BAHAN AJAR SISTEM RESPIRASI DAN PERTUKARAN GAS FINAL.doc

BAHAN AJAR

Yulia Puspitasari/S2 IPA IPA |

Bahan Ajar Sistem Respirasi dan sistem Sirkulasi

1

SISTEM PERNAPASAN (RESPIRASI) DAN SISTEM TRANSPORTASI

Sumber: http://idiprobolinggo.wordpres http://idiprobolinggo.wordpress.com s.com

Pernahkah kalian berlari secepat-cepatnya sampai nafas terengahengah dan dada terasa akan meledak? Dada terasa sesak dan sulit bernaf bernafas as bahkan bahkan sampai sampai pusing pusing dan berkun berkunang ang-ku -kuna nang ng seperti seperti mau pingsan?. Bagaimana dengan detak jantung kalian? Bertambah cepat atau bertambah lambat? Apa yang kalian lakukan untuk mengembalikan kondisi tubuh, dan mendapatkan udara sebanyak-banyaknya bagi paruparu paru? ?

Laku Lakuka kanl nlah ah ke kegi giat atan an beri beriku kutt untu untuk k

meng menget etah ahui ui ke kece cepa pata tan n

pernapasan dan denyut jantungmu!

Investigasi Kecepatan pernapasan dan denyut jantung!

1. Letak Letakkan kan tangan tangan di dada dada kalian! kalian! Perhatikan Perhatikan pernapas pernapasan an kalian! kalian! Kalian dapat merasakan dada bergerak naik turun. Tarik napas yang dalam! Perhatikan, bagaimanakah rongga dada kalian naik dan turun dengan



2

SISTEM PERNAPASAN (RESPIRASI) DAN SISTEM TRANSPORTASI

Sumber: http://idiprobolinggo.wordpres http://idiprobolinggo.wordpress.com s.com

Pernahkah kalian berlari secepat-cepatnya sampai nafas terengahengah dan dada terasa akan meledak? Dada terasa sesak dan sulit bernaf bernafas as bahkan bahkan sampai sampai pusing pusing dan berkun berkunang ang-ku -kuna nang ng seperti seperti mau pingsan?. Bagaimana dengan detak jantung kalian? Bertambah cepat atau bertambah lambat? Apa yang kalian lakukan untuk mengembalikan kondisi tubuh, dan mendapatkan udara sebanyak-banyaknya bagi paruparu paru? ?

Laku Lakuka kanl nlah ah ke kegi giat atan an beri beriku kutt untu untuk k

meng menget etah ahui ui ke kece cepa pata tan n

pernapasan dan denyut jantungmu!

Investigasi Kecepatan pernapasan dan denyut jantung!

1. Letak Letakkan kan tangan tangan di dada dada kalian! kalian! Perhatikan Perhatikan pernapas pernapasan an kalian! kalian! Kalian dapat merasakan dada bergerak naik turun. Tarik napas yang dalam! Perhatikan, bagaimanakah rongga dada kalian naik dan turun dengan



2

teratur. Rasakan pula denyut jantung di dadamu.

2. Hitun Hitung g kecepatan kecepatan pernapas pernapasan an dan denyut denyut jantung jantung secara secara bergantian bergantian selama 15 detik! 3. Kalik Kalikan an 4 untuk mend mendapatk apatkan an kecep kecepatan atan selam selama a 1 menit. 4. Lak Lakukan ukan lari lari di tempat selama selama 1 menit. menit. Hitung Hitung kembali kembali kecepat kecepatan an pernapasan pernapas an dan denyut jantungmu.

Tahukah kalian bahwa sistem pernapasan berkaitan dengan sistem sirkulasi? Setelah kalian berlari kencang napas kalian akan terengahengah dan jantung akan berdetak kencang, hal ini disebabkan karena cura curah h jant jantun ung g ak akan an meny menyes esua uaik ikan an deng dengan an laju laju pern pernap apas asan an yang yang meningkat, karena kebutuhan oksigen tinggi di dalam paru-paru maka supply oksigen ketika darah mengalir ke paru-paru juga akan meningkat sesuai dengan permintaan atau kondisi tubuh. Mengingat adanya keterkaitan tersebut, maka di dalam bahan ajar ini kan memfok memfokusk uskan an baik baik pada pada sistem sistem pernap pernapasa asan n maupun maupun sistem sistem sirkulasi serta bagaimana keterkaitannya di dalam pertukaran gas di dalam organ-organ tubuh yang dibantu penghantarannya oleh sistem sirkulasi.

A

Sistem Pernapasan (Respirasi)

Pernahkah kalian bertanya, apakah udara yang kita hirup selama proses bernapas hanya akan dikeluarkan kembali dengan sia-sia? Jika kali ka lian an berf berfik ikir ir demi demiki kian an ka kali lian an sala salah h besa besar. r. Mema Memang ng ke keti tika ka kita kita bernap bernapas as gas yang yang kita kita hirup hirup seolah seolah-ol -olah ah langsu langsung ng dikelu dikeluark arkan an lagi lagi dalam dalam sekali sekali hembus hembusan an napas, napas, namun namun oksige oksigen n yang yang kita kita hirup hirup dari dari udara ketika kita bernapas akan melalui perjalanan yang cukup panjang hingga sampai ke setiap sel-sel tubuh kita. Oksigen tersebut digunakan oleh sel untuk proses metabolisme yang akan menghasilkan energi dan



3

zat sisa berupa gas karbondioksida. Gas yang kita hembuskan itu lah karbondioksida sisa metabolisme sel di dalam tubuh. Ketika kalian bernapas, saat itu pula oksigen yang masuk ke dalam tubuh akan digunakan oleh sel-sel tubuh kita untuk melakukan respirasi. Oksigen tersebut di antarkan ke setiap sel-sel tubuh melalui perantara sistem srikulasi. Proses ini kalian kenal dengan sistem pernapasan. Sebenarnya bernapas merupakan salah satu mekanisme yang

membantu

proses

respirasi

atau

pertukaran

gas,

yaitu

pengambilan oksigen molekuler (O 2) dari lingkngan dan pembuangan karbondioksida Kegiatan 1.1 (CO2) menyediakan

oksigen

ke

lingkungan.

bagi

respirasi

Proses

pertukaran

seluler

dan

gas

ini

membuang

Air kapur II. Aquades karbondioksida sisa metabolisme. Sewaktu bernafas, kita menghirup Prosedur Kerja: Isilah gelas kimia I kemudian dengan airmenghembuskan kapur, dan gelas kimia II dengan udara dari atmosfer Carbon dioxide dan uap aquades sekitar 3 cm dari dasar gelas. air. Proses pertukaran tersebut tentu saja melibatkan reaksi-reaksi kimia Hembuskan nafas kalian dengan menggunakan pipet meniup larutan yang di dalam tubuh. kalian buktikan bahwa proses air kompleks kapur tadi sampai pada waktuCobalah yang telah ditentukan yaitu 60 detik dan mengamati perubahan yang terjadi bernapas yang kalian lakukan menghasilkan karbondioksida dan uap air Catatlah hasil pengamatan ke dalam tabel data hasil percobaan. melalui kegiatan Kegiatan 1.2 di bawah ini. Prosedur kerja: ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………… Untuk kegiatan 1.2 cobalah rancang sendiri apa yang harus dilakukan pada cermin, untuk mengetahui hasil dari respirasi kalian! Tabel data hasil percobaan: Kegiatan 1.1RESPIRASI MENGHASILKAN CO2 DAN H2O BahanPerubahanAwalAkhirAir kapur Tujuan Percobaan: Aquadest……. ………………………………………………………………………………………………… …….…… ……………… ……Kegiatan 1.2 ................................................................................................................. Alat dan Bahan : ................................................................................................................. Pembahasan: Gelas kimia 2 buah Sedotan plastik ................................................................................................................. Cermin ................................................................................................................. Aquades Kesimpulan: Air kapur / Ca(OH)2 ................................................................................................................. .................................................................................................................

PERCOBAAN 1

Yulia Puspitasari/S2 IPA |


4

PERCOBAAN 1

?

?

Perjalanan gas oksigen dan karbondioksida ketika masuk ke dalam tubuh dan sampai berada di dalam tubuh mengalami 3 proses atau tahapan, yaitu: pertama terjadinya proses pertukaran gas antara Yulia Puspitasari/S2 IPA |


5

lingkungan

(atmosfer)

dengan

permukaan

respirasi

pada

organ

pernpasan, hal ini dikenal dengan istilah ventilasi. Kedua, gas yang masuk ke dalam organ pernapasan akan mengalami proses difusi, contohnya: gas yang mengalir dari udara ke paru-paru, ke alveolus dan berpidah lagi ke pembuluh darah dan berakhir ke sel. Ketiga, gas akan di transportasikan untuk sampai ke setiap sel di seluruh permukaan tubuh melalui sistem sirkulasi atau sistem peredaran darah. Proses ventilasi dan difusi gas terjadi pada sistem pernapasan atau respirasi, sedangkan transportasi gas terjadi dalam sistem sirkulasi. Sumber oksigen terbesar di bumi dari atmosfer yang mengandung 21% O2, sedangkan sumber lain berasar dari hidrosfer seperti laut, danau, sungai dan bagian hidrosfer lainya dalam bentuk O 2 terlarut. Sumber oksigen tersebut dikenal dengan medium respirasi. Udara bagi hewan darat seperti mamalia dan aves , sedangkan air bagi hewan air seperti ikan. Oksigen dari lingkungan sebelum dapat sampai ke sel-sel di seluruh bagian tubuh akan diperantarai oleh organ respirasi yang berperan sebagai permukaan respirasi. Pertukaran gas terjadi pada permukaan respirasi dengan cara difusi. Permukaan respirasi baik pada hewan darat maupun hewan air bersifat lembab, sehingga gas yang berdifusi melewatinya harus larut dulu dalam air. Udara bebas yang kita hirup pun mengandung uap air, sehingga dapat mempertahankan kelembapan paru-paru kita.

1. Sistem respirasi hewan

a. invertebrata



6

Alat respirasi pada hewan invertebrata bervariasi antara hewan yang satu dengan hewan yang lain, ada yang berupa kulit, trakea, dan paru-paru buku contohnya pada laba-laba, bahkan ada beberapa organisme yang belum mempunyai alat khusus sehingga oksigen berdifusi langsung dari lingkungan ke dalam tubuh, contohnya pada hewan bersel satu atau uniseluler seperti Amoeba, porifera, dan coelenterata. Proses pernapasannya terjadi secara langsung berdifusi ke dalam tubuhnya. Mekanisme pertukaran gasnya sebagai berikut:

O2 dari lingkungan

Membran sitoplasma

Mitokondria

Berdifusi O2

CO2

Amoba menggunakan seluruh luas permukaan tubuhnya yaitu membran plasma, sebagai alat respirasi tempat terjadinya pertukaran gas. Hal ini juga terjadi pada hewan multiseluler seperti cacing. Namun, Tidak semua organisme multiseluer menggunakan permukaan tubuh sebagai sistem respirasi.



7

Sumber: http://biologigonz.blogspot.com

Tahukah kalian bahwa cacing bernapas menggunakan kulitnya? Cacing memiliki permukaan tubuh berupa kulit yang lembab, yang menjadi tempat pertukaran gas. Tepat dibawah kulit terdapat pembuluh kapiler yang sangat padat, yang menghubungkan dengan sistem peredaran darah nya untuk mengangkut oksigen keseluruh tubuh. Hewan lain yang menggunakan kulit sebagai organ respirasi adalah amphibi. Sebagian besar hewan yang menggunakan permukaan tubuh sebagai organ respirasi umumnya relatif berukuran kecil, panjang dan pipih. Respirasi pada serangga menggunakan trakea terdiri atas pipa udara yang bercabang di seluruh tubuh. Oksigen dari luar masuk lewat spirakel. Kemudian udara dari spirakel menuju pembuluh-pembuluh trakea dan selanjutnya pembuluh trakea bercabang lagi menjadi cabang halus yang disebut trakeolus, sehingga dapat mencapai seluruh jaringan dan alat tubuh bagian dalam. Trakeolus tidak berlapis kitin, berisi cairan, dan dibentuk oleh sel yang disebut trakeoblas. Pertukaran gas terjadi antara trakeolus dengan sel-sel tubuh. Trakeolus ini mempunyai fungsi

yang

sama

dengan

kapiler

pada

sistem

pengangkutan

(transportasi) pada vertebrata.



8

Sumber: Campbell, N.A., J.B. Reece, & L.G. Mitchell. (2004)

Mekanisme pernapasan pada serangga, misalnya belalang, adalah sebagai berikut : jika otot perut belalang berkontraksi maka trakea memipih sehingga udara kaya CO 2 keluar. Sebaliknya, jika otot perut belalang berelaksasi maka trakea kembali pada volume semula sehingga tekanan udara menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan di luar sebagai akibatnya udara di luar yang kaya O 2 masuk ke trakea. Sistem

trakea

berfungsi mengangkut O 2 dan

mengedarkannya

ke

seluruh tubuh, dan sebaliknya mengangkut CO 2 hasil respirasi untuk dikeluarkan dari tubuh. Dengan demikian, darah pada serangga hanya berfungsi mengangkut sari makanan dan bukan untuk mengangkut gas pernapasan. Berbeda dengan serangga, laba-laba besar (Arachnida) yang hidup di darat memiliki alat pernapasan berupa paru-paru buku, sedangkan jika hidup di air bernapas dengan insang buku. Baik insang buku maupun paru-paru

buku keduanya mempunyai fungsi yang sama seperti fungsi paru-paru pada vertebrata.



9

b. Vertebrata Alat respirasi pada hewan vertebrata umumnya berupa insang dan paru-paru. Insang merupakan adaptasi respirasi pada sebagian besar hewan air. Insang umumnya tidak cocok untuk hewan yang hidup di

darat,

karena

permukaan

luas

membran

basah ayng besar apabila terpapar ke udara akan menjadi

terlalu

kehilangan

banyak

air

melalui

penguapan,dan

juga

insang akan mengempes ketika

filamen

halunya

tidak berada dalam air dan

akan

menempel

saling

satu

sama

lain. Sehingga, tidak bisa berkontaksi

untuk

menyaring

oksigen

di

udara. Pada ikan; insang berbentuk Sumber: Campbell, N.A., J.B. Reece, & L.G. Mitchell.

lembaran-

lembaran tipis berwarna merah muda dan selalu

lembap. Bagian terluar dari insang berhubungan dengan air, sedangkan bagian dalam berhubungan erat dengan kapiler-kapiler darah. Tiap lembaran

insang

terdiri

dari

sepasang filamen,dan

tiap

filamen

mengandung banyak lapisan tipis (lamela). Pada filamen terdapat pembuluh

darah

yang

memiliki

banyak

kapiler

sehingga

memungkinkan O2 berdifusi masuk dan CO2 berdifusi keluar. Insang pada

ikan

bertulang

sejati

ditutupi

oleh

tutup

insang

yang

disebut operkulum,sedangkan insang pada ikan bertulang rawan tidak ditutupi oleh operkulum. Yulia Puspitasari/S2 IPA |


10

Mekanisme pernapasan pada ikan melalui 2 tahap, yakni inspirasi dan ekspirasi. Pada fase inspirasi, O2 dari air masuk ke dalam insang kemudian 02 diikat

oleh

kapiler

darah

untuk

dibawa

ke

jaringan-jaringan

yang

membutuhkan. Sebaliknya pada fase ekspirasi, C02 yang dibawa oleh darah dari jaringan akan bermuara ke insang dan dari insang diekskresikan keluar tubuh. Selain dimiliki oleh ikan, insang juga dimiliki oleh katak pada fase

berudu, yaitu insang luar. Hewan yang memiliki insang luar sepanjang hidupnya adalah salamander. Alat respirasi pada hewan vertebrata yang hidup di darat umumnya berupa paru-paru. Paru-paru telah di evolusikan pada beberapa

hewan

invertebrata

dan

vertebrata.

Diantara

semua

vertebrata, amfibi mempunyai paru-paru kecil yang tidak meyediakan permukaan besar (banyak diantaranya bahkan tidak memiliki paru-paru sama sekali), sehingga hewan ini sangat bergantung pada difusi gas melewati permukaan tubuh lain, seperti kulit. Hal ini terjadi sebaliknya pada reptilia, burung dan mamalia yang hanya mengkalianlkan paruparunya untuk pertukaran gas.


Seekor katak memventilasi paru-parunya dengan tekanan positif ( positive pressure breathing), dengan cara mendorong udara agar melewati batang tenggoroknya. Mekanisme inspirasi dan ekspirasi terjadi karena kontraksi otot-otot rahang bawah dan otot perut. Rongga mulut membesar ketika otot rahang bawah (submaksilaris) mengendur, Yulia Puspitasari/S2 IPA |


11

dan otot sternohioideus di bagian bawah rahang berkontraksi. Hal ini menyebabkan peningkatan tekanan dalam rongga mulut sehingga terjadi aliran udara melalui rongga mulut dan koane. Ketika otot berkontraksi, rongga mulut mengecil. Koane menutup dan celah faring membuka sehingga udara terdorong masuk ke dalam paruparu. Kemudian, di dalam paru-paru terjadi pertukaran gas. Pada proses ekspirasi,

otot

submaksilaris

kembali

berelaksasi

dan

otot

sternohioideus serta otot-otot perut berkontrasi sehingga menekan paru-paru dan mendorong udara kaya CO2 keluar rongga mulut. Segera setelah celah faring menutup dan koane membuka, otot submaksilaris dan otot geniohioideus berkontraksi sehingga rongga mulut mengecil. Akibatnya, udara yang kaya CO2 tertekan keluar. Pernapasan dengan menggunakan kulit dapat berlangsung ketika berada di darat maupun di air. Kulit katak tipis dengan lendir yang dihasilkan oleh kelenjar pada kulitnya. Selain itu, memiliki banyak kapiler

yang merupakan

perkembangan dari

sistem pernapasan

menggunakan insang luar. Pada saat berada dalam stadium larva, organ yang dimiliki bukanlah paru-paru, tetapi insang luar. Pernapasan pada burung sebenarnya jauh lebih komplek daripada mamalia. Selain paru-paru, burung mempunyai delapan atau Sembilan kantung udara yang menembus abdomen, leher dan bahkan sayap. Kantung udara tidak secara langsung berfungsi dalam pertukaran gas, akan tetapi bertindak sebagai alat penghembus yang menjaga agar udara

mengalir

melalui

paru-paru.

Kantung

udara

juga

dapat

mengurangi kecepatan burung, yang merupakan suatu adaptasi penting untuk terbang. Udara mengalir secara searah baik ketika menghirup atau menghembuskan napas. Paru-paru burung memiliki saluran yang sangat kecil yang disebut parabonki. Sistem respirasi mamalia akan kita lihat contoh pada manusia.




12

Pada saat burung tidak terbang, proses inspirasi terjadi dengan memperbesar rongga dada. Saat rongga dada mengecil, terjadi ekspirasi. Udara dari kantung udara posterior mengalir ke kantung udara interior, melewati parabronkus. Dalam parabronkus terjadi pertukaran gas. Udara kaya CO2 ditampung sementara dalam kantungkantung udara anterior. Saat inspirasi berikutnya, udara mengalir lagi mengisi kantung udara posterior dan paru-paru. Ketika ekspirasi, udara mengalir sedangkan

melewati udara

paru-paru

mengisi

kantung

hasil pernapasan pertama

udara

anterior,

dikeluarkan. Secara

kontinu, paru-paru burung dilewati udara pada saat inspirasi dan ekspirasi. Pada saat burung terbang, Aliran udara ke dalam paru-paru terjadi ketika burung mengepakkan sayap. Pada saat sayap diangkat ke atas, kantung udara di ketiak mengembang sehingga terjadi proses inspirasi. Ketika

sayap

turun,

kantung

udara

di

antara

tulang

korakoid

mengembang dan kantung udara ketiak terjepit sehingga udara mengalir ke dalam kantung udara di antara tulang korakoid melewati paru-paru. Saat itulah terjadi proses pertukaran gas.

2. Sistem respirasi mamalia: manusia

a. Organ-Organ Pernapasan



13


Sistem respirasi mamalia khususnya manusia merupakan sebuah sistem saluran bercabang

yang mengirimkan udara ke paru-paru.

Udara masuk melalui hidung, merupakan saluran pertama yang dilalui udara sari luar. Di dalam rongga hidung terdapat rambut dan selaput lendir berguna untuk menyaring dan melembabkan udara yang masuk. Di Rongga hidung juga terdapat saluran yang sempit untuk dilewatkan udara , saluran itu disebut Konka untuk mengangatkan udara pernapas. Dari rongga hidung kemudian mengarah ke faring, yang merupakan percabangan dua saluran, yaitu saluran tenggorokan (nasofaring) yang merupakan saluran pernapasan, dan saluran kerongkongan (oralfaring) yang merupakan saluran pencernaan. Laring (pangkal tenggorokkan) merupakan bagian pangkal dari saluran pernapasan (trakea). Laring tersusun atas tulang rawan yang berupa lempengan dan membentuk struktur jakun. Diatas laring terdapat katup (epiglotis) yang akan menutup saat menelan. Katup berfungsi mencegah makanan dan minuman masuk ke saluran Yulia Puspitasari/S2 IPA |


14

pernapasan. Pada pangkal larink terdapat selaput suara. Selaput suara akan bergetar jika terhembus udara dari paru-paru. Dari

laring,

udara

lewat

ke

dalam

trakea,

atau

batang

tenggorokan yang berupa pipa yang panjangnya ± 10 cm, terletak sebagian di leher dan sebagian di rongga dada (torak). Dinding tenggorokan tipis dan kaku, dikelilingi oleh cincin tulang rawan. Pada bagian dalam rongga terdapat epithel bersilia. Silia-silia ini berfungsi menyaring benda-benda asing yang masuk ke saluran pernapasan. Batang tenggorokan (trakea) bercabang menjadi dua bagian, yaitu bronkus kanan dan bronkus kiri yang keduanya mengarah ke paruparu.

Arteri pulmon er Vena pulmone r

Sel darah merah

kapile r

kapile r Sumber: http://biologigonz.blogspot.com

Setiap bronkus bercabang-cabang untuk membentuk beribu-ribu cabang kecil disebut bronkiol yang berakhir di dalam alveolus. Aveolus terletak di hujung setiap bronkiol Permukaan respirasi dalam paru-paru berupa epithelium tipis yang terdiri dari jutaan alveoli. Dinding alveolus berperanan sebagai permukaan respirasi, yaitu tempat pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida. Aveolus disesuaikan untuk pertukaran gas yang memiliki ciri-ciri, sebagai berikut: Yulia Puspitasari/S2 IPA |


15

a)

Alveolus

mempunyai

luas

permukaan

besar

untuk

mempercepatkan peresapan gas. b) Alveolus bermembran nipis yaitu setebal satu sel. Gas meresap melaluinya dengan mudah. c) Dinding alveolus sentiasa lembap kerana diselaputi oleh satu lapisan cecair yang membenarkan oksigen dan karbon dioksida melarut di dalamnya. d) Dinding dipenuhi rangkaian kapilari darah bagi mengangkut gas respirasi. b. Mekanisme Bernapas Tahukan

kalian,

ketika

kita

bernapas

menghirup

dan

menghembuskan udara artinya kita sedang memventilasi paru-paru kita. Seperti halnya vertebrata, manusia memventilasi paru-parunya dengan

cara

bernapas

( breathing).

Ventilasi

merupakan

proses

pertukaran udara antara atmosfer dengan alveoli. Proses ini terdiri dari inspirasi (masuknya udara ke paru-paru) dan ekspirasi (keluarnya udara dari paru-paru). Ventilasi terjadi karena adanya perubahan tekanan di dalam paru-paru, pada saat inspirasi tekanan di dalam paru-paru lebih rendah dari tekanan atmosfer sehingga udara dari atmosfer akan terhisap ke dalam paru-paru ini terjadi karena otot otot respirasi berkontraksi. Ventilasi paru-paru pada mamalia dengan pernapasan tekanan negatif (negative pressure breathing), yang bekerja seperti pompa penyedot yang menarik udara masuk kedalam paru-paru. Pernapasan manusia dibedakan atas: 1). pernapasan dada. Pernapasan dada terjadi melalui fase inspirasi dan ekspirasi yang melibatkan Otot antar tulang rusuk dan Rusuk. Mekanisme inspirasi pernapasan dada sebagai berikut:



16

Otot antar tulang rusuk ( muskulus intercostalis eksternal) berkontraksi tulang

rusuk

terangkat

(posisi

datar)Paru-paru

mengembang 

tekanan udara dalam paru-paru menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan udara luar



udara luar masuk ke paru-paru.

Mekanisme ekspirasi pernapasan perut adalah sebagai berikut: Otot antar tulang rusuk relaksasitulang rusuk menurun paru-paru menyusuttekanan udara dalam paru-paru lebih besar dibandingkan dengan tekanan udara luar

udara

keluar dari paru-paru.

Sumber: www.google.com (modifikasi)

Ekshal asi

Inhala si

Otot rusuk berelaksa sii

Otot rusuk berkontra ksi

Diafragm a berelaks asi

Diafragma berkontraks ii

2). pernapasan perut. Pernafasan perut melibatkan diafragma dan otonya. Diafragma merupakan lapisan otot rangka yang membentuk dinding dasar pada rongga dada. Ketika diafragma berkontraksi dan turun seperti sebuah piston. Semua perubahan tersebut meningkatkan volume paru-paru, yang memnyebabkan tekanan udara di dalam alveoli menjadi lebih rendah dibandingkan dengan tekanan atmosfer. Karena udara selalu mengalir dari daerah bertekana tinggi ke daerha bertekanan rendah, maka terjadi inhalasi. Selama ekshalasi, otot tulang rusuk dan diafragma berelaksasi, volume paru-paru berkurang, dan peningkatan Yulia Puspitasari/S2 IPA |


17

tekanan udara di dalam alveoli memaksa udara naik ke pipa pernapasan dan keluar melalui lubang hidung. Oksigen yang masuk dan keluar melalui alat-alat pernapasan disebut udara pernapasan. Udara pernapasan pada manusia dibedakan menjadi enam macam, yaitu: Udara pernapasan biasa (volume tidal) merupakan udara yang masuk dan keluar paru-paru pada saat pernapasan biasa. Volume udara yang masuk dan keluar sebanyak 500 ml. Udara cadangan inspirasi (udara komplementer), merupakan udara yang masih dapat dimasukkan ke dalam paru-paru secara maksimal, setelah melakukan inspirasi normal. Besarnya udara komplementer adalah 1500 ml Udara cadangan ekspirasi (udara suplementer), merupakan udara yang masih dapat dikeluarkan dari paru-paru secara maksimal

setelah

melakukan

ekspirasi

biasa.

Besarnya

udara

suplementer adalah 1500 ml.Udara residu merupakan udara yang tersisa di dalam paru-paru, yang berfungsi untuk menjaga agar paruparu tetap dalam keadaan mengembang. Besarnya udara residu adalah 1000 ml.

Volume udara pernapasan berkisar 500 - 3500 ml. Dari 500 ml udara yang dihirup, hanya 350 ml yang sampai di alveolus, sisanya hanya sampai saluran pernapasan. Jumlah oksigen yang diperlukan sehari untuk tiap individu sebesar 300 cc. Kapasitas paru-paru merupakan

kemampuan

paru-paru


mengeluarkan

udara


secara 18

maksimal setelah melakukan inspirasi secara maksimal. Untuk ukuran orang dewasa kurang lebih sekitar 3800 mL dan 4800mL. Kerja dari otot-otot pernafasan dalam melakukan pernapasan atau ventilasi disebabkan karena adanya perintah dari pusat pernafasan (medula oblongata) pada otak. Faktor yang mempengaruhi kecepatan frekuensi pernapasan antara lain; Usia, jenis kelamin, suhu tubuh, posisi tubh dan aktivitas Ventilasi juga dipengaruhi oleh beberapa faktor berikut:

PERCOBAAN 2

1) Kadar oksigen pada atmosfer 2) Kebersihan jalan nafas

Merancang Respirometer sederhana untuk mengukur udara 3) Daya recoil & complience (kembang kempis) dari paru-paru pernapasan pada manusia 4) Pusat pernafasan

Spirometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur kapasitas udara pernapasan pada manusia. Prinsip pengukuran dalam spirometer berbeda-beda bergantung bentuk tipe, dan spesifikasi alat. Ada spirometer yang mengukur kapasitas udara pernapasan menggunakan grafik sehingga dapat dilihat volume udara komplementer, suplementer, dan tidalnya. Ada juga spirometer yang menggunakan turbin yang sudah diberi skala tertentu sehingga jika udara pernapasan ditiupkan maka turbin akan bergerak dan dapat dilihat volume udara yang terbaca pada skala turbin.

Respirometer sederhana Sekarang cobalah kalian rancang sendiri alat respirometer sederhana seperti desain di atas. dengan menggunakan alt dan bahan lain, sesuai dengan prinsip kerja seperti di atas. Alat dan bahan yang mungkin kalian butuhkan terdiri atas: Balon Selang Botol plastik air mineral volume 1500 ml Korek api (alat dan bahan ini dapat kalian modifikasi dengan alat aatau bahan lain) Pengukuran volume udara pernapasan manusia dapat dilakukan dengan menggunakan rumus volume bola atau volume tabung. Prinsip pengukuran volume balon udara didahului dengan menentukan keliling balon udara yang telah ditiup menggunakan meteran baju.



19

PERCOBAAN 2

Susunlah prosedur kerja dari alat yang kalian rancang: ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… • Paku ……………………………………………………………………………………………… • Lilin …………………… • Meteran Baju Data hasil percobaan:

•

Kertas skala

……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………… Kesimpulan: ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………… Yulia Puspitasari/S2 IPA |


20

PERCOBAAN 3 Laju Respirasi Katak Tujuan percobaan: ……………………………………………………………………………………………… ………. Alat & Bahan: Syringe Manometer tabung specimen tabung control 2 ekor katak KOH 20% Kapas Prosedur kerja:

Susunlah alat di atas menjadi sebuat respirometer seperti di bawah ini: http://digilib.itb.ac.id Kemudian kapas dimasukan ke dalam botol specimen dan ditetesi KOH sampai jenuh. Sebelum katak dimaskan ke dalam tabung specimen, timbang dahulu berat badannya. Setelah itu, syringe ditekan sedikit demi sedikit untuk melihat kerja dari larutan Brodie pada manometer U berskala Syringe ditekan kembali setiap interval 2 menit. Catatlah pergerakan larutan Brodie pada manometer , dan laju konsumsi oksigen dapat dihitung. Percobaan ini dilakukan sebanyak tiga kali (triplo).



21

PERCOBAAN .2 Laju Respirasi Katak Tabel hasil Pengamatan: Berat Katak: …

WaktuPerubahan Skala5 menit… 10 Menit……15 menit…Jumlah…RataRata…1 skala = 0.5/15.5 = 0.0322 ml Berilah penjelasan dari pertanyaan-pertanyaan berikut ini! Hitunglah Volume pernapasan Rata-rata dan laju konsumsi oksigen sebagai berikut: V rata-rata = …. skala x 0.0322 ml Jadi, laju konsumsi O2 V rata-rata/ berat katak/ (15/60)Jam Apakah fngsi dari KOH 20%? Mengapa pada saat meneteskannya pada kapas haris hingga jenuh? Berdasarkan percobaan tersebut, faktor apa saja yang mempengaruhi laju pernapasan pada katak? Mengapa Apakah ketika katak di masukan ke dalam tabung specimen perubahan pada skala tidak langsung dicatat namun dibiarkan dahulu selama beberapa menit? Mengapa percobaan yang kalian lakukan harus di ulang sebanyak 3 kali? Buatlah hasil analisis dan pembahasan dari data hasil pengamatan yang kalian peroleh! Analisis dan Pembahasan: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………….. …………………………………………………………………………………………… ……………………………………….. Kesimpulan: Yulia Puspitasari/S2 IPA | Bahan Ajar Sistem Respirasi dan sistem Sirkulasi 22 …………………………………………………………………………………………… ………………………………………..

Sistem Sirkulasi

B

(Transportasi gas) Jika kalian meletakan telapak tangan di bagian dada kalian, kalian akan merasakan jantung berdetak tanpa henti siang dan malam sepanjang hidup kalian. Coba kalian bayangkan apabila fungsi jantung ini digantikan dengan alat pompa lain atau jantung buatan? Kira-kira berapa besar energi atau baterai yang dibutuhkan untuk membuat alat tersbut berdetak seumur hidup? Bagaimana jika alat pompa tersebut kehabisan baterai saat kita tidur dan tiba-tiba detaknya berhenti? Ya, tidak ada alat semahal dan secanggih apapun yang bisa menyamai Yulia Puspitasari/S2 IPA |


23

kehebatannya seperti jantung asli dari Tuhan yang ada di dalam dada kita sekarang. Jantung memompa cairan ke seuluruh bagian tubuh untuk memasok oksigen dan sari-sari makanan ke sel-sel tubuh. Tubuh kalian tersusun dari berjuta-juta sel. Masing-masing sel seperti pabrik kecil yang harus dipasok dengan zat kimia tertentu dan mengeluarkan zat sisa yang harus dibuang. Kira-kira apa yang akan terjadi jika pasokan itu terganggu atau terhenti? Ya, pastinya akan terjadi gangguan yang sangat serius terhadap kesehatan tubuh kalian. Dalam bagian ini kalian akan mempelajari bagaimana gas dari organ pertukaran dan zat lain di transportasikan ke seluruh tubuh sesuai kebutuhan setiap sel untuk melakukan metabolisme. Dalam mempelajari materi ini kalian harus mengingat kembali pelajaran mengenai sel, jaringan, transportasi gas atau respirasi dan sistem gerak. Sistem sirkulasi atau yang kalian kenal sebagai sistem peredaran darah berfungsi mentransportkan za-zat yang di butuhkan oleh setiap sel di seluruh tubuh untuk melakukan metabolisme. Salah satunya mengedarkan gas oksigen dan karbondioksida dari organ pertukaran atau respirasi ke seluruh tubuh. Misalnya, dalam paru-paru mamalia, setelah oksigen yang dihirup dari udara berdifusi melewati epithelium tipis dan masuk ke aliran darah, sistem ini membawa darah yang kaya oksigen ini ke bagian tubuh lain. Pada beberapa hewan yang memiliki tubuh sederhana transpotasi gas ini cukup dengan hanya melalui proses difusi tanpa membutuhkan sistem transport. Namun pada hewan yang memiliki tubuh yang lebih kompleks, difusi saja tidak mencukupi untuk pengangkutan zat-zat kimia dengan jarak yang jauh ke seluruh tubuh dari satu organ ke organ lain. Karena dengan jarak yang jauh akan membutuhkan waktu yang lama pula. Waktu yang dibutuhkan oleh suatu zat untuk berdifusi dari suatu tempat ke tempat lain sebanding dengan kuadrat jarak yang akan di tempuh. Jika pengangkutann zat-zat tersebut membutuhkan waktu Yulia Puspitasari/S2 IPA |


24

lama, sangat tidak mungkin karena setiap sel tubuh butuh dipasok setiap waktu untuk melakukan proses metabolisme. Adanya sistem sirkulasi, tidak akan terjadi pengangkutan zat secara

difusi

dengan

jarak

yang

jauh

untuk

memaasuki

atau

meninggalkan suatu sel. Misalnya, untuk memindahkan oksigen dari paru-paru ke sel otak. Sistem sirkulasi mengangkut cairan ke seluruh tubuh,

dengan

begitu

secara

fungsional

Sistem

transport

menghubungkan organ-organ pertukaran dengan sel-sel tubuh. Kita akan melihat keterkaitan sistem ini dengan sistem resprasi dalam mentransportasikan zat khususnya gas ke seluruh tubuh. Sebelum membahas bagaimana mekanisme ini pada tubuh manusia, kita akan lihat bagaimana sistem sirkulasi atau transportasi ini pada beberapa hewan.

Sistem Sirkulasi Hewan Tahukah kalian transportasi zat pada beberapa hewan tidak memiliki sistem peredaran darah seperti kita? Lalu bagaimana mereka dapat memasok zat-zat yang dibutuhkan oleh setiap sel di seluruh bagian tubuhnya? Secara umum Sistem sirkulasi pada hewan dibedakan menjadi 3, yaitu: Sistem difusi yang terjadi pada invertebrata rendah seperti paramecium, amoeba maupun hydra belum mempunyai sistem sirkulasi berupa jantung dengan salurannya yang merupakan jalan untuk peredaran makanan. Makanan umumnya beredar keseluruh tubuh karena adanya aliran protoplasma.

Sistem peredaran darah terbuka

terjadi pada arthipoda yang peredaran darahnya tidak selalu berada di dalam pembuluh. Sedangkan sistem sirkulasi tertutup terjadi pada hewan beberapa hewan invertebrate tingkat tinggi dan vertebrata, Yulia Puspitasari/S2 IPA |


25

namun sistem ini jauh lebih sederhana dari sistem kardiovasluker manusia. Untuk lebih jelas kita akan bahas secara secara khusus sebagai berikut: 1. Transport internal sebagian besar hewan invertebrata berupa rongga gastrovaskuler Sistem sirkulasi sebagian besar hewan invertebrata berupa rongga gastrovaskuler atau suatu sistem sirkulasi untuk transport internal. Rongga gastrovaskuler memiliki fungsi gkalian yaitu untuk pencernaan dan pengiriman zat-zat ke seluruh tubuh. Lapisan luar dan lapisan dalam jaringan rongga gastrovaskuler digenangi oleh cairan. Beberapa contoh hewan

invertebrate yang memiliki ronga

gastrovaskuler yang rumit: Pada hydra dan cnidaria lainnya sistem sirkulasi tidak begitu penting. Dinding tubuh hanya terdiri dari dua sel tipis

yang

membungkus

rongga

gastrovaskuer

tengah,

yang

menyediakan pencernaan dan distribusi ke seluruh tubuh. Cairan di dalam rongga terhubung dengan air yang berada di luar melalui pembukaan tunggal, sehingga baik lapisan dalam dan apisan luar digenangi oleh cairan. Cabang-cabang tipis rongga gastrovaskuler yang lebih rumit lagi. Ketika pencernaan dimulai dalam rongga, hanya sel-sel lapisan dalam yang memiliki akses langsung dengan nutrisi, tetapi nutrisi hanya menempuh jarak yang dekat untuk berdifusi ke sel-sel lapisan luar.

Sumber: Campbell et al, 2003



26

Planaria

dan

cacing

pipih

juga

memiliki

rongga

gastrovaskuler yang memepertukarkan materi dengan lingkungannya melalui suatu pembukaan tunggal. Bentuk tubuh yang pipih dan percabangan rongga gastrovaskuler di seluruh tubuh hewan menjamin bahwa seluruh sel-sel tergenangi oleh medium yang sesuai dan jarak difusi yang pendek.

Sumber: http://bionetonline.blogdetik.com

Mulut & anus

Gastrovaskul er Dinding tubuh

2. Transport internal hewan yang memiliki banyak lapisan sel dengan sistem sirkulasi terbuka Untuk

hewan-hewan

dengan

banyak

lapisan

sel,

rongga

gastrovaskuler tidak memadai untuk transport internal karena jarak difusi terlalu luas untuk pertukaran nutrisi dan zat sisa yang sesuai. Pada hewan yang lebih kompleks dua sistem sirkulasi yang mengatasi keterbatasan difusi telah berkembang: sistem sirkulasi terbuka dan sistem sirkulasi tertutup.



27

Pada serangga, arthopoda lainnya dan sebagian besar mollusca, darah menggenangi organ internal secara langsung pada sistem sirkulasi terbuka. tidak ada perbedaan antara darah, cairan interstitial dan cairan tubuh umumnya lebih tepat disebut hemolimfa. Satu atau lebih jantung memompa hemolimfa ke dalam sistem sinus yang saling berhubungan, yang merupakan ruangan yang mengelilingi organ tersebut. Di sini terjadi pertukaran kimiawi antara hemolimfa dan sel-sel tubuh. Pada serangga dan artropoda lainnya jantung adalah suatu tabung

panjang yang terletak di bagian dorsal. Ketika jantung

berkonraksi jantung memompa hemolimfa keluar melalui pembuluh darah masuk ke sinus. Ketika jantung relaksasi hemolimfa akan disedot oleh jantung ke dalam sistem sirkulasi melalui pori yang disebut ostia. Ostia dilengkapi katup yang akan menutup ketika jantung berkontraksi. Pergerakan Sumber: Campbell et al, 2003 Jantun g Hemolimfa di dalam sinus yang memenggenangi organ

tubuh

membantu mensirkulasikan hemolimfa.

Dalam sirkulasi

Jantung

Sistem sirkulasi Terbuka

sistem terbuka,

darah

dan

cairan

tubuh

adalah

sama

yang

disebut

hemolimfa. belalang,

Pada jantung

tubular dorsal memompa maju hemolimfa melalui pembuluh anterior dan menuju ke bagian samping hewan itu melalui beberapa pembuluh lateral yang beruntun. Hemolimfanya diperas ke arah samping melalui sinus oleh gerakan tubuh, dan masuk kembali ke jantung melalui ostia. 3. Transport internal pada berapa invertebrata dan vertebrata dengan sirkulasi tertutup Yulia Puspitasari/S2 IPA |


28

Pada sistem sirkulasi tertutup darah berada di dalam pembuluh dan terpisah dari cairan tubuh. Satu atau lebih jantung memompa darah ke dalam pembuluh darah besar yang bercabang menjadi pembuluh darah kecil dan mengalir ke organ. Pada pembuluh darah kecil di organ terjadi pertukaran kimia antara darah dan cairan tubuh dengan sel-sel tubuh. Materi dipertukarkan melalui difusi antara cairan darah dan cairan tubuh yang menggenangi sel. Cacing tanah, cumi-cumi, gurita dan vertebrata memiliki sistem sirkulasi tertutup.

Jantung Sumber: Campbell et al, 2003

Cairan tubuh

Cabang pembuluh pada organ

Pembulun dorsal (jantung utama)

Jantung axilar

Pembulun ventral

Sistem sirkulasi tertutup membatasi darah agar tetap berada di di dalam pembuluh, sehingga terpisah dan berbeda dari cairan tubuh. Ketika darah lewat melalui pembuluh kecil dalam organ, terjadi pertukaran kimia antara darah dan cairan tubuh, dan cairan tubuh dengan sel-sel tubuh. Cacing tanah memiliki tiga pembuluh utama yaitu satu dorsal dan dua ventral. Bercabang ke dalam pembuluh-pembuluh yang lebih kecil yang mengalirkan darah ke berbagai organ. Pembuluh dorsal berfungsi sebagai jantung utama yang memompa darah oleh gerak peristaltic, menuju ujung anterior cacing tersebut. Pembuluh dorsal dan pembuluh ventral dihubungkan oleh lima pasang pembuluh. Sepasang pembuluh pada cacing berfungsi sebagai jantung tambahan yang mendorong darah ke arah ventral. Pembuluh berpadangan itu Yulia Puspitasari/S2 IPA |


29

berfungsi sebagai jantung tambahan, yang mendorong darah kea rah vental. Darah mengalir ke arah samping di dalam pembuluh ventral. 4. Sistem Sirkulasi hewan Vertebrata Manusia dan vertebrata lain memiliki sistem sirkulasi tertutup yang juga disebut sistem kardiovaskuler. Jantung memiliki satu atrium atau du atria (jamak), rungan jantung yang menerima darah kembali ke jantung, dan satu atau dua ventrikel, ruangan yang memompa darah keluat dari jantung. Sistem kardiovaskuler vertebrata berkaitan dengan sistem pernapasan insang dan paru-paru. Coba kalian perlajari masingmasing sistem sirkulasi pada masing-masing klas hewan berikut ini, kemudian kalian bisa lihat perbandingan dan perbedaannya. 1). Ikan memiliki sistem sirkulasi tunggal Ikan mempunyai sebuah jantung dengan dua ruangan (bilik) utama, yaitu satu atrium dan satu ventrikel. Ikan mempunyai sebuah sirkuit tunggal aliran darah karena darah ikan mengalir melalui insang dan kapiler sistemik dalam satu kali perputaran. Darah dipompa dari ventrikel pertama-tama mengalir ke insang (sirkulasi insang), Insang merupakan tempat terjadinya pengambilan oksigen oleh darah dan pembebasan karbondioksida melewati dinding kapiler. kapiler insang mengumpul ke dalam suatu pembuluh yang membawa darah yang kaya oksigen menuju hamparan kapiler di seluruh bagian tubuh (sirkulasi sistemik). Darah kemudian kembali ke vena menuju atrium jantung. Pada seekor ikan darah mengalir melalui dua hamparan kapiler dalam satu kali perputaran. Ketika darah melalui hamparan kapiler tekanan darah gaya yang mendorong sirkulasi menurum tajam. Karena darah yang kaya oksigen dari insang mengalir ke sirkulasi sistemik sangat lambat (walaupun proses dibantu oleh pergerakan tubuh ketika berenang). Hal ini memaksa penghantaran oksigen ke jaringan tubuh dan laju metabolic maksimum pada ikan. 2). Amphibi memiliki sistem sirkulasi gkalian Yulia Puspitasari/S2 IPA |


30

Amphibi mempunyai jantung berbilik tiga dengan dua atria dan satu ventrikel. Ventrikel akan memmompa darah ke dalam sebuah arteri bercabang yang mengarahkan darah melalui dua sirkuit; yaitu sirkuit pulmokutaneus

( pulmocutaneous

pulmokutaneus

( pulmocutaneous

circuit ) circuit )

dan

sirkuit

mengarah

ke

sistemik. jaringan

pertukaran gas (dalam paru-paru dan kulit pada katak), dimana darah akan mengambil oksigen kembali melalui kapiler. Darah yang kaya oksigen kembali ke atrium kiri jantung, dan kemudian sebagian besar diantaranya dipompakan ke dalam sirkuit sistemik. Sirkuit sistemik membawa darah membawa darah yang kaya oksigen ke seluruh organ tubuh dan kemudian mengembalikan darah yang miskin oksigen ke atrium kanan melalui vena. Skema ini yang disebut sirkulasi gkalian, menjamin aliran darahyang kuat ke otak, oto dan organ-organ lain, karena darah itu dipompa untuk kedua kalinya setelah keluarnya dalam hamparan kapiler pada paru-paru atau kulit. Keadaan ini sangat berbeda dari sirkulasi tungal pada ikan, dimana darah mengalir secara langsung dari organ respirasi (insang) ke organ lain dengan tekanan yang semakin berkurang. Di dalam ventrikel jantung amphibi terjadi pencampuran antara darah yang kaya oksigen dengan darah sedikit oksigen, akan tetapi pada ventrikel tunggal jantung katak terdapat suatu abungan (ridge) yang akan mengalihkan sebagian besar dari darah yang kaya oksigen itu dari atrium kiri ke dalam sirkuit sistemik dan sebagian darah yang miskin oksigen itu dari atrium kanan ke dalam sirkuit pulmokutaneus. 3). Mamalia dan aves mempunyai sebuah jantung berbilik empat dan sirkulasi gkalian Pada reptilian terjadi sedikit pencampuran darah yang sedikit oksigen dengan yang banyak oksigen. Meskipun jantung reptilian berbilik

tiga,

ventrikel

tunggal

terbagi

secara

parsial.

Reptilian

mempunyai sirkulasi gkalian yaitu sirkuit sistemik dan sirkuit pulmoner ( pulmonary circuit ), yang mengalirkan darah dari jantung ke jaringan Yulia Puspitasari/S2 IPA |


31

pertukaran gas dalam paru-paru dan kembali ke ajntung. Pada satu ordo reptilian, Crocodilia mempunyai sekat pada ventrikel yang sempurna, terbagi menjadi bilik kiri dan bilik kanan. Jantung berbilik empat pada burung dan mamalia mempunyai dua atria dan dua ventrikel yang terpisah secara sempurna. Terdapat sirkulasi gkalian (sirkuit sistemik dan sirkuit pulmoner); Bagian kiri jantung mengandung darah yang kaya oksigen, dan bagian kanan jantung menerima dan memompakan darah yang miskin oksigen. Pengiriman oksigen ke seluruh bagian tubuh akan semakin meningkat karena tidak ada pencampuran darah yang kaya oksigen dengan darah yang kurang oksigen. Sirkulasi gkalian memulihkan tekanan setelah darah baru saja lewat melalui kapiler paru-paru. Sebagai hewan endotermik,

yang

menggunakan

panas

yang

dibebaskan

dari

merabolisme untuk menghangatkan tubuh. Burung dan mamalia memerlukan

lebih

banyak

oksigen

per

gram

bobot

tubuhnya

dibandingkan vertebrata lain yang memiliki ukuran tubuh yang sama. Burung dan mamalia diturunkan dari leluhur reptile yang bebeda, dan jantung masing-masing jantung yang berbilik empat itu berkembang secara independen, merupakan sebuah contoh evolusi konvergen. Gambaran

umum

Skema

sistem

sirkulasi

pada

beberapa

vertebrata tersebut dapat kalian lihat pada gambar berikut:

Arteri Ventricl e vena

Yulia Puspitasari/S2 IPA | Sistemi k

Sistemi k


Sistemi k

Sistemi k

32

Sumber: campbel, 2004 & berbagai sumber

Terlihat bahwa warna merah menkaliani darah yang kaya akan oksigen, dan warna biru menggambarkan darah yang miskin oksigen. Pisces mempunyai jantung berbilik dua dan sebuah sirkuit tunggal aliran darah, dengan atrium jantung yang menerima darah yang miskin oksigen dari vena dan ventrikel yang memompakan darah ke insang. Amphibia mempunyai jantung berbilik tiga dan dua sirkuit aliran darah; sirkuit

pulmokutaneus

dan

sirkuit

sistemik.

Sirkulasi

gkalian

ini

mengirimkan darah ke organ sistemik dengan tekanan tinggi. Pada ventrikel tunggal itu, terdapat sedikit pencampuran antara darah yang kaya oksigen dengan darah yang miskin oksigen. Reptilia mempunyai sirkulasi gkalian, yaitu sirkuit sistemik dan sirkuit pulmoner, yang mengalirkan darah dari jantung ke jaringan pertukaran gas dalam paruparu dan kembali ke jantung. Pada ordo Crocodila, ventrikel secara sempurna terbagi menjadi bilik kiri dan bilik kanan. Mamalia dan burung mempunyai sebuah jantung berbilik empat dan sirkulasi gkalian. Di dalam jantung darah yang kaya osigen dijaga agar sepenuhnya terpisah dari darah yang miskin oksigen.

Sistem Sirkulasi Manusia 1. Sirkulasi ganda pada Manusia

Darah manusia selalu beredar di dalam pembuluh darah. Sekali beredar, darah manusia dua kali melewati jantung sehingga peredaran darah manusia termasuk ke dalam sirkulasi atau peredaran darah ganda. Sirkulasi ganda terdiri dari sirkuit sistemik dan sirkuit pulmoner (paru-paru). Sirkuit sistemik disebut juga sebagai sistem peredaran



33

besar yang meliputi seluruh bagian tubuh. Sedangkan sirkuit pulmoner atau peredaran darah paru-paru disebut juga sistem peredaran kecil. Sirkulasi pulmoner merupakan peredaran darah antara jantung dan paru-paru (Jantung - Paru paru - Jantung lagi). Detailnya darah dari jantung

(ventrikel

kanan)

dialirkan

ke

paru-paru

melalui

arteri

pulmonalis, darah ini banyak mengandung karbondioksida sebagai sisa metabolisme untuk dibuang melalui alveolus paru-paru ke atmosfer. Selanjutnya darah akan disuplai oksigen atau terjadinya pertukaran gas pada kapiler paru dan kembali ke jantung (atrium kiri) melalui vena pulmonalis. Dari pemahaman itu maka Arteri Pulmonalis adalah satu satunya aretri yang kaya Carbon dioksida dan Vena Pulmonalis adalah satu satunya pembuluh darah vena / balik yang kaya akan Oksigen. Peredaran darah besar membawa darah dari jantung menuju ke seluruh tubuh (kecuali paru-paru) dan kembali ke jantung. Darah dari ventrikel kiri dipompakan ke seluruh tubuh melalui aorta, kemudian pembuluh darah Aorta bercabang-cabang menjadi arteri dan arteri bercabang lagii membentuk aeteriol / arteri yang lebih kecil yang tersebar dan bisa mengakses ke seluruh sel tubuh kita. Cabang-cabang aorta antara lain: Arteri karotis menyuply darah ke otak; Arteri koronaria menyuplai darah ke jantung; Arteri subklavia menyuplai darah ke bahu; Arteri mesentrika menyupla darah ke usus; Arteri renalis menyuplai darah ke ginjal.



34

Selanjutnya

darah

dikembalikan

ke

jantung

bagian

kanan

tepatnya ke serambi kanan)/ ventrikel dexter melalui vena cava baik Vena cava superior (tubuh

sebelah

atas

jantung)

maupun

Vena

cava inferior. Untuk lebih jelasnya kalian perhatikan skema

sistem

darah

peredaran

ganda

pada

manusia, disamping.

2. Komponen

sistem

kardiovaskuler

Transport internal pada manusia juga Sumber: http://wapedia.mobi

dengan

sistem

sirkulasi

tertutup, dan disebut juga dengan

sistem

kardiovaskuler, atau yang kalian kenal dengan sistem peredaran

darah.

Komponen

sistem

kardiovaskuler

terdiri

jantung, pembuluh darah Sumber: http://4.bp.blogspot.com

dan

darah.

Jantung

berperan sebagai pusat kardiovaskuler, yaitu sebagai pompa utama yang mengalirkan darah melalui pembuluh darah agar sampai ke Yulia Puspitasari/S2 IPA |


35

seluruh bagian tubuh. Pembuluh darah berfungsi sebagai pipa saluran tempat mengalirnya darah, terdapat 3 jenis pembuluh darah, yaitu arteri, vena dan kapiler. Ketiganya memiliki fungsi yang berbeda sesuai dengan

strukturnya.

Darah

merupakan

bagian

dari

sistem

kardiovaskuler yang berfungsi untuk mengikat berbagai zat atau gas yang akan dihantarkan ke seluruh tubuh. Darah terdiri dari cairan plasma dan unsur seluler. 1). Sirkulasi ganda pada manusia bergantung pada anatomi dan siklus pemompaan jantung

Jantung (bahasa Latin, cor) adalah sebuah rongga, rongga, organ berotot yang memompa darah lewat pembuluh darah oleh kontraksi berirama yang berulang. Jantung adalah salah satu organ yang berperan dalam sistem peredaran darah. Jantung memompa darah agar dapat terus beredar ke seluruh tubuh setiap saat. Tahukah kalian bahwa jantung kita berdetak 2 kali dalam satu kali siklus pemompaan? Kita akan membahas mengenai anatomi jantung secara mendalam serta siklus kerja jantung. Disini kalian akan lebih memahami mengenai sistem peredaran gkalian ditentukan oleh anatomi jantung mulai dari ruang

jantung, sel

dan

jaringan penyusun

jantung

serta

siklus

pemompaan jantung. a. Anatomi jantung




36

Jantung manusia berada persis di bawah tulang dada ( sternum), dengan ukuran satu kepalan tangan. Jantung tersusun dari jaringan otot jantung, yaitu pericardium, miokardium dan endokardium. Jantung manusia beruang empat, yaitu dua atrium dan dua ventrikel. Kedua atria mempunyai dinding yang relatif tipis dan berfungsi sebagai ruangan penampungan bagi darah yang kembali ke jantung dan hanya memompa darah dalam jarak yang cukup dekat menuju

ventrikel.

Ventrikel mempunyai dinding yang lebih tebal dan jauh lebih kuat dibandingkan dengan atrium-khususnya ventrikel kiri, yang harus memompakan darah ke seluruh organ tubuh melalui sirkuit sistemik.

Vena Cava Anterior

Aorta

Vena pulmonari

Arteri pulmonari katup semilunar Atrium kiri

Atrium kanan

Katup

Valvula Atrioventrikula r

Atrioventrikula r Vena Cava posterior

Ventrikel kiri Ventrikel kanan

Copyright @2003 Pearson

Tahukah kalian bahwa aliran darah dalam tubuh kita searah di dalam pembuluh dan tidak pernak bolak balik atau bertabrakan? Hal ini karena jantung memiliki klep atau katup,Empat katup dalam jantung yang masing-masing terdiri dari kelepak- kelepak jaringan ikat yang berfungsi untuk mencegah aliran balik darah. Antara setiap 37trium dan ventrikel terdapat katup atrioventrikel ( atrioventrikel valve, AV). Katup AV

ditambatkan

oleh

serabut


kuat

yang

mencegah

terjadinya


37

perputaran balik aliran darah dari dalam keluar. Tekanan yang dibangkitkan oleh kontraksi ventrikel yang sangat kuat akan menutup katup AV, sehingga menjaga darah tidak mengalir kembali ke dalam atrium. Katup semilunar terletak di kedua pintu keluar jantung, tempat aorta meninggalkan ventrikel kiri dan arteri pulmoner meninggalkan ventrikel kanan. Darah dipompakan keluar dan masuk ke dalam arteri melalui katup semilunar, yang dipaksa membuka oleh tekanan yang diciptakan oleh kontraksi ventrikel. Ketika ventrikel berelaksasi, darah mulai mengalir kembali menuju jantung, menutup katup semilunar, yang mencegah darah kembali masuk ke ventrikel. Dinding arteri yang elastic akan mengembang ketika menerima darah yang keluar dari ventrikel. Kegiatan investigasi yang kalian lakukan pada awal sebelum pembahasan materi ini. Pada saat kalian menghitung denyut nadi sama artinya kalian juga telah menghitung denyut jantung, kalian dapat menghitung denyut nadi pada permukaan bagian tubuh kalian dimana nadi besar terdapat, misalnya pada pergelangan tangan. Hal ini karena denyut nadi, merupakan peregangan arteri secara berirama yang disebabkan oleh tekanan dari ventrikel yang sangat kuat. Denyut jantung yaitu berapa kali jantung berdenyut setiap menit. b. Siklus pemompaan jantung

Pernahkah kalian mendengar detak jantung seseorang? Tahukan kalian suara jantung yang kita dengar dengan menggunakan sebuah stetoskop disebabkan oleh menutupnya katup?. Pola suara jantung “lub” akibat recoil darah melawan katup AV yang tertutup. Pola suara jantung “dub” akibat recoil darah melwan katup semilinar. Dengan sisi kanan yang hanya menerima dan memompakan darah yang miskin oksigen, sisi kiri yang hanya menangani darah yang kaya oksigen, dan Yulia Puspitasari/S2 IPA |


38

katup yang memungkinkan darah untuk mengalir masuk hanya satu arah, jantung adalah pusat sistem kardiovaskuer. Otot jantung secara bergantian berkontraksi dan berelaksasi dalam siklus yang berirama. Ketika berkontraksi jantung memompakan darah, ketika berelaksasi bilik-bilik jantung akan terisi dengan darah. Satu urutan lengkap pemompaan dan pengisian disebut siklus jantung. Fase kontraksi disebut sistol dan fase relaksasi disebut diastole. untuk lebih jelasnya Bagaimana jantung berfungsi sebagai pompa dapat kalian lihat pada skema berikut ini:

a.

Kerja jantung seperti botol plastik berisi air. Saat botol tidak ditekan, tidak ada cairan yang keluar. Saat botol ditekan, cairan tersemprot keluar

Skema

di

atas

diumpamakan seperti

b. Siklus jantung Sumber: Campbell et al, 2003

memperlihatkan

pemompaan

jantung

yang

menekan botol plastik berisi air. Skema a

memperlihatkan botol plastik saat tidak ditekan. Tidak ada cairan yang keluar. Jika otot jantung tidak


menekan, tidak ada darah yang


39

dipompa. Skema b memperlihatkan botol plastik yang sedang dipompa dan air memancar keluar. Pada skema tersebut juga memperlihatkan bahwa saat otot bilik jantung menekan, darah mengalir keluar. Masingmasing pemompaan jantung disebut denyut.

Selama

satu denyut,

kedua serambi berkontraksi pada saat yang sama. Sekarang coba kalian lakukan kegiatan percobaan di bawah ini, mengenai faktor yang mempengaruhi kerja jantung.

PERCOBAAN 3

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KERJA JANTUNG Tujuan

praktikum:

……………………………………………………………………………………………… …………. Alat yang dibutuhkan:

Stopwatch atau Arloji Dasar teori Udara pernapasan berupa oksigen (O2) diedarkan ke seluruh tubuh untuk proses oksidasi dan respirasi. Hasil proses oksidasi berupa tenaga digunakan untuk melakukan aktivitas. Langkah kerja : Tempatkan 2 jari (jari tengah dan telunjuk) pada pergelangan tangan salah seorang temanmu yang akan dijadikan model percobaan, tekan sedikit sampai terasa ada denyutan. Hitung denyut nadi temanmu selama 1 menit, catat hasilnya pada lembar pengamatan. Suruh temanmu berdiri selama kurang lebih 5 menit, kemudian hitung denyut nadinya selama 1 menit, catat hasilnya pada lembar pengamatan. Sekarang suruh temanmu melakukan lari-lari kecil mengelilingi lapangan olah raga atau olah raga ringan selama 2 menit, kemudian hitung denyut nadinya selama 1 menit , catat hasilnya pada lembar pengamatan. Yang terakhir suruh temanmu melakukan lari sprint selama 2 menit mengelilingi lapangan olah raga, kemudian hitung denyut nadinya selama 1 menit, catat hasilnya pada lembar pengamatan. Hasil Pengamatan: .................................................................................................................. .................................................................................................................. .................................................................................................................. Pertanyaan Yulia Puspitasari/S2 IPA | Bahan Ajar Sistem Respirasi dan sistem Sirkulasi 40 Denyut pada aktifitas mana yang mendapatkan jumlah paling sedikit dalam satu menit? Denyut pada aktifitas mana yang mendapatkan jumlah paling banyak dalam satu menit? Apakah ada perbedaan detak jantung anak laki-laki dengan anak

Mengapa terjadi perbedaan jumlah denyut nadi antara satu kegiatan dengan kegiatan yang lain? Kesimpulan apa yang dapat kamu ambil dari kegiatan yang telah kamu lakukan ?

Volume darah permenit yang dipompakan oleh ventrikel kiri ke dalam siklus sistemik disebut curah jantung. Volume darah bergantung pada dua faktor yaitu; denyut jantung (denyut nadi) dan volume per denyut (stroke volume), yaitu jumlah darah yang dipompakan oleh ventrikel kiri setiap kali berkontraksi. Rata-rata volume perdenyut untuk manusia adalah sekitar 75 ml per denyut. Manusia dengan ukuran volume per denyut seukuran ini dan denyut jantung istirahat 70 denyut/menit mempunyai curah jantung 5,25 L/menit. Ukuran tersebut kurang lebih ekuivalen dengan total volume darah dalam tubuh manusia. Curah jantung dapat meningkat sekitar lima kali lipat selama olah raga berat. Otot jantung berkontraksi (sistol) dan berelaksasi (diastole) dalam suatu siklus yang berirama. Untuk orang dewasa dalam keadaan istirahat dengan denyut nadi sekitar 75 denyutan per menit, satu siklus jantung sempurna memerlukan waktu sekitar 0,8 detik. a) Selama fase relaksasi (atrium dan ventrikel dalam keadaan diastole) yang berlangsung sekitar 0,4 detik, darah yang kembali dari vena besar mengalir ke dalam atrium dan ventrikel. b) Dalam waktu singkat (sekitar 0,1 detik) sistol atrium kemudian memaksa semua darah yang masih tersisa keluar dari atrium ke dalam ventrikel. c) Selama 0,3 detik sisa siklus jantung ini, sistol ventrikel akan memompa darah ke dalam atreri besar. 2). Pembuluh darah



41

Tiga jenis pembuluh darah yaitu arteri, vena dan kapiler memiliki struktur yang berbeda. Perbedaan struktur arteri, vena dan kapiler berkaitan dengan fungsinya. Pembuluh-pembuluh darah terbuat dari jaringan yang serupa. Dinding sebuah arteri atau vena, misalnya mempunyai tiga lapisan yang serupa. Pada bagian luar, lapisan jaringan ikat dengan serat elastic memungkinkan pembuluh tersebut meregang dan memendek. Lapisan tengah terdiri dari otot polos dan serat yang lebih elastic, yang melapisi semua bagian dalam pembuluh darah termasuk kapiler adalah endothelium yaitu lapisan tunggal sel-sel pipih, yang berfungsi meminimalkan resistensi terhadap aliran darah.


Pembuluh kapiler mempunyai diameter yang jauh lebih kecil dibanding arteri dan vena, dan dindingnya hanya terdiri atas sebuah lapisan tunggal endothelium dan sebuah membran basal. Perbedaan dalam struktur ini berkorelasi dengan perbedaan fungsional diantara pembuluh-pembuluh tersebut. a. arteri



42

Struktur arteri yang kuat dan elastic mengakomodir aliran darah yang dipompa secara cepat pada tekanan tinggi oleh jantung. Arteri bersifat elastik karena mempunyai lapisan otot polos dan serabut elastik sehingga

dapat

berdenyut-denyut

sebagai

kompensasi

terhadap

tekanan jantung pada saat sistol. Arteri yang lebih kecil dan arteriola lebih banyak mengandung lapisan otot sebagai respon terhadap pengendalian saraf vasomotor. Arteri mendapatkan suplai darah dari pembuluh darah khusus yang disebut vasa vasorum, dipersarafi oleh serabut saraf motorik yang disebut vasomotor. Arteri mempunyai diameter yang berbeda-beda, mulai yang besar yaitu aorta kemudian bercabang menjadi arteri dan arteriola. dinding arteri tebal karena membawa darah dengan tekanan yang tinggi di tubuh tidak berada di permukaan

tetapi

cenderung

merah

agak

kedalam

karena

dibawah

cenderung

permukaan

membawa

berwarna

darah

yang

mengandung oksigen kecuali arteri pulmonalis. b. vena Vena dengan dinding yang lebih tipis mengirimkan 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; tiap kali bergerak, otot rangka menekan vena dan menyebabkan darah itu mengalir melaluinya. Di dalam vena besar, kelepak-kelepak jaringan yang berfungsi sebagai katup satu arah memungkinkan darah hanya mengalir menuju ke jantung. Pembuluh balik yang masuk ke jantung antara lain; vena cava dan vena pulmonalis. Vena cava bercabang-cabang menjadi pembuluh yang lebih kecil, yaitu vena. Vena bercabang-cabang lagi menjadi kapiler vena yang disebut venula. Ada dua macam vena cava, yaitu vena cava superior dan vena cava inferior. vena pulmonalis Vena ini membawa darah yang mengandung O 2 dari paru-paru ke serambi kiri jantung. c. kapiler Kapiler hanya memiliki dinding pembuluh tipis, hanya dibentuk oleh tunika intima saja sehingga memudahkan proses pertukaran zat



43

antara pembuluh darah dengan sel atau jaringan. Pembuluh darah kapiler

berasal

dari

bahasa

Latin

capillaries.

Pembuluh

kapiler

merupakan pembuluh darah yang mengalirkan darah dari arteri, yang bercabang dan menyempit ke arteriola, dan kemudian masih bercabang lagi

menjadi

kapiler.

Setelah

terjadinya

difusi

jaringan,

kapiler

bergabung membentuk venule dan melebar menjadi vena, yang mengembalikan darah ke jantung. Dinding kapiler berupa epithel pipih selapis yang tipis sehingga gas dan molekul seperti oksigen, carbon dioksida bisa berdifusi serta air, zat zat terlarut berupa protein, glukosa dan lemak dapat mengalir melewatinya secara osmosis dengan dipengaruhi oleh gradien osmotik dan hidrostatik. Fungsi kapiler antara lain : •

Penghubung arteri dan vena

• Tempat terjadinya pertukaran zat •

Absorbsi nutrisi pada usus

•

Filtrasi pada ginjal

•

Absorbsi sekret kelenjar Untuk melihat perbedaan struktur ketiga jenis pembuluh tersebut,

lebih jelasnya dapat kalian lihat dalam tabel berikut:



44

Tahukah kalian? Setiap saat, hanya sekitar 5% sampai 10% kapiler tubuh yang mengandung darah yang mengalir di dalamnya. Akan tetapi, karena setiap jaringan mempunyai begitu banyak kapiler, maka setiap bagian tubuh dialiri darah sepanjang waktu. Kapiler dalam otak, jantung, ginjal dan hati umumnya terisi dengan darah hingga mencapai kapasitas maksimumnya. Namun, pada organ lain aliran darah bervariasi dari waktu ke waktu.

Arteriola Venula Sumber: http://biologigonz.blogspot.com Kapiler

Arteri

Jaringa n

Kapiler

Vena

Transfer Zat-Zat antara Darah dan Cairan tubuh melintasi dinding tipis Kapiler. Mekanismenya bergantung pada otot polos yang dikontrol oleh sinyal saraf dan hormon, mengatur distribusi darah dalam hamparan kapiler. Dalam satu mekanisme, kontraksi lapisan otot polos dalam dinding arteriola menyempitkan arteriola, sehingga mengurangi aliran darah yang melaluinya menuju hamparan kapiler. Ketika lapisan otot

polos

tersebut

berelaksasi,

arteriola

berdilatasi,

sehingga

memungkinkan darah memasuki kapiler.



45

Transfer zat-zat yang sangat penting antara darah dan cairan tubuh

yang

menggenangi

sel-sel

berlangsung

melintasi

dinding

endotelium tipis kapiler. Beberapa zat bisa dibawa melewati sel endotelium dalam bentuk vesikula yang terbentuk melalui endositosis pada salah satu sisi sel itu dan kemudian membebaskan isinya melalui eksositosis pada sisi yang berlawanan, zat-zat yang lain hanya sekadar berdifusi antara darah dan cairan interestial. Molekul kecil, seperti oksigen dan karbon dioksida, berdifusi menuruni gradien konsentrasi melewati membran sel-sel endotelium. Akan tetapi, transpor melalui celah tersebut sebagian besar terjadi melalui aliran massal, yaitu pergerakan cairan akibat adanya tekanan. Tekanan hidrostatik di dalam kapiler mendorong cairan melalui celah kapiler. Sel-sel darah yang tersuspensi dalam darah dan sebagian besar protein yang terlarut dalam darah terlalu besar ukurannya untuk bisa melewati endotelium dengan mudah sehingga masih tetap berada dalam kapiler. Tekanan Darah

Tekanan darah ( blood pressure) merupakan gaya hidrostatik yang diberikan oleh darah terhadap dinding pembuluh. Terjadinya tekanan darah pada manusia dipengaruhi oleh 3 hal , yaitu: Stroke volume, Heart rate, Tegangan perifer. Streke volume ialah kekuatan otot

jantung

untuk

menguncup

mengeluarkan darah dari rongga otot jantung ke seluruh tubuh. Makin baik otot jantung, maka maikin banyak volume

darah

yang

dipompakan.

Sebaliknya jika fungsi otot jantung kurang baik maka volume darah yang Sumber: http://biologigonz.blogspot.com

dipompakan sedikit sehingga tekanan darah menurun.

Heart rate ialah

berapa kali jantung berdenyut dalam satu menitnya. Makin tinggi heart Yulia Puspitasari/S2 IPA |


46

rate, maka makin tinggi tekanan darah. Tegangan perifer adalah tegangan kekakuan pembuluh darah.

Makin kaku pembuluh darah,

maka makin tinggi tekanan darah. Demikian sebaliknya, makin lembek pembuluh darah, maka tekanan darah makin rendah. Bila salah satu atau bahkan ketiganya mengalami gangguan penurunan maka tekanan darah akan turun bisa juga naik. Tekanan

darah

manusia

yang

normal

bisa

diukur

dengan

menggunakan Tensimeter atau sphygmomanometer, yang dasarnya adalah menentukan tekanan nadi yang ada di permukaan tubuh (misalnya tangan), ada dua catatan nilai

yang digunakan, pada

pemeriksaan tekanan darah akan didapat dua angka. Angka yang lebih tinggi diperoleh pada saat jantung berkontraksi ( sistolik ), angka yang lebih rendah diperoleh pada saat jantung berelaksasi ( diastolik ). Kalian akan sering melihat ukuran tekanan darah yang ditulis berdasarkan ukuran Systolic atau sebelum tekanan Diastolic, sebagai contoh 120/80 mmHg. (mmHg adalah ukuran milimeter merkuri ukuran

unit

yang

digunakan

untuk

tekanan

darah

tinggi).

Agar tidak salah S = S, D =D (seratus 20 = Sistole, Delapan puluh = Diastole). Coba kalian lakukan percobaan mengukur tekanan darah dengan menggunakan sphygmomanometer. 3). Darah

Di dalam tubuh manusia terdapat cairan yang selalu beredar setiap saat. Cairan ini merupakan sarana transportasi di dalam tubuh manusia. Tahukah kalian? Tanpa aliran darah ini, sel-sel tubuh akan segera mati hanya dalam beberapa saat. Darah diedarkan ke seluruh tubuh melalui pembuluh darah oleh pemompaan jantung. Pada hewan yang bernapas dengan paru-paru, darah arteri membawa oksigen dari udara yang dihirup menuju jaringan tubuh, dan darah vena membawa karbondioksida sebagai sampah metabolisme sel dari jaringan menuju paru-paru untuk dikeluarkan.



47

Darah merupakan jaringan ikat dengan sel-sel yang tersuspensi dalam plasma. Cairan darah tersusun dua komponen yaitu Komponen pertama berupa cairan yang disebut plasma darah, komponen kedua berupa sel-sel darah dan keping darah yang berupa padatan. Volume darah manusia sekitar 7% dari berat badan, dengan komposisi unsurunsur seluler 45% dan plasma darah 55%. Sel-sel darah terdiri atas eritrosit atau sel darah (99%), leukosit atau sel darah putih (0,2%) dan trombosit atau platelet atau keping-keping darah (0,6-1,0%). Sedangkan plasma darah tersusun atas solven (pelarut) berupa H 2O atau air (91,5%) dan solut (zat terlarut) yang terdiri atas protein (7%) dan bahan lain (1,5%).

Hasil Sentrifugasi darah Sumber: Campbell, N.A., J.B. Reece, & L.G. Mitchell. (2004)

a. Plasma darah Sebenarnya apa yang menyebabkan darah berbentuk cair? Ya, jawabannya semua karena darah mengandung plasma. Plasma darah merupakan pengisi matriks pada jaringan penyokong darah, oleh karena plasma berupa pengisi celah antar sel dan jumlah cairan ini lebih



48

banyak dari selnya maka menyebabkan darah berbentuk cair. Cairan plasma darah tidak berwarna atau kekuningan yang membentuk medium cairan darah. Plasma darah pada sistem transportasi sungguh penting karena sifatnya yang secara fisik berupa cairan. Tentu senyawasenyawa yang tidak bisa diangkut oleh sel darah merah kita, senyawa / zat itu akan diangkut oleh plasma darah. Oleh karena itu peran plasma darah cukup bervariasi, antara lain: 1. Berfungsi mengangkut air 2. Mengangkut mineral, ion ion misalnya ion karbonat 3. Mengangkut sari-sari makanan ke seluruh jaringan tubuh. 4. Mengangkut panas hasil oksidasi, sehingga panas tubuh kita bisa merata dan bisa mempertahankan suhu tubuh (37 o) dengan membuang panas yang berlebihan itu lewat keringat. 5. Mengangkut hasil sisa oksidasi sel CO2 yang diangkut dalam bentuk HCO3 6. Mengangkut hormon 7. Mengangkut antibodi/zat imun 8. Mengangkut zat ekskresi dari jaringan tubuh (urea) ke ginjal Plasma darah mengandung beberapa senyawa baik anorganik maupun organic, yang meliputi; Protein darah, yang berparan dalam menjaga pH darah dan kekentalan darah, serta membantu menjaga keseimbangan osmotik antara darah dan cairan tubuh. Garam mineral yang terlarut dalam bentuk ion. Ion-ion terlarut ini berperan dalam menjaga keseimbangan osmotik darah. Selain kedua senyawa tersebut, plasma darah juga mengandung berbagai zat yang berpindah dari satu bagian tubuh ke bagian tubuh yang lain, antara lain nutrient, zat-zat eksresi, getah secret seperti hormon dan gas-gas respirasi. Protein darah (7%), meliputi; Fibrinogen, untuk pembekuan darah (0,3%), Albumin yang menjaga tekanan osmotik darah (4%), Globulin membentuk zat kebal / zat antibodi (2,7%). Antibodi merupakan protein yang dapat mengenali dan mengikat antigen (protein asing) tertentu. Yulia Puspitasari/S2 IPA |


49

Antigen merupakan molekul Protein asing yang tidak dikenal yang masuk ke plasma darah, adanya antigen maka akan terbentuk antibodi (Antibodi jumlahnya berbanding lurus dengan antigen yang ada) maka orang yang sakit karena adanya kuman (antigen asing) , dan bisa sehat dipastikan di tubuhnya (plasma darahnya) banyak antibodi special kuman tersebut sehingga ia sudah kebal terhadap kuman yang menyebabkan penyakit tersebut. b. Sel-sel darah


Unsur seluler dalam darah terdapat tiga jenis yaitu sel darah merah, sel darah putih dan trombosit. Eritrosit berbentuk cakram bikonkaf, berdiameter 7,5 µm tidak memiliki nukleus dan organel. Rentang

hidup

eritrosit

adalah

120

hari.

Eritrosit

mengandung

hemoglobin dan mengedarkan oksigen. Sel darah merah juga berperan dalam penentuan golongan darah. Orang yang kekurangan eritrosit menderita penyakit anemia. Jumlah eritrosit normal adalah 4,7-6,1 juta untuk pria dan 4,2-5,4 juta untuk wanita. Yulia Puspitasari/S2 IPA |


50

Eritrosit memiliki fungsi utama yaitu: 1.

Mengangkut oksigen dengan cara hemoglobin eritrosit mengikat oksigen

membentuk

oksihemoglobin

(Hb-O2).

Dalam

paru,

masing-masing dari 4 atom Fe hemoglobin mengikat satu molekul oksigen hasil inspirasi, lalu diangkut melalui pembuluh darah. Setelah sampai di jaringan, molekul oksigen dilepaskan ke cairan interstitial. 2.

Mengangkut karbondioksida dengan cara hemoglobin eritrosit mengikat karbondioksida membentuk karbominohemoglobin (HbCO2). Setelah hemoglobin melepaskan oksigen ke jaringan, selanjutnya

bagian

globin

dari

hemoglobin

mengikat

karbondioksida untuk diangkut lewat pembuluh darah menuju paru, untuk dibuang melalui ekspirasi. Lekosit

memiliki

nukleus

namun

tak

memiliki

hemoglobin.

Rentang hidup lekosit adalah beberapa jam hingga beberapa hari. Leukosit bersifat amuboid atau tidak memiliki bentuk yang tetap. Orang yang kelebihan leukosit menderita penyakit leukimia, sedangkan orang yang kekurangan leukosit menderita penyakit leukopenia. Jumlah lekosit adalah 4.000-11.000. Lekosit digolongkan menjadi 2 yaitu granulosit dan agranulosit. Ciri dari granulosit atau lekosit granuler adalah memiliki granula pada sitoplasma. Ada 3 macam granulosit, yaitu netrofil atau polimorf (10-12 µm), eosinofil (10-12 µm) dan basofil (8-10 µm). Ciri dari agranulosit adalah tidak memiliki granula pada sitoplasma.

Ada 2 macam agranulosit yaitu limfosit (7-15 µm) dan monosit (14-19 µm).

Lekosit berperan dalam sistem imun tubuh dan bertugas untuk memusnahkan benda-benda yang dianggap asing dan berbahaya oleh tubuh, misal virus atau bakteri. Secara rinci, fungsi dari masing-masing jenis lekosit adalah: 1. Netrofil berfungsi melakukan penyerang, misalnya bakteri) Yulia Puspitasari/S2 IPA |

fagositosis

(melahap


agen

51

2. 3. 4. 5.

Eosinofil berfungsi menyerang alergen Basofil berfungsi menyerang alergen Limfosit berfungsi menghasilkan antibodi untuk melawan antigen Monosit berfungsi melakukan fagositosis Sel darah pembeku (trombosit) sering pula disebut keping-keping

darah atau platelet, tidak berinti dan mudah pecah, dibuat oleh sel megakariosit di dalam sumsum tulang, setiap 1 mm kubik darah pada

PERCOBAAN 4

orang dewasa mengandung 250.000 – 400.000 sel, trombosit penting dalam proses pembekuan darah.

Membuat c. Proses pembekuan darah Apusan Darah Untuk mengamati sel-sel darah Pembekuan darah merupakan rangkaian proses yang terjadi pada

Apakah tujuan percobaan ini? jaringan tubuh, plasma darah, dan trombosit. Bila darah ke luar dari ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………… pembuluh darah, maka akan segera membeku atau menggumpal Pipet tetes Alat dan Bahan: (koagulasi). Mekanisme penggumpalan darah dimulai dengan Alkohol 70% Sample darah manusia Larutan Pewarna Giemsa pembebasan penggumpalan dari trombosit dan perubahan Jarum frankefaktor atau jarum injeksi Akuades Kapas fibrinogen menjadi fibrin. Mekanisme lengkapnya dapat kalian lihat Larutan metal Alkohol Gelas atau kaca penutup sebagai Gelasberikut: benda atau kaca objek Prosedur Kerja: Siapkan dua buah gelas benda atau kaca objek yang telah dibersihkan dengan alcohol 70%. Sterilkan jarum injeksi dengan menggunakan alkohol 70% Bersihkan ujung jari tengah sample dengan menggunakan kapas yang telah dibasahi alkohol 70%. Tusukan jarum franke atau jarum injeksi ke ujung jari tengah. Tetesan darah pertama dibuang dan mengenai ambil tetesan yang sel-sel kedua, dan Agar kaliansebaiknya lebih memahami unsur darah seterusnya. tersebut, cobalah melakukan pengamatan terhadap sel-sel darah Teteskan darah kalian pada sisi kanan kaca objek, kira-kira 2,5 cm dari tepi Tetesan kaca objek. darikanan sampel darah kalian, sebagai berikut: darah

A

B

Tariklah kaca objek B sedikit ke belakang (lihat arah panah) hingga menyentuh tetesan darah pada kaca objek A.

A

±45 o

A

Doronglah kaca objek B kea rah menjauhi sisi kanan kaca objek (k Yulia Puspitasari/S2 IPA | Bahan Ajar Sistem Respirasi dan sistem Sirkulasi 52 earah kiri) sehingga terbentuk apusan darah. Pada waktu mendorong kaca objek kea rah kiri, hendaklah dengan kekuatan dan kecepatan yang sama rata agar mendapat apusan darah yang tipis dan rata.

• • • • •

Pipet tetes Alkohol 70% Larutan Pewarna Giemsa Akuades Larutan metal Alkohol

PERCOBAAN 4 Biarkan apusan tersebut mongering. Jika sudah kering, rendam dalam larutan metil alkohol selama kurang lebih lima menit dan biarkan mongering lagi. Dengan menggunakan pipet tetes, tetesilah seluruh permukaan apusan darah dengan larutan pewarna giemsa 30% selama 30-40 menit. Tetesan Cucilah apusan darah tersebut dengan akuades sampai bersih dan darah keringkan A di udara. B Tutuplah dengan kaca penutup dan diberi label pada bagian yang tidak ada apusannya. Kemudian cobalah kalian merancang prosedur praktikum untuk mengamati sel darah dari apusan darah telah kalian buat dengan menggunakan mikroskop. ±45

o

A A Prosedur pengamatan: ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. Hasil pengamatan:

Jawablah pertanyaan berikut! Pada saat kalian membuat apusan darah, mengapa tetesan darah pertama kali dari sample harus dibuang. Apakah fungsi Alkohol 70% yang kalian gunakan dalam praktikum? Apa saja yang terlihat pada preparat apusan darah yang kalian buat? Pembahasan: ……………………………………………………………………………………………… …………………………………….. ……………………………………………………………………………………………… Yulia Puspitasari/S2 IPA | Bahan Ajar Sistem Respirasi dan sistem Sirkulasi 53 ……………………………………. Kesimpulan: ………………………………………………………………………………………………

3.

Gangguan pada sistem kardiovaskuler dapat terjadi pada darah, jantung dan pembuluh darah.

a. Kelaianan pada pembuluh darah 1). Sklerosis Arteriosklerosis yaitu pengerasan pembuluh nadi karena endapan kapur. pengapuran Aterosklerosis yaitu pengerasan pembuluh nadi karena lemak (fat) , berbentuk plak (kerak) yaitu jaringan ikat berserat dan sel-sel otot polos yang di infiltrasi oleh lipid (lemak) 2). Varises yaitu pelebaran pembuluh darah di betis 3). Hemeroid (ambeien) pelebaran pembuluh darah di sekitar dubur Yulia Puspitasari/S2 IPA |


54

4). Embolus yaitu tersumbatnya pembuluh darah karena benda yang bergerak 5). Trombus yaitu tersumbatnya pembuluh darah karena benda yang tidak bergerak . b. Kelaianan pada sel darah 1). Anemia yaitu rendahnya kadar hemoglobin dalam darah atau berkurangnya jumlah eritrosit dalam darah 2). Leukopenia yaitu kelainan pada darah putih karena kekurangan 3). Hemofili yaitu kelainan darah yang menyebabkan darah sukar membeku (diturunkan secara hereditas) 4). Leukemia (kanker darah ) yaitu peningkatan jumlah eritrosit secara tidak terkendali. 5). Erithroblastosis fetalis yaitu rusaknya eritrosit bayi/janin akibat aglutinasi dari antibodi yang berasal dari ibu. 6). Thalasemia yaitu anemia yang diakibatkan oleh rusaknya gen pembentuk hemoglobin yang bersifat menuruni 7). Siklemia yaitu

anemia berat

karena

sel

darah

mengkerut

membentuk bulan sabit c. Kelainan jantung. Hipertensi yaitu tekanan darah tinggi akibat arteriosklerosis

Mekanisme Pertukaran dan Transportasi gas di dalam organ tubuh.

C

1. Difusi gas

Secara garis besar kita dapat melihat bahwa, perjalan gas oksigen dan karbondioksida dari atmosfer sampai ke setiap sel-sel tubuh kita memerlukan

peranan

kedua

sistem,

baik

sistem

respirasi

atau

pernapasan majupun sistem sirkulasi atau peredaran darah. Gas tersebut melalui tiga proses tahapan yaitu; Ventilasi, difusi, transportasi. Ventilasi merupakan proses pertukaran udara antara atmosfer dengan alveoli. Dari proses inilah terjadi pertukaran udara respirasi secara Yulia Puspitasari/S2 IPA |


55

eksternal di alveolus antara CO 2 darah di pembuluh darah dengan O 2 di alveolus. Pertukaran gas tersebut terjadi secara difusi. Difusi dalam respirasi merupakan proses pertukaran gas antara alveoli dengan darah pada kapiler paru. Proses difusi gas terjadi karena perbedaan tekanan, gas berdifusi menuruni gradient tekanan yaitu; dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Salah satu ukuran difusi adalah tekanan parsial.


Difusi terjadi melalui membran respirasi yang merupakan dinding alveolus yang sangat tipis dengan ketebalan rata-rata 0,5 mikron. Di dalamnya terdapat jalinan kapiler yang sangat banyak dengan diameter 8 angstrom. Dalam paru-paru terdapat sekitar 300 juta alveoli dan bila dibentangkan dindingnya maka luasnya mencapai 70 m2 pada orang dewasa normal. Saat

difusi

terjadi

pertukaran

gas

antara

oksigen

dan

karbondioksida secara simultan. Saat inspirasi maka oksigen akan masuk ke dalam kapiler paru dan saat ekspirasi karbondioksida akan dilepaskan kapiler paru ke alveoli untuk dibuang ke atmosfer. Proses pertukaran gas tersebut terjadi karena perbedaan tekanan parsial oksigen dan karbondioksida antara alveoli dan kapiler paru. Volume gas yang berdifusi melalui membran respirasi per menit untuk setiap perbedaan tekanan sebesar 1 mmHg disebut dengan kapasitas difusi. Kapasitas difusi oksigen dalam keadaan istirahat sekitar 230 ml/menit. Saat aktivitas meningkat maka kapasitas difusi ini



56

juga meningkat karena jumlah kapiler aktif meningkat disertai dDilatasi kapiler yang menyebabkan luas permukaan membran difusi meningkat. Kapasitas difusi karbondioksida saat istirahat adalah 400-450 ml/menit. Saat

bekerja

meningkat

menjadi

1200-1500

ml/menit.

Difusi

dipengaruhi oleh : 1. Ketebalan membran respirasi 2. Koefisien difusi 3. Luas permukaan membran respirasi 4. Perbedaan tekanan parsial 2. Transportasi gas

Gas yang mengalir dari udara ke paru paru, ke alveolus dan berpidah lagi ke pembuluh darah dan berakhir ke sel. Setelah difusi maka selanjutnya terjadi proses transportasi oksigen ke sel-sel yang membutuhkan melalui darah dan pengangkutan karbondioksida sebagai sisa metabolisme ke kapiler paru. Pigmen respirasi mengangkut gas, sebagian besar oksigen diikat oleh zat warna darah atau pigmen darah (hemoglobin) untuk diangkut ke sel-sel jaringan tubuh.Hemoglobin yang terdapat dalam butir darah merah atau eritrosit ini tersusun oleh senyawa hemin atau hematin yang mengandung unsur besi dan globin yang berupa protein. Sekitar 97 - 98,5% Oksigen ditransportasikan dengan cara berikatan

dengan

Hb

(HbO2/oksihaemoglobin,) sisanya larut dalam plasma. Sekitar 5- 7 % karbondioksida larut dalam plasma, 23 – 30% berikatan

dengan


Hb(HbCO2/karbaminahaemoglobin) dan 65 – 70% dalam bentuk HCO 3 Yulia Puspitasari/S2 IPA |


57

(ion bikarbonat).Saat istirahat, 5 ml oksigen ditransportasikan oleh 100 ml darah setiap menit. Jika curah jantung 5000 ml/menit maka jumlah oksigen yang diberikan ke jaringan sekitar 250 ml/menit. Saat olah raga berat dapat meningkat 15 – 20 kali lipat.

1.

Peng Pengik ikat atan an dan dan pen penga gang ngku kuta tan n Oks Oksig igen en Secara sederhana, pengikatan oksigen oleh hemoglobin dapat diperlihat-kan menurut persamaan reaksi bolak-balik berikut ini : Hb4 + O2 ----- 4 Hb O2 (oksihemoglobin) berwarna merah jernih

Reaksi di atas dipengaruhi oleh kadar O 2, kadar CO 2, tekanan O 2 (P O2), perbedaan kadar O 2 dalam jaringan, dan kadar O 2 di udara. Proses difusi oksigen ke dalam arteri demikian juga difusi CO 2 dari arteri dipengaruhi oleh leh tek ekan anan an O 2 dala dalam m udar udara a insp inspir iras asi. i. Teka Tekana nan n selu seluru ruh h udar udara a lingkungan sekitar 1 atmosfir atau 760 mm Hg, sedangkan tekanan O

2

di lingkungan lingkungan sekitar sekitar 160 mm Hg. Tekanan oksigen di lingkungan lingkungan lebih tinggi dari pada tekanan oksigen dalam alveolus paru-paru dan arteri yang hanya 104 mm Hg. Oleh karena itu oksigen dapat masuk ke paruparu secara difusi. Dari Dari paru-p paru-paru aru,, O2 akan akan mengal mengalir ir lewat lewat vena vena pulmon pulmonali alis s yang yang tekanan O 2 nya 104 mm; menuju ke jantung. Dari jantung O 2 mengalir lewa lewatt arte arteri ri siste sistemi mik k yang yang teka tekana nan n O 2 nya nya 104 104 mm hg menu menuju ju ke Yulia Puspitasari/S2 IPA IPA |


58

jaringan tubuh yang tekanan O 2 nya 0 - 40 mm hg. Di jaringan, O 2 ini akan ak an dipe diperg rgun unak akan an.. Dari Dari jari jaring ngan an CO2 ak akan an meng mengal alir ir lewa lewatt vena vena sistemik ke jantung. Tekanan CO 2 di jaringan di atas 45 mm hg, lebih tinggi dibandingkan vena sistemik yang hanya 45 mm Hg. Dari jantung, CO2 mengalir lewat arteri pulmonalis yang tekanan O 2 nya sama yaitu 45 mm Hg. Dari arteri pulmonalis CO 2 masuk ke paru-paru lalu dilepaskan ke udara bebas. Bera Berap pa

minim inimal al

dar arah ah

yang ang

dib dibutu utuhkan hkan

unt untuk

mem memenu enuhi

kebu ke butu tuha han n ok oksig sigen en pada pada jari jaring ngan an? ? Seti Setiap ap 100 100 mm3 mm3 dara darah h deng dengan an tekanan oksigen 100 mm Hg dapat mengangkut 19 cc oksigen. Bila teka tekana nan n ok oksi sige gen n hany hanya a 40 mm Hg maka maka hany hanya a ada ada seki sekita tarr 12 cc oksig sigen

yang

bertahan

dalam

dar ara ah

vena.

Dengan

demikian

kemampuan hemoglobin untuk mengikat oksigen adalah 7 cc per 100 mm3 darah. 2.

Peng Pengan angk gkut utan an dan dan peng pengik ikat atan an ka karb rbon ondi diok oksi sida da Peng Pengan angk gkut utan an seki sekita tarr 200 200 mm 3 CO2 keluar keluar tubuh tubuh umumny umumnya a

berlangsung menurut reaksi kimia berikut: CO2 + H2O--- (karbonat anhidrase) H 2CO3



59

Tiap liter darah hanya dapat melarutkan 4,3 cc CO 2 sehingga memp mempen enga garu ruhi hi pH dara darah h menj menjad adii 4,5 4,5 ka kare rena na terb terben entu tukn knya ya asam asam karbonat. Pengangkutan CO2 oleh darah dapat dilaksanakan melalui 3 Cara yakni sebagai berikut. 1). 1). Karb Karbon on diok dioksi sida da laru larutt dala dalam m plas plasma ma,, dan dan memb memben entu tuk k asam asam karbonat dengan enzim anhidrase (7% dari seluruh CO2). 2). Karbon Karbon dioksida dioksida terikat pada hemoglobin hemoglobin dalam bentuk karbomino karbomino hemoglobin (23% dari seluruh CO2). 3). Karbon dioksida terikat dalam gugus gugus ion bikarbonat (HCO3) melalui pros proses es bera berant ntai ai pert pertuk ukar aran an klor klorid ida a (70% (70% dari dari selu seluru ruh h CO CO2) 2).. Reaksinya adalah sebagai berikut. CO2 + H2O



H2CO3

H+

+ HCO-3

Transportasi gas dipengaruhi oleh; 1). Cardiac Cardiac Output 2). Jumlah Jumlah eritrosit 3). Aktivitas Aktivitas 4). Hematokrit Hematokrit darah



60

Setelah transportasi maka terjadilah difusi gas pada sel/jaringan. Difusi gas pada sel/jaringan terjadi karena tekanan parsial oksigen (PO2) intrasel selalu lebih rendah

dari

PO2

kapiler karena O2 dalam

sel

selalu

digunakan oleh sel. Sebaliknya tekanan parsial karbondioksida (PCO2)

intrasel

selalu lebih tinggi karena CO2 selalu diproduksi oleh sel sebagai

sisa

metabolisme. Skema disamping adalah

proses

pertukaran

dan

transportasi

gas

secara

umum

yang melibatkan dua sistem, yaitu sistem

respirasi

dan

sistem

peredaran darah.

Sumber: Campbell et al, 2003

QUIZ PRIBADI Yulia Puspitasari/S2 IPA |


61

1. Lubang pernapasan pada serangga disebut …. a. trakea b. insang c. spirakel d. trakeola e. pori-pori 2. Pada cacing tanah, pertukaran udara di permukaan kulit dilakukan dengan cara … a. pergerakan diafragma b. pergerakan tulang rusuk c. gerakan silia d. gerakan tubuh e. difusi pada kulit 3. Alat respirasi pada fase larva katak hingga berumur 20 hari adalah …. a. insang b. trakea c. kulit d. tiga pasang insang luar e. koane 4. Pada sistem respirasi burung terdapat kantung udara. Pada waktu burung menarik napas, udara akan mengalir melalui …. a. hidung – trakea - paru-paru - kantung udara b. hidung – trakea – kantung udara – paru-paru c. hidung – kantung udara – paru-paru – trakea d. hidung – kantung udara – trakea – paru-paru e. hidung – paru-paru – trakea – kantung udara 5. Kantung udara pada waktu burung terbang berfungsi untuk .... a. melindungi tubuh dari kedinginan b. mencegah pengeluaran panas tubuh c. meringankan tubuh d. memperkeras suara e. alat bantu pernapasan 6. Paru-paru beradaptasi untuk mengambil oksigen dari udara, kemudian oksigen tersebut berdifusi ke dalam darah. Di bawah ini yang bukan merupakan ciri-ciri paru-paru untuk proses tersebut adalah …. a. permukaan yang luas b. permukaan yang elastic c. sekresi sel-sel mucus d. kaya akan kapiler-kapiler darah e. dinding alveolus yang tipis 7. Pernyataan berikut yang benar mengenai tekanan udara dalam paruparu selama satu siklus respirasi adalah …. a. tekanan meningkat saat otot berelaksasi dan tekanan menurun saat otot berkontraksi Yulia Puspitasari/S2 IPA |


62

b. tekanan menurun saat otot berelaksasi dan meningkat saat otot berelaksasi dan berkontraksi c. tekanan meningkat saat otot berelaksasi dan berkontraksi d. tekanan menurun saat otot berelaksasi dan berkontraksi e. tekanan pada apru-paru tidak berhubungan dengan kontraksi otot 8. Mekanisme yang meningkatkan volume rongga dada pada respirasi manusia adalah…. a. muskulus interkostalis dan otot diafragma berkontraksi b. muskulus interkostalis berkontraksi dan otot diafragma berelaksasi c. muskulus interkostalis berelaksasi dan otot diafragma berkontraksi d. muskulus intermediet dan otot diafragma berelaksasi e. muskulus interkostalis dan otot diafragma berelaksasi 9. Kontraksi otot antartulang rusuk pada proses pernapasan manusia menyebabkan …. a. Tulang-tulang rusuk terangkat, rongga dada membesar, dan terjadi inspirasi b. Tulang-tulang rusuk terangkat, rongga dada membesar, dan terjadi ekspirasi c. Tulang-tulang rusuk mengendur, rongga dada membesar, dan terjadi inspirasi d. Diafragma mendatar, rongga dada membesar, dan terjadi inspirasi 10.Di bawah ini adalah beberapa pernyataan tentang mekanisme pernapasan : 1) Otot diafragma mengerut, volume rongga dada mengecil, udara keluar. 2) Otot antartulang rusuk berkontraksi, tulang rusuk naik, volume dada membesar, tekanan udara turun, udara masuk. 3) Otot diafragma mendatar, volume rongga dada besar, udara masuk. 4) Otot antartulang rusuk kendur, tulang rusuk turun, volume rongga dada mengecil, tekanan udara bertambah, udara keluar. Pernyataan yang benar tentang mekanisme pernapasan dada adalah …. a. 1 dan 2 b. 1 dan 3 c. 2 dan 4 d. 2 dan 3 e. 3 dan 4 11.Kapasitas residu fungsional adalah …. a. penjumlahan antara volume tidal dengan volume residu b. penjumlahan antara volume cadangan ekspirasi dengan volume residu c. penjumlahan antara volume tidal dengan volume cadangan inspirasi d. penjumlahan antara volume cadangan inspirasi, volume tidal, dan volume cadangan ekspirasi e. penjumlahan antara volume residu dengan kapasitas paru-paru 12.Oksigen meninggalkan alveolus dan masuk ke pembuluh darah melalui proses …. Yulia Puspitasari/S2 IPA |


63

a. transport aktif b. bernapas c. difusi d. osmosis e. respirasi 13.Karbon dioksida berfusi dari aliran darah untuk dilepaskan ke udara melalui membran pada struktur …. a. alveolus b. bronkus c. bronkiolus d. diafragma e. muskulus interkostalis 14.Dalam keadaan normal, manusia membutuhkan oksigen sekitar …. Liter per menit a. 500 b. 100 c. 150 d. 200 e. 250 15.Jika otot antartulang rusuk berkontaksi, tulang rusuk tertekan atau turun sehingga volume rongga dada mengecil, maka akan terjadi . . . . a. respirasi b. inspirasi c. pernapsan d. ekspirasi e. respirasi internal 16.Gerakan pernapasan pada tubuh manusia diatur oleh pusat pernapasan yang ada di medulla oblongata. Rangsangan yang mengatur gerak pernapasan itu adalah . . . . a. kadar Hb dalam darah b. H2O dalam darah c. kadar CO2 di dalam darah d. kadar O2 dalam darah yang rendah e. Fe dalam sel darah merah 17.Keracunan gas CO dapat menyebabkan sesak napas, karena . . . . a. afinitas Hb terhadap CO lebih tinggi daripada O2 b. kadar Hb berkurang c. kadar CO lebih rendah dari yang biasanya d. terjadinya gangguan pencernaan makanan e. paru-paru berlubang sehingga terjadi hubungan dengan udara luar 18.Jika kadar Hb dalam eritrosit berkurang, maka akan terjadi . . . . a. kadar O2 dalam tubuh turun b. kadar CO2 dalam tubuh turun c. CO2 dan O2 tetap d. kadar O2 dalam tubuh naik e. kadar CO2 dalam tubuh naik Yulia Puspitasari/S2 IPA |


64

19.Seseorang yang berada dalam ruangan tertutup dan penuh dengan asap kendaraan bermotor dapat meninggal dunia, sebab . . . . a. asap kendaraan bermotor banyak mengandung CO2 b. paru-paru orang tersebut terisi asap c. Hb darah orang tersebut terlalu banyak mengikat asap d. Hb dalam darah orang tersebut lebih banyak mengikat CO daripada O2 e. Hb dalam darah orang tersebut lebih banyak membawa CO2 daripada O2 20.Hewan-hewan berikut bernapas dengan paru-paru, kecuali . . . . a. kucing b. bekicot c. ayam d. paus e. hiu 21.Seseorang yang terkena penyakit TBC mengalami gangguan dalam hal . .. a. pengangkutan O2 di paru-paru b. difusi oksigen melalui dinding alveolus c. pengangkutan O2 di dalam darah d. pernapasan di daerah tekak dari batang tenggorokan e. pembuangan CO2 di paru-paru 22.Pertukaran gas O2 dengan CO2 di dalm sel-sel tubuh disebut dengan pernapasan … a. internal b. eksternal c. perut d. dada e. aerob 23.Seorang atlet renang dapat bertahan cukup lama di dalam air selama berenang. Hal ini menunjukkan bahwa atlet tersebut memiliki . . . . a. volume tidal yang sangat besar b. udara residu paru-paru yang sangat besar c. kapasitas vital paru-paru besar d. udara cadangan paru-paru besar e. kapasitas inspirasi besar 24.Seorang siswa disuruh oleh gurunya untuk mengetahui kemampuan bernapas anggota keluarganya di rumah. Data yang diperolehnya adalah sebagai berikut: Kakek : kemampuan bernapas/ menit 12 – 15 Nenek : kemampuan bernapas/ menit 13 – 16 Ayah : kemampuan bernapas/ menit 14 – 17 Ibu : kemampuan bernapas/ menit 14 – 18 Kakak : kemampuan bernapas/ menit 15 – 18 Adik : kemampuan bernapas/ menit 20 – 24



65

25.Berdasarkan hasil pengamatan tersebut dapat disimpulkan bahwa kecepatan pernapasan dipengaruhi oleh faktor . . . . a. berat badan b. jenis kelamin c. kegiatan tubuh d. usia e. aktivitas 26. Kantung udara pada saat burung terbang berfungsi untuk . . . . a. melindungi tubuh dari kedinginan b. mencegah pengeluaran panas tubuh c. meringankan tubuh d. memperkeras suara e. alat bantu pernapasan 27.Sistem peredaran darah serangga merupakan sistem peredaran darah terbuka karena . . . . a. tidak mempunyai vena dan arteri b. darah tidak selalu beredar dalam pembuluh c. yang diangkut hanya sari makanan d. tidak memiliki jantung e. O2 dan CO2 diangkut dalam sistem trakea 28.Siklus peredaran darah besar meliputi . . . . a. atrium kiri - nadi - seluruh tubuh - ventrikel kiri b. ventrikel kanan - nadi - seluruh tubuh - atrium kiri c. ventrikel kiri - nadi - seluruh tubuh - ventrikel kanan d. atrium kanan - nadi - seluruh tubuh - atrium kiri e. ventrikel kiri - nadi - seluruh tubuh - atrium kanan 29.Di antara pernyataan berikut yang bukan ciri pembuluh arteri adalah . . . . a. membawa darah menuju jantung b. letaknya di daerah agak dalam dari kulit c. tekanan kuat d. membawa O2 e. tempat keluarnya darah dari jantung 30.Jika seseorang terkena luka, darah yang keluar akhirnya dapat terhenti kejadian ini melibatkan protein . . . . a. haemoglobin b. albumin c. lekosit d. fibrinogen e. sel darah merah 31.Jantung cecak terdiri atas . . . . a. tiga atrium b. dua ventrikel dan satu atrium c. satu ventrikel dan dua atrium d. satu ventrikel dan satu atrium e. dua ventrikel dan dua atrium Yulia Puspitasari/S2 IPA |


66

32.Berikut ini fungsi darah: (1) Menghindarkan tubuh dari infeksi (2) Melakukan proses pembekuan darah (3) Menjaga keseimbangan suhu tubuh (4) Mengedarkan O2 dari paru-paru ke seluruh tubuh (5) menghancurkan antigen Fungsi leukosit ditunjukkan oleh nomor .... a. 1 dan 5 b. 2 dan 3 c. 1 dan 2 d. 4 dan 5 e. 2 dan 4 33.Hemoglobin sebagai senyawa protein penyusun eritrosit mempunyai kemampuan pengikat .... a. oksigen b.oksigen dan karbon dioksida c.oksigen dan zat lemas d. oksigen dan karbon monoksida e.oksigen, karbon dioksida dan karbon monoksida 34.Komponen darah yang dijumpai di dalam plasma, antara lain .... a. air, serum, leukosit, dan zat organic b.air, serum, zat organik, dan eritrosit “PENELITIAN tentang kesehatan jantung kini sangat maju. Dan kini, para c. air, serum, zat organik, dan buatan zat anorganik ahli mulai memproduksi jantung dan bagi pasien yang hanya d.serum, eritrosit, zat anorganik, dan zat organik memerlukan perbaikan kecil di spot jantung yang rusak kini juga sudah e. serum,untuk eritrosit, zat anorganik, zat organic ada teknologi menumbuhkan sel dan jantung. 35.Tekanan diastole adalah saat darah .... Berita gembira, perbaikan sel tekanan jantung yang yang terjadi rusak pada dengan menggunakan a. keluar dari bilik teknologi stem-cell telahjantung menapaki langkah baru. b.masuk ke bilik jantung Penelitian mutakhir membuktikan bahwa dengan menambahkan emas, dari jantung makac.keluar pembangunan kembali jaringan jantung tersebut –mendukung d. masuk ke serambi jantung teknologi stem cell yang masih belum sempurna itu—akan berjalan lebih e.keluar dari serambi jantung cepat, lebih efektif. Dan yang digunakan itu adalah emas dalam arti sesungguhnya. Benar, dengan emas! MIT News mengabarkan bahwa jaringan rusak pada jantung dapat dibangun kembali dengan mengkalianlkan sebuah senoktah bercak atau disebut ‘patch’. Sudah lazim diketahui, patch membutuhkan waktu lama dan memiliki keterbatasan untuk membangun kembali beberapa bagian jantung yang rusak. Kini teknologi telah memungkinkan untuk menggunakan ‘patch’ yang DISKUSI terbuat dari emas. Patch emas ini juga menjamin bahwa proses Diskuasikan dengan teman kalian mengenai artikel dibawah ini! pembangunan sel dapat menjangkau ke seluruh bagian jantung. Pada dasarnya ‘patch’ lama yang dibuat melalui teknologi stem cell sudah berhasil diciptakan. Namun, konon ‘patch’ buatan ini sangat sulit menghantarkan listrik. Signal listrik bergerak dalam ion kalsium pada kontraksi bagian otot jantung tertentu diperlukan untuk menghasilkan detak jantung. Daniel Kohane, seorang professor di Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology, menemukan teknologi centrifugal, dan menambahkan emas pada patch yang sudah ada. Maksudnya , tentu untuk akselerasi pertumbuhan sel jantung yang rusak. Tentu, penelitian demi penelitian diperlukan untuk menyempurnakan teknologi baru itu. Dengan semakin berkembangnya riset bidang ini, tidak tertutup kemungkinan jaringan jantung yang rusak dapat diperbaiki Yulia Puspitasari/S2 IPA | Bahan Ajar Sistem Respirasi dan sistem Sirkulasi 67 secara menyeluruh. Siapa tahu, melalui teknologi ini impian kita bahwa jantung manusia dapat seutuhnya dibuat dan fungsional, sehingga dapat menolong penderita jantung yang permanen. Ha

ki , di m

a d

si

ka

ol

k

kurang baik dipersilahkan menggantinya dengan jantung hasil teknologi yang jauh lebih sehat ini. Sumber: http://kesehatan.kompasiana.com

Daftar Pustaka Campbell, N.A., J.B. Reece, & L.G. Mitchell. (2004). Biologi jilid III. Edisi Kelima. Alih bahasa W. Manalu. Jakarta: Erlangga. Dellmann, H.D. dan E.M. Brown (1989). Buku teks Histologi Veteriner I. 3rd Ed. Penerjemah Jan Tambayong. Buku Kedokteran, EGC. Jakarta. _____________.2011.Berkat

emas

jantung

kembali

moncor.

http://kesehatan.kompasiana.com Sumber: http://biologigonz.blogspot.com Sumber: http://bionetonline Yulia Puspitasari/S2 IPA |


68

BAHAN AJAR SISTEM RESPIRASI DAN PERTUKARAN GAS FINAL.doc

Recommend Documents