MATHEMATICAL MODELING THE FORMATION OF THROMBIN ON PROCESS

dokumen-dokumen yang mirip
Bab II Pemodelan. Gambar 2.1: Pembuluh Darah. (Sumber:

KESTABILAN SISTEM PREDATOR-PREY LESLIE

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Darah terdiri atas 2 komponen utama yaitu plasma darah dan sel-sel darah.

BAB II LANDASAN TEORI. selanjutnya sebagai bahan acuan yang mendukung tujuan penulisan. Materi-materi

BAB IV HASIL YANG DIPEROLEH

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI. eigen dan vektor eigen, persamaan diferensial, sistem persamaan diferensial, titik

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN. 4.1 Asumsi yang digunakan dalam sistem mangsa-pemangsa. Dimisalkan suatu habitat dimana spesies mangsa dan pemangsa hidup

ANALISIS DINAMIKA MODEL KOMPETISI DUA POPULASI YANG HIDUP BERSAMA DI TITIK KESETIMBANGAN TIDAK TERDEFINISI

BAB II LANDASAN TEORI. dalam penulisan skripsi ini. Teori-teori yang digunakan berupa definisi-definisi serta

II. TINJAUAN PUSTAKA. Sistem dinamik adalah sistem yang berubah dari waktu ke waktu (Farlow,et al.,

ANALISIS KESTABILAN MODEL FERMENTASI ETANOL DENGAN SUBSTRAT GLUKOSA. Primadina 1, Widowati 2, Kartono 3, Endang Kusdiyantini 4

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)

Oleh Nara Riatul Kasanah Dosen Pembimbing Drs. Sri Suprapti H., M.Si

ANALISIS STABILITAS PENYEBARAN VIRUS EBOLA PADA MANUSIA

ANALISIS BIFURKASI PADA MODEL MATEMATIS PREDATOR PREY DENGAN DUA PREDATOR Lia Listyana 1, Dr. Hartono 2, dan Kus Prihantoso Krisnawan,M.

TUGAS AKHIR KAJIAN SKEMA BEDA HINGGA TAK-STANDAR DARI TIPE PREDICTOR-CORRECTOR UNTUK MODEL EPIDEMIK SIR

BAB 4 MODEL DINAMIKA NEURON FITZHUGH-NAGUMO

MODEL LOGISTIK DENGAN DIFUSI PADA PERTUMBUHAN SEL TUMOR EHRLICH ASCITIES. Hendi Nirwansah 1 dan Widowati 2

BAB III : MODEL 19 BAB III MODEL

Created By Aristastory.Wordpress.com BAB I PENDAHULUAN. Teori sistem dinamik adalah bidang matematika terapan yang digunakan untuk

PEMODELAN MATEMATIKA DAN ANALISIS KESTABILAN MODEL PADA PENYEBARAN HIV-AIDS

JAWABAN ANALITIK SEBAGAI VALIDASI JAWABAN NUMERIK PADA MATA KULIAH FISIKA KOMPUTASI ABSTRAK

PEMODELAN DINAMIKA KONSENTRASI TIMBAL DARI LIMBAH ELEKTRONIK PADA LINGKUNGAN HIDUP

Analisis Kestabilan Model Penurunan Sumber Daya Hutan Akibat Industri

BAB V HEMOSTASIS Definisi Mekanisme hemostasis Sistem koagulasi

PERBANDINGAN PENYELESAIAN SISTEM OREGONATOR DENGAN METODE ITERASI VARIASIONAL DAN METODE ITERASI VARIASIONAL TERMODIFIKASI

PEMODELAN MATEMATIKA DAN ANALISIS KESTABILAN LOKAL PADA PERUBAHAN POPULASI PENDERITA DIABETES MELITUS

PERAN PENTING LAJU PERUBAHAN KALOR PADA MODEL DINAMIK UNSUR UNSUR UTAMA IKLIM

MODEL DINAMIK ETANOL, GLUKOSA, DAN ZYMOMONAS MOBILIS DALAM PROSES FERMENTASI

ANALISIS KESTABILAN MODEL MANGSA-PEMANGSA DENGAN MANGSA YANG TERINFEKSI DI LINGKUNGAN TERCEMAR

Model Matematika Populasi Plankton dan Konsentrasi Nitrogen

BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN. ekuilibrium bebas penyakit beserta analisis kestabilannya. Selanjutnya dilakukan

ANALISIS KESTABILAN MODEL MANGSA-PEMANGSA DENGAN MANGSA YANG TERINFEKSI DI LINGKUNGAN TERCEMAR

MODEL DIFUSI OKSIGEN DI JARINGAN TUBUH

BAB II LANDASAN TEORI

APLIKASI METODE PANGKAT DALAM MENGAPROKSIMASI NILAI EIGEN KOMPLEKS PADA MATRIKS

BAB II LANDASAN TEORI. pada bab pembahasan. Materi-materi yang akan dibahas yaitu pemodelan

ANALISIS STABILITAS MODEL MATEMATIKA DARI PENYEBARAN PENYAKIT MENULAR MELALUI TRANSPORTASI ANTAR DUA KOTA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Darah merupakan bagian dari tubuh yang jumlahnya 60-80% dari berat

Bab 10 Kinetika Kimia

PENYELESAIAN NUMERIK DAN ANALISA KESTABILAN PADA MODEL EPIDEMIK SEIR DENGAN PENULARAN PADA PERIODE LATEN

I. PENDAHULUAN. dan kotoran manusia atau kotoran binatang. Semua polutan tersebut masuk. ke dalam sungai dan langsung tercampur dengan air sungai.

Universitas Indonusa Esa Unggul FAKULTAS KESEHATAN MASYARAKAT Jurusan Perekam Medis dan Informasi Kesehatan ANATOMI FISIOLOGI

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

Sistem Transportasi Manusia L/O/G/O

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

BAB II LANDASAN TEORI. Pada bab ini akan dibahas mengenai definisi-definisi dan teorema-teorema

Kestabilan Titik Ekuilibrium Model SIS dengan Pertumbuhan Logistik dan Migrasi

OLEH : IKHTISHOLIYAH DOSEN PEMBIMBING : Dr. subiono,m.sc

4 HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB II KOROSI dan MICHAELIS MENTEN

ANALISIS KESTABILAN DAN PROSES MARKOV MODEL PENYEBARAN PENYAKIT EBOLA

DINAMIKA PERKEMBANGAN HIV/AIDS DI SULAWESI UTARA MENGGUNAKAN MODEL PERSAMAAN DIFERENSIAL NONLINEAR SIR (SUSCEPTIBLE, INFECTIOUS AND RECOVERED)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. udara maupun zat buangan yang ada di dalam tubuh. Volume darah pada manusia

BAB VII MATRIKS DAN SISTEM LINEAR TINGKAT SATU

MODEL PERTUMBUHAN EKONOMI MANKIW ROMER WEIL DENGAN PENGARUH PERAN PEMERINTAH TERHADAP PENDAPATAN

Analisa Kualitatif pada Model Penyakit Parasitosis

BAB II KAJIAN TEORI. dinamik, sistem linear, sistem nonlinear, titik ekuilibrium, analisis kestabilan

ANALISIS KESTABILAN MODEL DINAMIK ALIRAN FLUIDA DUA FASE PADA SUMUR PANAS BUMI. Jl. Prof. H. Soedarto, S.H. Semarang 50275

BAB II LANDASAN TEORI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2014

MODEL PENGARUH INHIBITOR TERHADAP LAJU KOROSI

T 23 Center Manifold Dari Sistem Persamaan Diferensial Biasa Nonlinear Yang Titik Ekuilibriumnya Mengalami Bifurkasi Contoh Kasus Untuk Bifurkasi Hopf

ANALISIS KESTABILAN MODEL SEIIT (SUSCEPTIBLE-EXPOSED-ILL-ILL WITH TREATMENT) PADA PENYAKIT DIABETES MELLITUS

Friska Erlina, Yuni Yulida, Faisal

Oleh : Dinita Rahmalia NRP Dosen Pembimbing : Drs. M. Setijo Winarko, M.Si.

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah

SISTEM PEREDARAN DARAH

ANALISIS STABILITAS SISTEM DINAMIK UNTUK MODEL MATEMATIKA EPIDEMIOLOGI TIPE-SIR (SUSCEPTIBLES, INFECTION, RECOVER)

ANALISIS KESTABILAN MODEL MATEMATIKA IMMUNOTERAPI BCG PADA KANKER KANDUNG KEMIH

Matriks Leslie dan Aplikasinya dalam Memprediksi Jumlah dan Laju pertumbuhan Penduduk di Kota Makassar

BAB II DASAR TEORI. FeO. CO Fe CO 2. Fe 3 O 4. Fe 2 O 3. Gambar 2.1. Skema arah pergerakan gas CO dan reduksi

MODUL LAJU REAKSI. Laju reaksi _ 2013 Page 1

KESTABILAN TITIK TETAP MODEL PENULARAN PENYAKIT TIDAK FATAL

PENGARUH PERUBAHAN NILAI PARAMETER TERHADAP NILAI ERROR PADA METODE RUNGE-KUTTA ORDE 3

BIFURKASI HOPF PADA MODEL SILKUS BISNIS KALDOR-KALECKI TANPA WAKTU TUNDA

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Tujuan

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Local Stability of Predator Prey Models With Harvesting On The Prey. Abstract

Pengendalian Populasi Hama pada Model Mangsa-Pemangsa dengan Musuh Alaminya

MODEL SEIR PENYAKIT CAMPAK DENGAN VAKSINASI DAN MIGRASI

PENERAPAN METODE ELEMEN HINGGA UNTUK SOLUSI PERSAMAAN STURM-LIOUVILLE

KESTABILAN MODEL POPULASI SATU MANGSA-DUA PEMANGSA DENGAN PEMANENAN OPTIMAL PADA PEMANGSA

KINETIKA REAKSI PEMBUATAN KALSIUM KARBONAT DARI LIMBAH PUPUK ZA DENGAN PROSES SODA. Suprihatin, Ambarita R.

ANALISIS DINAMIK MODEL PREDATOR-PREY PADA POPULASI ECENG GONDOK DENGAN ADANYA IKAN GRASS CARP DAN PEMANENAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Darah adalah bagian dari tubuh yang berbentuk cair dengan jumlah %

KESTABILAN MODEL BIOEKONOMI SISTEM MANGSA PEMANGSA SUMBER DAYA PERIKANAN DENGAN PEMANENAN PADA POPULASI PEMANGSA

Penerapan Teknik Serangga Steril Dengan Model Logistik. Dalam Pemberantasan Nyamuk Aedes Aegypti. Nida Sri Utami

LAPORAN TUGAS AKHIR. Topik Tugas Akhir Kajian Matematika Murni

BAB II LANDASAN TEORI

Analisis Kestabilan Model MSEIR Penyebaran Penyakit Difteri Dengan Saturated Incidence Rate

BAB II KAJIAN TEORI. digunakan pada bab pembahasan. Teori-teori ini digunakan sebagai bahan acuan

KESTABILAN MODEL BIOEKONOMI SISTEM MANGSA PEMANGSA SUMBER DAYA PERIKANAN DENGAN PEMANENAN PADA POPULASI PEMANGSA

MODEL NON LINEAR PENYAKIT DIABETES. Aminah Ekawati 1 dan Lina Aryati 2 ABSTRAK ABSTRACT

Pemodelan Numerik Reaksi Enzimatik Imobilisasi

MODEL PERSAMAAN DIFERENSIAL PADA INTERAKSI DUA POPULASI

ANALISIS MODEL DINAMIKA HIV DALAM TUBUH DENGAN LAJU INFEKSI TIPE HILL SKRIPSI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

MENCARI PERLUASAN MODEL DINAMIK UNSUR-UNSUR UTAMA IKLIM

Transkripsi:

MATHEMATICAL MODELING THE FORMATION OF THROMBIN ON PROCESS Oleh Ila Fitriani 1, Drs. Asrul Sani, M.Sc, Ph.D 2, La Gubu, S.Si.,MSi 3 Program Studi Matematika, Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam Universitas Halu Oleo This study was conducted to analyze the dynamics of thrombin in the coagulation process model with Michaelis Menten. mathematical model is formulated with a system of ordinary differential equations which consists of five components in the thrombin generation factor, namely the factor X (stuart-power) is substrak, factor Xa (aktifator prothrombin) form of the enzyme, factor II (prothrombin) in the form of substrak, factor Xa:II (aktifator prothrombin:protrombin) in the form of complex substrak enzymes and factors substrak and IIa (thrombin) form of the enzyme. The modeling process into three stages, namely the formulation of the problem, made to look for relationships between variables that formed the assumptions that will be used in the modeling. The next stage is to make the scheme and a mathematical model by forming a mathematical equation in accordance with the assumptions that formed earlier. Last step is to find behavioral models finished by finding the equilibrium point to analyze the stability of the equilibrium point, and perform numerical simulations using matlab software. of the model gained two points of equilibrium. that is. and after analysis at the point of aquilibrium, saddle point and stable spiral. The opposite point of equilibrium saddle point and stable spiral on numerical simulation cases I where and with and saddle point on simulation cases II with and where also has an saddle point. on this model substrak lower number concentration and the reaction rate will be growing. Keyword: PENDAHULUAN equilibrium point, stability, Model Michaelis-Menten kinetika. Darah merupakan media cair yang terdiri dari sel-sel yang diproduksi oleh jaringan hemopoietika yang disirkulasikan ke dalam sel-sel tubuh sebagai pembawa nutrien menuju jaringan tubuh, pembawa oksigen dari paru-paru ke jaringan, pembawa karbon dioksida dari jaringan ke paru-paru, pembawa produk buangan dari berbagai jaringan menuju ginjal untuk dieksresikan, berperan penting dalam mengendalikan suhu tubuh, berperan dalam sistem buffer, juga berperan dalam pembekuan darah untuk mencegah terjadinya kehilangan darah yang berlebihan pada luka dan mengandung faktor-faktor penting untuk mempertahankan tubuh terhadap penyakit Pembekuan darah disebut juga koagulasi darah. Adapun faktor yang diperlukan dalam penggumpalan darah yaitu ion kalsium, dinding pembuluh yang luka yang membebaskan trombokinase, trombin dari protrombin dan fibrin yang terbentuk dari fibrinogen. Mekanisme pembekuan darah terjadi setelah trombosit meninggalkan pembuluh darah dan pecah, maka trombosit akan mengeluarkan tromboplastin bersama dengan ion kalsium dan tromboplastin mengaktifkan protrombin menjadi trombin (Evelyn, 1989). Trombin adalah enzim yang mengubah fibrinogen menjadi fibrin. Fibrin inilah yang berfungsi menjaring sel-sel darah merah menjadi gel atau menggumpal (Poedjiadi, 1994). koagulasi darah terjadi pada kisaran waktu 15 detik sampai 2 menit dan umumnya akan berakhir dalam waktu 5 menit, gumpalan darah normal menjadi sekitar 40% dari volume semula dalam waktu 24 jam (Frandson,1992). Koagulasi dapat dicegah dengan penambahan kalium sitrat atau natrium sitrat yang menghilangkan garam kalsium. Seiring dengan perkembangan teknologi dalam kedokteran, ditemukan lebih dari 50 macam zat penting yang mempengaruhi pembekuan darah. Beberapa diantaranya mempermudah terjadinya pembekuan, disebut prokoagulan, dan menghambat pembekuan, disebut antikoagulan. Terjadinya pembekuan tergantung pada keseimbangan antar kedua golongan zat ini. Dalam keadaan normal, antikoagulan lebih dominan sehingga darah tidak membeku, tetapi bila pembuluh darah rusak, prokoagulan di daerah yang rusak menjadi teraktivasi dan melebihi aktivitas antikoagulan, dan bekuan pun terbentuk Sering kali banyak dihadapi permasalahan di bidang non-matematika, misalnya pada bidang kedokteran, fisika, teknik, ilmu sosial dan lain sebagainya tidak dapat diselesaikan secara langsung. Salah satu cara untuk mengatasi masalah tersebut adalah matematika. Secara umum pengertian model adalah suatu usaha menciptakan replika/tiruan dari suatu fenomena alam. Pada model Matematika replika/tiruan tersebut dilakukan dengan mendeskripsikan fenomena alam dengan satu set persamaan (dapat berupa persamaan differensial, sistem persamaan atau ekspresi-ekspresi matematika yang lain) yang diturunkan dari fenomena tersebut [1]. Dalam pemodelan matematika, ilmuwan hanya mencari persamaan-persamaan atau rumus-rumus yang berlaku pada fenomena, sehingga ditemukannya suatu model matematika. [2]. Dengan adanya model matematika tersebut, akan dibahas apakah model tersebut sesuai dengan keadaan yang terjadi pada

keadaan biologis untuk pembentukan trombin dalam proses koagulasi yang dapat dilakukan melalui pendekatan matematika pada reaksi Michaelis Menten yang merupakan salah satu reaksi enzim sederhana yang dikemukakan oleh Michaelis dan Menten pada tahun 1913. [3].. Reaksi kimia yang terjadi dalam sistem biologis selalu melibatkan katalis. Katalis ini dikenal sebagai katalis biologis (biokatalisator) berupa protein yang sangat spesifik yang disebut enzim. Percepatan reaksi terjadi karena enzim menurunkan energi pengaktifan yang dengan sendirinya akan mempermudah terjadinya reaksi. Enzim mengikat molekul substrat membentuk kompleks enzim substrat yang bersifat sementara dan lalu terurai membentuk enzim bebas dan produknya [4]. Pada penelitian kali ini akan dibahas pembentukan protrombin menjadi trombin yang dipengaruhi oleh aktifator protrombin. Sehingga penulis tertarik menggangkat judul penelitian Model Matematika Pembentukan Trombin Pada Proses koagulasi diharapkan dapat memberikan masukan yang positif dalam model matematika yang digunakan dalam proses koagulasi. Tujuan dalam penelitian ini untuk mengetahui bagaimana pemodelan matematika pembentukan trombin pada proses koagulasi dan menentukan kestabilan dari titik kesetimbangan. TINJAUAN PUSTAKA Pembekuan Darah Bekuan mulai terbentuk dalam 15-30 detik bila trauma pembuluh sangat hebat dan dalam 1-2 menit bila traumanya kecil. Banyak sekali zat yang mempengaruhi proses pembekuan darah juga disebut dengan zat prokoagulan yang mempermudah terjadinya pembekuan dan sebaliknya zat yang menghambat proses pembekuan disebut dengan zat antikoagulan. Dalam keadaan normal zat antikoagulan lebih dominan sehingga darah tidak membeku, tetapi bila pembuluh darah rusak aktivitasi prokoagulan di daerah yang rusak meningkat dan bekuan akan terbentuk. Secara umum proses pembekuan darah terjadi melalui tiga langkah utama yaitu (1) pembentukan aktivator protombin sebagai reaksi terhadap pecahnya pembuluh darah, (2) perubahan protrombin menjadi trombin yang dikatalis oleh aktivator protrombin, dan (3) perubahan fibrinogen menjadi benang fibrin oleh trombin yang akan menyaring trombosit, sel darah, dan plasma sehingga terjadi bekuan darah. Trombin Trombin adalah protein yang membantu proses pembekuan berupa enzim pembekuan darah, enzim ini hanya dihasilkan di tempat yang terluka yang terbentuk karena reaksi kimia antara protein Protrombin, enzim trombokinase, vit K dan Ca, jumlahnya tidak boleh melebihi atau pun kurang dari yang diperlukan, pada proses ini terjadi melalui pengawasan yang begitu ketat sehingga trombin hanya terbentuk saat benar-benar ada luka pada dinding pembuluh setelah enzim trombin mencapai jumlah yang memadai di dalam tubuh maka fibrinogen yang ada di plasma darah berupa proteinprotein membentuk juluran benang yang disebut fibrin yang menjaring sel-sel darah merah menjadi gel atau menggumpal Dasar- Dasar Model Matematika 1. Michaelis-Menten Reaksi kinetika Mekanisme Michaelis Menten merupakan salah satu reaksi enzim sederhana yang dikemukakan oleh Michaelis dan Mentan pada tahun 1913. Dalam mekanisme ini molekul substrak dikombinasikan dengan molekul enzim yang membentuk komplek substrat-enzim yang kemudian menghasilkan molekul produk dan molekul (Briggs dan Haldane, 1995). Gambar 1. Skema Michaelis-Menten Reaksi kinetika Misal : = konsentrasi substrat pada saat konsentrasi enzim pada saat konsentrasi komplek substrat-enzim pada saat konsentrasi produk pada saat Maka reaksi enzim dalam pers.(2.1) dapat dimodelkan dalam bentuk sistem persamaan diferensial sebagai berikut: Selanjutnya, misalkan yaitu jumlah enzim bebas maka menyatakan enzim total dan enzim terikat Ketika sistem reaksi berada dalam keadaan seimbang maka kecepatan pembentukan sama dengan kecepatan penguraian sehingga berlaku

3. Nilai Eigen dan Vektor Eigen Definisi 2.2 Jika A adalah matriks berukuran maka vektor tak nol x didalam dikatakan vektor eigen (eigen vector) dari A jika Ax adalah kelipatan skalar dari x, yakni: Apabila konsentrasi substrat cukup besar sehingga semua enzim terikat kepadanya yaitu dalam bentuk kompleks, maka akan didapatkan maksimum yaitu sehingga merupakan laju maksimum reaksi enzim. Sehingga diperoleh persamaannya yaitu, Persamaan Michaelis Menten sering digunakan untuk menggambarkan laju pertumbuhan populasi yang bergantung pada konsentrasi nutrisi dan dapat mencapai kondisi jenuh saat konsentrasi nutrisi cukup besar. 2. Sistem Persamaan Differensial Sistem persamaan differensial adalah suatu sistem persamaan yang memuat buah fungsi yang tidak diketahui, dimana merupakan bilangan bulat positif 2 ( Finizio, 1982). Persamaan differensial seringkali muncul dalam model matematika yang mencoba menggambarkan keadaan kehidupan nyata. Sebagai contoh, dalam biologi yaitu laju pertumbuhan populasi. Diberikan sistem persamaan differensial nonlinear orde 1, dapat dinyatakan dalam bentuk matriks yakni: (2.6) dimana dan adalah transpose. Sistem (2.6), dikatakan nolinear apabila funngsi tak linear dan kontinu yang dapat berbentuk: dikatakan sistem autonomous apabila fungsi tidak bergantung terhadap waktu, yakni: untuk suatu skalar. selanjutnya dikatakan nilai eigen (eigen value) dari A dan vektor dikatakan vektor eigen yang bersesuaian dengan. Nilai eigen matriks A yang berukuran dapat ditentukan dengan menyelesaikan sebagai berikut: dengan adalah matriks identitas berukuran Agar dikatakan nilai eigen dari maka harus ada selesaian tak nol (nontrivial) dari persamaan (2.9). persamaan (2.9) mempunyai selesaian tak nol (nontrivial) jika dan hanya jika: ( 4 Analisis Kestabilan Dalam menentukan titik kestabilan pada persamaan linear adalah dengan menguji sekitaran titik kestabilan dan sistem yang sederhana untuk menentukan nilai eigen yang menghasilkan matriks Jacobian sedangkan penentuan titik stabil pada sistem nonlinear juga sangat penting dalam perilaku sistemnya. Kestabilan suatu titik kesetimbangan dapat diperiksa berdasarkan nilai eigen dengan menyelesaikan dengan adalah matriks (2.9) yang berukura menghasilkan polynnomial dengan derajat yang sama dengan ukuran matriks yang mempunyai bentuk umum Stabilitas titik kesetimbangan ditentukan berdasarkan tanda bagian real pada nilai eigen yang dibagi menjadi tiga, yaitu: 1. Stabil Titik kesetimbangan dikatakan stabil jika dan hanya jika nilai eigen adalah real dan negative atau mempunyai bagian real tak positif. 2. Stabil Asimtotik Titik kesetimbangan dikatakan stabil asimtotik jika dan hanya jika nilai eigen adalah real dan negative atau mempunyai bagian real negative. 3. Tidak Stabil Titik kesetimbangan dikatakan tidak stabil jika dan hanya jika nilai eigen adalah real dan positif atau mempunyai paling sedikit satu nilai eigen dengan bagian real positif

METODE PENELITIAN Waktu Dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Februari 2016 sampai bulan Mei 2016. Kegiatan ini berlangsung di Laboratorium Komputasi Matematika (Lab. Aljabar) Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Halu Oleo. Prosedur Penelitian 1. Indentifikasi masalah, yaitu membaca dan memahami literatur yang berkaitan dengan proses pembekuan darah dan pemodelan matematika, sehingga dapat menentukan faktor-faktor yang akan digunakan dalam model. 2. Membuat asumsi, yaitu dalam pembuatan model matematika tidak semua faktor yang berpengaruh dalam proses pembentukan trombin sehingga dapat dimodelkan secara matematika, oleh karena itu perlu disederhanakan dengan melakukan reduksi faktor-faktor yang berpengaruh terhadap peristiwa ini. 3. Menyelesaikan dan Menginterpretasikan Model, setelah model terbentuk, perlu diselesaikan secara matematika yaitu melakukan analisis parameter dengan mencari nilai eigen, menentukan titik kestabilan dan diskrititasi menggunakan metode runge-kutta. 4. Penarikan kesimpulan. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Model Pembentukan Trombin Pada Michaelis Menten Reaksi Kinetika Model pembentukan trombin pada michaelis menten reaksi kinetika dalam sistem ini sangat kompleks, sehingga diperlukan beberapa asumsi agar menjadi sederhana. 2. Asumsi Asumsi yang digunakan dalam penelitian ini dipaparkan sebagai berikut: 1. Terdapat 5 faktor yang digunakan dalam proses pembentukan trombin yaitu faktor II (protrombin), faktor X (stuart-power), faktor Xa (Aktifator protrombin), faktor IIa (trombin) dan faktor kompleks Xa:II (Aktifator protrombin:protrombin). 2. faktor II (protrombin), faktor X (stuart-power) dan faktor kompleks Xa:II (Aktifator protrombin:protrombin) diasumsikan sebagai subtrak sedangkan faktor Xa (Aktifator protrombin) dan faktor IIa (trombin) diasumsikan sebagai enzim. 3. Faktor X (stuart-power) bereaksi membentuk faktor Xa (Aktifator protrombin) menjadi aktif dengan laju reaksi sebesar k 3. 4. Faktor II (protrombin) dikombinasikan dengan faktor Xa (Aktifator protrombin) bereaksi membentuk faktor kompleks Xa:II (Aktifator protrombin:protrombin) dengan laju reaksi sebesar k 1. 5. Terjadi reaksi umpan balik antara faktor kompleks Xa:II (Aktifator protrombin:protrombin) bereaksi membentuk faktor Xa (aktifator protrombin) dan faktor IIa (trombin) dengan laju reaksi sebesar k 1. 6. Faktor kompleks Xa:II (Aktifator protrombin:protrombin) yang terbentuk bereaksi dan menghasilkan bentuk aktif dan terurai menjadi faktor IIa (trombin) dan faktor Xa (aktifator protrombin) dengan laju reaksi sebesar k 2. 7. Konsentrasi laju reaksi pada reaktan mengalami penurunan setiap waktu. 8. Laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi zat pereaksi. 3. Skema Model Berdasarkan asumsi di atas, maka diperoleh skema model Michaelis menten yang digunakan dalam pembentukan trombin dari protrombin pada proses koagulasi pada Gambar 2 Gambar 2 Skema model pembentukan trombin dari protrombin yang dipengaruhi oleh aktifator protrombin. Keterangan: II = faktor Protrombin dalam satuan nm Xa = faktor Aktifator protrombin dalam satuan nm IIa = faktor Trombin dalam satuan nm X = faktor stuart-power dalam satuan nm Xa:II = faktor kompleks Aktifator protrombin: Protrombin dalam satuan nm 3. Model Berdasarkan Asumsi dan skema di atas maka diperoleh model pembentukan trombin yang dapat dimodelkan dalam sistem persamaan berikut: Keterangan: : merupakan tetapan (konstanta) kecepatan laju reaksi pembentukan kompleks faktor Xa:II (Aktifator protrombin:protrombin)

[X] [IIa] [Xa:II] : merupakan tetapan (konstanta) kecepatan laju reaksi umpan balik antara kompleks faktor Xa:II (aktifator protrombin:protrombin) menjadi faktor Xa (aktifator protrombin) dan faktor II (protrombin) : merupakan tetapan (konstanta) kecepatan laju reaksi penguraian kompleks faktor Xa:II (aktifator protrombin:protrombin) menjadi bentuk aktif faktor IIa (trombin) dan faktor Xa (aktifator protrombin) : merupakan tetapan (konstanta) kecepatan laju reaksi faktor X (stuart-power) menjadi faktor Xa (aktifator protrombin) : konsentrasi Aktifator protrombin dalam satuan nm : konsentrasi protrombin dalam satuan nm : konsentrasi stuart-power dalam satuan nm : konsentrasi Trombin dalam satuan nm : konsentrasi kompleks Aktifator protrombin: protrombin dalam satuan Nm 4. Titik Kesetimbangan Analisis titik kesetimbangan pada sistem persamaan diferensial digunakan untuk menentukan suatu selesaian yang tidak berubah terhadap waktu. Sistem (4.1) titik kesetimbangannya dinyatakan ke dalam bentuk titik kesetimbangan dari (4.1) akan diperoleh dengan menyelesaikan: Linearisasi sistem persamaan diatas adalah matriks jacobian, Selanjutnya hasil penelitian di atas disubtitusikan ke dalam matriks jacobian, sehingga diperoleh: 6. Kestabilan Sistem di Titik Kesetimbangan Jika titik kesetimbangan disubtitusikan pada J maka diperoleh: Sehingga sistem (4.2) menjadi: Untuk mencari nilai eigen matriks jacobian berukuran 5 x 5, maka matriks jacobian sebagai: yang ditulis Terdapat dua titik kesetimbangan pada sistem (4.3) yaitu 5. Analisis Kestabilan Sistem di sekitar Titik Kesetimbangan Pada bagian ini akan dilakukan analisis kestabilan titik kesetimbangan dengan terlebih dahulu dilakukan pelinearisasian sistem model pembentukan trombin. Persamaan yang akan dilinearisasikan adalah sebagai berikut:

Berdasarkan bantuan software Maple 13 dengan script selengkapnya dapat dilihat pada - Lampiran 2 untuk mendapatkan nilai eigen. Berikut nilai eigen yang diperoleh, yaitu: 0 0 Berdasarkan nilai eigen yang diperoleh pada diketahui bahwa selalu bernilai real negatif, dan bernilai nol, bernilai imajiner positif jika dan bernilai imajiner negatif jika, selanjutnya juga bernilai imajiner positif jika, dan bernilai imajiner negatif jika, Secara umum, berdasarkan sifat kestabilan sistem dapat ditentukan bahwa pada titik memiliki sifat kestabilan saddle point dan spiral stabil. Untuk lebih jelasnya dapat di lihat pada Tabel 1 : Tabel 1. kesetimbangan Titik kesetimba ngan negative negative Sifat kestabilan sistem di titik Nol Nol Nol Nol Imajiner Positif Imajiner negatif Imajiner Positif Imajiner Negative 7. Simulasi Numerik dinamika model Pembentukan Trombin Kasus I Simulasi menggunakan syarat awal untuk konsentrasi subtrak atau faktor X (stuart-power) = 0 nm, konsentrasi enzim faktor, konsentrasi faktor subtrak atau faktor II (protrombin) = 0 nm, konsentrasi faktor kompleks Xa:II (aktifator protrombin:protrombin) = 0, dan konsentrasi enzim atau faktor IIa (trombin) = 1000 nm dalam kurung waktu. Parameter-parameter yang digunakan yaitu pada Tabel 2 : Tabel 2. Nilai parameter-parameter yang digunakan dalam model pembentukan trombin (kasus I) Parameter Nilai Penafsiran Sifat kestabila n Saddle Point Spiral Stabil 0,062 tetapan (konstanta) Laju reaksi pembentukan kompleks faktor Xa:II (aktifator protrombin:protrombin) 0,0048 tetapan (konstanta) Laju reaksi pembentukan kembali faktor Xa (aktifator protrombin) dan faktor II (protrombin) 0,062 tetapan (konstanta) Laju reaksi faktor X (stuart-power) menjadi faktor Xa (aktifator protrombin) setiap satuan waktu. 0,0048 tetapan (konstanta) Laju reaksi penguraian kompleks faktor Xa:II (aktifator protrombin:protrombin) menjadi bentuk aktif faktor IIa (trombin) dan faktor Xa (aktifator protrombin) setiap satuan waktu Untuk menganalisis kestabilan titik kesetimbangan dilakukan dengan cara mensubstitusi nilai parameter-parameter sehingga didapatkan nilai eigen dan sifat kestabilannya, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3.berikut.

Tabel 3. Titik kesetimbangan, nilai eigen, dan sifat kestabilan sistem (Kasus I) Titik kesetimbangan Nilai eigen Sifat kestabilan Saddle Point kewaktu. hal ini disebabkan reaktan semakin berkurang dan produk atau hasil yang terbentuk akan semakin bertambah. Selain itu, dipengaruhi bila jumlah konsentrasi semakin besar maka laju reaksi pada reaktan dan produk juga semakin meningkat begitupun sebaliknya. Sifat kestabilan dapat dilihat pada gambar tiga dimensi berikut (Gambar.3) Saddle Point Berdasarkan nilai awal dan nilai dari parameterparameter dari model trombin pada Michaelis Menten maka diperoleh laju peubahan seperti pada Gambar 2 berikut Gambar 3 Phase plane untuk ketiga konsentrasi pada setiap titik kesetimbangan Pada Gambar 3. terlihat bahwa titik awal (1200,0,1000) tidak melalui titik kesetimbangan dan. Sehingga titik kesetimbangannya membentuk perilaku Saddle Point. PENUTUP Kesimpulan 1. Telah dikembangkan model matematika reaksi michaelis menten terhadap pembentukan trombin pada proses koagulasi sebagai berikut: Gambar 2. Grafik laju perubahan konsentrasi faktor X (stuart-power), faktor Xa (aktifator protrombin), faktor II (protrombin), faktor kompleks Xa:II (aktifator protrombin:protrombin) dan faktor IIa (trombin) Pada Gambar 2, menjelaskan bahwa konsentrasi faktor X (stuart-power), faktor Xa (aktifator protrombin) faktor II (protrombin),faktor kompleks Xa:II (aktifator protrombin) dan faktor IIa (trombin) mengalami perubahan pada saat t = 300 detik. Pada konsentrasi faktor kompleks (aktifator protrombin: protrombin) mengalami penurunan dan reaksinya akan semakin berkurang hingga mencapai titik minimum disebabkan karena faktor kompleks (aktifator protrombin protrombin) yang nilainya diabaikan, Pada konsentrasi faktor (stuart-power) terjadi penurunan sehingga mengakibatkan laju konsentrasinya menuju nol. selanjutnya faktor (protrombin) mengalami kenaikan dan menyebabkan faktor (trombin) dan faktor (aktifator protrombin) juga terjadi kenaikan hingga mencapai titik maksimum sehingga jumlah konsentrasi pada enzim semakin bertambah dan laju reaksinya akan semakin meningkat dari waktu 2. Terdapat dua titik kesetimbangan dari model yang telah dikembangkan yaitu dan 3. Konsentrasi enzim pada faktor (aktifator protrombin) dan faktor (trombin) akan meningkat jika konsentrasi laju reaksi subtrak pada faktor faktor Xa:II (aktifator protrombin:protrombin) dan faktor II (protrombin) semakin besar, dan konsentrasi laju reaksi, pada reaktan mengalami penurunan setiap waktu.

Saran Pada tugas akhir ini, penulis melakukan penelitian tentang model matematika pembentukan trombin pada proses koagulasi. Disarankan untuk penelitian selanjutnya membahas mengenai Dinamika model pembentukan fibrin hingga terbentuknya suatu bekuan darah pada proses koagulasi dengan asumsi yang lebih kompleks. DAFTAR PUSTAKA [1] Arthur, C., Guyton., John, E. dan Hall. 1997. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Edisi 9. Jakarta : EGC. [2] Arrowsmith, D.K. dan Place, C.M., 1982. Ordinary Differential Equations (Chapman and Hall Mathematics Series). Westfiled College University of London. [3] Baiduri. 2002. Persamaan Diferensial & Matematika Model. Malang: Universitas Muhammadiyah Malang Press. [4] Briggs, G.E. dan Haldane, J.B.S.1995. A Note on the Kinetics of Enzyme Action. Biochemical Journal, 1995. 19(2): p. 338-339. [5] Frandson, R.D. 1992. Anatomi dan Fisiologi Ternak Edisi ke-4. Gadjah Mada University Press [5] Guyton dan Arthur, C. 1983. Fisiologi Manusia dan Mekanismenya terhadap Penyakit. EGC Penerbit Buku kedokteran : Jakarta