rakus ilmu biomedik dasar sistem pencernaan dan metabolisme manusia

Rakus Ilmu Biomedik Dasar Sistem Pencernaan dan Metabolisme Manusia

Rangkuman Khusus Ilmu Biomedik Dasar Sistem Pencernaan dan Metabolisme Manusia

RINGKASANOK.BLOGSPOT.COM

December 3, 2015

Authored by: Iqbal Taufiqqurrachman

Nama :

Fakultas :

ringkasanok.blogspot.com Rakus Ilmu Biomedik Dasar Sistem Pencernaan dan Metabolisme Manusia

1

RAKUS ILMU BIOMEDIK DASAR Authored by : taufiqbal

A. Struktur Sistem Pencernaan

Berikut merupakan gambar struktur sistem pencernaan :

Sumber : Marieb. Human Anatomy and Physiology 9th Edition


2


Berikut pendahuluan mengenai bagian-bagian dari saluran sistem pencernaan :

a) Mulut

- Terjadi pencernaan secara kimiawi dan mekanik

- Mekanik dilakukan oleh gigi dengan menghancurkan makanan

- Kimiawi dengan enzim-enzim yang ada di mulut, antara lain :

Amilase/Ptialin : mengubah amilum menjadi glukosa

Lipase : mengubah lemak jadi asam lemak dan gliserol

- Di mulut terdapat kelenjar ludah yang dapat melakukan salivasi

- Salivasi dapat terjadi dengan adanya rangsangan dari makanan dan juga dari

penciuman serta penglihatan tentang makanan

- Dapat dilihat bahwa kelenjar ludah ada tiga yaitu kelenjar parotid, kelenjar sublingual,

dan kelenjar submandibular/submaksilar

- Berikut struktur gigi yang menjadi mekanisme mekanik pada mulut manusia :



Tidak ada

penyerapan

makanan di

mulut


3


- Saat makanan masuk ke dalam mulut ini terjadi fase sefalik yang dapat dibilang

makanan masuk ke mulut membuat lambung bersiap mensekresikan getah

pencernaannya

- Hipersalivasi, hal ini diakibatkan oleh rangsang makanan itu sendiri yang masuk ke

mulut atau dengan pemikiran, penglihatan, dan penciuman bau makanan

- Berikut proses hipersalivasi :

- Kemudian juga terjadi proses pengunyahan oleh gigi yang berfungsi untuk :

Menggiling dan memecahkan makanan menjadi potongan-potongan yang lebih kecil

dan mudah ditelan

Mencampur makanan dengan liur yang mengandung amilase untuk menghancurkan

amilum menjadi maltosa dan α-limit dekstrin (hasil pencernaan amilopektin) dan

lisozim serta IgA

Merangsang kuntum kecap untuk merasakan nikmatnya makanan, meningkatkan

sekresi liur, lambung, pankreas, dan empedu untuk persiapan menyambut makanan

datang

b) Faring dan Esofagus

- Faring merupakan saluran bersama antara pernapasan dan pencernaan di mana

menghubungkan antara mulut dengan trakea (pernapasan) serta esofagus (pencernaan)

- Di dekat faring terdapat salah satu kelenjar limfoid perifer yang disebut tonsil

- Di dalam bagian esofagus terjadi proses penelanan yang dapat dibagi menjadi fase

volunter dan involunter, prosesnya sebagai berikut :

Fase Orofaringeal

1) Pemindahan bolus dari mulut ke esofagus lewat faring dengan bantuan dorongan

dari lidah

2) Dalam tahap ini, akan ada refleks untuk tidak bernapas selama proses

penelanan karena adanya gerakan menutup saluran hidung dan faring oleh uvula

agar makanan tidak masuk ke hidung

3) Lidah menekan palatum keras untuk menahan makanan tidak kembali ke mulut

di sini disebut fase volunter

4) Epiglotis (kartilago) menutup glotis agar makanan tidak masuk ke trakea

Sumber : Lauralee Sherwood. From Cell to the System 9th Edition


4


5) Otot-otot faring berkontraksi mendorong bolus ke esofagus kemudian sfingter

faringoesofagus mencegah udara masuk saluran cerna dengan menutup bagian

atas esofagus (kontraksi) saat bernapas ketika makanan telah melalui sfingter ini

Fase Esofageal

1) Terjadi saat pusat menelan memciu gelombang persitaltik primer

2) Di mana terjadi gerakan mendorong bolus sampai ke lambung

3) Kemudian, terjadi gelombang peristaltic kedua yang tidak melibatkan pusat

rangsangan maka disebut fase involunter

4) Saat makanan sampai di lambung, sfingter gastroesofagus (bagian bawah

esofagus dekat lambung) menutup (kontraksi) mencegah pergerakan kembali isi

lambung agar tidak terjadi nyeri ulu hati (heartburn)

Su

mb

er

: L

au

rale

e S

herw

ood

. F

rom

Ce

ll to

th

e S

yste

m 9

th E

ditio

n


5


c) Lambung

- Memiliki struktur sebagai berikut :

- Dalam hal pencernaan, lambung memiliki fungsi berikut :

Menyimpan makanan

Memproduksi kimus (bolus yang terkena getah pencernaan lambung yang asam)

Mencerna protein (dengan enzim pepsin)

Memproduksi mukus (pelindung lambung dari HCl)

Memproduksi glikoprotein dan faktor intrinsik untuk memudahkan absorpsi vit. B12

- Struktur lambung sendiri terdiri atas beberapa sel penting :

Sel Eksokrin

Sel Hasil

Produksi Stimulan Fungsi Hasil Produksi

Mukus Mukus Stimulasi mekanis oleh isi lambung

Melindungi lapisan mukosa dari zat-zat asam (HCl), pepsin, dan cedera

Chief Pepsinogen Asetilkolin, gastrin Bentuk inaktif dari pepsin

Parietal HCl, faktor

intrinsik, dan glikoprotein

Asetilkolin, gastrin, dan

histamin

Mengaktifkan pepsinogen, menguraikan jaringan ikat,

menyebabkan denaturasi protein, dan memudahkan penyerapan

vitamin B12

Sel Endokrin

Sel Produk Hasil Stimulan Fungsi Hasil Produksi

Sel Mirip Enterokromafin

(ECL) Histamin

Asetilkolin dan gastrin

Merangsang sel parietal

Sel G Gastrin Produk protein dan asetilkolin

Merangsang sel parietal, sel Chief, dan ECL

Sel D Somatostatin Asam Menghambat sel parietal, sel G,

dan ECL



6


- Pencernaan kimiawi di lambung :

HCl : membunuh bakteri makanan

Pepsin : mencerna protein

Renin : mengemulsikan kasein pada susu

- Pencernaan mekanik di lambung :

Terjadi gerakan mencampur makanan dengan getah lambung serta terjadi gerak

peristaltik untuk mendorong kimus dari lambung ke duodenum

Berikut empat aspek motilitas lambung antara lain pengisian, penyimpanan,

pencampuran, dan pengosongan

- Proses pengosongan lambung :

Sebelum melihat prosesnya, lihat dahulu faktor-faktor yang memengaruhi pengosongan

lambung :

Sumber : Marieb. Human Anatomy and Physiology 9th

Edition


7


Faktor dari Lambung Faktor dari Duodenum Faktor di Luar Pencernaan

Semakin tinggi volume kimus, rangsangan motilitas dan

pengosongan lambung semakin tinggi

Semakin asam kimus, pengosongan lambung

diperlambat untuk menyiapkan NaHCO3

Dipengaruhi emosi : Saat sedih dan takut akan mengurangi motilitas dan pengosongan lambung Saat marah dan agresi

akan meningkatkan motilitas dan

pengosongan lambung

Semakin tinggi derajat fluiditas mempercepat pengosongan

lambung

Semakin banyak lemak, semakin lama pengosongan

untuk menyiapkan garam empedu dan lipase

Saat terasa nyeri hebat akan menghambat

pengosongan lambung

Semakin tinggi hipertonisitas akan semakin lama

pengosongan lambung

Semakin tinggi peregangan semakin lama pengosongan

lambung, karena masih banyak kimus di duodenum jadi perlu peregangan duodenum untuk memproses kelebihan kimus

tersebut

Dipengaruhi oleh respon saraf enterogastrik yaitu pleksus

saraf intrinsik sebagai refleks pendek dan saraf autonomy

(refleks panjang)

Hormon juga ikut berperan dalam menghambat

pengosongan lambung, antara lain sekretin dan CCK

- Berikut proses pengosongan lambung :

1) Kontraksi peristaltik dimulai dari bagian fundus mengakibatkan kimus ada yang ke

duodenum

2) Kemudian depolarisasi dan kontraksi sampai di sfingter pylorus yang membuat

sfingter ini menutup jalur keluar kimus ke duodenum

3) Kimus terpental dan kembali ke antrum

4) Hal ini menyebabkan kimus bercampur dengan getah lambung



8


- Fase-fase pencernaan yang ada di lambung :

Fase Sefalik

Peningkatan sekresi lambung ketika makanan berada di mulut

Hormon gastrin akan membantu merangsang sekresi lambung (HCl dan

pepsinogen) untuk persiapan menerima makanan yang sedang dicerna di mulut

dan esofagus

Berikut langkahnya :

Fase Gastric

Terjadi saat makanan sampai di lambung

Berikut skemanya :


9


Fase Intestine

Fase ini mencakup faktor-faktor duodenum yang memengaruhi sekresi lambung

Saat semua kimus meninggalkan lambung menuju duodenum, maka pH lambung

akan terus menurun karena protein kimus yang menjadi buffer sudah masuk ke

duodenum

Akhirnya ada pelepasan somatostatin untuk menghambat sekresi lambung

Faktor-faktor lain yang menghambat pengosongan lambung antara lain :

Adanya lemak

Tingkat keasaman

Hipertonisitas

Peregangan di duodenum

Hormon GIP (Gastric Inhibitory Polipeptide)

Hormon sekretin

Hormon koleosistokinin (CCK)

Hormon pembersih (enterogastron)

Faktor yang menstimulasi sekresi lambung :

Peregangan lambung (jumlah kimus di lambung)

Pelepasan gastrin

Kekentalan kimus

Jenis makanan (karbohidrat cepat, protein lambat, lemak antara 3-6 jam)



10


d) Usus Halus

- Usus halus dapat dibagi menjadi tiga bagian yaitu duodenum, jejunum, dan ileum

- Duodenum memiliki struktur yang berkoneksi dengan organ-organ lain :

- Di duodenum terjadi pencernaan secara mekanis yaitu dengan gerakan berikut :

1) Segmentasi

Motilitas utama di usus halus

Gerakan mendorong serta mencampur makanan dengan satu bagian kontraksi

satu bagian relaksasi dan bergantian secara terus menerus

Berikut skemanya :




11


2) Kompleks Motilitas Bermigrasi (Migrating Motility Complex / MMC)

Gerakan menyapu sisa makanan serta debris mukosa dan bakteri ke kolon

- Di bagian ileum terdapat hubungan antara usus halus dan usus besar, tetapi keduanya

dicegah berkontaminasi ; di ileum juga terdapat GALT (Gut-Associated Lymphoid

Tissue) atau Bercak Peyer

- Terdapat katup illeosekum untuk mencegah aliran balik makanan dari kolon ke usus

halus dan terdapat juga sfingter ileosekum yang selalu berkontraksi

- Berikut gambarnya :

- Di usus halus memiliki struktur mikroskopis antara

lain untuk memperbesar luas permukaan

penyerapan, antara lain :

Vili

Mikrovili akan membentuk brush border

Plicae circulares

- Dapat dilihat di samping terdapat struktur vili yang

ada pada usus halus, dalam setiap vili akan

mengandung sel epitel di permukaan, inti jaringan

ikat, anyaman kapiler, dan pembuluh limfe terminal

- Brush border pada mikrovili di bagian membran

plasmanya mengandung :

Enterokinase : aktivasi tripsinogen

Disakaridase : mencerna disakarida

Aminopeptidase : mencerna peptida kecil

- Di dalam mukosa di antara vili terdapat kriptus

Lieberkϋhn yang memproduksi air, garam, dan

mukus di sel-sel permukaan vili

- Di dalam usus halus terjadi penyerapan ata

absorpsi bahan makanan untuk dijadikan energi

serta dijadikan prekursor metabolisme dan sintesis

dalam tubuh



12


- Berikut absorpsi makanan yang terjadi di usus halus :

Absorpsi Karbohidrat

Tentu polisakarida akan dihidrolisis menjadi monosakarida, untuk gula aldosa

(glukosa dan aldosa) akan masuk lewat SGLT sementara gula ketosa (fruktosa)

masuk melalui GLUT-5

Proses absorpsi karbohidrat ini melalui cara transport aktif sekunder

(antiport/kontratransport), berikut rangkaiannya :

Absorpsi Protein

Sama halnya dengan absorpsi glukosa, protein harus dihidrolisis dahulu

Dengan bantuan enzim aminopeptidase dan karboksipeptidase

Su

mb

er

: S

ilve

rth

orn

. H

um

an P

hysio

logy 5

th E

ditio

n


13


Absorbsi Lemak

Lemak harus diemulsikan terlebih dahulu dengan bantuan garam empedu dan

misel

Beda dengan transport lain, lemak langsung difusi ke membran sel tanpa karier

Su

mb

er

: S

ilve

rth

orn

. H

um

an P

hysio

logy 5

th E

ditio

n

Sumber : Silverthorn. Human Physiology 5th Edition


14


e) Pankreas dan Hati

- Pankreas

Memiliki kelenjar eksokrin maupun endokrin antara lain :

Endokrin (Pulau Lagerhans)

Sel α : menghasilkan hormon glukagon

Sel β : menghasilkan hormone insulin

Eksokrin

Sel duktus : menghasilkan NaHCO3

Sel asinus : menghasilkan enzim pencernaan

Berikut enzim-enzim dari sel asinus :

1) Enzim Proteolitik (pencerna protein)

o Tripsinogen

Bentuk inaktif dari tripsin, harus diaktifkan dengan enzim

enterokinase. Tripsin mencerna polipeptida besar menjadi kecil.

o Kimotripsinogen

Bentuk inaktif dari kimotripsin dan diaktifkan oleh tripsin dan fungsinya

sama seperti tripsin.



15


o Prokarboksipeptidase (Karboksipeptidase, Aminopeptidase,

Dipeptidase)

Melanjutkan pencernaan protein menjadi asam amino bebas.

2) Amilase Pankreas

Mencerna karbohidrat dari amilosa dan amilopektin menjadi glukosa,

maltose, dan dekstrin α-limit.

3) Lipase Pankreas

Enzim untuk mencerna lemak yang menghidrolisis trigliserida menjadi

monogliserida dan asam lemak bebas.

Berikut kontrol hormonal sekresi eksokrin pankreas :



16


- Hati

Berikut struktur hati :

Su

mb

er

: M

arieb

. H

um

an

An

ato

my a

nd P

hysio

logy 9

th E

ditio

n


17


Di hati terdapat kantong empedu yang mengeluarkan garam empedu untuk

mengemulsikan lemak di duodenum, sekresinya dipengaruhi oleh CCK

Hati akan merombak eritrosit tua dan menghasilkan bilirubin (kuning) dan

biliverdin (hijau) yang menjadi pigmen empedu

Warna kekuningan pada feses disebabkan oleh pigmen dominan bilirubin (kuning)

Berikut aliran enterohepatik garam empedu ke duodenum :

f) Usus Besar

- Merupakan organ penyerap air dari feses

- Di dalamnya terdapat bakteri untuk pembusuk makanan dan memproduksi vitamin K

- Berikut strukturnya :


Su

mb

er : M

arie

b. H

um

an

An

ato

my a

nd P

hysio

logy 9

th Ed

ition


18


B. Keseimbangan Energi

1. Proses Mendapatkan Energi

- Energi yang digunakan oleh tubuh adalah ATP (Adenosin Triposphat)

- Energi ini didapat dari proses katabolisme yaitu respirasi seluler dengan tahapan :

Glikolisis

Dekarboksilasi Oksidatif

Sistem Transpor Elektron

- Semua reaksi ini tergantung oleh energi yang dihasilkan masing-masing makanan, karena

karbohidrat dan protein memiliki perbedaan jumlah kalor dengan lemak per gramnya



19


2. Metabolisme Karbohidrat, Protein, dan Lemak

a) Karbohidrat

- Merupakan sumber energi utama tubuh

- Monomer glukosa ini akan ikut dalam proses glikolisis respirasi seluler dalam pembentukan

ATP sebagai energi tubuh

- Kelebihan glukosa darah akan dibawa ke hati dan otot untuk dijadikan glikogen atau

dialirkan darah ke jaringan lain

- Di jaringan lain perlu adanya insulin agar glukosa dapat masuk ke dalam jaringan tersebut


Su

mb

er

: M

arieb

. H

um

an

An

ato

my a

nd P

hysio

logy 9

th E

ditio

n

Sumber : Silverthorn. Human

Physiology 5th Edition


20


- Saat kekurangan glukosa akan membentuk glukosa dalam proses glukoneogenesis yang

membutuhkan sumber non-karbohidrat seperti asam laktak, asam amino glukogenik,

gliserol, dan beberapa jenis asam lemak ; atau pelaksanaan glikogenolisis (penguraian

glikogen jadi glukosa)

- Jika kelebihan akan terjadi glikogenesis (pembentukan glikogen), lipogenesis

(pembentukan lemak dengan glukosa), dan pembentukan asam amino yang akan terjadi di

organ hati

b) Protein

- Asam amino dibawa ke hati untuk disintesis jadi protein atau dibawa darah ke tubuh

- Protein akan digabungkan dengan ikatan peptide untuk menjadi protein selular sebagai

bahan pertumbuhan dan regenerasi jaringan

- Protein yang disimpan hanya sedikit, sisanya akan dibuang lewat urine

- Katabolisme protein meliputi :

Deaminasi (pelepasan satu atom hidrogen dan satu gugus amino) protein untuk

membentuk amoniak (NH3)

Membentuk urea lewat siklur ortinin di hati

Oksidasi asam keto menjadi energi di siklus krebs atau dikonversi menjadi glukosa

atau lemak

- Anabolisme protein meliputi :

Sintesis protein dengan asam amino bergabung dengan ikatan peptide pada rangkain

tertentu serta ditentukan oleh gen

Transaminasi di hati untuk sintesis asam amino non-essensial yaitu pengubahan satu

gugus amina

c) Lemak

- Memiliki jumlah energi paling banyak dibanding bahan lainnya

- Sebagian besar kolesterol melekat pada protein pembawa spesifik di darah dalam kompleks

lipoprotein, berikut macam-macam lipoprotein :

High Density Lipoprotein (HDL)

Low Density Lipoprotein (LDL)

Very Low Density Lipoprotein (VLDL)

Mengandung banyak protein dibandingkan lemak

Mengandung protein yang lebih sedikit dibanding

kolesterol

Memiliki protein paling sedikit dan lemak netral

paling banyak

- Jadi harusnya kondisi normal harus memiliki HDL > LDL

- Berikut metabolisme lemak :

Su

mb

er

: M

arieb

. H

um

an

An

ato

my

and

Ph

ysio

logy 9

th E

ditio

n


21


d) Berikut skema secara keseluruhan :

3. Ketogenesis

- Bisa terjadi pada penderita Diabetes mellitus dan orang yang berpuasa terlalu lama

- Penderita Diabetes mellitus memiliki banyak glukosa dalam darah tetapi tidak bisa masuk ke

dalam sel/jaringan karena kekurangan insulin, maka penderita diabetes akan menggunakan

lemak dalam jaringan untuk menjadi energi utama


Sum

ber

: S

ilvert

horn

. H

um

an P

hysio

logy 5

th E

ditio

n


22


4. BMR dan BMI

a) BMR (Basal Metabolic Rate)

- Merupakan energi yang dibutuhkan seseorang dalam melaksanakan segala aktivitas

termasuk tidur

- BMR dihitung dengan kondisi berikut :

Belum makan atau berpuasa selama 12 jam

Kondisi ruangan tenang

Suhu optimal

- BMR dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut :

Usia (semakin tua akan semakin kecil BMR)

Jenis kelamin (BMR pria > BMR wanita)

Faktor genetik

Massa otot

Aktivitas fisik

Diet

Hormon (ditingkatkan oleh katekolamin dan tiroid)

b) BMI (Body Mass Index)

- Merupakan penghitungan indeks massa tubuh seseorang apakah normal atau tidak

- Dilakukan dengan dua hal yaitu tinggi badan dan berat badan

- Rumus :

BMI = Berat Badan (kg)

Tinggi Badan2 (m)


23


Rangkuman Pencernaan :



24


Catatan Tambahan :

Lapisan-lapisan pada dinding saluran pencernaan : (Dari dalam ke luar)

1. Lapisan Mukosa

o Paling dalam di antara lapisan lain

o Terdiri atas mukosa dan terdapat mukus yang kental sebagai pelicin dan penghalang

terjadinya gesekan serta melindungi lumen pencernaan

2. Lapisan Submukosa

o Lapisan di bawah mukosa, menyekresikan mukus

o Di dalamnya terdapat pembuluh darah, pembuluh limfatik, dan pleksus saraf intrinsik

o Pleksus saraf intrinsik ini disebut pleksus submukosal atau pleksus Meissner

3. Lapisan Muskularis Eksterna

o Terdiri atas dua lapisan otot yaitu :

Otot sirkular dalam : kontraksi memutar & mengecilkan diameter dinding

Otot longitudinal luar : kontraksi dan memendekan panjang dinding saluran

Otot obliqua (hanya pada lambung)

o Di antara kedua otot ini terdapat pleksus saraf intrinsik yaitu pleksus mienterik atau

pleksus Auerbach

4. Lapisan Serosa

o Lapisan paling luar (adventitia)

o Melekat pada mesentrium (penggantung organ pencernaan)



25


Daftar Pustaka

1. Sherwood, Lauralee. (2014). Human physiology. Australia: Thomson/Brooks/Cole.

2. Marieb, Elaine N. (2013). Human Anatomy and Physiology. Texas : Pearson

3. Silverthorn, Dee Unglaub. (1948). Human Physiology : an Integrated Approach. San

Fransisco : Pearson

4. Sloane, Ethel. (1994). Anatomy and physiology. Boston: Jones and Barlett Publishers.

Keterangan :

Yang diketik warna biru bisa keluar di ujian ya

rakus ilmu biomedik dasar sistem pencernaan dan metabolisme manusia

Health & Medicine