Konsep Dasar Patobiokimia

1. Defisiensi Genetik: Kesalahan “Cetak Biru”

Defisiensi genetik terjadi ketika terdapat mutasi pada urutan DNA yang mengodekan protein tertentu, terutama enzim. Dalam biokimia, ini sering disebut sebagai Inborn Errors of Metabolism.

• Mekanisme: DNA $\to$ mRNA $\to$ Protein. Jika DNA bermutasi, protein yang terbentuk bisa memiliki struktur tersier yang salah, sehingga situs aktifnya tidak berfungsi.
• Dampak Biokimia:
  • Akumulasi Substrat: Karena enzim “A” tidak bekerja, substrat “X” menumpuk hingga mencapai kadar toksik.
  • Defisiensi Produk: Sel tidak mendapatkan produk “Y” yang dibutuhkan untuk fungsi vital.
• Contoh Detil: Alkaptonuria. Mutasi genetik menyebabkan kekurangan enzim homogentisat 1,2-dioksigenase. Akibatnya, asam homogentisat menumpuk di jaringan ikat dan sendi, menyebabkan urin berwarna hitam dan radang sendi kronis.

2. Gangguan Nutrisi: Kelangkaan “Asisten” Enzim

Enzim sering kali tidak dapat bekerja sendirian. Mereka membutuhkan komponen non-protein untuk menjadi aktif sepenuhnya (Holoenzim).

• Kofaktor (Mineral): Ion logam seperti $Mg^{2+}$, $Fe^{2+}$, atau $Zn^{2+}$. Misalnya, magnesium sangat penting untuk semua enzim yang menggunakan ATP.
• Koenzim (Vitamin): Sebagian besar vitamin larut air (kompleks B) diubah menjadi koenzim.
  • Vitamin B1 (Tiamin): Menjadi TPP untuk metabolisme karbohidrat.
  • Vitamin C: Dibutuhkan untuk hidroksilasi prolin dalam pembentukan kolagen.
• Dampak Biokimia: Tanpa kofaktor/koenzim, enzim tetap menjadi Apoenzim (tidak aktif). Reaksi metabolisme melambat atau berhenti total.
• Contoh Detil: Penyakit Skorbut (Scurvy). Kekurangan Vitamin C menyebabkan enzim prolyl hydroxylase tidak aktif. Akibatnya, kolagen tidak bisa membentuk heliks yang kuat, menyebabkan pembuluh darah rapuh dan gusi berdarah.

3. Toksisitas: Sabotase dari Luar

Toksisitas terjadi ketika zat asing (Xenobiotik) masuk ke dalam tubuh dan mengganggu mesin kimia seluler.

• Inhibisi Enzim: Zat toksik sering bertindak sebagai inhibitor ireversibel.
  • Logam Berat: Timbal ($Pb$) atau Merkuri ($Hg$) memiliki afinitas tinggi terhadap gugus sulfhidril ($-SH$) pada protein, yang secara permanen merusak struktur enzim tersebut.
• Gangguan Rantai Transpor Elektron: Zat kimia dapat menghentikan produksi energi (ATP).
• Contoh Detil: Keracunan Sianida ($CN^-$). Sianida berikatan sangat kuat dengan atom besi dalam enzim sitokrom c oksidase di mitokondria. Ini menghentikan aliran elektron ke oksigen. Sel tidak bisa lagi menghasilkan ATP melalui respirasi aerobik, menyebabkan kematian sel dalam hitungan menit.

4. Kegagalan Regulasi: Gangguan Sistem Komunikasi

Sel-sel dalam tubuh harus berkoordinasi. Kegagalan regulasi terjadi ketika sistem sinyal (hormon, neurotransmiter, atau reseptor) tidak berfungsi sebagaimana mestinya.

• Masalah pada Reseptor: Jumlah reseptor berkurang (down-regulation) atau bentuknya berubah sehingga tidak bisa mengikat hormon.
• Masalah pada Jalur Transduksi Sinyal: Pesan sampai ke sel, tetapi “kabel” di dalam sel (seperti protein kinase) putus atau justru terus-menerus menyala tanpa kontrol.
• Dampak Biokimia: Homeostasis tidak terjaga karena sel tidak tahu kapan harus melakukan anabolisme atau katabolisme.
• Contoh Detil: Diabetes Mellitus Tipe 2. Ini adalah kasus klasik “Resistensi Insulin”. Insulin ada, tetapi jalur sinyal di dalam sel (terutama jalur PI3K-Akt) terganggu. Akibatnya, transporter glukosa (GLUT4) tidak berpindah ke membran sel, dan glukosa tetap tertahan di darah (hiperglikemia).

Ringkasan Tabel Patobiokimia

Penyakit jarang disebabkan oleh satu faktor saja; sering kali merupakan kombinasi rumit dari keempatnya.