SISTEM PENCERNAAN

Ø Definisi Pencernaan

Sistem pencernaan adalah penghancuran bahan makanan (mekanis/enzimatis, kimia dan mikrobia) dari bentuk komplek (molekul besar) menjadi sederhana (bahan penyusun) dalam saluran cerna. Tujuan dari pencernaan itu sendiri adalah untuk mengubah bahan komplek menjadi sederhana. Dan kegunaanya adalah unuk mempermudah penyerapan oleh vili usus.

Pada hewan bahan makanan yang diubah menjadi energi melalui pencernaan adalah karbohidrat, lemak, protein. Sedangkan yang langsung diserap berupa vitamin, mineral, hormon, air.

Hewan mempunyai 4 aktivitas makanan, yaitu : prehensi (mengambil makanan), mastikasi (mengunyah), salivasi (mensekresikan air ludah), dan deglutisi (menelan). Dalam hal ini deglutisi dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain : peristaltik (peristaltik esophagus mendorong bolus ke arah lambung), tekanan buccopharyngeal (mendorong bolus ke sofagus), dan gravitasi (membantu memudahkan jalannya bolus).

Pada pencernaan terdapat lambung tunggal untuk hewan carnivora dan omnivora, lambung komplek untuk hewan herbivora, dan pencernaan pada unggas.

Ø Alat-Alat Pencernaan (Apparatis Digestivus)

Pada hewan lambung tunggal pencernaannya terdiri dari : mulut (cawar oris), tekak (pharyng), kerongkongan (esofogus), gastrium (lambung), intestinum tenue (usus halus : duodenum, ileum, dan jejenum). Instestinum crasum (usus besar = calon, keaekum, rektum), dan anus.

Sedangkan pada hewan lambung komplek alat pencernaannya terdiri dari : mulut, faring, esophagus, lambung (rumen, retikulum, omasum, abomasum), usus halus (duodenum, ileum, jejenum), usus kasar (kaekum, rektum) dan anus.

Pencernaan pada lambung tunggal terjadi di mulut, prosesnya dilakukan secara mekanis oleh gigi, makanan dicampurkan dengan air ludah, menggunakan lidah sebagai alat pengecap dan mulut sebagai alat prehensi.

Sedangkan pada lambung komplek, prosesnya terjadi di rumen. Rumen mempunyai beberapa spesifikasi, yaitu : berbentuk elastis, ukuran besar (4 x omasum dan abomasum), terbagi beberapa ruang : ventral dorsal, anterior, dan posterior, dibatasi dengan pilar-pilar, seperti rumah laba-laba dan tidak berkelenjar, banyak terdapat mikroba (bak, jamur, protozoa, amuba) sebagai “fermentator”, tempat terjadi pencernaan mikroba melalui proses fermentasi, terbentuknya vitamin B₁₂ dengan bantuan Co.

Ø Kelenjar Getah Cerna (Kelenjar Pembantu)

Pada kelenjar getah cerna terdapat 5 buah kelenjar, diantaranya adalah : glandula (kelenjar) salivarius, kelenjar lambung, kelenjar usus, kelenjar empedu, pankreas dan hati.

Ø Faring

Faring merupakan persimpangan saluran nafas dengan saluran cerna, jalan makan harus cepat pada faring bolus tidak akan berubah.

Ø Kerongkongan (Oesophagus)

Kerongkongan berfungsi sebagai penyalur bolus ke lambung melalui peristaltik, bukofaringeal, gaya berat (gravitasi). Pada kerongkongan terdapat kelenjar sekretoris, makanan tidak berubah dan tersusun oleh otok longitudinal dan sirkuler.

Ø Lambung

Lambung terdiri dari : “kardia, fundus, badan” (sekresi pepsin dan HCl) dan “pylorus” (sekresi mucus : gastrin). HCl mempunyai beberapa fungsi, diantaranya adalah : sebagai aktifator pepsinogen dan renin, dengan pepsin dapat mencerna protein, dapat menghidrolisis sukrosa, dan sebagai bahan antiseptik lambung. Lambung berfungsi sebagai tempat menyimpan bahan makanan sementara, lambung mengalami proses mekanis dan kimiawi, adanya gerakan lambung dan cairan lambung bersifat asam. Dengan pH maksimal = 1,0.

Ø Kontrol Sekresi Lambung

Pada lambung terdapat 3 fase untuk mengontrol sekresi yaitu, fase sefalik (cephalic phase) melihat makanan, fase gastrik yang menstimuli mekanis (fungsi dan fagus) = apabila tersentuh makanan maka sekresi akan meningkat, lalu ada juga homoral (bekerja melalui peredaran darah), Pavlov (sekresi pylorus) gastrin yang berhubungan langsung dengan sekresi lambung akan meningkat, dan yang terakhir adalah fase intestinal = hasil cerna pada usus akan meningkatkan sekresi lambung. Terdapat juga inhibisi (penghambatan) sekresi lambung, sefalik yang berefek marah dan kesakitan akibat sekresi lambung meningkat. Sedangkan, pada gastric HCl lambung akan menyebabkan gastrin menurun dan berakibat sekresi lambung menurun. Saat interogastron meningkat maka sekresi lambung akan menurun. Dan usus berhadapan langsung dengan gastrin adalah duodenum.

Ø Gerak Lambung

Gerak pada lambung dipengaruhi oleh otot polos, dan bekerja secara otomatis, bersifat ritmis = kontraksi dan relaksasi (peristalsis dan tonis) diatus oleh pacemaker dikardia dan pilorus. Berguna untuk menghancurkan, mencampur, dengan getah lambung dan mendorong ke usus.

Ø Pengosongan Lambung

Pengosongan pada lambung terjadi terus selama pencernaan lambung berlangsung, sering kali pada interval yang tak teratur, ingesta lambung didorong ke arah usus oleh kontraksi lambung sehingga menyebabkan tekanan pada lambung meningkat. Pada lambung juga terdapat sphincter pylori yang berfungsi untuk mencegah regurgitasi (alur balik) duodenum dan kurang berarti dalam pengaturan pengosongan lambung.

Faktor pengosongan lambung bermacam-macam, diantaranya : fisik makanan = jika makanan kasar maka pengosongan akan lambat, tekanan osmose lambung meningkat maka pengosongan akan cepat. Apabila viskositas lambung meningkat (misalnya : lemak) maka pekosongan akan lambat. Karena lemak mengakibatkan empedu meningkat sehingga enterogastron meningkat dan gerak lambung turun. Apabila volume meningkat (semakin asam) maka pengosongan akan lambat sebab kontak usus dengan asam lambung akan terjadi reflek inhibisi gerak lambung, komponen ingesta usus = asam dan lemak dalam ingesta meningkat maka pekosongan lambung berjalan lambat.

Ø Rumen

Gerak rumen terbagi menjadi 2 tipe : Tipe A, merupakan gerak lambung berhubungan dengan retikulum (retikulum menuju rumen lalu ke omasum). Sedangkan Tipe B, merupakan gerakan lambung yang tidak berhubungan dengan retikulum, rumen bagian ventral menuju bagian dorsal.

Ø Omasum

Omasum memeras ingesta sehingga menjadi padat, terjadi absorsi vitamin dan mineral (naik), dan mempuyai kadar VFA dan HCO turun, sedangkan Cl meningkat.

Ø Usus Halus

Pada monogastsik usus kecil / halus sangat penting dalam penecahan dan absorpsi. Terjadi pemecahan bahan makanan secara sempurna dan penyerapan sari makanan secara besar-besaran di duodenum, yeyenum, dan ileum. Sedangkan pada lambung komplek tidak begitu penting, karena absorpsi secara besar-besaran terjadi di rumen, mengandung sedikit gula, asam amino, Na, Cl, Ca, Mg diserap disini, kadar VFA pada lambung komplek sedikit.

Ø Gerak Usus

Pada gerak usus terdapat 3 gerakan, yaitu:

1. Segmentasi : gerakan memotong / ovoid (makanan diam)

2. Penduler : gerakan berayun ( makanan diam )

3. Peristaltik : mendorong ingesta kearah relaksasi (makanan berjalan ke anus)

Ø Usus Kasar

Usus kasar (intestinum crasum = colon) mempuyai ciri-ciri sbb:

ü Ukuran lebih besar daripada usus halus dan terdapat sakulasi (kantong-kantong)

ü Pada usus kasar terjadi fermentasi dan absorpsi air dan elektrolit secara intensif

ü Usus kasar hanya sedikit menggunakan gerakan peristaltik.

Ø Usus Buntu (Caecum)

Usus buntu atau yang di sebut dengan caecum terdapat pada hewan herbivora dan karnivora, sedangkan pada kuda ( non ruminansia ) usus buntu hanya berperan sebagai tempat fermentasi. Terdapat gerakan penduler (mencampur) penyerapan dapat maksimal.

Ø Kelenjar Getah Cerna

Kelenjar ini terjadi di dua tempat yaitu : di usus tubuler dan di luar usus. Untuk di usus tubuler terdapat kripta liberkuhni, mukosanya = kelenjar brunneri, sel goblet, dan diatur oleh hormone dan saraf. Sedangkan diluar usus dipengaruhi oleh kelenjar ludah, pankreas dan hati.

Ø Kelenjar salivarius ( kelenjar ludah )

Kelenjar ini pada carnivora bersifat serous, sedangkan pada herbivora bersifat serous sedangkan pada herbivora bersifat mukos. Kelenjar salivarius diatur oleh refteks karena makan.

Ø Pankreas

Pankreas berfungsi sebagai “endokrin” (sekresi hormon pada sel langerhans, misalnya insulin). Selain berfungsi sebagai “endokrin”, pankreas juga memiliki fungsi eksokrin (sekresi setah pankreas) di dalam gerah pankreas terdapat enzim (HCO3)₂ dan Cl^-. Fungsinya adalah untuk memproduksi enzim dan solubilitas (pelarut) lemak atau minyak. Fungsi eksokrin di kontrol oleh hormone skretin dan pakreozimin (meningkat), saraf fagus (menurun), pH ingesta yang ingestanya bersifat asam, sehingga sekresi getah pangkreas meningkat.

Ø Hati

Hati berfungsi sebagai sekresi cairan empedu. Dalam hal ini terdapat 3 komponen, yaitu : pada humoral = skretin dan kolesistokini, maka sekresi meningkat, pada kimiawi = garam empedu meningkat maka sekresi empedu menurun, pada saraf vagus sekresi akan menurun. Selain sebagai cairan empedu hati juga berfungsi sebagai metabolisme = protein, karbohidrat, dan lemak, sebagai detoksifikasi (menghilangkan racun), sebagai pemecah eritrosit dan pembentuk protein, darah, dan sebagai penyimpan vitamin.

Ø Getah Empedu

Bentuk empedu merupakan cairan kental warna hijau (biliverdin), kuning (bilirubin), dan rasanya pahit. Sedangkan komposisi empedu, berupa : 3% padat, 97% cair, yang cair berupa garam atau asam empedu, pigmen, elektrolit (Na, Cl, HCO3), lesitin, dan kolesterol. Getah empedu merupakan hasil destruksi (pecah) eritrosit, fungsinya untuk solubilitas lemak atau minyak. Getah empedu juga mensekresikan secara aktif dan sinambung tergantung aliran darah ke hati, status pencernaan, komposisi makanan dan kadar garam empedu, getah empedu dikontrol oleh saraf, kimia, dan hormon.

Ø Pencernaan Enzimatis

Pencernaan enzimatis disebut dengan pencernaan pada lambung tunggal, letaknya dimulut. Misalnya tepung yang akan diubah menjadi gula sederhana dengan bantuan enzim amilase. Pialin dan enzim lisozim (sebagai penghancur bakteri yang tidak berguna) kemudian diubah menjadi bolus yang akan masuk ke esophagus dan berakhir di lambung.

Ø Lambung

Pada lambung terdapat bolus (bahan makanan berbentuk bulat). Yang sudah dicerna oleh enzim ptialin atau lipase, dan menghasilkan getah lambung (HCl, Renin, Pepsin) dengan aksi mengaduk pylorus. Pada lambung hasil akhirnya berupa proteose, peptone dan gula sederhana.

Lemak yang masuk ke lambung disertai dengan air ludah dan bolus dengan bantuan HCl yang menyebabkan kontraksi otot lambung. Pada kantong empedu dan pankreas (enzim lipase) menghasilkan asam lemak dan gliserol yang diabsorpsi oleh usus.

Ø Usus

Pada usus terdapat enzim tripsin, lipase, amylase dan karboksi pepridase yang masuk kedalam chymus (lemak, protein dan karbohidrat) kemudian menjadi bahan penyusun (sari makanan) yang siap diserap.

Karbohidrat akan diubah menjadi gula dengan bantuan enzim amylase, sedangkan protein diubah menjadi asam amino dengan bantuan enzim pepsin, tripsin dan reptidase. Sedangkan lemak diubah menjadi gliserol atau asma lemak dengan bantuan enzim lipase lalu diubah menjadi lemak dan terakhir diubah menjadi kilomikon dengan bantuan protein.

Ø Pencernaan Mikroba

Pencernaan mikroba pada herbivora berfungsi sebagai pemecah bahan makanan (fermentasi) lalu diserap dan menjadi sumber energi.

Pada karnivora pencernaan mikroba tidak penting, sedangkan usus kecil penting kemudian degradasi dan penyerapan zat makanan.

Pada ruminansia (sapi) pencernaan mirkoba terletak di rumen untuk difermentasi lalu hasil VFA (asam asetat, butirat, propianat) berubah menjadi sumber energi dan CO₂ + CH₄.

Pada hewan non-ruminansia (kuda) pencernaan mikroba terletak di kolon dan usus buntu (tempat fermentasi) untuk penyerapan zat makanan.

Ø Pencernaan Ruminansia

Pencernaan pada ruminansia terjadi didalam mulut dengan proses mastikasi, kemudian makanan ditelan kedalam lambung (rumen, reticulum, omasum, dan abomasum). Didalam rumen terjadi fermentasi oleh mikroba secra intensif.

Mikroba pada rumen terdapat bakteri (anaerob-patogen, misalnya : streptofokus, laktobasilus, bukinvibrio, bakterioides ruminikola). Selain bakteri juga terdapta protozoa (siliata entodinium, diplodinium, epidinium dan aphry colex dan flagelata).

Ø Rumen

Bahan makanan seperti amilum, rumput, gula, urea, dan lemak difermentasi oleh mikroba menjadi VFA dan gas (CH₄, CO₂, NH₃, H₂5) lalu diserap oleh tubuh.

VFA (volatile fatty alid) adalah asam lemak yang mudah menguap (asam asetat = 60-70%; asam butirat = 10-15%; asam propionate = 15-20%). Pada rumput tinggi = asam asetat meningkat dan propionate menurun, pada gula dan karbohidrat = asam asetat menurun dan propionate meningkat, pada tetes (molasses) = asam asetat menurun dan butirat meningkat. Kecepatan fermentasi pada gula halus, pada karbohidrat lobus dan muda pada selulosa tua.

HCl dari abomasum masuk ke rumen, mikroba yang masuk mati (protein sebagai sumber protein hewan). Dirumen makanan sebagai sumber protein mikroba akan berubah menjadi vitamin B komplek dengan bantuan Mo dan Co.

Berbeda dengan protein, lemak makanan di dalam rumen diubah menjadi asam-asam lemak atau gliserol dengan bantuan hidrolisis mikroba, kemudian diubah menjadi asam propionat dengan difermentasi, lalu sisa lemaknya masuk kedalam usus.

Ø Usus Kecil/Halus Ruminansia

Pada usus kecil atau halus perjalanan sisa makanan diperlambat di usus kasar, caecum dan colon bertindak sebagai tempat fermentasi. Isi dalam usus halus dengan cepat menjadi hiopotonis terhadap plasma (disebsbkan penurunan cepat konsi Na, Cl, Co₂, VFA, dan ammonia). Absorpsi air dilakukan di usus besar.

Ø Absorpsi

Absorpsi terdiri dari 2 komponen, yaitu : difusi sederhana (migrasi pasir) tergantung derajat konstanta zat, berhubungan langsung dengan beda konsentrasi, ukuran besar, bentuk, muatan listrik, dan polaritas senyawa. Transport aktif melawan derajat konsentrasi dan memerlukan energi (ATP). Transport aktif meliputi : transport perantara (kina), difusi terbatas, transport berpenghantar (Mg⁺⁺, Fe⁺⁺), dan pinositosis (pencaplokan).

Ø Absorbsi Bahan Makanan

Pada bahan makanan terdapat beberapa ketentuan, diantaranya adalah : glokusa dengan transport aktif, lemak dan protein utuh melalui pembuluh limfe, asam amino diabsorpsi melalui transport aktif, immune globuline dari kolustrum diserap utuh dengan pinositosis, gliserol diserap secara transport aktif, monogliserida dan asam lemak rantai panjang dan micelles melalui difusi sederhana, natrium tergantung kalium dalam sel, dan Cl, fosfat, Ca transport pasir, Mg, Sr, dan Ba diserap secar difusi. Besi secara transport aktif diatur oleh Fe dalam sel mikosa dan kemampuan FC bersenyawa dengan apoferitin membran feritin.

Ø Pencernaan Unggas

Saluran pencernaan pada unggas terdiri dari = mulut, esophagus, tembolok (ingluvies = crop), proventrikulus (lambung kelenjar), ventrikulus, intestinum tenue (duodenum, sesenum, ileum), intestenum crasum (kolon, rectum, caecum) dan loloaka.

Ø Mulut, Esofagus, dan Tembolok

Pada mulut terdapat celah, kelenjar ludah, paruh dan lidah (bahan tanduk), tidak bergigi, sehingga tidak ada mastikasi.

Berbeda dengan mulut esophagus mempunyai kelenjar mukosa (hanya sebagai penyalur makanan ke ingluvies).

Sedangkan ingluvies atau tembolok hanya terdapat pada bangsa burung pemakan biji-bijian, sebagai penyimpan makanan sementara (menjadi lembab), terjadi aktivitas lactobacillus sehingga terbentuk methanol.

Ø Proventrikulus

Proventrikulus atau lambung kelenjar mempunyai lapisan submukosa yang berkembang baik dan kaya akan kelenjar-kelenjar sekretoris yang akan menghasilkan HCl dan pepsin.

Ø Intestinum Crassum

Kolon berbentuk villi pendek lebar, berorot dan mampu mengadakan gerakan anti peristalsik dan sangat pendek.

Kloaca merupakan 2 kantong buntu diantara item dan kolon sebagai kamar fermentasi, cloaca diproduksi oleh vitamin B.

Kloaca merupakan ruang simpan yang besar untuk urin dan feses disebut coprodaeum, yang lebih kecil urodaeum (oviduct atau tonjolan genita atau jantan dan ureter, dan protodaeum yang dekat lubang keluar. Absorpsi air terjadi pada caeca dan kolon.

Ø Ventriculus

Ventriculus (empedu = gizzard) dilapisi oleh epithelium kolumner yang berkeratin, fungsinya sebagai penggerus, dihasilkan koilin suatu komplek protein atau polisakarida (menyerap bila kontak dengan asam dari proventrikulus, terdapat grrit (kerikil kecil dalam gizzard), ventrikulus berkembang biak pada bangsa burung pemakan biji.

Ø Kelenjar Getak Cerna

Kelenjar getah cerna memiliki beberapa tempat, yaitu : pada mulut dan esophagus enzim yang digunakan amilase saliva. Pada proventrikulus enzim yang digunakan pepsinogen dan HCl (asam), pada ventrikulus digunakan kolin (bahan keratin), pada duodenum digunakan enzim eptidase, pankreozimin dan hormon sekretin, sedangkan enzim dalam mikrovilli jejenun dan ileum adalah disak apidase, amino peptidase, direptidase dan esterase.

Ø Intestinum Tenue

Pada intestenum tennue terdapat banyak sel piala (goblet cells) yang mensekresi mucus dan bentuknya lebih padat daripada usus halus mamalia. Terdapat lipatan pada subsmukosa (plica kerkringin), dan billi sebagai tempat absorpsi.

Ø Pancreas dan Hati

Organ ini berkelenjar 3 lobi dengan 3 saluran yang bermuara di bagian distal duodenum. Menghasilkan enzim amilase, tripsinogen, citymotripsinugen, karboxipeptidase, lipase dan bikarbonat (elektrolit). Sekresi organ ini distimulasi oleh hormon pankreozimin dan sekretin. Getah empedu unggas hanya mengandung sebuah garam empedu yang berkonjugasi yaitu taurocholate, mengemulsi lemak dan mengaktifkan lipase.

Ø Pencernaan dan Absobsi

Pada pencernaan dan absorpsi terdapat karbohidrat, protein, dan lemak yang bersifat monogaster, pengangkutan lemak dalam bentuk VLDL dan absorpsi secara intensif pada usus halus.

Ø Digesti Mikroba

Digestin mikroba terjadi di tembolok dan bagian bawah ileum sampai kaekum terdapat banyak Mo (lactobacilli) berguna untuk memecah karbohidrat, protein dan gula yang lolos oleh enzim. Caeca mempunyai populasi bakteri yang terbesar dan bertindak sebagai kamar fermentasi. Hasil utama pada fermentasi adalah asam lemak volatile, terutama asam asetat, asam propionate, Co₂, dan methane dan beberapa vitamin yang diserap oleh caeca.

Read more.....

ANATOMI DAN FISIOLOGI PANKREAS

PENDAHULUAN

Pada pankreas paling sedikit terdapat empat peptida dengan aktivitas hormonal yang disekresikan oleh pulau-pulau (islets) Langerhans. Dua dari hormon-hormon tersebut, insulin dan glukagon memiliki fungsi penting dalam pengaturan metabolisme karbohidrat, protein, dan lemak. Hormon ketiga, somatostatin berperan dalam pengaturan sekresi sel pulau, dan yang keempat polipeptida pankreas berperan pada fungsi saluran cerna.
Insulin bersifat anabolik, meningkatkan simpanan glukosa, asam-asam lemak, dan asam-asam amino. Glukagon bersifat katabolik, memobilisasi glukosa, asam-asam lemak, dan asam-asam amino dari penyimpanan ke dalam aliran darah. Kedua hormon ini bersifat berlawanan dalam efek keseluruhannya dan pada sebagian besar keadaan disekresikan secara timbal balik. Insulin yang berlebihan menyebabkan hipoglikemia, yang menimbulkan kejang dan koma.
Defisiensi insulin baik absolut maupun relatif, menyebabkan diabetes melitus, suatu penyakit kompleks yang bila tidak diobati dapat mematikan. Defisiensi glukagon dapat menimbulkan hipoglikemia, dan kelebihan glukagon menyebabkan diabetes memburuk. Produksi somatostatin yang berlebihan oleh pankreas menyebabkan hiperglikemia dan manifestasi diabetes lainnya.
Dibetes melitus dalam kehidupan sehari-hari dikenal sebagai penyakit kencing manis. Dimana terjadi karena terjadi peningkatan kadar gula (glukosa) dalam darah yang berlebihan dan terjadi secara menahun. Diabetes melitus dapat diklasifikasikan secara etiologi menjadi dua yaitu Diabetes tipe 1 dan Diabetes tipe 2.

Read more.....

Otot dan Saraf

OTOT

Otot Rangka (Seran Lintang)

Otot rangka adalah salah satu tipe/jenis dari 3 tipe otot penyusun tubuh dengan ciri sebagai berikut : banyak inti, terdapat pada hampir semua bagian tubuh melekat pada tulang, bergaris melintang (mikroskop elektron) diinervasi oleh saraf somatik.

Tiap otot rangka strukturnya terdiri atas badan dan paling sedikit 2 tempat perlekatan/pertautan. Badan otot disusun oleh kumpulan serabut otot yang tersusun dalam berkas-berkas (fasciculi). Tiap berkas tersebut dipisahkan satu sama lain oleh lapisan jaringan ikat yang disebut perimisium dan kesemua fasikulus tersebut di luarnya dibungkus oleh lapisan jaringan ikat yang tebal disebut epimisium. Jaringan otot bisa ditutup oleh selapis selaput kolagen serta jaringan ikat dan bertautan dengan tulang melalui beberapa cara. Umumnya jaringan otot tersebut dilanjutkan oleh tendon yang selanjutnya bertautan dengan tulang. Namun, bisa juga jaringan otot langsung bertautan dengan tulang atau bergabung dahulu dengan jaringan ikat, akhirnya bertautan dengan tulang. Origo otot adalah tempat pertautan yang tetap/tidak dapat berpindah, sedang insersio adalah tempat pertautan pada atau dekat terjadinya gerakan tulang.

Otot Polos (Otot Licin)

Otot ini mempunyai sebuah inti pada setiap sel otot yang terletak di tengah serta tidak bergaris melintang, terdapat pada dinding organ berlumen, diinervasi oleh sistem saraf otonom, tak terkendali. Beberapa perbedaan pokok lainnya yang telah didapatkan adalah sebagai berikut.

1. Otot polos berkontraksi dengan lebih lambat dibandingkan dengan otot rangka dan kebanyakan otot polos bisa berkontraksi dengan spontan atau serentak.

2. Otot polos tidak mempunyai panjang yang pasti pada waktu istirahat, panjangnya bisa berubah dengan tanpa adanya suatu perubahan tenaga yang diberikan pada otot itu tanpa diregangkan bisa berubah panjangnya.

Dilain pihak, otot polos memberikan respons terhadap peregangan dengan segera berkontraksi. Dalam tubuh otot polos mempertahankan sedikit gaya tegang yang disebut tonus yang menyebabkan keadaan kontraksi yang bertambah lama tanpa diikuti oleh fase relaksasi.

Pertanyaan : Kreteria apa yang Anda pakai untuk dapat membedakan otot rangka dan otot polos?

Otot Jantung (Miokardium)

Otot ini mempunyai sebuah inti, bergaris melintang, dan tidak dapat dikendalikan oleh kemauan karena diinervasi oleh sistem saraf otonom. Dalam banyak hal, otot jantung sangat mirip dengan otot rangka. Serabut ototnya bergabung satu sama lainnya, dan struktur yang demikian ini disebut sinsitium. Oleh karenanya, stimulasi yang diberikan pada otot jantung menyebabkan seluruh serabut otot memberikan respons, yang berbeda halnya pada otot rangka yang hanya serabut otot yang dirangsang saja yang memberikan respons. Serabut otot jantung mempunyai garis-garis melintang seperti kharakteristik otot rangka. Sebenarnya otot jantung tidak merupakan sinsitium yang sejati.

Otot jantung tidak berada di bawah perintah otak, dan meskipun otot jantung itu diinervasi oleh saraf maka otot itu tetap berkontraksi secara teratur bila mengalami denervasi. Kekuatan kontraksi otot jantung ditentukan oleh panjang awal dari sel otot jantung. Panjang awalnya itu dipengaruhi oleh volume darah dalam berbagai bagian jantung sebelum kontraksi mulai. Oleh karenanya, makin banyak darah yang masuk ke dalam jantung, makin besar panjang awalnya dan akan makin kuat kontraksi jantung dengan akibat makin banyak darah yang dipompakan ke luar. Hubungan ini dikenal sebagai Hukum Starling dari jantung.

Hubungan Fungsi Otot dan Saraf

Semua fungsi dalam tubuh organisme diatur secara teliti, dikoordinasikan dengan berbagai fungsi organ lainnya dan diintegrasikan sesuai dengan keinginan seluruh tubuh. Baik sistem saraf maupun endokrin mengontrol berbagai proses dalam tubuh. Jika fungsi organ dalam tubuh diperiksa akan dijumpai berbagai proses pengaturan yang bervariasi. Bila respons yang cepat diperlukan, misalnya stimulasi otot rangka mata, saraf diperlukan karena derajat konduksi yang cepat. Impuls saraf bisa berpindah dengan kecepatan beberapa ratus kali/detik, jadi hanya beberapa milidetik diperlukan sebelum timbulnya efek.

Anatomi Mikroskopis Otot

Sel otot rangka atau disebut serabut otot adalah berinti banyak. Diameter setiap serabut otot berkisar antara 10 – 100 u. Otot dapat meningkat ukurannya sebagai akibat pertumbuhan yang normal atau karena berbagai latihan. Hal ini disebabkan karena peningkatan jumlah serabut otot tersebut. Setiap serabut otot/sel otot mengandung sejumlah serabut kecil yang sangat teratur kerjanya disebut miofibril/miofilamen. Miofibril itu letaknya paralel satu sama lain. Miofibril itu menempati sebagaian besar volume sel otot tersebut. Pada miofibril itu terdapat benyak pita gelap dan terang yang merupakan karakteristik dari sel otot seran lintang itu.

Komposisi Kimia Serabut Otot

Perbandingan dan komposisi otot adalah seperti berikut : seluler = 85%, ekstraseluler = 15%, bagian padat (solid) = 25%, air = 75%, protein 80%, lain-lain = 20%, fibriler = 65%, sarkoplasmik = 35%, miosin = 65%, aktin = 20%, lain-lain 15%.

Aktin larut dalam 0,6 N larutan KCl. Aktin itu akan berikatan dengan Ca dalam bentuk Ca aktinat. Aktin dalah protein dengan BM 70.000, dengan myosin (miosin), aktin membentuk aktomiosin. Miosin terdapat dalam otot dalam bentuk magnesiummiosinat, BM-nya kira-kira 450.000.

Otot rangka mengandung air 75%, protein (terutama globulin) 20%, karbohidrat 1%, lemak, enzim, dan berbagai garam anorganik (Na, K, Mg, Ca) 4%. Miofibril mengandung paling sedikit 4 macam globulin yakni : aktin, miosin, tropomiosin, dan troponin (paramiosin). Berbagai protein tersebut di atas tidak diketemukan dalam jaringan non muskuler.

Protein lain lain yang dijumpai pada otot adalah pigmen respiratoria mioglobin. Fungsinya seperti Hb darah. Kemampuan spesifiknya adalah menerima O₂ dari darah, menyimpannya, dan akhirnya melepaskannya untuk dipergunakan dalam metabolisme aerobik otot rangka. Struktur molekulnya berbeda jauh dengan Hb dan mempunyai afinitas mengikat O₂ yang lebih besar daripada Hb.

Kontraksi Otot

Secara normal otot distimulasi untuk berkontraksi sebagai respons terhadap adanya impuls saraf. Bahkan otot dalam gabungannya sebagai jaringan yang mempunyai iritabilitas juga akan berkontraksi dengan adanya stimuli listrik, mekanis, kimiawi, dan mungkin panas yang langsung. Pemendekan yang bisa dilihat pada wakltu kontraksi otot meliputi hanya perubahan mekanis sebagi akibat akhir dari beberapa perubahan internal yang tidak bisa diketahui. Dalam hal ini meliputi berbagai perubahan: kimia, termal, elektris, dan histologis. Rangsangan adalah perubahan keadaan luar yang dalam organisme misalnya sel otot dapat menimbulkan reaksi yang bersifat spesifik. Berbagai cara memberikan rangsangan sebagai berikut.

1. Rangsangan mekanis berupa tekanan, tarikan, tusukan, cubitan, dan lain-lain. Reaksi yang terjadi dalam organisme disebut efek. Menurunnya kekuatan rangsangan mekanis jauh lebih besar daripada efek yang ditimbulkannya. Sering rangsangan mekanis begitu besar sehingga jaringan yang dirangsang itu menjadi rusak karenanya.

2. Rangsangan kimia yang murni sukar diberikan karena sifat zat kimia yang mudah berubah. Supaya didapatkan rangsangan kimia yang murni zat harus dalam larutan, larutan harus isotinik, suhunya sama dengan suhu jaringan yang hendak dirangsang.

3. Rangsangan kalorik berupa rangsangan panas atau dingin. Saraf perifir umumnya tidak peka terhadap rangsangan kalorik, sehingga karenanya tenaga rangsangan harus kuat sekali; akibatnya jaringan menjadi rusak.

4. Rangsanagn cahaya. Khusus untuk mata.

5. Rangsangan listrik.

Cara rangsangan itu banyak dipakai karena mempunyai berbagai kebaikan : a). tiap jaringan peka terhadap listrik.

b). tidak merusak jaringan,

c). kekuatannya dapat diatur,

d). saat rangsangannya dapat ditentukan,

e). lama rangsangannya dapat ditentukan,

f). tempat rangsangannya dapat ditentukan.

Otot rangka bila mengalami inervasi (tidak mendapat ransangan saraf) akan mengalamim paralisis. Juga otot rangka tidak bisa berkontraksi secara otomatis dan spontan.

Bahan diskusi : Otot jantung tidak di bawah kehendak; apa maksudnya dan mengapa demikian?

MEKANISME DAN ENERGI UNTUK KONTRAKSI OTOT

Teori Pergeseran Filamen (Sliding Filament Theory)

Pita gelap disebut pita A atau pita Anisotropik, sedangkan pita terang disebut pita I atau pita Isotropik. Pada tiap pertengahan pita I terdapat garis Z dan karenanya membagi miofibril menjadi urat yang lebih kecil disebut sarkomer. Pada sarkomer yaitu pada pita A terdapat daerah yang kurang tebal/rapat yang disebut zone/daerah H. Dengan memakai elektron mikroskop didapatkan miofibril tersusun dari 2 macam filamen; filamen tebal dan filamen tipis. Filamen tipis kira-kira 5 um diameternya, sedang filamen tebal kira-kira 10 um. Filamen tebal hanya terdapat pada pita A, sedang filamen tipis terdapat pita I dan sebagian pada pita A. Tidak terdapatnya filamen tipis itu pada bagian pertengahan A menyebabkan terdapatnya daerah H yang kelihatan kurang tebal itu. Kedua filamen itulah yang menyelenggarakan kontraksi otot (sliding filament theory).

Hipotesis Jembatan Penghubung (Cross Bridge)

Menurut sliding filament theory bahwa kontraksi (pemendekan) otot terjadi karena adanya pergeseran fimamen tipis (aktin) dan filamen tebal (miosin) yang terdapat dalam sel otot. Pada waktu kontraksi otot, antara garis Z satu dengan lainnya akan mendekat sebagai akibat bergeser mendekatnya ujung filamen tipis. Posisi filamen tebal tetap. Pada kontraksi maksimal, garis Z sangat dekat dengan ujung filamen tebal, dan filamen tipis saling tumpang tindih, mekanisme secara pasti belum diketahui, hanya diajukan hipotesis Cross Bridge, jembatan penghubung antar filamen tebal dan tipis.

Reaksi Aerobik dan Anaerobik

Telah banyak dilakukan penelitian secara ekstensif tentang perubahan kimiawi dan pertukaran tenaga pada otot (otot kodok). Perubahan kimiawi dan pelepasan tenaga terutama yang berhubungan dengan kontraksi otot adalah sebagai berikut ini.

1. Sumber energi yang segera bisa dipakai untuk kontraksi berasal dari pemecahan Adenosine Triphosphate (ATP).

ATP-ase

ATP ADP + P + energi.

Biasanya dalam otot yang berkontraksi ADP tak dipecah lagi untuk mendapatkan lebih banyak energi, tetapi segera mengalami daur ulang membentuk ATP. Pemecahan ADP (Adenosin Diphosphate) berlangsung sebagai berukut.

Phosphatase

ADP AMP + P + energi

AMP = Adenosine Mono Phosphate

P = Phosphate (Fosfat).

2. ATP dibentuk dari ADP dengan transfosforilasi kreatinfosfat yang cepat. Fosfokreatin (fosfogen, asam kreatinofosforik) dihidrolisis menjadi keratin dan asam fosfat + energi.

Kreatinekinase

Kreatin fosfat + ADP Kreatin + ATP.

3. Metabolisme karbohidrat menghasilkan piruvat, yang terbentuk selama waktu kontraksi dan relaksasi. Sumbernya berasal dari glikogen dalam otot atau glukose darah, yang diubah menjadi glukose 6 – fosfat dan akhirnya ke dalam asam piruvat dan proses itu menghasilkan 8 molekul ATP untuk tiap unit glukose. Bila tak ada oksigen, piruvat diubah menjadi laktat. Proses lengkap merupakan proses anaerob. Energi dan asam fosfat yang dihasilkan dalam glikolisis itu dipergunakan untuk resintesis fosfokreatin dari keratin dan asam fosfat.

Proses 1 dan 2 di atas adalah anaerob, sedangkan proses 3 bisa aerob (piruvat) atau anaerob (laktat). Oksidasi tidak hanya menghasilkan energi saja, tetapi juga mencegah terjadinya akumulasi asam piruvat atau laktat dalam otot yang dapat menimbulkan kejang (fatique).

Fase Refrakter

Periode ini dapat didefinisikan sebagai interval waktu yang mengikuti stimulus mula dan selama waktu itu stimulus berikutnya tidak bisa menyebabkan respons berupa kontraksi. Kegagalan untuk berkontraksi ini menunjukkan adanya kehilangan kepekaan sel otot, dan itu menunjukkan bahwa aktivitas semua protoplasma dihubungkan dengan iritabilitas selama fase tertentu dari aktivitas tersebut. Bagian awal periode refraktori itu disebut refraktori absolut, artinya selama waktu itu stimulus ke 2 yang kuat tidak bisa menyebabkan respons kontraksi. Pada bagian akhir periode refraktori terdapat periode refraktori relatif, artinya selama waktu itu stimulus kuat bisa menimbulkan respons kontraksi. Misalnya periode refraktori otot kodok sangat pendek kurang-lebih 0,005 detik, sedangkan otot jantung periode refraktorinya relatif panjang.

Pertanyaan : 1. Apakah yang dimaksud dengan sliding filament?

2. Apakah yang dimaksud dengan periode refraktori?

Penggabungan Kontraksi

Rangsangan listrik yang diberikan sekali pada suatu preparat otot menyebabkan otot tersebut berkontraksi dan membuat sebuah single twitch. Apabila diberikan stimulus ke 2 sebelum kontraksi yang pertama itu berakhir, maka kontraksi baru akan timbul di atas kontraksi yang pertama itu. Kekuatan kontraksi otot yang merupakan gabungan (sumasi) kontraksi itu lebih besar daripada kekuatan kontraksi satu single twitch. Peningkatan gelombang kontraksi itu disebut penggabungan kontraksi (summation). Peningkatan kekuatan kontraksi disebabkan oleh makin banyaknya serabut otot yang memberi respons atas perangsangan.

Stimuli yang terus menerus dan jika frekuensinya cukup tinggi akan menyebabkan timbulnya banyak twitch yang bergabung menjadi suatu kontraksi yang merata dan itu akan berakhir dengan berakhirnya stimuli itu. Makin besar frekuensi stimuli makin hampir lengkap penggabungan semua twitch itu. Kontraksi dengan penggabungan secara lengkap twitch itu disebut tetanus lengkap (complete tetanus), sedang kalau kontraksi itu karena rangsangan yang kurang sehingga penggabungan twitch itu hanya terjadi sebagian maka disebut tetanus tidak lengkap (incomplete tetanus).

Rigor Mortis

Segera sesudah mati, tubuh mengalami rigor mortis yaitu menjadi kaku. Bila hewan mati kontrol sistem saraf pusat tidak ada, otot kehilangan iritabilitasnya (kepekaannya), menjadi pendek, menjadi kaku, suram, dan tidak dapat meregang. Perubahan itu menandakan habisnya ATP dan akumulasi asam laktat. Secara normal ketika otot mengalami rigor mortis, terjadi hilangnya glikogen dan terbentuknya asam laktat. Penyebab rigor mortis belum diketahui dengan pasti. Rigor mortis pada umumnya timbul setelah 10 menit sampai 4 atau 5 jam setelah mati dan hilangnya dalam waktu 1 – 6 hari. Rigor mortis mulai pada otot rahang berlanjut ke leher, lengan, badan, dan kaki. Timbulnya rigor mortis dipengaruhi oleh keadaan mahluk sebelum mati antara lain seperti di bawah ini.

1. Bila glikogen dihilangkan dari otot dengan baik, rigor mortis hampir terjadi segera sesudah mati. Hal itulah yang menhyebabkan rigor mortis yang tiba-tiba pada mahluk yang mati setelah menderita penyakit yang lama atau karena terlalu lelah.

2. Panas mempercepat, tetapi dingin memperlambat terjadinya rigor mortis.

3. Dalam rigor mortis akan terjadi perubahan pada protein otot tetapi sebegitu jauh belum diketahui perbedaan perubahan itu.

Habisnya ATP menyebabkan tidak tersedianya energi untuk pemisahan berbagai filamen setelah terjadi sliding filament pada waktu kontraksi. Dengan demikian otot tersebut akan terus dalam keadaan kontraktur. Rigor mortis akan terus berlanjut sampai terjadi perusakan protein, yang biasanya disebabkan oleh autolisis yang dilakukan oleh berbagai enzim yang dihasilkan oleh lisozim.

Bahan diskusi : Dalam kenyataan sehari-hari banyak diantara orang Indonesia yang mengkonsumsi daging segar langsung dari rumah potong tanpa mengalami proses pelayuan terlebih dahulu. Bagaimana komentar Anda kalau dikaitkan dengan kualitas daging tersebut dan yang mengkonsumsinya?

SARAF

Struktur Saraf

Seluruh sietem saraf (jaringan saraf) disusun oleh sel saraf yang disebut neuron, yang disokong oleh jaringan ikat spesial disebut neoruglea. Neuron itu sangat berbeda dalam bentuknya, tetapi mempunyai gambaran tertentu. Tiap neuron teriri dari berbagi unsur sebagai berikut.

1. Badan sel (soma) yang mengandung inti. Badan sel saraf terdapatnya terbatas hanya pada bahan kelabu (substansia grisea).

2. Prosesus yang panjang disebut axon, merupakan bagian penghantar dari saraf.

3. Penonjolan serabut yang relatif pendek dan bercabang-cabang banyak disebut dendrit (dendron = pohon).

Dendrit jumlahnya dalam sebuah sel bervariasi dari satu sampai beberapa dendrit dan kebanyakan panjangnya 1 mm, axon bisa sampai beberapa meter panjangnya. Saraf terdiri dari ratusan bahkan ribuan axon yang timbul dari neuron yang berbeda. Serabut saraf dipandang mulainya dari titik munculnya axon dari bahan kelabu sistem saraf pusat atau dari ganglion. Axon mempunyai diameter berkisar kurang dari 1 um sampai lebih dari 20 um. Axon yang berdiameter lebih dari 1 um biasanya mempunyai sarung disebut myelin (mielin) atau sarung medularis. Myelin adalah pembungkus yang putih dan silenderis, bervariasi tebalnya pada serabut saraf yang berbeda-beda. Myelin merupakan sarung insulasi, yang tersusun terutama dari lipid dan juga protein. Myelin mengandung sel yang disebut sel Schwann, dan pada setiap 0,4 – 2,5 mm myelin terputus dan membentuk bagian kecil tanpa insulasi yang disebut dengan nodus Ranvier (nod of Ranvier). Di luar pembungkus myelin itu terdapat lagi selubung yang tipis dan halus disebut neurilemma. Badan sel merupakan bagian nutrisi utama dari sel saraf, sering kali dihubungkan dengan terjadinya biosintesis berbagai materi yang diperlukan untuk pertumbuhan dan mempertahankan fungsi neuron. Badan sel mempunyai sebuah inti besar dan beberapa mitokhondria serta granula lainnya misalnya Nisll granula yang dihubungkan dengan sintesis dan pertukaran energi.

Tergantung pada arah penghantaran impuls saraf yang dilakukannya, maka serabut saraf tepi (perifir) bisa dibagi 2 sebagai di bawah ini.

1. Serabut saraf afferen (sensoris) yaitu serabut saraf yang menghantarkan impuls dari reseptor (organ indera) menuju saraf pusat.

2. Serabut saraf efferent (motoris) yang menghantarkan impuls dengan arah yang berlawanan dengan yang sebelumnya itu, yaitu dari sistem saraf pusat menuju ke efektor misalnya otot glandule dan lain-lain.

Saraf sensoris mempunyai badan sel di luar khorda spinalis, sedang neuron motoris mempunyai badan sel dalam khorda spinalis. Sel saraf dengan penonjolan-penonjolannya itu membentuk perhubungan dengan sel saraf yang lain pada suatu tempat. Bagian tempat dua neuron berhubungan secara fungsional disebut sinapsis. Struktur sinapsis adalah sebagai berikut ini.

1. Cabang axon membentuk hubungan dengan dendrit.

2. Cabang axon dengan badan sel.

Ujung axon tidak bergabung dan membentuk hubungan langsung dengan neuron selanjutnya, melainkan terdapat jarak sempai kira-kira 200 A^o lebarnya, yang memisahkan membrana ujung axon dengan membrana dendrit atau neuron. Dengan adanya jarak yang sangat pendek tersebut terjadi penundaan waktu yang relatif lama (0,5 – 0,9 milidetik) antara impuls pada serabut yang satu (presynaptic fibre) dengan timbul atau terjadinya impuls pada postsynaptic fibre. Sebagian waktu tersebut disebabkan oleh proses pengeluaran sejumlah kecil transmiter kimia, yang dihasilkan ujung saraf yang selanjutnya berdifusi sehingga impuls saraf bisa melewati celah tersebut dan tiba pada membrana neuron selanjutnya. Asetilkholin bertindak sebagai zat transmiter (pada motor end-plate), mengakibatkan depolarisasi bagian post- sinaptic dan akasi potensial lain dimulai. Enzim asetilkholin esterase yang terdapat pada hubungan sinapsis itu menguraikan asetilkholin menjadi asam asetat dan kholin untuk mencegah keadaan depolarisasi yang terlalu lama. Pemindahan tersebut hanya bisa terjadi dari axon ke neuron dan tidak bisa berlawanan arah, oleh karena itu sinapsis bertindak sebagai kelep satu arah. Umumnya hanya dalam jumlah yang relatif kecil satu singel axon membentuk sinapsis dengan singel axon yang lain, jadi membentuk sinapsis 1 :1 yang lebih umum adalah sinapsis konvergens dan sinapsis divergens.

Pertanyaan : Apa yang Anda ketahui tentang neuron, mielin, neurolemma, dan axon?

Penghantaran Impuls Saraf Dalam Axon dan Sinapsis

Impuls saraf bergerak/berpindah dengan cepat pada axon, dengan kecepatan lebih dari 100 m/detik, tetapi ini masih lebih lambat dibandingkan denan kecepatan aliran listrik. Kecepatan penghantaran oleh saraf pada hewan berdarah panas lebih tinggi pada hewan berdarah dingin. Disamping itu juga lebih cepat pada hewan yang bergerak cepat daripada hewan yang bergerak lambat. Hal ini tampak dalam tabel kecepatan konduksi pada saraf motoris pada berbagai hewan sebagai berikut.

Tabel Kecepatan Konduksi Saraf Motoris pada Berbagai Hewan

Nama hewan	Kecepatan pada axon (m/detik).
mamalia	30 – 120
ular	10 – 35
kodok	7 – 30
ikan	50 – 60
udang	3,5
kecoak	1,5 - 6
cumi-cumi	4,3 (pada giant axon = 18 – 35)
cacing tanah	0,6
siput	0,4

Diameter serabut saraf juga penting artinya, kerena semakin besar serabut sarafnya semakin cepat konduksinya. Hal yang ekstrim bisa dijumpai pada binatang yang mempunyai giant axon yang bisa mempunyai diameter lebih dari 1 mm. Contohnya adalah pada cumi-cumi, giant axonnya berjalan sepanjang “tangannya” dan fungsinya untuk mengirimkan dengan cepat impuls berkontraksi ke semua bagian tangannya bila binatang itu ingin bergerak dengan cepat. Kebanyakan saraf mamalia, meskipun serabut sarafnya sangat tipis/halus, akan menghantarkan impuls dengan cepat sampai lebih dari 100 m/detik. Ini disebabkan karena struktur yang istimewa dari axonnya, karena dibungkus oleh pembungkus tipis dari substansi seperti lemak yang disebut myelin. Serabut saraf yang terbungkus myelin menghantarkan impuls yang lebih cepat daripada nonmyelineted nerve fibre (makin tebal myelin makin cepat).

Bahan diskusi : Bagaimana hubungan antara badan sel dan pertumbuhan sel secara keseluruhan serta fungsi neuron bila dikaitkan dengan terjadinya biosintesis bahan/materi yang diperlukan untuk produksi ternak?

1

Read more.....

PERNAFASAN MAMALIA

Pengertian Pernafasan

Pernafasan mempunyai 2 arti yang sangat berbeda :

1). pernafasan oksigen (O₂ ) dalam matabolisme karbohidrat dan berbagai molekul organik lainnya,

2). suatu proses yang melibatkan pertukaran O₂ dan CO₂ di antara berbagai sel suatu organisme dan lingkungan luar.

Sebagian besar sel tubuh memperoleh energi dari reaksi kimia yang melibatkan O_2. Sel itu harus mampu melenyapkan CO₂ yang merupakan hasil akhir utama dari metabolisme oksidasi. Organisme bersel satu pertukaran O₂ dan CO₂ terjadi secara langsung dengan lingkungan luar, tetapi hal itu sama sekali tidak mungkin untuk sebagian besar sel organisme yang kompleks seperti manusia maupun hewan/ternak. Oleh karena itu, evaluasi hewan besar memerlukan perkembangan suatu sistem khusus yaitu sistem respirasi (pernafasan) untuk pertukaran O₂ dan CO₂ bagi hewan tersebut dengan lingkungan sekitarnya meliputi : paru-paru, jalan udara ke paru-paru, dan struktur dada yang bertanggung jawab terhadap gerakan udara keluar dan masuk ke paru-paru.

Mekanisme Ventilasi (Pertukaran Udara) Pulmonalis

Paru-paru dapat membesar dan berkontraksi dengan 2 jalan : 1). dengan gerakan turun naik diafragma akan memanjang dan memperpendek rongga dada, dan 2). dengan pengangkatan dan penekanan tulang rusuk akan mengangkat/memperbesar dan menurunkan/memperkecil diameter anteroposterior rongga dada.

Pernafasan normal dilakukan hampir sempurna oleh gerakan inspirasi (menghirup) diafragma. Selama inspirasi diafragma menarik ke bawah permukaan bagian bawah paru-paru. Selama ekspirasi (menghembus) diafragma berelaksasi dan mendorong paru-paru ke belakang, dinding dada dan struktur perut mendorong paru-paru. Selama bernafas berat, dorongan ke belakang tidak cukup kuat untuk menyebabkan respirasi cepat, hal itu dapat dicapai dengan kontraksi urat perut yang mendorong isi perut ke atas melawan diafragma bagian bawah. Cara kedua untuk memperbesar paru-paru adalah dengan meningkatkan/memperbesar ruangan dada melalui rib cage. Hal itu akan memperbesar paru-paru karena dalam posisi istirahat secara alamiah, tulang rusuk miring ke bawah, sehingga memungkinkan tulang dada bergerak ke belakang di depan kolumnis spinalis. Namun, bila rib cage terangkat, tulang rusuk langsung mengarah ke belakang. Dengan demikian, tulang dada pada waktu itu bergerak ke belakang menjauhi spinosus yang menyebabkan anteroposterior dada menjadi lebih besar kira-kira 20% selama respirasi maksimum dibandingkan selama ekspirasi. Oleh karena itu, berbagai otot tersebut yang mengangkat rongga dada dapat diklasifikasikan sebagai urat daging inspirasi, dan urat daging yang menekan rongga dada adalah urat daging ekspirasi.

Kapasitas dan Volume Paru-paru

Suatu metode sederhana untuk mempelajari pertukaran udara paru-paru adalah mancatat volume udara yang bergerak ke dalam dan ke luar paru-paru disebut spirometer. Sebuah alat spirometer terdiri dari sebuah silinder yang berada dalam sebuah ruangan berisi air yang keseimbangannya dapat diatur melalui suatu pemberat. Dalam selinder terdapat campuran udara pernafasan biasanya udara atau O₂ ; suatu tabung yang menghubungkan mulut dengan ruang udara. Karena nafas masuk dan ke luar ruang udara maka silinder terangkat/naik dan turun, dan suatu grafik akan terlihat pada kertas yang terdapat pada silinder yang berputar. Untuk memudahkan menjelaskan berbagai kejadian pertukaran udara paru-paru maka udara dalam paru-paru telah dibagi menjadi 4 volume dan 4 kapasitas.

Volume paru-paru bagian kiri terdiri atas 4 volume yang berbeda dan bila dijumlahkan semuanya sama dengan volume maksimum paru-paru yang masih dapat diharapkan. Arti penting dari masing-masing volume tersebut adalah sebagai berikut.

1. Volume tidal (tidal volume = TV) adalah volume udara pada waktu inspirasi atau ekspirasi normal, dan volumenya kira-kira 500 ml.

2. Volume cadangan inspirasi (inspiratory reserve volume = IRV) adalah volume ekstra udara yang masih dapat dihirup setelah inspirasi normal sebagai volume udara tambahan terhadap volume volume tidal, dan biasanya volume udara itu kira-kira 3000 ml.

3. Volume cadangan ekspirasi (expiratory reseve volume = ERV) adalah jumlah udara yang masih dapat dikeluarkan dengan berekspirasi sekuat-kuatnya (maksimum) pada saat akhir ekspirasi normal, biasanya volume ini kira-kira 1100 ml.

4. Volume residu (residual volume = RV) adalah volume udara yang masih tinggal di dalam paru-paru setelah melakukan respirasi maksimum. Volume residu ini rata-rata 1200 ml.

Kapasitas paru-paru dalam siklus paru-paru kadang-kadang perlu mempertimbangkan 2 atau lebih volume udara tersebut di atas secara bersama-sama. Penggabungan ini disebut kapasitas paru-paru. Kapasitas paru-paru berbeda-beda dapat dijelaskan sebagai berikut ini.

1. Kapasitas inspirasi (inspiratory capacity/IC) = volume tidal (TV) + volume cadangan inspirasi (IRV). Ini adalah sejumlah udara (kira-kira 3500 ml) yang berarti seseorang bernafas mulai dengan tingkat ekspirasi normal dan memperbesar paru-parunya hingga maksimum.

2. Kapasitas residu fungsional (functional residual capacity/FRC) = volume cadangan ekspirasi (ERV) + volume residu (RV). Ini adalah sejumlah udara yang tinggal dalam paru-paru pada akhir ekspirasi normal (kira-kira 2300 ml).

3. Kapasitas vital (vital capacity/VC) = volume cadangan inspirasi (IRV) + volume tidal (TV) + volume cadangan ekspirasi (ERV). Ini adalah jumlah udara maksimum yang dapat dikeluarkan dari paru-paru setelah ekspirasi dan dilanjutkan dengan ekspirasi maksimum.

4. Kapasita total paru-paru (total lung capacity/TLC) adalah volume maksimum paru-paru yang masih dapat diperbesar dengan inspirasi sekuat mungkin (kira-kira 5800 ml). TLC = IRV + TV + ERV + RV.

Sebagai contoh dapat dikemukakan di sini bahwa laki-laki mempunyai VT = 400 ml, VC = 4800 ml, IRV = 3100 ml, IC = 3600 ml, ERV = 1200 ml, RV = 1200 ml, FRC = 2000 ml, TLC = 6000 ml. Sapi betina (dalam keadaan tidur) mempunyai TV = 3100 ml; sedangkan dalam posisi berdiri adalah 3800 ml.

Semua volume dan kapasitas paru-paru wanita 20 – 25% lebih rendah dibandingkan laki-laki, dan volume serta kapasitasnya lebih besar pada orang yang bertubuh besar dan olahragawan dibandingkan dengan orang yang bertubuh kecil dan menderita asma.

Pertanyaan : Bila masing-masing nilai dari IRV, TV, ERV diketahui dapatkah Anda menghitung kapasitas vital (VC) paru-paru? Coba jelaskan cara membuat formulanya!

Difusi Gas Melalui Membrana Respirasi

Unit alat pernafasan terdiri dari bronkhiolus, berbagai saluran alveoli, atrium dan alveoli (kira-kira 300 juta pada kedua paru-paru, masing-masing alveolus mempunyai diameter kira-kira 0,25 mm). Dinding alveoli sangat tipis, dan di antara banyak dinding itu terdapat berbagai kapiler yang cukup kuat. Aliran darah pada dinding kapiler merupakan suatu sheet dari peredaran darah. Jadi jelaslah bahwa gas alveoli hampir sama dengan gas darah kapiler. Konsekwensinya pertukaran gas antara udara alveoli dan darah volmonaris terjadi di seluruh membrana terminal paru-paru. Membrana ini disebut membrana respirasi atau membrana vulmonaris.

Transportasi O₂ dan CO₂

Gas dapat mengaliri suatu tempat ke tempat lain dengan jalan difusi dan hal ini selalu disebabkan oleh adanya perbedaan tekanan dari satu tempat terhadap tempat lainnya. Jadi, O₂ berdifusi dari alveoli ke dalam pembuluh darah kapiler pulmonaris karena perbedaan tekanan yang dalam hal ini tekanan O₂ (PO₂) di dalam alveoli lebih besar dibandingkan dengan PO₂ di dalam darah pulmonaris. Darah pulmonaris diangkut melalui sirkulasi darah menuju berbagai jaringan perifir. Di sana PO₂ lebih rendah dalam sel dibandingkan dengan yang di dalam darah arteri yang masuk ke dalam berbagai pembuluh darah kapiler. Di situ lagi PO₂ jauh lebih tinggi dalam darah kapiler menyebabkan O₂ berdifusi ke luar dari pembuluh kapiler dan seluruh cairan interstisial menuju sel.

Karena O₂ dimetabolisasikan dengan makanan dalam sel untuk membentuk CO₂ maka tekanan CO₂ (PCO₂) meningkat mencapai nilai tinggi dalam sel yang menyebabkan CO₂ berdifusi dari sel ke dalam jaringan kapiler. CO₂ dalam darah diangkut ke kapiler pulmonaris. CO₂ itu berdifusi ke luar dari darah dan menuju ke dalam alveoli karena PCO₂ di dalam alveoli lebih rendah dibandingkan dengan yang di dalam darah. Hal yang mendasar di sini adalah bahwa angkutan O₂ dan CO₂ ke dan dari berbagai jaringan tergantung dari difusi dan aliran darah secara berturut-turut.

Faktor yang Mempengaruhi Difusi Gas

Prinsip dan formula terjadinya difusi gas melalui membrana respirasi sama dengan difusi gas melalui air dan berbagai jaringan. Jadi, faktor yang menentukan betapa cepat suatu gas melalui membrana tersebut adalah : 1). ketebalan membrana, 2).luas permukaan membrana, 3).koefisien difusi gas dalam substansi membrana, dan 4). perbedaan tekanan antara kedua sisi membrana.

Sering terjadi kecepatan difusi melalui membrana tidak proporsional terhadap ketebalan membrana sehingga setiap faktor yang meningkatkan ketebalan melebihi 2 – 3 kali dibandingkan dengan yang normal dapat mempengaruhi secara sangat nyata pertukaran gas pernafasan normal. Khusus pada olahragawan, luas permukaan membrana respirasi sangat mempengaruhi prestasi dalam pertandingan maupun latihan. Luas permukaan paru-paru yang berkurang dapat berpengaruh serius terhadap pertukaran gas pernafasan. Dalam hal koefisien difusi masing-masing gas kaitannya dengan perbedaan tekanan ternyata CO₂ berdifusi melalui membrana kira-kira 20 kali lebih cepat dari O₂, dan O₂ dua kali lebih cepat dari N₂. Dalam hal perbedaan tekanan gas, tekanan gas parsial menyebabkan gas mengalir melalui membrana respirasi. Dengan demikian, bila tekanan parsial suatu gas dalam alveoli lebih besar dibandingkan dengan tekanan gas dalam darah seperti halnya O₂ , difusi terjadi dari alveoli ke arah dalam, tetapi bila tekanan gas dalam darah lebih besar dibandingkan dengan dalam alveoli seperti halnya CO₂ maka difusi terjadi dari darah ke dalam alveoli.

Kapasitas Difusi Membrana Respirasi

Kemampuan seluruh membrana respirasi untuk terjadinya pertukaran gas antara alveoli dan darah pulmonaris dapat diekspresikan dengan istilah kapasitas difusinya, yang dapat didefinisikan sebagai volume gas yang berdifusi melalui membrana tadi setiap menit untuk setiap perbedaan tekanan 1 mm Hg. Kapasitas difusi O₂ laki-laki muda dewasa pada waktu istirahat rata-rata 21 ml per menit per mm Hg. Rata-rata perbedaan tekanan O₂ menembus membrana respirasi selama dalam keadaan normal yaitu dalam keadaan bernafas tenang kira-kira 11 mm Hg. Peningkatan tekanan itu menghasilkan kira-kira 230 ml O₂ berdifusi normal melalui membrana respirasi setiap menit; dan itu sama dengan kecepatan tubuh menggunakan O_2. Di lain pihak, kapasitas difusi CO₂ belum pernah dihitung karena kesukaran teknis. Sebenarnya sangat penting diketahui kapasitas difusi yang tinggi dari CO₂ itu. Bila tidak demikian maka membrana respirasi banyak mengalami kerusakan. Akibatnya, kapasitasnya membawa O₂ ke dalam darah sering tidak cukup sehingga menyebabkan kematian seseorang jauh lebih cepat daripada ketidakseimbangan yang serius dari difusi CO_2.

Mekanisme Respirasi

Selama respirasi, terjadi gerakan dada (thorax) dan perut. Pada inspirasi sternum coracoid , furcula, dan rusuk bergerak ke depan dan ke bawah. Rusuk vertebral ditarik ke depan dan ke dalam. Jadi, pada inspirasi diameter vertikal dada bertambah besar dan diameter melintangnya bertambah kecil. Paru-paru membesar pada saat inspirasi, dan tulang rusuk serta dada tertarik ke arah dalam.

Bahan diskusi : Coba kaitkan hubungan antara volume paru-paru dan aktivitas kerja fisik dan non fisik yang dilakukan. Jelaskan komentar Anda.

PERNAFASAN UNGGAS

Organ Pernafasan dan Fungsinya

Alat pernafasan pada burung (unggas) terbagi atas paru-paru mempunyai bronkhus tertier yang lebih banyak jumlahnya dibandingkan dengan paru-paru ayam. Ayam mempunyai 7 kantong hawa, yaitu sepasang kantong hawa servikalis, sepasang abdominalis, sepasang torakalis, dan sebuah kantong hawa klavikularis. Kalkun mempunyai 8 kantong hawa dan sebuah kantong hawa servikalis (sama dengan klavikularis), 2 pasang kantong torakalis, 2 pasang kantong abdominalis.

Pada umumnya kebanyakan jenis burung kecil hanya sedikit atau tidak memiliki pneumatic bones, sedangkan jenis burung yang besar mempunyai banyak pneumatic bones. Jadi, ternyata bahwa ada tidaknya pneumatic bones hanya berperan kecil dalam kemampuan terbang. Ada pendapat yang menyangkal bahwa humerus pada ayam itu merupakan pneumatic bones, tetapi ada pendapat lain yang menyatakan bahwa pneumatic bones pada ayam meliputi hampir semua vertebre servikalis, 2 tulang rusuk yang pertama, tulang dada, humerus, dan bagian setengah bawah korakoid. Semua pneumatic bones tidak berhubungan dengan kantong hawa, tetapi humerus berhubungan dan beberapa jenis burung dapat bernafas melalui humerus pada kondisi tertentu.

Mekanisme Pernafasan

Selama pernafasan (respirasi), terjadi gerakan dada (thorax = thorak) dan perut. Pada inspirasi, sternum korakoid, furkula, dan rusuk bergerak ke depan dan ke bawah. Rusuk vertebral ditarik ke depan dan ke dalam. Jadi, pada inspirasi diameter vertical thorak bertambah besar dan diameter melintangnya bertambah kecil. Paru-paru membesar pada saat inspirasi, dan tulang rusuk serta dada tertarik ke arah dalam.

Kecepatan Bernafas

Kecepatan bernafas pada bangsa burung tergantung pada ukuran badan, seks, rangsangan, dan berbgai faktor lain. Pada umumnya bangsa burung yang lebih kecil mempunyai kecepatan (frekuensi) pernafasan yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang lebih besar, misalnya pada bangsa unggas jantan seperti merpati, itik, angsa, kalkun, dan anak ayam adalah 28, 42, 20, 28, dan 16 kali/menit secara berturut-turut; sedangkan yang betina 16, 110, 40, 49, dan 28 secara berturut-turut. Kecepatan bernafas bertambah bila suhu badan meningkat. Pada anak ayam yang suhu badannya 43,5^oC – 44,5^oC , kecepatannya bisa mencapai 140 – 170 kali/menit.

Pernafasan Selama Terbang

Persediaan dan kecepatan oksigen (O₂) berdifusi dalam paru-paru sangat penting artinya bagi bangsa burung pada waktu terbang. Pada waktu terbang konsumsi oksigen bisa 10 – 15 kali lebih banyak dibandingkan dengan pada keadaan istirahat. Konsumsi itu juga tergantung pada kecepatan terbang. Pada kecepatan terbang 35 km/jam, oksigen yang diperlukan rata-rata 21,9 ml/g/jam atau 12,8 kali lebih banyak dibandingkan dengan keadaan tidak terbang, dan pada kecepatan terbang 40 km/jam konsumsi oksigen 23ml/g/jam.

Konsumsi oksigen paling tinggi pada waktu terbang menaik dan paling rendah pada waktu terbang menurun. Beberapa peneliti mengasumsikan bahwa pernafasan (aliran udara paru-paru) ada hubungan (sinkronisasi) dengan berbagai gerakan sayap pada waktu terbang. Pada waktu sayap bergerak ke bawah, terjadi ekspirasi.

Difusi O₂ dari Kapiler ke Cairan Interstisial

Pada kapiler jaringan, O₂ berdifusi ke dalam jaringan oleh suatu proses penting yang sama dengan yang terjadi dalam paru-paru. Dengan demikian tekanan O₂ (PO₂) dalam cairan interstisial di luar kapiler rendah dan diperkirakan sangat bervariasi, rata-rata sekitar 40 mm Hg, sedangkan di dalam darah arteri tinggi sekitar 95 mm Hg. Oleh karena itu, pada kapiler tekanannya berbeda sampai 55 mm Hg yang menyebabkan difusi O₂. Pada waktu itu, darah yang mengalir melalui kapiler banyak O₂ berdifusi ke dalam jaringan dan PO₂ kapiler mendekati 40 mm Hg dalam cairan jaringan. Konsekwensinya, darah venous yang meninggalkan jaringan mengandung O₂ yang sangat penting untuk berbagai aktivitas.

Pertanyaan : Mengapa kontribusi O₂ meningkat bila aktivitas tubuh unggas meningkat?

Difusi O₂ dari Cairan Interstisial ke Dalam Sel

Selama O₂ masih digunakan oleh sel, tekanan O₂ intraseluler tetap lebih rendah dibandingkan dengan tekanan O₂ cairan interstisial. O2 berdifusi melalui membrana sel dengan sangat cepat. Oleh karena itu, PO₂ intraseluler hampir sama dengan PO₂ di dalam cairan interstisial. Namun, dalam banyak hal ada yang perlu dipertimbangkan misalnya jarak antara kapiler dan sel. Dengan demikian, PO₂ intraseluler normal berkisar dari yang terendah 5 mm Hg sampai yang tertinggi 60 mm Hg dengan rata-ratanya 23 mm Hg yang merupakan nilai yang diberikan pada sel tersebut. Kira-kira hanya 1 – 3 mm Hg PO₂ yang diperlukan untuk mendukung sepenuhnya proses metabolisme sel. Jadi dapat dilihat bahwa walau PO₂ rendah namun cukup aktual dan aman untuk metabolisme sel.

Transportasi CO₂ ke Paru-paru

Karena pembentukan CO₂ dalam sel sangat banyak dan terus-menerus maka PO₂ intraseluler berdifusi kira-kira 20 kali lebih mudah dibandingkan O₂ yang berdifusi dari sel dengan sangat cepat ke dalam darah kepiler. Darah arteri masuk kapiler jaringan mengandung CO₂ pada tekanan kira-kira 40 mm Hg. Mengalirnya darah melalui kapiler, PCO₂ meningkat sampai 45 mm Hg.

Untuk mengeluarkan CO₂ dari darah pulmonaris, PCO₂ vena kira-kira 45 mm Hg. Sedangkan dalam alveoli sekitar 40 mm Hg. Perbedaan tekanan awal untuk difusi hanya 5 mm Hg jauh lebih rendah dari difusi O₂ menembus membrana. Walau demikian, karena koefisien difusi 20 kali lebih besar dari koefisien difusi O₂ maka kelebihan CO₂ dalam darah dengan cepat dikirim ke dalam alveoli.

Bahan dikusi : Coba kaitkan antara ketinggian suatu tempat dari permukaan laut dan kecepatan pernafasan. Bagaimana pendapat Anda, jelaskan!

Read more.....