Senin, 08 November 2010

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

1 komentar:

Faaza mengatakan...

mantaoopp

Poskan Komentar

Twitter Delicious Facebook Digg Stumbleupon Favorites More

 
Cheap Web Hosting