Enzim Pencernaan

Enzim Pencernaan

 

Enzim pencernaan pada makhluk hidup dihasilkan oleh makhluk hidup itu sendiri. Di dalam tubuh makhluk hidup Enzim Pencernaan diperoleh dari hasil sekresi oleh organ pencernaan makhluk hidup yang berperan dalam sistem pencernaan khususnya enzim pencernaan manusia yang disekresikan mulai dari rongga mulut manusia sampai usus besar manusia.

Organ pencernaan manusia yang pertama yaitu rongga mulut yang di dalamnya terdapat kelenjar ludah yang menghasilkan enzim pencernaan. Kelenjar ludah menyekresikan air liur yang mengandung enzim ptyalin (amilase). Enzim tersebut berperan dalam pencernaan enzimatik yang berlangsung di mulut. Amilase mengubah amilum menjadi glukosa.

Selain enzim pencernaan, ludah juga mengandung zat antibakteri (lisozim) sehingga makanan yang masuk ke dalam tubuh mengandung lebih sedikit bakteri yang dapat membahayakan kesehatan kita. Cairan ludah juga membantu melarutkan makanan dan melumasi rongga mulut.

Enzim pencernaan berikutnya dihasilkan oleh lambung. Lambung dapat mencerna makanan secara mekanik. Lambung memiliki tiga lapis otot halus yang tersusun memanjang (bagian luar), melingkar (bagian tengah), dan miring (bagian dalam). Kontraksi dinding lambung menghasilkan gerakan peristaltik yang menghancurkan makanan dan mencampurkannya dengan enzim pencernaan yang dihasilkan oleh dinding lambung.

Dinding lambung disusun oleh lapisan epitel sel selapis batang. Kontraksi otot lambung menyebabkan beberapa sel pada dinding lambung menyekresikan gastrin. Gastrin merangsang sel-sel kelejar di dinding lambung menyekresikan asam lambung. Asam lambung tersebut terdiri atas HCl, enzim pencernaan, dan lendir (mukus).

 

Lendir selain berfungsi mencampur makanan dengan enzim pencernaan, juga berfungsi melindungi dinding lambung dari asam lambung. Dinding lambung sering mengalami pergantian karena sering rusak oleh HCl yang dihasilkannya. HCl berperan dalam membunuh mikroorganisme yang terkandung dalam makanan yang tidak mati oleh ludah dalam mulut. HCl juga mengaktivasi sel-sel kelenjar lain di dinding lambung untuk menghasilkan enzim pepsinogen.

Dalam suasana yang asam (pH 1 hingga 3), pepsinogen akan berubah menjadi enzim pencernaan yang aktif, yaitu pepsin. Pepsin akan mengubah protein menjadi protease dan pepton. Selain pepsin, beberapa enzim pencernaan lain yang dihasilkan antara lain adalah renin yang berfungsi menggumpalkan kasein dalam susu, dan lipase yang berfungsi mencerna lemak. Makanan di lambung yang telah berbentuk cairan asam disebut kim (chyme). Melalui gerakan peristaltik, kim didorong menuju usus halus melewati sfinkter pilorik, yaitu otot yang berada di ujung lambung.

Alat pencernaan yang selanjutnya sebagai tempat enzim pencernaan bekerja adalah usus halus. Enzim-enzim yang berperan di usus halus berasal dari hati, pankreas, dan sel-sel di dinding usus halus tersebut. Enzim pencernaan tersebut memecah molekul-molekul kompleks makanan menjadi molekul yang lebih sederhana dan mengabsorpsinya dalam aliran darah.

Hati menghasilkan cairan empedu, suatu cairan yang merupakan campuran dari garam empedu, air, garam-garam lain, dan kolesterol. Empedu dihasilkan hati untuk kemudian disimpan di dalam kantung empedu. Ketika dibutuhkan, empedu akan dialirkan dari kantung empedu menuju usus halus melewati saluran yang disebut ductus hepaticus (saluran empedu).

Garam empedu disintesis di hati dari kolesterol dan asam amino. Meskipun berperan dalam memecah lemak, garam empedu tidak termasuk enzim pencernaan. Garam empedu bekerja mirip deterjen atau agen pengemulsi yang memecah gumpalan lemak pada kim menjadi partikel-partikel yang lebih kecil. Partikel-partikel ini kemudian diuraikan lagi oleh enzim pencernaan yaitu enzim lipase yang dihasilkan oleh pankreas.

Pankreas terletak di antara lambung dan usus halus. Selain enzim pencernaan lipase, pankreas juga menghasilkan sodium bikarbonat (NaHCO3), enzim amilase, dan beberapa protease yang terdiri atas tripsin, kemotripsin, dan karboksipeptidase. Bersama dengan air, sekresi pankreas ini sering disebut "pancreas juice".

Sodium bikarbonat menaikkan pH hingga 7 sampai 8 untuk memberikan suasana basa pada bubur kim yang dihasilkan dari lambung. Pada suasana basa ini, enzim-enzim pencernaan yang dihasilkan pankreas dapat bekerja optimum. Masing-masing enzim pencernaan tersebut bereaksi terhadap molekul makanan yang berbeda.

Enzim amilase berperan dalam memecah amilum (zat tepung) menjadi maltosa. Lipase memecah lemak (lipid) menjadi gliserol dan asam lemak. Dinding usus halus menghasilkan tripsinogen dan kemotripsinogen yang akan menjadi enzim pencernaan aktif tripsin dan kemotripsin ketika memasuki rongga usus halus. Tripsin dan kemotripsin memecah protein dan polipeptida menjadi rantai-rantai peptida yang lebih pendek. Karboksipeptidase kemudian menghidrolisis peptida menjadi asam-asam amino.

Sel-sel epitel pada usus halus, selain mampu menyerap makanan juga menghasilkan Enzim Pencernaan seperti enzim aminopeptidase, sukrase, laktase, dan maltase. Jadi, segera setelah molekul-molekul makanan dicerna oleh enzim-enzim tersebut, molekul-molekul yang sederhana diserap ke dalam sel dan siap diangkut ke seluruh tubuh oleh pembuluh darah.

Untuk lebih jelasnya, berikut kesimpulan dari keseluruhan enzim pencernaan yang terdapat di dalam tubuh manusia yang berperan dalam sistem pencernaan manusia :

Enzim-enzim Pencernaan

Bioteknologi Konvensional dalam Bidang Pertanian

• Penanaman secara hidroponik

Hidroponik berasal dari kata bahasa Yunani hydro yang berarti air dan ponos yang berarti bekerja. Jadi, hidroponik artinya pengerjaan air atau bekerja dengan air. Dalam praktiknya hidroponik dilakukan dengan berbagai metode, tergantung media yang digunakan. Adapun metode yang digunakan dalam hidroponik, antara lain metode kultur air (menggunakan media air), metode kultur pasir (menggunakan media pasir), dan metode porus (menggunakan media kerikil, pecahan batu bata, dan lain-lain). Metode yang tergolong berhasil dan mudah diterapkan adalah metode pasir.

Penanaman secara hidroponik

Pada umumnya orang bertanam dengan menggunakan tanah. Namun, dalam hidroponik tidak lagi digunakan tanah, hanya dibutuhkan air yang ditambah nutrien sebagai sumber makanan bagi tanaman. Apakah cukup dengan air dan nutrien? Bahan dasar yang dibutuhkan tanaman adalah air, mineral, cahaya, dan CO2. Cahaya telah terpenuhi oleh cahaya matahari. Demikian pula CO2 sudah cukup melimpah di udara. Sementara itu kebutuhan air dan mineral dapat diberikan dengan sistem hidroponik, artinya keberadaan tanah sebenarnya bukanlah hal yang utama.

Beberapa keuntungan bercocok tanam dengan hidroponik, antara lain tanaman dapat dibudidayakan di segala tempat; risiko kerusakan tanaman karena banjir, kurang air, dan erosi tidak ada; tidak perlu lahan yang terlalu luas; pertumbuhan tanaman lebih cepat; bebas dari hama; hasilnya berkualitas dan berkuantitas tinggi; hemat biaya perawatan.

Jenis tanaman yang telah banyak dihidroponikkan dari golongan tanaman hias antara lain Philodendron, Dracaena, Aglonema, dan Spatyphilum. Golongan sayuran yang dapat dihidroponikkan, antara lain tomat, paprika, mentimun, selada, sawi, kangkung, dan bayam. Adapun jenis tanaman buah yang dapat dihidroponikkan, antara lain jambu air, melon, kedondong bangkok, dan belimbing.

 

• Penanaman secara aeroponik

Penanaman secara aeroponik

Aeroponik berasal dari kata aero yang berarti udara dan ponos yang berarti daya. Jadi, aeroponik adalah pemberdayaan udara. Sebenarnya aeroponik merupakan tipe hidroponik (memberdayakan air), karena air yang berisi larutan unsur hara disemburkan dalam bentuk kabut hingga mengenai akar tanaman. Akar tanaman yang ditanam menggantung akan menyerap larutan hara tersebut. Prinsip dari aeroponik adalah sebagai berikut. Helaian styrofoam diberi lubang-lubang tanam dengan jarak 15 cm. Dengan menggunakan ganjal busa atau rockwool, anak semai sayuran ditancapkan pada lubang tanam. Akar tanaman akan menjuntai bebas ke bawah. Di bawah helaian styrofoam terdapat sprinkler (pengabut) yang memancarkan kabut larutan hara ke atas hingga mengenai akar.

Batu Ginjal Penyebab dan Pencegahannya

Batu ginjal merupakan kelainan pada ginjal karena terbentuknya batu pada saluran kemih yang merupakan massa keras yang terbentuk dari pengendapan kristal yang ada di urine. Batu ini paling sering terbentuk di dalam ginjal atau ureter (saluran kemih yang menghubungkan antara ginjal dengan kandung kemih). Namun dapat juga terbentuk dalam kandung kemih ataupun uretra (saluran yang menghubungkan antara kandung kemih dan alat kelamin).

Batu ginjal dapat berukuran seperti sekecil ukuran pasir hingga sebesar buah anggur. Kebanyakan dari batu ginjal yang terbentuk keluar bersama dengan urine tanpa menimbulkan keluhan. Jika Batu Ginjal berukuran besar (lebih dari 2-3 mm), barulah dapat menimbulkan keluhan karena tersumbatnya saluran kemih.

 

Penyebab Timbulnya Batu Ginjal

Batu ginjal kebanyakan tidak diketahui penyebabnya. Namun ada beberapa macam penyakit yang dapat menyebabkan terjadinya batu ginjal, antara lain renal tubular acidosis dan medullary sponge kidney.

Jenis Batu Ginjal

Jenis batu ginjal yang paling sering (lebih dari 80 %) adalah yang terbentuk dari kristal kalsium oksalat. Pendapat konvensional mengatakan bahwa konsumsi kalsium dalam jumlah besar dapat memicu terjadinya batu ginjal. Namun, bukti-bukti terbaru malah menyatakan bahwa konsunsi kalsium dalam jumlah sedikitlah yang memicu terjadinya batu ginjal ini. Hal ini disebabkan karena dengan sedikitnya kalsium yang dikonsumsi, maka oksalat yang diserap tubuh semakin banyak. Oksalat ini kemudian melalui ginjal dan dibuang ke urine. Dalam urine, oksalat merupakan zat yang mudah membentuk endapan kalsium oksalat.

Jenis batu yang lain adalah yang terbentuk dari struvit (magnesium, ammonium, dan fosfat), asam urat, kalsium fosfat, dan sistin.

• Batu struvit dihubungkan dengan adanya bakteri pemecah urea seperti Proteus mirabilis, spesies Klebsiela, Seratia, dan Providensia. Bakteri ini memecah urea menjadi ammonia yang pada akhirnya menurunkan keasaman urine.
• Batu asam urat sering terjadi pada penderita gout, leukemia, dan gangguan metabolisme asambasa. Semua penyakit ini menyebabkan peningkatan asam urat dalam tubuh.
• Batu kalsium fosfat sering berhubungan dengan hiperparatiroidisme dan renal tubular acidosis.
• Batu sistin berhubungan dengan orang yang menderita sistinuria.

Gejala Klinis Penyakit batu Ginjal

Pada batu yang masih berukuran kecil dapat tidak memberikan gejala. Bahkan terkadang batu keluar sendiri saat buang air kecil yang sering terlihat sebagai kencing berpasir. Namun, pada batu yang berukuran lebih besar, maka dapat memberikan keluhan seperti dibawah ini:

Gejala Batu Ginjal

1. Nyeri kolik yaitu nyeri yang disebabkan karena usaha untuk mengeluarkan batu, namun tersangkut di saluran kemih. Nyeri ini dirasakan sangat hebat dan hilang timbul.
2. Hematuria (ada darah di urine)
3. Nyeri saat berkemih, terutama saat batu ginjal bergerak
4. Buang air kecil sedikit, yang disebabkan tersumbatnya saluran kemih oleh batu
5. Mual dan muntah Pemeriksaan Penunjang
6. Foto roentgen (x-ray) abdomen yang dapat dilanjutkan dengan pemberian kontras (intravenous pielogram)
7. Ultrasonografi, dapat dilakukan pada ibu hamil yang sebaiknya tidak dilakukan foto roentgen karena bahaya radiasinya
8. CT-scan, merupakan baku emas pemeriksaan batu ginjal
9. Pemeriksaan mikroskopik dari urinee, yang dapat menunjukkan adanya protein, sel darah merah, dan kristal-kristal lainnya
10. Kultur dari urine untuk menyingkirkan adanya infeksi
11. Pemeriksaan darah lengkap
12. Pengumpulan urine 24 jam untuk melihat total dari urine yang keluar sehari, serta melihat kandungan magnesium, sodium, asam urat, kalsium, sitrat, oksalat, dan fosfat dalam urine secara kuantitatif.

 

Penatalaksanaan pada Penderita Batu ginjal

Sekitar 90 % dari Batu Ginjal yang berukuran 4 mm dapat keluar dengan sendirinya melalui urine. Namun, kebanyakan batu berukuran lebih dari 6 mm memerlukan intervensi. Pada beberapa kasus, batu yang berukuran kecil yang tidak menimbulkan gejala, dapat diobservasi selama 30 hari untuk melihat apakah dapat keluar dengan sendirinya sebelum diputuskan untuk dilakukan intervensi bedah.

Tindakan bedah yang cepat, perlu dilakukan pada pasien yang hanya mempunyai satu ginjal, nyeri yang sangat hebat, atau adanya ginjal yang terinfeksi yang pada akhirnya dapat menyebabkan kematian.

Penghilang Rasa Sakit bagi Penderita Penyakit Batu Ginjal

Obat penghilang rasa sakit yang paling cocok untuk nyeri karena batu ginjal adalah golongan narkotika seperti morfin, demerol, atau dilaudid. Namun standar saat ini untuk menghilangkan nyeri akut karena batu ginjal adalah penyuntikan ketorolak melalui pembuluh darah.

Intervensi Bedah Penderita batu Ginjal

• Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy (ESWL), tehnik ini menggunakan getaran gelombang untuk memecahkan batu dari luar sehingga batu menjadi serpihan kecil yang pada akhirnya dapat keluar dengan sendirinya.
• Percutaneus nephrolithotomy atau pembedahan terbuka dapat dilakukan pada batu ginjal yang besar atau yang mengalami komplikasi atau untuk batu yang tidak berhasil dikeluarkan dengan cara ESWL.

Pencegahan Penyakit Batu Ginjal

1. Minum banyak air putih sehingga produksi urine dapat mejadi 2-2,5 liter per hari
2. Diet rendah protein, nitrogen, dan garam
3. Hindari vitamin C berlebih, terutama yang berasal dari suplemen
4. Hindari mengonsumsi kalsium secara berlebihan
5. Konsumsi obat seperti thiazides, potasium sitrat, magnesium sitrat, dan allopurineol tergantung dari jenis batunya

Kultur Jaringan

 

Kultur jaringan tanaman adalah suatu metode atau teknik mengisolasi bagian tanaman (protoplasma, sel, jaringan, dan organ) dan menumbuhkannya pada media buatan dalam kondisi aseptik di dalam ruang yang terkontrol sehingga bagian-bagian tanaman tersebut dapat tumbuh dan berkembang menjadi tanaman lengkap. Penggunaan teknik kultur jaringan pada awalnya hanya untuk membuktikan teori “totipotensi” (“total genetic potential”) yang dikemukakan oleh Schleiden dan Schwann (1838) yang menyatakan bahwa sel tanaman sebagai unit terkecil dapat tumbuh dan berkembang apabila dipelihara dalam kondisi yang sesuai.

 

 

 

 

 

 

Teknik Kultur Jaringan Berbagai macam teknik kultur jaringan yang telah dikenal antara lain:

1. Maristem kultur, yaitu teknik kultur jaringan dengan menggunakan eksplan (bagian tanaman) dari jaringan muda atau maristem.
2. Pollen atau anther kultur, yaitu teknik kultur jaringan dengan menggunakan eksplan dari serbuk sari atau benang sari.
3. Protoplast kultur, yaitu teknik kultur jaringan dengan menggunakan eksplan protoplast (sel hidup yang telah dihilangkan dinding selnya).
4. Cloroplast kultur, yaitu teknik kultur jaringan dengan menggunakan eksplan cloroplast untuk keperluan memperbaiki sifat tanaman dengan membuat varietas baru.
5. Somatic cross atau silangan protoplasma, yaitu penyilangan dua macam protoplasma menjadi satu, kemudian dibudidayakan sehingga menjadi tanaman kecil yang mempunyai sifat baru.

Saat ini teknik kultur jaringan digunakan bukan hanya sebagai sarana untuk mempelajari aspek-aspek fisiologi dan biokimia tanaman saja, tetapi sudah berkembang menjadi metoda untuk berbagai tujuan seperti:

 

1. Mikropropagasi (perbanyakan tanaman secara mikro) Teknik kultur jaringan telah digunakan dalam membantu produksi tanaman dalam skala besar melalui mikropropagasi atau perbanyakan klonal dari berbagai jenis tanaman. Jaringan tanaman dalam jumlah yang sedikit dapat menghasilkan ratusan atau ribuan tanaman secara terus menerus. Teknik ini telah digunakan dalam skala industri di berbagai negara untuk memproduksi secara komersial berbagai jenis tanaman seperti tanaman hias (anggrek, bunga potong), tanaman buah-buahan (seperti pisang), tanaman industri dan kehutanan (kopi, jati). Dengan menggunakan metoda kultur jaringan, jutaan tanaman dengan sifat genetis yang sama dapat diperoleh hanya dengan berasal dari satu mata tunas. Oleh karena itu metoda ini menjadi salah satu alternatif dalam perbanyakan tanaman secara vegetatif.
2. Perbaikan tanaman Dalam usaha perbaikan tanaman melalui metoda pemuliaan secara konvensional, untuk mendapatkan galur murni diperlukan waktu enam sampai tujuh generasi hasil penyerbukan sendiri maupun persilangan. Melalui teknik kultur jaringan, dapat diperoleh tanaman homosigot dalam waktu singkat dengan cara memproduksi tanaman haploid melalui kultur polen, antera atau ovari yang diikuti dengan penggandaan kromosom. Tanaman homosigot ini dapat digunakan sebagai bahan pemuliaan tanaman dalam rangka perbaikan sifat tanaman.

3. Produksi tanaman yang bebas penyakit (virus) Teknologi kultur jaringan telah memberikan kontribusinya dalam mendapatkan tanaman yang bebas dari virus. Pada tanaman yang telah terinfeksi virus, sel-sel pada tunas ujung (meristem) merupakan daerah yang tidak terinfeksi virus. Dengan cara mengkulturkan bagian meristem akan diperoleh tanaman yang bebas virus.
4. Transformasi genetik Teknik kultur jaringan telah menjadi bagian penting dalam membantu keberhasilan rekayasa genetika tanaman (transfer gen). Sebagai contoh transfer gen bakteri (seperti gen cry dari Bacillus thuringiensis) ke dalam sel tanaman akan terekspresi setelah regenerasi tanaman transgeniknya tercapai.
5. Produksi senyawa metabolit sekunder Kultur sel tanaman juga dapat digunakan untuk memproduksi senyawa biokimia (metabolit sekunder) seperti alkaloid, terpenoid, phenyl propanoid dll. Teknologi ini sekarang sudah tersedia dalam skala industri. Sebagai contoh produksi secara komersial senyawa “shikonin” dari kultur sel Lithospermum erythrorhizon.

Proses Kultur Jaringan Tata cara pembiakan tanaman secara kultur jaringan dapat dibagi menjadi beberapa tahap yang berurutan yaitu:

1. Tahap 0, memilih dan menyiapkan tanaman induk untuk eksplan.
2. Tahap 1, inisiasi Kultur/culture establisment.
3. Tahap 2, multiplikasi atau perbanyakan propagul (bahan tanaman yang diperbanyak seperti tunas atau embrio)
4. Tahap 3, menyiapkan untuk transfer propagul kelingkungan eksternal yaitu pemanjangan tunas, induksi dan perkembangan akar.
5. Tahap 4, aklimatisasi plantlet kelingkungan eksternal.