HORMON DAN ENDOKRIN

Pengantar
Sistem endokrin merupakan sistem kontrol kelenjar tanpa saluran (ductless) yang menghasilkan hormon yang tersirkulasi di tubuh melalui aliran darah untuk mempengaruhi organ-organ lain. Sistem endokrin ini disusun oleh kelenjar-kelenjar endokrin yang ada diseluruh tubuh. Kelenjar endokrin sendiri mensekresikan senyawa kimia yang disebut hormon. Hormon merupakan senyawa protein atau senyawa steroid yang mengatur kerja proses fisiologis tubuh.
Kelenjar endokrin dalam tubuh terdiri dari kelenjar hipofisis, kelenjar adrenal, kelenjar tiroid, kelenjar paratiroid, kelenjar pineal, dan pulau langerhans pada pankreas. Kelenjar tersebut memiliki struktur yang berbeda satu sama lain. Selain struktur, yang membedakan setiap kelenjar adalah sekresi yang dihasilkan dan fungsinya. Menurut Tenzer, 1998 kelenjar endokrin yang terdapat pada vertebrata (termasuk manusia) antara lain, hipofisis, tiroid, paratiroid, adrenal, pineal, dan organ-organ tubuh yang mengandung kelenjar endokrin misalnya, pankreas, gonad, ginjal, lambung, dan usus halus. Secara umum kelenjar Endokrin memiliki sifat sebagai berikut:
1. Seluruh kelenjar endokrin berukuran kecil dan mengandung banyak pembuluh darah
2. Berdasarkan susunan sel sekretorinya, kelenjar hormon dibedakan menjadi dua tipe:
Tipe sinusoid. Tersusun atas sel-sel sekretori berbentuk kubus atau pipih yang terletak diantara sinusoid-sinusoid dan dilengkapi dengan matriks jaringan ikat.
Tipe folikel. Sel sekretori tersusun dalam kantung bulat (folikel). Folikel tersebut menimbun sekretnya dalam lumen sebelum dilepaskan dalam aliran darah. Tipe ini terdapat pada kelenjar tiroid.
3. Kelenjar pada sistem endokrin hanya berhubungan secara fungsional tanpa ada hubungan secara struktural.
4. Jumlah sekret yang disekresikan tergantung kebutuhan tubuh.



Sistem Endokrin disebut juga kelenjar buntu, yaitu kelenjar yang tidak mempunyai saluran khusus untuk mengeluarkan sekretnya. Sekret dari kelenjar endokrin dinamakan hormon. Hormon berperan penting untuk mengatur berbagai aktivitas dalam tubuh hewan, antara lain aktivitas pertumbuhan, reproduksi, osmoregulasi, pencernaan, dan integrasi serta koordinasi tubuh.
Sistem endokrin hampir selalu bekerja sama dengan sistem saraf, namun cara kerjanya dalam mengendalikan aktivitas tubuh berbeda dari sistem saraf. Ada dua perbedaaan cara kerja antara kedua sistem tersebut. Kedua perbedaan tersebut adalah sebagai berikut.
Dibandingkan dengan sistem saraf, sistem endokrin lebih banyak bekerja melalui transmisi kimia. Sistem endokrin memperhatikan waktu respons lebih lambat daripada sistem saraf. Pada sistem saraf, potensial aksi akan bekerja sempurna hanya dalam waktu 1-5 milidetik, tetapi kerja endokrin melalui hormon baru akan sempurna dalam waktu yang sangat bervariasi, berkisar antara beberapa menit hingga beberapa jam. Hormon adrenalin bekerja hanya dalam waktu singkat, namun hormon pertumbuhan bekerja dalam waktu yang sangat lama. Di bawah kendali sistem endokrin (menggunakan hormon pertumbuhan), proses pertumbuhan memerlukan waktu hingga puluhan tahun untuk mencapai tingkat pertumbuhan yang sempurna.

Sel-sel Penyusun Organ Endokrin
Sel-sel penyusun organ endokrin dapat dibedakan menjadi dua, yaitu sebagai berikut :
1. Sel Neusekretori, adalah sel yang berbentuk seperti sel saraf, tetapi berfungsi sebagai penghasil hormon. Contoh sel neusekretori ialah sel saraf pada hipotalamus. Sel tersebut memperhatikan fungsi endokrin sehingga dapat juga disebut sebagai sel neuroendokrin. Sesungguhnya, semua sel yang dapat menghasilkan sekret disebut sebagai sel sekretori. Oleh karena itu, sel saraf seperti yang terdapat pada hipotalamus disebut sel neusekretori.
2. Sel endokrin sejati, disebut juag sel endokrin klasik yaitu sel endokrin yang benar-benar berfungsi sebagai penghasil hormon, tidak memiliki bentuk seperti sel saraf. Kelenjat endokrin sejati melepaskan hormon yang dihasilkannya secara langsung ke dalam darah (cairan tubuh). Kelenjar endokrin sejati dapat ditemukan pada hewan yang memepunyai sistem sirkulasi,
baik vertebrata maupun invertebrata. Hewan invertebrata yang sering menjadi objek studi sistem endokrin yaitu Insekta, Crustaceae, Cephalopoda, dan Moluska. Kelenjar ensokrin dapat berupa sel tunggal atau berupa organ multisel.

Klasifikasi, Fungsi, dan Sifat Hormon
Berdasarkan hakekat kimianya, hormon dapat diklasifikasikan menjadi tiga, yaitu hormon peptide dan protein, steroid, dan turunan tirosin.

Steroid	Peptida	Protein Besar	Turunan Tirosin
Testosteron Esterogen Progesteron Kortikosteroid Vitamin D-3	Hormon Hipotalamus Angiotensin Somatostatin Gastrin Sekretin Glukagon Kalsitonin Insulin Parathormon	Hormon Pertumbuhan Prolaktin LH FSH TSH	Katekolamin, meliputi : Noradrenalin Adrenalin Hormon Tiroid, meliputi : Tiroksin (T4) Triiodotironin (T3)

Selain berbagai hormon yang telah disebutkan di atas, terdapat sejumlah zat kimia yang menyerupai hormon, antara lain :

Hormon Thymic : Hormon dari kelenjar timus (thymus), berperan untuk mempengaruhi perkembangan sel limfosit B menjadi sel plasma, yaitu sel penghasin antibodi.

Hormon Brakidin : Hormon yang dihasilkan oleh kelenjar yang sedang aktif, bekerja sebagai vasodilator (yang menyebabkan pembuluh darah membesar) sehingga dapat meningkatkan aliran darah dan merangsang pengeluaran keringat dan air ludah dalam jumlah lebih banyak.

Hormon Eritropuitin : Merupakan glikoprotein yang proses sintesisnya melibatkan hati dan ginjal, hormon ini dapat merangsang pusat pembentukan sal darah di sumsum tulang sehingga tubuh akan menghasilkan sel darah merah dalam jumlah yang lebih banayak. Hal ini bermanfaat dalam meningkatkan jumlah oksigen yang dapat diangkut oleh darah.

Hormon Prostaglin, Eritropuitin, Histamin, Kinin, dan Renin dapat disintesis secara luas oleh berbagai jaringan tau organ yang sebenarnya tidak berfungsi sebagai organ endokrin.

Hormon Feromon : suatu senyawa kimia spesifik yang dilepaskan oleh hewan ke lingkunganya.dan dpapat menimbulkan respons prilaku, perkembangan, reproduktif. Dan untuk membereikan daya tarik seksual, menandai daerah kekuasaan, mengenali individu lain dalam spesies yang sama dan berperan penting dalam sinkronisasi siklus seksual.

Fungsi Utama Dari Sistem Endokrin

Sistem endokrin ini berfungsi untuk membantu mengatur dan menjaga berbagai fungsi tubuh dengan melepaskan hormon yang sering disebut sebagai pesan kimia. Hormon-hormon ini diproduksi dan disekresi oleh apa yang dikenal sebagai kelenjar endokrin.

Fungsi sistem endokrin

Kelenjar endokrin ini membentuk sistem endokrin. Hormon yang mereka hasilkan dan membantu mensekresikan untuk mengatur perkembangan generatif, pencernaan, pertumbuhan, reproduksi dan fungsi jaringan. Kelenjar ini termasuk tiroid, pankreas, kelenjar paratiroid, kelenjar adrenal, badan pineal dan kelenjar reproduksi.

Sistem endokrin tidak bekerja sendiri, bekerja sama dengan sistem saraf dan sistem kekebalan tubuh untuk dapat membentu fungsi tubuh dengan cara yang benar. Kelenjar ialah sekelompok sel yang memproduksi dan mengeluarkan atau melepaskan bahan kimia. Menyeleksi kelenjar dan menghilangkan bahan dari darah ialah proses yang mereka lakukan dan mengeluarkan produk kimia untuk digunakan di suatu tempat di tubuh.

Beberapa jenis kelenjar yang melepaskan sekresinya di daerah tertentu, misalnya kelenjar eksokrin seperti kelenjar keringat dan ludah, melepaskan sekresi pada kulit atau di dalam mulut. Kelenjar endokrin di sisi lain, melepaskan lebih dari 20 hormon utama langsung ke dalam aliran darah dimana mereka dapat diangkut ke sel-sel di bagian lain dari tubuh.

Macam-macam Kelenjar Endokrin

1. Kelenjar Hipotalamus

Hipotalamus merupakan jenis kelenjar endokrin yang terletak di bawah otak besar aau celebrum yang mempunyai fungsi untuk mengatur pertumbuhan dan perkembangan manusia. Hipotalamus ini mengeluarkan releasing hormon yang mempunyai  fungsi untuk merangsang kelenjar hipofisis yang berguna bagi tubuh manusia.

2. Kelenjar Tiroid Dan Paratiroid

Kelenjar Tiroid ini berbentuk seperti H dan terletak di leher atas trakea serta menghasilkan hormon tiroksin. Sementara itu kelenjar paratiroid merupakan 4 kelenjar pada bagian belakang kelenjar tiroid dan termasuk kelenjar endokrin terkecil yang ada dalam tubuh manusia. Kelenjar ini mempunyai fungsi untuk menghasilkan parathyroid hormone ( PTH ).

3. Kelenjar Adrenal

Adapun kelenjar adrenal ini terletak di bagian atas setiap ginjal. Setiap kelenjar tersebut tersusun atas dua bagian, yaitu korteks dan  juga medula. fungsi korteks pada ginjal untuk menghasilkan hormon jenis kortikoid, sedangkan fungsi medula pada ginjal untuk menghasilkan hormon jenis adrenalin.

4. Kelenjar Pankreas

Adapun kelenjar pankreas ini terdapat dalam pulau – pulau hangerlandas. Kelenjar ini terdiri atas dua tipe, yaitu alpa dan juga beta. Adapun fungsi dari kelenjar jenis ini adalah untuk menghasilkan atau memproduksi hormon glucagon dan juga hormon insulin. Tanpa adanya insulin, keseimbangan metabolisme menjadi terganggu.

5. Kelenjar Kelamin ( Gonad )

Sesuai dengan namanya, kelenjar gonad merupakan kelenjar yang mempunyai fungsi untuk menghasilkan kelenjar hormon kelamin. Untuk wanita, gonad ini terletak pada bagian ovarium, sedangkan pada pria gonad ini terletak pada bagian testis. Jika terjadi gangguan pada bagian kelenjar ini, maka rangsangan yang ada menjadi ikut terganggu ya sobat.

6. Kelenjar Pineal

Kelenjar pineal terletak pada tengah –  tengah otak dan menghasilkan hormon timosin yang berfungsi untuk mengatur ritme biologis, misalnya saja pada saat tidur. Pada saat malam hari, konsentrasi melantonin akan tinggi sehingga membuat seseorang akan mengantuk sehingga tidur. Sedangkan pada siang hari, konsentrasi melantonin ini akan rendah sehingga membuat seseorang menjadi terjaga. Oleh karena itulah fungsi hormon ini sangatlah berperan penting bagi aktivitas manusia sehari – hari.

7. Kelenjar Timus

Kelenjar timus merupakan kelenjar yang terletak di bagian atas rongga dada. Kelenjar ini mempunyai fungsi untuk menghasilkan hormone timosi yang berfungsi untuk pematangan limfosit T. Adapun limfosit T ini merupakan sejenis sel darah putih yang berperan dalam membantu menjaga sistem kekebalan tubuh (imunitas).

Macam-macam Hormon

Hormon pada tubuh manusia memiliki peranan yang penting. Setiap hormon memiliki kegunaan dan fungsinya masing-masing yang sangat di perlukan oleh tubuh.

Hormon di hasilkan oleh tubuh manusia sebagai pemacu organ yang ada di dalam tubuh manusia agar dapat bekerja dengan maksimal dan efektif. Hormon manusia memberikan efek yang baik dan ketika kita tidak memiliki hormon tersebut akan mengalami kekurangan sesuatu yang ada di dalam tubuh.

Berikut ini macam-macam hormon dalam tubuh manusia :

1. Adiponektin (Acrp30)

Jenis protein yang berasal dari jaringan adipose atau lemak yang ada di dalam tubuh. Fungsinya adalah Mengontrol sebagian proses dalam metabolism seperti regulasi glukosa dan katabolisme lipid, lalau membantu dalam mencegah penyakit misalnya seperti aterosklerosis, obesitas, penyakit hati berlemak non-alkohol (NAFLD) , diabetes tipe-2 dll.

2. Aldesteron (Hormon steroid)

Adalah bagian luar dari korteks adrenal kelenjar adrenal. Berfungsi untuk mengorong reabsorpsi natrium di dalam ginjal dan dapat meningkatkan volume darah, sehingga pelepasan kalium dan hydrogen dapat melalui ginjal, meningkatkan kadar retensi air dan kenaikan tingkat tekanan dalam darah.

3. Androstenedion (4-androstenedion dan 17- ketoestosterone)

Berada di Kelenjar adrenal dan gonad. Berfungsi sebagai pendorong produksi estrogen di sel granulosa dengan cara menyediakan substrat andtrostenedion.

4. Hormon antidiuretik (ADH) (Vasopresion arginine vasopressin)

Berada dalam hipofisis posterior. Berfungsi mengeluarkan ACTH di hipofisis anterior, dapat menyebabkan vasokontriksi sampai ke tingkat menengah, dan dapat menyebabkan retensi air dalam ginjal.

5. Angipstensinogen dan angiostensin (AGT)

Berada di hati. Berfungsi mengeluarkan aldosteron dari korteks adrenal dipsogen, dan dapat menyebabkan vasokonstriksi atau penyempitan pembuluh darah

6. Hormon adrenokortikotropik (ACTH)

Terdapat di dalam komponen dari sumbu hipotalamus –hipofisis-adrenal hipofisis anterior. Berfungsi meningkatkan penyerapan lipoprotein ke dalam sel kortikal sehingga dapat lebih banyak kolesterol yang tersedia untuk dapat sel-sel korteks adrenal. Dapat mendorong pengangkutan kolesterol di dalam mitokondria dan dapatmerangsang hidrolisis. Hal ini yang dapat memainkan peran dalam sintetis dan sekresi gluco serta meneralo kortikosteroid dan steroid androgenic.

7. Antimullerian hormone (AMH) (sejenis protein, juga dikenal sebagai factor penghambat mullerian (IMF))

Terdapat di dalam testis. Berfungsi sebagai pembatasan sekresi prolaktin dan TRH dari hipofisis anterior, dan dapat menghambat perkembangan saluran Mullerian ke dalam rahim

8. Atrial-natriuretic peptide (ANP) (Atriopeptin)

Terdapat di dalam jantung. Berfungsi meningkatkan laju filtrasi glomerulus (GFR), yang mengarah ke ekskresi besar membawa natrium dan air, dan meningkatkankan pelepasan asam lemak yang berasal dari jaringan adipose

9. Brain natriuretic peptide (BNP) (Tipe B peptide natriuretik)

Berasal dari jantung. Berfungsi untuk menurunkan tekanan darah karena dapat membantu dalam mengurangi resistensi pembuluh darah sistemik, dan dapat menurunkan tingkat darah air, sodium dan lemak

10. Calcidiol (25-Hidroksivitamin D3 atau bentuk tidak aktif vitamin D3)

Berasal dari kulit/tubulus proksimal ginjal. Berfungsi untuk mengetahui status vitamin D, dan dapat mendorong penyerapan kalsium di usus

11. Kalsitonim (CT) (Bentuk aktif dari vitamin D3)

Terdapat di dalam kelenjar tiroid. Berfungsi menurunkan kadar kalsium darah dengan cara menghambat penyerapan kalsium di dalam usus, dan menghambat penyerapan kalsium di  dalam ginjal sehingga dapat mempromosikan ekskresi kalsium yang melalui urin hal ini dapat mencegah aktifitas osteoklas yang berada di tulang dan berperan dalam regulasi vitamin.

12. Cholecystokinin (CCK) (hormon peptide)

Terdapat di duodenum (usus 12 jari, bagian awal usus kecil). Berfungsi mendorong pelepasan enzim di dalam pencernaan di pancreas dan empedu di kantong empedu, berperan aktif dalam menekan kelaparan untuk toleransi obat yang bertanggung jawab untuk dalam sistem pencernaan dan kenyang yang tepat.

13. Hormon corticotrophin, releasing (CRH) (corticoliberin, hormone polipeptida dan neurotrotransmiter)

Terdapat di hipotalamus. Berfungis untuk respon stress, dengan mereaksikan pelepasan ACTh dari hipofisis anterior, dan dapat menentukan periode kehamilan dan merangsang terjadinya nifas dan waktu pengiriman.

14. Kortisol (hormone steroid) (Glukokortikoid)

Terdapat di dalam korteks adrenal. berfungsi menghasilkan respon stress dan tingkat glukokortikoid darah dapat menurun, sebagai pengatur metabolism glukosa, dan dapat menekan system kekebalan tubuh. Untuk mendorong metabolism lemak, protein, dan karbohidrat, mengurangi pembentukan tulang. Dapat merangsang pematangan paru-paru janin.

15. Dhydroepiandrosterone (DHEA) (hormone steroid)

Berada di dalam testis, ginjal, ovarium. Berfungsi dan berperan mevirialisasi (perubahan prenatal yang di gunakan mentukan jenis kelamin, perubahan postnatal penyebab pubertas laki-laki norma, serta efek dari banyaknya androgen pada anak perempuan) dan merupakan anabolisme (melibatkan proses ke perkembangan dalam organ dan jaringan)

16. Dopamin (DPM/PIH/DA) (prolaktin penghambat hormone)

Terdapat di dalam hipotalamus dan ginjal. Berfungsi menentukan perilaku, kognisi dan gerakan sadar. Dapat meningkatkan tekanan yang ada pada denyut jantung dan tekanan darah. Dapat berperan fitur psikologis misalnya dalam motivasi hukuman dan imbalan. Dan dapat mengontrol pola tidur, memori kerja, mood, serta konsentrasi dan keterampilan belajar.

17. Dihidrostestoteron (DHT) (hormone s*ks androgen atau laki-laki)

Terdapat di dalam enzim 5a-reduktase. Berfungsi meningkatkan produksi hormone yang terdapat di prostat, folikel rambut, testis, dan pada kelenjar adrenal. Bertugas bertanggung jawab untuk pola kebotakan laki-laki. Berperan serta dalam pertumbuhan prostat (benih prostatic hyperplasia dan serta kanker prostat) dan diferensiasi.

18. Endotelin (Suatu jenis protein)

Terdapat sel x perut. Berfungsi mendorong kontraksi halus otot-otot perut.

19. Enkephalin (Endorfin)

Terdapat dalam ginjal. Berfungsi sebagai pengaturan nyeri.

20. Estradiol (E2) (Hormon s*ks)

Terdapat di testis pada laki-laki dan pada perempuan ovarium. Berfungsi pada laki-laki sebagai pencegah apoptosis (kematian sel deprogram) dari sel germinal. Dan pada wanita adalah berperan dalam pembekuan darah dan keseimbangan cairan, sebagian jenis-jenis kanker payudara, paru-paru dapat berfungsi dengan baik, kesehatan pada pembuluh darah dan kulit, dll, kemudian dapat meningkatkan aktivitas pembakaran lemak, pertumbuhan rahim dan endometrium, serta pembentukan tulang, dll. Hal ini dapat  menyebabkan dalam menentukan tinggi badan tubuh anda, dapat membantu massa otot menjadi lebih rendah, dan mengurangi gerakan di dalam usus. Hal ini mereaksikan sintesis protein dan dapat meningkatkan kolesterol baik, trigliserida, kortisol, serta hormone pertumbuhan dll.

21. Estron (E1) (hormone s*ks, jenis estrogen)

Terdapat di dalam ovarium dan jaringan adipose. Berfungsi sebagai pembantu menjaga dalam kesehatan dengan menyeluruhan, terutama kesehatan wanita menopause dan dapat membuat penyakit tertentu pergi.

22. Estradiol (E3) (hormone s*ks, jenis estrogen)

Terdapat di dalam plasenta selama kehamilan. Berfungsi sebagai pembantu menjaga rahim diam selama kehamilan.

31 Macam Jenis Hormon Manusia Beserta Fungsinya Lengkap

23. Folicle-stimulating hormone (FSH)

Terdapat di dalam kelenjar hipofisis anterior. Berfungsi dalam proses pematangan folikel graafian di ovarium . Dapat mereaksikan spermatogenesis dan merangsang produksi protein antrogen serta mengikat dalam testis, pada pria dapat mengatur pertumbuhan, pubertas dan proses reproduksi di dalam tubuh lainnya.

24. Growth hormone-releasing hormone (GHRH) (faktor pertumbuhan hormone pelepas (GRF atau GHRF))

Terdapat pada hipotalamus. Berfungsi untuk memicu pelepasan hormone pertumbuhan di kelenjar hipofisis anterior.

25. Thyroid-stimulating hormone (TSH) (Thyrotropin)

Terdapat dalam kelenjar hipofisis anterior. Berfungsi untuk mengatur pelepasan tiroksin (T4) dan triiodothyronime (T3).

26. Insulin

Berada dalam sel beta pancreas. Berfungsi mengatur metabolism karbohidrat dan lemak, dapat membantu dalam menjaga kadar glukosa darah yaitu dengan cara meningkatkan penyerapan glikosa yang ada dalam sel-sel hati, otot, dan jaringan lemak. Glukosa yang disimpan di bentuk dalam glikogen otot dan hati. Insulin dapat menghambat pelepasan glucagon dan tidak dapat memungkinkan tubuh menggunakan lemak yang sebagai sumber energy dengan cara melibatkan proses metabolisme.

27. Testosteron (hormone s*ks laki-laki) (hormone steroid)

Terdapat di testis pada laki-laki dan ovarium pada wanita, dalam kelenjar adrenal Berfungsi menentukan kepadatan di tulang, mementukan kekuatan pada massa otot. Hal ini berperan di dalam pertumbuhan bentuk jakun, jenggot, dan rambut ketiak, bulu dada, rambut kaki, dll. dan dalam perubahan tersebut mengenai pendalaman suara, pubertas (pematangan organ s*ksual, serta pengembangan skrotum, libido, dll.

28. Luteinizing hormone (LH) (lutropin)

Terdapat di hipofisis anterior. Berfungsi mengatur ovulasi pada wanita, dan pada laki-laki testosterone yang diproduksi dalam testis dengan adanya hormon.

29. Epinefrin (EPI) (Adrenalin, hormone dan neurotransmitter)

Terdapat di medula adrenal. Berfungsi menentukan lari atau melawan respon, dapat meningkatkan pasokan oksigen dan glukosa ke otak dan otot dengan cara meningkatkan denyut jantung dan volume stroke, dapat meningkatkan katalisis dari glikkogen di dalam hati, dll. Fungsi lainnya adalah dapat mendorong relaksasi atau kontraksi otot polos bergantung dari jaringan. Dan hal ini dapat merangsang dalam pemecahan lipid di dalam sel emak dan menekan aktivitas yang terdapat di system kekebalan tubuh.

30. Calcitriol (1,25-Dihydroxyvitamin D3)

Terdapat di kulit atau tubulus proksimal ginjal. Berfungsi mengontrol pengiriman kalsium dari darah ke urin oleh ginjal, dapat meningkatkan penyerapan kalsium di usus ke dalam darah dan dapat membantu mereaksikan pelepasan kalsium ke dalam darah yang berasal dari tulang. Hal ini menghambat pelepasan yang berasal dari kalsitonin.

31. Antimullerian hormone (AMH)

Sejenis protein, dan sebagai faktor penghambat Mulleriam (MIF) berada di testis. Fungisnya adalah pembatasan sekresi prolaktin dan TRH di hipofisis anterior, serta dapat menghambat perkembangan di dalam saluran Mullerian ke dalam rahim.

Penyakit Sistem Endokrin

Penyakit atau Gangguan system endokrin terutama menimbulkan keadaan kelebihan atau defisiensi dari hormone akibat dari hiperfungsi atau hipofungsi dari kelenjar. Namun, ahli endokrinologi juga dihadapkan dengan tumor spesifik dan masalah lain dengan kelenjar endokrin yang kemungkinan tidak berkaitan dengan kelebihan atau defisiensi, kelainan primer atau sekunder dalam kepekaan terhadap hormone, dan sindroma iatrogenik.

HIPOFUNGSI

1. Destruksi Kelenjar

Penyebab yang paling lazim dari destruksi kelenjar endokrin adalah penyakit autoimun. Hal ini ditemukan pada sebagian besar dari diabetes mellitus dependen-insulin, hipotiroidisme, insufisiensi adrenal, dan kegagalan gonad. Pada kelenjar hipofisis, suatu gangguan seperti tumor atau hipotensi sebagai akibat syok atau perdarahan merupakan penyebab yang lebih khas.

Setiap kelenjar endokrin dapat mengalami kerusakan, dengan akibat hipofungsi, oleh karena neoplasma, infeksi, atau perdarahan.

2. Gangguan Ekstraglanduler

Gangguan ini merupakan gangguan kerusakan terhadap kelenjar endokrin yang merupakan organ dengan fungsi utama lain. Contoh pada penyakit ginjal, menimbulkan konversi cacat akibat kelainan metabolik, kerusakan terhadap sel juxtaglomeruler penghasil rennin yang menyebabkan hipoaldoteronisme hiporeninemik, dan kerusakan terhadap sel-sel penghasil eritropoietin yang menyebabkan anemia.

HIPERFUNGSI

Hiperrfungsi dari sebagian besar kelenjar endokrin biasanya timbul sebagai akibat tupmor. Adanya tumor menghasilkan kelebihan hormon. Contoh tumor pada hipofisis dapat menyebabkan produksi kelebihan dari sebagian besar hormone (ACTH, GH, PRL, TSH, LH, FSH, dll).

1. Cacat dalam kepekaan terhadap hormon

Resistensi primer terhadap sejumlah hormone telah diketahui; hal ini dapat disebabkan oleh sejumlah tipe yangberbeda dari cacat pada reseptor hormone ataupun akibat fungsi di distal reseptor. Cacat genetic pada reseptor yang menimbulkan sindroma resistensi telah dilaporkan untuk glukokortikoid, hormone tiroid, androgen, vitamin D, PTH, ADH, GH, insulin, dan TSH. Cacat pascareseptor diketahui terjadi pada beberapa kasus pseudohipoparatiroidisme dan juga pada diabetes mellitus non dependen-insulin.

SINDROMA KELENJAR ENDOKRIN MULTIPEL

Kelenjar-kelenjar yang paling sering terlibat adalah paratiroid, hipofisis, pancreas, tiroid, dan adrenal. SIndroma ini biasanya ditemukan dalam pola pewarisan autosomal dominan.

Terdapat tiga jenis MEN:

MEN I (Warner Syndome), ditandai tumor pada kelenjar paratiroid ( hiperparatiroidime primer multiglandular), hipofisis (adenoma kromofob), dan pancreas (gastinoma).

MEN IIA (Sipple Syndrome), terjadi pada karsinoma medularis tiroid, hiperparatiroidisme, feokromositoma.

MEN IIB (MEN III), terjadi pada habitus marfanoid, dan neuroma mucosal multipel.

Referensi :

Wood,Diana,Ben Greenstein.2010.At a Glance Sistem Endokrin.Edisi kedua.Jakarta: Erlangga.

Nixson Manurung, dkk, Sistem Endokrin, Penerbit Buku Pendidikan Deepublish, Jakarta, 2017
Kelenjar Endokrin dan Sistem Persarafan, EGC.

Read More

KEHIDUPAN SEL

Makhluk hidup tersusun atas komponen dari yang terkecil adalah sebagai berikut :

Sel
Sel adalah satuan fungsional terkecil yang menyusun tubuh makhluk hidup yang pertama kali  ditemukan pada tahun 1965 oleh Robert Hooke.

Jaringan
Jaringan adalah sekelompok sel yang bersatu dan mempunyai bentuk dan fungsi yang sama. Jaringan ini hanya dimiliki oleh makhluk hidup multiseluler.

Organ
Organ adalah kumpulan beberapa jaringan yang bekerjsama untuk melakukan tugas tertentu.

Sistem Organ
Kumpulan dari organ-organ yang bekerjasama untuk melakukan fungsi tertentu pada makhluk hidup disebut sebagai sistem organ. Sebagai contoh pada manusia yaitu sistem pencernaan terdiri dari organ mulut, kerongkongan, lambung, hati, kantong empedu, pankreas, usus halus, usus besar dan anus. Apabila salah satu organ tersebut tidak atau mengalami gangguan maka akan memperngaruhi fungsi kerja organ yang lain.

Jadi dapat disimpulkan bahwa tubuh makhluk hidup merupakan suatu organisasi kehidupan yang secara berturut-turut dan saling ketergantungan dengan diagram sbb:



METABOLISME PADA SEL
      Sel hidup adalah pabrik kimia dalam miniatur, di mana ribuan reaksi dalam ruang mikroskopik. Gula bisa diubah menjadi asam amino yang saling terkait bersama menjadi protein bila dibutuhkan. Sebaliknya, saat makanan dicerna, proteinnya dibongkar menjadi asam amino yang bisa diubah menjadi gula. Pada organisme multiseluler, banyak sel yang mengekspor produk kimia yang digunakan di bagian lain organisme. Proses yang disebut respirasi sel mendorong sel untuk mengekstrak energi yang tersimpan dalam gula dan bahan bakar lainnya. Sel menerapkan energi ini untuk melakukan berbagai macam jenis pekerjaan, seperti pengangkutan zat terlarut di membran plasma.
     Dalam contoh yang lebih eksotis, gelombang laut yang ditunjukkan pada gambar . Terang dari dalam oleh organisme laut bersel tunggal yang mengambang bebas yang disebut dinoflagellata.
Dinoflagellatan ini mengubah energi yang tersimpan dalam molekul organik tertentu sebuah proses yang disebut bioluminescence. Sebagian besar organisme bioluminscence ditemukan di lautan, tapi beberapa ada di darat, seperti kunag - kunang bioluminscent yang ditunjukkan di sungai. Bioluminescence dan aktivitas metabolik lainnya yang dilakukan oleh sel adalah tepatnya terkorrdinasi dan terkendali. Dalam kompleksitasnya,efisensinya, dan daya tanggapnya untuk perubahan yang tidak kentara, sel itu tidak ada bandingannya sebagai pabrik kimia. Konsepnya dari metabolissme yang kita pelajari akan membantu untuk memahami betapa pentingnya dan aliran energi selama proses kehidupan dan bagaimana arus itu diatur. Totalitas reaksi kimia organisme disebut metabolisme (dari metabole Yunani,yang berarti perubahan). Metabolisme adalah sifat hidup yang muncul dari interaksi tertib antar molekul.
      Kita bisa membayangkan metabolisme sel sebagai peta jalan yang rumit dari ribuan reaksi kimia yang terjadi di dalam sel,diatur sebagai jalur metabolisme berpotongan. Sebuah jalur metabolisme dimulai dengan molekul tertentu, yang kemudian diubah dalam serangkaian langkah yang ditetapkan, menghasilkan produk tertentu. Setiap langkah jalur dikatalisis oleh enzim yang spesifik.

Metabolisme secara keseluruhan mengatur materi dan energi sumber daya sel. Beberapa jalur metabolisme melepaskan energi dengan memecah molekul kompleks menjadi senyawa sederhana. Proses degradatif ini disebut jalur katabolik , atau gangguan jalur. Jalur utama katabolisme adalah respirasi sel ,  dimana gula glukosa dan bahan bakar organik lainnya dipecah dengan adanya oksigen , karbon dioksida dan air. Energi yang tersimpan dalam molekul organik tersedia untuk melakukan pekerjaan dari sel , seperti pemukulan siliary atau transport membran.
      Jalur anabolik  sebaliknya , mengkonsumsi energi untuk dibangun molekul rumit dari yang sederhana, mereka kadang - kadang disebut jalur biosintesis. Contoh anabolisme adalah sintesis asam amino dari molekul sederhana dan sintesis protein dari asam amino.
      Jalur katabolik dan anabolik adalah jalur yang 'menurun' dan 'menanjak' dari lanskap metabolik. Energi dilepaskan dari reaksi yang menurun dari jalur katabolik dapat disimpan dan kemudian digunakan untuk reaksi menanjak dari jalur anabolik.

Reaksi Eksergonik dan Reaksi Endergonik dalam Metabolisme
      Berdasarkan perubahan energi bebas , reaksi kimia dapat digolongkan sebagai eksergonik (energi keluar) atau endergonik (energi kedalam). Reaksi eksergonik berlangsung diiringi pelepasan netto energi bebas.

Reaksi Endergonik adalah reaksi yang menyerap energi bebas dari lingkungannya. ATP memberikan tenaga bagi kerja sel dengan cara menggandengkan reaksi eksergonik dengan reaksi endergonik.


Sel melakukan 3 macam kerja utama yaitu :
1. Kerja Kimiawi
Pendorongan reaksi - reaksi endergonik yang tidak dapat berlangsung secara spontan, misalnya sintesis polimer dari monomer - monomer.
2. Kerja Transpor
Pemompaan zat - zat melintasi membran melawan arag pergerakan spontan.
3. Kerja Mekanis
Misalnya denyut silia , kontraksi sel otot, dan pergerakan kromosom selama reproduksi sel.

      Ciri kunci dalam pengelolaan sumber daya energi oleh sel untuk melakukan kerja - kerja ini adalah penggandengan energi (energy coupling), yaitu penggunaan proses eksorgenik untuk menggerakkan proses endorgenik. ATP bertanggung jawab memerantarai sebagian besar penggandengan energi dalam sel, dan pada sebagian besar kasus ATP bertindak sebagai sumber langsung energi yang memberikan tenaga bagi kerja sel.

RESPIRASI SEL
      Sel hidup membutuhkan transfuse energi dari sumber - sumber luar untuk melakukan tugas - tugasnya yang sedemikian banyak , misalnya merakit polimer, memompa zat melintasi membran, bergerak, dan bereproduksi. Energi yang tersimpan dalam molekul - molekul organik dari makanan sebenarnya berasal dari matahri. Energi mengalir ke dalam ekosistem sebagai cahaya matahari dan meninggalkan ekosistem sebagai panas. Sebaliknya, unsur - unsur kimia, yang esensial bagi kehidupan didaur ulang. Fotosintesis menghasilkan oksigen dan molekul organik yang digunakan oleh mitokondria dan eukariota sebagai bahan bakar untuk respirasi sel. Respirasi menguraikan bahan bakarini menghasilkan ATP. Produk - produk buangan dari tipe respirasi ini yaitu karbon dioksida dan air , merupakan bahan mentah bagi fotosintesis. Ada tiga jalur kunci respirasi yaitu glikolisis , siklus asam sitrat , dan fosforilasi oksidatif.


Jalur Katabolik dan Produksi ATP
      Salah satu proses katabolik , yaitu fermentasi , merupakan penguraian gula sebagian yang terjadi tanpa penggunaan oksigen. Akan tetapi , jalur katabolik yang paling dominan dan efisien adalah Respirasi Aerobik yang mengonsumsi oksigen sebagai reaktan bersama dengan bahan bakar organik. Sel - sel sebagian besar organisme eukariota dan banyak organisme prokariota dapat melakukan respirasi aerobik. Beberapa prokariota menggunakan zat selain oksigen sebagai reaktan dalam suatu proses yang serupa yang memanen energu kimia tanpa menggunakan oksigen sama sekali. Proses ini disebut Respirasi Anaerobik. Secara teknis istilah respirasu sel mencakup proses aerobik dan anaerobik.

Tahap - Tahap Respirasi Sel
Respirasi sel terkadang hanya didefinisikan sebagai tahap yang mencakup siklus asam sitrat dan fosforilasi oksidatif. Akan tetapi, glikolisis juga termasuk di dalam proses respirasi sel karena sebagian besar sel yang berespirasi dan memperoleh energi dari glukosa menggunakan proses ini untuk menghasilkan bahan awal untuk siklus asam sitrat.
Dua tahap pertama pada proses respirasi sel yaitu glikolisis dan siklus asam sitrat, merupakan jalur katabolik yang menguraikan glukosa dan bahan bakar organik lain. Glikolisis yang terjadi dalam sitosol mengawali proses degradasi dengan memecah glukosa menjadi dua molekul senyawa yang disebut piruvat. Siklus asam sitrat yang berlangsung dalam matriks mitokondria sel eukariot atau di dalam sitosol prokariota menyelesaikan penguraian glukosa dengan cara mengoksidasi turunan piruvat menjadi karbon dioksida yang dihasilkan respirasu merepresentasikan fragmen - fragmen molekul organik yang teroksidasi.
Pada tahap ketiga respirasi, rantai transpor elektron dari penguraian produk pada kedua tahap sebelumnya dan mengoper elektron dari satu molekul ke molekul lain. Pada pengujung rantai, elektron dikombinasikan dengan oksigen molekular dan ion hydrogen. Energi yang digunakan pada setiap langkah rantai disimpan dalam bentuk yang digunakan oleh mitokondria untuk membuat ATP. Modr sintesis ATP ini disebut Fosforilasi Oksidatif karena memperoleh tenaga dari reaksi - reaksi dalam rantai transpor elektron.

Dalam sel eukariot, membran dalam bentuk mitokondria merupkan tempat transpor elektron dan kemiosmosis dua proses yang bersama - sama menyusun fosforilasi oksidatif. Fosforilasi oksidatif menghasilkan 90% ATP yang diproduksi oleh respirasi, ATP dalam jumlah yang lebih sedikit dibentuk secara langsung dalam sejumlah kecil reaksi pada glikolisis dan siklus asam sitrat melalui mekanisme yang disebut Fosforilasi Tingkat Substrat. Mode sintesis ATP ini terjadi ketika suatu enzim mentransfer gugus fosfat dari molekul substrat ke ADP bukan menambahkan fosfat anorganik ke ADP seperti fosforilasi oksidatif. Molekul substrat disini mengacu pada molekul organik yang dihasilkan sebagai intermediet selama katabolime glukosa.

SIKLUS SEL

Pembelahan sel memainkan beberapan peran penting dalam kehidupan organisme. Ketika organisme uniseluler,misalnya amoeba, membelah diri membentuk keturunan  yang merupakan duplikatnya pembelahan satu sel memproduksi individu organisme tersebut. Pembelahan sel pada skala yang lebih besar dapat menghasilkan keturunan dari beberapa organisme multiseluler. Pembelahan ini memungkinkan organisme yang bereproduksi secara seksual untuk berkembang dari satu sel tunggal.

Proses pembelahan sel merupakan bagian integral dari siklus sel, kehidupan sel yang dimulai dari saat pertama kali ia terbentuk dari sel induk yang membelah hingga pembelahannya sendiri menjadi dua sel. Meneruskan materi genetik yang identik ke sel anakan merupakan fungsi krusial pembelahan sel.

DNA yang dimiliki oleh sel, informasi genetiknya disebut genom. Walaupun genom prokariot sering berupa satu molekul DNA tunggal yang panjang, genom eukariot biasanya terdiri atas sejumlah molekul DNA. Sebelum sel bisa membelah untuk membentuk sel - sel anakan yang identik secara genetik, semua DNA ini harus disalin dan kemudian kedua salinan tersebut dipisahkan sedemikian rupa sehingga setiap sek anakan memiliki genom yang lengkap.

Replikasi dan distribusi sedemikian banyak DNA bisa dikelola karena molekul DNA dikemas menjadi kromosom, dinamai demikian karena menyerap zat - zat pewarna tertentu yang digunakan dalam mikroskopi. Setiap spesies eukariota memiliki jumlah kromosom yang khas dalam setiap nukleus sel. Kromosom eukariot terbuat dari kromatin, kompleks DNA dan molekul - molekul protein terkait. Setiap kromosom mengandung satu molekul DNS linear yang sangat panjang dan membawa beberapa ribu gen, yaitu unit - unit yang memspesifikasi sifat - sifat warisan suatu organisme. Protein - protein yang terkait mempertahakan struktur kromosom dan membantu mengontrol aktivitas gen.

Distribusi Kromosom Selama Pembelahan Sel Eukariot

Ketika sel sedang tidak membelah , dan bahkan ketika sel sedan menduplikasi DNA nya dalam persiapan untuj pembelahan sel, setiap kromosom berada dalam bentuk seperti kromatin yang panjang dan tipis.

Setiap kromosom terduplikasi memiliki dua kromatid saudara. Kedua kromatid yang masing - masing mengandung molekul DNA identik, awalnya salaing melekat. Dalam bentuk terkondensasi, kromosom terduplikasi memiliki pinggan sempit di sentromer. Bagian kromatid di kedua sisi sentromer disebut sebagai lengan kromatid. Nantinya dalam proses pembelahan sel kedua kromatid saudara dari masing - masing kromosomnya terduplikasi memisah dan bergerak menuju ke dua nukleus baru, satu nukleus terbentuk pada masing - masing ujung sel. Mitosis, pembelahan nukleus, biasanya segera diikuti oleh sitokinesis, pembelahan sitoplasma. Hasil pembelahan sel melalui variasi pembelahan sel disebut meiosis.

Fase - fase Siklus Sel

Mitosis hanyalah salah satu bagian dari siklus sel. Faktanya mitotik yang mencakup mitosis sekaligus sitokinesis biasanya merupakan bagian terpendek siklus sel. Pembelahan mitotik sel silih berganti dengan tahap yang jauh lebih panjang disebut interfase , yang biasanya mencakup sekitar 90% siklus sel. Pada saat interfaselah sel bertumbuh dan membuat salinan kromosom - kromosomnya sebagai persiapan untuk pembelahan sel. Interfase dapat dibagi menjadi beberapa sub fase yaitu : fase G1 (first gap) , fase S (Sintesis) , dan fase G2 (second gap). Selama ketiga subfase, sel bertumbuh dengan cara menghasilkan protein dan organel sitoplasma seperti mitokondria dan retikulum endoplasma. Akan tetapi , kromosom diduplikasi hanya pada fase S.

Secara konvensional mitosis dibagi menjadi lima tahap yaitu : Profase , Prometafase , metafase , dan telofase. Sitokinesis yang bertumpang tindih dengan tahap akhir mitosis menyelesaikan fase mitotik.

Pertumbuhan dan perkembangan umumnya terjadi pada organisme multiseluler yang hidup.

1.      Siklus sel

Siklus sel adalah proses duplikasi secara akurat untuk menghasilkan jumlah DNA kromosom yang cukup banyak dan mendukung segregasi untuk menghasilkan dua sel anakan yang identik secara genetik. Proses ini berlangsung terus-menerus dan berulang (siklik).

Pertumbuhan dan perkembangan sel tidak lepas dari siklus kehidupan yang dialami sel untuk tetap bertahan hidup. Siklus ini mengatur pertumbuhan sel dengan meregulasi waktu pembelahan dan mengatur perkembangan sel dengan mengatur jumlah ekspresi atau translasi gen pada masing-masing sel yang menentukan diferensiasinya.

·         Fase pada siklus sel

·         Fase S (sintesis): Tahap terjadinya replikasi DNA

·         Fase M (mitosis): Tahap terjadinya pembelahan sel (baik pembelahan biner atau pembentukan tunas)

·         Fase G (gap): Tahap pertumbuhan bagi sel.

·         Fase G0, sel yang baru saja mengalami pembelahan berada dalam keadaan diam atau sel tidak melakukan pertumbuhan maupun perkembangan. Kondisi ini sangat bergantung pada sinyal atau rangsangan baik dari luar atau dalam sel. Umum terjadi dan beberapa tidak melanjutkan pertumbuhan (dorman) dan mati.

·         Fase G1, sel eukariot mendapatkan sinyal untuk tumbuh, antara sitokinesis dan sintesis.

·         Fase G2, pertumbuhan sel eukariot antara sintesis dan mitosis.

Fase tersebut berlangsung dengan urutan S > G2 > M > G0 > G1 >kembali ke S. Dalam konteks Mitosis, fase G dan S disebut sebagai Interfase.

2.      Regenerasi dan diferensiasi sel

Regenerasi sel adalah proses pertumbuhan dan perkembangan sel yang bertujuan untuk mengisi ruang tertentu pada jaringan atau memperbaiki bagian yang rusak.

Diferensiasi sel adalah proses pematangan suatu sel menjadi sel yang spesifik dan fungsional, terletak pada posisi tertentu di dalam jaringan, dan mendukung fisiologis hewan. Misalnya, sebuah stem cell mampu berdiferensiasi menjadi sel kulit.

Saat sebuah sel tunggal, yaitu sel yang telah dibuahi, mengalami pembelahan berulang kali dan menghasilkan pola akhir dengan keakuratan dan kompleksitas yang spektakuler, sel itu telah mengalami regenerasi dan diferensiasi.

Empat proses esensial pengkonstruksian embrio

Regenerasi dan diferensiasi sel hewan ditentukan oleh genom. Genom yang identik terdapat pada setiap sel, namun mengekspresikan set gen yang berbeda, bergantung pada jumlah gen yang diekspresikan. Misalnya, pada sel retina mata, tentu gen penyandi karakteristik penangkap cahaya terdapat dalam jumlah yang jauh lebih banyak daripada ekspresi gen indera lainnya.

Pengekspresian gen itu sendiri mempengaruhi jumlah sel, jenis sel, interaksi sel, bahkan lokasi sel. Oleh karena itu, sel hewan memiliki 4 proses esensial pengkonstruksian embrio yang diatur oleh ekspresi gen, sebagai berikut:

·         Proliferasi sel

menghasilkan banyak sel dari satu sel

·         Spesialisasi sel

menciptakan sel dengan karakteristik berbeda pada posisi yang berbeda

·         Interaksi sel

mengkoordinasi perilaku sebuah sel dengan sel tetangganya

·         Pergerakan sel

menyusun sel untuk membentuk struktur jaringan dan organ

Pada embrio yang berkembang, keempat proses ini berlangsung bersamaan. Tidak ada badan pengatur khusus untuk proses ini. Setiap sel dari jutaan sel embrio harus membuat keputusannya masing-masing, menurut jumlah kopi instruksi genetik dan kondisi khusus masing-masing sel.

Sel tubuh, seperti otot, saraf, dsb. tetap mempertahankan karakteristik karena masih mengingat sinyal yang diberikan oleh nenek moyangnya saat awal perkembangan embrio

Kesimpulan

Semua fungsi kehidupan diatur dan berlangsung didalam sel. Karenanya sel dapat berfungsi secara autonom asalkan seluruh kehidupan hidupnya terpenuhi. Pertumbuhan dan perkembangan sel umumnya terjadi pada organisme multiseluler yang hidup. Pertumbuhan dan perkembangannya tidak lepas dari siklus kehidupan yang dialami sel untuk tetap bertahan hidup. Siklus ini mengatur pertumbuhan sel dengan meregulasi waktu pembelahan atau mengatur perkembangan sel dengan mengatur jumlah ekspresi atau translasi gen pada masing-masing sel yang menentukan differensiasinya.

Daftar Pustaka

Elrod, susan. 2007. Teori Dan Soal-Sol Gentika Edisi Keempat. Jakarta : Erlangga.

Hartati. 2010. Penuntun Praktikum Genetika. Makassar : Jurusan Biologi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Makassar.

Henuhili, Victoria, Suatsih. 2003. Genetika. Yogyakarta : Jurusan Biologi Fakultas Pendidikan Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta.

Suratsih. 2000. Petunjuk Praktikum genetika. Yogyakarta : Jurusan Pendidikan Biologi. Universitas Negeri Yogyakarta.

Suryo. 1990. Genetika Manusia. Bandung : Gadjah Mada University Press.

Watson, james. 1988. DNA Rekombinan Suatu Pelajarn Singkat. Jakarta : Erlangga.

William. 2006. Biologi Molekuler Dan Sel. Jakarta : Erlangga.

Read More

BAGIAN SEL DAN FUNGSINYA

Pendahuluan
Sel merupakan unit terkecil yang menjadi dasar kehidupan dalam arti biologis.  Artinya semua fungsi kehidupan diatur dan berlangsung di dalam sel. Karena itulah, sel dapat berfungsi secara autonom atau mandiri asalkan seluruh kebutuhan hidupnya terpenuhi. Makhluk hidup atau organisme tersusun dari satu sel tunggal (uniselular), misalnya bakteri, Archaea, serta sejumlah fungi dan protozoa) atau dari banyak sel (multiselular). Pada organisme multiselular terjadi pembagian tugas terhadap sel-sel penyusunnya, yang menjadi dasar bagi hirarki hidup.
Struktur sel dan fungsi-fungsinya secara menakjubkan hampir serupa untuk semua organisme, namun jalur evolusi yang ditempuh oleh masing-masing golongan besar organisme (Regnum) juga memiliki kekhususan sendiri-sendiri. Sel-sel prokariota beradaptasi dengan kehidupan uniselular sedangkan sel-sel eukariota beradaptasi untuk hidup saling bekerja sama dalam organisasi yang sangat rapi.

Semua organisme terbuat dari sel. dalam hierarki biologis, sel adalah kumpulan materi paling sederhana yang bisa dianggap sebagai entitas kehidupan. Memang ada organisme yang hanya memiliki sel tunggal contohnya Paramecium, sebuah eukariota yang hidup di air tambak. Lebih besar, organisme yang lebih kompleks, termasuk tumbuhan dan hewan adalah organisme yang multiseluler. Tubuh mereka adalah asosiasi dari berbagai spesialisasi sel. Bahkan, saat sel berada ke dalam tingkat organisasi yang lebih tinggi, seperti jaringan dan organ tubuh, sel tetap menjadi unit dasar struktur dan fungsi organisme. Sel sama pentingnya dengan sistem biologi yang hidup karena atomnya adalah kimia. Banyak jenis sel yang bekerja untuk kita sekarang, contohnya seperti kontraksi dari sel otot menggerakkan mata saat membaca artikel ini.

Pengertian Sel
Sel merupakan unit terkecil yang menyusun setiap organisme serta dapat untuk melaksanakan fungsi hidup sendiri dan berkembang biak dengan cara berreplikasi atau memperbanyak diri. Sel adalah penyusun tubuh organisme. Berdasarkan jumlah sel yang dimiliki oleh setiap makhluk hidup, organisme dibedakan menjadi dua tingkatan, yakni organisme unisel dan organisme multisel.
Pada organisme unisel sendiri, tubuhnya terdiri atas satu sel sehingga seluruh kegiatan hidupnya dilaksanakan oleh sel itu sendiri. Contohnya pada, Amoeba, Paramecium Bakteri, Virus, dan lain-lain. Pada organisme multisel, tubuhnya tersusun atas banyak sel yang mempunyai fungsi masing-masing.

Sejarah Sel
Istilah sel pertama kali digunakan oleh Robert Hooke, kirakira 300 tahun yang lalu, untuk ruang-ruang kecil seperti kotak yang dilihatnya pada waktu ia mengamati sebuah gabus dan bahan tumbuhan lain di bawah mikroskop.
Kemudian, pada tahun 1839, fisiologiwan Purkinye memperkenalkan istilah protoplasma bagi zat hidup dari sel tersebut. Istilah dari protoplasma Purkinye tidak memberi pengertian kimiawi dan fisik yang jelas, tetapi dapat digunakan untuk menyebut semua zat yang terorganisasi dalam sel.
Dalam tahun yang sama, yaitu tahun 1839, seorang botaniwan Matthias Schleiden dan zoologiwan Theodor Schwann dari Jerman, membuktikan bahwa sel hidup berisi cairan sitoplasma untuk segala aktivitas dasar pada makhluk hidup.
Pembuktian tersebut berkembang menjadi teori sel yang menyatakan bahwa semua tubuh hewan dan tumbuhan terdiri atas sel-sel, yakni unit dasar dari kehidupan. Ada beberapa jenis makhluk hidup yang tubuhnya hanya terdiri dari satu sel.

Bagian-Bagian Sel dan Fugsinya
Sel tumbuhan dan sel hewan mempunyai persamaan dan perbedaan struktur sel dan juga fungsinya. Persamaan sel tumbuhan dan sel hewan merupakan kedua sel mempunyai bagian-bagian sel, seperti membran sel, sitoplasma, nukleus, mitokondria, ribosom, retikulum endoplasma (RE), aparatus golgi, lisosom, dan peroksisom.

Membran sel
Membran sel merupakan permukaan luar setiap sel dibatasi oleh selaput halus dan elastis. Membran sel ini sangatlah penting dalam pengaturan isi sel tersebut, karena semua bahan yang keluar atau masuk harus melalui membran ini.
Hal ini berarti, membran sel dapat mencegah masuknya zat-zat tertentu yang dapat merugikan sel dan memudahkan masuknya zat-zat yang lain yang berguna bagi sel. Selain untuk dapat membatasi sel, membran plasma juga dapat membatasi berbagai organel-organel dalam sel, seperti vakuola, mitokondria, dan kloroplas.

Membran plasma bersifat diferensial permeabel, memiliki pori-pori ultramikroskopik yang dilalui zat-zat tertentu. Ukuran dari pori-pori tersebu menentukan besar maksimal molekul yang dapat melalui membran.
Selain besar molekul, faktor lain yang dapat mempengaruhi masuknya suatu zat ke dalam sel yaitu muatan listrik, jumlah jumlah molekul air, dan daya larut partikel di dalam air.
Membran sel terdiri atas dua lapis molekul fosfolipid atau lemak yang bersenyawa dengan fosfat. Bagian ekor dengan asam lemak yang memiliki sifat hidrofobik (nonpolar), kedua lapis molekul tersebut saling berorientasi ke dalam.
Sedangkan, pada bagian kepalanya bersifat hidrofilik (polar) mengarah ke lingkungan yang berair. Selain fosfolipid terdapat juga glikolipid atau lemak yang bersenyawa dengan karbohidrat dan sterol atau lemak alkohol terutama kolesterol.
Sedangkan, komponen protein tersebut terletak pada membran dengan posisi yang berbeda-beda. Beberapa protein terletak pada periferal, sedangkan yang lain tertanam pada integral dalam lapis ganda fosfolipid.
Beberapa protein membran yaitu enzim, sedangkan yang lain merupakan reseptor bagi hormon atau senyawa tertentu lainnya. Komposisi lipid dan protein penyusun membran sangat bervariasi, tergantung pada jenis dan fungsi membran itu sendiri.
Namun, membran memiliki ciri-ciri yang sama, yakni bersifat permeable selektif terhadap molekul-molekul. Sehingga, membran sel dapat mempertahankan bentuk dan juga ukuran selnya tersebut.

Sitoplasma
Sitoplasma merupakan material yang di dalamnya terdapat beberapa organel-organel sel. Sebagian besar bahan sitoplasma yaitu air.
Di dalam sitoplasma  itu sendiri terlarut molekul-molekul kecil seperti garam, gula, asam amino, asam lemak, nukleotida, vitamin, dan juga  gas-gas tertentu, serta ion dan sejumlah besar protein. Bahan cair sitoplasma ini, disebut dengan  sitosol. Sejumlah enzim yang diperlukan untuk metabolisme sel juga terdapat di dalam sitoplasma.
Selain berfungsi sebagai tempat penyimpanan bahan kimia yang vital, bahan dasar ini juga adalah tempat lintasan metabolisme tertentu, contohnya  glikolisis. Selain itu sitoplasma juga berfungsi sebagai tempat pergerakan organel-organel dalam aliran sitoplasma tersebut.

Nukleus
Nukleus adalah organel terbesar dalam sel, terdapat di semua sel eukariotik, kecuali pada sel-sel pembuluh floem dewasa dan sel darah merah mamalia dewasa. Bentuk inti dari sel ini bulat hingga lonjong dengan garis tengah ± 10 µm (mikro meter) dan panjangnya ± 20 µm.
Pada umumnya tiap sel hanya mempunyai satu inti, tetapi ada juga organisme yang mempunyai inti lebih dari satu. Contohnya, Paramecium yang mempunyai dua inti, yakni mikronukleus dan makronukleus.
Nukleus mempunyai peranan yang sangat penting bagi kehidupan sel, karena berfungsi untuk  mengendalikan seluruh kegiatan sel. Hal ini disebabkan karena inti sel mengandung beberapa informasi genetika dalam bentuk DNA (deoxyribonucleic acid).
DNA dapat mereplikasi atau membuat tiruan diri yang diikuti oleh pembelahan inti. Sehingga, inti duplikasinya mengandung DNA yang sama seperti induknya tersebut. Nukleus terbungkus oleh selaput inti dan juga mengandung kromatin, satu atau dua nukleolus, dan juga nukleoplasma.
Selaput inti ini terdiri atas dua lapis membran. Selaput luar berhubungan langsung dengan retikulum endoplasma, retikulum endoplasma tertutup oleh beberapa ribosom dan terlibat dalam sintesis protein.
Pada selaput inti terdapat poripori yang memungkinkan pertukaran zat-zat antara nukleus dan juga sitoplasma, misalnya keluarnya RNAd (ribonucleic acid duta), masuknya protein ribosom, nukleotida, dan molekul yang mengatur kegiatan DNA.
Di dalam inti terdapat nukleoplasma atau getah inti yang dapat berbentuk gel. Nukleoplasma mengandung beberapa substansi kimia, seperti ion-ion, protein, enzim, dan nukleotid.
Kromatin tersusun atas berapa untaian DNA yang terikat pada protein dasar. Kromatin berarti materi berwarna, karena sifatnya yang mudah untuk dapat  menyerap warna agar bisa dilihat di bawah mikroskop.
Pada proses pembelahan sel, kromatin dapat menyerap zat pewarna secara intensif sehingga lebih mudah untuk dilihat. Benang kromatin mengerut atau memendek yang dapat  menyerupai benang terpilinyang disebut kromosom.
Nukleolus mempunyai bentuk bulat, terdapat di dalam nukleoplasma yang berfungsi dalam pembuatan RNA. Selain itu, nukleolus mengandung banyak DNA yang dapat bertindak sebagai organisator nukleus dan juga mengandung salinan gen-gen yang memberi kode RNA ribosom.
Nukleolus akan melarut dan tidak dapat tampak lagi dalam profase (tingkat awal dalam proses pembelahan sel) dan juga akan dibuat lagi oleh organisator pada akhir pembelahan sel (telofase).


Mitokondria
Mitokondria adalah benda-benda bulat atau berbentuk batang yang memiliki ukuran berkisar antara 0,2 µm sampai 5 µm. Jumlahnya berkisar dari beberapa buah sampai lebih dari 1000 buah per sel.
Sel-sel yang aktif atau yang memerlukan energi lebih besar mempunyai mitokondria yang lebih banyak, misalnya pada sel hati yang mengandung lebih dari 1000 mitokondria. Setiap mitokondria dibungkus oleh suatu membran ganda atau dua membran.
Membran dalam maupun membran luar terdiri dari suatu lapisan ganda molekul fosfolipid. Membran luar memiliki sifat yaitu licin, sedangkan membran dalam akan melipat berulang-ulang menjadi lipatan-lipatan yang masuk ke dalam ruang mitokondria sehingga membran dalam akan menjadi luas.
Lipatan dalam ini, disebut  dengan krista. Di dalam krista terdapat enzim untuk sistem transmite electron yang sangat penting untuk dapat  mengubah energi potensial dari bahan makanan menjadi energi potensial yang disimpan di dalam ATP. Energi ATP ini dipakai oleh sel untuk dapat melakukan berbagai kegiatan.

Oleh karena itu, mitokondria cenderung berkumpul di daerah sel yang paling aktif, misalnya pada sel saraf dan juga sel otot. Kedua jenis sel tersebut banyak mengandung  mitokondria, karena paling aktif terlibat dalam transmisi impuls listrik, kontraksi, dan juga sekresi.

Ribosom
Ribosom adalah struktur yang paling kecil dengan garis tengah kurang lebih 20 cm, berbentuk bulat, dan tersuspensi dalam sitoplasma. Ribosom juga mengandung RNA dan protein dengan perbandingan yang sama.
Ribosom sendiri berfungsi sebagai tempat pembuatan protein. Ribosom dapat terikat pada membran retikulum endoplasma maupun terdapat bebas dalam matriks sitoplasma.
Pada umumnya, ribosom yang menempel pada RE berfungsi  mensintesis protein untuk dibawa keluar sel melalui RE dan juga golgi kompleks.
Sedangkan, ribosom yang terdapat dalam sitoplasma, mensintesis protein untuk keperluan dalam sel itu sendiri. Dalam sel terdapat beberapa kelompok yang terdiri atas lima atau enam ribosom yang disebut dengan polisom yang merupakan unit fungsional yang efektif dalam sintesis protein.



Retikulum endoplasma
Retikulum endoplasma adalah sistem membran yang sangat luas yang berada di dalam sel. Retikulum endoplasma di bawah mikroskop elektron, tampak layaknya rongga atau tabung pipih yang saling berhubungan dan juga menutupi sebagian besar sitoplasma.
Membran-membran ini memiliki struktur lipid protein yang sama dengan membran lain dalam sel tersebut. Setiap membran pada retikulum endoplasma mempunyai satu permukaan yang menghadap sitosol dan yang lain menghadap bagian dalam rongga tersebut.
Retikulum endoplasma (RE) dapat dibagi menjadi dua macam, yakni retikulum endoplasma kasar (RE granular) yang banyak mengikat ribosom dan juga retikulum endoplasma halus (RE agranular) yang hanya terdiri atas membran saja.


Kedua macam Retikulum endoplasma tersebut, dapat ditemukan di dalam satu sel yang sama. RE agranular memiliki peranan dalam proses sekresi sel dan sintesis lemak, fosfolipid dan steroid. Sedangkan, pada RE granular berfungsi sebagai tempat sintesis protein tersebut.
Di samping itu, retikulum endoplasma juga berfungsi sebagai sistem transpor substrat dan juga hasil-hasil dari sitoplasma ke luar sel dan sitoplasma ke nukleus.

Badan Golgi
Badan golgi terdapat di dalam semua sel, kecuali pada sperma dewasa dan sel darah merah. Badan golgi terdiri atas anyaman saluran yang tak teratur yang tampak seperti susunan membran yang sejajar tanpa adanya granula.
Bagian-bagian tertentu dari saluran ini dapat membesar membentuk suatu kantung atau vesikula yang berisi zat. Badan golgi paling  penting dalam sel-sel yang secara aktif terlibat dalam sekresi.
Badan golgi sendiri digunakan sebagai tempat penimbunan sementara protein dan zat-zat lain yang dibuat dalam retikulum endoplasma. Zat –  zat ini dalam badan golgi dibungkus kembali dalam kantung-kantung besar atau vesikula. Kemudian vesikula tersebut bergerak ke permukaan sel (membran plasma), kemudian membran vesikula membuka dan juga mengeluarkan isinya ke luar sel.
Badan golgi adalah  tempat sintesis polisakarida, misalnya pada mukus. Selulosa yang disekresikan oleh sel tumbuhan untuk membentuk suatu dinding sel, disintesis pada badan golgi.





Lisosom
Lisosom merupakan struktur yang agak bulat dan juga dibatasi oleh membran tunggal. Diameternya sekitar kurang lebih 1,5 µm. Lisosom dihasilkan oleh badan golgi yang penuh dengan adanya protein.
Lisosom mengandung berbagai macam enzim yang dapat melakukan hidrolisis makromolekul-makromolekul, seperti polisakarida, lipid, fosfolipid, asam nukleat, dan juga protein di dalam sel.
Enzim-enzim hidrolitik ini terkurung di dalam lisosom sehingga dapat menghalangi mencerna komponen-komponen dalam sel. Jika enzim-enzim hidrolitik ini dapat merembes keluar dari lisosom, maka isi sel dapat terhidrolisis.
Oleh karena itu, lisosom sendiri dinamakan sebagai kantung pembunuh diri. Apabila bahan di dalam sel harus dapat dicerna, mula-mula bahan tersebut dapat digabungkan dengan lisosom, kemudian dihidrolisis.
Bahan-bahan tersebut merupakan struktur subseluler lain, misalnya pada mitokondria yang telah berhenti berfungsi, partikel-partikel makanan, atau bakteri yang merugikan.
Lisosom juga dapat  berperan penting untuk menghancurkan selsel yang tidak berfungsi lagi. Bila sel luka atau mati, lisosomnya membantu dalam proses menghancurkannya. Contohnya,  ekor kecebong yang secara bertahap dihancurkan oleh lisosom.


Periksisom
Peroksisom besarnya hampir sama dengan lisosom yaitu (0,3 – 15 µm), dan dibatasi oleh membran tunggal. Peroksisom sendiri dihasilkan oleh retikulum endoplasma. Peroksisom juga penuh berisi enzim dan yang paling khas yaitu katalase.
Enzim ini mengkatalis perombakan hidrogen peroksida (H2 O2), yakni produk yang berpotensi dapat  membahayakan metabolisme sel. Peroksisom juga berperan dalam proses perubahan lemak menjadi karbohidrat, dan dalam perubahan purin dalam sel.
Pada hewan, peroksisom terdapat pada sel-sel hati dan juga  ginjal. Sedangkan, pada tumbuhan, terdapat  berbagai tipe dari  sel tersebut. Peroksisom sel-sel tumbuhan sering sekali mengandung bahan-bahan yang terkristalisasi.


Mikrotubulus
Mikrotubulus merupakan silinder protein yang terdapat pada sebagian besar sel hewan dan tumbuhan. Diameter luarnya kira kira 25 nm dan diameter lumennya kurang lebih 15 nm. Protein yang membentuk mikrotubulin disebut dengan tubulin.
Ada dua macam tubulin, yakni α tubulin dan β tubulin. Kedua tubulin ini mempunyai susunan asam amino yang berbeda. Dua molekul (α tubulin dan β tubulin) bergabung membentuk suatau dimer. Dimer merupakan blok bangunan yang membentuk mikrotubulus. Dimer sendiri dapat membentuk dinding silinder dalam bentuk heliks.
Mikrotubulus bersifat kaku sehingga penting untuk dapat mempertahankan atau mengontrol bentuk sel Mikrotubulus berperan dalam pembelahan sel, karena setiap kromosom bergerak ke kutub pembelahan yang terikat pada gelendong mitotik yang dibentuk oleh sebuah mikrotubul.
Selain itu, mikrotubul berguna sebagai temoat saluran bagi arus zat sitoplasma di dalam sel dan merupakan komponen stuktural yang penting dari silia dan juga flagela.


Mikrofilamen
Mikrofilamen merupakan serat tipis panjang yang berdiameter 5 – 6 nm, terdiri atas protein yang disebut dengan aktin. Banyak mikrofilamen membentuk sebuah kumpulan atau jaringan pada berbagai tempat dalam sel, misalnya terbentuknya mikrofilamen yang dapat  memisahkan kedua sel anak yang akan membelah.
Selain itu, mikrofilamen berperan penting dalam gerakan atau aliran sitoplasma. Mikrofilamen yaitu ciri-ciri yang penting dalam sel yang berubah-ubah bentuknya.

Rangkuman Fungsi Bagian Sel

NUKLEUS : PUSAT INFORMASI

Nukleus mengandung sebagian besar gen dalam sel eukariot. Nukleus umumnya merupakan organel yang paling menonjol dalam sel eukariot. Selaput Nukleus menyelubungi nukleus , memisahkan isinya dari sitoplasma. Dalam nukleus , DNA terorganisasi menjadi unit – unit diskret yang disebut kromosom , struktur yang membawa informasi genetik.

RIBOSOM : PABRIK PROTEIN

Ribosom , yang merupakan kompleks yang terbuat dari RNA ribosom dan protein , merupakan komponen sel yang melaksanakan sintesis protein. Ribosom membangun protein di dua lokasi pada sitoplasma.

RETIKULUM ENDOPLASMA : PABRIK BIOSENTESIS

Retikulum Endoplasma merupakan jejaring membran yang sedemikianekstensif sehingga menyusun lebih dari separuh total membran dalam banyak sel eukariot. RE terdiri dari jejaring tubulus dan kantung bermembran yang disebut sisterna.

APARATUS GOLGI : PUSAT PENGIRIMAN DAN PENERIMAAN

Kita dapat menganggap apparatus golgi sebagai pusat pembuatan , penggudangan , pemilahan , dan pengiriman. Di organel ini , produk – produk RE , misalnya protein , dimodifikasi dan disimpan serta kemudian dikirimkan ke berbagai tujuan lain. Tidaklan mengherankan , apparatus golgi sangat ekstensif pada sel – sel yang terspesialisasi untuk sekresi.

LISOSOM : KOMPARTEMEN PENCERNAAN

Lisosom adalah kantong bermembran yang berisi enzim – enzim hidrolitik yang digunakan oleh sel hewan untuk mencerna makromolekul. Enzim lisosom bekerja paling baik dalam kondisi asam yang ditemukan dalam lisosom.

VAKUOLA : KOMPARTEMEN PEMELIHARAAN YANG BERANEKA RAGAM

Vakuola adalah vesikel yang dibatasi membran dengan fungsi yang berbeda – beda pada jenis sel yang berbeda – beda.

SISTEM ENDOMEMBRAN : TINJAUAN ULANG

Ketika membran bergerak dari RE ke Golgi dan kemudian ke tempat lain , komposisi molecular dan fungsi metaboliknya dimodifikasi , bersama dengan kandungannya. Sistem Endomembran merupakan pemain yang kompleks dan dinamik dalam organisasi kompartemental sel.

MITOKONDRIA : PENGUBAHAN (KONVERSI) ENERGI KIMIA.

Mitokondria ditemukan pada hamper semua sel eukariot , termasuk sel tumbuhan , hewan , fungi , dan sebagian besar protista. Mitokondria diselubungi oleh dua membran , yang masing – masing merupakan lapisan – ganda fosfolipid dengan sekumpulan unik protein yang tertanam di dalamnya.

KLOROPLAS : PENANGKAPAN ENERGI CAHAYA

Kloroplas adalah suatu anggota terspesialisasi dari family organel – organel tumbuhan yang berkerabat dekat , yang disebut palstida. Di dalam kloroplas terdapat sistem bermembran lain dalam bentuk kantong – kantong pipih yang saling berhubungan disebut tilakoid. Di beberapa wilayah , tilakoid ditumpuk seperti koin , masing – masing tumpukan disebut grana.

PEROKSISOM : OKSIDASI

Peroksisom adalah kompartemen metabolic terspesialisasi yang dibatasi oleh satu membran tunggal. Peroksisom mengandung enzim – enzim yang mentransfer hydrogen dari berbagai substrat ke oksigen menghasilkan hydrogen peroksida.

Referensi :

Alberts, B.; Johnson, A.; Lewis, J.; Raff, M.; Roberts, K. & Walters, P. (2002). "The Universal Features of Cells on Earth". Molecular Biology of the Cell (edisi ke-4). Garland Science, New York.

Cahyana.D. 2003. Biologi. Erlangga, Jakarta.

Campbell, N.A., Reece, J.B. & Mitchell, L.G. (2002). Biologi. Diterjemahkan oleh R. Lestari dkk. (edisi ke-5, jilid 1). Erlangga, Jakarta.

Kratz, R.F. (2009). Molecular & Cell Biology for Dummies. Wiley, Hoboken, NJ.

Pratiwi, P.A.2004. Biologi. Erlangga, Jakarta.

Rachmat. 2007. Ringkasan Pengetahuan Alam. PT Grasindo, Jakarta.

Russel, P.J., Hertz, P.E. & McMillan, B. (2011). Biology The Dynamic Science (edisi ke-2, volume 1). Brooks/Cole, Belmont, CA.

Sloane, E. (2003). Anatomi dan Fisiologi Untuk Pemula. Diterjemahkan oleh J. Veldman. EGC, Jakarta.

Solomon, E.P., Berg, L.R. & Martin, D.W. (2004). Biology (edisi ke-7). Brooks/Cole, Belmont, CA.

Sutrian, Yayan dan Cipta, Rineke. 2004. Pengantar Anatami Tumbuh-Tumbuhan

(Tentang sel dan jaringan). Jakarta

                                                       

Wheelis, M. (2008). Principles of Modern Microbiology. Jones and Bartlett, Sudbury, MA.

Read More

TERMODINAMIKA DAN TENAGA BEBAS

Pengertian
Kata "Termodinamika" berasal dari kata thermos (panas) dan dynamic (gerak atau perubahan) yang artinya adalah salah satu cabang dari ilmu fisika yang mempelajari panas dan temperatur, serta hubungan keduanya pada energi dan gerak. Inti dari pembahasan termodinamika ini adalah bagaimana energi dalam bentuk panas dapat mengalir dari satu benda ke benda lain, proses dari aliran energi tersebut, dan akibat yang dihasikan oleh perpindahan energi tersebut. Termodinamika berhubungan erat dengan fisika energi, panas, kerja, entropi dan kespontanan proses.
Aplikasi dan penerapan termodinamika bisa terjadi pada tubuh manusia, peristiwa meniup kopi panas, perkakas elektronik, Refrigerator, mobil, pembangkit listrik dan industri.

Prinsip Termodinamika
Prinsip termodinamika sebenarnya yaitu hal alami yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, termodinamika direkayasa sedemikian rupa sehingga menjadi suatu bentuk mekanisme yang bisa membantu manusia dalam kegiatannya. Penerapan prinsip-prinsip termodinamika yang meliputi Mekanika, Panas dan Kalkulus Diferensial pada ilmu pengetahuan lain ditunjukkan pada Gambar 1.


Sistem Termodinamika
Sistem termodinamika adalah bagian dari jagat raya yang diperhitungkan. Sebuah batasan yang nyata atau imajinasi memisahkan sistem dengan jagat raya, yang disebut lingkungan. Klasifikasi sistem termodinamika berdasarkan pada sifat batas sistem-lingkungan dan perpindahan materi, kalor dan entropi antara sistem dan lingkungan.
Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan:
1. Sistem tertutup
Terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran benda dengan lingkungan. Rumah hijau adalah contoh dari sistem tertutup di mana terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan. Apakah suatu sistem terjadi pertukaran panas, kerja atau keduanya biasanya dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya:
- Pembatas Adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas
- Pembatas Rigid: tidak memperbolehkan pertukaran kerja.
2. Sistem terisolasi
Tak terjadi pertukaran panas, benda atau kerja dengan lingkungan. Contoh dari sistem terisolasi adalah wadah terisolasi, seperti tabung gas terisolasi.
3. Sistem terbuka
Terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda dengan lingkungannya. Sebuah pembatas memperbolehkan pertukaran benda disebut permeabel. Samudra merupakan contoh dari sistem terbuka.
Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak dapat terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, meskipun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Dalam analisis sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar dari sistem.

Hukum Dasar Termodinamika
Terdapat empat Hukum Dasar yang berlaku di dalam sistem termodinamika, yaitu:

Hukum Awal (Zeroth Law) Termodinamika
Hukum awal menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya. Hukum ini dimasukkan setelah hukum pertama.

Hukum Pertama Termodinamika
Hukum yang sama juga terkait dengan kasus kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup, sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap sistem. Hukum ini dapat diuraikan menjadi beberapa proses, yaitu proses dengan Isokhorik, Isotermik, Isobarik, dan juga adiabatik.



Hukum kedua Termodinamika
Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Tidak ada bunyi untuk hukum kedua termodinamika yang ada hanyalah pernyataan kenyataan eksperimental yang dikeluarkan oleh kelvin-plank dan clausius.

Pernyataan clausius: tidak mungkin suatu sistem apapun bekerja sedemikian rupa sehingga hasil satu-satunya adalah perpindahan energi sebagai panas dari sistem dengan temperatur tertentu ke sistem dengan temperatur yang lebih tinggi.
Pernyataan kelvin-planck: tidak mungkin suatu sistem beroperasi dalam siklus termodinamika dan memberikan sejumlah netto kerja kesekeliling sambil menerima energi panas dari satu reservoir termal.(sumber Fundamentals of engineering thermodynamics (Moran J., Shapiro N.M. – 6th ed. – 2007 – Wiley) Bab5).
Total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya hal ini disebut dengan prinsip kenaikan entropi” merupakan korolari dari kedua pernyataan diatas (analisis Hukum kedua termodinamika untuk proses dengan menggunakan sifat entropi)(sumber Fundamentals of engineering thermodynamics (Moran J., Shapiro N.M. – 6th ed. – 2007 – Wiley) Bab6).

Hukum ketiga Termodinamika
Hukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut. Hukum ini menyatakan bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut, semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum. Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol.

Tenaga Bebas
Tenaga bebas adalah bagian dari suatu sistem energi yang dapat digunakan untuk reaksi. Tenaga bebas juga merupakan jumlah energi yang  tersedia untuk memutus dan selanjutnya  membentuk suatu ikatan kimia. Gibbs’ free energy (G), bahwa di dalam sel adalah jumlah  energi yang yang terkandung dalam ikatan kimia suatu  molekul (dimana T&P adalah constant)
Perubahan dalam energi bebas disebut dengan ΔG, disebut dengan Endergonik jika reaksinya membutuhkan input  energi dan Exergonik jika reaksi melepaskan energi bebas.

Perbedaan Endergonik dan Exergonik

Endergonik dan eksergonik dua jenis reaksi kimia , atau proses, dalam kimia panas atau kimia fisik. Nama-nama menggambarkan apa yang terjadi pada energi selama reaksi. Klasifikasi terkait dengan endotermik dan reaksi eksotermik , kecuali endergonik dan eksergonik menjelaskan apa yang terjadi dengan segala bentuk energi, sementara endotermik dan eksotermik hanya berhubungan dengan panas atau energi panas.

Reaksi endergonik

- Reaksi endergonik juga dapat disebut reaksi yang tidak menguntungkan atau reaksi nonspontaneous. Reaksi membutuhkan lebih banyak energi daripada yang Anda dapatkan dari itu.

- Reaksi endergonik menyerap energi dari lingkungan mereka.

- Ikatan kimia yang terbentuk dari reaksi lebih lemah daripada ikatan kimia yang rusak.

- Energi bebas dari sistem meningkat. Perubahan standar Gibbs Free Energy (G) dari reaksi endergonik positif (lebih besar dari 0).

- Perubahan entropi (S) menurun.

- Reaksi endergonik tidak spontan.

- Contoh reaksi endergonik termasuk reaksi endotermik, seperti fotosintesis dan mencairnya es ke dalam air cair.

- Jika suhu lingkungan menurun, reaksi endotermik.

Reaksi eksergonik

- Reaksi eksergonik dapat disebut reaksi spontan atau reaksi yang menguntungkan.

- Reaksi eksergonik melepaskan energi ke lingkungan.

- The ikatan kimia yang terbentuk dari reaksi lebih kuat dari mereka yang rusak di reaktan.

- Energi bebas dari sistem menurun. Perubahan standar Gibbs Free Energy (G) dari reaksi eksergonik negatif (kurang dari 0).

- Perubahan entropi (S) meningkat. Cara lain untuk melihatnya adalah bahwa gangguan atau keacakan dari sistem meningkatkan.

- Reaksi eksergonik terjadi secara spontan (tidak ada energi luar diperlukan untuk memulai mereka).

- Contoh reaksi eksergonik termasuk reaksi eksotermik, seperti pencampuran natrium dan klorin untuk membuat garam meja, pembakaran, dan chemiluminescence (cahaya adalah energi yang dilepaskan).

- Jika suhu lingkungan meningkat, reaksi adalah eksotermis.

Kesimpulan

Berdasarkan pembahasan sebelumnya, kita dapat menyimpulkan bahwa  :

Termodinamika adalah  cabang dari ilmu fisika yang mempelajari tentang proses perpindahan energi sebagai kalor dan usaha antara sistem dan lingkungan. Kalor diartikan sebagai perpindahan energi yang disebabkan oleh perbedaan suhu, sedangkan usaha merupakan perubahan energi melalui cara-cara mekanis yang tidak disebabkan oleh perubahan suhu. Adapun proses termodinamika antara lain proses isobaric, isochoric,isothermal dan adiabatic.

Hukum termodinamika I merupakan hukum yang terkait dengan kekekalan energy. Hukum ini menyatakan perubahan dari suatu system termodinamika tertutup sama dengan jumlah total jumlah energy kalor yang disuplai ke dalam system dan yang dilakukan terhadap system

Hukum termodinamika II berbunyi “ panas mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah, dan panas tidak dapat mengalir secara spontan dari benda yang bersuhu rendah menuju benda yang bersuhu tinggi”.

DAFTAR PUSTAKA :

    Campbell,Neil A.2008.Biologi Edisi 8 Jilid 1 (Terjemahan Bahasa Indonesia).Jakarta: Penerbit Erlangga

    Campbell,Neil A.2016.Biology Eleventh Edition.New York: Pearson

Read More

PERAN ATP DALAM ENERGI

Pendahuluan
Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja, dalam sebuah energi terdapat usaha dan gerakan. Dan energi juga dapat dikatakan sebagai tenaga. Dalam hukum kekekalan energi yang berbunyi "energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Tetapi energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain".

Read More