Catatan OGSO #2

Beberapa menit sebelum kuliah digalaukan dengan ada atau tidaknya kuis sebelum kuliah OGSO. Alhamdulillah ternyata kuisnya baru minggu depan. Kuliah pada hari itu masih pengantar presentasi dari ibunya saja. Baru minggu depan sebelum kelompok pertama maju presentasi diadakan kuis. 

Di awal kuliah, bu Fadlina bertanya terkait apa yang diketahui tentang otot. Ada yang menjawab bahwa otot adalah alat gerak atif. Lalu ada juga yang menjawab bahwa dengan otot, tulang dapat bergerak. Kita semua juga telah mengetahui bahwa otot terdiri dari sel-sel otot, dan sel otot itu sendiri terdiri dari 3 macam, yaitu otot jantung, otot polos, dan otot rangka (lurik). Ketiga macam otot tersebut ada yang berada di bawah pengaruh kesadaran (volunteer) dan ada juga yang berada di luar kesadaran (involunteer). Yang termasuk ke dalam otot yang volunteer adalah otot rangka, sementara yang termasuk ke dalam otot involunteer adalah otot polos dan otot jantung. Perlu diketahui juga bahwa ciri utama dari otot adalah otot mampu berkontraksi sehingga sel-sel otot sering juga disebut sebagai sel kontraktil. 

Terkait dengan sel-sel kontraktil, pada perkembangan janin, sel-sel kontraktil tersebut akan menyatu, namun penyatuannya tersebut tetap didasarkan atas sifat dasarnya. Untuk sel-sel kontraktil yang memiliki sifat bekerja pada jantung maka akan saling menyatu, begitu pula untuk sel-sel yang memiliki sifat yang sama dengan otot polos dan otot rangka. Dari sel-sel menyatu membentuk jaringan, kemudian jaringan-jaringan menyatu membentuk organ. Dengan demikian jelaslah materi kuliah pada saat itu terkait dengan gangguan-gangguan pada otot. Namun karena di semester sebelumnya telah banyak dibahas tentang gangguan pada kardiovaskuler maka cukup banyak juga telah banyak membahas terkait gangguan pada otot polos dan otot jantung sehingga pada kuliah pada semester 5 ini lebih difokuskan pada gangguan pada otot rangka.

Sebelum itu, kita perlu mengingat adanya perhubungan antara otot dengan tulang yang disebut dengan tendon dan tulang dengan tulang yang disebut dengan ligamen, karena gangguan pada otot terjadi juga pada perhubungannya. Dapat terjadi gangguan pada perhubungan tulang dengan tulang, apakah itu terkait dengan penghubungnya yaitu ligamen atau pada ruang sendinya yang merupakan rongga untuk tulang tersebut mampu bergerak. Terkait dengan ruang sendi, apabila ruang sendi tersebut mengecil atau tidak ada ruang sendi maka pergerakan tulang menjadi terbatas. Ruang sendi dapat menggerakkan tulang karena di dalam ruang sendi terdapat cairan sinovial yang ibaratnya seperti oli pada mesin sehingga tulang dapat dengan luwes digerakkan. Sejauh ligamen masih normal, maka ligamen bekerja dengan mengikat tulang sedemikian rupa sehingga meskipun diputar ke arah manapun akan kembali ke keadaan semula, karena telah terikat, apabila terjadi gangguan pada ligamen tersebutlah yang kemudian menjadi berbahaya. 

Selain faktor ruang sendi, tentunya tanpa ada otot, tulang akan sulit digerakkan. Dan selain berfungsi menggerakkan tulang-tulang, otot juga berfungsi melindungi tulang dan organ-organ lainnya terutama organ vital, misalnya organ vital yang berada di bagian abdomen atau diafragma, apabila terjadi robek di bagian luar abdomen, maka otot tersebut akan melindungi agar jangan sampai organ vital tersebut terkontaminasi oleh lingkungan luar. 

Gangguan otot terdiri dari berbagai macam antara lain atrofi otot, strain, sprain (keseleo), distrofi otot, Becker's Muscular Dystrophy, distrofi miotonik, dislokasi, dan rabdomiolisis.

Atrofi otot. Pada atrofi otot, terjadi penurunan ukuran sel-sel otot. Terjadinya penurunan diakibatkan oleh jarangnya otot digerakkan. Hal ini dapat terjadi pada anak-anak atau pada orang tua yang biasanya menggunakan kursi roda. Sel-sel otot hanya mengalami pengecilan pada ukurannya, jadi sel-selnya masih ada bukan habis. Karena kalau tidak ada otot, maka tulang akan sama sekali tidak dapat digerakkan. Fenomena ini dapat dijelaskan dengan melihat seorang olahragawan, kita tahu bahwa olahragawan yang memiliki otot besar-besar, merupakan seseorang yang sering melatih atau melakukan kontraksi pada ototnya. Dengan demikian, untuk yang jarang menggerakkan ototnya akan mengalami hal kebalikannya yaitu mengecilnya sel-sel otot tersebut. Hal ini berkaitan dengan senyawa protein otot yaitu distrofin dan mioglobin. Distrofin merupakan protein otot yang dihasilkan oleh sel-sel otot untuk dapat mengikat satu sel otot dengan sel otot lainnya, sementara mioglobin merupakan protein yang terdapat di dalam sel. Apabila otot sering digerakkan mata sel-sel otot akan sering melakukan metabolisme dan menghasilkan distrofin sehingga dengan demikian pula massa distrofin menjadi semakin besar dan membentuk kekompakkan yang lebih baik lagi. Fenomena massa yang besar dan keras atau kuat tersebut dapat dilihat pada otot-otot olahragawan tersebut tentunya. Jadi, sekali lagi, untuk otot-otot yang jarang digunakan, sel-sel ototnya tentunya akan jaran berkontraksi sehingga terjadi penurunan protein otot yaitu distrofin dan mioglobinnya. Kalau terjadi penurunan pada distrofin, maka otot menjadi lemah, karena ikatan antara sel-sel ototnya menjadi kurang dan pergerakkan otot menjadi terbatas.

Strain. Strain merupakan cedera yang terjadi pada bagian otot tendon, kalau terjadi cedera maka bisa mencetuskan reaksi inflamasi, maka gejala inflamasi yang empat itu yaitu kalor (panas), dolor (nyeri), tumor (bengkak), dan rubor (merah) akan muncul. Inflamasi tentunya merupakan respon dari tubuh kita, ketika terjadi tendinitis (peradangan pada tendon), pastilah respon inflamasi tersebut muncul.

Sprain. Berbeda dengan strain, sprain (keseleo) merupakan cedera yang terjadi di ligamen, yaitu pada bagian persendiannya. Jika terjadi strain dapat muncul reaksi inflamasi, pada sprain juga muncul reaksi inflamasi dengan disertai memar. Memar berbeda dengan reaksi inflamasi, jika merah yang terjadi pada reaksi inflamasi diakibatkan oleh vasodilatasi dari pembuluh darah, sementara memar terjadi kemerahan akibat adanya darah yang keluar dari pembuluh darah bisa akibat pembuluh darah yang pecah. Apabila kita melihat seseorang yang mengalami memar pada bagian tubuhnya kemudian berwarna biru, hal ini wajar saja, pertama kali darah tersebut keluar memang berwarna merah, tetapi lama-kelamaan akan berwarna biru, hal ini terkait dengan kandungan oksigen, lama-kelamaan tentunya kandungan oksigennya akan semakin berkurang. Memar ini bisa terasa sakit dan bisa juga tidak sakit. Memar yang terasa sakit mengindikasikan akibat adanya darah yang keluar adalah sebagai akibat adanya pembuluh darah yang pecah. Sementara untuk memar yang tidak disertai dengan rasa sakit yang apabila dikatakan oleh orang awam (akibat dicubit atau dijilat jin), ini terjadi adanya darah yang keluar bukan karena pembuluh darahnya yang pecah, tetapi bisa diakibatkan salah satunya karena orang tersebut mengalami defisiensi enzim glukosa-6-fosfat dehidrogenase yang diketahui bahwa enzim tersebut berfungsi untuk menjaga keelastisitasan membran sel darah merah dan apabila kekurangan enzim tersebut maka eritrosit (sel darah merah) dapat pecah menjadi ukuran-ukuran yang lebih kecil sehingga dapat keluar dari pembuluh darah.

Terkait strain dan sprain, pada dasarnya tubuh dapat mengatasi gangguan tersebut dengan sendirinya dengan waktu yang cukup lama tergantung keparahannya. Biasanya masyarakat Indonesia melakukan terapi urut untuk mengatasi gangguan ini. Hal ini tidak menjadi masalah, karena dengan cara diurut, artinya aliran darah pada pembuluh darah dipercepat untuk dapat sampai di daerah gangguan dan penyembuhan akibat gangguan yang dilakukan oleh tubuh sendiri menjadi semakin cepat. Tetapi dalam hal ini, tidak semua gangguan pada otot utamanya strain dan sprain dapat diterapi dengan cara diurut. Apabila terjadi fraktur pada tulangnya justru dengan cara diurut bisa memperparah kondisi. Dosen bercerita katanya pernah ada kasus yang mana terdapat seorang anak yang mengalami gangguan tersebut kemudian diurut, bukannya dapat segera sembuh, justru di bagian yang mengalami gangguan tersebut tampak membengkak. Setelah dibawa ke dokter, ternyata diketehui terdapat fraktur pada tulang. Perlu diketahui bahwa pada fraktur terdapat saraf-saraf yang sensitif, apabila diurut sedikit bisa menyebabkan saraf-saraf tersebut terjepit dan pada akhirnya menghambat transmisi dan menyebabkan reaksi inflamasi. Bengkak juga dapat terjadi apabila pasien yang diurut ternyata memiliki riwayat kanker dari orang tuanya. Sel tumor yang sebelumnya masih jinak, ketika diurut bisa teraktifkan dan membuat kondisi makin parah.

Distrofi otot. Distrofi otot merupakan gangguan pada otot yang menyebabkan terjadinya penurunan yang progresif pada distrofin. Distrofin otot ini biasa disebabkan karena genetik. Gangguan ini yang diakibatkan karena genetik disebut juga dengan penyakit distrofinopati. Pada pasien ini, gen-gen yang membentuk distrofin mengalami mutasi. Berbeda dengan atrofi otot, pada distrofi otot, semakin dibawa beraktifitas, distrofinnya akan tetap mengalami penurunan bahkan secara progresif. Defisiensi distrofin yang semakin parah hingga dapat menyebabkan kesulitan pergerakkan dan sering terjatuh, menyebabkan pasiennya kemudian menderita penyakit Duchenne's Muscular Dystrophy yang bahkan seringkali dapat muncul skoliosis. Bisa muncul skoliosis disebabkan karena otot melemah sehingga tidak mampu menopang tulan punggung dan lama-kelamaan menyebabkan tulang belakang menjadi bengkok. Komplikasi pada penyakit ini yang membahayakan antara lain gagal jantung dan pernafasan. Berikut merupakan gambar seorang anak yang mengalami penyakit Duchenne's Muscular Dystrophy.

Becker Muscular Dystrophy. Merupakan penyakit yang lebih ringan dari Duchenne's Muscular Dystrophy, pada penyakit ini, pasien masih bisa berjalan dan tingkat progresifnya rendah, namun gejalanya tetap sama.

Distrofi miotonik. Merupakan gangguan yang menyebabkan kekakuan pada otot. Kekakuan ini diakibatkan tidak mampunya otot mengalami relaksasi. Pada gangguan ini terjadi kontraksi yang meningkat seperti yang terjadi pada saat mengalami keram dan kejang. Jadi pada pasien ini, terjadi suatu rangsangan yang berlebihan untuk berkontraksi. Rangsangan untuk berkontraksi ini biasa terjadi sebagai respon akibat adanya otot yang melemah. Rangsangan yang terus menerus menyebabkan hipereksitasi sehingga menyebabkan sel sulit mencapai ambang di bawah potensial untuk mengalami relaksasi.

Dislokasi. Merupakan gangguan terkait otot yang menyebabkan tulang dapat keluar dari keududkannya. Kejadian ini pasti disebabkan adanya gangguan pada ruang sendinya. Dislokasi dapat terjadi misalnya akibat adanya hentakan yang keras yang kemudian menyebabkan ligamen tidak mampu mengikat tulang dengan tulang. Dislokasi ini bisa menimbulkan respon inflamasi.

Rabdomiolisis. Penyakit ini disebut juga mioglobinuria, jadi ditemukan protein otot, yaitu mioglobin dalam urin. Mioglobin bisa keluar dari sel-sel otot dapat diakibatkan karena terjadinya lisis pada sel tersebut. Apabila sel-sel otot pecah, tentunya mioglobin dapat keluar dari darah dan terekskresi lewat ginjal. Padahal kita tahu bahwa tidak semua senyawa pada darah dapat terfiltrasi oleh ginjal, sementara pada gangguan ini, mioglobin dapat keluar bersama urin. Hal ini dapat terjadi karena ketika mioglobin telah sampai di bagian pertama ginjal yaitu di glomerulusnya, terjadi penumpukkan mioglobin di depannya, atau terdapat mioglobin yang terdeposit pada membran glomerulus, sehingga adanya penumpukkan ini lama-kelamaan dapat mempengaruhi permeabilitas membran glomerulus dan menyebabkan mioglobulin dapat lewat. Beberapa mioglobulin dapat lewat dengan lancar di ginjal hingga keluar bersama urin, namun beberapa akan dapat tersangkut di bagian tubulus yang lama-kelamaan dapat menyebabkan komplikasi gagal ginjal. Adanya mioglobin pada urin bisa ditemui pada pelari. Seorang pelari ketika menghentakkan kakinya dengan keras, dapat menyebabkan lisisnya sel-sel otot dan mengalami kejadian ini. Apabila kondisi ini bisa diatasi maka tidak akan sampai dapat menyebabkan komplikasi gagal ginjal.

Demikian yang dapat saya sampaikan. Mohon maaf apabila terdapat kesalahan. Semoga bermanfaat. Terima kasih sudah berkunjung :)

Catatan Kimia Medisinal #2

Pada pertemuan yang kedua, banyak dibahas terkait antibiotik. Proses produksi antibiotik tidak jauh dari bioteknologi. Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, funi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup seperti enzim, kesemuanya ini juga terkait dengan proses produksinya yang dapat menghasilkan barang dan jasa. Perlu diketahui bahwa bioteknologi ini terbagi menjadi 2, yaitu biokonveksi dan biofermentasi. Yang dimaksud dengan biokonveksi artinya dalam menemukan suatu obat baru, terjadi perubahan molekul awal (intinya) ke produk yang pada akhirnya molekul awal intinya juga sama, namun terdapat perubahan pada gugus fungsinya. Contohnya bisa dilihat pada gambar berikut:

Jadi pada obat baru tersebut yang telah mengalami transformasi struktur dari awalnya oleh mikroba, struktur intinya masih sama, sama-sama steroid, namun telah mengalami modifikasi pada gugus fungsinya.

Sementara yang dimaksud dengan biofermentasi merupakan teknologi untuk menemukan obat baru yang struktur dari obat baru tersebut telah benar-benar berbeda. Contohnya penisilin yang dibuat dari alanin yang memiliki struktur inti berbeda dengan penisilin.

Kata dosen, produk antibiotik harus berasal dari mikroba, sering ditemukan di literatur yang menyebutkan bahwa produk sintesis yang berkhasiat dapat menghambat pertumbuhan bakteri atau mematikannya disebut juga antibiotik, penyebutan tersebut salah, seharusnya bukan antibiotik tapi antibakteri. Antibiotik berbeda dengan antibakteri. Antibakteri terbagi menjadi 2 golongan yaitu antiprotozoa dan antibiotik. Contohnya saja obat floxacim yang dibuat secara sintesis sering disebut sebagai antibiotik padahal seharusnya antibakteri.

Contoh obat yang dibuat secara sintesis selain floxacim adalah kloramfenikol. Benar dibuat secara sintesis karena bukan dengan bantuan mikroba secara biofermentasi. Berikut merupakan struktur kimia kloramfenikol.

Terkait biofermentasi, dalam hal ini terdapat dua teknik untuk melakukannya yaitu dengan menggunakan metode surface process atau dengan submerged process.

Dengan surface process mikroba ditanam di dalam cawan petri di atas permukaan media tanam. Cawan petri tersebut ditutup dan diinkubasi dalam inkubator selama waktu yang telah ditentukan. Mikroba tersebut ketika dipanen akan menghasilkan suatu daerah hambatan yang kemudian daerah hambat tersebutlah yang diisolasi yang diharapkan berpotensi sebagai antibiotik. (Sebenarnya terkait teknik ini, saya masih kurang mengerti dengan penjelasan dosennya, jadi harap dimaklumi apabila terdapat kesalahan, silakan cari dari literatur lain).

Sementara dengan menggunakan submerge process, biasanya penanaman mikroba dilakukan dalam bioreaktor atau bisa juga dalam Erlenmeyer. Apapun alatnya yang penting terdapat elektrode, pengatur udara, pengatur oksigen, pengatur suhu, pengatur penambahan reagen (misal NaOH/HCl), dan tempat sampling. Bioreaktor biasa digunakan pada industri-industri besar dan biaya yang dibutuhkan juga cukup banyak. Sementara Erlenmeyer sering digunakan oleh mahasiswa yang melakukan penelitian, namun kelemahannya peluang terkontaminasi oleh zat lain cukup besar.

Antibiotik juga bisa dihasilkan dengan cara semisintetik, artinya terdapat perpaduan cara secara alami dan buatan.  Misalnya pembuatan suatu antibiotik dari penicillin (antibiotik yang didapat secara alami) yang kemudian ditambahkan dengan senyawa lain secara sintesis, merupakan suatu pembuatan antibiotik secara semisintesis.

Ketika antibiotik berkembang cukup pesat di dunia, fenomena ini juga cukup banyak menyita perhatian industri-industri obat di Indonesia. Di Indonesia, antibiotik yang banyak dihasilkan adalah ampisilin dan amoksisilin yang keduanya merupakan antibiotik semisintesis karena produsen tersebut membeli penicilin dari luar kemudian memodifikasinya menjadi kedua antibiotik tersebut.

Ada banyak golongan antibiotik, salah satunya antibiotik yang digolongkan atas struktur dasarnya yang beta-laktam. Berikut merupakan gugus beta-laktam.

Jadi yang termasuk golongan antibiotik dengan gugus beta-laktam antara lain penisilin, sefalosporin, cephamyxin, oxacepham, asam clavulanat, dan sebagainya. Antibiotik ini bekerja di membran bakteri. Kita ketahui bahwa membran bakteri salah satunya tersusun atas senyawa alanil alanin, kemudian jika kita perhatikan kembali struktur dari penisilin (salah satu antibiotik golongan beta-laktam) ternyata juga tersusun dari alanil alanin, sehingga dengan demikian penisilin ini dapat masuk ke dalam membran yang dengan bentuk strukturnya yang besar ini kemudian dapat merusak membran dan menghambat pertumbuhan bakteri.

Antibiotik dalam zamannya terus mengalami perkembangan, sehingga antibiotik ini terbagi ke dalam beberapa generasi, misalnya generasi 1, generasi 2, generasi 3, dan seterusnya. Tentunya generasi 1 merupakan generasi awal yang masih banyak memiliki kelemahan yang kemudian pada generasi berikutnya beberapa kelemahan tersebut dapat teratasi, dan terus disempurnakan oleh generasi-generasi berikutnya. Contohnya, pada generasi 1 dikenal adanya penicillin, dan diketahui juga bahwa penicillin ini terdapat gugus beta-laktamase yang sayangnya di dalam tubuh dapat termetabolisme oleh enzim beta-laktamase sehingga tidak dapat sempurna memberikan efek terapinya sehingga dengan sifatnya yang demikian pula penicillin harus diberikan dengan cara disuntik sebanyak 3 kali sehari. Frekuensi penyuntikkan yang terlalu banyak dalam sehari ini merupakan salah satu kelemahannya. Oleh karena itu muncul generasi kedua yaitu Benzatin, yang memiliki struktur kimia di bawah ini dan memiliki sifat yang lebih baik yaitu bersifat long acting sehingga dalam sehari hanya perlu melakukan penyuntikkan sekali saja. Terkait dengan penyuntikkan perlu diketahui bahwa sebaiknya lokasi penyuntikkan dilakukan pada area yang berbeda-beda, karena apabila dilakukan pada area yang sama dikhawatirkan jaringan tersebut dapat robek.

Selain itu terdapat pula amoksisilin yang sudah kita ketahui sebelumnya merupakan hasil sintesis dari penisilin. Meskipun masih terdapat gugus beta-laktam, namun amoksisilin ini dapat digunakan secara peroral, karena di depan gugus tersebut terdapat gugus alfa-amin yang dapat melindungi gugus beta-laktamase tersebut agar jangan sampai termetabolisme.

Di akhir materi, diberikan banyak contoh antibiotik beserta struktur senyawa/kimianya yang kemudian harus dapat dihafalkan.

Demikian yang bisa saya sampaikan. Kurang lebihnya mohon maaf. Semoga bermanfaat. Terima kasih banyak sudah berkunjung :)

Catatan Kimia Medisinal #1

Akhirnya di semester ke5 ini bertemu dengan kimia medisinal. Sebuah mata kuliah yang akan Alhamdulillah banget kalau bisa lancar perkuliahannya. Di awal, dosen memberikan penjelasan terkait apa saja yang akan dipelajari dalam 2 bulan sebelum uts ini, karena setelah uts, dosennya beda lagi.

Dalam 2 bulan ini, akan banyak dibahas terkait ADME (Absorpsi, Distribusi, Metabolisme, dan Ekskresi), kemudian dibahas terkait antibiotik, autoimun, hormon dan obat KB, SSO, dan perangsang SSP (Sistem Saraf Pusat). 

Kalau kata dosen, mata kuliah kimia medisinal ini bisa dibilang cukup baru, karena sebelum-sebelumnya yang dipelajari oleh mahasiswa adalah kimia farmasi yang sebenarnya juga mencakup kimia medisinal, selain itu juga terkait analisis obat dan sintesis obat. Namun katanya kita hanya mempelajari kimia medisinal saja. 

Kimia medisinal merupakan ilmu yang mempelajari penemuan dan pengembangan obat. Jadi, misalnya saja terdapat suatu penemuan bahan herbal yang berkhasiat terhadap suatu penyakit. Senyawa zat aktifnya kemudian diisolasi, diidentifikasi komponen zat aktifnya, dan didapatkan strukturnya melalui spektrum MS dan HNMR.

Ketika ditemukan suatu bahan alam yang kemudian telah diketahui strukturnya, dapat dikembangkan karakteristiknya, misalnya agar lebih berpotensi. Pengembangan terkait hal ini biasanya menyentuh struktur kimia zat aktif tersebut, misalnya dengan mengganti gugus fungsi dengan gugus fungsi yang lain, kemudian dicari tahu bagaimana hasilnya apakah sesuai dengan tujuan atau justru ditemukan obat baru. Contohnya salisin yang ditemukan dari tanaman salix yang berkhasiat sebagai analgesik, ketika gugus fungsinya diubah ternyata berubah pula khasiatnya.

Terkait ADME, khususnya absorpsi, obat dapat diserap apabila dalam bentuk molekul, bukan dalam bentuk ionnya. Karena kita tahu bahwa membran biologis bersifat nonpolar, sehingga hanya akan mampu ditembus oleh yang sifatnya nonpolar juga seperti molekul (tidak bermuatan).

Kemudian ketika obat didistribusi, sebelum ke reseptor, obat dapat berikatan terlebih dahulu dengan protein plasma membuat ikatan drug-protein binding.

Agar obat dapat bisa sampai ke reseptor terdapat 3 fase yang menentukan, yaitu:

1. Fase farmasetik, terkait bagaimana bentuk sediaannya, kemampuan disintegrasi, dan disolusinya.
2. Fase farmakokinetik, terkait ADME.
3. Fase farmadinamik, terkait efek terapi dan toksiknya.

Demikian yang bisa saya sampaikan, tidak terlalu banyak materi yang bisa disampaikan, karena saya mencatatnya juga tidak terlalu banyak. Maaf apabila terdapat kekurangan. Semoga bermanfaat. Terima kasih sudah berkunjung :)