DARAH PADA MANUSIA DAN HEWAN VERTEBRATA DAN SIRKULASI DARAH PADA VERTEBRATA1 Nessa Nurhayati2, Nurul Afani2, Nurul Fatiah2, Siti Jumroh2 1 2
Judul Laporan Praktikum Fisiologi Hewan Praktikan Fisiologi Hewan, Mahasiswa Pendidikan Biologi 2008
Abstrak Hewan-hewan memerlukan sistem transportasi khusus untuk mendistribusikan oksigen dan zat-zat makanan ke sel-sel tubuh yang memerlukannya, serta mengambil sisa metabolisme untuk diangkut ke alat-alat eksresi. Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui mikrosirkulasi pada hewan vertebrata, mengetahui bentuk-bentuk fibrin dan kristal hemin, serta mengetahui pengaruh rangsang mekanik, suhu serta kimia terhadap aliran darah. Metode yang digunakan adalah dengan melakukan tiga percobaan menggunakan hewan vertebrata yang diambil mesentrium dan darahnya serta darah manusia. Larutan yang digunakan adalah KI, KCL dan asam asetat glacial . Selain itu juga digunakan kristal hemin dan fibrin. Pada pengamatan mikrosirkulasi didapatkan hasil bahwa arterior merupakan pembuluh darah yang memilki diameter paling besar dan memilki warna yang paling pekat. Pada pengamatan pengaruh rangsang, mesentrium katak yang diberi r angsang mekanik, aliran darah bertambah cepat dan diberi rangsang dingin aliran menjadi l ambat. Pada percobaan kristal hemin dan fibrin, didapatkan hasil bahwa mencit memiliki kristal hemin bulat dan fibril berbentuk benang-benang panjang. Kata Kunci : Mikrosirkulasi, arteriol, darah, katak, mencit, hemin, fibrin
PENDAHULUAN Sistem Sistem sirkulasi sirkulasi adalah system system transport transport yang mengantark mengantarkan an O2 dan berbagai zat yang diabsorpsi diabsorpsi dari traktus traktus gastrointestinal menuju ke jaringan, serta mengembalikan CO2 ke paru-paru dan hasil metabolisme lain menuju ke ginjal. Sistem Sistem sirkulasi sirkulasi juga berperan berperan dalam pengaturan pengaturan suhu tubuh, tubuh, dan mendistribusi mendistribusi hormone serta berbagai zat lain yang mengautur fungsi sel. Darah yang merupakan pembawa berbagai zat tersebut dipompakan oleh jantung melalui suatu system pembuluh darah yang tertutup. Darah membentuk sekitar 8% dari berat tubuh total dan memiliki volume rata-rata 5 liter pada wanita dan 5,5 liter pada pria. Darah terdiri dari tiga jenis unsur sel khusus, eritrosit, leukosit dan trombosit yang terendam dalam cairan kompleks plasma. Pergerakan konstan darah sewaktu mengalir melalui pembuluh darah menyebabkan unsurunsur sel tersebar relatif merata di dalam plasma. Hewan-hewan memerlukan sistem transportasi khusus untuk mendistribusikan oksigen dan zat-zat makanan ke sel-sel tubuh tubuh yang yang memerl memerluka ukanny nnya, a, serta serta mengam mengambil bil sisa sisa metabo metabolis lisme me untuk untuk diangk diangkut ut ke alat-a alat-alat lat eksres eksresi. i. Hewan Hewan Amphi Amphibi bi mempunyai jantung yang beruang 3 yaitu 2 atrium dan 1 ventrikel. Pada sekat antara serambi dan bilik terdapat katup. Ventrikel akan memompakan darah ke dalam sebuah arteri bercabang yang mengarahkan darah melalui dua sirkuit yaitu Sirkuit pulmo kutaneus dan sirkuit sistemik. Sepintas lalu, darah yang keluar dai ventrikel adalah darah dari campuran antara darah bersih (teroksigenasi) dan darah kotor (terdeoksigenasi). Namun bila dicermati, ternyata darah yang mengalir ke otak Amphibia ternyata selalu darah yang teroksigenasi. Perbedaan struktural pada dinding arteri, vena, atau kapiler berkolerasi dengan fungsinya yang saling berlainan itu. Kapiler Kapiler hanya hanya memili memiliki ki dindin dinding g pembul pembuluh uh tipis tipis yang yang terdir terdirii atas atas endoth endotheli elium um dan membra membran n basal. basal. Strukt Struktur ur terseb tersebut ut mempermudah pertukaran zat antara darah dan cairan interstisial yang menggenangi sel itu. Arteri mempunyai lapisan tengah dan lapisan luar yang lebih tebal dibandingkan dengan vena. Darah mengalir melalui pembuluh sistem sirkulasi dengan kecepa kecepatan tan dan tekana tekanan n yang yang seraga seragam. m. Dindin Dinding g arteri arteri yang yang lebih lebih tebal tebal menyed menyediak iakan an kekuat kekuatan an dan elasti elastisit sitas as yang yang mengakomodasi aliran darah yang dipompakan secara cepat pada tekanan tinggi melalui arteri oleh jantung, vena dengan dinding yang lebih tipis mengririmkan darah kembali ke jantung dengan kecepatan dan tekanan rendah setelah darah itu melewati hamparan kapiler. Darah mengalir melalui vena terutama sebagai akibat dari kerja otot, otot rangka menekan vena dan menyebabkan darah mengalir melaluinya. Aliran Aliran darah secara sederhana sederhana berarti berarti jumlah darah yang melalui suatu titik tertentu tertentu di dalam sirkulasi sirkulasi dalam suatu periode waktu tertentu. Di dalam aorta darah mengalir lebih dari seribu kali lebih cepat (sekitar 30 cm per detik) dibandingkan dengan di dalam kapiler (0,026 cm per detik). Kecepatan aliran darah dipengaruhi oleh luas penampang pembuluh darah; semakin semakin besar jumlah luas keseluruha keseluruhan n penampang penampang pembuluh darah, kecepatan kecepatan aliran darahnya darahnya semakin semakin lambat, dan sebaliknya semakin sempit luas keseluruhan penampang pembuluh darah, kecepatan aliran darah di dalamnya semakin cepat. METODOLOGI Alat dan Bahan Sample darah manusia, mencit, ayam, kadal, katak, dan ikan, katak hidup, metil violet, larutan (KCl 0,1 gram, KI 0,1 gram, dan asam asetat glacial 100 ml), ijuk, air es, air panas, asam cuka, papan dan alat bedah, mikroskop, kaca objek, cover glass, bunsen. Cara Kerja Percobaan mikrosirkulasi Membedah Membedah tubuh hewan dengan hati – hati. Angkat mesentrium pada usus, ambil seluas – luasnya mesentrium. Melakukan pembedahan dengan cepat, agar langsung bisa di lihat di mikroskop. Percobaan ini membutuhkan jaringan yang masih hidup, karena akan melihat aliran darah pada pembuluh darah yang ada di mesentrium. Mengamati mesentrium di bawah mikroskop, dan menidentifikasi jenis pembuluh darahnya, warna, ukuran, arah aliran darah, dan kecepatan darahnya. •
Percobaan pengaruh rangsang pada katak Cara kerja awal sama seperti percobaan mikrosirkulasi. Tetapi yang diamati adalah pengaruh rangsang terhadap kecepatan aliran darah dan diameter pembuluh darahnya. Rangsangan pertama adalah mekanik, menusuk (jangan sampai bolong) salah satu pembuluh, kemudian melepas tusukan dan melihat aliran darah setelah ditusuk beserta ukuran pembuluh darahnya. Rangsangan kedua berupa dingin, teteskan air es pada pembuluh darah, kemudian lihat kecepatan aliran darahnya beserta ukuran pembuluh darah setelah diteteskan air dingin. Rangsangan ketiga berupa panas, melakukan hal yang sama pada rangsangan dingin, tetapi dirubah menjadi air panas. Rangsangan yang ke empat berupa kimia, teteskan asam cuka pada pada pembuluh darah, kemudian lihat kecepatan aliran darahnya beserta ukuran pembuluh darah setelah diteteskan asam cuka. Mencatat hasilnya. •
Percobaan kristal hemin dan fibrin Mengambil Mengambil sample (1 tetes) tetes) darah pada katak, katak, ikan, kadal, mencit, mencit, ayam, ayam, dan manusia. Menaruh sample darah pada kaca objek, kemudian menambahkan larutan satu tetes larutan yang mengandung KCl 0,1 gram, KI 0,1 gram, dan asam asetat glacial 100 ml. Tutuplah dengan kaca penutup kemudian memanaskannya diatas nyala api yang kecil hingga larutan mendidih. Tunggu hingga kering, kemudian mengamati di bawah mikroskop. Melihat adanya kristal hemin. Kemudian teteskan kaca objek dengan zat warna metal violet. Mengamati di bawah bawah miroskop adanya adanya fibrin. Melakukan percobaan percobaan yang sama pada sampel darah lainnya. •
HASIL PENGAMATAN Percobaan mikrosirkulasi
•
Warna Diameter Kecepatan aliran darah Arah aliran darah •
Katak Merah
Venula Mencit Merah
Ikan Merah
> kapiler Lama
> kapiler Sedang
> kapiler -
Keluar dari organ
Keluar dari organ
Keluar dari organ
Ikan Merah muda Paling kecil -
Keluar dan masuk organ
Keluar dan masuk organ
Keluar dan masuk organ
Katak Merah pekat Paling besar Cepat
Arterior Mencit Merah pekat Paling besar Cepat
Ikan Merah pekat Paling besar -
Masuk ke organ
Masuk ke organ
Masuk ke organ
Pengaruh Rangsang
Mekanik (sapu ijuk) Air Es Air Panas Kimia (larutan asam) •
Katak Merah muda Paling kecil Sedang
Kapiler Mencit Merah muda Paling kecil -
Kecepatan Aliran Darah Katak Mencit Lebi Lebih h cepa cepatt dari dari Tidak teramati sebelumnya Lebih lambat dari Lebi Lebih h cepa cepatt dari dari sebelumnya sebelumnya Tak ada aliran Tidak teramati Tak ada aliran Tidak teramati
Diameter Katak Tidak teramati
Mencit Tidak teramati
Tidak te teramati
Lebih ke kecil
Tidak teramati Tidak teramati
Tidak teramati Tidak teramati
Percobaan kristal hemin dan fibrin
Manusia Mencit Ayam Kadal Katak Ikan
Hemin Berben Berbentuk tuk butir butiran an pasir pasir berw berwarn arna a merah merah Berbentuk bulat Berb Berben entu tuk k buti butira ran n pasi pasirr berw berwar arna na ung ungu u Belum diamati Belum diamati Tidak terlihat jelas
Fibrin Tidak Tidak terli terlihat hat Berbentuk benang – benang panjang Tida Tidak k terl terliha ihatt Belum diamati Belum diamati Serabut – serabut
ANALISIS Percobaan mikrosirkulasi Pada percobaan mikrosirkulasi ini dilakukan pada mesentrium katak. Dan mengamati pembuluh darah yang ada. Pada percobaan ini membutuhkan jaringan yang masih hidup, karena akan mengamati aliran darahnya. Dan di pengamatan dibawah mikroskop ini ditemukan tiga jenis pembuluh darah, yaitu venula , kapiler, dan arteriol. Didapat ciri – ciri dari venula adalah berwarna berwarna merah, diameter nya sedang, arah aliran darah ke luar organ, dan kecepatan kecepatan aliran darahnya darahnya lambat. lambat. Untuk pembuluh kapiler mempunyai ciri – ciri yaitu berwarna merah muda, diameternya paling kecil diantara 3 tipe ini, arah aliran darahnya ada yang masuk ke organ dan ada juga yang keluar organ, dan kecepatan aliran darahnya sedang. Pada arteriol mempunya mempunyaii ciri – ciri berwarna merah pekat, pekat, diameterny diameternya a paling besar diantara tiga tipe, aliran darahnya darahnya kearah organ, kecepatan aliran darahnya cepat. Pada mesentrium mencit dan ikan juga teramati venula mempunyai warna yang sama yaitu merah, diameter pembuluh darahnya darahnya lebih besar dari kapiler, kecepatan kecepatan aliran darah pada mencit mencit sedang, sedang, tetapi pada ikan tidak terlihat kecepatannya. kecepatannya. Arah aliran darahnya sama yaitu keluar dari organ. Pembuluh kapiler nya mempunyai warna yang sama yaitu merah muda, diameter nya juga sama yaitu paling kecil, kecepatan aliran darahnya tidak teramati, arah aliran darahnya sama yaitu keluar masuk masuk organ organ (dalam (dalam hal ini usus). usus). Pada Pada pembul pembuluh uh darah darah arteri arteriol ol menci mencitt dan ikan, ikan, warnan warnanya ya sama sama yaitu yaitu merah merah pekat, pekat, dimeternya juga yang paling besar diantara pembuluh darah yang lain, aliran darahnya paling cepat pada mencit, tetapi ikan tidak teramati, arah aliran darahnya semua masuk ke organ. Dilihat Dilihat dari perbedaan warna pembuluh darah, semakin semakin pekat warna merah pada darah artinya artinya makin makin banyak banyak mengandung CO2 . dan jika warna semakin muda maka kandungan O2 adalah banyak. Karena di dalam pembuluh darah terdapat darah yang mengandung hemoglobin, hemoglobin ini mengandung Fe yang jika berikatan dengan oksigen maka warna merahnya akan semakin muda. Jadi venula mengandung O2 yang sedang, kapiler mengandung O2 paling banyak, dan yang paling sedikit mengandung O2 adalah arteriol. Pada diameter pembuluh darah , arteriol mempunyai diameter terbesar, kemudian diikuti venula dan yang terakhir adalah kapiler. Arteriol mempunyai dinding yang tebal karena darah yang mengalir dari jantung di pompa sangat kuat dengan •
tekanan yang tinggi. Venula dengan dinding lebih tipis mengirimkan darah kembali ke jantung dengan kecepatan dan tekanan rendah setelah darah itu melewati hamparan kapiler. (Campbell, 2002 : 49). Kapiler adalah pembuluh berdinding tipis (rata-rata 1 µm) yang terdiri dari selapis sel endotel pipih. Lumennya pun sangat sempit dibandingkan pembuluh lainnya, hal ini dapat dikaitkan dengan fungsinya sebagai lokasi lokasi pertukaran gas dan nutrisi yang diistribusikan oleh eritrosit. eritrosit. Pada kecepatan aliran darah yang yang paling cepat adalah arteriol, dan yang paling lambat adalah venula. Kemungkinan hal ini karena arteriol mengalirkan darah dari jantung, darah yang dipompa oleh jantung mempunyai kecepatan yang sangat cepat. Sedangkan venula aliran darahnya dari organ yang tidak dipompa. Arah aliran darah pada kapiler adalah keluar dan masuk organ, hal ini dapat dikaitkan dengan fungsinya fungsinya sebagai lokasi pertukaran gas dan nutrisi yang diistribusikan oleh darah. •
Percobaan pengaruh rangsang Pengaruh rangsang terhadap kecepatan kecepatan aliran darah dan diameter pembuluh darahnya diberi empat empat perlakuan, yaitu ditekan dengan ijuk, pemberian air es, pemberian air panas, dan pemberian pemberian asam cuka. Saat ditekan dngan ijuk aliran darah terhenti, terhenti, kemudian dilepaskan dilepaskan tusukannya, tusukannya, aliran darah lebih cepat dari sebelumny sebelumnya. a. Hal ini disebabkan disebabkan karena saat aliran darah tersumbat maka pembuluh darah tersebut akan mengalami dilatasi karena adanya relaksasi miogenik sebagai reaksi hilangnya peregangan karena terhentinya aliran darah dan karena adanya perubahan komposisi kimia lokal, berkurangnya pasokan O2 sehingga kerja aliran darah menjadi cepat. Bisa juga disebabkan oleh perbedaan tekanan pada aliran darah, ketika tersumbat tekanan aliran darah menjadi tinggi, sehingga ketika dilepas, terkanan tersebut mendorong aliran darah menjadi lebih cepat. Membesarnya pembuluh darah disebut vasodilatasi. Peningkatan aliran darah karena dilatasi pembuluh darah ini disebut hiperemia reaktif . Saat diteteskan diteteskan air es aliran darah menjadi lambat. Menurut hipotesis, hipotesis, hal ini disebabkan disebabkan mengkerutny mengkerutnya a otot – otot polos polos pada pada pembul pembuluh uh darah darah karena karena terken terkena a air es. Sehing Sehingga ga diamet diameter er pembul pembuluh uh darah darah menja menjadi di kecil kecil yang yang disebu disebutt vasokontriksi. Mengecilnya pembuluh darah ini menyebabkan resistensi arteriol meningkat meningkat dan terjadilah penurunan penurunan aliran darah. (Sherwood, 2001). Bisa juga kemungkinan karena darah menjadi menjadi lebih kental, sehingga aliran darah menjadi lambat. Pada saat diteteskan diteteskan air panas, aliran darah darah tidak ada karena karena jaringan sudah mati. Seharusny Seharusnya a aliran darah menjadi menjadi lebih lebih cepat, cepat, karena karena air panas panas membua membuatt dindin dinding g pembul pembuluh uh darah darah menja menjadi di lemas lemas dan mudah mudah membe membesar sar (vasod (vasodila ilatas tasi). i). Vasodilatas Vasodilatasii juga menyebabkan menyebabkan penurunan penurunan resistensi resistensi arteriol, arteriol, sehingga akan lebih banyak darah yang mengalir ke daerah– daerah– daerah dengan resistensi arteriol rendah. (Sherwood, 2001) Rangsangan untuk kimiawi (asam cuka) juga tidak teramati karena jaringan sudah mati. Seharusnya penetesan asam lemah (asam cuka) dapat merangsang potensial aksi otot polos dan meningkatkan produksi Ca2+ sitosol yang diproduksi di Retikulum Endoplasmic system. Dengan meningkatnya kadar Ca2+, otot polos berkontraksi. Kontarksi tiba-tiba inilah yang memompa darah pada area tersebut untuk terdorong ke depan dan mempercepat aliran darah.
•
Percobaan kristal hemin dan fibrin
Darah yang ditetesi larutan yang mengandung KCl, KI, dan asam asetat glacial. KCl ini berfungsi untuk melisiskan membran, KI berfungsi untuk mewarnai hemin, dan asam asetat glacial berfungsi untuk memisahkan heme dengan globin. Pada pengamatan ini terlihat dari berbagai macam sampel darah. Pada manusia kristal hemin terlihat seperti butiran – butiran pasir berwarana merah. Pada mencit terliahat berbentuk bulat. Dan pada ayam seperti butiran – butiran pasir yang berwarna ungu. Seharusnya menurut referensi bentuk kristal hemin itu berbentuk panjang dan berwarna agak ungu. Pada fibrin, hanya pada mencit terlihat yaitu berbentuk benang – benang panjang. Menurut referensi fibrin berbentuk seperti serabut dan benang – benang. Fibrin adalah hasil dari pembekuan darah. darah. Proses pembekuan pembekuan darah , fibrinogen diubah menjadi fibrin. Fibrinogen adalah suatu protein plasma yang larut dalam plasma, diproduksi oleh hati secara normal dan selalu ada dalam plasma. Fibrin merupakan suatu molekul berbentuk benang dan tidak larut dalam plasma. Perubahan fibrinogen menjadi fibrin dikatalisis oleh enzim trombin trombin yang muncul pada pembuluh pembuluh yang luka. Molekul Molekul fibrin melekat pada permukaan permukaan pembuluh pembuluh yang rusak, membentuk suatu saringan seperti jaringan untuk menahan elemen-elemen seluler darah. Masa hasilnya berupa gumpalan berwarna merah, sebab banyak eritrosit yang terperangkap. Jaringan fibrin yang asli agak lemah, sebab benang fibrin menyatu sangat longgar. Oleh sebab itu zat kimia yang mempautkan secra cepat antara benag yang berdekatan akan menguatkan dan menstabilkan jaringan bekuan.
KESIMPULAN Dari hasil pengamatan sirkulasi sirkulasi darah dan kristal hemin serta serta fibrin dapat disimpulkan bahwa pembuluh darah darah ada 3 macam yaitu venula, kapiler, dan arteriol. Venula mempunyai warna merah, berdiameter sedang, aliran darah keluar dari organ, kecepatan aliran darahnya lama. Kapiler mempunyai warna merah muda, berdiameter paling kecil, aliran darah keluar dan masuk ke organ, kecepatan aliran darahnya sedang. Arteriol mempunyai warna merah pekat, berdiameter paling besar, arah aliran darahnya masuk ke organ, kecepatan aliran darahnya cepat. Arteriol mempunyai dinding yang tebal
karena darah yang mengalir dari jantung di pompa sangat kuat dengan tekanan yang tinggi. Makin pekat warna pembuluh darah maka kandungan darah pada pembuluh darahnya banyak CO2. Bentuk kristal hemin adalah berbentuk panjang membentuk kristal. Bentuk fibrin adalah seperti serabut – serabut. DAFTAR PUSTAKA Leilani, Lian, dkk. 2007. Laporan praktikum fisiologi hewan. hewan . Jakarta : Universitas Negeri Jakarta
McLaughlin, Daniel, Jonathan Stamford, dan David White. 2007. Human physiology. New York: York: Taylor &Francis Group Rusdi dkk. 2010. Penuntun Praktikum Fisiologi Hewan. Hewan . Jakarta: Universitas Negeri Jakarta Sherwood. 2001. Fisiologi Manusia dari Sel ke Sistem. Sistem . Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC Suripto, Drs, MS. 2010. Fisiologi Hewan. Hewan. Bandung: Penerbit ITB Pertanyaan dan jawaban 1
Gambarkanlah posisi valvula spiralis pada jantung katak! Valvula spiralis berada di ujung aorta yang bercabang dua, yaitu ke kanan dan ke kir. Di cabang kanan dan kirinya masing – masing bercabang 3.
2
Jelaskan dengan grafik hubungan antara luas total pembuluh darah, kecepatan aliran darah, dan tekanan darah dari aorta sampai ke vena cava!
Pembuluh darah yang memiliki luas total terbesar ialah kapiler, yang merupakan percabangan terhalus dan tempat pertukaran gas dan nutrisi dalam darah dan jaringan. Kecepatan aliran darah (velocity velocity of flow ) yang berbeda-beda mengalir melalui berbagai segmen pohon vaskuler dan kecepatan aliran berbanding terbalik dengan luas potongan melintang total semua pembuluh di tingkat sistem sirkulasi tertentu. Walaupun luas potongan melintang tiap kapiler sangat kecil dibandingkan dengan pembuluh lainnya, jumlah luas potongan melintang semua kapiler jauh lebih besar dibandingkan luas penampang pembuluh lain, terutama aorta. karena jumlah kapiler yang sangat banyak. Dengan demikian, kecepatan aliran darah melambat ketika melalui kapiler. Kecepatan aliran darah akan bertambah ketika darah mengalir ke system vena, karena aliran darah ke jantung dibantu oleh bebarapa faktor fisiologis, salah satunya ialah kontraksi katup vena. Tekanan darah terbesar terjadi di aorta dan cabang arteri besar. Tekanan darah semakin menurun hingga ke vena, karena tekanan yang diberikan oleh kontraksi ventrikel sinister semakin melemah ketika darah semakin jauh dari arah denyutan jantung.
