KOMUNIKASI ANTAR SEL KOMUNIKASI ANTAR SEL

• SEL BERKOMUNIKASI SATU SAMA LAIN MELALUI PERANTARA (MESSENGER) KIMIA

• Perantara kimia berikatan dengan reseptor protein di permukaan sel

• Perantara kimia bisa masuk ke CES (Cairan Ekstra Seluler) atau tidak masuk ke CES(berpindah dari sel ke sel melalui taut celah).

Komunikasi oleh perantara Komunikasi oleh perantara dalam CESdalam CES

1.Komunikasi neural

dilepaskannya neurotransmiter di celah

sinaps (synaptic cleft) dari sel saraf

presinaps dan setelah melalui celah

sinaps yang sempit , bekerja pada sel

postsinaps

2. Komunikasi endokrin

hormon dan faktor pertumbuhan

mencapai sel melalui pembuluh darah

3. Komunikasi parakrin

produk-produk sel berdifusi ke dalam

CES untuk mempengaruhi sel-sel

disekitarnya yang mungkin terletak agak jauh

Bentuk lain : - Komunikasi otokrin sel mensekresi perantara kimia yang dalam situasi tertentu berikatan dengan reseptor di sel yang sama - Komunikasi jukstakrin perantara kimia dari satu sel diikat oleh reseptor pada sel yang lain dan menyebabkan kedua sel berikatan

Reseptor Perantara KimiaReseptor Perantara Kimia

• Telah banyak diisolasi dan didapatkan sifat-sifatnya

• Bukan komponen statik sel, tetapi jumlahnya dapat menurun atau meningkat, dan sifatnya dapat berubah sesuai dengan keadaan fisiologik

• Bila jumlah perantara kimia meningkat maka jumlah reseptor aktif akan menurun

down regulation Bila jumlah perantara kimia menurun maka

jumlah reseptor aktif akan meningkat up regulation

Mekanisme Kerja Perantara KimiaMekanisme Kerja Perantara Kimia - Perantara pertama (first messenger)

ligan ekstrasel

- Perantara kedua (second messenger)

perantara intrasel perubahan fungsi sel,

seperti : mengubah fungsi enzim, memicu

eksositosis, mengubah transkripsi gen, dll.

- Banyak reseptor membran mencetuskan pelepasan perantara kedua atau proses intrasel

lainnya melalui protein pengikat GTP (protein G)

- Perantara kedua biasanya mengaktifkan berbagai protein kinase

Beberapa protein kinase pentingBeberapa protein kinase penting- Memfosforilasi residu serin dan/atau treonin- Memfosforilasi residu serin dan/atau treonin

* Dependen kalmodulin : * Dependen kalmodulin : Kinase rantai Kinase rantai

ringan miosin, Kinase fosforilase, Kinase I ringan miosin, Kinase fosforilase, Kinase I

Ca2+/kalmodulin, Kinase II Ca2+/kalmodulin,Kinase Ca2+/kalmodulin, Kinase II Ca2+/kalmodulin,Kinase

III Ca2+/kalmodulinIII Ca2+/kalmodulin

* Dependen kalsium-fosfolipid : * Dependen kalsium-fosfolipid : Protein kinase C (7 subspesies)Protein kinase C (7 subspesies)

* Dependen siklik-nukleotida : * Dependen siklik-nukleotida : Kinase dependen Kinase dependen

cAMP, Kinase dependen cGMPcAMP, Kinase dependen cGMP

- Memfosforilasi residu tirosin - Memfosforilasi residu tirosin

* Reseptor insulin, reseptor EGF, reseptor PDGF* Reseptor insulin, reseptor EGF, reseptor PDGF

Mekanisme utama perantara kimia Mekanisme utama perantara kimia menimbulkan perubahan selmenimbulkan perubahan sel

- Membuka atau menutup saluran ion di membran sel

contoh : asetilkolin pada reseptor kolinergik nikotinik - Bekerja melalui reseptor sitoplasma atau inti untuk meningkatkan transkripsi mRNA tertentu contoh : Hormon tiroid, hormon steroid

- Mengaktifkan fosfolipase C melalui DAG, IP3, dan fosfat inositol intrasel lain

contoh : angiotensin II, vasopresin melalui reseptor V1

- Mengaktifkan atau menghambat adenilil siklase menyebabkan peningkatan atau penurunan pembentukan AMP siklik intrasel

contoh : norepinefrin melalui reseptor adrenergik beta 1 (meningkatkan) dan melalui alfa 2 (menurunkan)

- Meningkatkan GMP siklik dalam sel

contoh : ANP, NO

- Meningkatkan aktivitas tirosin kinase pada bagian sitoplasma reseptor transmembran

contoh : insulin, EGF

Ca2+ dalam selCa2+ dalam sel- Ca2+ mengatur sejumlah besar proses Ca2+ mengatur sejumlah besar proses

fisiologik yang sangat berbeda seperti : fisiologik yang sangat berbeda seperti :

proliferasi, sinyal neuron, belajar, kontraksi, proliferasi, sinyal neuron, belajar, kontraksi,

sekresi dan fertilisasi sekresi dan fertilisasi

- Ca2+ plasma berada dalam keseimbangan Ca2+ plasma berada dalam keseimbangan

dengan Ca2+ mitokondria dan retikulum dengan Ca2+ mitokondria dan retikulum

endoplasmaendoplasma

- Ca2+ sebagai perantara kedua dapat Ca2+ sebagai perantara kedua dapat

menimbulkan efek yang berbeda pada menimbulkan efek yang berbeda pada

konsentrasi tinggi dan rendah konsentrasi tinggi dan rendah

Protein GProtein G- Salah satu cara yang sering digunakan untuk Salah satu cara yang sering digunakan untuk

mentranlasi sinyal menjadi efek biologik di mentranlasi sinyal menjadi efek biologik di

dalam sel adalah melalui protein pengatur dalam sel adalah melalui protein pengatur

nukleotida (protein G) yang mengikat GTP.nukleotida (protein G) yang mengikat GTP.

- Bila sinyal sampai pada protein G, maka Bila sinyal sampai pada protein G, maka

protein akan mempertukarkan GDP untuk protein akan mempertukarkan GDP untuk

GTP GTP kompleks GTP-protein menyebabkan kompleks GTP-protein menyebabkan

timbulnya efektimbulnya efek

- Pada pemulihan GTP diubah menjadi GDP Pada pemulihan GTP diubah menjadi GDP

oleh aktivitas GTP-ase inheren yang terdapat oleh aktivitas GTP-ase inheren yang terdapat

pada proteinpada protein

Inositol Trifosfat (IPInositol Trifosfat (IP33) dan Diasilgliserol (DAG)) dan Diasilgliserol (DAG)

- Bila ligan berikatan dengan reseptor Bila ligan berikatan dengan reseptor

pengaktifan fosfolipase C pada permukaan pengaktifan fosfolipase C pada permukaan

dalam membran dalam membran mengkatalisis hidrolisis mengkatalisis hidrolisis

fosfatidilinositol 4,5-difosfat (PIPfosfatidilinositol 4,5-difosfat (PIP22) untuk ) untuk

membentuk IPmembentuk IP33 dan DAG dan DAG IP IP33 berdifusi ke berdifusi ke

retikulum endoplasma yang menyebabkan retikulum endoplasma yang menyebabkan

pelepasan Ca2+ ke dalam sitoplasmapelepasan Ca2+ ke dalam sitoplasma

- DAG tetap berada dalam membran sel dan DAG tetap berada dalam membran sel dan

mengaktifkan satu dari 7 subspesies protein mengaktifkan satu dari 7 subspesies protein

kinase Ckinase C

AMP SiklikAMP Siklik- AMP Siklik adalah 3’5’-monofosfat siklikAMP Siklik adalah 3’5’-monofosfat siklik

- Dibentuk dari ATP oleh kerja enzim adenil Dibentuk dari ATP oleh kerja enzim adenil

siklasesiklase

- AMP Siklik diubah menjadi 5’-AMP yang AMP Siklik diubah menjadi 5’-AMP yang

secara fisiologik tidak aktif oleh kerja enzim secara fisiologik tidak aktif oleh kerja enzim

fosfodiesterasefosfodiesterase

- AMP Siklik mengaktifkan protein kinase yang AMP Siklik mengaktifkan protein kinase yang

dependen nukleotida siklik (protein kinase A) dependen nukleotida siklik (protein kinase A)

yang mengkatalisis fosforilasi protein yang mengkatalisis fosforilasi protein

merubah konformasi dan aktivitasnyamerubah konformasi dan aktivitasnya

GMP SiklikGMP Siklik

- Guanosin Monofosfat siklik (cGMP) penting Guanosin Monofosfat siklik (cGMP) penting

pada penglihatanpada penglihatan- Cahaya bekerja pada rodopsin di sel-sel batang, Cahaya bekerja pada rodopsin di sel-sel batang,

rodopsin berikatan dengan fosfodiesterase rodopsin berikatan dengan fosfodiesterase

mempercepat perubahan cGMP menjadi 5’-GMPmempercepat perubahan cGMP menjadi 5’-GMP- Pembentukan cGMP dikatalisa oleh enzim Guanilil Pembentukan cGMP dikatalisa oleh enzim Guanilil

Siklase Siklase diaktifkan oleh Oksida Nitrat (NO) dan diaktifkan oleh Oksida Nitrat (NO) dan

senyawa-senyawa yang mengandung NOsenyawa-senyawa yang mengandung NO- Terdapat saluran-saluran ion yang diatur oleh cGMP Terdapat saluran-saluran ion yang diatur oleh cGMP

dan cGMP mengaktifkan kinase dependen GMP siklik dan cGMP mengaktifkan kinase dependen GMP siklik

yang menimbulkan sejumlah efek fisiologikyang menimbulkan sejumlah efek fisiologik

Faktor Pertumbuhan (Faktor Pertumbuhan (Growth FactorsGrowth Factors))

- Merupakan polipeptida atau proteinMerupakan polipeptida atau protein

- Ada 3 kelompok : Ada 3 kelompok :

A. terdiri dari zat yang mendorong multiplikasi A. terdiri dari zat yang mendorong multiplikasi

dan/atau perkembangan berbagai jenis sel dan/atau perkembangan berbagai jenis sel

B. Sitokin, yang dihasilkan oleh makrofag dan B. Sitokin, yang dihasilkan oleh makrofag dan

limfosit serta penting dalam pengaturan limfosit serta penting dalam pengaturan

sistem imun sistem imun

C. Terdiri dari faktor stimulasi koloni (C. Terdiri dari faktor stimulasi koloni (colony colony

stimulating factorsstimulating factors))