Adaptasi Sel

1)   Menurut Brooks  (2011) macam adaptasi sel terhadap perubahan lingkungan dapat dibagi menjadi:

A.   Long-term Adaptation

a)    Adaptasi terhadap kadar garam

     Adaptasi terhadap kadar garam memiliki konsekuensi besar bagi aktivitas enzimatis dan integritas struktural dari membran sel dan genom.

b)   Adaptasi terhadap suhu

Sel akan berevolusi mengembangkan enzim dan strategi metabolisme untuk bertahan hidup. Pada suhu ekstrim, mikroba telah merevolusi mekanisme molekuler yang mengatur fluiditas membran dan fleksibilitas konformasi protein, dan menghasilkan protein thermo-stable.

B.   Short-term Adaptation

Short-term adaptation yang dimaksud adalah adaptasi karena stress yang disebabkan oleh terjadinya perubahan lingkungan. Adaptasi dilakukan dengan cara mengubah respon dinamik yang erat digabungkan dengan mekanisme adaptif.

Disebutkan pula mekanisme adaptasi secara molekuler adalah dengan melakukan kombinasi genomik komparatif dan sistem biologi.

2)   Menurut Karp (2010), pertahanan sel melalui homeostasis dapat dilakukan dengan cara:

A.  DNA Repair (Perbaikan DNA)

Ada beberapa macam mekanisme DNA Repair antara lain :

1.      Damage Reversal

2.      Indirect Repair

3.      Mismatch Repair

4.      Recombinational Repair

B.  Maintaining membrane fluidity (Pemeliharaan Fluiditas membran)
Pemeliharaan fluiditas membran adalah contoh homeostasis pada tingkat sel dan dapat ditunjukkan dengan berbagai cara. Misalnya, jika suhu sel diturunkan, sel-sel merespon secara metabolik diperantarai oleh enzim yang merombak membran, membuat sel lebih tahan dingin.

C.  Programmed cell death (Apoptosis)

Apoptosis atau sel mati terprogram, adalah kejadian yang normal di mana urutan peristiwa yang teratur menyebabkan kematian sel. Kematian oleh apoptosis adalah proses yang teratur rapi ditandai dengan penyusutan keseluruhan volume sel dan intinya, hilangnya adhesi ke sel tetangga, pembentukan “blebs” pada permukaan sel, dan diseksi dari kromatin menjadi fragmen kecil. Apoptosis penting dalam mempertahankan homeostasis dalam organisme multisel. Kegagalan untuk mengatur apoptosis dapat mengakibatkan kerusakan yang serius pada organisme.

3) Sel melakukan adaptasi dengan:

1.      Hipertropi

a.       Sel yang mengalami perbesaran (ukuran sel bertambah) sehingga menyebabkan organ membesar

b.      Tidak terdapat sel baru.

c.       Perbesaran terjadi karena peningkatan jumlah struktur protein dan organel sel.

d.      Bisa terjadi secara fisiologis ataupun patologis,

e.       Bisa juga terjadi karena stimulus dari peningkatan hormon tertentu. Contohnya adalah perbesaran uterus karena stimulus dari estrogen sehingga terjadi hiperplasi dan hipertropi.

2.      Hiperplasia

a.       Hiperplasia adalah peningkatan jumlah sel dalam suatu organ atau jaringan.

b.      Terjadi penambahan jumlah sel sehingga membuat organ membesar.

c.       Hiperplasi bisa secara fisiologis dan patologis

d.      Hiperplasi secara fisiologis dibagi menjadi 2, yaitu Hormonal hyperplasia dan Compensatory hyperplasia.

3.      Artopi

a.       Artropi adalah penyusutan ukuran sel/pengurangan massa sel.

b.      Disebabkan oleh:

1)      Sel kehilangan substansi sel, sehingga menyebabkan berkurangnya ukuran organ

2)      Penurunan dari sintesis protein dan peningkatan degenersi protein di dalam sel

3)      Kehilangan inervasi, kekurangan suplai darah, kekurangan nutrisi, kehilangan stimulasi endokrin, dan aging

c.    Atropi memungkinkan terjadinya menurunnya fungsi sel, namun bukan merupakan kematian sel.

4.      Metaplasia

a.       Metaplasia adalah perubahan yang bersifat reversibel dari fenotip sel yang digantikan oleh tipe sel yang lain yang dapat bertahan di lingkungan yang merugikan

b.      Sering terjadi karena iritasi yang terjadi secara kronis.

c.       Pada kondisi ini sel yang mengalami adaptasi digantikan oleh tipe sel lain yang lebih bisa menghadapi stresor.

d.      Contoh : pada perokok, sel epitel columnar ciliated pada trakea dan bronchi diganti dengan stratified squamous epithelial cells

4) Penyebab sel melakukan adaptasi

1.      Hipoksia, kekurangan O2, akibat dari:

a.       Hilangnya perbekalan darah karena gangguan aliran darah serta gangguan kardiorespirasi

b.      Hilangnya kemampuan darah mengangkut oksigen, seperti anemia dan keracunan.

c.       Respon sel terhadap hipoksia tergantung pada tingkat keparahan hipoksia, yaitu sel-sel dapat menyesuaikan atau terkena jejas atau kematian.

2.    Bahan kimia (termasuk obat-obatan)

Bahan kimia menyebabkan perubahan pada beberapa fungsi sel, yaitu permiabelitas selaput, homeostatis osmosa, keutuhan enzim atau kofaktor.

3.    Agen fisik, berupa trauma mekanik, suhu rendah, suhu tinggi, radiasi, syok listrik, perubahan mendadak tekanan atmosfir, dan lain sebagainya.

4.    Agen mikrobiologi, seperti bakteri, virus, mikoplasma, klamidia, jamur dan protozoa.

5.    Mekanisme Imun, berupa alergi.

Reaksi imun sering dikenal sebagai penyebab kerusakan dan penyakit pada sel.

6.    Gangguan genetik, seperti mutasi.

7.    Ketidakseimbangan Nutrisi

8.    Penuaan

Daftar Pustaka

Karp, G. (2010). Cell and Molecular Biology : Concepts and Experiments (6th Edition). United States of America: John Wiley & Sons, Inc. 1.3 : 7-12.

Brooks, A. N., Turkarslan, S., Beer, K. D., Lo, F. Y., & Baliga, N. S. (2011). Adaptation of cells to new environments. Wiley Interdisciplinary Reviews. Systems Biology and Medicine, 3(5), 544–561. https://www.ncbi. nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3081528/#

Ningsih, M.V. C. (2015). Mekanisme Adaptasi Sel. [PDF]. Bogor: Akper Al-Ikhlas. Diakses pada 26 Oktober 2016 melalui http://akper-alikhlas. com/wp-content/uploads/2016/02/mekanisme-adaptasi-sel-Compatibility-Mode.pdf

https://denikrisna.files.wordpress.com/2011/04/bitmap-in-graphic121.jpg

Siagian, M. (2004). Homeostasis: Keseimbangan yang Halus dan Dinamis. [PDF]. Depok: Universitas Indonesia. Diakses pada 26 Oktober 2016 melalui http://staff.ui.ac.id/system/files/users/minarma.siagian/material/ homeostasismsho.pdf