FISIOLOGI SEL

Sel merupakan unit terkecil dari organisme, yang juga merupakan unit morfologis dan unit fungsional dari mahluk hidup. Sel bergabung akan menjadikan sebuah jaringan, jaringan-jaringan tersebut akan membentuk suatu organ dan lalu sistem organ. Sel pertama kali ditemukan seiring dengan diciptakannya mikroskop oleh Robert Hook (1665), yang ketika itu dilihatnya irisan gabus dengan perbesaran 30 kali dibawah mikroskop, dan Hook menemukan ruang-ruang kecil yang kemudian olehnya diberi nama cell.
Anton Van Leeuwenhoek kemudian melihat tetesan air, sel darah, dan sperma pada pembesaran 300 kali dan menemukan berbagai macam mikroba dan beberapa sel tunggal.  Dan Schleiden dan Schwan (1893) menyimpulkan teori sel bahwa sel merupakan suatu unit kehidupan dan akan membentuk bentuk kehidupan. Kemudian dari teori tersebut dikembangkan bahwa semua sel berasal dari sel lainnya karena sel mampu untuk membelah diri dan menjadi dasar dari Reproduksi, pertumbuhan, perbaikan organisme multiseluler.

Struktur dan Fungsi Organel Sel
Pada sel eukariotik, didalam sitoplasmanya terdapat berbagai macam organel-organel dengan bentuk dan fungsi terspesialisasi, seperti lisosom, ribosom, aparatus golgi, mitikondria, retikulum endoplasmik, sentriol dan siteskeleton.
a.    Nukleus, berisi DNA, DNA dan protein diorganisasi menjadi kromatin dan menggulung tebal dan disebut kromosom, kromosom/gen berfungsi sebagai sintesis RNA (mRNA, tRNA, rRNA) yaitu untuk mengatur karakteristik dari protein yang diperlukan untuk berbagai aktifitas enzimatik.
b.    Ribosom, sintesis perakitan protein di dalam ribosom, apabila sintesisnya tinggi maka ribosom akan banyak. Ribosom bebas apabila protein yang dihasilkan berfungsi didalam sitosol, dan ribosom terikat dilekatkan pada retikulum endoplasmik dan hasil berupa protein masuk melalui membran lalu pembungkusan sel atau dikirim keluar sel.
c.    Retikulum endoplasmik, terdapat dua yaitu retikulum endoplasmik halus dan retikulum endoplasmik kasar. Pada retikulum endoplasmik halus tidak mempunyai ribosom dan berfungsi untuk sintesis lipid (termasuk fosfolipid dan steroid) metabolisme karbohidrat dan menawarkan obat dan racun. Sedangkan pada retikulum endoplasmik kasar mempunyai ribosom yang menonjol di permukaan sitoplasmik membran dan berperan penting dalam sintesis protein.
d.    Aparatus golgi, bekerja sebagai bagian dari sistem transpor dalam sel, berkaitan dengan pembentukan dan pengemasan bahan yang akan dikeluarkan dari sel, dan mempunyai fungsi memodifikasi unit glikoprotein dari karbohidrat dan sebagai bagian yang menyortir dan mengarahkan protein sesuai dengan tempatnya secara tepat   
e.    Lisosom, berfungsi sebagai sistim pencernaan intrasel yang akan mencerna dan membuang bahan-bahan yang tidak dibutuhkan atau benda asing, fungsi pencernaan dilakukan melalui enzim acid hydrolase, yang dapat mencerna berbagai bahan organik menjadi bahan yang lebih sederhana.
f.    Mitokondria, sebagai tempat respirasi seluler, terdapat dua bagian yaitu membran luar dan membran dalam (krista) untuk meningkatkan produktivitas respirasi seluler, pada krista terdapat ruang intra membran dan matriks (untuk respirasi seluler). Jumlah mitokondria berkolerasi terhadap tingkat metabolisme sel, sehingga terdapat mitokondria yang besar tunggal, dan ada pula mitokondria yang berjumlah ratusan atau ribuan.
g.    Sentriol, merupakan bangunan berbentuk tabung kecil yang terdiri atas silinder triplet mikrotubula, dan memiliki peran yang sngat penting selama pembelahan sel
h.    Sitoskeleton, yang terdiri dari mikrotubulus, mikroflamen, dan filamen intermediet yang berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel agar tidak mudah berubah.
i.    Membran plasma, merupakan batas yang memisahkan sel hidup dari sekelilingnya yang mati dengan bahan penyusun utama yaitu lipid dan protein. Berfungsi sebagai rintangan selektif, berperan dalam metablisme sel, dan tempat pembuatan enzim. Zat yang berupa oksigen, nutrien dan limbah harus diangkut kedalam dan atau keluar sel melalui membran.

Komposisi Kimia Sel
a.    Air
Medium cairan utama dari sel adalah air, yang terdapat dalam konsentrasi 70-85%. Banyak bahan-bahan kimia sel larut dalam air, sedang yang lain terdapat dalam bentuk suspensi atau membranous
b.    Elektrolit
Elektrolit terpenting dari sel adalah Kalium, Magnesium, Fosfat,  Bikarbonat, Natrium, Klorida dan Kalsium. Elekrolit menyediakan bahan inorganik untuk reaksi seluler dan terlibat dalam mekanisme kontrol sel
c.    Protein
Memegang peranan penting pada hampir semua proses fisiologis dan dapat diringkaskan sebagai berikut : Proses enzimatik, Proses transport dan penyimpanan, Proses pergerakan, Fungsi mekanik, Proses imunologis, Pencetus dan penghantar impuls pada sel saraf, dan Mengatur proses pertumbuhan dan regenerasi
d.    Lemak
Asam lemak yang merupakan komponen membran sel adalah rantai hidrokarbon  yang panjang, sedang asam lemak yang tersimpan dalam sel adalah triasilgliserol (hidrofobik) selanjutnya akan membentuk lipid droplet dalam sel lemak (sel adiposa) yang merupakan sumber energi. Molekul lemak yang menyusun membran sel mempunyai gugus hidroksil (fosfolipid dan kolesterol) sehingga dapat berikatan dengan air (hidrofilik), sedangkan gugus yang lainnya hidrofobik (tidak terikat air) sehingga membran sel disebut bersifat amfifatik.
e.    Karbohidrat
Karbohidrat yang mempunyai gugus pentosa dan hexosa adalah karbohidrat-karbohidrat  yang penting untuk fungsi sel yang disebut polisakarida yang berperan sebagai sumber energi cadangan dan sebagai komponen yang menyusun permukaan luar  membran sel. Karbohidrat yang berikatan dengan protein (glikoprotein) dan yang berikatan dengan lemak (glikolipid)  merupakan struktur penting dari membran sel



Sifat Fisik dan Kimia sel
a.    Kapasitas Panas
b.    Panas Penguapan
c.    Viskositas
d.    Kondisi molekul

Metabolisme Sel
a.    Tahap pertama : pemecahan makanan menjadi senyawa sederhana / pencernaan (karbohidrat diubah menjadi gula sederhana, lemak dipecah menjadi asam lemak dan gliserol, dan protei dipecah menjadi asam amino)
b.    Tahap kedua : tahap pemecahan senyawa sederhana menjadi asetil ko-A, yang berkaitan erat dengan pembentukan ATP dan NADH terbatas, terjadi glikolisis (proses pengubahan glukosa menjadi asam piruvat) tiap molekul glukosa hanya menghasilkan 2 ATP di dalam sitoplasma sel
c.    Tahap ketiga : tahap oksidasi asetil ko-A  menjadi H2O dan CO2 melibatkan proses pembentukan NADH, selanjutnya akan menghasilkan ATP dalam jumlah lebih banyak melalui sistem transpor elektron dan berlangsung dalam kondisi aerob sehingga ketersediaan oksigen mutlak diperlukan. Kekurangan oksigen dapat mengganggu proses pembentukan ATP


Bahan penyusun membran
a.    Lemak
b.    Protein
c.    Karbohidrat

Sifat molekul penyusun membran
a.    Antara molekul lipid penyusun membran maupun antara lipid dan protein tidak disatukan oleh ikatan kovalen.
b.    Lapisan ganda lipid membran bersifat cair (fluid atau mudah mengalir) sehingga mudah bergerak dengan arah horizontal, vertikal, atau gerak berputar di tempatnya (rotasi).
c.    Keadaan protein pada membran dapat dijelaskan sebagai berikut: Penyebaran protein tidak merata (membentuk mosaik), Protein integral/intrinsik yang bersifat hidrofob terbenam di tengah lapisan ganda lipid, Protein perifer/ekstrinsik bersifat hidrofilik, akibat  adanya gaya tarik elektrostatik dari kepala polar pada lapisan lipid, Protein dapat bergerak bebas (geraknya dibatasi oleh gaya tarik-menarik di antara molekul protein.
d.    Karbohidrat pada membran dapat berupa oligosakarida atau polisakarida. (Oligosakarida yang berkaitan dengan lipid membran membentuk  glikolipid, Polisakarida yang berkaitan dengan protein membran membentuk glikoprotein.)
e.    Struktur membran distabilkan oleh adanya kolesterol pada membran.


Beberapa macam cara transpor zat melalui membran
1.    Transpor Ion Channel
2.    Transpor Aktif
a.    Transpor Aktif Primer
b.    Transpor Aktif Sekunder  (Transpor Sekunder co-transpor dan Transpo Sekunder counter-transpor)
c.    Fagositosis dan Pinositosis