Adaptasi, Akumulasi Intrasel Dan Penuaan Sel 07

REGULASI, ADAPTASI DAN AKUMULASI INTRASEL

Dr. Upik A. Miskad, PhDDr. Upik A. Miskad, PhD

Berbagai macam sel manusia

REGULASI & PERTUMBUHAN SEL

Pergantian sel yang rusak atau mati penting Pergantian sel yang rusak atau mati penting untuk menjaga kelangsungan hidup.untuk menjaga kelangsungan hidup.

Perbaikan jaringan meliputi dua proses:Perbaikan jaringan meliputi dua proses: RegenerasiRegenerasi,yang berarti penggantian sel ,yang berarti penggantian sel

mati dengan proliferasi sel yang jenisnya mati dengan proliferasi sel yang jenisnya sama sama

Penggantian oleh jaringan ikat Penggantian oleh jaringan ikat atau atau fibroplasiafibroplasia

JENIS SEL

Sel dibagi menjadi tiga kelompok berdasarkan kemampuan Sel dibagi menjadi tiga kelompok berdasarkan kemampuan proliferatifnya dan hubungannya dengan siklus selproliferatifnya dan hubungannya dengan siklus sel.. Sel yang terus membelah secara berkesinambungan (sel Sel yang terus membelah secara berkesinambungan (sel

labil)labil), seperti epitel permukaan,dan sel sumsum tulang , seperti epitel permukaan,dan sel sumsum tulang serta hematopoitik.serta hematopoitik.

Sel diam (stabil), Sel diam (stabil), selsel yang secara normal lambat yang secara normal lambat mengalami pergantian tetapi dapat membelah dengan mengalami pergantian tetapi dapat membelah dengan cepat sebagai respon terhadap berbagai rangsangan cepat sebagai respon terhadap berbagai rangsangan misalnya sel hati, ginjal, fibroblast, otot polos dan misalnya sel hati, ginjal, fibroblast, otot polos dan endotel.endotel.

Sel yang tidak membelah (permanent)Sel yang tidak membelah (permanent), yang tidak dapat , yang tidak dapat menbelah setelah lahir contohnya, sel saraf (neuron), menbelah setelah lahir contohnya, sel saraf (neuron), otot rangka dan otot jantung.otot rangka dan otot jantung.

KONTROL PERTUMBUHAN SEL

Pertumbuhan sel di induksi oleh faktor pertumbuhan Pertumbuhan sel di induksi oleh faktor pertumbuhan (Growth Factor) seperti:(Growth Factor) seperti: EGF/ Epidermal Growth FactorEGF/ Epidermal Growth Factor TGF alpha/ Transforming Growth Factor AlphaTGF alpha/ Transforming Growth Factor Alpha FGF/ Fibroblast Growth FactorFGF/ Fibroblast Growth Factor

Faktor penghambat pertumbuhan antara lain:Faktor penghambat pertumbuhan antara lain: TNF/ Tumor necrosis factorTNF/ Tumor necrosis factor TGF BetaTGF Beta

SIKLUS SEL

G0-G1-S-G2-M

S: SintesisM: Mitosis

ADAPTASI SEL TERHADAP JEJAS

HIPERPLASIAHIPERPLASIA Penambahan jumlah sel pada suatu jaringan Penambahan jumlah sel pada suatu jaringan

volume organ meningkatvolume organ meningkat

Biasanya disertai hipertrofiBiasanya disertai hipertrofi Banyak terjadi pada sel epithelial, Banyak terjadi pada sel epithelial,

hematopoetik dan jaringan ikathematopoetik dan jaringan ikat Sedikit terjadi pada sel saraf, otot jantung dan Sedikit terjadi pada sel saraf, otot jantung dan

otot rangka.otot rangka.

Hiperplasia fisiologik

Hormonal hiperplasiaHormonal hiperplasiaProliferasi endometrium setelah rangsangan Proliferasi endometrium setelah rangsangan

estrogenestrogenProliferasi kelenjar payudara selama kehamilanProliferasi kelenjar payudara selama kehamilan

Compensatory hiperplasiaCompensatory hiperplasiaHiperplasia hati setelah hepatektomi partial. Hiperplasia hati setelah hepatektomi partial. Regenerasi hepar ini karena: TGF-alpha dan HGF Regenerasi hepar ini karena: TGF-alpha dan HGF Regenerasi terhenti karena TGF-BetaRegenerasi terhenti karena TGF-Beta

Hiperplasia patologikHiperplasia patologik

Umumnya disebabkan berlebihnya kadar Umumnya disebabkan berlebihnya kadar hormonhormonContoh: hiperplasia endometriumContoh: hiperplasia endometrium atipik atipik akibat berlebihnya hormon estrogenakibat berlebihnya hormon estrogen

Stimulasi faktor pertumbuhan yg Stimulasi faktor pertumbuhan yg berlebihanberlebihanContoh: proliferasi epitel skuamosa Contoh: proliferasi epitel skuamosa cerviks karena induksi virus HPV.cerviks karena induksi virus HPV.

Hiperplasia

Jika Rangsangan hormonal atau stimulasi Jika Rangsangan hormonal atau stimulasi growth factor dihilangkan maka hiperplasia growth factor dihilangkan maka hiperplasia menghilang.menghilang.

Dapat menimbulkan tumor jinak / ganasDapat menimbulkan tumor jinak / ganas

Hiperplasia endometrium. Tampak hiperplasia patologik dari kelenjar

endometrium

HipertrofiHipertrofi

Peningkatan volume/ukuran sel Peningkatan volume/ukuran sel pembesaran organ.pembesaran organ.

Penambahan jumlah organel (mis: Penambahan jumlah organel (mis: miofilamen), tidak ada sel baru.miofilamen), tidak ada sel baru.

Hipertrofi timbul akibat respon terhadap Hipertrofi timbul akibat respon terhadap peningkatan kebutuhan sel, tetapi sel tidak peningkatan kebutuhan sel, tetapi sel tidak bisa membelah untuk membagi beban kerja. bisa membelah untuk membagi beban kerja.

Ada batas kompensasi sel untuk peningkatan Ada batas kompensasi sel untuk peningkatan bebanbeban

Hipertrofi fisiologi Hipertrofi fisiologi misalnya uterus wanita hamilmisalnya uterus wanita hamil (hormonal), (hormonal),

binaragawaan (kebutuhan fungsional, binaragawaan (kebutuhan fungsional, diinduksi beban kerja).diinduksi beban kerja).

Hipertrofi Patologik, Hipertrofi Patologik, Bila hipertrofi melebihi kapasitas jaringan Bila hipertrofi melebihi kapasitas jaringan

pembesaran jantung akibat jipertensi atau pembesaran jantung akibat jipertensi atau penyakit katup aortapenyakit katup aorta

Hipertrofi uterus wanita hamil (kiri) dibandingkan uterus wanita normal/tidak hamil (kanan)

Gambaran mikroskopik otot hipertrofi (kiri) dibandingkan otot normal (kanan)

AtrofiAtrofi Pengerutan / berkurangnya ukuran sel Pengerutan / berkurangnya ukuran sel

akibat hilangnya materialakibat hilangnya material/substansi/substansi sel sel pengecilan organpengecilan organ

Atrofi fisiologi misalnya atrofi sel Atrofi fisiologi misalnya atrofi sel mammae pada menopausemammae pada menopause

Atrofi patologik misalnya tumor tungkai Atrofi patologik misalnya tumor tungkai bawah: atrofi otot tungkai bawah yang bawah: atrofi otot tungkai bawah yang ditekan oleh massa tumorditekan oleh massa tumor

Penyebab umum atrofiPenyebab umum atrofi Berkurangnya beban kerja (organ tdk Berkurangnya beban kerja (organ tdk

dipakai)dipakai) Hilangnya inervasi sarafHilangnya inervasi saraf Hilangnya suplai darah (iskemia)Hilangnya suplai darah (iskemia) Nutrisi tidak adekuatNutrisi tidak adekuat Hilangnya stimulasi endokrinHilangnya stimulasi endokrin PenuaanPenuaan PenekananPenekanan

Sel Atrofi

Penurunan fungsi tapi sel tidak mati.Penurunan fungsi tapi sel tidak mati. Biasanya jerjadi sel autofagi mengakibatkan Biasanya jerjadi sel autofagi mengakibatkan

pengurangan jumlah organel tertentu > pengurangan jumlah organel tertentu > terlihat banyak vakuol autofagik.terlihat banyak vakuol autofagik.

Komponen yang tidak tercerna> konversi Komponen yang tidak tercerna> konversi menjadi granula lipofusin.menjadi granula lipofusin.

Granula lipofusin ini> “brown atrofi”Granula lipofusin ini> “brown atrofi”

Atrofi otak pada senile atrofi (A) dibandingkan otak normal (B)

MetaplasiaMetaplasia Perubahan sel yang reversible. Satu jenis selPerubahan sel yang reversible. Satu jenis sel

dewasadewasa berubah menjadi jenis sel lain berubah menjadi jenis sel lain

Merupakan proses adaptasi sel terhadapMerupakan proses adaptasi sel terhadap stress stress tertentu dari tertentu dari lingkungannyalingkungannya

Contoh: metaplasia sel epitel torak pada saluran Contoh: metaplasia sel epitel torak pada saluran napas menjadi sel epitel gepengnapas menjadi sel epitel gepeng, akibat iritasi , akibat iritasi kronik.kronik.

Memberi efek samping dan dapat menimbulkan Memberi efek samping dan dapat menimbulkan tumortumor..

Sebab yang lain: obat, zat kimia, bakteri dan Sebab yang lain: obat, zat kimia, bakteri dan hormonalhormonal

Metaplasia sel torak menjadi sel skuamous

PENIMBUNAN INTRASEL

Manifestasi dari gangguan metabolisme Manifestasi dari gangguan metabolisme penimbunan material dalam jumlah berlebihan penimbunan material dalam jumlah berlebihan di dalam seldi dalam sel

Klasifikasi bahan2 yang ditimbun:Klasifikasi bahan2 yang ditimbun: Komponen sel normal ( Komponen sel normal ( LLipid, Kipid, Karbohidratarbohidrat, ,

Protein)Protein) Bahan abnormal (eksogenBahan abnormal (eksogen; mineral; mineral maupun maupun

produk metabolisme produk metabolisme endogen)endogen) PigmenPigmen

Patogenesis penimbunan intraselPatogenesis penimbunan intrasel Bahan endogen diproduksi normal tetapi Bahan endogen diproduksi normal tetapi

proses katabolisme untuk mengeliminasi proses katabolisme untuk mengeliminasi kurangkurang (fatty change) (fatty change)

Bahan endogen tertimbun karena tidak Bahan endogen tertimbun karena tidak dimetabolismedimetabolisme (glikogen storage disease) (glikogen storage disease)

Bahan eksogen abnormal tertimbun Bahan eksogen abnormal tertimbun karena tidak ada ensim yg karena tidak ada ensim yg menghancurkanmenghancurkan (partikel silika) (partikel silika)

Sel yang mengalami penimbunan bisa Sel yang mengalami penimbunan bisa mengalami jejas dan mati karena bahan mengalami jejas dan mati karena bahan tertimbun bersifat toksiktertimbun bersifat toksik

M

E

K

A

N

I

S

M

E

P

E

N

I

M

B

U

N

A

N

PENIMBUNAN LEMAK (LIPID)PENIMBUNAN LEMAK (LIPID)/ Fatty change/ Fatty change Steatosis: penimbunan trigliserida secara Steatosis: penimbunan trigliserida secara

abnormal dalam sel.abnormal dalam sel. Sering ditemukan pada sel hati, juga jantung, Sering ditemukan pada sel hati, juga jantung,

otot, ginjalotot, ginjal Penyebab: DM, obesitas, Penyebab: DM, obesitas, alkohol,alkohol, malnutrisi, malnutrisi,

toksintoksin.. Morfologi: Sel lemak akan terlihat jernih Morfologi: Sel lemak akan terlihat jernih

dalam sitoplasma sel karena larut dalam proses dalam sitoplasma sel karena larut dalam proses pembuatan jaringanpembuatan jaringan

Penimbunan lemak bisa terjadi akibat defek salah satu mata rantai Dari asam lemak bebas sampai lipoprotein

Perlemakan heparPerlemakan hepar Hepar membesar, kekuningan, berat Hepar membesar, kekuningan, berat

dapat mencapai 3-6 kg. dapat mencapai 3-6 kg. Materi lemak berbentuk vakuola2 intrasel Materi lemak berbentuk vakuola2 intrasel

mendesak nukleus ketepi. Kadang sel mendesak nukleus ketepi. Kadang sel pecah, bersatu membentuk kista lemakpecah, bersatu membentuk kista lemak

Perlemakan jantungPerlemakan jantung Lipid berbentuk butiran2 kecil dalam sel otot Lipid berbentuk butiran2 kecil dalam sel otot

jantung, dan tampak berupa pita kekuningan jantung, dan tampak berupa pita kekuningan diantara serabut2 otot jantungdiantara serabut2 otot jantung

AterosklerosisAterosklerosis Penimbunan kolesterol dalam aorta dan Penimbunan kolesterol dalam aorta dan

arteri besararteri besar Tunika intima pembuluh darah berisi vakuola Tunika intima pembuluh darah berisi vakuola

lemak yang berbuih kuninglemak yang berbuih kuning

ATEROSKLEROSIS

Penimbunan lemak. Sel lemak tampak berbentuk vakuola

jernih/kosong

Penimbunan kristal asam urat pada penyakit Gout

PENIMBUNAN PROTEINPENIMBUNAN PROTEIN Tampak sebagai massa berwarna Tampak sebagai massa berwarna

eosinofil (merah muda)eosinofil (merah muda) Sering pada penyakit ginjal dimana Sering pada penyakit ginjal dimana

protein bocor dari gromerulus (saringan protein bocor dari gromerulus (saringan ginjal)ginjal)

Penimbunan protein dalam glomerulus ginjal, tampak sebagai massa eosinofilik

PENIMBUNAN PIGMENPENIMBUNAN PIGMEN Pigmen merupakan bahan berwarna, Pigmen merupakan bahan berwarna,

dapat merupakan komponen sel normal dapat merupakan komponen sel normal (misalnya melanin) atau bahan eksogen.(misalnya melanin) atau bahan eksogen.

Contoh pigmen eksogen misalnya Contoh pigmen eksogen misalnya penimbunan karbon dalam paru2 pada penimbunan karbon dalam paru2 pada antrakosis (polusi udara, merokok), antrakosis (polusi udara, merokok), Tatto.Tatto.

Contoh pigmen endogen misalnya Contoh pigmen endogen misalnya hemoglobin (materi pewarna darah hemoglobin (materi pewarna darah menjadi merah), melanin (materi menjadi merah), melanin (materi pewarna kulit menjadi coklat)pewarna kulit menjadi coklat)

Penimbunan pigmen endogen (hemosiderin) dalam sel, tampak sitoplasma penuh berisi pigmen

berwarna merah-kecoklatan mengkilat

Penimbunan pigmen endogen (besi/ferrum) akibat hemosiderosis

Penimbunan pigmen melanin, tampak materi coklat tidak mengkilat pada

sitoplasma

KALSIFIKASI PATOLOGIK

Deposisi abnormal terutama garam kalsium, Deposisi abnormal terutama garam kalsium, dan sejumlah kecil zat besi, magnesium.dan sejumlah kecil zat besi, magnesium.

Menyertai berbagai keadaan patologik .Menyertai berbagai keadaan patologik . Jika deposisi terjadi pada jaringan mati Jika deposisi terjadi pada jaringan mati

disebut disebut kalsifikasi distrofikkalsifikasi distrofik Jika deposisi terjadi pada jaringan hidup Jika deposisi terjadi pada jaringan hidup

disebut disebut kalsifikasi metastatikkalsifikasi metastatik

Kalsifikasi distrofikKalsifikasi distrofik Tampak sebagai granula/butiran putih Tampak sebagai granula/butiran putih

halus.halus. Sering pada pembuluh darah (pada Sering pada pembuluh darah (pada

aterosklerosis lanjut yang disertai aterosklerosis lanjut yang disertai penimbunan lipid)penimbunan lipid)

Kalsifikasi metastatikKalsifikasi metastatik Dapat terjadi pada jaringan normal jika Dapat terjadi pada jaringan normal jika

penderita hiperkalsemiapenderita hiperkalsemia Penyebab hiperkalsemia: hiperparatiroid, Penyebab hiperkalsemia: hiperparatiroid,

imobilisasi tulang, penyakit Addisonimobilisasi tulang, penyakit Addison Sering mengenai jaringan pembuluh Sering mengenai jaringan pembuluh

darah, ginjal, paru, gasterdarah, ginjal, paru, gaster Berupa timbunan bahan amorf non kristal Berupa timbunan bahan amorf non kristal

Kalsifikasi distrofik pada pembuluh darah arteri. Tampak timbunan kalsium berwarna ungu kecoklatan

Kalsifikasi metastatik dari katup jantung, tampak massa kekuningan

berupa deposit kolesterol dan kalsium

PENUAAN SEL (AGEING)

Perubahan fisiologik dan struktural dari Perubahan fisiologik dan struktural dari semua organ akibat penuaan.semua organ akibat penuaan.

Penuaan dipengaruhi faktor genetik, diet, Penuaan dipengaruhi faktor genetik, diet, kondisi sosial kondisi sosial

Penuaan juga dipengaruhi peyakit Penuaan juga dipengaruhi peyakit degeneratif (yang berhubungan dg usia degeneratif (yang berhubungan dg usia lanjut): DM, aterosklerosis, osteoartritis, lanjut): DM, aterosklerosis, osteoartritis, osteoporosis, Alzheimer diseaseosteoporosis, Alzheimer disease

Fungsi sel yang menurun/berkurang pada Fungsi sel yang menurun/berkurang pada penuaan:penuaan: Sintesis ensimSintesis ensim Fosforilasi oksidatif pada mitokondria selFosforilasi oksidatif pada mitokondria sel Kemampuan mengambil nutrisi sel Kemampuan mengambil nutrisi sel

menurunmenurun

Morfologi sel yang menua:Morfologi sel yang menua: Nukleus ireguler, mitokondria Nukleus ireguler, mitokondria

bervakuola, penimbunan pigmen bervakuola, penimbunan pigmen lipofusinlipofusin

Teori penyebab penuaan sel:Teori penyebab penuaan sel: Kerusakan progresif sel akibat radikal Kerusakan progresif sel akibat radikal

bebas (radiasi ion)bebas (radiasi ion) Penurunan mekanisme pertahanan dari Penurunan mekanisme pertahanan dari

antioksidan (mis. vitamin Eantioksidan (mis. vitamin E dan glutation dan glutation peroxidaseperoxidase))

TEORI PENUAAN

1. Aktivasi gen spesifik untuk penuaan (kromosom 1 dan 4)Hilangnya aktivasi faktor pertumbuhan (c-fos dll)

2. Induksi faktor penghambat pertumbuhan.

3. Pemendekan TELOMER

Telomer ini ada pada ujung kromosom, diatur oleh enzim telomerase

Thank you