STRUKTUR DAN FUNGSI SEL MIKROBA

Sel merupakan unit fisik terkecil dari organisme hidup
Komposisi material sel:
DNA dan RNA
protein
lemak
fosfolipid
ada perbedaan sangat mendasar antara sel bakteri dan sianobakteria dengan sel hewan dan sel tumbuhan
Ada dua tipe sel:
Sel Prokariotik, merupakan tipe sel pada bakteri dan sianobakteria/alga biru (disebut jasad prokariot).
Sel Eukariotik, merupakan tipe sel pada jasad yang tingkatnya lebih tinggi dari bakteri (disebut jasad eukariot) yaitu khamir, jamur (fungi), alga selain alga biru, protozoa, dan tanaman serta hewan.

Tipe Sel Prokariotik

1. mempunyai ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan sel eukariotik
2. Beberapa sel bakteri Pseudomonas hanya berukuran 0,4-0,7µ diameternya dan panjangnya 2-3µ
3. tidak mempunyai organela seperti mitokondria, khloroplas, dan aparat golgi
4. inti sel prokariotik tidak mempunyai membran

1. Bahan genetis terdapat di dalam sitoplasma, berupa untaian ganda (double helix) DNA berbentuk lingkaran yang tertutup
2. Kromosom bakteri pada umumnya hanya satu
3. mempunyai satu atau lebih molekul DNA yang melingkar (sirkuler) yang disebut plasmid.
4. Sel prokariotik tidak mengandung organel yang dikelilingi oleh membran
5. Ribosom yang dimiliki sel prokariot lebih kecil yaitu berukuran 70S
6. Ukuran genom sel prokariot berbeda dengan sel eukariot
7. Jumlah DNA penyusun pada sel prokariot berkisar antara 0,8-8.106 pasangan basa (pb) DNA
8. DNA pada sel eukariot mempunyai pasangan basa lebih tinggi

sebagai contoh:
Neurospora 19.10⁶
Aspergillus niger 40.10⁶
Jagung 7.10⁹
manusia 29.10⁹
Sel prokariotik tidak seluruhnya membutuhkan oksigen, misalnya pada bakteri anaerob
Sel Eukariotik

1. Sel eukariotik mempunyai inti sejati yang diselimuti membran inti
2. Inti sel mengandung bahan genetis berupa genome/DNA yang tersusun dalam suatu kromosom
3. Di dalam kromosom terdapat DNA yang berasosiasi dengan suatu protein yang disebut histon
4. Kromosom dapat mengalami pembelahan melalui proses mitosis
5. Di dalam sel eukariotik terdapat mitokondria dan khloroplas yang mengandung sedikit DNA yang berbentuk sirkuler tertutup (seperti DNA prokariot)
6. Di dalam sel eukariotik terdapat Ribosom yang lebih besar dibandingkan prokariotik (berukuran 80S), selain itu juga dijumpai aparatus golgi yang pada tanaman, organela ini mirip dengan diktiosom
7. Kedua organel tersebut berperan dalam proses sekresi

Struktur Sel

1. Inti Sel

1. Inti sel eukariotik pada interfase dikelilingi oleh suatu membran yang terdiri atas 2 lapisan lemak (lipid bilayers)
2. DNA pada inti tersebar dalam suatu struktur yang disebut kromosom
3. Pembelahan inti dari satu menjadi dua anak inti dikenal sebagai mitosis

1. Pada tanaman dan hewan tingkat tinggi dikenal adanya reproduksi secara seksual
2. Pada saat pembuahan, ke dua inti dari sel jantan dan sel betina (gamet) melebur membentuk sigot
3. Masing-masing jenis gamet menyumbang sejumlah (n) kromosom
4. Dengan demikian sigot mengandung dua set kromosom (2n)

1. Apabila gamet bersifat haploid, maka sigot bersifat diploid
2. Semua sel somatik bersifat diploid (mengandung 2 set kromosom)
3. Pada saat generasi seksual berikutnya, kromosom normal (2n) mengalami segregasi menjadi haploid
4. Proses pengurangan separo kromosom dari 2n menjadi n kromosom disebut meiosis

2. Membran Sel Prokariotik

1. Permukaan luar lipid bilayers membran sel bersifat hidrofil, sedangkan permukaan dalamnya bersifat hidrofob
2. Stabilitas membran sel disebabkan oleh kekuatan hidrofobik antara residu asam lemak dan kekuatan elektrostatis antara ujung-ujung hidrofilik
3. Pada bilayer terdapat protein yang letaknya tenggelam (di dalam) bilayer atau terdapat pada permukaannya
4. Pada beberapa bakteri, membran mengelilingi sitoplasma tanpa menunjukkan adanya lipatan, sedangkan membran pada bakteri lain mengalami pelipatan ke dalam yang disebut mesosom
5. Pada bakteri fotosintetik, khlorofil tidak terdapat dalam suatu khloroplas, melainkan terdapat dalam membran yang sangat berlipat-lipat di dalam sel, yang disebut membran tilakoid
6. Sistem fotosintetik pada bakteri disamping menggunakan khlorofil, juga karotenoid. Keduanya mengandung sistem transport elektron yang menghasilkan ATP pada proses fotosintesis

3. Dinding Sel

1. Dinding sel bakteri bersifat agak elastis dan tidak bersifat permeabel terhadap garam dan senyawa tertentu dengan berat molekul rendah
2. Secara normal konsentrasi garam dan gula yang menentukan tekanan osmotik di dalam sel lebih tinggi daripada di luar sel
3. Apabila tekanan osmose di luar sel naik, air sel akan mengalir ke luar, protoplasma mengalami pengkerutan, dan membran akan terlepas dari dinding sel, proses ini disebut dengan plasmolisis

Rangka dasar dinding sel bakteri
Rangka dasar dinding sel bakteri adalah murein peptidoglikan yang tersusun dari N-asetil glukosamin dan N-asetil asam muramat, yang terikat melalui ikatan 1,4 – b - glikosida
Pada N-asetil asam muramat terdapat rantai pendek asam amino: alanin, glutamat, diaminopimelat, atau lisin dan alanin, yang terikat melalui ikatan peptida
Peranan ikatan peptida ini sangat penting dalam menghubungkan antara rantai satu dengan rantai yang lain
Komponen dan struktur dinding sel prokariot ini sangat unik, dan tidak dijumpai pada sel eukariotik
Dinding sel bakteri gram positif:
Dinding sel bakteri gram positif terdiri 40 lapis
rangka dasar murein, meliputi 30-70 % berat kering dinding sel bakteri
Senyawa lain penyusun dinding sel gram positif adalah polisakarida yang terikat secara kovalen, dan asam teikoat yang sangat spesifik
Dinding sel bakteri gram negatif:
Dinding sel bakteri gram negatif hanya terdiri atas satu lapis rangka dasar murein yang hanya mengandung diaminopemelat, dan tidak mengandung lisin, hanya meliputi ± 10% dari berat kering dinding sel
Di luar rangka murein tersebut terdapat sejumlah besar lipoprotein, lipopolisakarida, dan lipida jenis lain, senyawa-senyawa ini merupakan 80 % penyusun dinding sel
Asam teikoat tidak terdapat dalam dinding sel ini
Peranan Lisosim:
Lisosim adalah ensim antibakteri yang terdapat dalam putih telur dan air mata, dan dapat dihasilkan oleh beberapa bakteri
Lisosim akan merusak ikatan antar N-asetilglukosamin dan N-asetil asam muramat dalam murein, sehingga lisosim dapat merombak murein dalam dinding sel.
Dinding sel yang rusak akan menghasilkan sel tanpa dinding sel yang disebut spheroplas yang sangat rentan terhadap tekanan osmotik
Penisilin akan bekerja aktif terhadap dinding sel gram positif yang sedang membelah
Senyawa ini mengakibatkan sel tumbuh tidak beraturan
Dalam hal ini penisilin menghambat pembentukan dinding sel
4. Flagel dan Pili

1. Flagel merupakan salah satu alat gerak bakteri yang letaknya dapat polar, bipolar, peritrik, maupun politrik
2. Flagel mengakibatkan bakteri dapat bergerak berputar
3. Penyusun flagel adalah sub unit protein yang disebut flagelin, yang mempunyai berat molekul rendah
4. Ukuran flagel berdiameter 12-18 nm dan panjangnya lebih dari 20 nm
5. Pada beberapa bakteri, permukaan selnya dikelilingi oleh puluhan sampai ratusan pili dengan panjang 12 nm
6. Pili disebut juga sebagai fimbrae
7. Sex-pili berperan pada konjugasi sel
8. Pada bakteri Escherichia coli strain K-12 hanya dijumpai 2 buah pili

5. Kapsul dan Lendir

Beberapa bakteri mengakumulasi senyawa-senyawa yang kaya akan air, sehingga membentuk suatu lapisan di permukaan luar selnya yang disebut sebagai kapsul atau selubung berlendir
Fungsinya untuk kehidupan bakteri tidak begitu esensial, namun menyebabkan timbulnya sifat virulen terhadap inangnya
Dalam pembentukan agregasi tanah, senyawa yang terkandung dalam kapsul atau lendir inilah yang sangat berperan
Keberadaan kapsul mudah diketahui dengan metode pengecatan negatif menggunakan tinta cina atau nigrosin, yang akan tampak transparan diantara latar belakang yang gelap
Penyusun utama kapsul adalah polisakarida yang terdiri atas glukosa, gula amino, rhamnosa, serta asam organik seperti asam piruvat dan asam asetat. Ada pula yang mengandung peptida, seperti kapsul pada bakteri Bacillus sp
Lendir merupakan kapsul yang lebih encer. Adakalanya kapsul bakteri dapat dipisahkan dengan metode penggojokan kemudian diekstrak untuk menghasilkan lendir
Perbedaan Sel Tanaman, Sel Hewan, Dan Sel Bakteri

DINDING SEL
SEL TANAMAN	SEL HEWAN	SEL BAKTERI
Dinding sel tanaman sangat kuat dan kasar. Banyak mengandung selulosa yang terikat pada polisakarida dan protein. Fungsinya melindungi membran dari kerusakan mekanis atau tekanan osmosa, dan menyebabkan bentuk sel tetap	Tidak mempunyai dinding sel	Dinding sel terdiri atas rantai polisakarida dan rantai peptida pendek. Permukaannya dilapisi lipopolisakarida. Tidak semua bakteri mempunyai pili. Pili dapat berfungsi sebagai jalan pemindahan DNA pada saat konjugasi. Dinding sel melindungi sel bakteri dari lingkungan hipotonis. Dinding sel mempunyai pori yang dapat dilewati molekul kecil.

MEMBRAN SEL
SEL TANAMAN	SEL HEWAN	SEL BAKTERI
Membran sel tanaman tebalnya ±9nm dan mengandung lipida dan protein dalam jumlah yang sama. Lipida tersusun dalam 2 lapisan. Jenis lipida lebih bervariasi daripada lipida penyusun membran sel bakteri. Membran sel tanaman bersifat selektif permeabel, mengandung protein/ensim yang berperan pada pemindahan nutrien dan ion anorganik	Membran sel hewan mirip dengan membran sel tanaman, tetapi komposisi lipidanya beda. Membran bersifat fleksibel dan lengket. Permukaan sel yang lengket penting dalam pembentukan jaringan. Membran sangat selektif permeabel. Mengandung protein ensim yang berperan dalam pengangkutan ion K+ dan Na+, glukosa, asam amino, dll	Membran sel bakteri mengandung +45% lipida dan 55% protein. Lipida menyelu-bungi secara kontinyu dan non-polar. Pada beberapa tempat, membran mengalami pelipatan ke dalam sel yang disebut dengan mesosome. Membran bersifat selektif permeabel. Air, beberapa nutrien dan ion logam dapat bebas melewatinya. Beberapa ensim yang berperan menghasilkan ATP terdapat dalam membran sel bakteri.

INTI SEL
SEL TANAMAN	SEL HEWAN	SEL BAKTERI
Inti sel, anak inti sel serta membran inti sel tanaman mempunyai struktur, komposisi dan fungsi seperti pada sel hewan.	Diameter inti sel hewan ± 4- 6µ. Dilapisi oleh selaput/membran berpori sebagai tempat keluar masuknya bahan ke dalam inti. DNA di dalam inti berasosiasi dengan protein histon dan terorganisir menjadi kromosom. Di dalam inti terdapat anak inti/nukleolus yang kaya RNA, berbentuk bulat, gelap, tetapi tidak dilingkupi oleh membran. Anak inti merupakan tempat terbentuknya RNA. Setiap inti ada 1-4 anak inti. Selama mitosis DNA kromosom mengalami replikasi, kemudian memisah menjadi kromosom anak.	Bakteri tidak mempunyai bentuk inti seperti pada sel tanaman dan hewan. Bahan genetik hanya berupa satu untaian ganda DNA yang tersusun secara heliks. Panjang DNA mencapai 1,2 mm, tetapi terlipat menjadi diameter 2nm. Selama pembelahan sel masing-masing untaian DNA bereplikasi menghasilkan dua molekul untaian DNA kembali. DNA akan ditranskripsi menjadi bentuk messenger (m) RNA. Bakteri juga mempunyai plasmid, yaitu untaian ganda DNA di luar kromosom berbentuk sirkuler. Plasmid dapat bereplikasi secara mandiri tidak tergantung pada replikasi kromosom sel.

MITOKONDRIA
SEL TANAMAN	SEL HEWAN	SEL BAKTERI
Mitokondria berbentuk lonjong, dijumpai pada semua sel tanaman. Strukturnya mirip dengan mitokondria sel hewan. Mitokondria mengandung DNA yang tipenya khusus. Di dalam mitokondria, banyak mengandung ensim yang berperan dalam oksidasi nutrien dan perubahan energi menjadi ATP.	Jumlah mitokondria dalam sel dapat mencapai 800. Jumlahnya semakin banyak pada sel yang aktif. Membran dalam mitokondria berlipat-lipat. Matriks di dalamnya banyak mengandung ensim yang berperan dalam oksidasi karbohidrat, lipida, asam amino menjadi CO2 dan H2O. Hasil oksidasi adalah ATP untuk sumber energi.	Sel bakteri tidak mempunyai mitokondria. Oksidasi nutrien dilakukan oleh ensim oksidase yang terdapat dalam membran atau mesosome.

Endoplasmik Retikulum (ER) dan Ribosome
SEL TANAMAN	SEL HEWAN	SEL BAKTERI
ER pada sel tanaman mempunyai struktur yang mirip dengan ER pada sel hewan.	ER merupakan membran inti yang melipat-lipat menyerupai lorong. Permukaannya kasar karena ada ribosom yang menempel. ER dari inti menembus sitoplasma menuju luar sel. Ribosome merupakan tempat terbentuknya protein. Ribosom juga tersebar bebas dalam sitoplasma.	Sel bakteri tidak mempunyai ER. Ribosome tersebar dalam sitoplasma. Ribosome sebagai tempat sintesis protein. Setiap sel bakteri E. coli mengandung 15.000 ribosome. Setiap ribosome terdiri atas 2 subunit: subunit besar dan subunit kecil. Setiap subunit terdiri atas 65% RNA dan 35% protein. mRNA terikat pada lekukan diantara 2 subunit RNA saat terjadi sintesis asam amino. Jenis asam amino yang dibentuk sesuai dengan susunan bahan genetik di mRNA

Khloroplas
SEL TANAMAN	SEL HEWAN	SEL BAKTERI
Sel tanaman mempunyai plastida yang disebut kloroplas, di dalamnya terdapat khlorofil. Khloroplas dikelilingi oleh membran yang mengandung DNA. Bentuk khloroplas bermacam-macam, jumlahnya dapat lebih dari satu per sel. Fungsi khlorofil untuk menerima energi matahari, yang diubah menjadi ATP untuk pembentukan gula dari CO2 dan H2O dalam proses fotosintesis	Sel hewan tidak mempunyai khloroplas	Bakteri fotosintesik mempunyai khlorofil yang tidak berada dalam khloroplast, tetapi ada dalam membran yang sangat melipat-lipat ke dalam sel, yang disebut membran fotosintetik (tilakoid). Pada alga biru Anabaena azollae tilakoid tersebar di seluruh sel.

VAKUOLA
SEL TANAMAN	SEL HEWAN	SEL BAKTERI
Vakuola merupakan ciri khusus sel tanaman. Ukuran vakuola bertambah dengan bertambahnya umur sel. Vakuola mengandung gula, garam dari asam organik, protein terlarut, garam mineral, pigmen, oksigen dan CO2, yang merupakan bahan sisa maupun cadangan makanan. Bahan tersebut selalu dihasilkan selama sel melakukan aktivitas, sehingga ukuran vakuola semakin lama semakin besar.		Bakteri akuatik mempunyai vakuola yang berisi gas (vakuola gas). Fungsinya agar sel dapat mengapung di lingkungan air, sehingga dapat bergerak naik turun (bouyanci). Vakuola tidak untuk menyimpan cadangan makanan. Cadangan makanan disimpan di suatu bulatan atau granula, berupa polisakarida, lipida, polifosfat, metafosfat, sulfur, dan poli beta hidroksi asam butirat (PHB). Cadangan makanan dimanfaatkan saat kondisi lingkungan miskin, atau saat spora berkecambah.

LOMPAT KE BAHASAN LAINNYA:

• PENGERTIAN MIKROBIOLOGI DAN MIKROBA
• SEJARAH PERKEMBANGAN MIKROBIOLOGI
• STRUKTUR DAN FUNGSI SEL MIKROBA
• PERTUMBUHAN MIKROBA
• FAKTOR LINGKUNGAN MIKROBA
• NUTRISI DAN MEDIUM MIKROBA
• ENZIM MIKROBA
• BIOENERGETIK MIKROBA

Read more »

SEJARAH PERKEMBANGAN MIKROBIOLOGI

A. Penemuan Animalculus
Leeuwenhoek (1633-1723) bahwa mikroskop merupakan awal mula terungkapnya mikroba.
struktur mikroskopis:
biji
jaringan tumbuhan
invertebrata kecil
Diketahuinya dunia mikroba yang disebut sebagai “animalculus” atau hewan kecil
Animalculus adalah jenis-jenis mikroba seperti protozoa, algae, khamir, dan bakteri
B. Teori Dan Pendapat
Teori Abiogenesis : animalculus timbul dengan sendirinya dari bahan-bahan mati.
Fransisco Redi (1626-1697) : meneliti ulatØ di dalam daging busuk
Lazzaro spallanzani (1729-1799) : pada percobaan menggunakan kalduØ ternyata pemanasan dapat menyebabkan animalculus tidak tumbuh
Louis Pasteur (1822-1895 ):PenemuanØ Louis Pasteur yaitu Pasteurisasi dan Sterilisasi
C. Penemuan Bakteri Berspora
Dari percobaan Tyndall (1820-1893) ditemukan adanya:
TermolabilØ
TermoresistenØ
TyndallisasiØ
D. Teknik Kultur Murni
E. Peran Mikroba Dalam Transformasi Bahan Organik
Fermentasi (pengkhamiran)
proses yang menghasilkan alkohol atau asam organik, misalnya terjadi pada bahan yang mengandung karbohidrat
Pembusukan (putrefaction)
proses peruraian yang menghasilkan bau busuk, seperti pada peruraian bahan yang mengandung protein
Pasteur ; meneliti tentang proses fermentasi dalam pembuatan anggur dari gula bit
(1875-1876) menghasilkan anggur yang masam
F. Penemuan Kehidupan Anaerob
penelitian Pasteur: Pada fermentasi asam butirat ditemukan adanya proses kehidupan yang tidak membutuhkan udara
Dari hal tersebut kemudian dibuat 2 istilah,yaitu: ANAEROB DAN AEROB
G. Penemuan Enzim
Pasteur: proses fermentasi merupakan proses vital untuk kehidupanv
Bernardv (1875):bahwa khamir dapat memecah gula menjadi alkohol dan CO2 karena mengandung katalisator biologis dalam selnya
Buchner (1897): menggerus sel khamir dengan pasir dan gula.Penemuanv ini membuka jalan ke perkembangan Biokimia Modernpembentukan alkohol dari gula oleh khamir, merupakan hasil urutan beberapa reaksi kimia, yang masing-masing dikatalisir oleh biokatalisator yang spesifik atau dikenal sebagai ENZIM
H. Mikroba Penyebab Penyakit
Pasteur (1875-1876) Bukti ditemukannya jamur penyebab :
penyakit pada tanaman gandum (1813)v
tanaman kentang (1845)v
penyakit pada ulat suterav
penyakit kulit manusiav
Pada tahun 1850 ditemukan bakteriv berbentuk batang dalam darah hewan yang sakit antraks
Postulat Koch
dalam bentuk umum adalah sebagai berikut:
Suatuv mikroba yang diduga sebagai penyebab penyakit harus ada pada setiap tingkatan penyakit
Mikrobav tersebut dapat diisolasi dari jasad sakit dan ditumbuhkan dalam bentuk biakan murni
Apabila biakan murniv tersebut disuntikkan pada hewan yang sehat dan peka, dapat menimbulkan penyakit yang sama
Mikrobia dapat diisolasi kembali dari jasad yang telah dijadikan sakit tersebutv
I. Penemuan Virus
Iwanowsky:menemukan bahwa filtrat bebas bakteri (cairan yang telah disaring dengan saringan bakteri) dari ekstrak tanaman tembakau yang terkena penyakit mozaik ,dengan itu, diketahui adanya jasad hidup yang mempunyai ukuran jauh lebih kecil dari bakteri (submikroskopik) karena dapat melalui saringan bakteri yang dikenal sebagai VIRUS
J. Generatio Spontanea (Abiogenesis) Menurut Pandangan Baru
Oparin (1938) dan Haldane (1932): bumi pada jaman prebiotik mempunyai atmosfer yang bersifat anaerob yang mengandung Nitrogen, Hidrogen, CO2, uap air, ammonia, CO, dan H2S .
Teori Asal Mula Kehidupan :
Di atmosfer Oksigen hampir tidak ada, dan lapisan ozon sangat tipis sinar ultra violet (UV) banyak mengenai bumi ,mulai terbentuk ,makromolekul ,Radiasi UV, Suhu tinggi,dan Loncatan bunga api listrik,bahan anorganik berubah menjadi bahan organik .evolusi pada bahan-bahan organik menjadi lebih kompleks.
Evolusi:
jasad bersel tunggal menjadi bersel majemuk memerlukan waktu kurang lebih 2,5 milyar tahun
jasad bersel majemuk menjadi reptil sampai binatang menyusui memerlukan waktu milyaran tahun
didukung oleh S. Miller (1957) dan H. Urey (1954).
Teori asal mula kehidupan
didukung oleh S. Miller (1957) dan H. Urey (1954)
Penelitiannya adalah sebagai berikut:
1. Bejana Miller diisi dengan gas CH4, NH3, H2O, dan H2.
2. Gas-gas tersebut dibiarkan bersirkulasi terus-menerus melalui loncatan bunga api listrik, kondensor, dan air mendidih
3. Seminggu kemudian ternyata menunjukkan terbentuknya senyawa organik seperti asam amino glisin dan alanin, serta asam organik seperti asam suksinat
4. Dengan merubah bahan dasar dan energi yang diberikan dalam aparat Miller, maka dapat disintesa senyawa-senyawa lain seperti polipeptida, purin, dan ATP
5. Makromolekul inilah yang diduga sebagai awal terbentuknya kehidupan
K. Penggunaan Mikroba
1. Penggunaan mikroba untuk proses klasik
2. Penggunaan mikroba untuk produksi antibiotik
3. Penggunaan mikroba untuk proses-proses baru
4. Penggunaan mikroba dalam teknik genetika modern
5. Penggunaan mikroba di bidang pertanian
6. Penggunaan mikroba di bidang pertambangan
7. . Penggunaan mikroba di bidang lingkungan

LOMPAT KE BAHASAN LAINNYA:

• PENGERTIAN MIKROBIOLOGI DAN MIKROBA
• SEJARAH PERKEMBANGAN MIKROBIOLOGI
• STRUKTUR DAN FUNGSI SEL MIKROBA
• PERTUMBUHAN MIKROBA
• FAKTOR LINGKUNGAN MIKROBA
• NUTRISI DAN MEDIUM MIKROBA
• ENZIM MIKROBA
• BIOENERGETIK MIKROBA

Read more »

PENGERTIAN MIKROBIOLOGI DAN MIKROBA

POKOK BAHASAN:

• PENGERTIAN MIKROBIOLOGI DAN MIKROBA
• SEJARAH PERKEMBANGAN MIKROBIOLOGI
• STRUKTUR DAN FUNGSI SEL MIKROBA
• PERTUMBUHAN MIKROBA
• FAKTOR LINGKUNGAN MIKROBA
• NUTRISI DAN MEDIUM MIKROBA
• ENZIM MIKROBA
• BIOENERGETIK MIKROBA

Definisi Mikrobiologi yaitu Salah satu cabang biologi yang menelaah mengenai organisme hidup berukuran mikroskopis yang meliputi: virus,bakteri,archaea , protozoa,algae, fungi.
Ruang Lingkup Mikrobiologi dapat dibeda-bedakan menjadi beberapa sub disiplin berdasarkan berbagai macam orientasi yaitu Orientasi Taksonomi,Orientasi Habitat, dan Orientasi Problema .
Orientasi Taksonomi
1. Virologi
2. Bakteriologi
3. Mikologi
4. Fikologi atau Algologi
5. Protozoologi
Orientasi Habitat
1. Mikrobiologi Air
2. Mikrobiologi Tanah
3. Mikrobiologi Laut
Orientasi Problema
1. Ekologi Mikroba
2. Mikrobiologi Patogenik (Pathogenic microbiology):
3. Mikrobiologi Pertanian
4. Mikrobiologi Industri
5. Mikrobiologi Geologi
Lapangan Mikrobiologi Terapan
1. Mikrobiologi Kedokteran
2. Mikrobiologi Akuatik
3. Aeromikrobiologi
4. Mikrobiologi makanan
5. Mikrobiologi Pertanian
6. Mikrobiologi Industri
7. Eksomikrobiologi
8. Mikrobiologi Geokimia
Jasad hidup yang ukurannya kecil disebut Mikroba,Mikroorganisme,atau Jasad renik. Penggolongan Mikroba diantara jasad hidup yaitu:
duniaØ tumbuhan (plantae)
duniaØ binatang (animalia)
Menurut teori evolusi, setiap jasad akan berkembang menuju ke sifat plantae atau animalia .Hal ini digambarkan sebagai pengelompokan jasad berturut-turut oleh Haeckel, Whittaker, dan Woese.
Haeckel : Berdasarkan perbedaan organisasi selnya, dunia tumbuhan (plantae) dan dunia binatang (animalia) dibedakan dengan protista.
Whittaker : Membagi jasad hidup menjadi tiga tingkat perkembangan, yaitu:
1. Jasad prokariotik yaitu bakteri dan ganggang biru (Divisio Monera)
2. Jasad eukariotik uniseluler yaitu algae sel tunggal, khamir dan protozoa (Divisio Protista)
3. Jasad eukariotik multiseluler dan multinukleat yaitu Divisio Fungi, Divisio Plantae, dan Divisio Animalia
Woese:
Menggolongkan jasad hidup berdasarkan susunan kimia makromolekul yang terdapat di dalam sel Pembagiannya, yaitu:
1. Arkhaebacteria
2. Eukaryota (Protozoa, Fungi, Tumbuhan dan Binatang)
3. Eubacteria
Ciri Umum Mikroba
1. Mikroba di alam secara umum berperanan sebagai produsen, konsumen, maupun redusen
2. Sel mikroba ukurannya sangat kecil yang merupakan satuan struktur biologi
3. Banyak mikroba yang terdiri dari satu sel saja (uniseluler), sehingga semua tugas kehidupannya dibebankan pada sel itu
4. Mikroba ada yang mempunyai banyak sel (multiseluler) yang umumnya sudah terdapat pembagian tugas diantara sel atau kelompok selnya, walaupun organisasi selnya belum sempurna
Setelah ditemukan mikroskop elektron, dapat dilihat struktur halus di dalam sel hidup, sehingga diketahui menurut perkembangan selnya terdapat dua tipe jasad, yaitu:
ProkariotaØ (jasad prokariotik/primitif), yaitu jasad yang perkembangan selnya belum sempurna
EukariotaØ (jasad eukariotik), yaitu jasad yang perkembangan selnya telah sempurna
Selain yang bersifat seluler, ada mikroba yang bersifat nonseluler, yaitu virus
Diversitas kehidupan mikroba:
Thermofilik
Psikrofilik
Acidofilik
Alkalofilik
Halofilik
Barofilik
Radiofilik
Anaerobic obligat

Read more »

FISIOLOGI SARAF

Sel saraf terdiri dari 3 komponen yaitu:

1. badan sel berfungsi sebagai tempat sintesis neurotransmiter

2. Dendrit berfungsi sebagai penerima rangsang dan membawanya ke badan sel

3. Akson berfungsi menjalarkan impuls ke ujung akson

Pleksus adalah jaringan serabut saraf yang tidak teratur, berfungsi sebagai sistem saraf pusat, apabila terdapat kumpulan neuron yang difus maka di dalamnya ada sinaps

Ganglia adalah kumpulan sel saraf berbentuk nodul dilapisi jaringan konektif mempunyai badan sel dan serabut saraf ditemukan adanya sinaps.

periode refraktor :

• Periode refrakter absolut ialah jangka waktu tertentu saat sel saraf benar-benar tidak dapat menanggapi rangsang yang diberikan untuk kedua kalinya, apapun jenis rangsangnya dan berapa pun kekuatan rangsang yang diberikan. Periode ini biasanya berlangsung pada awal repolarisasi

• Periode refrakter relatif ialah jangka waktu pada akhir repolarisasi, yang mana sel saraf kemungkinan sudah dapat kembali menanggapi rangsang, asalkan rangsang yang diberikan lebih kuat daripada rangsang sebelumnya atau jenis rangsangnya berbeda.

Jala saraf ialah susunan organisasi saraf yang menyerupai jala. Jala saraf dapat ditemukan pada hewan karang dan ubur-ubur. Susunan saraf yang terdapat pada bagian atas tubuh ubur-ubur berfungsi untuk mengkoordinasikan gerakan, sedangkan jala saraf yang terdapat pada tentakel berfungsi sebagai reseptor sensoris

Tali saraf adalah susunan organisasi sistem saraf yang berupa traktus atau kumpulan serabut saraf. Tali saraf pada umumnya terbentang di sepanjang tubuh. Jaringan saraf pada daerah kepala biasanya mengalami perkembangan lebih baik daripada bagian tubuh lainnya. Perkembangan jaringan saraf pada daerah kepala itu disebut sefalisasi.

LOMPAT KE BAHASAN LAINYA:

KONSEP FUNDAMENTAL FISIOLOGI HEWAN

FISIOLOGI SEL

FISIOLOGI SARAF

FISIOLOGI ENDOKRINOLOGI

FISIOLOGI PENCERNAAN

FISIOLOGI SIRKULASI

FISIOLOGI RESPIRASI

Read more »

FISIOLOGI SEL

Sebelum terbentuk sel,melalui tahapan nya dari atom – atom atom – molekul biologis – organel organel – sel – jaringan – organ – sistem organ – hewan.

Menurut Robert hook(1665) yakni: dari irisan gabus di lihat kotak kecil lalu sel

Menurut Anton van leeuwenhoek yakni: tetesan air sel darah sperma menjadi mikroba lalu sel tunggal.

Struktur organel sel yaitu sitoplasma,lisosom,ribosom,aparatus golgi,mitokondria,retikulum endoplasmik,sentriol,sitoskeleton,nukleus.

Komposisi Kimia Sel

Oksigen akan terikat pada karbohidrat, lemak atau  protein pada setiap sel untuk melepaskan energi, merubah makanan menjadi energi.semua sel mempunyai  kemampuan mengadakan reproduksi dan bergenerasi. komponennya berupa air,elektrolit,protein,lemak,karbohidrat.

Sifat Fisik dan Kimia Sel

1. Kapasitas panas

2. Panas penguapan

3. Viskositas

4. Kondisi molekul

Bahan penyusun membran adalah lemak, karbohidrat, dan protein.

Beberapa cara transpor zat melalui membran :

1. transpor ion channel

2. transport aktif,

LOMPAT KE BAHASAN LAINYA:

KONSEP FUNDAMENTAL FISIOLOGI HEWAN

FISIOLOGI SEL

FISIOLOGI SARAF

FISIOLOGI ENDOKRINOLOGI

FISIOLOGI PENCERNAAN

FISIOLOGI SIRKULASI

FISIOLOGI RESPIRASI

Read more »

KONSEP FUNDAMENTAL FISIOLOGI HEWAN

POKOK BAHASAN:

KONSEP FUNDAMENTAL FISIOLOGI HEWAN

FISIOLOGI SEL

FISIOLOGI SARAF

FISIOLOGI ENDOKRINOLOGI

FISIOLOGI PENCERNAAN

FISIOLOGI SIRKULASI

FISIOLOGI RESPIRASI

Fisiologi Hewan adalah Ilmu pengetahuan yang membahas dan mengkaji mengenai mekanisme kerja fungsi kehidupan dan segala sesuatu yang dilakukan hewan dengan berbagai gejala yang ada pada sistem hidup, serta pengaturan atas segala fungsi dalam sistem hidup.

Manusia menjalankan fungsi kehidupan lingkungan luar dipengaruhi aktifitas hewan mempengaruhi lingkungan internal tubuh hewan berubah yakni hewan harus mempertahankan diri atau beradaptasi sesuai dengan kemampuan yang dimiliki.

1. Claude Bernard ( 1813-1878 )

Syarat penting untuk bertahan hidup di lingkungan eksternal yakni mempertahankan stabilitas lingkungan internalnya,dikembangkan penyebabnya ialah senyawa khusus yang di hasilkan oleh semua organ dan dikeluarkan kecairan jaringan,dia adalah pelopor munculnya gagasan hormon dan regulasi kimia.

2. Canon ( 1871-1945 )

Mengembangkan gagasan Claude Bernard memperkenalkan istilah HOMEOSTATIS,yakni adalah keadaan lingkungan internal yang konstan dan mekanisme yang bertanggung jawab atas keadaan konstan tersebut.

Faktor-faktor lingkungan internal yang harus dijaga stabilitasnya oleh hewan :

1. Keasaman atau pH Kadar garam

2. Kandungan air tubuh Suhu tubuh

3. Kandungan nutrient

Hewan di bagi dalam dua jenis yaitu:

1.Hewan regulator

Yaitu Hewan yang mampu mengatur berbagai faktor stabilitas lingkungan internal dengan tepat

2.Hewan konformer

Yaitu Hewan yang tidak mampu mempertankan keadaan lingkungan interalnya, lingkungan internalnya berubah seiring dengan perubahan lingkungan eksternal.

Hewan akan menyesuaikan diri dengan cara : Adaptasi yaitu proses timbulnya perubahan dalam tubuh hewan yang membuat hewan dapat bertahan ketika lingkungan eksternal berubah.Adaptasi ada dua jenis:

1.Aklimasi

Yaitu perubahan adaptik yang terjadi pada hewan dalam kondisi yang terkendali,biasanya hanya ada satu atau dua factor lingkungan yang berubah

2. Aklimatisasi

Yaitu reaksi keseluruhan yang terjadi setelah perubahan-perubahan yang kompleks dari lngkungan eksternal,yang disebabkan banyak factor sekaligus.

Respon hewan terhadap lingkungan merupakan sistem dinamis yang melibatkan interaksi hewan dengan lingkungannya. Menurut K.Bycov dalam membahas dan mengkaji fisiologi hewan tidak lepas dari bahasan dan kajian tentang fungsi pada tubuh hewan serta interaksi dengan lingkungan.

Lingkungan eksternal dibedakan dua macam: lingkungan Akuatik dan Terestrial.

1. Lingkungan Akuatik,yaitu tempat hidup hewan yang berupa air,baik air tawar,air laut maupun air payau.

Faktor yang mempengaruhi lingkungan akuatik adalah:

a. Tekanan hidrostatik

Yaitu tekanan yang ditimbulkan oleh kedalaman air

b. Kandungan zat terlarut

Yaitu lingkungan akuatik yang mengandung berbagai zat terlarut seperti garam,gas,sejumlah kecil senyawa organic dan berbagai polutan.

c. Suhu

Yaitu lingkungan akuatik yang memiliki nilai fisiologis penting untuk mendukung kehidupan hewan,selain itu suhu di dalam air tidak banyak mengalami perubahan yakni hewan POIKILOTERM: Hewan yang suhu tubuhnya berubah-ubah akibat perubahan suhu lingkungan.

1. Lingkungan Terestrial

Adalah tempat hidup hewan yang berupa daratan.Faktor lingkungan luar yang berpengaruh besar terhadap aktivitas kehidupan hewan. Keuntungannya ketersediaan oksigen yang melimpah,lalu ancamannya berupa radiasi dan dehidrasi.

a. Radiasi adalah perpindahan panas yang terjadi antara dua benda tanpa ada kontak langsung diantara keduanya.

b. Dehidrasi yaitu kondisi tubuh yang kekurangan cairan akibat tubuh hewan kehilangan air dalam jumlah besar,yang di pengaruhi oleh: suahu tinggi dan kelembaban rendah,kecepatan angin dan luas permukaan benda.

Homeostatis yakni stabilitas lingkungan internal yang terjadi relative konstan dan dinamis.

LOMPAT KE BAHASAN LAINYA:

KONSEP FUNDAMENTAL FISIOLOGI HEWAN

FISIOLOGI SEL

FISIOLOGI SARAF

FISIOLOGI ENDOKRINOLOGI

FISIOLOGI PENCERNAAN

FISIOLOGI SIRKULASI

FISIOLOGI RESPIRASI

Read more »

FISIOLOGI RESPIRASI

SISTEM RESPIRASI

RESPIRASI EKSTERNAL: penyerapan oksigen melalui organ respirasi eksternal

RESPIRASI INTERNAL: penyerapan oksigen yang terjadi di dalam sel.

PROSES RESPIRASI

Respirasi Seluler:

• respirasi anaerob: ATP dihasilkan tanpa oksigen, ATP yang dihasilkan tidak banyak
• respirasi aerob: ATP dihasilkan dengan oksigen, ATP yang dihasilkan 36 - 38 molekul

ALASAN DILAKUKAN PENGATURAN RESPIRASI

1. Kekurangan oksigen maupun kelebihan CO2 dalam darah/cairan tubuh akan mengganggu proses fisiologis secara keseluruhan
2. Ventilasi paru-paru tergantung dari kebutuhan metabolisme individu, bila metabolisme meningkat dimana kebutuhkan oksigen meningkat, maka aktivitas pernafasan pun akan meningkat pula

pengontrolan pernafasan: Central Nervous System (CNS) dan kimiawi

ORGAN RESPIRASI

Organ Respirasi Hewan Akuatik

• Kulit: hewan inaktif
• Insang: hewan aktif, insang luar (larva katak), insang dalam (ikan hewan air)

Organ Respirasi Ikan:

• terdapat kantong udara Fungsi:
  • mengatur daya apung tubuh hewan (buoyancy) agar dapat bergerak naik atau turun
  • berperan dalam proses respirasi
• Mekanisme: mensekresikan gas (sebagian oksigen) atau mengabsorbsinya kembali sehingga gelembung udara akan menyusut atau mengembang

Organ Respirasi Hewan Terestrial

Paru-Paru Difusi:

• modifikasi dari insang

• pertukaran gas tidak dipengaruhi oleh pertukaran udara, tetapi oleh laju difusi gas

• struktur berupa rongga mantel

contoh: bekicot tidak bercangkang

Paru-Paru Buku: ditemukan pada Arakhnida. Contoh: laba-laba dan kalajengking

Trakhea: organ pernafasan pada insekta

Paru-Paru Alveoler:

• amfibia masih sederhana dan kurang elastis (juga digunakan kulit)

• aves (dilengkapi dengan buoyancy)

• reptil

Paru-Paru Sempurna

Mamalia

• Traktus Respiratorius

• Paru-paru

• Thorax

• Pleura

• Otot-otot respirasi termasuk diafragma

• Saraf-Saraf

MEKANISME RESPIRASI

• Mekanisme Inspirasi: yaitu pembesaran rongga thorax yang diikuti mengembangnya paru-paru sehingga tekanan dalam paru-paru lebih rendah dari tekanan udara luar, akibatnya udara akan mengalir masuk ke dalam paru-paru

• Mekanisme Ekspirasi: yaitu pengecilan dari rongga thorax dan paru-paru yang diikuti oleh pengeluaran udara dari paru-paru

• Inspirasi diikuti ekspirasi yang tidak memerlukan kontraksi otot

• Berat dan struktur seluruh dinding thorax, elastisitas paru-paru dan dinding abdomen akan mengembalikan ke posisi semula

Paru-paru sangat elastis, letaknya di dalam rongga thorax, sehingga perubahan paru-paru akan mengikuti mengembang atau mengecilnya rongga thorax.

Setiap perubahan rongga thorax akan diikuti oleh paru-paru, maka setiap faktor yang dapat menyebabkan pembesaran rongga thorax akan menyebabkan inspirasi dan sebaliknya.

TRANSPOR ZAT DALAM SISTEM RESPIRASI

Transpor O₂

Transpor Oksigen dalam Darah:

Diikat oleh pigmen respirasi:

• Invertebrata sederhana

• Tingkat metabolisme yang rendah

Terlarut dalam plasma darah:

• Vertebrata

• Tingkat metabolisme yang tinggi

Pigmen Respirasi:

• Protein dalam sel darah atau plasma yang memiliki afinitas gabung tinggi terhadap oksigen

• Untuk meningkatkan kapasitas pengangkutan oksigen

Mekanisme Transpor O₂

O₂ masuk ke paru-paru (alveoli) disalurkan menuju kapiler darah kemudian berdifusi karena tekanan oksigen yang ada dalam alveoli lebih tinggi daripada tekanan oksigen dalam kapiler

• sebagian kecil oksigen tetap ada dalam plasma dalam bentuk larutan sederhana

• sebagian besar masuk ke dalam eritrosit berikatan dengan hemoglobin membentuk oxyhemoglobin

• oksigen akan berikatan dengan hemin dengan ikatan yang lemah (nonoksidasi, melainkan penggabungan antara Fe⁺⁺ pada gugus hemin dengan molekul O₂

• Penggabungan Hb dengan O₂ menjadi HbO₂ atau proses kebalikannya dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain konsentrasi oksigen di lingkungan akan menentukan besarnya tekanan parsial gas tersebut dan berpengaruh terhadap kejenuhan Hb oleh oksigen

Hubungan antara Tekanan Parsial Gas Oksigen dengan Tingkat Kejenuhan Hb oleh Oksigen (Efek Bohr)

Efek Bohr menjelaskan tentang pengaruh pH terhadap daya gabung (afinitas), jika pH turun maka daya gabung Hb terhadap oksigen berkurang dan lebih mudah melepas oksigen ke jaringan

Transpor CO₂

Hasil metabolisme sel di dalam tubuh menghasilkan CO₂ dan air metabolik, di mana CO₂ mengakibatkan:

• Menimbulkan gangguan fisiologis penting

• CO₂ sangat mudah berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang memiliki kekuatan untuk menciptakan kondisi asam

Reaksi antara CO2 dan air terjadi melalui persamaan reaksi berikut:

CO₂ + H₂O à H₂CO₃

• terjadi di dalam cairan jaringan/ruang ekstrasel, plasma, maupun di dalam sel darah merah

• berlangsung sangat cepat (disebut reaksi cepat) karena di dalamnya terdapat enzim karbonat anhidrase yang berperan sebagai katalis

darah mengangkut CO2 dalam bentuk:

• senyawa karbamino (ikatan antara CO2 dan Hb) membentuk asam karbonat

• CO2 terlarut dalam plasma berupa ion bikarbonat dan senyawa bikarbonat

asam karbonat labil dan mudah terionisasi menjadi ino H⁺ dan HCO₃^-. Transpor CO₂ dalam bentuk H₂CO₃ dan HCO₃^- mengakibatkan terjadinya penurunan pH karena keduanya bersifat asam sehingga mengganggu kerja enzim dan aktivitas metabolisme sel.

Suasana asam dihindarkan senyawa yang bersifat sedikit basa (senyawa bikarbonat), dalam proses ini HCO₃^- akan berikatan dengan ion Na⁺ atau K⁺ membentuk NaHCO₃ dan KHCO₃ (senyawa bikarbonat) merupakan mekanisme pengangkutan CO₂ dalam bentuk senyawa bikarbonat.

Ini merupakan cara untuk mempertahankan keseimbangan pH (mekanisme buffering) sebagai tugas tambahan sistem respirasi.

Fungsi Lain Sistem Respirasi

Fungsi lainya adalah menjaga keseimbangan elektrik dalam darah dengan cara Chloride Shift atau pertukaran HCO₃^-/ Cl^- sebagai mekanisme untuk menjaga keseimbangan elektrik antara plasma darah dan sel darah merah.

Mengatur perpindahan ion Cl^- ke arah tertentu (ke dalam atau ke luar sel), sebagai imbangan bagi kepindahan ion HCO₃^- ke arah yang berlawanan dengan arah yang ditempuh ion Cl^-.

Untung dan Rugi Hewan Hidup di lingkungan Akuatik dan Terestrial

1. Hewan akuatik mengeluarkan energi lebih banyak daripada hewan terestrial untuk mendapatkan oksigen

2. Hewan yang bernafas di udara harus mengeluarkan energi tambahan untuk melawan gaya gravitasi

3. Hewan yang bernafas di udara lebih mudah memperoleh oksigen daripada hewan akuatik

4. Hewan akuatik mudah dan tidak bermasalah membuang CO2 ke lingkungannya

SISTEM RESPIRASI PADA BERBAGAI HEWAN

Amfibia

1. Pengambilan oksigen dan pengeluaran CO2 terjadi melalui paru-paru maupun kulit
2. Jalur pengeluaran CO2 yang utama ialah melalui kulit
3. Inspirasi diawali dengan kontraksi otot di dasar mulut, kemudian rongga mulut meluas sehingga terjadi tekanan negatif di dalamnya. Selanjutnya, nostril terbuka dan udara mengalir masuk melalui nostril

Burung

Sistem Respiratori: Paru-paru yang dilengkapi dengan kantong udara besar dan memiliki membran tebal

1. Gerakan inspirasi: kontraksi otot-otot respiratori yang mendorong tulang-tulang iga ke arah depan sehingga menghasilkan gerakan sternum ke depan dan ke bawah
2. Tulang-tulang iga lainnya bergerak ke arah lateral dan menyebabkan peningkatan volume rongga tubuh, paru-paru dan kantung udara ikut mengembang.
3. Akibatnya, tekanan gas dalam paru-paru dan kantung udara turun sehingga udara atmosfer masuk ke dalamnya

Mamalia

1. Fase Inspirasi: terjadi proses aktif kontraksi otot inspiratori pada rongga dada mengakibatkan terjadinya tekanan negatif dan udara masuk ke paru-paru
2. Fase Ekspirasi: merupakan proses pasif dan terjadi karena adanya relaksasi otot inspiratori dan pengerutan dinding alveoli

LOMPAT KE BAHASAN LAINYA:

KONSEP FUNDAMENTAL FISIOLOGI HEWAN

FISIOLOGI SEL

FISIOLOGI SARAF

FISIOLOGI ENDOKRINOLOGI

FISIOLOGI PENCERNAAN

FISIOLOGI SIRKULASI

FISIOLOGI RESPIRASI

Read more »

FISIOLOGI SIRKULASI

SISTEM SIRKULASI

Makanan, sisa metabolisme, gas respiratori berdifusi melalui ruang antarsel dengan mudah, proses berlangsung sangat lambat, tidak dapat memenuhi semua kebutuhan

Fungsi Sistem Sirkulasi

1. Menjamin terpenuhinya kebutuhan tubuh akan sari makanan dan oksigen
2. Menjamin pembuangan zat sisa metabolisme dari tubuh dengan segera
3. Berperan penting dalam penyebaran panas tubuh
4. Menyebarkan tekanan/kekuatan

Sistem Sirkulasi pada Hewan

bervariasi tergantung tingkat perkembangan tubuh hewan

Hewan Tingkat Rendah: Sederhana

Hewan Tingkat Tinggi: Lebih Lengkap

KOMPONEN SISTEM SIRKULASI

Sistem sirkulasi tersusun atas 3 komponen utama:

Jantung, pembuluh, cairan tubuh

Jantung

komponen penyusun sistem sirkulasi yang berfungsi sebagai pompa penggerak cairan tubuh di sepanjang pembuluh

dua jenis jantung:

1. Jantung Tubuler/Vaskuler
   1. Terdapat pada hewan Invertebrata
   2. Bentuk sederhana dan tidak mempunyai klep
   3. Bekerja secara kontraksi peristaltik, sehingga disebut juga: jantung peristaltik

Kontraksi Peristaltik

1. Kontraksi peristaltik pertama yang ditimbulkan akan mendorong darah ke satu arah tertentu untuk beberapa detik
2. Kontraksi peristaltik kedua yang merupakan kebalikan dari peristaltik pertama, yang mana darah akan mengalir ke arah yang berlawanan
3. Akibat selanjutnya, kontraksi peristaltik mendorong darah ke arah depan, kemudian diteruskan ke jantung lateral yang berdenyut secara bersamaan yang mengakibatkan dihasilkannya energi penggerak darah yang utama

Contoh Cara Kerja Peristaltik Jantung Tubuler Pada Invertebrata: Kontraksi peristaltik pada pembuluh darah dorsal akan mendorong darah ke arah depan, kemudian meneruskannya ke jantung lateral yang berdenyut secara bersamaan yang menghasilkan energi penggerak darah yang utama

1. Jantung Berongga
   1. Terdapat pada hewan Vertebrata
   2. Merupakan organ berotot yang mampu mendorong darah ke berbagai bagian tubuh dan mampu mempertahankan aliran darah dengan bantuan sejumlah klep
   3. Gerakan memompa jantung merupakan kekuatan utama yang menjamin kelancaran aliran darah
   4. Kontraksi otot jantung terjadi secara periodik

Kontraksi miogenik: kontraksi yang diawali kekuatan dari dalam otot jantung itu sendiri akibat pengaruh sistem saraf otonom atau hormon.

Jantung pada Mamalia

1. Terletak di daerah dada dan dibungkus oleh perikardium
2. Memiliki empat rongga:

a. dua ruang serambi yang berdinding lebih tipis

b. dua ruang bilik yang berdinding lebih tebal

Siklus Jantung atau Siklus Kardiak

Serambi dan bilik kontraksi/relaksasi secara bergantian:

Saat serambi berkontraksi (fase sistol)

• darah dari vena ke serambi tertutup oleh kontraksi otot-otot di sekitarnya
• tekanan meningkat sehingga akan terdorong menuju bilik yang sedang berelaksasi melalui:

yang membatasi rongga serambi dan bilik, yaitu: klep bikuspidalis dan klep trikuspidalis

Saat bilik berkontraksi:

• serambi relaksasi
• Jalan masuk darah dari vena ke serambi terbuka
• Tekanan di serambi menurun, sehingga darah akan masuk ke dalam serambi

Saat serambi dan bilik kontraksi/relaksasi secara bergantian terdengar suara yang timbul seiring dengan denyutan jantung.

1. suara menutupnya klep atrioventrikuler, yang diikuti dengan suara menutupnya klep semilunar (klep antara bilik dengan pembuluh arteri)\ Satu siklus jantung sama dengan sekali denyutan jantung
2. Jantung manusia berdenyut kira-kira 70 kali/menit
3. Saat aktif melakukan kegiatan, denyutan jantung dapat meningkat lebih dari dua kalinya

Pengaturan Kecepatan Denyut Jantung

Kecepatan denyut jantung dipengaruhi Saraf Simpatis yang berfungsi mempercepat

denyut jantung dan Saraf Vagus untuk memperlambat denyut jantung.

Faktor-faktor lain yang mempengaruhi ritme denyut jantung

1. Rangsang kimiawi seperti hormon dan perubahan kadar O2 dan CO2 ataupun rangsang panas

§ Hormon Adrenalin meningkatkan kontraksi jantung

§ Hormon Asetilkolin menurunkan denyut jantung

§ Peningkatan kadar CO2 meningkatkan kontraksi jantung

1. Berbagai rangsang psikis mempengaruhi kecepatan denyut jantung

Pembuluh

Pembuluh adalah saluran yang akan dilewati/dilalui oleh cairan yang beredar ke seluruh tubuh terdiri dari Pembuluh Darah dan Pembuluh Limfe

Pembuluh Darah

Pembuluh darah merupakan saluran khusus untuk mengalirkan darah. pada Vertebrata sistem pembuluh darah terdiri atas: Arteri, Vena, dan Kapiler.

Arteri dan Vena tersusun atas tiga lapisan jaringan melingkar dan membentuk saluran/lumen di bagian tengahnya.

Nama lapisan dari arah dalam ke luar ialah:

• Tunika Intima (Endotelium)

• Tunika Media

• Tunika Adventitia

Pembuluh kapiler hanya tersusun atas Tunika Intima. Lapisan jaringan penyusun ketiga jenis pembuluh darah tersebut memperlihatkan komposisi yang bervariasi.

Arteri

Arteri berfungsi untuk mengangkut darah yang keluar dari jantung.

1. Dinding arteri harus cukup tebal, kuat, dan elastis
2. Sangat penting untuk memastikan aliran darah yang konstan

Pelepasan darah tidak kontinyu, tetapi berselang-seling seirama dengan kontraksi jantung.

Mekanisme Kerja Pembuluh Arteri

Saat Jantung berkontraksi darah terdorong keluar pembuluh arteri besar, dinding arteri meregang dan disimpan (berasal dari peregangan serabut elastis).

Saat Jantung berelaksasi darah tidak masuk ke pembuluh arteri besar, pembuluh kembali mengkerut ke ukuran semula, dan melepaskan sebagian energi yang tersimpan pada dindingnya.

Tekanan Darah

Tekanan pada arteri ketika jantung berkontraksi dan berelaksasi disebut tekanan Sistolik dan Diastolik.

Pada hewan: besarnya tekanan bervariasi

Pada manusia: sistolik/diastolik adalah 120/80 mm Hg Pada ikan: hanya 30/20 mm Hg.

Tekanan Sistolik/Diastolik dipantau:

• reseptor regangan (stretch receptor) yaitu reseptor yang peka terhadap peregangan dinding pembuluh darah (letaknya di dinding sinus karotid dan lengkung aorta)
• memiliki hubungan dengan serabut saraf yang bersinaps dengan sel saraf pusat di medula di pusat kardiovaskuler (pusat saraf yang mengendalikan kerja jantung dan pembuluh darah)

Kelainan Pada Arteri

Stroke terjadi karena adanya penyumbatan pada saluran arteri

Arteriola

· pembuluh arteri kecil yang dindingnya mengandung sejumlah besar otot polos

· proses kontraksinya tidak dikendalikan oleh pusat kesadaran

· Fungsi: mengendalikan aliran darah

· cara: mengubah derajat kontraksi otot polos sehingga besarnya tekanan dapat diatur

· aliran darah ke berbagai organ dapat diatur

· diatur: sistem saraf otonom

Faktor-Faktor lain yang mempengaruhi kondisi Arteriola anrara lain: Kadar asam laktat, CO₂ , dan ion H^-.

Otot Aktif menghasilkan sisa metabolisme, seperti: asam laktat, CO₂, ion H⁺ berdifusi kemudian terjadi: vasodilatasi

aliran darah ke jaringan otot meningkat mengakibatkan: pelepasan oksigen dan sari makanan ke sel otot maksimal.

Kapiler

Kapiler merupakan pembuluh darah terkecil dalam sistem sirkulasi.

Fungsi: tempat terjadinya pertukaran gas dan zat lainnya antara pembuluh darah dan sel jaringan, Karena:

• struktur sangat tipis dan hanya satu lapis sel endotelial
• total luas permukaannya yang sangat besar

Vena dan Venula

Tugas Vena dan Venula membawa darah dari jaringan kembali ke jantung. Venula merupakan pembuluh vena yang paling kecil dan berhubungan langsung dengan kapiler.

1. tekanan di dalam venula dan vena jauh lebih rendah dibandingkan dengan tekanan pembuluh arteri
2. dinding pembuluh vena lebih tipis dibandingkan dengan dinding pembuluh arteri

Sebagian besar vena dilengkapi dengan klep yang berguna untuk mencegah aliran darah kembali ke arah jaringan dan menjamin kelancaran aliran darah menuju jantung

Aliran darah dalam pembuluh vena dibantu:

1. kontraksi otot dinding pembuluh vena
2. kontraksi otot lurik di sekitar pembuluh

Pembuluh Limfe

Kondisi Pembuluh Limfe pada Berbagai Hewan

Vertebrata Tingkat Tinggi

· saluran buntu dengan ujung terbuka

· Fungsi mengangkut kelebihan cairan di ekstrasel ke sirkulasi darah

Hewan Invertebrata: tidak ditemukan adanya pembuluh limfe (kecuali pada Teleostei)

Hewan Tingkat Rendah: ditemukan berbagai bentuk peralihan (intermediet) yang menunjukkan adanya perkembangan sistem pembuluh limfe.

Sistem limfatik adalah nama umum untuk sistem peredaran atau saluran di mana cairan ekstra-selular vertebrata (getah bening) dikumpulkan dan dibawa bergabung dengan aliran darah. Sistem limfatik adalah penting karena: Angkutan dicerna lemak dari usus ke aliran darah.
Sistem Limfatik berfungsi menghilangkan dan menghancurkan zat beracun Melawan penyebaran penyakit di seluruh tubuh. Bagian-bagian dari sistem limfatik yang mengumpulkan cairan jaringan dikenal sebagai kapiler limfatik dan mirip dengan struktur kapiler biasa. Kapiler limfatik yang mengambil lemak yang telah dicerna di vili usus dikenal sebagai lacteals.

Cairan Tubuh

Pada hewan multiseluler cairan tubuh terdiri atas (70%) yaitu: 45% Cairan Intrasel dan ekstrasel 25%.

Cairan ekstrasel ditemukan pada berbagai tempat dengan sebutan yang berbeda:

1. Cairan jaringan
2. Cairan darah
3. Cairan limfe
4. Hemolimfe

Cairan ekstrasel pada semua hewan mengandung sel jenis tertentu yang bergerak melalui ruang-ruang antar jaringan yang berfungsi dalam transport gas, pertahanan tubuh, dan proses pembekuan darah

Pada hewan Invertebrata pembatasan antara cairan darah dengan cairan limfe tidak jelas, sedangkan pada hewan Vertebrata, darah dan cairan jaringan merupakan dua cairan yang terpisah secara jelas

Pada hewan dengan sistem sirkulasi terbuka, cairan yang mengalir dalam pembuluh dan di ruang antarsel merupakan cairan yang sama yang dinamakan hemolimfe

Fungsi Darah

Fungsi umum darah:

mempertahankan kondisi lingkungan dalam keadaan relatif konstan, yang mana mekanismenya disebut Homeostatik

Fungsi khusus darah:

1. Mensuplai zat-zat makanan dari saluran pencernaan ke jaringan-jaringan
2. Mensuplai oksigen dari paru-paru ke jaringan-jaringan
3. Membawa dan membuang zat-zat yang tidak berguna dari jaringan-jaringan ke organ-organ ekskresi
4. Mendistribusikan sekresi kelenjar endokrin dan zat lain yang mengatur fungsi sel
5. Membantu menyelenggarakan keseimbangan komposisi air dalam berbagai organ tubuh

Cairan Darah: cairan dalam pembuluh darah yang beredar ke seluruh tubuh mulai dari jantung dan segera kembali ke jantung

Cairan darah tersusun atas:

Sel Darah terdiri atas terdiri atas:

• Eritrosit
  • They have a round, flat disc shape for a large surface area
  • They do not have a nucleus
  • They contain haemoglobin which combines with oxygen in areas of high concentration to form oxyhaemoglobin
  • Oxygen + haemoglobin à oxyhaemoglobin
  • Red blood cells carry oxygen to the cells of the body for use in respiration
• Leukosit
  • White blood cells help the body to fight invading bacteria
  • White blood cells will engulf and ingest invading bacteria
  • Other important jobs of the white blood cells:
  • They produce antibodies which can recognise and fight bacteria
  • They produce antitoxins which neutralise the toxins (poisons) that bacteria produce, which make us feel ill
• Trombosit
  • Platelets are fragments of cells
  • The job of platelets is to help blood clot and form a scab
  • The platelets are involved in the formation of fibrin, which is needed for clotting blood
  • This is useful for stopping bleeding, and for preventing germs from entering the body through the cut

Plasma Darah

Plasma darah mengandung sekitar 90% air dan berbagai zat terlarut di dalamnya

Kandungan zat terlarut di dalam Plasma darah:

• Nutrien: glukosa, monosakarida, asam amino, dan lipid

• Bahan untuk dibuang: urea dan senyawa nitrogen

• Berbagai ion, misalnya natrium, kalium, dan sulfat

• Bahan lain yang terdapat dalam darah, misalnya hormon, gas respiratori, vitamin, dan enzim

• Protein plasma: albumin, globulin, dan fibrinogen

Apakah plasma darah:

• Plasma is the liquid part of the blood which carries everything else.

• Plasma is a straw-yellow coloured liquid

• If everything in plasma was removed, plasma would look like this

Plasma darah memiliki komposisi sangat berbeda dari cairan intrasel, mengandung protein penting dalam konsentrasi relatif rendah, antara 1,0 hingga 100-150 mg/ml.

untuk menghasilkan tekanan osmotik koloid yang bekerja untuk reabsorpsi

Protein plasma pada Vertebrata tingkat tinggi dikelompokkan menjadi tiga, yaitu: Fibrinogen: proses pembekuan darah

Globulin: reaksi imun dan transpor molekul

Albumin: mempertahankan volume plasma

SISTEM SIRKULASI PADA HEWAN

Sistem Sirkulasi Terbuka: contoh Mollusca

Sistem Sirkulasi Tertutup: contoh Vertebrata

Mekanisme Sistem Sirkulasi Terbuka

1. Relaksasi otot jantung (tekanan negatif dalam rongga jantung)
2. Terjadi kekuatan menghisap darah secara aktif
3. Terjadi gelombang peristaltik pada dinding aorta yang mendorong darah ke arah kepala
4. darah akan keluar dan mengalir bebas di antara sel jaringan
5. cairan tubuh tersaring dan secara perlahan kembali ke jantung melalui ostia (lubang pada jantung)

· Sistem sirkulasi terbuka bekerja dengan tekanan rendah pada setiap kontraksi jantung.

· volume darah yang dapat dikeluarkan hanya sedikit

· terdorong rendah dan mengalir dengan lambat yang mengakibatkan sari makanan yang dilepaskan ke sel terbatas sehingga aktivitas metabolisme terbatas.

Mekanisme Sistem Sirkulasi Tertutup

Jantung bekerja dengan melakukan gerakan memompa secara terus menerus.

tekanan dipertahankan tetap tinggi, mengakibatkan:

• darah yang keluar dari pembuluh akan segera
• masuk kembali ke jantung dengan cepat

Akibat selanjutnya:

• Darah mengalir secara langsung ke setiap sel tubuh
• Pasokan sari makanan dan oksigen dalam jumlah yang memadai ke tiap sel
• Proses metabolisme dapat terselenggara dengan baik

Apabila terjadi peningkatan aktivitas metabolisme:

Hewan meningkatkan jumlah pasokan darah ke organ yang aktif (misalnya otot) dan mengurangi penyebaran darah ke daerah yang kurang/tidak aktif (misalnya organ gastrointestinal).

MEKANISME PERTUKARAN ZAT

Tekanan sistole dan diastole manusia adalah 120/80 mm Hg artinya darah yang dipompa oleh jantung memberikan tekanan sebesar 120 mm Hg.

Darah di jantung memiliki tekanan 120 mm Hg kemudian mengalir melalui aorta dan arteri, menuju ke kapiler. Semakin jauh dari jantung tekanan semakin menurun, di kapiler tekanan hidrostatik +/- 40 mm Hg.

Perbedaan tekanan di daerah kapiler

• pembuluh kapiler (arteri) tekanan 40 mm Hg
• cairan ekstrasel tekanan 25 mm Hg
• pembuluh kapiler (vena) tekanan 15 mm Hg

meyebabkan terjadinya pertukaran air dan partikel terlarut sehingga di kapiler terjadi kelebihan. Untuk menjaga kondisi homeostatis: kelebihan air dan partikel zat harus dikembalikan ke dalam kapiler darah.

dinding kapiler yang semipermiabel dan tekanan darah yang lebih tinggi mendorong cairan ke luar dari pembuluh dengan ultrafiltrasi, namun protein plasma tetap dipertahankan dalam kapiler.

LOMPAT KE BAHASAN LAINYA:

KONSEP FUNDAMENTAL FISIOLOGI HEWAN

FISIOLOGI SEL

FISIOLOGI SARAF

FISIOLOGI ENDOKRINOLOGI

FISIOLOGI PENCERNAAN

FISIOLOGI SIRKULASI

FISIOLOGI RESPIRASI

Read more »

FISIOLOGI PENCERNAAN

Secara sederhana, sistem pencernaan adalah portal untuk nutrisi untuk mendapatkan akses ke sistem peredaran darah.
Bahan pangan yang dipecah menjadi molekul sangat sederhana.
Dihasilkan gula, asam amino, asam lemak, dll kemudian diangkut melintasi lapisan saluran pencernaan ke dalam darah.
Bahan makanan khusus hewan dapat memanfaatkan tergantung pada jenis sistem pencernaan yang mereka miliki.

CARA MEMPEROLEH MAKANAN

Hewan Heterotrof: Kemampuannya untuk mensintesis senyawa organik sangat terbatas dan berusaha memenuhi semua kebutuhannya dari tumbuhan dan hewan lain

Hewan Mesotrof: hewan yang dapat mensintesis sendiri berbagai senyawa organik esensial, namun masih memerlukan faktor pertumbuhan yang tidak dapat disintesis sendiri sehingga tetap memerlukan senyawa organik dari sumber lain

Cara makan dan jenis makanan hewan sangat bervariasi tergantung:

• susunan alat pencernaan
• kemampuan menyerap makanan

Hewan Primitif:

• tidak memiliki alat pencernaan makanan
• cara mengambil makanan penyerapan atau pinositosis
• makanan berupa zat organik terlarut
• alat pencernaan makanan berupa vakuola makanan

Hewan yang hidup menetap:

mendapatkan makanan dengan cara menjerat (trapping method)

alatnya adalah knidoblas atau nematosit yang dilengkapi dengan racun

Hewan yang aktif: mencari makanan dengan cara menyaring (filter feeding) yang merupakan variasi dari cara menyaring dan menjerat (trapping)

• Non Selective Feeder: Hewan ini tanggap terhadap senyawa kimia atau rangsang, Hewan filter feeding yang tidak memilih makanan, Mekanisme menyaring dapat diaktifkan atau dihentikan
• Selective Feeder: Hewan filter feeding yang memilih dan menggunakan makanan secara selektif, Mendapat makanan dengan cara menangkap atau memangsa

Cara Memperoleh Makanan: harus didukung oleh alat yang memadai yaitu organ pencernaan makanan yang berfungsi:

• memasukan makanan ke dalam tubuh (ingesti)
• mengubah bahan makanan kompleks menjadi sederhana (digesti)
• menyerap hasil pencernaan serta membawanya ke dalam darah (absorpsi)
• mengeluarkan sisa makanan yang tidak tercerna tidak diserap oleh tubuh (eliminasi)

PENCERNAAN MAKANAN

Hewan Tingkat Rendah

Pada hewan tingkat rendah tidak ada organ pencernaan dan pencernaannya secara intraseluler terjadi di dalam vakuola makanan

Tahapan Proses Pencernaan

• lisosom mensekresikan enzim pencernaan yang menyebabkan suasana berubah menjadi asam
• terjadi pemisahan berbagai garam kalsium yang akan menciptakan kondisi pH yang tepat untuk enzim berfungsi, sehingga bahan makanan dapat diserap oleh sitoplasma.
• akhir proses pencernaan keadaan lingkungan menjadi netral. Bahan makanan yang tidak tercerna dikeluarkan melalui proses eksositosis

Hewan mempunyai alat pencernaan berupa gastrovaskuler, yaitu ruang yang berfungsi untuk proses pencernaan dan sirkulasi. Sel yang membatasi rongga gastrovaskuler disebut gastrodermis yang mampu mensekresikan enzim ke ruang gastrovaskuler. Pencernaan makanan lengkap berlangsung secara intraseluler.

Beberapa spesies hewan sudah mempunyai mulut, tetapi tidak mempunyai rongga pencernaan. Makanan dicerna oleh sel jaringan di dekat mulut, yang belum terorganisasi secara baik

Hewan mempunyai saluran pencernaan mirip dengan ruang gastrovaskuler tapi bercabang-cabang. Permukaan tubuh untuk menyerap makanan, karena mempunyai mikrofili mirip dengan mikrofili pada usus halus mamalia.

Hewan Tingkat Tinggi

Makanan dicerna di dalam saluran yang sudah berkembang dengan baik.

Pencernaan makanan berlangsung di dalam organ gastrointestinal (secara ekstraseluler).

Sistem gastrointestinal tersusun atas berbagai organ yang secara fungsional dapat dibedakan menjadi empat bagian:

• daerah penerimaan

• daerah penyimpanan

• daerah pencernaan dan penyerapan nutrien

• daerah penyerapan air dan ekskresi

Jenis-jenis sitem pencernaan:

Monogastrics contohnya, ayam, babi, kalkun,

Ruminants contohnya sapi, kambing, domba

Hind Gut Fermentors contohnya kuda, kelinci

Pada sistem pencernaan hewan tingkat tinggi terdapat:

Daerah Penerimaan:

Daerah untuk menerima makanan adalah mulut. Mulut dilengkapi dengan gigi dan kelenjar ludah, yang membantu proses mengunyah dan menelan makanan. Dalam ludah terkandung berbagai substansi seperti amilase (enzim pencerna karbohidrat pada beberapa mamalia), toksin (pada ular berbisa), dan antikoagulan (pada insekta penghisap darah). Oesofagus dikelompokkan sebagai daerah penerimaan makanan yang bertugas membawa makanan dari mulut ke lambung dengan gerakan peristaltik

Daerah Penyimpanan:

Terdiri atas empedal dan lambung yang merupakan pelebaran saluran gastrointestinal depan dan fungsi utamanya sebagai tempat menyimpan makanan. Empedal berperan dalam pencernaan mekanik yang dapat mengeras dan menyaring makanan yang berukuran tertentu. Partikel makanan yang ukurannya besar akan tetap dipertahankan dan tidak akan diangkut ke organ berikutnya dan akan terus dicerna secara mekanik dan mengubahnya menjadi partikel berukuran kecil yang mudah disaring. Pada burung, pencernaan makanan secara mekanik yang terjadi di empedal dilakukan oleh kontraksi otot empedal, dibantu oleh kerikil yang ditelannya.

Lambung berfungsi sebagai tempat menyimpanan khim, yaitu makanan yang telah dicerna sebagian dan akan meloloskan ke usus (duodenum) dengan jeda waktu tertentu. Juga berfungsi untuk mencerna protein dengan mensekresikan enzim protease (zimogen) dan asam lambung. Asam lambung menyebabkan kondisi lambung vertebrata menjadi asam (pH 1-2) yang penting untuk mengaktifkan enzim protease. Pada herbivora (Ruminansia), lambung telah dikhususkan untuk mencerna selulosa dan memiliki beberapa ruang. Dalam mencerna selulosa, ruminansia bersimbiosis dengan bakteri dan protozoa yang hidup pada rumen dan retikulum di lambungnya.

Ruminansia memakan rumput dan biji-bijian secara singkat, lalu menelannya hingga masuk ke rumen. Dalam rumen terjadi pencernaan makanan secara biologis oleh adanya aksi bakteri. Selanjutnya, makanan akan diteruskan ke retikulum yang akan mengubah bahan makanan tersebut menjadi gumpalan/bongkahan (cud) yang siap dimuntahkan lagi untuk dikunyah kedua kalinya. Setelah dikunyah untuk kedua kalinya, makanan ditelan. Pada tahapan ini, makanan langsung masuk ke dalam omasum.

Daerah Pencernaan dan Penyerapan

Proses pencernaan dan penyerapan berlangsung di dalam usus. Bahan makanan dicerna lebih lanjut dengan bantuan enzim dan diubah menjadi berbagai komponen penyusunnya agar dapat diserap dan digunakan secara optimal. Enzim pencernaan pada hewan dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu enzim pemecah karbohidrat, pemecah lemak, pemecah protein. Apabila proses pencernaan telah mencapai maksimal, bahan makanan berubah bentuk menjadi bahan sederhana yang siap diserap.

Pencernaan:

• Pencernaan Karbohidrat
• Pencernaan Protein
• Pencernaan Lemak

Pencernaan Karbohidrat

Enzim yang bertanggung jawab dalam pencernaan karbohidrat ialah karbohidrase yang memutuskan ikatan glikosidik dan dihasilkan disakarida, trisakarida, dan polisakarida yang memiliki rantai lebih pendek. Di dalam mulut, karbohidrat dalam makanan akan dicerna secara mekanik (dengan bantuan gigi) dan secara enzimatik (oleh enzim ptialin/amilase), dan dibasahi air ludah agar mudah ditelan.

Amilase akan memutus ikatan -1,4 glikosidik pada pati dan glikogen sehingga dihasilkan campuran maltosa, glukosa, dan oligosakarida. Amilase juga disekresikan oleh pankreas. Amilase pankreas dialirkan ke usus halus bagian atas (duodenum, usus 12 jari) dan akan memecahkan pati menjadi dekstrin, maltotriosa, dan maltosa.

Enzim lain yang penting ialah disakarase atau glukosidase, yang akan memecahkan disakarida seperti maltosa, laktosa, dan sukrosa menjadi glukosa, galaktosa, dan fruktosa.

• Pada invertebrata: amilase disekresikan oleh kelenjar ludah atau jaringan kelenjar pada usus (usus tengah)
• Pada vertebrata: enzim oligosakaridase disekresi oleh usus, terdiri atas enzim sukrase, maltase, trehalase, dan laktase yang akan memecah disakarida atau trisakarida

Karbohidrat yang banyak ditemukan pada dinding sel tumbuhan ialah selulosa. Selulosa tersusun atas komponen dasar penyusun selulosa (monomer) yang saling berikatan dengan ikatan–glikosidik. Hewan tidak memiliki enzim yang berfungsi untuk memecah ikatan–glikosidik. Untuk mencerna selulosa, hewan memerlukan bantuan ikroorganisme (bakteri dan protozoa) yang memiliki enzim pemutus ikatan beta glikosidik

Pencernaan Protein

Enzim yang berperan penting untuk mencerna protein adalah protease. Protease disekresikan dalam bentuk inaktif (zimogen) untuk menghindari terjadinya self digestion. Apabila dalam lambung terdapat protein, sel dinding lambung akan menghasilkan gastrin yang akan merangsang lambung untuk mengeluarkan HCl dari sel parietal, dan pepsinogen dari sel kepala (chief cells). Selanjutnya, enzim pemecah protein (proteolitik) akan menguraikan protein dengan cara memutuskan ikatan peptida pada protein sehingga dihasilkan asam amino.

Enzim Proteolitik:

• Endopeptidase: untuk memecah ikatan peptida spesifik pada bagian tengah rantai protein, terdiri atas Pepsin, Tripsin, dan Kimotripsin
• Eksopeptidase: untuk memutuskan ikatan peptida yang mengandung gugus amino maupun gugus karboksil, enzim aminopeptidase dan enzim karboksipeptidase

semua jenis hewan minimal memiliki tiga jenis enzim proteolitik, yaitu tripsin (dari golongan endopeptidase) dan aminopeptidase serta karboksipeptidase (dari golongan eksopeptidase) untuk dapat menyelenggarakan pencernaan protein.

Pencernaan Lemak

• Pencernaan lipid dimulai pada saat bahan makanan sampai di usus

• Dengan bantuan enzim lipase usus, lipase lambung, dan lipase pankreas

• Lipase akan menghidrolisis lipid dan trigliserida menjadi gliserida, monogliserida, gliserol, dan asam lemak bebas

• Lipase dalam bentuk zimogen (prolipase) akan diaktifkan oleh protein khusus dari sel epitel usus (disebut kolipase) sehingga dapat memecah lipid menjadi asam lemak

• Pencernaan dipermudah oleh adanya garam empedu, yang mampu menurunkan tegangan permukaan dan mengemulsikan tetes lemak berukuran besar menjadi butiran yang lebih kecil

PENYERAPAN SARI MAKANAN

• Hasil pencernaan seperti asam amino, monosakarida, asam lemak bebas, dan gliserol harus diserap agar dapat digunakan oleh sel

• Pada hewan vertebrata, penyerapan sari makanan terutama berlangsung dalam usus halus, kemudian menembus vili usus dan masuk ke pembuluh darah atau ke pembuluh limfe

• Sari makanan yang masuk ke pembuluh darah akan beredar melalui vena mesentrika dan vena porta, kemudian ke hati

• Sari makanan yang masuk ke pembuluh limfe, akan masuk ke duktus torasikus, dan kemudian ke sistem venosus di dekat jantung, yaitu pada pembuluh vena subklavia kiri

• Penyerapan sari makanan dari saluran gastrointestinal terjadi dengan cara transpor pasif (difusi dan osmosis) atau dengan difusi dipermudah

• Transpor pasif (difusi dan osmosis) terjadi karena konsentrasi zat di lumen usus lebih tinggi daripada di dalam sel penyerap (sel epitel usus)

• Penyerapan sari makanan yang terjadi dengan cara difusi dipermudah memerlukan molekul kapiler pada membran sel penyerap

Penyerapan Karbohidrat

Glukosa diserap dengan cara difusi dipermudah, sedangkan transpor aktif diperlukan untuk memompakan natrium dari dalam ke luar sel epitel usus agar kondisi homeostatis tetap terjaga. Glukosa diserap dengan cara difusi dipermudah, sedangkan transpor aktif diperlukan untuk memompakan natrium dari dalam ke luar sel epitel usus agar kondisi homeostatis tetap terjaga

Penyerapan Protein

• Protein dapat diserap dan masuk ke dalam darah hanya dalam bentuk asam amino sederhana dalam bentuk monopeptida, dipeptida, dan tripeptida

• Pemasukan asam amino melintasi membran sel epitel usus berlangsung melalui mekanisme transpor aktif sekunder atau difusi dipermudah yang melibatkan pembentukan kompleks antara pengemban, asam amino spesifik, dan ion natrium

• Di dalam usus halus, protein akan dihidrolisis menjadi monopeptida, dipeptida, dan tripeptida, yang selanjutnya akan diserap oleh sel epitel usus

• Di dalam sel epitel tersebut dipeptida dan tripeptida dihidrolisis menjadi molekul yang lebih sederhana, kemudian ditranspor menuju kapiler darah

Penyerapan Lipid

• Lipid tidak pernah tercerna seluruhnya secara sempurna menjadi gliserol dan asam lemak

• Hasil pencernaan lipid merupakan campuran trigliserida, digliserida, dan monogliserida, dan lain-lain

• Semua bentuk lipid tersebut dapat diserap oleh usus, tetapi molekul yang paling mudah dan paling banyak diserap adalah monogliserida, gliserol, dan asam lemak

• Dalam proses penyerapan lipid, garam empedu berperan penting untuk mengemulsikan lemak sehingga mempermudah terjadinya kontak antara molekul lemak dengan mikrofili, yakni dengan membentuk kompleks garam empedu-lemak

• Garam empedu akan mengubah hasil pencernaan lipid menjadi butiran kecil (diameter 3-10 nm) yang lebih hidrofil

• Butiran kecil tersebut akan menembus membran sel epitel mukosa usus pada jejunum. Pada bagian ini, molekul asam lemak dan gliserol akan terpisah dan berdifusi melalui membran plasma (masuk ke dalam sel) dengan cara pinositosis

• Setelah terjadi kontak dengan mikrofili, kompleks tersebut akan terpisah lagi dan garam empedu kembali ke lumen usus sehingga dapat digunakan kembali untuk membawa molekul lipid lainnya

• Asam lemak rantai pendek (kurang dari 10-12 atom karbon) akan berdifusi secara langsung ke pembuluh darah, sedangkan asam lemak rantai panjang dan gliserol akan berkombinasi dengan trigliserida (di retikulum endoplasma halus)

• Hasil kombinasi tersebut kemudian dikemas dalam selubung protein tipis, membentuk kumpulan molekul khusus yang, berdiameter antara 0,1-3,5 mikrometer disebut kilomikron

• Kilomikron akan masuk ke dalam pembuluh lakteal pada fili usus. Pembuluh lakteal ialah pembuluh limfe yang dikhususkan untuk mengangkut lemak dan merupakan struktur khas pada usus burung dan mamalia

PROSES PASCAPENYERAPAN MAKANAN

• Setelah sampai di dalam sel, sari makanan (karbohidrat, protein, dan lipid) akan dimetabolisasi lebih lanjut dan digunakan untuk menghasilkan ATP, terutama melalui siklus Krebs (Siklus Asam Sitrat)

• Makanan yang masuk ke dalam tubuh hewan akan mengalami berbagai proses, yang dapat diuraikan sebagai berikut:

• Pada mulanya, bahan makanan yang terdiri atas karbohidrat, lipid, dan protein dicerna menjadi gula, asam amino, asam lemak, dan gliserol. Hasil-hasil pencernaan tersebut selanjutnya diserap oleh sel epitel mukosa usus, dan diteruskan ke darah (langsung ke pembuluh darah atau melalui pembuluh lakteal terlebih dahulu) hingga akhirnya sampai ke sel tubuh

• Dalam sel, asam amino mengalami deaminasi, glukosa/gula dan gliserol mengalami glikolisis, dan asam lemak mengalami oksidasi beta

• Deaminasi, glikolisis, dan oksidasi beta tersebut menghasilkan berbagai bahan yang dibutuhkan untuk menyelenggarakan siklus asam sitrat (siklus Krebs) dan zat lain

• Deaminasi asam amino menghasilkan zat lain berupa NH3, yang dapat diubah menjadi urea

• Glikolisis menghasilkan zat lain berupa lemak, yang kemudian disimpan sebagai cadangan makanan.

• Oksidasi beta menghasilkan zat lain berupa badan-badan keton

• Siklus Krebs berlangsung dalam matriks mitokondria

• Proses ini berlangsung secara aerob dan menggunakan bahan pokok berupa asetil Ko-A untuk menghasilkan NADH dan FADH2 yang merupakan senyawa tereduksi yang dibutuhkan dalam proses fosforilasi oksidatif (sistem transpor elektron), yaitu proses yang dapat menghasilkan sejumlah besar ATP dan panas (sebagai hasil utama) serta CO2 dan air (sebagai zat sisa)

LOMPAT KE BAHASAN LAINYA:

KONSEP FUNDAMENTAL FISIOLOGI HEWAN

FISIOLOGI SEL

FISIOLOGI SARAF

FISIOLOGI ENDOKRINOLOGI

FISIOLOGI PENCERNAAN

FISIOLOGI SIRKULASI

FISIOLOGI RESPIRASI

Read more »

FISIOLOGI ENDOKRINOLOGI

Apakah Sistem endokrin?
Endocrines: Tanpa saluran: kelenjar Ductless.
Sekelompok kelenjar yang semuanya di mana kurangnya saluran atau channel tertentu untuk melepaskan sekresinya.
Semuanya mengeluarkan atau menghasilkan " Chemical Messengers " atau Hormon.
Hormon menurut definisi membawa perubahan metabolisme dalam jaringan target.
Jaringan target biasanya jauh dari kelenjar endokrin.

4 tujuan penting dari system endokrin

• HOMEOSTASIS.
• COMBATING STRESS.
• GROWTH & DEVELOPMENT.
• REPRODUKSI.

ENDOCRINES ARE USEFUL FOR:
1. HOMEOSTASIS

• Endocrines membantu kita dalam mempertahankan homeostasis dari:
  • Suhu: termoregulasi atau thermostasis.
  • Metabolisme
  • Gizi: Glucostasis
  • Kesetimbangan asam basa

2. COMBATING STRESS

• Infeksi
• Trauma
• Shock

3. GROWTH & DEVELOPMENT

• Peningakatan jumlah sel: Hyperplasia
• Peningaktan ukuran sel: Hypertrophy.

4. REPRODUKSI

• Gonad pria dan wanita menghasilkan hormone sex
• Hormon sex tersebut mempengaruhi perkembangan:
  • Organ seksual primer
  • Karakter seksual sekunder.

ENDOCRINE PHYSIOLOGY: APPLIED PHYSIOLOGY

• HYPERSECRETION:
  • Excessive Production of hormones due to:
    • Tumors in the gland.
    • Excess tropic influence.
  • Results in:
    • Clinical syndromes with signs/symptoms due to:
    • Increased blood levels of the hormone
  • Example: Hyperthyroidism: JThyroxin levels
  • Clinical features: Fine tremor, Anxiety, PR#, #BMR
  • Acromegaly: J Growth Hormone.
• HYPOSECRETION:
  • Drop in the production of hormones due to:
  • Excision of gland: Eg: Parathyroids.
  • Hypofunctioning of gland cellls: Eg: Diabetes milletus.
  • Decreased tropic influence.
• n Results in:
  • Clinical features/ syndromes due to
  • K blood levels of the hormone

THE ENDOCRINE ORCHESTRA

• The Endocrine glands act as if they are a part of an orchestra.
• The Conductor is the Pituitary Gland.
• The brains of the Conductor, which runs him, is the Hypothalamus!

ENDOKRINOLOGI

cabang ilmu biologi yang membahas

tentang HORMON dan aktivitasnya

HORMON

satu dari sistem komunikasi utama dalam tubuh meskipun kadarnya hanya dalam jumlah yang sangat kecil namun dapat menjalankan atau menghentikan proses-proses metabolik

HORMON

1. senyawa kimia
2. ada dalam darah dengan kadar yang sangat rendah
3. fungsinya pengatur metabolisme jaringan

disekresi langsung oleh sel khusus yaitu Kelenjar ENDOKRIN

SISTEM ENDOKRIN

bekerja sama secara koperatif dengan Sistem Saraf dalam mengatur fungsi fisiologis tubuh melalui fungsi kendali dan koordinasi.

SISTEM NEUROENDOKRIN

Kerjasama antara Sistem Saraf dan Sistem Endokrin Perbedaanya:

Sistem saraf:

1. transmisi elektrik
2. waktu respons cepat

RESULTANT ACTION:

• Muscular contraction
• Glandular secretion

TIME TAKEN FOR ONSET OF ACTION:

• Milliseconds.
• DURATION OF THE ACTION:
• Generally short.

Sistem Endokrin:

1. transmisi kimia
2. waktu respons lambat

• RESULTANT ACTION: Changes in Metabolic Activities.
• TIME TAKEN FOR ONSET OF ACTION: Seconds to hours or days.
• DURATION OF THE ACTION: Generally long.

EFEK HORMON TERHADAP TUBUH HEWAN

Hormon dihasilkan oleh kelenjar endokrin menuju sel target membentuk ikatan dengan reseptor khusus guna mengatur efek biologis dan menunjang aktivitas kehidupan.

Perkembangan, Pertumbuhan, Peredaran darah, Denyut jantung, Osmoregulasi, Pergantian kulit, Reproduksi, Ekskresi, Regenerasi, Komposisi darah.

MEKANISME KERJA HORMON

Hormon beredar di dalam sirkulasi darah dan fluida sell untuk mencari sel target. Ketika hormon menemukan sel target, hormon akan mengikat protein reseptor tertentu pada permukaan sel tersebut dan mengirimkan sinyal. Reseptor protein akan menerima sinyal tersebut dan bereaksi baik dengan mempengaruhi ekspresi genetik sel atau mengubah aktivitas protein selular.

KONSEP MEKANISME KERJA HORMON

Dalam konsep mekanisme kerja hormone dikenal konsep klasik, autokrin dan parakrin.

Pada konsep klasik sistem endokrin menghasilkan hormon untuk mengaktifkan fungsi sel target. Sedangkan pada konsep autokrin hormon dihasilkan dan langsung digunakan oleh sel tersebut. Sedangkan pada konsep parakrin sel endokrin digunakan untuk mengaktifkan sel target lain.

KERJA HORMON BERDASARKAN KONSEP KLASIK

Aktivitas Tubuh	Hormon yang mengendalikan
Pencernaan dan fungsi metabolik yang terkait	Sekretin, gastrin, insulin, glukagon, noradrenalin, tiroksin, dan hormon dari korteks adrenal
Osmoregulasi, pengeluaran, dan metabolisme air dan garam	Prolaktin, vasopresin, aldosteron
Metabolisme kalsium	Hormon paratiroid, kalsitonin
Pertumbuhan dan perubahan morfologis	*Hormon pertumbuhan, androgen dari korteks adrenal *tiroksin (untuk metamorfosis amfibi) *MSH (perubahan warna amfibi)
Organ dan proses reproduksi	FSH, LH, estrogen, progesteron, prolaktin, dan testosteron

KOMPONEN PENYUSUN ORGAN ENDOKRIN

SEL NEUROSEKRETORI berbentuk seperti SEL SARAF penghasil HORMON

SEL SARAF HIPOTALAMUS mekanisme NEUROSEKRESI pada hewan tingkat rendah dan hewan tingkat tinngi.

SEL ENDOKRIN SEJATI berbentuk tidak seperti SEL SARAF berfungsi sejati sebagai

penghasil HORMON HORMON yang dihasilkan secara langsung dilepaskan ke dalam darah hanya hewan yang mempunyai SISTEM SIRKULASI hewan vertebrata dan invertebrata.

KLASIFIKASI HORMON

1. Berdasarkan Struktur Kimia

HORMON PROTEIN jumlah asam aminonya bervariasi tergantung pada spesies dan terdiri atas polimer asam amino dan tidak larut dalam lemak

HORMON STEROID dihasilkan dari metabolisme dan proses konversi kolesterol yang mengandung 27 atom karbon (C-27) dan larut dalam lemak

HORMON ASAM AMINO berasal dari asam amino yang mengalami modifikasi

ZAT KIMIA YANG MENYERUPAI HORMON zat kimia yang menyerupai hormon antara lain : bradikinin, eritropuitin, hormon thymic, dan feromon

2. Berdasarkan Fungsi

1. Hormon Perkembangan, Hormon yang memegang peranan di dalam perkembangan, pertumbuhan, dan reproduksi
2. Hormon Metabolisme, Hormon yang mempunyai peranan dalam proses metabolisme
3. Hormon Trofik, Hormon yang dihasilkan oleh suatu sistem yang merangsang kelenjar endokrin untuk menghasilkan hormon
4. Hormon Pengatur Metabolisme Mineral Dan Air, Hormon yang mengatur homeostatik mineral dan konservasi air tubuh
5. Hormon Pengatur Sistem Kardiovaskuler, Hormon yang mengatur aktivitas konduksi dan kontraksi jantung

SINTESIS HORMON DAN PENGATURANNYA

Tahapan proses sintesis hormon

TAHAP PERTAMA, Hormon disintesis di dalam RE kasar yang terdiri dari poliribosom dan melekat pada kantung (sacculus)

TAHAP KEDUA, Melalui sisterne ini hormon ini dihantar ke dalam aparatus Golgi baik secara langsung dengan menembus membran aparatus golgi atau dengan cara membentuk vesikel (elemen transisi) dan selanjutnya elemen transisi ini akan masuk ke dalam aparatus Golgi.

TAHAP KETIGA, Di dalam aparatus Golgi, dibentuk butir-butir sekretoris yang mengandung hormon yang masih sedikit, selanjutnya seiring dengan waktu akan menjadi dewasa.

TAHAP KEEMPAT, Setelah dewasa, butir-butir sekretoris ini kemudian dihantar ke arah membran plasma. Selanjutnya terjadi fusi antara membran plasma dengan butir-butir sekretoris dan akhirnya akan terjadi sekresi hormon yang terdapat di dalam butir-butir sekretoris dengan jalan eksositosis ke dalam cairan ekstraseluler.

SINTESIS HORMON PROTEIN

LANGKAH-LANGKAH SINTESIS:

TRANSKRIPSI:

1. proses pembentukan RNA dari templet DNA. RNA yang terbentuk akan menjadi bahan baku (precursor) dalam proses selanjutnya. Langkah ini berlangsung di dalam inti sel
2. RNA precursor dibentuk menjadi RNA pembawa informasi, dengan jalan melakukan pemotongan RNA dan kemudian digabungkan kembali segmen-segmennya serta melakukan modifikasi dengan polyadenylation dan penambahan 7-methylguanosine

TRANSLASI:

1. mRNA meninggalkan inti sel dengan menembus membran inti sel dan masuk ke dalam sitoplasma. Berikutnya akan terjadi penyusunan asam amino dengan jalan pembentukan pasangan yang spesifik antara basa dari antikodon yang terdapat di dalam tRNA dengan kodon yang sesuai yang terdapat di dalam mRNA yang ada dalam poliribosom. Selanjutnya terjadinya polimerisasi asam amino untuk membentuk rantai polipeptida
2. Langkah ini terjadi di RE kasar. Polipeptida ini mengalami penguraian ikatan oleh enzim protease sehingga menghasilkan hasil akhir yang dikehendaki atau juga dengan biosintesis dengan terlebih dahulu menghasilkan hasil antara. Reaksi lainnya adalah terjadinya glikosilasi, fosforilasi, dan asetilasi dari asam amino

MEKANISME KERJA DAN TRANSPOR HORMON

Hormon yang dibebaskan ke dalam cairan ekstraseluler dan kemudian masuk ke dalam peredaran darah akan terikat pada protein di dalam plasma darah

Dengan terikatnya hormon pada plasma darah maka transpor hormon itu akan dipercepat. Disamping itu hormon-hormon dengan berat molekul yang rendah akan dapat terhindar untuk lolos ke dalam ginjal sebelum fungsinya selesai

Dengan terikatnya hormon pada protein akan menyebabkan degradasi hormon akan tertunda. Selanjutnya, hormon ini akan aktif apabila telah lepas dari ikatannya dengan protein di dalam plasma

SISTEM ENDOKRIN PADA HEWAN INVERTEBRATA

Tidak punya Organ sekresi Hormon

Tugas: Sel Neurosekretori

Fungsi: Pertumbuhan, Perkembangan, Regenerasi, Reproduksi,Osmoregulasi, Laju denyut jantung, Komposisi darah, Pergantian kulit

SISTEM ENDOKRIN PADA HEWAN VERTEBRATA

• Hipotalamus kelenjar induk (master of gland)
• Kelenjar endokrin tepi
• Pituitari

 

LOMPAT KE BAHASAN LAINYA:

KONSEP FUNDAMENTAL FISIOLOGI HEWAN

FISIOLOGI SEL

FISIOLOGI SARAF

FISIOLOGI ENDOKRINOLOGI

FISIOLOGI PENCERNAAN

FISIOLOGI SIRKULASI

FISIOLOGI RESPIRASI

Read more »