bahan ajar dr. Susila Sastri M.Biomed.

(1)

Mekanisme

Kerja

Hormon

Blok 1.4


(2)

Hormone Action

• Efek primer pada sel ( ikatan hormon – reseptor spesifik): hormone–receptor complex

• H-R complex → effector system → signal

transducing mechanism → biochemical


(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

The DNA sequences of several


(8)

Hormon:

Transmembrane Receptors

Enzyme coupled receptors: Signal activates an enzyme activity of the receptor itself—

tyrosine kinases, phospholipase C.

G-protein coupled receptors: Signal activates a G-protein that activates

downstream enzymes—makes second messenger(cAMP or Ca2).

Ion-channel coupled receptors: Signal activates an ion channel


(9)

Effector systems

Hormone–receptor complex:

meningkatkan

aktivitas

– enzim

– G-protein

ion channel


(10)

Hormone–receptor complex: meningkatkan aktivitas enzim protein kinase


(11)

PROTEIN KINASES

1. Transmembrane receptor kinases : tyrosine kinase

ATP : phosphorylate specific tyrosine enzymatic (amplification step).

2. serine/ threonine protein kinases

ATP to phosphorylate specific serine or threonine.

• phosphorylation cascades :

one kinase phosphorylates another MAP kinase kinase kinase. (mitogen-activated protein

kinase that phosphorylates MAP kinase kinase)


(12)

(13)

(14)

Hormon:

Membrane-bound phospholipase

• Hydrolisa: phosphatidylinositol bisphosphate (PIP2)

→ dua messenger ,

– inositol trisphosphate (IP3) – diacylglycerol (DAG)

• example: adrenaline binding to the α-receptor in the liver: Ca2+ ions stimulate glycogenolysis


(15)

(16)

(17)

Pengaturan Enzym & protein:

calcium atau calmodulin.

• Adenylyl cyclase

• Ca2+-dependent protein kinases

• Ca2+-Mg2+ ATPase

• Ca2+-phospholipid-dependent protein kinase • Cyclic nucleotide phosphodiesterase

• Some cytoskeletal proteins

• Some ion channels (eg, L-type calcium channels) • Nitric oxide synthase

• Phosphorylase kinase

• Phosphoprotein phosphatase 2B


(18)

Gomplex activates G-protein

• H-R complex: activates G-protein →

activates a membrane-bound enzyme

(e.g. adenyl cyclase, which converts ATP to cyclic AMP).


(19)

(20)

Pathway of glycogenesis and of glycogenolysis in the liver


(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

Cyclic GMP

• Cyclic GMP: berasal dari GTP dengan

bantuan enzym guanylyl cyclase (activate : atrial natriuretic factor)


(26)

(27)

(28)

(29)

Referensi

• MURRAY, R. K., BENDER, D. A., BOTHAM, K. M., J, P.,

KENNELLY, RODWELL, V. W. & WEIL, P. A. (2009) Harper’s Illustrated Biochemistry, The McGraw-Hill Companies, Inc

• VOET, D., G.VOET, J. & PRATT, C. W. (2008) FUNDAMENTALS OF Biochemistry :LIFE AT THE MOLECULAR LEVEL, John Wiley & Sons, Inc.

• KOOLMAN, J. & ROEHM, K.-H. (2005) Color Atlas of Biochemistry, New York, Thieme.


(30)

Energi

Kontraksi

Otot

Blok 1.3


(31)

Protein

 

Otot

 

Rangka

• Myosin • Actin

– Troponin C

– Troponin I


(32)

(33)

(34)

ATP

 

(adenosine

 

triphosphate)

 

Energi

 

kontraksi

 

otot

Pompa

 

Calcium

 

ke

 

sarcoplasmic

reticulum

 

pada

 

saat

 

relaksasi

Mempertahankan

 

membran

 

potensial

 

(sodium/potassium

 

ion

 

gradients

 


(35)

(36)

Sintesis

 

ATP

 

pada

 

Metabolisme

 

Aerob

Phosphocreatine.

Glycolysis

dari

Glycogen

 

atau

 

Glucosa.

Tricarboxylic

acid

 

cycle

 

(TCA

 

or

 

Krebs

 

cycle).


(37)

(38)

Metabolisme

 

Otot

 

Rangka

I

Kontraksi

 

otot

 

membutuhkan

 

ATP

 

yang

 

banyak

Bila

 

tidak

 

terjadi

 

resintesis

 

ATP

 

maka

 

sumber

 

ATP

 

yang

 

ada

 

hanya

 

dapat

 

berkontraksi

 

1

 

detik.

 

Creatine

phosphate

 

berperan

 

sebagai

buffer


(39)

A. Energy metabolism in muscle fibers 

Red fibers (type I fibers): prolonged effort.  Energi berasal dari metabolisme  aerobic

tergantung pada suplay  O2. 

White fibers (type II fibers: fast, strong  contractions. 


(40)

(41)

Red

 

fiber

ATP

 

:

– fatty acids: β‐oxidation – tricarboxylic acid cycle – respiratory chain

The

 

red

 

color

 

:

 

monomeric

heme

protein

 

myoglobin,

 

O2

 

cadangan

Myoglobin:

 

affinitas

 

terhadap

O2

tinggi

 

dari

 

hemoglobin

dan

 

melepaskan

 

O2

 

bila

 

tekanan

 

parsial

 

O2

 

kurang


(42)

Anaerob

 

Piruvat  As. Laktat (Otot)

Hepar As. Laktat Piruvat Laktat dehidrogenase Siklus Cory otot TCA


(43)

Glycogen

Otot

 

Rangka

sarcoplasm

kaya

 

glycogen,

 

pada

granule

 

dekat 

I band

.

Pembebasan

glucosa

glycogen

 

(glikogenolisis

 

diatur

 

oleh

muscle

 

glycogen

 

phosphorylase

,

melalui

Ca2+, epinephrine, 

and AMP.

Ca2+

 

:

 

memulai

muscle

 

contraction

 

dan

 

mengaktifkan

 

proses

 

pembentukan

 

energi

 

melalui

 

metabolisme


(44)

Penyakit

 

Gangguan

 

Glikogenolisis

McArdle

disease:

 

glycogen

 

storage

 

diseases:

 

Muscle glycogen 


(45)

Phosphocreatine

(

creatine

phosphate

 

/

 

Pcr)

Cadangan

 

energi

 

otot

Creatine

:

 

sintesis

 

pada

liver

 

(Arg,

 

Gly,

 

Met),

 

dibawa

 

ke

sel

 

otot,

 

posporilasi

 

oleh

creatine

kinase

menjadi

 

creatine

phosphate.


(46)

(47)

Sintesis

 

Creatine

• Step I : kidneys dan Step II: liver

• Kidney: gugusan guanidino arginine ditransfer ke glycine membentuk guanidino acetate

Liver: N‐methylation dari guanidino acetate  terbentuk creatine . 


(48)

Sumber

 

ATP

 

pada

 

Olah

 

ragawan

Sprinter:

 

Creatine

Phosphate

 

&

 

Anaerobic

 

Glycolysis

:

 

sumber

 

ATP.

 

100

m

 

sprint

 

:

 

creatine

phosphate

 

(first

 

4–5

 

seconds)

 

dilanjutkan

anaerobic

 

glycolysis,

 

melalui

glycogen

 

otot

 


(49)

Sumber

 

ATP..

Marathon

 

Runner

 

:

Oxidative Phosphorylation

Sumber

 

utama

 

glukosa

 

:

 

• blood glucose 

• free fatty acids, lipolisis (triacylglycerols


(50)

Smooth

 

muscle

• Smooth muscles: blood vessel walls dan  walls 

of the intestines tidak seperti serat otot  rangka

• spindle‐shaped, contractile proteins less  regular pattern dari striated muscle. 


(51)

Smooth..

• Ca2+ (Ca2+‐calmodulin) mengaktifkan 

kontraksi  smooth muscle; tidak melalui  troponin tetapi melalui  troponin, tetapi 

protein kinase sehingga mengaktifkan  myosin’s ATPase activity. 

• Hormones such as epinephrine dan 

angiotensin II dapat mempengaruhi vascular 


(52)

Referensi

• MURRAY, R. K., BENDER, D. A., BOTHAM, K.  M., J, P., KENNELLY, RODWELL, V. W. & WEIL,  P. A. (2009) Harper’s Illustrated Biochemistry,  The McGraw‐Hill Companies, Inc

• KOOLMAN, J. & ROEHM, K.‐H. (2005) Color  Atlas of Biochemistry, New York, Thieme.


(53)

Pengantar

Blok

 

1.5

 

UROGENITAL

Blok 1.5 Koordinator


(54)

TUJUAN

 

BLOK

Mahasiswa

mampu

menjelaskan

struktur

dan

fungsi

sistem

urogenital,

 

keseimbangan

asam

basa

dan

elektrolit,

 

peranannya

dalam

homeostasis

 

serta

korelasi

klinisnya


(55)

AREA

 

KOMPETENSI

• Komunikasi efektif

• Landasan ilmiah ilmu kedokteran

• Pengelolaan informasi

• Mawas diri dan pengembangan diri

• Etika, Moral, Medikolegal dan

professionalisme serta keselamatan pasien


(56)

BAGIAN

 

TERINTEGRASI

• Anatomi • Biologi • Histologi • Biokimia • Fisiologi • IPD

• IKA • PK

• Obgyn


(57)

Kidney

 

Anatomy


(58)

Kidney

 

Histology


(59)

Kidney Physiology: Mechanisms of Urine Formation


(60)

Biokimia

&

 

Kelainan

Urine

• Komposisi dan kelainan

• BJ, pH 

• Sendimen urin


(61)

Ureters


(62)

Urinary

 

Bladder


(63)

Micturition


(64)

Electrolyte,

 

and

 

Acid

Base

 

Balance


(65)

The

 

Reproductive

 

System

• Wanita

• Laki‐laki

• Kelainan kongenital]

• Kelainan Klinis


(66)

(67)

(68)

(69)

REFERENSI

• Atlas anatomi

• Anatomi Snell

• Atlas Histologi

• Biokimia Harper

• Fisiologi Guyton, Ganonng, Tortora

• Etc?


(70)

TUTORIAL

SKENARIO 1 :

SKENARIO 2 :  

SKENARIO 3 :  

SKENARIO 4 :    

SKENARIO 5 :  

SKENARIO 6 :  


(71)

Skills

 

Lab


(72)

Praktikum

• Anatomi

• Histology

• Biokimia

• Biology

• Clinical phtology


(73)

Evaluasi

• Tutorial

• Skills lab

• Ujian akhir Blok


(74)

Biokimia

Hormon

Blok 1.4


(75)

Hormon

• Hormon: senyawa kimia yang disekresikan

oleh specific glands atau cell dan

berperan sebagai chemical messenger

atau signal molecule

• Hormon dalam sirkulasi darah sangat


(76)

(77)

Hormones Reproduction

Reproduction Growth &Growth & DevelopmentDevelopment

Maintenance of

internal environment

Energy production,

Energy production,

utilization & storage

utilization & storage

Fungsi Hormon


(78)

(79)

GAS MOLECULE


(80)

(81)

(82)

(83)

Receptor

Receptor: specific membrane protein, dapat

mengenal dan berikatan dengan

corresponding ligand molecules, aktiv, dan

transduce signal ke next signaling

molecules:

A. Membran B. Intra Sel


(84)

Hormon

-

Receptor

highly specificity

highly affinity

saturation

reversible binding


(85)

Pengaturan

receptor

• Phosphorylation atau

dephosphorylation dari Receptor

• Phospholipid membran

• Enzyme catalyzed hydrolysis


(86)

(1) Recognize the special ligand

(2) Binding to special ligand

(3) Signal transduction

biological effect


(87)

(88)

Hypothalamus Anterior pituitary Posterior pituitary Thyrotropin ACTH Somatotropin LH FSH Prolactin Vasopressin Oxytocin Thyroid Adrenal Cortex Adrenal Medulla Pancreas Ovary Testis

Muscles liver Tissues Liver, muscles Estradiol Testosterone Insulin, glucagon, somatostatin T3 Cortisol aldosterone Mammary glands Reproductive organs Epinephrine Releasing hormones Nervous


(89)

Struktur

Kimia Hormon

1. Derived from amino acids (Hydrophilic)

Amino acid derivatives thyroxine

Histamine, serotonin, melatonin, and the catecholamines, dopa, dopamine,

norepinephrine, and epinephrine are known as “biogenic amines.”

Tripeptides TRH

Small peptides VP (ADH), somatostatin

Intermediate-size peptides

insulin, parathyroid hormone Complex polypeptides

and glycoproteins


(90)

(91)

(92)

2. lipid precursors

Cholesterol derivatives cortisol, testosterone, vitamin D ,

estradiol

Fatty acid derivatives prostaglandins, leukotrienes


(93)

(94)

(95)

(96)

(97)

(98)

3. Derived from other chemicals (mediator)

Purines adenosine


(99)

(100)

(1)

(2)

Complex IV

acceptor ion H adalah

O2

Cytochrome

c

oxidase

4 redok

center : cytochrome

a

, cytochrome

a

3,

CuB

dan

CuA

Ion H

intermembrane space

masuk

ke

matrix :


(3)

(4)

Inhibitor ETC

Complex I : Rotenon, Amytal

dan

Piericidin

A

Complex III : Actimicyn

A

Complex IV: Cyanida, Carbon monoxide

ion Cyanide berkompetisi

dengan

O2 untuk

berikatan

dengan

cytochrome c oxidase

pada

oxygen-binding

site.

ATP

synthase

:

Oligomycin


(5)

Pembentukan

ATP

2 electron (NADH) melewati

Complex I, III,

IV menghasilkan

10 proton (H+) pada

intermembran space: enghasilkan

3 ATP

2 electron FADH2 melewati

complex

II,III,IV menghasilkan

6 proton pada

intermembrane space :

2 ATP

Energi

bebas

yang dibutuhkan

untuk

sintesis

satu

ATP: 40-50 kJ/mol


(6)

Referensi

• C.TOY, E., WILLIAM E. SEIFERT, J., STROBEL, H. W. & HARMS, K. P. (2008 ) Case Files™ Biochemistry.

• MURRAY, R. K., BENDER, D. A., BOTHAM, K. M., J, P.,

KENNELLY, RODWELL, V. W. & WEIL, P. A. (2009) Harper’s

Illustrated Biochemistry, The McGraw-Hill Companies, Inc

• VOET, D., G.VOET, J. & PRATT, C. W. (2008) FUNDAMENTALS

OF Biochemistry :LIFE AT THE MOLECULAR LEVEL, John Wiley &

Sons, Inc.

• KOOLMAN, J. & ROEHM, K.-H. (2005) Color Atlas of Biochemistry, New York, Thieme.

• JAIN, J. L., JAIN, S. & JAIN, N. (2005) FUNDAMENTALS OF BIOCHEMISTRY, NEW DELHI, S. CHAND & COMPANY LTD.