodium is transported out of the epithelial cells byan ion pump referred to as Na+K+ ATPase -->  Na to ECF -->  Osmolality --> Water and other electrolytes to flowpassively from the bowel lumen through intercellular channels and into the ECF.

SECRETION
• cAMP, via Protein Kinase A (PKA), stimulates secretion by activating or enhancing the transport activities of three membrane proteins :
1. The apical anion channel. cAMP opens the apical anion channel thereby initiating secretion.
2. A basolateral membrane K+ channel. The opening of a basolateral membrane K+ channel repolarizes the cell, sustaining the electrical driving force for Cl– extrusion into the lumen.

KONTROL RELEASING HORMONE 27 Jan '12

Autokrin: Dihasilkan dan bekerja pada sel yg sama.Tidak melalui sirkulasi.
Parakrin : Dihasilkan oleh suatu sel dan bekerja pada disekitarnya. Tidak melalui sirkulasi.
Endokrin : Dihasilkan oleh sel kelenjar,disekresi kedalam sirkulasi,bekerja pada sel/jar.diseluruh tubuh.

HYPOTHALAMUS
Nonendocrin function: body temperature, thirst and food intake.
Komunikasi dgn bagian lain dari otak.
Fungsi hypothalamic hormones lainnya : neurotransmitter dan neurohormon.
Regulasi fungsi hipotalamus:
    Hormone-mediated signals.
    Nerve signals,dimediasi oleh neurotransmitter : asetilkolin, dopamin. norepinefrin,epinefrin,serotonin,GABA dan opioid.

Matrik Ekstra Sel (Blok 3 Biomedik II) 20 Des '11

ECM (Ground substance,connestive tissue)
    @ Cushions & support  cells.
    @ Mempertahankan bentuk sel.
    @ Perkembangan sel (pertumbuhan sel,migrasi sel)
    @ Signal transduction

FIBROBLAST:
Menghasilkan :
    @ glikosaminoglikan (GAG): Rantai polisakarida.
    @ Kolagen,elastin,fibronectin,laminin dll.


Komponen utama ECM :
a.Protein struktural : kolagen dan elastin.
b.Protein khusus    :  fibrilin,fibronektin,laminin.
c.Proteoglikans      : rantai disakarida berulang  (=glikosaminoglikan/ GAGs) yang panjang berikatan dengan
                                protein  spesifik.  
       Dalam proteoglikan,protein khusus yang berikatan dengan glikosaminoglikan secara kovalen disebut core protein.

Metabolisme Protein (Blok 2 Biomedik 1)

BIOSINTESA ASAM AMINO

   Organisme berderajat tinggi tidak mampu mereduksi N2 atmosfir menjadi NH3 ( ≡Fiksasi Nitrogen), Ttp bakteri & Cyanobacteria (blue-green algae) mampu. Mis.Simbiose Rhizobium bacteria dgn tanaman kacang2an melakukan fiksasi dalam nodul-nodul akarnya. Asimilasi NH3 (NH4+) thd asam keto =>asam  amino

Asam keto: α-ketoglutarat

Asam amino: Glutamat & Glutamin.

Gugus amino sebagian besar aa berasal dari hasil transaminasi glutamat.

NH4+ + α-ketoglutarat + NADPH + H+  =>Glutamat + NADP + H2O.

Katabolisme atom Nitrogen/Amina :

       1. Transaminasi

                Pemindahan/interkonversi antara sepasang asam amino dan sepasang asam keto.

                Sebagian besar asam amino (kecuali : lisin,treonin,prolin dan hidroksi prolin)

                Perlu enzim transaminase

                Koenzim piridoksamin fosfat.

Metabolisme Lipid (Blok 2 Biomedik 1)

METABOLISME LIPID
    Asam lemak :  R- CH2 – COOH

         C H3 – COOH             CH3 – CH2 – COOH    
             Asam asetat           Asam propionat
                               10    9                                                                    
          CH3 – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – COOH.
               Asam oleat             (18:1,9)



Cw          2        3       4      5
CH3 – CH2 – C H= CH - C H2 – C H2 – C H2 -C H2… …-  C – C – COOH.

Lemak Netral (Triasilgliserol/Trigliserida)  :
Contoh:                       O
                                   ║
                 CH2 – O – C – C15H31 
                 |                O
                  |                ║
                 CH –  O – C –  C17H35
                 |               O                        DIPALMITOSTEARIN                              
                 |               ║
                 CH2 –O – C – C15H31


 Rumus  :    Contoh Phospholipid :
                             Phosphatidil Etanolamin

                                                  O
                                                   ║
                                 CH2 – O – C – C15H31            (C15H31 =R1)                                                                  
                                 |               O
                                 |               ║
                                CH – O – C – C17H35              (C17H35  = R2)                                                
                                 |                 O
                                 |                 ║                                                                                                      
                                CH2 – O – C – O – P – O - CH2  - CH2 – NH3 
                            
                                                               O-

                                             Residu phosphat.      etanolamin

Metabolisme Karbohidrat ( Blok 2 Biomedik 1)

METABOLIC PATHWAY :

    * Anabolic pathway:

              Synthesis    

              Endergonic

    * Catabolic pathway:

              Degradasi.

              Exergonic

    * Amphibolic Pathway:

              Acting as links between the anabolic and catabolic pathway.

              Contoh: Siklus Asam Sitrat.

Proses lain yang melibatkan glukosa dan metabolitnya :

a.Konversi menjadi glikogen dalam hati dan otot (Glikogenesis).

b.Lintasan Pentosa Phosphat :

   Merupakan lintasan alternatif bagi glikolisis. Menghasilkan

1. NADPH untuk proses biosintesa,misalnya asam lemak.
2. Ribosa,untuk sintesa nukleotida dan asam nukleat.
3. Triose phosphat mempersiapkan komponen gliserol untuk sintesa TG.
4. Piruvat dan zat antara dalam Siklus Krebs mempersiapkan kerangka C untuk sintesa asam amino ,misal:     oksaloasetat,dan asetil KoA (bahan baku sintesa kolesterol dan asam lemak).  Glukoneogenesis     pembentukan glukosa dari senyawa non-KH : laktat,gliserol,asam amino,asam propionat.

Enzymologi (Blok 2 Biomedik 1)

Definisi Umum

     Dalam system biologi: reaksi kimia selalu memerlukan katalis. Tanpa katalis  sangat lama shg diperlukan  Enzim yg berfungsi sbg biokatalisator

     Protein yang berfungsi untuk mempercepat reaksi dengan jalan menurunkan tenaga aktivasi dan tidak mengubah kesetimbangan reaksi, serta bersifat sangat spesifik.

    Katalis yg paling efisien  mampu mempercepat reaksi 1020 kali lbh cepat Enzim bersifat sangat spesifik, baik jenis reaksi maupun substratnya , Enzim tidak ikut bereaksi dgn substrat atau produknya

Aktifitas dapat dikontrol sesuai dengan kebutuhan organisme itu sendiri

    Contoh :  enzim yg mengkatalisis reaksi pertama pada suatu siklus biosintesis biasanya di hambat oleh produk akhirnya(feedback inhibition)

    bbrp enzim disintesis dlm btk tidak aktif. Dan akan diaktifkan oleh kondisi dan waktu yang sesuai (enzim allosterik) . prekursor yg tidak aktif disebut  zymogen

Enzim II (Blok 2 Biomedik 1)

Peran enzim dalam menegakkan diagnosis
    I.Isozim:Genotip beda,reaksi yang
                dikatalisir sama.
   Lactate dehydrogenase isozyme:
                  I1 I2 I3 I4 I5
    HHHH HHHM HHMM HMMM MMMM
   I1 DOMINAN DALAM OTOT JANTUNG.
          I5 DOMINAN DALAM HATI.
Normal dalam darah : small quantities.
Miokard infark atau kelainan hati, kedua isozim ini meningkat.

II.Plasma Enzymes:
    a.Functional: Ada dan berfungsi dalam sirkulasi.
       Contoh: Enzim/faktor pembekuan darah.
                   Liproprotein lipase
    b.Nonfunctional:
         Normal : kadarnya rendah.
          Ada kelainan jaringan tertentu :
           kadar enzim plasma dari organ
           yang  terganggu meningkat.
     Contoh :
          LDH (Lactate dehydrogenase) jantung
         Amilase ,Lipase pankreas
        SGOT,SGPT hati

Enzim I (Blok 2 Biomedik 1)

ENZIMOLOGI-1
    KATALISATOR:
         Senyawa yang bekerja mempercepat reaksi kimia.
         Selama berlangsungnya reaksi,tidak terjadi destruksi atau modifikasi yang irreversible pada katalisator.
         Mampu melakukan reaksi berulang-ulang.
  
     ENZIM:
          Substansinya adalah PROTEIN.
          Mempercepat reaksi kimia dalam sistem biologis
      
1 Disebut juga BIOKATALISATOR.
  PERBEDAAN :
     Anorganik              Organik
      Logam                    Protein
       Asam
      Garam
2. Temperatur
       Stabil                   Labil
    Non-spesifik         Spesifik
  Temperatur / pH ekstrim

Mutasi Gen (Blok 2 Biomedik 1)

Features of Genetic Code:
1. Degenerate
2. Non-overlapping
3. Not punctuated
4. Universal

DEGENERATE
  Beberapa kodon yang berbeda mengkode asam amino yang sama. Berbeda terutama pada basa III dari kodon.

Universal
   Kode genetika ditentukan dgn menggunakan ekstrak sel dari E. coli dan ini berlaku utk organisme yang lain. mRNA utk Hb manusia Ekstraksel dari gandum dihasilkan Hbmanusia

MUTASI
   Perubahan yang menetap pada struktur DNA suatu gen yang dapat / tidak mengakibatkan perubahan phenotip.   Apa yang dimaksud dengan Silent mutation ?
    Oleh karena, Senyawa kimia & radiasi :
             @Perubahan struktur beberapa basa.
             @Memutuskan ikatan phosphodiester

Pengantar Biomedik (Blok 2 Biomedik 1)

WATER & pH HOMEOSTASIS

Maintenance of internal environment :

•Distribution of water ,

•Appropriate pH,

•Electrolyte concentrations.

Intracellular fluid (ICF) :

  Men: 55-65% ; Women : 45-55%

Extracellular fluid (ECF) :

  25% Blood plasma

BUFFER

Bila suatu asam kuat (HA) (Misal: HCl)  ditambah air perubahan pH yg besar.

Tetapijika HCl Lar. yg berisi suatu asam lemah + Basa konyugatnya(A) perubahan pH tidak begitu besar sebab: A mengikat H+ dari asam:

      HCl H+ + Cl

      HCl+ A  HA + Cl

Contoh asam lemah: Asam asetat. Buffer penting untuk kontrol pH.

NaOH+ HA

Na+ + A + H2O

Asam lemah/ Basa Konyugatnya (A) bertindak sebagai Buffer terhadap penambahan asam atau basa sehingga tidak terjadi perubahan pH yang dramatis/ ekstrem.

BUFFER FISIOLOGIS TUBUH :

   HCO-3/H2CO3

    H2PO4-1/ HPO4-2

   Protein intrasel

Metabolisme secara garis besar

      Well fed state yaitu pada saat tubuh kita dalam keadaan normal, atau 2-3 jam stelah makan, pada saat ini, baik karbohidrat, lemak, dan protein masih tersedia, sehingga semua jaringan tubuh menerima energi, dan jika ada glukosa yang berlebih, maka akan disimpan dalam bentuk glikogen dalam hati dan otot.

      Early fasting state yaitu keadaan dimana tubuh kita sebelum makan,pada saat ini tidak ada asupan, sehingga glukagon merangngsang proses glikogenolisis untuk memecah glikogen yang sebelumnya tersimpan menjadi glukosa untuk digunakan ke berbagai jaringan.

Profil Metabolisme Organ Utama

The Feed/Fast CycleThe Cycle

1.The Absorptive (Fed) State
    Suatukeadaan normal didalamtubuh, 2 jam sampai4 jam setelahmakan.
    Pe↑(sementara) glukosa, AA danTG darah
    Semuajaringan glukosasebagaisumberenergi metabolismeutama: hepar, jaringanadiposa, ototdanotak.


2.The Fast State
    Suatu keadaan tubuh dimana tidak ada masukan makanan setelah periode “absorptive state”.
     Kompensasi terja dipada hepar, jaringanadiposa, ototdanotak, dengantujuanutama:
     Maintenance glukosadarah sumber energiotak, eritrosit, glucose requiring tissue.
     Moblisasi FFA dari jaringan adiposa sintesis badan keton dihepar jaringan lain.

THE FED STATE (ABSORPTIVE STATE)
HEPARHEPAR
•PusatDistribusiNutrisi
•Pe↑ Glukosa, TG, AA (sebagian besar) dan Insulin
•Metabolisme Glukosa:
Pe↑ fosforilasi glukosa oleh gluko kinase Glukosa6-Fosfat
Pe↑ sintesis glikogen
Pe↑ aktivitas jalur heksosa monofosfat(HMP)
Pe↑ Glikolisis
Pe↓ Glukoneogenesis

Major Metabolic Pathway And Control Site

1.GLIKOLISIS

• Konversi glukosa menjadi 2 mol piruvat.
• Menghasilkan 2 ATP dan 2 NADH (2 Reducing power).
• Dalam keadaan aerob,melalui RP terbentuk NAD+ krn terjadi transfer elektron dari NADH kpd O2..

Dua  Tujuan utama :

1. memecah/oksidasi glukosa untuk menghasilkan ATP.
2. memasok kerangka karbon untuk proses biosintesa.

Dalam keadaan anaerob,piruvat direduksi menjadi laktat. Dalam hati laktat diubah menjadi glukosa.

Control site : Reaksi yg dikatalisir oleh Phosphofruktokinase,yaitu perubahan Fruktosa-6-phosphat menjadi  Fruktosa 1,6-bisphosphat.

Strategi dan Regulasi Metabolisme

Pada materi ini menjelaskan tentang Strategi dan Regulasi Metabolisme.
Biomelekuk terdiri dari:

  - KH : Glikogen,amilum.
             Sakarosa,Laktosa
             Glukosa,Fruktosa,Galaktosa.
  - Lipid : Triasilgliserol/Trigliserida
               Kolesterol.
               Phospholipid
  - Protein : Polipeptida
                 Asam amino.