Nama
: Indra sitorus
NIM
: 1202101010115 1202101010115
Kelas/Ruang : C/1 Mata Kuliah
: Fisiologi II
Dosen
: drh.Mulyadi Adam,M.Sc
PERBEDAAN SISTEM PERNAPASAN PADA MAMALIA DAN AVES
Sistem respirasi adalah suatu proses pertukaran gas oksigen (O 2) dari udara oleh organisme hidup yang digunakan untuk serangkaian metabolisme yang akan menghasilkan karbondioksida (CO 2) yang harus dikeluarkan, karena tidak dibutuhkan oleh tubuh. Setiap makhluk hidup melakukan pernafasan untuk memperoleh oksigen O 2 yang digunakan untuk pembakaran zat makanan di dalam sel-sel tubuh. Alat pernafasan setiap makhluk tidaklah sama, pada hewan invertebrata memiliki alat pernafasan dan mekanisme pernafasan yang berbeda dengan hewan vertebrata. Ada dua jenis respirasi yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup yaitu respirasi internal dan respirasi eksternal. Respirasi internal adalah proses absorpsi oksigen dan pelepasan karbon dioksida dari sel. Sedangkan respirasi eksternal adalah proses penggunaan oksigen oleh sel tubuh dan pembuangan sisa hasil metabolisme sel yang berupa O 2 ( Wiwi Isnaeni, 2006). Mamalia merupakan hewan berdarah panas. Hal ini dikarenakan kemampuannya untuk menyesuaikan diri dengan lingkungan sekitar. Sebutan mamalia sendiri berasal dari keberadaan glandula ( kelenjar ) mamae pada tubuh mereka yang berfungsi sebagai pen yuplai susu. Seperti yang kita ketahui bahwa mamalia betina menyusui anaknya dengan memanfaatkan keberadaan kelenjar tersebut. Walupun mamalia jantan tidak menyusui anaknya, bukan berarti mereka tidak memiliki kelenjar mamae. Semua mamalia memiliki kelenjar mamae , tetapi pada mamalia jantan kelenjar ini tidaklah berfungsi sebagaimana pada mamalia betina. Organ – organ pernapasan pada mamalia terdiri dari hidung, faring (tekak), laring (pangkal tenggorokan), trakea (tenggorokan), bronkus (percabangan dari trakea), bronkiolus (cabang – cabang kecil dari bronkus), dan alveolus (gelembung – gelembung kecil pada paru – paru). paru). Sistem respirasi pada unggas (ayam) terdiri dari nasal cavities, larynx, trachea (windpipe), syrinx (voice box), bronchi, bronchiale dan bermuara di alveoli. Oleh karena unggas memerlukan energi yang sangat banyak untuk terbang, maka unggas memiliki sistem respirasi yang memungkinkan untuk berlangsungnya pertukaran oksigen yang sangat besar per unit hewan. Untuk melengkapi kebutuhan oksigen yang tinggi tersebut maka anatomi dan fisiologi sistem respirasi unggas sangat berbeda dengan mammalia. Perbedaan utama adalah fungsi paru-paru. Pada mammalia, otot diafragma berfungsi mengontrol ekspansi dan kontraksi paru-paru. Unggas tidak memiliki diafragma sehingga paru-paru tidak mengembang dan kontraksi selama ekspirasi dan inspirasi. Paru-paru hanyalah sebagai tempat berlangsungnya pertukaran gas di dalam darah (Sembiring, 2009). Menurut Diana, 2008 terdapat lima fungsi utama dari sistem res pirasi, yaitu:
1. Menyediakan permukaan untuk pertukaran gas antara udara dan sistem aliran darah. 2. Sebagai jalur untuk keluar masuknya udara dari luar ke paru-paru. 3. Melindungi permukaan respirasi dari dehidrasi, perubahan temperatur, dan berbagai keadaan lingkungan yang merugikan atau melindungi sistem respirasi itu sendiri dan jaringan lain dari patogen. 4. Sumber produksi suara termasuk untuk berbicara, menyanyi, dan bentuk komunikasi lainnya. 5. Memfasilitasi deteksi stimulus olfactory dengan adanya reseptor olfactory di superior portion pada rongga hidung. Apabila dibandingkan dengan mammalia, paru-paru ayam relatif lebih kecil secara proporsional dengan ukuran tubuhnya. Paru-paru tersebut mengambang dan berkontraksi hanya sedikit karena tidak terdapat diafragma sejati. Paru-paru maupun kantung udara berfungsi sebagai cooling mechanism (mekanisme pendinginan) bagi tubuh apabila panas tubuh dikeluarkan lewat pernapasan dalam bentuk uap air. Laju respirasi diatur oleh kandungan karbon dioksida dalam darah. Apabila kandungan karbon dioksida meningkat, maka laju pernapasan juga akan meningkat. Laju pernapasan bervariasi antara 15-25 siklus/menit pada ayam yang sedang istirahat (Frandson, 1992). 1
3
Sistem Pernapasan Burung (Aves) Burung bernafas menggunakan paru-paru dan dibantu dengan pudi-pundi udara/paru-paru tambahan. Fungsi pundi-pundi udara adalah : 1. Membantu penafasan
4
2. Menjaga suhu tubuh dan mencegah kehilangan panas tubuh
5
3. Membantu memperkeras suara dengan dengan memperbesar ruang siring
6
4. Meringankan tubuh pada saat terbang (Wiryadi, 2008).
7
Ayam merupakan salah satu ternak yang termasuk dalam kelas aves. Adapun organ-organ
2
yang berkaitan dalam sistem pernafasan paada aves, yaitu: 8
1. Nares Anteriores (lubang hidung), berjumlah sepasang terdapat pada pangkal rostrum bagian dorsal.
9
2. Nares Posteriores, lubang pada palatum, hanya 1 buah, terletak di tengah.
10 3. Glottis, terletak tepat di belakang pangkal lidah dan melanjutkan ke caudal, ke dalam larynx. Glottis ini berhubungan dengan rongga mulut melalui celah yang disebut rima Glottis 11 4. Larink , bagian yang disokong oleh cartilago cricoidea, dan cartilago arytenoidea yang berjumlah sepasang. 12 5. Trachea adalah lanjutan larynx ke arah caudal. Ini berupa suatu pipa mempunyai cincincincin tulang yang disebut annulus trechealis. 13 6. Bronchus adalah percabangan trachea dexter dan sinister .
Tempat
ke
kanan dan ke kiri, disebut Bronchus
percebangan branchia tadi
disebutbifurcatio
tracheae.
Bronchi ini masih terbagi, ke dalam bronchi leteralis yang masing-masing akan terbagi lagi parabronchi.
14 7. Pulmo, terdapat pada ujung-ujung bronchi berjumlah sepasang, melekat pada dinding dorsal thorax. Pulmo ini dibungkus oleh selaput yang disebut pleura. 15 Pulmo mempunyai
hubungan
dengan
kantong-kantong
hawa
yang
disebut saccus
pneumaticus yang terdiri dari: 16 a.
Saccus abdominalis, terdapat diantara lipatan intestinum.
17 b. Saccus trhoracalis anterior , terletak pada dinding sisi tubuh pada rongga dada sebelah muka. 18 c.
Saccus thoracolis posterior , terletak tepat di belakang saccus thoracolis anterior .
19 d. Saccus interclavicularis, terletak di median, hanya satu buah dan berhubungan dengan kedua pulmo. 20 e.
Saccus cervicalis, terletak pada pangkal leher, berjumlah sepasang.
21 f.
Saccus axillaris, yaitu saccus yang dibentuk oleh penonjolan sisi-sisi dari saccus
interreclavicularis yang terdapat pada daerah ketiak. 22 8. Syrinx, terdapat pada bifurcatio tracheae. Tersusun dari beberapaannulus trachealis yang paling caudal dan annulus bronchialis yang paling cranial. Alat ini membatasi suatu ruangan yang agak melebar yang disebut tympanum. 23 Pada bagian trachea yang tercaudal terdapat suatu cartilago yang terletak melintang dan ventral ke dorsal, yang disebut pessulus. Pessulus ini menyokong suatu lipatan yang disebut membran seminularis. Adapun otot-otot yang terdapat di trachea dan syarinx, yaitu: 24 1. Musculus syringealis intrinsic, sepasang berorigo pada dinding trchea, dan berinsertio pada syrinx. 25 2. Musculus sterno trachealis, sepasang berorigo pada sternum dan berisertio pada trachea. 26 Suara pada aves dihasilkan oleh getaran dari membrana seminularis. Getaran ini terjadi karena hasil kerja otot-otot di atas. (Prof. Drs. Radiopoetra,1988). 27 Rongga hidung dilengkapi dengan silia (bulu getar) yang berperan menyaring partikel partikel yang tercampur udara yang dihirup ayam, seperti debu maupun bibit penyakit (virus maupun bakteri). Sedangkan pada bagian trakea, bronkus dan bronkeolus dilengkapi dengan sel-sel epitel yang juga mempunyai bulu getar dan sel tak bersilia yang akan menghasilkan lendir yang mengandung enzim proteolitik dan surfaktan. Adanya enzim dan surfaktan (penurun tegangan permukaan) tersebut mampu menghancurkan beberapa mikroorganisme patogen. Silia hidung hanya mampu menahan partikel berukuran 3,7-7,0 mikron, sedangkan partikel yang lebih kecil lagi akan lolos dan bertahan di saluran pernapasan ayam. Perlu diketahui juga ukuran partikel yang berada di udara kebanyakan memiliki diameter 1-5 mikron,
sedangkan
ukuran
virus
atau
bakteri
lebih
kecil
lagi
contohnya
bakteri Mycoplasma berukuran 0,25-0,5 mikron atau virus AI hanya berdiameter 0,08-0,12 mikron. Bisa dibayangkan jika silia mengalami kerusakan (misalnya oleh kadar amonia yang tinggi), maka bibit penyakit akan dengan mudah masuk ke saluran pernapasan dan pada
akhirnya ayam akan mengalami gangguan pernapasan yang berujung pada terjadinya kasus penyakit. Masuknya udara yang kaya oksigen ke paru-paru (inspirasi) disebabkan adanya kontraksi otot antar tulang rusuk (interkostal) sehingga tulang rusuk bergerak keluar dan tulang dada bergerak ke bawah. Atau dengan kata lain, burung mengisap udara dengan cara memperbesar rongga dadanya sehingga tekanan udara di dalam rongga dada menjadi kecil yang mengakibatkan masuknya udara luar. Udara luar yang masuk sebagian kecil tinggal di paru-paru dan sebagian besar akan diteruskan ke pundi - pundi hawa s ebagai cadangan udara. Udara pada pundi-pundi hawa dimanfaatkan hanya pada saat udara (O 2) di paru - paru berkurang, yakni saat burung sedang mengepakkan sayapnya. Saat sayap mengepak atau diangkat ke atas maka kantung hawa di tulang korakoid terjepit sehingga oksigen pada tempat itu masuk ke paru-paru. Sebaliknya, ekspirasi terjadi apabila otot interkostal relaksasi maka tulang rusuk dan tulang dada kembali ke posisi semula, sehingga rongga dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar dari tekanan di udara luar akibatnya udara dari paru-paru yang kaya karbon dioksida keluar. Bersamaan dengan mengecilnya rongga dada, udara dari kantung hawa masuk ke paru-paru dan terjadi pelepasan oksigen dalam pembuluh kapiler di paru-paru. Jadi, pelepasan oksigen di paru-paru dapat terjadi pada saat ekspirasi maupun inspirasi. Pernapasan pada burung saat istirahat: Burung mengisap udara kemudian udara mengalir melewati bronkus ke pundi-pundi hawa bagian belakang bersamaan dengan itu udara yang sudah ada di paru-paru mengalir ke pundi - pundi hawa, udara di pundi-pundi belakang mengalir ke paru-paru lalu udara menuju pundi - pundi hawa depan. Kecepatan respirasi pada berbagai hewan berbeda bergantung dari berbagai hal, antara lain, aktifitas, kesehatan, dan bobot tubuh. - Fase Inspirasi : Tulang dada bergerak > tulang-tulang rusuk bergerak ke bawah / muka > rongga dada membesar > paru-paru mengembang > udara masuk ke paru-paru > kantong udara bagian belakang > paru-paru > kantong udara bagian depan. - Fase Ekspirasi : Tulang dada bergerak > tulang-tulang rusuk keatas > rongga dada mengempus > paru-paru mengecil > udara dari kantong udara > paru-paru (parabronkus) terjadi difusi > dikeluarkan. Pernapasan burung saat terbang: Saat terbang pergerakan aktif dari rongga dada tidak dapat dilakukan karena tulang dada dan tulang rusuk merupakan pangkal perlekatan otot yang berfungsi untuk terbang. Saat mengepakan sayap (sayap diangkat ke atas), kantong udara di antara tulang korakoid terjepit sehingga udara kaya oksigen pada bagian itu masuk ke paru-paru. Pernapasan saat terbang terdiri dari fase inspirasi dan fase ekspirasi. - Fase Inspirasi : Sayap terangkat > kantong udara diketiak mengembang > rongga dada membesar > paru-paru mengembang > kantong udara diselangkang terjebit > udara masuk. - Fase Ekspirasi:
Sayap diturunkan > kantong udara diketiak terjepit > kantong udara diselangka mengembang > paru-paru mengempis > udara keluar. 1.2 Sistem Pernapasan Mamalia Sebutan mamalia berdasar adanya kelenjar mamae pada hewan betina untuk menyusui anaknya yang masih muda. Glandula mamae atau kelenjar susu tersebut terdapat di bawah kulit dengan warna kuning. Kelenjar ini juga biasa digunakan sebagai jaringan lemak.
Sistem respirasi melalui beberapa organ , yaitu : 1. Nares ( lubang hidung ) Lubang hidung ini terbagi menjadi dua , yaitu nares anteriores ( lubang hidung luar ) dan nares postenores ( lubang hidung dalam ). 2. Larinx Organ ini berfungsi untuk membawa udara menuju trachea s erta menghasilkan suara. Lapisan mukosa pada larynx mengandung epithelium bersilia. Silia tersebut berfungsi untuk menfilter udara kotor atau partikel-partikel asing agar tidak mengganggu sistem selanjutnya sehingga merusak paru-paru ( pulmo ). Partikel-partikel asing tersebut dapat menjadi salah satu penyebab kanker paru-paru. Makanan dan cairan yang berasal dari faring dicegah untuk tidak masuk laring karena adanya epiglotis, yaitu jaringan yang berbentuk lembaran tipis. Ketika seseorang bernafas, epiglotis membentuk posisi vertical, sehingga seperti pintu yang dibuka. Sedangkan pada saat menelan makanan atau cairan secara refleks epiglotis dan laring saling mendekat, sehingga mencegah makanan/cairan masuk ke laring dan mengarahkan makanan ke esophagus. Jika seseorang makan/minum sambil tertawa maka refleks epiglotis tidak bekerja, sehingga makanan dapat masuk ke laring, dan menyebabkan tersedak. c. Trachea Merupakan suatu organ yang tersusun atas cincin-cincin tulang rawan yang berbentuk huruf C. Cincin-cincin tulang rawan tersebut dinamakan annulus trachealis. Trachea terletak pada ventral esophagus. d. Bronchus Bronchus merupakan percabangan dari Trachea. Bronchus terdiri atas sinister dan dexter. Dindingnya diperkuat oleh cincin-cincin tulang rawan yang disebut annulus bronchialis. e. Bronchiolus Organ ini merupakan cabang-cabang kecil dari sebuah bronchus. Bersama-sama dengan bronchus , laring , dan trachea , bronchiolus bertanggung jawab atas pembersihan sistem pernafasan ( filter udara kotor ). f. Alveolus Bronchiolus terbagi menjadi banyak sekali percabangan yang lebih kecil dengan ukuran diameter sekitar 0,5 mm. Percabangan mempunyai ujung yang buntu membentuk kantung disebut alveolus. Alveoli bertugas membawa oksigen dan memindahkan karbondioksida ke atau dari sistem sirkulatori. Diantara alveoli tersisipi banyak makrofag, yaitu sel darah putih yang berukuran besar bergerak amuboid bertugas memindahkan materi asing dari dalam paru-paru yang belum tersaring di alat pernapasan sebelumnya. Selain itu juga mencegah paru-paru dari infeksi sehingga dapat menjalankan fungsinya dengan baik.
Mekanisme Ventilasi (Pertukaran Udara) Pulmonalis Paru-paru dapat membesar dan berkontraksi dengan 2 jalan : 1).Dengan gerakan turun naik diafragma akan memanjang dan memperpendek rongga dada. 2).Dengan pengangkatan dan penekanan tulang rusuk akan mengangkat/memperbesar dan menurunkan/memperkecil diameter anteroposterior rongga dada. Pernafasan normal dilakukan hampir sempurna oleh gerakan inspirasi (menghirup) diafragma. Selama inspirasi diafragma menarik ke bawah permukaan bagian bawah paru paru. Selama ekspirasi (menghembus) diafragma berelaksasi dan mendorong paru-paru ke belakang, dinding dada dan struktur perut mendorong paru-paru. Selama bernafas berat, dorongan ke belakang tidak cukup kuat untuk menyebabkan respirasi cepat, hal itu dapat dicapai dengan kontraksi urat perut yang mendorong isi perut ke atas melawan diafragma bagian bawah. Cara kedua untuk memperbesar paru-paru adalah dengan meningkatkan/memperbesar ruangan dada melalui r i b cage . Hal itu akan memperbesar paru paru karena dalam posisi istirahat secara alamiah, tulang rusuk miring ke bawah, sehingga memungkinkan tulang dada bergerak ke belakang di depan kolumnis spinalis. Namun, bila r ib cage terangkat, tulang rusuk langsung mengarah ke belakang. Dengan demikian, tulang dada pada waktu itu bergerak ke belakang menjauhi spinosus yang menyebabkan anteroposterior dada menjadi lebih besar kira-kira 20% selama respirasi maksimum dibandingkan selama ekspirasi. Oleh karena itu, berbagai otot tersebut yang mengangkat rongga dada dapat diklasifikasikan sebagai urat daging inspirasi, dan urat daging yang menekan rongga dada adalah urat daging ekspirasi.
Mekanisme Pernapasan Paru-paru letaknya menempel pada tulang rusuk bagian atas pada rongga dada. Udara yang dihirup karena ada tekanan akan masuk kedalam kantung udara dan didistribusikan kembali masuk atau keluar dari paru-paru. Distribusi udara karena aktivitas kontraksi otot pendukung pernapasan pada unggas ada dua cara, secara inspirasi dan ekspirasi (Neheim et al ., 1979). Berbeda dengan mamalia, unggas mempunyai paru-paru lebih kecil sehingga memerlukan pendukung yang berupa kantung udara dan rongga tulang (North, 1978). Mekanisme kerja pernapasan pada ayam dengan bantuan kantung udara dengan dua cara, yaitu pada waktu istirahat dan pada waktu terbang: Istirahat. Pada waktu istirahat saat inspirasi, costae bergerak ke arah cranioventral , sehingga cavum thornealis membesar, paru-paru mengembang dan udara masuk ke dalam paru-paru. Pada saat ekspirasi, costaekembali pada kedudukan semula, cavum thornealis mengecil, paru-paru mengempis dan udara keluar. Beberapa otot yang berfungsi pada ekspirasi adalah musculus intercostalis internus, musculus rectus abdominis, musculus obliquus abdominis externus dan musculus transversus abdominis. waktu terbang yang berfungsi adalah saccus Terbang. Pada interclavicularis dan saccus axilaris. Apabila sayap diturunkan saccus axilaris terjepit, sehingga saccus interclavicularis menjadi longgar, begitu pula sebaliknya apabila sayap diangkat saccus axilaris membesar dan saccus interclavicularis mengecil. Pada peristiwa ini akan mengakibatkan terjadinya pergantian udara pada paru-paru (Radiopoetra, 1991).
Paru-paru pada mamalia pertukaran oksigen denagn karbondioksida terjadi di kantung mikroskopis yang terdapat di paru-paru yang kemudian disebut dengan alveoli. Sedangkan pada paru-paru ayam, pertukaran gas terjadi di dinding mikroskopis tubulus, yang biasa disebut dengan kapiler udara. Sistem pernapasan ayam lebih efisien dibandingkan pada mamalia. mentransfer oksigen lebih dengan masing-masing pernafasan. Ini juga berarti bahwa racun dalam udara juga ditransfer lebih efisien. Ini adalah salah satu alasan mengapa asap dari teflon beracun untuk aves, tetapi tidak untuk mamalia pada konsentrasi yang sama. Ketika membandingkan ayam dan mamalia dengan berat yang sama, ayam memiliki tingkat pernafasan yang lebih lambat. Respirasi pada ayam memerlukan dua siklus pernafasan untuk memindahkan udara melalui sistem pernapasan keseluruhan. Dalam mamalia, hanya satu siklus pernapasan diperlukan.
DAFTAR PUSTAKA
Drs.
Foster
dan
Smith. 2007. Respiratory
System
of
Birds:
Anatomy
andPhysiology. http://www.edb.utexas.edu/petrosino/Pet%20Educatio-Birds.pdf.
Diakses
pada tanggal 24 Oktober 2010 pukul 15.15 WIB. Diana.
2008.
Sistem
Respirasi.http://dhedia.wordpress.com/2008/05/23/sistemrespirasi/. Diakses pada tanggal 20 Oktober 2010 pukul 12.30 WIB Frandson, R.D. 1992. Anatomi dan Fisiologi Ternak . UGM Press. Yogyakarta Isnaeni, Wiwi. 2006. Fisiologi Hewan. Jakarta : Kanisius.
