Kontraksi Otot Kontraksi Otot Jantung Jantung Departemen Biokimia FK Departemen Biokimia FK USU USU
Biokimia- Kontraksi Otot Jantung
Feb 06, 2016
Biokimia:
Biokimia Kontraksi otot jantung memerlukan aktin , miosin, dan tropomiosin . Aktin, G aktin monomerik menyusun protein otot sebanyak 25 % berdasarkan beratnya.Pada kekuatan ion fisiologik dan dengan adanya ion Mg2+ akan membentuk F aktin. Miosin, turutmenyusun 55 % protein otot berdasarkan berat dan bentuk filamen tebal. Miosin merupakan heksamer asimetrik yang terdiri 1 pasang rantai berat dan 2 pasang rantai ringan. Troponin ada 3 jenis yaitu troponin T yang terikat pada tropomiosin, troponin I yang menghambat interaksi F aktin miosin dan troponin C yang mengikat kalsium.
Keberadaan suatu biomarker yang dapat memprediksi risiko penyakit kardiovaskular sangat diperlukan untuk pencegahan awal maupun lanjutan. EPC adalah populasi sel yang memiliki kemampuan untuk membentuk pembuluh darah baru pada orang dewasa. Tingkat frekuensi EPC yang beredar dalam pembuluh darah dapat dipakai sebagai biomarker untuk melihat fungsi vaskular sekaligus menentukan risiko penyakit kardiovaskular.
Sbagian kecil sel dari populasi sel berinti tunggal pada peredaran darah perifer manusia yang berpotensi berdiferensiasi menjadi sel endotel. Diketahui bahwa sel tersebut mempunyai molekul penanda (marker) CD34 merupakan sel punca yang berperan sebagai salah satu molekul penanda. Selanjutnya, populasi sel ini dinamai endothelial progenitor cells (EPC).
Sel ini bersifat unipoten, yaitu dapat berdiferensiasi menjadi sel endotel matang.EPC berperan penting dalam pembentukan pembuluh darah dan remodeling sel endotelial yang rusak.
EPC didefinisikan sebagai sel berinti tunggal (mononuclearcell, MNC) yang memiliki molekul penanda sel induk hematopoietik yaitu :
1. CD34, suatu glikoprotein yang memediasi pelekatan sel indukpada matriks ekstraseluler sumsum tulang
2. CD133, suatu glikoprotein yang dilaporkan merupakan molekul penanda untuk sel induk yang lebih primitif dibandingkan CD34,
EPC juga dilaporkan memiliki molekul penanda sel endotelial, yaitu KDR (kinase insert domain receptor), suatu protein yang berperan menstimulasi proliferasi, perkembangan pembuluh darah baru (sprouting), dan angiogenesis.
Beberapa molekul penanda lain yang dimiliki EPC adalah :
1. CD31 (platelet endothelialcell adhesion molecule-1), untuk pelekatan selendotel dan berperan dalam proses migrasileukosit melalui jaringan interseluler sel-sel endotel;
2. CD146 (P1H12) berperan memediasi pelekatan antar sel endotel
3. von Willebrand factor (vWF), berperan dalam proses koagulasi darah;
4. Tie-2 untuk pematangan jaringan sel endotel selama vaskulogenesis atau angiogenesis; dan
5. endothelial nitric oxide synthase
EPC akan menjalankan perannya dalam memelihara integritas pembuluh darah dan memperbaiki sel-sel endotel yang rusak. Karena itu, penurunan jumlah EPC disinyalir akan mengakibatkan terjadinya aterosklerosis dan gangguan angiogenesis yang lebih lanjut akan mengakibatkan penyakit kardiovaskular .
Berdasarkan hipotesis bahwa kerusakan sel endotelial merepresentasikan kinerja EPC dan tingkat keparahan penyakit kardiovaskular, pada subjek yang dikategorikan memiliki risiko penyakit kardiovaskular tinggi, jumlah EPC yang dimiliki lebih sedikit dan subjek lebih cepat mengalami kematian dibandingkan dengan subjek dengan risiko penyakit kardiovaskular rendah. Umur dan jenis kelamin tidak mempengaruhi jumlah EPC-CFU .Selain itu juga ditetapkan standar jumlah EPC-CFU yang dikategorikan sehat untuk tiap jenis kelamin. Faulkes juga menyusun standardisasi metode pengukuran jumlah EPC-CFU dari darah dan sumsum tulang mulai dari mengkultur, karakterisasi EPC, dan penentuan jumlah EPC-CFU.
Darah perifer dari subjek atau pasien diambil lalu diisolasi bagian buffy coat-nya (bagian yang berisi sel darah putih, monosit, makrofag, limfosit) lalu dibagi dua, sebagian dikarakterisasi dengan Flowcytometry Automated Cell Sorter (FACS) dan sebagian lagi dikultur di cawan khusus, sel yang tidak melekat pada cawan diangkat dan dikump
Biokimia Kontraksi otot jantung memerlukan aktin , miosin, dan tropomiosin . Aktin, G aktin monomerik menyusun protein otot sebanyak 25 % berdasarkan beratnya.Pada kekuatan ion fisiologik dan dengan adanya ion Mg2+ akan membentuk F aktin. Miosin, turutmenyusun 55 % protein otot berdasarkan berat dan bentuk filamen tebal. Miosin merupakan heksamer asimetrik yang terdiri 1 pasang rantai berat dan 2 pasang rantai ringan. Troponin ada 3 jenis yaitu troponin T yang terikat pada tropomiosin, troponin I yang menghambat interaksi F aktin miosin dan troponin C yang mengikat kalsium.
Keberadaan suatu biomarker yang dapat memprediksi risiko penyakit kardiovaskular sangat diperlukan untuk pencegahan awal maupun lanjutan. EPC adalah populasi sel yang memiliki kemampuan untuk membentuk pembuluh darah baru pada orang dewasa. Tingkat frekuensi EPC yang beredar dalam pembuluh darah dapat dipakai sebagai biomarker untuk melihat fungsi vaskular sekaligus menentukan risiko penyakit kardiovaskular.
Sbagian kecil sel dari populasi sel berinti tunggal pada peredaran darah perifer manusia yang berpotensi berdiferensiasi menjadi sel endotel. Diketahui bahwa sel tersebut mempunyai molekul penanda (marker) CD34 merupakan sel punca yang berperan sebagai salah satu molekul penanda. Selanjutnya, populasi sel ini dinamai endothelial progenitor cells (EPC).
Sel ini bersifat unipoten, yaitu dapat berdiferensiasi menjadi sel endotel matang.EPC berperan penting dalam pembentukan pembuluh darah dan remodeling sel endotelial yang rusak.
EPC didefinisikan sebagai sel berinti tunggal (mononuclearcell, MNC) yang memiliki molekul penanda sel induk hematopoietik yaitu :
1. CD34, suatu glikoprotein yang memediasi pelekatan sel indukpada matriks ekstraseluler sumsum tulang
2. CD133, suatu glikoprotein yang dilaporkan merupakan molekul penanda untuk sel induk yang lebih primitif dibandingkan CD34,
EPC juga dilaporkan memiliki molekul penanda sel endotelial, yaitu KDR (kinase insert domain receptor), suatu protein yang berperan menstimulasi proliferasi, perkembangan pembuluh darah baru (sprouting), dan angiogenesis.
Beberapa molekul penanda lain yang dimiliki EPC adalah :
1. CD31 (platelet endothelialcell adhesion molecule-1), untuk pelekatan selendotel dan berperan dalam proses migrasileukosit melalui jaringan interseluler sel-sel endotel;
2. CD146 (P1H12) berperan memediasi pelekatan antar sel endotel
3. von Willebrand factor (vWF), berperan dalam proses koagulasi darah;
4. Tie-2 untuk pematangan jaringan sel endotel selama vaskulogenesis atau angiogenesis; dan
5. endothelial nitric oxide synthase
EPC akan menjalankan perannya dalam memelihara integritas pembuluh darah dan memperbaiki sel-sel endotel yang rusak. Karena itu, penurunan jumlah EPC disinyalir akan mengakibatkan terjadinya aterosklerosis dan gangguan angiogenesis yang lebih lanjut akan mengakibatkan penyakit kardiovaskular .
Berdasarkan hipotesis bahwa kerusakan sel endotelial merepresentasikan kinerja EPC dan tingkat keparahan penyakit kardiovaskular, pada subjek yang dikategorikan memiliki risiko penyakit kardiovaskular tinggi, jumlah EPC yang dimiliki lebih sedikit dan subjek lebih cepat mengalami kematian dibandingkan dengan subjek dengan risiko penyakit kardiovaskular rendah. Umur dan jenis kelamin tidak mempengaruhi jumlah EPC-CFU .Selain itu juga ditetapkan standar jumlah EPC-CFU yang dikategorikan sehat untuk tiap jenis kelamin. Faulkes juga menyusun standardisasi metode pengukuran jumlah EPC-CFU dari darah dan sumsum tulang mulai dari mengkultur, karakterisasi EPC, dan penentuan jumlah EPC-CFU.
Darah perifer dari subjek atau pasien diambil lalu diisolasi bagian buffy coat-nya (bagian yang berisi sel darah putih, monosit, makrofag, limfosit) lalu dibagi dua, sebagian dikarakterisasi dengan Flowcytometry Automated Cell Sorter (FACS) dan sebagian lagi dikultur di cawan khusus, sel yang tidak melekat pada cawan diangkat dan dikump
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Kontraksi Otot Kontraksi Otot JantungJantung
Departemen Biokimia FK Departemen Biokimia FK USUUSU
OTOTOTOT
Merupakan jaringan tunggal Merupakan jaringan tunggal terbesar terbesar
Bekerja menarik Bekerja menarik dilawan oleh dilawan oleh daya kerja otot lain atau gaya berat daya kerja otot lain atau gaya berat
Macam (tipe) : striated, non striated Macam (tipe) : striated, non striated dan cardiac.dan cardiac.
Sebagai transducer biokimia Sebagai transducer biokimia merubah energi kimia menjadi merubah energi kimia menjadi energi mekanik energi mekanik
OTOTOTOT
Syarat : Syarat :
1. Ada supply energi 1. Ada supply energi
2. Ada cara pengaturan aktivitas2. Ada cara pengaturan aktivitas
3. Ada hubungan dengan operator3. Ada hubungan dengan operator
4. Dapat kembali ke keadaan semula4. Dapat kembali ke keadaan semula
STRUKTURSTRUKTUR SECARASECARA MIKROSKOPISMIKROSKOPIS
Striated muscleStriated muscle Terdiri dari sel serabut otot berinti banyakTerdiri dari sel serabut otot berinti banyak Dikelilingi membran plasma Dikelilingi membran plasma sarkolemma sarkolemma SarkoplasmaSarkoplasma yang kaya kreatin fosfat, yang kaya kreatin fosfat,
glikogen, ATP dan enzim – enzim glikolisisglikogen, ATP dan enzim – enzim glikolisis Terdapat miofibril Terdapat miofibril tersusun paralel tersusun paralel
dalam sarkoplasmadalam sarkoplasma
MIOFIBRILMIOFIBRIL
Miofibril dengan mikroskop Miofibril dengan mikroskop elektron :elektron :
- pita A (gelap) dan pita I (terang )- pita A (gelap) dan pita I (terang )
- zona H (bahagian tengah pita A) - zona H (bahagian tengah pita A) kurang padatkurang padat
- Garis Z (membagi pita I) - Garis Z (membagi pita I) sangat sangat padatpadat
- Sarkomer (regio antara dua garis - Sarkomer (regio antara dua garis Z) Z)
unit fungsional ototunit fungsional otot
MIOFIBRILMIOFIBRIL
Miofibril pada potongan melintang Miofibril pada potongan melintang
dibentuk dua filamen dibentuk dua filamen longitudinal :longitudinal :
- filamen tebal (pita A; >>> protein - filamen tebal (pita A; >>> protein miosin)miosin)
- filamen tipis (pita I s/d pita A; - filamen tipis (pita I s/d pita A; >>> protein aktin, tropomiosin >>> protein aktin, tropomiosin dan troponin)dan troponin)
PROTEIN OTOTPROTEIN OTOT
Berperan pada gerakan tingkat organBerperan pada gerakan tingkat organ > 20% massa fibril otot> 20% massa fibril otot G Aktin : globuler, dengan adanya ion G Aktin : globuler, dengan adanya ion
MgMg2+2+ polimerisasi menjadi aktin-F polimerisasi menjadi aktin-F TropomiosinTropomiosin : fibrosa, terdiri dari : fibrosa, terdiri dari
dua rantai yang terikat pada aktin-Fdua rantai yang terikat pada aktin-F
PROTEIN OTOTPROTEIN OTOT
TroponinTroponin : terdiri dari tiga : terdiri dari tiga polipeptida terpisah polipeptida terpisah
(tp I, tp C, tp T )(tp I, tp C, tp T )
MiosinMiosin : membentuk 55% protein otot : membentuk 55% protein otot
- Molekul heksamer asimetrik - Molekul heksamer asimetrik sepasang rantai berat (H-chain) dan sepasang rantai berat (H-chain) dan dua pasang rantai ringan (L-chain).dua pasang rantai ringan (L-chain).
- Mempunyai ekor fibrosa yang - Mempunyai ekor fibrosa yang terdiri dari dua heliks yang membelit terdiri dari dua heliks yang membelit masing-masing dgn kepala globulermasing-masing dgn kepala globuler
PROTEIN OTOTPROTEIN OTOT
- - Myosin mengikat aktin membentuk Myosin mengikat aktin membentuk actomyosin (actin-myosin)di sini actomyosin (actin-myosin)di sini aktivitas ATPase meningkat.aktivitas ATPase meningkat.
- Dengan tripsin - Dengan tripsin dua fragmen dua fragmen meromiosin (LMM dan HMM)meromiosin (LMM dan HMM)
- Heavy meromiosin : larut, terikat Heavy meromiosin : larut, terikat pada aktin-F dan aktivitas ATP-ase pada aktin-F dan aktivitas ATP-ase + + dengan papain dengan papain dua sub dua sub fragmen (S1 dan S2)fragmen (S1 dan S2)
FUNGSI MOLEKULER OTOTFUNGSI MOLEKULER OTOT Siklus kontraksi otot :pengikatan dan pele Siklus kontraksi otot :pengikatan dan pele
pasan kepala miosin dengan filamen aktinpasan kepala miosin dengan filamen aktin Relaksasi : kepala miosin menghidrolisa Relaksasi : kepala miosin menghidrolisa
ATP ATP ADP + Pi ADP + Pi Kontraksi : kepala miosin ber-rotasi Kontraksi : kepala miosin ber-rotasi
menjangkau aktin-F menjangkau aktin-F pelepasan produk pelepasan produk hidrolisa ATP (power stroke) hidrolisa ATP (power stroke) ekor ekor miosin menarik aktin kearah sarkomer miosin menarik aktin kearah sarkomer filamen aktin melewati filamen miosin filamen aktin melewati filamen miosin ““slidingsliding filament model” filament model”Molekul ATP baru akan terikat pada Molekul ATP baru akan terikat pada kepala miosin kepala miosin aktin-F dilepas aktin-F dilepas relaksasi.relaksasi.
Peran CaPeran Ca++++
Kontraksi pada otot bergarisKontraksi pada otot bergaris
Eksitasi sarkomer Eksitasi sarkomer Ca Ca 2+ 2+ masuk masuk sarkoplasma (dengan carrier sarkoplasma (dengan carrier kalsequestrin) kalsequestrin) tp C. 4 Ca tp C. 4 Ca ikatan ikatan troponin – tropomiosin – aktin F troponin – tropomiosin – aktin F berubah berubah active site aktin-F active site aktin-F terbuka terbuka miosin mengikat aktin miosin mengikat aktin kontraksikontraksi
METABOLISME ATP OTOTMETABOLISME ATP OTOT
ATP dibentuk melalui proses :ATP dibentuk melalui proses : Anaerobic GlikolisisAnaerobic Glikolisis Glikogen Glikogen glikogenolisis glikogenolisis glukosa glukosa
glikolisis glikolisis asam Piruvat asam Piruvat ATP ATP Kreatin fosfatKreatin fosfat Dibentuk saat otot relaksasi Dibentuk saat otot relaksasi ~p + ~p +
ADP ADP ATP ATP Fosforilasi oksidatifFosforilasi oksidatif
- sumber energi utama : gula - sumber energi utama : gula darah dan free darah dan free fatty acids. fatty acids.
Pada Maraton : metabolisme aerobikPada Maraton : metabolisme aerobik
Related Documents
