FISIOLOGI DARAH DAN JANTUNG PADA KATAK (Rana sp.)

Transkripsi

1 FISIOLOGI DARAH DAN JANTUNG PADA KATAK (Rana sp.) Lela Juwita Sari ( ), Riski Sulistyani ( ), Eka Puspita Sari ( ) dan Lia Indrianita ( ) 1 1 Mahasiswa Pendidikan Biologi Reguler 2008 ABSTRAK Sistem sirkulasi memegang peranan penting terhadap metabolisme tubuh. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui fisiologi darah dan kerja jantung pada katak. Penelitian ini dilaksanakan pada hari senin 8 november 2010 bertempat di Laboratorium Fisiologi FMIPA UNJ. Pada pengamatan struktur sel darah katak dengan BTB diperoleh hasil sel darah merah katak berinti sedangkan pada sel darah putih dengan Turk diperoleh hasil bahwa sel darah putih berukuran lebih besar. Sel darah merah katak dapat mengalami perubahan struktur ketika dipengaruhi oleh penambahan larutan NaCl dengan konsentrasi yang berbeda beda. Berat badan katak memiliki hubungan terbalik dengan kerja jantung. Denyut jantung mengalami perubahan denyut (cepat / lambat) ketika dipengaruhi rangsang berupa air panas, air es, air ledeng dan berbagai macam garam anorganik seperti KCl, NaCl dan CaCl 2. Kata Kunci : Darah, Denyut Jantung, Katak A. PENDAHULUAN Sistem sirkulasi berperan dalam homeostasis dengan berfungsi sebagai sistem transportasi tubuh. Pembuluh darah mengangkut dan mendistribusikan darah yang dipompa oleh jantung untuk memenuhi kebutuhan tubuh. Darah tersusun atas sel darah merah (eritrosit), sel darah putih (leukosit), plasma darah dan trombosit. Struktur sel darah dapat mengalami perbedaan, tergantung dari habitat dan lingkungan hidup organisme tersebut, seperti katak yang hidup di dua alam. Sistem sirkulasi berkaitan dengan jantung, sebab jantung berfungsi memompa darah ke seluruh tubuh. Perubahan yang terjadi pada jantung akibat pengaruh tertentu, dapat mengubah sistem sirkulasi dan kerja darah, sehingga akan mengubah kerja metabolisme dari tubuh tersebut. B. METODOLOGI PENELITIAN Penelitian ini dilaksanakan pada hari senin, 8 november 2010 bertempat di laboratorium fisiologi FMIPA UNJ. Alat alat yang digunakan antara lain mikroskop, kaca objek dan kaca penutup, papan bedah, gunting dan pisau bedah, timbangan digital, pipet tetes, jarum penusuk dan alat suntik. Bahan bahan yang digunakan adalah NaCl (0,4 %, 0,7%, 0,9% dan 1%), air Es (15 0 C), air ledeng, air panas (45 0 C), KCl 0,7%, NaCl 0,9% dan CaCl 2 1%. Pengamatan Struktur sel darah (merah dan putih) Menggunakan jarum suntik untuk mengambil darah katak, letakkan darah pada 2 kaca objek. Beri tetesan BTB (Brom Timol Biru) pada kaca objek berisis darah 1 dan tetesan Turk pada kaca pbjek 2. Tutup preparat dengan kaca penutup dan lihat dibawah mikroskop. Pengamatan Konsentrasi Sel darah merah o Mengambil darah katak dan meletakkannya di kaca objek, mengamati dibawah mikroskop. o Darah ditambah dengan 1 tetes NaCl 0,4%, amati bentuk sel darah merah. o Darah ditambah dengan 1 tetes NaCl 0,7% o Selanjutnya ditambah NaCl 0,9% o Kemudian tambahkan NaCl 1% Catat 1

2 Pengamatan Frekuensi denyut jantung dengan berat badan o Menimbang katak di timbangan digital, catat Membedah katak dalam kondisi hidup, amati jantungnya dan hitung frekuensi denyut jantung dalam 1 menit. Pengamatan Denyut jantung vs suhu o Tambahkan 1 tetes air Es pada jantung katak, amati denyutnya dan catat o Tambahkan 1 tetes air ledeng, amati dan catat hasilnya o Tambahkan 1 tetes air panas, amati dan catat Pengamatan Denyut jantung vs garam anorganik o Tambahkan 1 tetes Kcl 0,7% pada jantung katak, amati denyutnya dan catat o Tambahkan 1 tetes NaCl 0,9%, amati dan catat hasilnya o Tambahkan 1 tetes CaCl 2 1 % amati dan catat Sel darah + NaCl 0,4% Bentuk semakin kecil merah, bentuk tidak beraturan Konsentrasi Sel Darah Merah Sel darah + NaCl 0,7% Normal Sel darah + NaCl 0,9% Semakin Besar Sel darah + NaCl 1% Semakin besar dari setelahny a Frekuensi Denyut Jantung VS Berat Badan o Berat Badan Katak = 32,67 gram o Frekuensi Denyut = 59 kali / menit Denyut Jantung VS Suhu o Sebelum di tambahkan larutan : Normal o Jantung + air Es (15 0 C): Jantung Cepat o Jantung + Air Ledeng : Lebih lambat o Jantung + air panas (45 0 C): Lebih cepat dari sebelumnya tetapi tidak lebih cepat dari Es C. HASIL DAN PEMBAHASAN Struktur Sel Darah Denyut Jantung VS Garam Anorganik Sel darah + BTB Sel darah + Turk Denyut + KCL 0,7% Denyut + NaCl 0,9% Denyut +CaCl 2 1 % Bentuk Bulat, terdapat Inti, berwarna ungu Bulat, terdapat Inti, warna inti lebih terang dan ukuran sel lebih besar daripada sel darah Lambat dari setelah diberi air panas cepat Lebih cepat 2

3 Pada pengamatan sel darah merah digunakan larutan bromo timol biru karena BTB bereaksi positif dengan sel darah merah, begitu pula pada pengamatan sel darah putih digunakan larutan turk sebab Turk bereaksi positif dengan sel darah putih. Pada saat pengamatan kami tidak mendapatkan data atau hasil pengamatan mengenai struktur sel darah pada manusia yang telah diberi larutan BTB dan larutan Turk. Hal ini disebabkan karena keterbatasan alat, waktu dan adanya kesalahan teknis. Data pengamatan struktur sel darah manusia dapat menjadi bahan perbandingan untuk membandingkan struktur sel darah dengan hewan lainnya, khususnya katak. Menurut referensi struktur sel darah pada manusia adalah sebagai berikut : Objek Larutan BTB Larutan Turk Inti Sel Gambar 1. Sel darah Merah Katak (BTB) (Sumber : Penulis) Eritrosit katak berukuran tiga kali lebih besar daripada eritrosit manusia. Ukuran leukosit katak dan eritrositnya sama besar. Leukosit katak ukurannya lebih kecil dari leukosit manusia dan mempunyai inti. Leukosit katak ukurannya lebih kecil dari leukosit manusia karena manusia membutuhkan perlindungan atau imunitas lebih besar daripada katak. Tipe leukositnya adalah leukosit bergranul. Manusia Pipih bikonkaf dan tidak terlihat inti Sel darah putih memiliki inti dan berbentuk seperti bulan sabit, anggur, dll. Eritrosit pada manusia merupakan cakram bikonkaf yang tidak memiliki inti, dipenuhi oleh protein hemoglobin pembawa O 2. Pada awal pembentukannya, eritrosit manusia memiliki inti, tetapi inti tersebut akan perlahan-lahan menghilang karena tekanan saat eritrosit menjadi dewasa untuk memberikan ruangan kepada hemoglobin. Leukosit bersifat amuboid atau tidak memiliki bentuk yang tetap (tidak beraturan), memiliki inti 1-3 buah yang bentuknya bulat/cekung. Eritrosit pada katak berbentuk elips dan mempunyai jarak yang berdekatan antara eritrosit yang satu dan eritrosit yang lain atau tidak membentuk suatu formasi. Eritrositnya mempunyai inti besar yang letaknya ditengah. Eritrosit katak mempunyai inti sel dikarenakan kebutuhan oksigen yang dibutuhkan oleh katak dapat diikat tidak hanya melalui pengikatan oleh sel darah merah namun oksigen dapat berdifusi melalui kulit katak tersebut. Dengan alasan itu, katak tidak memerlukan adaptasi yang rumit lagi untuk mendapatkan oksigen yang optimal. Inti pada eritrosit dewasa mengandung DNA dan dapat mensintesa RNA, dan hal ini membuat eritrosit bisa membelah atau memperbaiki diri mereka sendiri. Konsentrasi Sel darah Merah: Sel darah merah katak berbentuk elips / lonjong dengan inti ditengah. Darah katak mengandung protein plasma, Fe, Hemoglobin dan Ferritrin (Elizhabet, 1973). Seperti halnya sel pada umumnya, sel darah merah katak memiliki cairan Intrasel diantaranya adalah Ion kalium, Magnesium dan Fosfat, daripada cairan ekstrasel yang lebih banyak mengandung Natrium dan Klorida (Guyton dan Hall, 2007) Pada percobaan pertama saat sel darah merah diberi tetesan NaCl 0,4 % bentuk sel darah yang tadinya normal menjadi lebih kecil. Hal ini menandakan bahwa sel mengalami hipertonis, artinya tekanan didalam lebih kecil daripada diluar, sehingga sel mengkerut. Tekanan diluar ini disebabkan karena kandungan cairan Natrium dan Klorida pada cairan ektrasel adalah lebih besar daripada konsentrasi Natrium di dalam sel (konsentrasi NaCl 0,4% belum seimbang dengan Cairan ekstrasel). Sebaliknya pada perlakuan kedua dengan konsentrasi NaCl 0,7% bentuk sel kembali normal, hal ini menandakan bahwa telah terjadi keseimbangan antara cairan ekstrasel dan intrasel (isotonis). Selanjutnya ketika konsentrasi NaCl menjadi lebih besar yakni 0,9% sel darah merah ternyata menggembung dan berukuran lebih besar, hal ini disebabkan penambahan NaCl menambah konsentrasi cairan Intrasel pada sel darah, sehingga konsentrasi cairan Intrasel lebih besar daripada diluar sel, sehingga tekanan didalam sel lebih besar dan menarik cairan diluar sel sehingga sel menjadi lebih besar. Kejadian ini 3

4 disebut hipotonik. Demikian pada konsentrasi 1%, sel mengalami hipotonik dan ukurannya semakin besar dari setelahnya. Pengaruh Berat Badan Terhadap Denyur Jantung: Data yang kami dapatkan mengenai berat badan dan hubungannya dengan kecepatan denyut jantung, yaitu berat badan katak sebesar 32,67 gr sedangkan denyut jantungnya adalah sebanyak 59/menit. Jika beracuan dengan data tersebut sebenarnya kami tidak dapat mengambil sebuah kesimpulan apakah berat badan suatu makhluk hidup ada kaitan atau hubungannya dengan frekuensi denyut jantungnya tiap menit karena kami tidak dapat mengetahui hubungan di antara keduanya apabila data yang dimiliki hanya satu. Sehingga hal ini dapat dikatakan sebagai sebuah kesalahan prosedur kerja. Seharusnya, setidaknya diambil 5-10 data mengenai berat badan katak dan frekuensi denyut jantungnya. Dari situlah, kemudian dapat diambil sebuah kesimpulan apakah berat badan sangat berkaitan dengan frekuensi denyut jantung. Berdasarkan referensi yang kami dapatkan, hewan yang berukuran lebih besar dan lebih banyak beraktivitas memerlukan laju metabolisme sel yang lebih tinggi (Wiwi Isnaeni, 2006). Berat badan yang berlebihan memberikan tegangan atau beban ekstra pada jantung dan pembuluh darah. Tegangan atau beban pada jantung inilah yang akan menyebabkan frekuensi denyut jantung semakin menurun. Berat badan yang besar akan membuat beban pada otot jantung saat berkontraksi memompa darah menuju atau dari jantung (Ganong, 2008). Para ahli fisiologi telah menentukan bahwa jumlah energi yang diambil hewan untuk mempertahankan setiap gram bobot tubuhnya berbanding terbalik dengan ukuran tubuhnya. Setiap gram mencit, misalnya, mengkonsumsi energi sekitar sepuluh kali lebih besar daripada satu gram gajah (meskipun keseluruhan individu gajah itu mengkonsumsi lebih banyak kalori daripada keseluruhan individu mencit itu). Semakin tinggi laju metabolisme, jaringan tubuh hewan yang lebih kecil memerlukan laju pengiriman oksigen (O 2) ke jaringan yang lebih tinggi secara proporsional. Berkorelasi juga dengan laju metabolismenya yang tinggi itu, mamalia yang lebih kecil juga memiliki laju respirasi, volume darah (relatif terhadap ukuran tubuhnya), dan laju denyut jantung yang lebih tinggi (Campbell et al, 2004). Ritme denyut jantung juga dapat diubah oleh berbagai faktor selain saraf, antara lain rangsang kimiawi seperti hormon dan perubahan kadar O 2 dan CO 2, ataupun rangsang panas. Hormon adrenalin akan meningkatkan kontraksi jantung, sedangkan asetilkolin akan menurunkannya. Peningkatan kadar CO 2 juga dapat meningkatkan kontraksi jantung. Berbagai rangsang psikis juga dapat mempengaruhi kecepatan denyut jantung (Wiwi Isnaeni, 2006). Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa berat badan dengan frekuensi denyut jantung berbanding terbalik. Semakin besar berat badan suatu makhluk hidup maka semakin kecil frekuensi denyut jantungnya. Pengaruh suhu terhadap fungsi jantung : Data yang kami peroleh, yakni saat jantung katak yang dalam kondisi normal ditetesi air es maka kecepatan denyut jantungnya semakin cepat. Kemudian saat ditetesi air ledeng/aquades maka kecepatan denyut jantung katak melambat dan sesaat setelah ditetesi air panas maka kecepatan denyut jantungnya lebih cepat namun tidak secepat saat ditetesi air es. Urutan kecepatan denyut jantung berdasarkan hasil pengamatan adalah saat ditetesi air es>air panas>air ledeng. Suhu tubuh adalah faktor yang menentukan pacu jantung. Peningkatan suhu sebesar 1 o C saja akan meningkatkan denyut jantung sekitar 10 denyut per menit. (Campbell, 2004). Apabila melihat referensi, seharusnya semakin tinggi suhu maka kecepatan denyut jantung akan semakin meningkat. Namun tidak halnya dengan penelitian yang kami lakukan. Hal ini dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain adalah suhu air yang kami gunakan baik air es, ledeng dan air panas tidak berada dalam suhu yang stabil. Air es contohnya saja, tidak berada pada suhu 0 o C atau lebih rendah dari itu justru sebaliknya air es yang digunakan hanya pada kisaran suhu 15 o C. Dengan kondisi demikian tentunya sangat berpengaruh pada hasil yang diperoleh. Penurunan suhu sangat menurunkan frekuensi denyut jantung, sehingga turun sampai serendah beberapa denyut per menit (Guyton dan Hall, 2007). Semakin cepatnya denyut jantung katak sesaat setelah ditetesi air es dikarenakan suhu air yang digunakan mungkin lebih tinggi dari suhu tubuh katak itu sendiri serta lingkungannya, itu sebabnya mengapa penelitian ini tidak sesuai dengan beberapa referensi yang ada. Begitu pula seharusnya saat ditetesi air ledeng yang kurang lebih memiliki suhu yang sama dengan suhu tubuh katak dan lingkungannya dimana seharusnya denyut jantung katak kembali pada kecepatan normal. Namun hasil yang kami dapatkan adalah denyut jantung melambat. Hal ini mungkin dikarenakan kurang telitinya praktikan saat mengamati kecepatan denyut jantung dimana sebenarnya kecepatan denyut jantung katak saat ditetesi air ledeng mungkin kembali dalam keadaan normal. Panas dapat meningkatkan permeabilitas membran otot jantung terhadap ion yang mengatur frekuensi denyut jantung sehingga menghasilkan peningkatan proses perangsangan sendiri (Guyton dan Hall, 2007). Kekuatan kontraksi jantung sering dipercepat secara temporer melalui suatu peningkatan suhu yang sedang, seperti yang terjadi saat tubuh berolahraga, tetapi peningkatan suhu yang lama akan melemahkan sistem metabolik jantung yang akhirnya menyebabkan kelemahan. Karena itu, fungsi optimal jantung sangat bergantung pada pengaturan suhu tubuh oleh mekanisme pengaturan suhu (Guyton dan Hall, 2007). Saat kami melakukan penelitian ini, terdapat selang waktu yang tidak sama saat meneteskan air es kemudian air ledeng dan kemudian air panas. 4

5 Karena selang waktu yang tidak sama inilah yang kemudian mempengaruhi hasil yang didapatkan. Maka dari itu, hasil yang didapatkan tidak sesuai dengan referensi bahwa peningkatan suhu dapat meningkatkan denyut jantung. Kesimpulan yang dapat diambil adalah peningkatan suhu akan semakin meningkatkan frekuensi denyut jantung. Meski pada penelitian ini terdapat kesalahan-kesalahan akibat pengaruh bahan yang kami gunakan serta kurang telitinya praktikan dalam mengamati kecepatan denytu jantung saat diberikan impuls yang berbeda. Seharusnya apabila melihat referensi urutan kecepatan denyut jantung yang benar adalah saat ditetesi air panas>air ledeng>air es. Pengaruh Garam Anorganik Terhadap Denyut Jantung Katak : DAFTAR PUSTAKA Campbell, N. A., Reece, J. B., & Mitchell, L. G Junqueira, Luiz Carlos and José Carneiro. (2007). Histologi Dasar. Jakarta: EGC. Gotera, Wira dan Muhammad Ridwan Pengaruh Insulin Terhadap Fungsi Kardiovaskular. Denpasar : Universitas Udayana Isnaeni, Wiwi Fisiologi Hewan. Yogyakarta : Penerbit Kanisius. Mitchel, Reece Campbell Biologi Jilid 1. Jakarta : Erlangga Mitchel, Reece Campbell Biologi Jilid 2. Jakarta : Erlangga Ganong, W. F. (2008). Fisiologi Kedokteran. Jakarta: EGC. Guyton and Hall Fisiologi Kedokteran Jakarta : EGC Penerbit Buku Kedokteran Theil, Elizhabet The Journal Of Biological Chemistry. Amphibian Red Blood Cell Ferritin. Vol 248 No.2 Martin and Caxton Journal Anat. Cytochemistry Of Blood Cells in two West African Amphibia. Vol. 125 No.2 Hal tetapi kecepatannya berbeda karena persentase dan konsentrasi kedua larutan yang berbeda. Pada percobaan kali ini jantung katak diberikan tiga perlakuan yang berbeda. Pada perlakuan pertama jantung katak ditetesi oleh larutan KCl 0,7 % dan jantung katak melemah (bergerak menjadi lambat) dari keadaan normal. Kadar K + plasma menyebabkan kelainan jantung berat dengan meningkatnya kadar K + plasma, perubahan pertama pada EKG ialah tampaknya gelombang T dengan puncak tinggi, suatu manifestasi perubahan repolarisasi. Pada kadar K + lebih tinggi, terjadi paralisis atrium dan pemanjangan kompleks QRS. Hal repolarisasi cepat abnormal setelah lepas muatan listrik serat otot yang infark sebagai hasil akselerasi pembukaan saluran K + hanya terjadi beberapa saat. Potensial membran istirahat serat otot menurun dengan adanya peningkatan konsentrasi K + ekstrasel. Serat menjadi tidak peka rangsang, dan akhirnya jantung berhenti dalam diastolik. Oleh karena itu, kontraksi jantung katak menjadi melemah ketika ditetesi KCl 0,7 %. Eksitasi otot jantung berkaitan dengan pergerakan kalsium ekstrasel melalui membran sel ke dalam sel miosit melalui aktivasi saluran kalsium L-type dan pertukaran Na/Ca. Jantung katak berkontraksi dengan cepat ketika ditetesi dengan larutan NaCl 0,7 %. penambahan kalsium menstimulasi tambahan pelepasan kalsium dari retikulum sarkoplasma melalui reseptor ryanodin, yang menghasilkan aktivasi myofilamen dan kontraksi oleh karena itu kontraksi jantung katak menjadi lebih cepat ketika ditetesi larutan CaCl 1 % karena peningkatan kadar Ca 2+ ekstrasel mempertinggi kontraktilitas miokardium. Kontraksi jantung sama sama cepat ketika ditetesi larutan Na dan Ca akan Sel darah merah katak berbentuk elips dan berinti, sel darah putih memiliki inti dengan granul dan berukuran lebih besar dari sel darah merah Konsentrasi NaCl 0,7% adalah konsentrasi sel darah pada keadaan normal (isotonis) Berat badan katak berbanding terbalik dengan denyut jantung katak, semakin tinggi berat badan, maka semakin rendah / lemah denyut jantungnya. Penambahan garam anorganik dapat mempercepat / memperlambat denyut jantung, karena ion yang terkandung dalam garam tersebut dapat memicu kontraksi miokardium. D. KESIMPULAN 5

6 6