SISTEM SIRKULASI PADA HEWAN AIR Ani Rahmawati Jurusan Perikanan Fakultas Pertanian UNTIRTA
Prinsip dasar sistem sirkulasi Hanya dapat berlangsung jika ada pompa (satu atau lebih) dan saluran di mana darah mengalir. Pompa berfungsi karena otot berkontraksi (memendek) Otot yang membungkus tube/ruang memungkinkan untuk mengurangi volume Tipe pompa ada 2 yaitu pompa peristaltik dan pompa berongga (chamber pumps) yang berkatup (valve) Karena otot hanya berkontraksi dengan cara memendek, jantung tidak dapat menarik darah kembali membutuhkan sistem tertentu Darah vertebrata dialirkan melalui saluran-saluran darah (arteri, kapiler, dan vena) yang bersifat elastis, dari jantung dan kembali ke jantung.
Tiga jenis pompa yang mensirkulasikan darah dalam tubuh (Schmidt-Nielsen, 1997) Pompa peristaltik yang umum terdapat pada avertebrata Pompa berongga dengan dinding-dinding yang dapat berkontraksi terdapat pada vertebrata (mis. jantung ikan) Pompa berongga yang mampu mengurangi volume karena kekuatan tekanan dari bagian tubuh lainnya, misalnya pada lengan manusia fungsi katup untuk mencegah aliran balik (back flow)
FUNGSI SISTEM SIRKULASI Mengangkut nutrien (mis:glukosa dari usus ke hati; hati ke liver) Mengangkut sisa-sisa metabolisme (mis: asam laktat menuju liver) Mengangkut produk-produk ekskresi (mis: urea dari hati ke ginjal) Mengangkut gas-gas (mis: O2 dari insang menuju otot-otot/daging) Mengangkut hormon (mis: adrenalin) Mengangkut sel-sel (mis: leucocytes) Mengangkut panas Mentransmisi kekuatan (mis: mengembangkan sayap pada kupukupu) Koagulasi Mempertahankan homeostasi (ph & keseimbangan ion, dll)
Mengapa sistem sirkulasi penting? Untuk hewan yang lebih besar dan lebih aktif, diperlukan sistem sirkulasi yang efisien untuk kepentingan pengangkutan di dalam (internal transport). Mentransportasikan cairan dengan kandungannya (oksigen, nutrien, dll) secara cepat dalam jarak tertentu di mana jika hanya dengan difusi tidak akan cukup atau terlalu lambat
Komponen sistem sirkulasi Pompa berotot (jantung, menggunakan energi hasil metabolisme untuk meningkatkan tekanan hidrostatik darah kekuatan pendorong utama pergerakan cairan) Pembuluh-pembuluh darah (blood vessels) Darah
Sistem peredaran darah terbuka - Umum terdapat pada avertebrata Pengecualian sirkulasi cumi-cumi yang tertutup - Cairan dalam( hemolymph ) - Sebagian tertutup + Pompa (jantung) + Arteri-arteri + Sinus-sinus terbuka + Pori-pori jantung ( ostia ) = Lubang-lubang dengan katup searah = Jantung terisi saat tekanan rendah = Mencegah kehilangan hemolymph saat kontraksi Cairan sirkulasi (circulatory fluid) Pada sistem peredaran darah terbuka: Hemolymph = darah + cairan dalam tubuh (interstitial fluid) yang melumuri organorgan dalam sinus-sinus (ruang-ruang di sekitar organ)
Kelebihan dan kekurangan sistem peredaran darah terbuka Keuntungan Sel-sel diselimuti oleh hemolymph, sehingga pertukaran materi dapat dilakukan langsung antara hemolymph dengan jaringan-jaringan. Tidak ada hambatan difusi. Kekurangan Penyebaran hemolymph dalam tubuh tidak dapat dikontrol. Tidak ada mekanisme untuk mengurangi aliran pada organ tertentu.
Sistem peredaran darah semi terbuka pada lobster Jantung mendorong hemolymph melalui arteri-arteri anterior dan posterior Hemolymph mengalir menuju sinus-sinus Sirkuit insang ditutup, sehingga hemolymph kembali ke jantung
Sistem peredaran darah tertutup Ciri umum vertebrata Cairan dalam ( darah ) Semuanya tertutup dengan sebuah pompa (jantung) dan beberapa pembuluh-pembuluh ( pipa-pipa ) Jantung Arteri-arteri Kapiler-kapiler Vena Cairan sirkulasi (circulatory fluid) Pada sistem peredaran darah tertutup: Darah yang terdapat pada pembuluh-pembuluh darah, yakni pada bagian kapiler-kapiler darah yang berukuran sangat kecil
(dan kapiler-kapiler) 11
(A) Skema peredaran darah pada cumi-cumi dan gurita; (B) Sistem pusat peredaran darah (central cardiovascular system) pada cumi-cumi
Sistem sirkulasi tertutup Keuntungan: Distribusi darah dapat dikontrol hingga skala kecil pada berbagai organ tubuh. Dinding otot dapat berkontraksi dan mengendur sesuai dengan jumlah darah yang dialirkan pada pembuluh tertentu. Tekanan darah cukup tinggi sehingga sirkulasi dapat berjalan lancar.
Adakah organisme tanpa sistem sirkulasi? Organisme berukuran sangat kecil. Ukuran kecil memungkinkan nutrien-nutrien dan substansi lainnya mencapai tubuh organisme melalui difusi sederhana
Jantung sebagai pemompa darah Darah yang kaya akan oksigen masuk melalui sinus venosus kemudian masuk melalui atrium, selanjutnya dengan kontraksi ventrikel darah akan diedarkan ke seluruh tubuh
Jantung sebagai pemompa darah Frekuensi detak jantung (heart beat frequncy) jumlah denyutan per menit Jumlah detak jantung berbanding terbalik dengan ukuran hewan (semakin besar ukuran tubuh hewan jumlah denyutan semakin sedikit dan sebaliknya) Cardiac output (keluaran jantung) volume darah yang dipompakan oleh jantung Berguna untuk: (1) Laju konsumsi oksigen (2) Kandungan oksigen pada arteri (3) Kandungan oksigen pada vena Peningkatan aktivitas meningkatkan konsumsi oksigen, cardiac ouput juga Meningkat, tetapi tidak proporsional dengan peningkatan konsumsi oksigen
Penyebaran aliran darah ke seluruh tubuh Darah tidak tersebar merata kepada seluruh bagian tubuh; Beberapa organ menerima darah lebih banyak dari organ lainya; Organ yang paling banyak menerima darah adalah ginjal, hati, jantung & otak Aliran darah ke kulit bervariasi tergantung kepada suhu lingkungan. Saat Dingin aliran darah menuju kulit minimum (vasoconstriction pada kulit) Jika suhu meningkat (akibat pengaruh lingkungan atau peningkatan aktivitas), sebagian panas harus dihilangkan maka aliran darah menuju kulit akan meningkat Pengaturan denyut jantung Jantung bekerja tanpa dipengaruhi rangsangan luar Dipengaruhi oleh dua faktor: (1) Impuls syaraf ke pacemaker yaitu syaraf parasympathetic (awal denyutan) yang diaktivasi oleh acetylcholine; jika terjadi percepatan syaraf yang bekerja adalah sympathetic (2) Pengaruh hormon adrenaline
Sistem sirkulasi beberapa ikan yang dapat mengambil oksigen dari udara (air breathing fishes) A = Electrophorus sp. yang menggunakan pharingeal dan/atau opercular mucosa B = Plecostomus sp. yang menggunakan lambung atau usus; C = Amia sp. yang menggunakan gelembung renang; D = ikan secara umum (Hill & Wyse, 1989)
Sirkulasi pada Annelida Saluran makanan Sistem sirkulasi pada Nereis virens (bagian anterior). Aliran darah ditunjukkan oleh panah (Hill & Wyse, 1989)
Sistem sirkulasi pada moluska (pada Anadonta sp.) dengan cangkang kiri dihilangkan agar tampak jelas. Usus melewati ventrikel (Hill & Wyse, 1989)