PERKEMBANGAN HEWAN

 GASTRULASI

BAB I

PANDAHULUAN

Salah satu ciri makhluk hidup adalah bereproduksi (berkembang biak). Reproduksi bertujuan untuk melestarikan dan mempertahankan keberadaan atau eksistensi suatu sepesies tersebut. Ada dua cara perkembangbiakan secara umum yaitu vegetatif dan generatif. perkembangbiakan secara vegetatif umunya terjadi pada tumbuhan dan hewan tingkat rendah. Sedangkan perkembangbiakan secara generatif umumnya terjadi pada hewan dan tumbuhan tingkat tinggi. Perkembangbiakan secara generatif melibatkan individu jantan dan individu betina. Individu jantan akan menghasilkan sel kelamin jantan atau sperma, sedangkan individu betina akan menghasilkan sel kelamin betina atau sel telur (ovum). Sel sperma dan ovum dibentuk di dalam alat kelamin (gonad). Pada individu jantan disebut testis tepatnya di tubulus semeniferus sedangkan pada individu betina ovum dibentuk di ovarium. Pada masa tertentu umumnya hewan akan menampakkan suatu tanda-tanda birahi atau hasrat untuk melakukan perkawinan. Ini menandakan bahwa baik jantan maupun betina telah siap untuk melakukan reproduksi. Setelah terjadi perkawinan (sperma berhasil masuk kedalam ovum) terbentuklah zigot (Danisya, 2010).

Secara umum, sel embriogenik tumbuh dan berkembang melalui beberapa fase, antara lain: Sel tunggal (yang telah dibuahi), Blastomer, Blastula, Gastrula, Neurula, dan Embrio / Janin (Wikipedia, 2011).

BAB II

ISI

Gastrula adalah bentukan lanjutan dari blastula yang pelekukan tubuhnya sudah semakin nyata dan mempunyai lapisan dinding tubuh embrio serta rongga tubuh. Sedangkan proses saat pembentukan gastrula disebut dengan gastrulasi. pada saat gastrula ini sel-sel akan mengalami invaginasi dan akan terus tumbuh kedalam, sehingga akan mendesak blastopore untuk semakin masuk kedalam yang nantinya akan membentuk rongga arkenteron (Danisya, 2010).

Tujuan dari grastulasi, yaitu (Devi, 2011) :

1.    Penempatan bakal lapisan lembaga pada posisinya 

2.    Membentuk lapisan-lapisan lembaga yang merupakan bahan baku dalam organogenesis 

Gastrula pada beberapa hewan tertentu, seperti hewan tingkat rendah dan hewan tingkat tinggi, berbeda dalam hal jumlah lapisan dinding tubuh embrionya. Yaitu (Anonim, 2011) :

• Triploblastik yaitu hewan yang mempunyai 3 lapisan dinding tubuh embrio, berupa ektoderm, mesoderm dan endoderm. Hal ini dimiliki oleh hewan tingkat tinggi seperti Vermes, Mollusca, Arthropoda, Echinodermata dan semua Vertebrata.
• Diploblastik yaitu hewan yang mempunyai 2 lapisan dinding tubuh embrio, berupa ektoderm dan endoderm. Dimiliki oleh hewan tingkat rendah seperti Porifera dan Coelenterata.

Gastrulasi adalah suatu proses yang dinamis, dimana berlangsung migrasi sel-sel atau lapisan sel-sel secara terintegrasi yang dilakukan melalui berbagai macam gerakan- gerakan morfogenik. Seiring dengan berlangsungnya gastrulasi, juga berlangsung proses differensiasi. Migrasi sel-sel atau lapisan sel-sel selama gastrulasi dimaksudkan untuk (Devi, 2011) :

a. Menempatkan area perspektif endoderem ke dalam

b. Membungkus embrio dengan perspektif ektoderem

c. Menempakan mesoderem diatara endoderem dan ektoderem

d. Membentuk arkenteron, bakal saluran pencernaan primitif

Organogenesis yaitu proses pembentukan organ-organ tubuh pada makhluk hidup (hewan dan manusia). Organ yang dibentuk ini berasal dari  masing-masing lapisan dinding tubuh embrio pada fase gastrula, seperti (Wikipedia, 2011) :

1.    Ektoderm : lapisan yang akan memberi bentuk luar hewan keseluruhan dan merupakan prekursor epidermis dan sistem saraf, dibentuk dari sebagian besar kutub animal. Lapisan Ektoderm akan berdiferensiasi menjadi cor (jantung), otak  (sistem saraf), integumen (kulit),  rambut dan alat indera.

2.    Endoderm : lapisan yang dibuat dari kutub vegetal dan merupakan prekursor usus dan organ internal, dibentuk dari sebagian besar kutub vegetal. Lapisan Endoderm akan berdiferensiasi menjadi alat pencernaan, kelenjar pencernaan, dan alat respirasi seperti pulmo.

3.    Mesoderm : merupakan lapisan prekursor otot, jaringan penghubung, dan komponen lainnya yang akan menghubungkan antara ektoderm dan endoderm, dibentuk dari sebagian kutub animal dan kutub vegetal. Lapisan Mesoderm akan berdiferensiasi menjadi otot, rangka (tulang/osteon), alat reproduksi (testis dan ovarium), alat peredaran darah dan alat ekskresi seperti ren.

Selama gastrulasi, terdapat dua macam gerakan sel-sel, yaitu epiboli dan emboli.

1.    Epiboli

Merupakan pergerakan lapisan epithelium (ektoderem) membungkus bagian embrio yang lain. Epiboli meliputi pergerakan sepanjang sumbu anterior-posterior dan meluas ke tepi (divergen). Epiboli mencakup pergerakan bakat-bakat epidermis dan daun syaraf. Pada suloblastula, pergrakan sel mengarah ke anterior-posterior tetapi pada diskoblastula selain ke arah anterior-posterior juga ada hubungannya dengan perpindahan ke tepi dan perluasan daerah epidermis. Jadi proses epiboli erat hubungannya dengan pengaturan kembali daerah-daerah  daun syaraf dan epidermis.

2.    Emboli

Pergerakan emboli erat hubungannya dengan pergerakan daerah chorta mesoderm dan endoterm ke arah dalam, kemudian meluas sepanjang anteroposterior sumbu gastrula. Pergerakan emboli nmeliputi involusi (gerakan membelok ke dalam), invaginasi (gerakan menekuk dan melipat suatu lapisan ke arah dalam), evaginasi (kebalikan dari ivaginasi), devergensi (gerakan memancar), konvergensi (gerakan menyempit), delaminasi (peluncuran melipat membentuk lapisan atau gerakan memisahkan diri sekelompok sel dari sekelompok sel asalnya) dan mencakup pemanjangan, perluasan, penyempitan, blastopor (mulut primitif/ lubang archenteron paling luar).

a.    Involusi adalah pelentikan sel-sel dari lapisan luar yang menyebar dan masuk ke bagian dalam, misalnya penyebaran sel-sel luar ke arah blastophorus amphibian.

b.    Invaginasi adalah pelipatan lapisan sel dari luar ke dalam, misalnya pembentukan arkenteron pada amphioxus.

c.    Evaginasi adalah pelipatan lapisan dari dalam ke luar, misalnya eksogastrula.

d.   Migrasi divergen, yaitu gerakan meluas

e.    Konkresensi atau konvergensi adalah pembelahan yang serentak dan diikuti dengan pergerakan secara terkoordinasi, misalnya pembentukan primitive streak pada mbria ayam.

f.     Delaminasi adalah pemisahan lapisan sel dari suatu lapisan tunggal, misalnya pembentukan lapisan hipoblas pada embrio ayam.

Amphioxus.

Epiboli pada amphioxus akan bergerak pada seluruh bakal ektoderm yaitu pada sepanjang bagian anterior-anterior tubuh. Proses epiboli ini berlangsung mengiringi proses membesar dan melonjongnya embrio. Gerakan invaginasi terjadi pada daerah hypoblast. Daerah ini berada dibagian median daerah yang berbatasan dengan sabit dorsal yaitu daerah blastosol sampai bertemu dengan epiblast. Pada hypoblast akan mengalami yang namanya perpanjangan menurut porosbagian embrio sehingga mengakibatkan adanya pertambahan jumlah sel (Danisya, 2010).

 Daerah yang mengalami invaginasi ini disebut juga sebagai blastopore yang memiliki tiga bibir. Ketiga bibir tersebut yaitu bibir dorsal, ventral, dan lateral. Gerakan involusi berlangsung pada bakal notochord dari sabit dorsal yang sesuai dengan gerakan hypoblast menuju anterior, sehingga notochord akan terletak dibagian dorso-median tepatnya persis di bawah ectoderm. Gerakan ekstensi berlangsung pada seluruh daerah bakal pembentukan alat sehingga keseluruhan embrio memanjang dan membesar. Gerakan terakhir adalah konvergensi yang terjadi di daerah bakal mesoderm ke arah dorso-median blastopore tepatnya di daerah bibir latera (Danisya, 2010).

Amphibi.

Gastrulasi pada katak juga melibatkan beberapa gerakan yang di mulai dengan berinvaginasinya hypoblast pada celah yang terbentuk pada awal proses. Invaginasi ini disertai oleh pre-chorda di daerah dorso-median bibir dorsal yang bergerak ke arah anterior bakal embrio. Gerakan ini di ikuti oleh bakal notochord yang bergerak ke posterior ke arah bibir dorsal yang kemudian berinvolusi di daerah dorso-median menyertakan pre-chorda. Sel-sel notochord yang terletak di bibir lateral berkonvergensi secara perlahan menuju bibir dorsal. Notochord akan berada persis di bawah bakal actoderm saraf dorsal-median. Bakal mesoderm yang terletak pada ke dua sisi bakal notochord bekonvergensi ke bibir dorsal kemudian berinvolusi ke celah antara ectoderm dan endoderm. Di kedua sisi embrio dan juga ke arah ventral (Danisya, 2010).

Aves.

Saat gastrulasi pada aves di awali dengan adanya penebalan pada daerah bakal median embrio di caudal yang di sebut primitive streak (lempeng awal). Primitive streak pertama kali terbentuk di daerah posterior area pellucida yang tumbuh dari sel epiblast yang bergerak ke arah median di posterior kemudian sel-sel primitive streak memperbanyak diri. Bakal pre-chorda, notochord, dan mesoderm berkonvergensi ke primitive streak kemudian berinvolusi di antara hypoblast dan epiblast. Dengan bergerak terus ke anterior maka primitive streak mrndekati bakal pre-chorda notochord. Pre-chorda dan notochord akan membentuk primitive pit dengan melakukan invaginasi. Dari sabit notochord, sel-sel pre-chorda yang di iringi sel–sel notochord berkonvergensi semenjak di primitive streak menuju primitive groove kemudian berinvolusi lalu melakukan extensi ke depan sepanjang garis median di antara endoderm dan ectoderm saraf.
Ketika embrio berumur 18 jam eram pimitive streak telah lengkap terbentuk. Aera pellucida telah terbentuk lengkap. Area pellucida berubah bentuk dari bentuk bundar ke bentuk lonjong. Pada ectoderm berlangsung proses epiboli sampai melingkupi ke daerah yolk. Ectoderm juga memanjang ke arah anterior dan menjadi berbentuk pita yang di sebut keping neural (Danisya, 2010).

Mamalia

            Proses gastrulasi berawal dari pembentukan primitive streak yang berasal dari konvergensi epiblat. Sel-sel epiblat memperbanyak diri dengan cepat sehingga terjadilah penebalan yang kemudian membentuk hensen’s node. Dari anterior hensen’s node sel-sel ectoderm saraf berkonvergensi ke garis median kemudian berepiboli ke arah anterior membentuk keping neural. Di posterior hansen’s node melakukan invaginasi sehingga terbentuklah primitive pit.
Pre-chorda merupakan bahan daerah caput (kepala) embrio yang pertumbuhannya diatur oleh host organizer bagian depan notochord di sebut trunk organizer yang akan mengatur pertumbuhan daerah bagian badan (truncus). Hypoblast akan menjadi endoderm akan bertemu dengan bagian posterior hensen’s node. Sel-sel bakal mesoderm membentuk semacam sayap dengan bagian berdelaminasi ke anterior yaitu di daerah antara hypoblast dan epiblast di sepanjang kedua sisi notochord. Mesoderm embrional akan menumbuhkan mesoderm embrio sedangkan mesoderm extra embryonal akan menumbuhkan dan membina selaput embrio, amnion, kantong yolk, allantois chorion (Danisya, 2010).

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2011. Perbedaan Embriogenesis pada Amphioxus, Aves, Amphibia, dan Mamalia.  http://multiply.com. Diakses tanggal 9 Mei 2011.

Danisya. 2010. Embriologi. http://himabio07-danisya.blospot.com. Diakses tanggal 9 Mei 2011.

Devi. 2011 gastrulasi. http://devipurnaeva.blogspot.com. Diakses tanggal 9 Mei 2011.

Wikipedia, 2011. Embryogenesis. http://wikipedia.com. Diakses tanggal 9 Mei 2011.

Read More

sickle cell

ANEMIA SEL SABIT

Penyakit Sel Sabit (sickle cell disease/ sickle cell anemia) adalah suatu penyakit keturunan yang ditandai dengan sel darah merah yang berbentuk sabit, kaku, dan anemia hemolitik kronik (Sjaifulla, 1999).

Sel darah merah atau eritrosit adalah merupakan cairan bikonkaf yang tidak berinti yang kira-kira berdiameter 8 m, tebal bagian tepi 2 m pada bagian tengah tebalnya 1 m atau kurang. Oleh karena sel itu lunak dan lentur, maka dalam perjalanannya melalui mikrosirkulasi konfigurasinya berubah. Stroma bagian luar yang mengandung protein terdiri dari antigen kelompok A dan B serta faktor Rh yang menentukan golongan darah seseorang. Komponen utama sel darah merah adalah protein hemoglobin (Hb) yang mengangkut O₂ dan CO₂ dan mempertahankan pH normal melalui serangkaian dapar intrasellular. Molekul-molekul Hb terdiri dari 2 pasang rantai polipeptida (globin) dan 4 gugus heme, masing-masing mengandung sebuah atom besi. Konfigurasi ini memungkinkan pertukaran gas yang sangat sempurna (Sylvia, 1995).

Sel darah merah, eritrosit (en:red blood cell, RBC, erythrocyte) adalah jenis sel darah yang paling banyak dan berfungsi membawa oksigen ke jaringan-jaringan tubuh lewat darah dalam hewan bertulang belakang. Bagian dalam eritrosit terdiri dari hemoglobin, sebuah biomolekul yang dapat mengikat oksigen. Hemoglobin akan mengambil oksigen dari paru-paru dan insang, dan oksigen akan dilepaskan saat eritrosit melewati pembuluh kapiler. Warna merah sel darah merah sendiri berasal dari warna hemoglobin yang unsur pembuatnya adalah zat besi. Pada manusia, sel darah merah dibuat di sumsum tulang belakang, lalu membentuk kepingan bikonkaf. Di dalam sel darah merah tidak terdapat nukleus. Sel darah merah sendiri aktif selama 120 hari sebelum akhirnya dihancurkan (Wikipedia, 2011).

Hemoglobin (Hb) merupakan unsur utama dalam sel darah merah dan mempunyai peranan penting dalam pengangkutan oksigen dari paru-paru keseluruh tubuh, dan sebaliknya mengangkut karbon dioksida dari jaringan ke paru-paru untuk dibuang. Hemoglobin berupa pigmen yang terdapat di dalam eritrosit, terdiri dari persenyawaan antara heme dan globin dan mempunyai berat molekul 64.000 Dalton. Hemoglobin mengandung oksigen-transportasi metalloprotein dalam sel darah merah dari vertebrata jaringan dan beberapa invertebrata. Hemoglobin dalam darah yang mengangkut oksigen dari par-paru atau insang ke seluruh tubuh (yaitu jaringan). Kapasitas hemoglobin untuk mengikat oksigen bergantung pada keberadaan gugus prostetik yaitu gugus heme. Heme adalah suatu persenyawaan kompleks yang terdiri dari sebuah atom Fe yang terletak ditengah-tengah struktur porfirin. Setiap molekul hemoglobin mengandung 4 heme. Berikut gambar struktur heme (Wikipedia, 2011).

Globin adalah suatu protein yang terdiri dari 2 pasang rantai polipeptida, yang terdiri dari 2 pasang rantai dengan jumlah, jenis dan urutan asam amino tertentu. Masing-masing rantai polipeptida mengikat 1 gugus heme. Manusia mempunyai 6 rantai polipeptida globin yaitu yang terdiri dari rantai ß dan rantai α (Anonim, 2009).

Hemoglobin sel sabit (HbS) merupakan hasil dari mutasi-pasangan basa tunggal pada gen untuk rantai beta-globin hemoglobin dewasa. Adenin untuk timin substitusi adenin di kodon keenam menggantikan asam glutamat dengan valin dalam posisi asam amino keenam-globin rantai beta. Penggantian ini berbeda menghasilkan hemoglobin elektroforesis dijelaskan oleh Linus Pauling pada tahun 1949. Dalam bentuk terdeoksigenasi dari HbS, beta-6 valin menjadi terkubur di dalam saku hidrofobik pada rantai beta-globin yang berdekatan, bergabung dengan molekul bersama-sama untuk membentuk polimer tidak larut. Dalam konsentrasi yang cukup, polimer ini tidak larut menimbulkan morfologi sabit klasik. Proses ini menyebabkan kerusakan parah pada membran sel darah merah. Sel darah merah Sickled mungkin kemudian agregat dan pergi ke menyebabkan obstruksi mikrovaskuler. Juga, sel-sel merah abnormal mematuhi sel endotel dan dapat berinteraksi dengan berbagai sitokin (Morengo, 2006).

Pada penyakit sel sabit, sel darah merah memiliki hemoglobin (protein pengangkut oksigen) yang bentuknya abnormal, sehingga mengurangi jumlah oksigen di dalam sel dan menyebabkan bentuk sel menjadi seperti sabit. Sel yang berbentuk sabit akan menyumbat dan merusak pembuluh darah terkecil dalam limpa, ginjal, otak, tulang, dan organ lainnya; dan menyebabkan berkurangnya pasokan oksigen ke organ tersebut. Sel sabit ini rapuh dan akan pecah pada saat melewati pembuluh darah, menyebabkan anemia berat, penyumbatan aliran darah, kerusakan organ bahkan sampai pada kematian (Anonim, 2009).

            Sickle cell anemia (SCA) adalah penyakit genetik yang resesif, artinya seseorang harus mewarisi dua gen pembawa penyakit ini dari kedua orangtuanya. Hal inilah yang menyebabkan penyakit SCA jarang terjadi. Seseorang yang hanya mewarisi satu gen tidak akan menunjukkan gejala dan hanya berperan sebagai pembawa. Jika satu pihak orangtua mempunyai gen sickle cell anemia dan yang lain merupakan pembawa, maka terdapat 50% kesempatan anaknya menderita sickle cell anemia dan 50% kesempatan sebagai pembawa (Anonim, 2009).

Anemia yang disebabkan ketidakabnormalan eritrosit yang terbentuk seperti bulan diturunkan semi dominan (Anonim, 2011):

1.      Kekurangan zat besi, asam folat, vitamin B12, karnitin.

2.      Penghambat eritropoietin (peradangan, hiperparatiroidisme.

3.      Pendarahan.

4.      Umur sel darah merah yang memendek (misalnya pada anemia hemolitik, anemia sickle cell/ anemia bulan sabit.

Hemoglobin sickle cell (Hb S) merupakan hemoglobin abnormal pertama yang dideteksi, yang disebabkan perubahan asam amino ke-6 dari 146 asam amino pada rantai beta globin, dimana glutamic acid menjadi valin atau disingkat β 6 glu→val yang dihasilkan dari perubahan nukleotida A→T. Pada keadaan di mana kadar O2 rendah, maka sel darah merahnya akan berbentuk abnormal (seperti bulan sabit).

Sel darah merah menjadi bentuk bulan sabit, bila (Anonim, 2011):

1.      Sel kekurangan O2: terjadi di puncak gunung atau selama penerbangan bila pada kabin tidak pressurized.

2.      Tubuh membutuhkan banyak O2 misalnya saat olahraga (keras dan lama), bila kelelahan atau kurang tidur.

3.      Tubuh mengalami dehidrasi.

4.      Temperature di luar tubuh rendah.

Hal-hal yang dapat menjadi penyebab anemia sel sabit adalah (Sylvia, 1995):

a.Infeksi

b.Disfungsi jantung

c.Disfungsi paru

d.Anastesi umum

e.Dataran tinggi

f.Menyelam

Anemia sel sabit adalah penyakit keturunan (lumayan langka), kelainan bentuk sel darah merah yang harusnya bulat (pipih di tengah) malah berbentuk seprti bulan sabit, efeknya mengganggu peredaran darah, soalnya dengan bentuk bulan sabit, sel darah bakal susah melewati pembuluh darah (apalagi yang sempit), bisa terjadi penyumbatan sel darah, sampe iritasi/ luka dalam (anonim, 2011).

            Sickle cell anemia juga disebabkan karena adanya mutasi pada rantai β-globin dari hemoglobin, yang menyebabkan pertukaran asam glutamat (suatu asam amino) dengan asam amino hidrofobik valin pada posisi 6. Gen yang bertanggung jawab menyebabkan SCA merupakan gen autosom dan dapat ditemukan di kromosom nomor 11. Penggabungan dari dua subunit α-globin normal dengan dua subunit β-globin mutan membentuk hemoglobin S (HbS). Rata-rata sel darah merah (SDM) orang dewasa mengandung 96% HbA (α₂β₂), 3% HbA₂ (α₂O₂) dan 1% Hb janin (HbF, α₂γ₂). Pada kondisi kadar oksigen rendah, ketidakhadiran asam amino polar pada posisi 6 dari rantai β-globin menyebabkan terbentuknya ikatan non-kovalen di hemoglobin yang menyebabkan perubahan bentuk dari sel darah merah menjadi bentuk sabit dan menurunkan elastisitasnya. Pada homozigot semua HbA diganti oleh HbS, sedang pada heterozigot hanya separuh yang diganti (Anonim, 2011).

Pada deoksigenasi, molekul HbS mengalami polimerasi, suatu proses yang kadang-kadang disebut gelatin/ kristalisasi. Perubahan fisik HbS menyebabkan distorsi sel darah merah yang mengambil bentuk bulan sabit. Pembentukan sel sabit (Sickling) pada awalnya reversible dengan oksigenasi, tapi setiap episode pembuatan sel sabit akan menyebabkan kerusakan membran sehingga sel mengalami penimbunan kalsium, kehilangan kalium dan air  sehingga menjadi bentuk sabit secara irreversibel, walaupun mendapat oksigenasi yang memadai (Anonim, 2011).

Beberapa faktor yang mempengaruhi sicklins yaitu (Anonim, 2011):

1.      Adanya hemoglobin selain HbA pada heterozigot, sekitar 40% Hb adalah HbS; sisanibanding deya adalah HbA yang berinteraksi secarah lemah dengan HbS selama proses agregasi, oleh karena itu sel darah merah heterozigot tidak mudah mengambil bentuk sabit, dan orang-orang ini dikatakan memiliki sifat sel sabit. HbC, β-globin mutan lainnya memiliki kecenderungan lebih besar untuk membentuk agregat dengan HbS dibanding dengan HbA, sehingga mereka yang memiliki HbC dan HbS (disebut penyakit HbSC) mengidap penyakit parah dibanding mereka yang memiliki sifat sel sabit.

2.      Konsentrasi HbS di sel kecenderungan HbS bentuk terdeoksigenasi membentuk polimer tak larut  yang menyebabkan terjadinya bentuk sabit sangat bergantung pada konsentrasi HbS. Dengan meningkatkan MCHC sangat mempermudah terjadinya pembentukan sabit, konsentrasi HbS yang rendah mempermudah mempermudah pengurangan sicklins simtomatik pada heterozigot.

3.      Durasi sel darah merah terpajan tegangan O₂ rendah, waktu transit normal untuk sel darah merah melintasi kapiler kurang memadai untuk memicu pembentukan agregat Hbs terdeoksigenasi secara signifikan, oleh karena itu pembentukan sel sabit terbatas pada jaringan mikrovaskular yang aliran darahnya lambat (Biasanya limfa dan sumsum tulang) atau pada jaringan yang mengalami inflamasi.

Konsekuensi sickling (Anonim, 2011):

1.      Hemolisis kronik: episode sikling yang berulang akan merusak membrane sel darah merah sehingga sel-sel tersebut berubah menjadi sel sabit yang irreversible. Sel yang kaku dan tidak bisa melakukan deormasi ini mudah mengalami sekuestrasi dan destuksi, umur sel darah merah akan memendek menjadi 20 hari.

2.      Oklusi mikrovaskuler karena kehilangan elastisitas dan kecenderungan melekat pada endoter kapiler, sel-sel sabit akan menyumbat pembuluh darah kecil. Menghasilkan kerusakan sumsum tulang dan limatik pada beberapa organ.

            Sickle cell anemia ini hampir secara eksklusif menyerang orang kulit hitam. Sekitar 10% orang kulit hitam di AS hanya memiliki 1 gen untuk penyakit ini (mereka memiliki rantai sel sabit) dan tidak menderita penyakit sel sabit. Sekitar 0,3% memiliki 2 gen dan menderita penyakit sel sabit (Anonim, 2009).

            Anemia, nyeri lambung dan nyeri tulang serta mual-mual pada seorang kulit hitam merupakan tanda yang khas untuk krisis sel sabit. Pada pemeriksan contoh darah dibawah mikroskop, bisa terlihat sel darah merah yang berbentuk sabit dan pecahan dari sel darah merah yang hancur. Elektroforesis bisa menemukan adanya hemoglobin abnormal dan menunjukkan apakah seseorang menderita penyakit sel sabit atau hanya memiliki rantai sel sabit. Penemuan rantai sel sabit ini penting untuk rencana berkeluarga, yaitu untuk menentukan adanya resiko memiliki anak yang menderita penyakit sel sabit (Anonim, 2009).

            Sickle cell anemia merupakan penyakit genetis yang tidak dapat disembuhkan. Selain dengan transplantasi sumsum tulang, saat ini belum ditemukan pengobatan permanen untuk penyakit ini. Namun transplantasi melibatkan prosedur yang rumit dan bukan merupakan terapi pilihan. Untuk dapat melakukan transplantasi, penderita harus mendapatkan donor yang cocok (biasanya diperoleh dari anggota keluarga yang tidak menderita sickle cell anemia) dengan resiko rendah terjadinya reaksi penolakan oleh tubuh. Walaupun demikian, terdapat resiko yang nyata dari prosedur ini dan selalu ada kemungkinan terjadinya penolakan organ transplantasi oleh tubuh penerima (Anonim, 2009).

Gambaran klinis dari anemia sel sabit yaitu (Anonim, 2011):

1.      Kadar Hb dalam darah bervariasi antara 6-10g/dL

2.      Splenomegaly

3.      Infeksi berulang

4.      Hand-foot syndrome: painfull swelling pada tangan dan kaki. Pengaruh penyakit ini pada usia harapan hidup penderita bervariasi dan tingkat mortalitas tidak mengalami peningkatan bila penderita memperoleh pengobatan yang baik, sedangkan infeksi merupakan penyebab kematiannya.

Namun, tanpa pengobatan sekalipun seorang penderita SCA masih dapat hidup normal. Pengobatan dilakukan hanya untuk mengurangi rasa sakit dan penggunaan antibiotik untuk mencegah infeksi berbahaya akibat bakteri (seperti sepsis/infeksi yang terjadi di darah, meningitis, dan pneumonia) yang dapat menyebabkan kematian pada penderita, terutama bayi. Hidroksiurea, yang telah dikenal sebagai obat antitumor ternyata dapat pula digunakan untuk terapi bagi penderita, terutama pada bayi. Hidroksiurea meningkatkan pembentukan sejenis hemoglobin (terutama ditemukan pada janin) yang akan menurunkan jumlah sel darah merah yang berubah bentuknya menjadi sabit. Oleh karena itu, obat ini mengurangi frekuensi terjadinya krisis sel sabit dan juga terbukti dapat menekan rasa sakit serta mencegah komplikasi penyakit pada anak-anak dan orang dewasa. Penelitian lebih lanjut masih dilakukan untuk mengetahui keamanan dan efek jangka panjang penggunaannya (Anonim, 2009).

            Saat ini sedang dikembangkan teknik pengobatan baru untuk sickle cell anemia, yaitu dengan terapi gen. Terapi genetik merupakan teknik penanaman gen normal ke dalam sel-sel prekursor (sel yang menghasilkan sel darah). Namun, teknik ini masih dalam tahap penelitian dan baru diujicobakan pada tikus. Walaupun para peneliti khawatir akan sulitnya menerapkan terapi gen pada manusia, mereka yakin bahwa terapi baru ini akan menjadi pengobatan yang penting untuk penyakit sickle cell anemia (Anonim, 2009).

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2009, Darah, http://darah.htm, diakses pada tanggal 23 Februari 2011 pukul 10.30 WITA.

Anonim, 2011, Sickle Cell, http://sicle_cell.htm, diakses pada tanggal 23 Februari 2011 pukul 10.30 WITA.

Marengo, Alain J., 2006, Struktur-Fungsi hubungan dari hemoglobin manusia, http://translate.htm, diakses pada tanggal 23 Februari 2011 pukul 10.30 WITA.

Sjaifullah, Noer, 1999, Ilmu Penyakit Dalam, jilid II, FKUI, Jakarta.

Sylvia, Price A., 1995, Patofisisologi: Konsep Klinis Proses-Proses Penyakit Volume 1. EGC: Jakarta.

Wikipedia, 2011, Hemoglobin, http://Hemoglobin-Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas.htm, diakses pada tanggal 23 Februari 2011 pukul 10.30 WITA.

Read More

BAKTERI

Makalah

PROSES METABOLISME PADA BAKTERI ANAEROB

                               

                              

BAB I

PENDAHULUAN

Mahkluk hidup dalam kehidupannya memerlukan energi sehingga mahkluk hidup tersebut dapat melaksanakan berbagai fungsi hidup, dan energy tersebut diperoleh dari hasil metabolismenya.  Metabolisme juga termasuk mikroba juga melakukan metabolisme. Metabolisme merupakan serangkaian reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh mahkluk hidup.. Reaksi metabolisme dibantu oleh enzim-enzim untuk mempercepat reaksi tersebut. Reaksi metabolisme dapat menghasilkan energi dan juga memerlukan energi  selama reaksi berlangsung.

Metabolisme meliputi dua fase yaitu anabolisme dan katabolisme. Sintesis protoplasma dan penggunaan energi yang disebut anabolisme dan oksidasi substrat diiringi dengan terbentuknya energi disebut dengan katabolisme..

Berdasarkan kebutuhan akan oksigen bebas untuk kebutuhan respirasinya, bakteri dikelompokkan menjadi 2 yaitu:

-                 Bakteri Aerob

Bakteri aerob adalah bakteri yang hidupnya memerlukan oksigen
bebas. Bakteri yang hidup secara aerob dapat memecah gula menjadi
air, CO2, dan energi. Bakteri aerob secara obligat adalah bakteri yang
mutlak memerlukan oksigen bebas dalam hidupnya, misalnya, bakteri
bakteri penyebab penyakit TBC (Mycobacterium tuberculosis) Nitrosomonas, Nitrosococcus,dan Nitrobacter.

-                 Bakteri Anaerob

Bakteri anaerob adalah bakteri yang dapat hidup tanpa oksigen
bebas, Bakteri anaerob dalam hidupnya atau dalam memecah zat yang tidak memerlukan oksigen bebas. Bakteri ini sering disebut bakteri obligat anaerob. Untuk memecah zat makanan pada mediumnya, bakteri mengeluarkan zat jenis fermen tertentu. Contoh bakteri anaerob antara lain Micrococcus denitrificans biasa hidup pada lahan yang kaya zat nitrat tetapi miskin oksigen. Dalam kondisi tersebut Micrococcus denitrificans menguraikan zat HNO3 menjadi NH3 dan O2. Sementara itu, Clostridium tetani adalah bakteri penyebab penyakit tetanus. Akan tetapi, jika bakteri tersebut dapat hidup  tanpa kebutuhan oksigen secara mutlak atau dapat hidup tanpa adanya  oksigen, bakteri itu disebut bakteri anaerob fakultatif.

Jadi bakteri aerob adalah bakteri yang dapat hidup pada kondisi lingkungan yang mengandung banyak oksigen, sedangkan bakteri anaerob fakultatif adalah bakteri yang bisa hidup pada daerah yang mengandung oksigen yang jumlahnya sedikit dan bakteri anaerob obligat adalah bakteri yang tidak dapat hidup pada daerah yang ada oksigennya.

BAB II

ISI

Energi yang berasal dari bahan bakar minyak, menjadi persoalan yang di hadapi di dunia sekarang ini. Peningkatan jumlah pemakaian bahan bakar yang semakin banyak sebagai akibat dari pertumbuhan populasi manusia tidak diimbangi oleh persediaan minyak bumi yang terbatas serta permasalahan emisi dari bahan bakar fosil memberikan tekanan kepada setiap negara untuk segera memproduksi dan menggunakan energi alternatif terbaru. Salah satu sumber energi terbaru dan jadi alternatif tersebut adalah biogas. Gas ini berasal dari berbagai macam limbah organik seperti sampah biomassa, kotoran manusia, kotoran hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerob dapat dimanfaatkan menjadi energi melalui proses anaerob. Proses ini merupakan peluang besar untuk menghasilkan  energi alternatif sehingga akan mengurangi dampak penggunaan bahan bakar fosil dan minyak bumi.

            Pengolahan limbah cair secara anaerob berarti yang bekerja atau yang hidup

adalah bakteri anaerob yang tidak memerlukan oksigen bebas. Bakteri ini dapat bekerja dengan baik pada suhu yang semakin tinggi sampai 40 derajat celcius, pada pH sekitar 7. Bakteri ini juga akan bekerja dengan baik pada keadaan yang gelap dan

tertutup.

Penguraian senyawa organik seperti karbohidrat, lemak dan protein yang terdapat dalam limbah cair dengan proses anaerobik akan menghasilkan biogas yang mengandung metana (50-70%), CO2 (25-45%) dan sejumlah kecil nitrogen, hidrogen

dan hidrogen sulfida. Reaksi sederhana penguraian senyawa organik secara aerob :

                              anaerob

Bahan organik                                                           CH₄ + CO₂ + H₂ + N₂ + H₂O

Mikroorganisme

Proses ferment asi anaerobik untuk menghasilkan biogas berlangsung dalam 4 tahap secara berantai, yaitu:

1. Tahap 1 (Hidrolisa)

Hidrolisa senyawa organik baik yang terlarut maupun yang tersuspensi dari

berat molekul besar (polimer) menjadi senyawa organik sederhana (monomer) yang dilakukan oleh enzim-enzim ekstraseluler.

2. Tahap 2 (Acidogenesis)

Pengubahan senyawa sederhana menjadi asam organik yang mudah menguap

seperti asam asetat, asam butirat, asam propionat dan lain-lain. Dengan terbentuknya asam organik maka pH akan terus menurun namun pada waktu yang bersamaan akan terbentuk buffer yang akan menetralisisr pH.

3. Tahap 3 ( Acetogenesis) Pembentukan asam dari senyawa-senyawa organik sederhana (monomer) dilakukan oleh bakteri-bakteri penghasil asam yang terdiri dari sub divisi acids/farming bacteria dan acetogenic bacteria. Asam propionat dan butirat diuraikan oleh acetogenik bacteria menjadi asam asetat.

4. Tahap 4 (Metanogenesis)

Merupakan tahap dominasi perkembangan sel mikroorganisme dengan spesies tertentu yang menghasilkan metana. Pada tahap ini terjadi konversi asam organic menjadi metana, karbon dioksida, dan gas-gas lain seoerti hidrogen sulfida, hydrogen dan nitrogen. Pembentukan metana dilakukan oleh bakteri penghasil metana yang terdiri dari sub divisi acetocalstic methane bacteria yang menguraikan asam asetat menjadi metana dan karbon dioksida. Karbon dioksida dan hidrogen yang terbentuk dari reaksi penguraian di atas, disintesa oleh bakteri pembentuk metana menjadi metana dan air. Proses pembentukan asam dan gas metana dari suatu senyawa organik sederhana melibatkan banyak reaksi percabangan.

Mekanisme Reaksi Fermentasi Anaerob

1.             Acid forming bacteria menguraikan senyawa glukosa menjadi

              a. C6H12O6 + 2H2O                          2CH3COOH + 2CO2 + 4H2

                                                                   (Asam asetat)

  

b. C6H12O6                                               CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + 2H2

   (asam butirat)

c. C6H12O6 + 2H                                  2CH3CH2COOH + 2H2O

                    (asam propionat)

2.             Acetogenic bacteria menguraikan asam propionat dan asam butirat menjadi :

a. CH3CH2COOH                            CH3COOH + CO2 + 3H2

                   (asam asetat)

b. CH3CH2CH2COOH                          2CH3COOH + 2H2

           (asam asetat)

3.             Acetoclastic methane menguraikan asam asetat menjadi :

CH3COOH                            CH4 + CO2

                     (metana)

4.             Methane bacteria mensintesa hidrogen dan karbondioksida menjadi :

2H2 + CO2                               CH4 + 2H2O

                                        (metana)

Di dalam proses fermentasi anaerob untuk membentuk metana, terjadi suatu kehidupan simbiose. Semakin banyak simbiose, semakin baik daya dukungnya terhadap lingkungan kehidupan dari bakteri metana. Tahapan proses fermentasi yaitu fase hidrolisa, fase asam dan fase metana berlangsung terus secara berantai sampai pada suatu keadaan dimana tidak ada lagi bahan organik yang dapat dihidrolisa.

BAB III

PENUTUP

Limbah yang dihasilkan dari kegiatan manusia,  makhluk hidup lainnya dan proses – proses alam yang belum dapat dimanfaatkan karena pengolahannya tidak ekonomis, masih dapat dimanfaatkan kembali sehingga buangan tidak lagi dikatakan sebagai limbah. Kemajuan teknologi dan penelitian di bidang mikrobiologi dapat mewujudkan hal tersebut. Proses pembentukkan gas metana sebagai hasil dari metabolisme anaerob dari bakteri anaerob itu sendiri, mampu memberikan manfaat bagi manusia kerena merupakan peluang besar untuk menghasilkan energi alternatif sehingga akan mengurangi dampak penggunaan bahan bakar fosil dan bahan bakar minyak.

DAFTAR PUSTAKA

Agung, P., 2008.  Pemanfaatan Biogas sebagai Energi Alternatif. Universitas Surakarta.

Djajadiningrat, A., 1999. Pengolahan Limbah Cair dan Penelitian Pengelolaan Limbah. ITB, Bandung.

Manurung, R., 2004. Proses Anaerobik sebagai Alternatif untuk Mengolah Limbah Sawit. Universitas sumatera Utara, Sumatera.

Sanjaya, A., 2011. Metabolisme Bakteri. www.blogger.com , di akses pada tanggal 10 Mei 2011, pukul 20.00 WITA.

Read More