Jauri Bima Arli Nur Rachmat_185130101111016_respirasi Katak.docx

RESPIRASI PADA AMFIBI

TINJAUAN PUSTAKA Untuk memenuhi salah satu tugas matakuliah Fisiologi Veteriner yang dibina oleh drh. Rahadi Swastomo, M.Biomed

Oleh Jauri Bima Arli Nur Rachmat 185130101111016

UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN PROGRAM STUDI KEDOKTERAN HEWAN MARET 2019

TINJAUAN PUSTAKA PENDAHULUAN Respirasi adalah pertukaran gas, yaitu oksigen (O2) yang dibutuhkan tubuh untuk metabolisme sel dan karbondioksida (CO2) yang dihasilkan dari metabolisme tersebut dikeluarkan dari tubuh melalui paru. STRUKTUR SISTEM RESPIRASI Sistem respirasi terdiri dari: 1. Saluran nafas bagian atas

Pada bagian ini udara yang masuk ke tubuh dihangatkan, disaring dan dilembabkan 2. Saluran nafas bagian bawah Bagian ini menghantarkan udara yang masuk dari saluran bagian atas ke alveoli 3. Paru, terdiri dari : a. Alveoli, terjadi pertukaran gas antara O2 dan CO2 b. Sirkulasi paru. Pembuluh darah arteri menuju paru, sedangkan pembuluh darah vena meninggalkan paru. 4. Rongga Pleura Terbentuk dari dua selaput serosa, yang meluputi dinding dalam rongga dada yang disebut pleura parietalis, dan yang meliputi paru atau pleura viseralis 5. Rongga dan dinding dada Merupakan pompa muskuloskeletal yang mengatur pertukaran gas dalam proses respirasi

Saluran Nafas Bagian Atas a. Rongga hidung Udara yang dihirup melalui hidung akan mengalami tiga hal :  Dihangatkan  Disaring  Dan dilembabkan Yang merupakan fungsi utama dari selaput lendir respirasi ( terdiri dari : Psedostrafied ciliated columnar epitelium yang berfungsi menggerakkan partikel partikel halus kearah faring sedangkan partikel yang besar akan disaring oleh bulu hidung, sel goblet dan kelenjar serous yang berfungsi melembabkan udara yang masuk, pembuluh darah yang berfungsi menghangatkan udara). Ketiga hal tersebut dibantu dengan concha. Kemudian udara akan diteruskan ke : b. Nasofaring (terdapat pharyngeal tonsil dan Tuba Eustachius) c. Orofaring (merupakan pertemuan rongga mulut dengan faring,terdapat pangkal lidah) d. Laringofaring (terjadi persilangan antara aliran udara dan aliran makanan)

Saluran Nafas Bagian Bawah

a.

Laring Terdiri dari tiga struktur yang penting - Tulang rawan krikoid - Selaput/pita suara - Epilotis - Glotis

b.

Trakhea Merupakan pipa silider dengan panjang ± 11 cm, berbentuk ¾ cincin tulang rawan

seperti huruf

C. Bagian belakang dihubungkan oleh membran fibroelastic menempel pada dinding depan usofagus. c.

Bronkhi Merupakan percabangan trakhea kanan dan kiri. Tempat percabangan ini disebut

carina.

Brochus kanan lebih pendek, lebar dan lebih dekat dengan trachea. Bronchus kanan bercabang menjadi : lobus superior, medius, inferior. Brochus : lobus superior dan inferior

d.

Alveoli

kiri terdiri dari

Terdiri dari : membran alveolar dan ruang interstisial. Membran alveolar : 

Small alveolar cell dengan ekstensi ektoplasmik ke arah rongga alveoli



Large alveolar cell mengandung inclusion bodies yang menghasilkan surfactant.



Anastomosing capillary, merupakan system vena dan arteri yang saling berhubungan langsung, ini terdiri dari : sel endotel, aliran darah dalam rongga endotel

Interstitial space merupakan ruangan yang dibentuk oleh : endotel kapiler, epitel alveoli, saluran limfe, jaringan kolagen dan sedikit serum. Surfactant Mengatur hubungan antara cairan dan gas. Dalam keadaan normal surfactant ini akan menurunkan tekanan permukaan pada waktu ekspirasi, sehingga kolaps alveoli dapat dihindari. Sirkulasi Paru Mengatur aliran darah vena – vena dari ventrikel kanan ke arteri pulmonalis dan mengalirkan darah yang bersifat arterial melaului vena pulmonalis kembali ke ventrikel kiri. Paru Merupakan jalinan atau susunan bronhus bronkhiolus, bronkhiolus terminalis, bronkhiolus respiratoty, alveoli, sirkulasi paru, syaraf, sistem limfatik. Rongga dan Dinding Dada Rongga ini terbentuk oleh: 

Otot –otot interkostalis



Otot – otot pektoralis mayor dan minor



Otot – otot trapezius



Otot –otot seratus anterior/posterior



Kosta- kosta dan kolumna vertebralis



Kedua hemi diafragma

Yang secara aktif mengatur mekanik respirasi.

PARU-PARU Merupakan jalinan atau susunan bronhus bronkhiolus, bronkhiolus terminalis, bronkhiolus respiratoty, alveoli, sirkulasi paru, syaraf, sistem limfatik.

SIRKULASI PARU a. Pulmonary blood flow total = 5 liter/menit Ventilasi alveolar = 4 liter/menit Sehingga ratio ventilasi dengan aliran darah dalam keadaan normal = 4/5 = 0,8 b. Tekanan arteri pulmonal = 25/10 mmHg dengan rata-rata = 15 mmHg. Tekanan vena pulmonalis = 5 mmHg, mean capilary pressure = 7 mmHg Sehingga pada keadaan normal terdapat perbedaan 10 mmHg untuk mengalirkan

darah dari

arteri pulmonalis ke vena pulmonalis c. Adanya mean capilary pressure mengakibatkan garam dan air mengalir dari rongga kapiler ke rongga interstitial, sedangkan osmotic colloid pressure akan menarik garam dan air dari rongga interstitial kearah rongga kapiler. Kondisi ini dalam keadaan normal selalu seimbang.Peningkatan tekanan kapiler atau penurunan koloid akan menyebabkan peningkatan akumulasi air dan garam dalam rongga interstitial.

TRANSPOR OKSIGEN 1.Hemoglobin Oksigen dalam darah diangkut dalam dua bentuk: - Kelarutan fisik dalam plasma

- Ikatan kimiawi dengan hemoglobin Ikatan hemoglobin dengan tergantung pada saturasi O2, jumlahnya dipengaruhi oleh pH darah dan suhu tubuh. Setiap penurunan pH dan kenaikkan suhu tubuh mengakibatkan ikatan hemoglobin dan O2 menurun. 2. Oksigen content Jumlah oksigen yang dibawa oleh darah dikenal sebagai oksigen content (Ca O2 ) - Plasma - Hemoglobin

REGULASI VENTILASI Kontrol dari pengaturan ventilasi dilakukan oleh sistem syaraf dan kadar/konsentrasi gas-gas yang ada di dalam darah Pusat respirasi di medulla oblongata mengatur: -Rate impuls

Respirasi rate

-Amplitudo impuls

Tidal volume

Pusat inspirasi dan ekspirasi : posterior medulla oblongata, pusat kemo reseptor : anterior medulla oblongata, pusat apneu dan pneumothoraks : pons. Rangsang ventilasi terjadi atas : PaCO2, pH darah, PaO2

PEMERIKSAAN FUNGSI PARU Kegunaan: untuk mendiagnostik adanya : sesak nafas, sianosis, sindrom bronkitis Indikasi klinik: - Kelainan jalan nafas paru,pleura dan dinding toraks - Payah jantung kanan dan kiri - Diagnostik pra bedah toraks dan abdomen - Penyakit-penyakit neuromuskuler - Usia lebih dari 55 tahun.

FUNGSI RESPIRASI DAN NON RESPIRASI DARI PARU 1.

Respirasi : pertukaran gas O² dan CO²

2.

Keseimbangan asam basa

3.

Keseimbangan cairan

4.

Keseimbangan suhu tubuh

5.

Membantu venous return darah ke atrium kanan selama fase inspirasi

6.

Endokrin : keseimbangan bahan vaso aktif, histamine, serotonin, ECF dan angiotensin

7.

Perlindungan terhadap infeksi: makrofag yang akan membunuh bakteri

Mekanisme Pernafasan Agar terjadi pertukaran sejumlah gas untuk metabolisme tubuh diperlukan usaha keras pernafasan yang tergantung pada: 1. Tekanan intra-pleural Dinding dada merupakan suatu kompartemen tertutup melingkupi paru. Dalam keadaan normal paru seakan melekat pada dinding dada, hal ini disebabkan karena ada perbedaan tekanan atau selisih tekanan atmosfir ( 760 mmHg) dan tekanan intra pleural (755 mmHg). Sewaktu inspirasi diafrgama berkontraksi, volume rongga dada meningkat, tekanan intar pleural dan intar alveolar turun dibawah tekanan atmosfir sehingga udara masuk Sedangkan waktu ekspirasi volum rongga dada mengecil mengakibatkan tekanan intra pleural dan tekanan intra alveolar meningkat diatas atmosfir sehingga udara mengalir keluar. 2. Compliance Hubungan antara perubahan tekanan dengan perubahan volume dan aliran dikenal sebagai copliance. Ada dua bentuk compliance: - Static compliance, perubahan volume paru persatuan perubahan tekanan saluran nafas ( airway pressure) sewaktu paru tidak bergerak. Pada orang dewasa muda normal : 100 ml/cm H2O - Effective Compliance : (tidal volume/peak pressure) selama fase pernafasan. Normal: ±50 ml/cm H2O Compliance dapat menurun karena: - Pulmonary stiffes : atelektasis, pneumonia, edema paru, fibrosis paru - Space occupying prosess: effuse pleura, pneumothorak

- Chestwall undistensibility: kifoskoliosis, obesitas, distensi abdomen Penurunan compliance akan mengabikabtkan meningkatnya usaha/kerja nafas. 3.

Airway resistance (tahanan saluran nafas) Rasio dari perubahan tekanan jalan nafas

Pengendalian Respirasi Respirasi dikendalikan dalam sistem saraf pusat (SSP). Respirasi yang voluntar diperinttahkan oleh korteks, dan respirasi otomatis oleh struktur dalam daerah medulopontin. Otot respirasi disuplai oleh saraf dari medula servikal (C IV - VIII) dan dari medula torakal (Th I-VII). Pengaturan respirasi mengurus ventilasi untuk memelihara kadar Po2, Pco2, pH darah yang tepat, dengan jalan mana Pco2 dan pH darah berhubungan erat. Terdapat beberapa sensor untuk input aferent ke SSP, kemoreseptor, mekanoreseptor, dan lainnya. Kemoreseptor perifer ditemukan pada badan-badan carotid dan aortik. Pada manusia, organ sensor O2 yang utama adalah Badan carotid. Impuls dari sensor-sensor ini meningkat ketika Po2 turun sarnpai dibawah sekitar 13,3 kPa (= 100 mmHg). Output dari impuls tidak dapat bertahan di bawah 4 kPa (= 30 mmHg). Peningkatan respons ventilasi terhadap penurunan Po2 ditingkatkan oleh peningkatan Pco2 atau dalam konsentrasi H+. Respons terhadap Pco2 adalah linier di atas 5,3 kPa (= 40 mmHg) dan terhadap H+ dari pH 7,7 sampai 7,2. Suatu peningkatan CO2 dan sebagai akibatnya penurunan pH dalam cairan cerebrospinal (CSF) merangsang kemoreseptor pusat pada medula oblongata anterior. Stimulus ini memperkuat aktivitas respirasi dengan tujuan untuk menurunkan Pco2 darah yang meningkat (dan dengan demikian juga CSF). Pada retensi CO2 kronis, pusat medula menjadi insensitif terhadap perubahan Pco2 sehingga Po2menjadi pendorong respirasi yang utama. Pada keadaan ini, bila Po2 ditingkatkan dengan bernafas O2 100%, dorongan respirasi mungkin ditiadakan, menyebabkan koma dan kematian. Untuk menghindari kejadian ini, penderita dengan peningkatan Pco2 secara kronis harus hanya menerima udara yang kaya akan O2 dan bukan O2 100% . Mekanoreseptor terdapat pada jalan napas bagian atas dan dalam paru-paru. Mekanoreseptor terdiri dari beberapa jenis dan mempunyai berbagai fungsi. Pada paru-paru reseptor utama adalah reseptor regang pulmonar (PSR) dari refleks Hering-Breuer. Inflasi paru meregangkan PSR dan memulai impuls yang dibawa ke SSP oleh serabut besar yang bermielin dalam vagus (X). Mereka meningkatkan waktu respirasi dan mengurangi frekuensinya. Mereka juga terlibat dalam refleks yang menyebabkan bronkokonstriksi, takikardia, dan vasokonstriksi.

Pengendalian respirasi otomatis oleh SSP diperintah oleh apa yang disebut pusat respirasi dalam pons dan medula. Pusat-pusat ini mengatur kedalaman inspirasi dan titik potong yang menghentikan inspirasi. Pusat medula adalah penting untuk menentukan irama respirasi dan untuk refleks Hering-Breuer, yang menghalangi inspirasi saat paru diregangkan. Input lainnya ke pusat medula meliputi: proprioseptor, yang mengkoordinasi aktivitas otot dengan respirasi; suhu tubuh, yang misalnya meningkatkan kecepatan respirasi saat demam; presoreseptor atau baroreseptor, yang mengirimkan aferen ke pusat medula maupun ke daerah penghambat jantung di medula; dalam arah yang sebaliknya, aktivitas respirasi mempengaruhi tekanan darah dan denyut nadi; efek ini adalah kecil, pusat SSP yang lebih tinggi (korteks, hipotalamus, sistem limbik), yang mempengaruhi respirasi pada waktu gelisah, nyeri, bersin, dan lain-lain Menahan napas secara voluntar menghambat respirasi otomatis sampai titik ketahanan tercapai ketika peningkatan Pco2 melampaui penghambatan voluntar. Titik ketahanan dapat ditunda dengan hyperventilasi sebelumnya. Istilah aktivitas respirasi yaitu: hiperpnea dan hipopnea, yang terutama menerangkan kedalamannya, sedangkan takipnea, bradipnea dan apnea menjelaskan frekuensi respirasi tanpa mempedulikan efisiensi atau kebutuhan; dispnea adalah kesulitan bemafas; ortopnea adalah dispnea yang parah dan membutuhkan posisi toraks yang tegak untuk bernafas; hipoventilasi atau hiperventilasi menjelaskan keadaan di mana ventilasi alveolar lebih kecil atau lebih besar daripada kebutuhan metabolik, sehingga secara berturut-turut menimbulkan peningkatan atau penurunan Pco2 alveolar

Pernafasan Katak A. Fisiologi Hewan Fisiologi adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari fungsi setiap bagian yang membentuk organ, fungsi tiap organ tubuh makhluk hidup, serta hubungan fungsional antar organ tubuh makhluk hidup tersebut dalam menyelenggarakan suatu sistem kehidupan dan menciptakan kondisi homeostatis. Homeostatis merupakan suatu kondisi tubuh yang tetap seimbang dan tidak terpengaruh kondisi di luar tubuh. Fisiologi hewan adalah ilmu yang mempelajari fungsi tubuh hewan dalam menyelenggarakan kehidupan, yang mencakup proses respirasi, pencernaan, reproduksi, dan lain-lain.

B. Katak Amfibi adalah hewan berulang belakang (vertebrata) yang dapat hidup di dua alam, yaitu di darat dan di air. Amfibi merupakan hewan berdarah dingin, artinya memiliki suhu tubuh yang berubah sesuai dengan lingkungannya. Beberapa jenis amfibi diantaranya bangsa Caecilia, bangsa kodok dan katak, dan Salamander. Katak merupakan hewan amfibi yang paling dikenal dalam kehidupan sehari-hari. Katak mengalami metamorfosis dalam daur hidupnya, mulai dari telur yang kemudian menjadi berudu, yang hidup dalam air, kemudian tumbuh menjadi katak dewasa, yang hidup lebih banyak di darat. Pola hidup katak tersebut mengakibatkan sistem pernafasan yang berbeda pada saat menjadi berudu maupun setelah menjadi katak dewasa.

C. Respirasi (Pernapasan) pada Hewan Respirasi atau pernafasan adalah suatu proses pengambilan oksigen (O2) yang dibutuhkan untuk memecah senyawa-senyawa organik menjadi karbon dioksida (CO2), uap air (H2O) dan energi. Energi yang dihasilkan pada proses respirasi digunakan oleh organisme hidup dalam melakukan aktivitas hidupnya. Proses respirasi atau pernafasan dapat pula diartikan secara sederhana sebagai proses pengambilan gas oksigen (O2) dari lingkungan dan pelepasan karbon dioksida (CO2) dan uap air (H2O) dari dalam tubuh suatu makhluk hidup. Proses pertukaran antara gas karbon dioksida dengan oksigen tersebut dilakukan secara difusi. Sebagian besar proses respirasi membutuhkan oksigen sebagai oksidatornya sehingga disebut respirasi aerob. Hewan memiliki mekanisme pernafasan dan alat pernafasan yang bermacam-macam yang sesuai dengan struktur tubuh serta lingkungan hidup hewan tersebut.Alat-alat

pernafasan hewan tersebut berperan penting dalam proses pemasukan oksigen (O2) dari lingkungan luar ke dalam tubuh, serta proses pengeluaran gas karbon dioksida (CO2) dari dalam ke luar tubuh. Hewan vertebrata memiliki alat pernafasan berupa insang, paru-paru, kulit, dan juga alat bantu pernafasan seperti kantung udara (sakus pneumatikus) yang terdapat pada golongan Aves. Katak merupakan salah satu jenis amfibi yang dalam daur hidupnya mengalami metamorfosis, yaitu proses perubahan bentuk tubuh secara bertahap yang dimulai dari larva hingga dewasa. Katak melakukan proses pembuahan di luar tubuh, artinya katak betina lebih dahulu melepaskan telur yang pada saat bersamaan sperma dari katak jantan ikut dilepaskan. Telur katak tersebut ditempatkan di air dan kemudian akan menjadi berudu, lalu berkembang menjadi katak berekor, dan menjadi katak dewasa.

Perkembangan katak membuat sistem pernafasan yang dilakukan berbeda saat masih berudu dan setelah menjadi katak dewasa.

A. Berudu Berudu hidup sepenuhnya dalam air sehingga bernafas menggunakan insang. Pada tahap awal, berudu bernafas menggunakan insang luar, yang terdiri dari tiga pasang insang yang terletak pada bagian belakang kepala berudu. Insang luar terbentuk dari lembaran-lembaran kulit luar dan terdapat kapiler-kapiler darah. Proses pernafasan berudu menggunakan insang luar dilakukan dengan cara menggetarkan insang-insang tersebut, dengan demikian akan selalu terjadi pergantian air, maka oksigen-oksigen terlarut dalam air dapat berdifusi ke dalam pembuluh-pembuluh kapiler darah. Alat pernafasan berudu berubah setelah 9 hingga 12 hari. Insang luar digantikan dengan insang dalam (Gambar 1) yang fungsi dan mekanismenya sama dengan insang luar. Gambar 1. Insang Dalam pada Berudu

B. Katak Berudu yang telah mengalami metamorfosis sempurna setelah tiga bulan akan menjadi katak dewasa. Katak memiliki alat pernafasan yang berbeda dengan berudu. Alat pernafasan katak terdiri atas rongga mulut, paru-paru dan kulit, yang sangat berguna karena kebiasaan hidup katak hidup di daratan dan di air. Pada katak, oksigen dapat berdifusi dalam rongga mulut melalui selaput rongga mulut. Selaput rongga mulut dapat berfungsi sebagai alat pernafasan karena tipis dan terdapat pembuluh-pembuluh kapiler yang bermuara pada rongga mulut. Pada saat terjadi gerakan pada rongga mulut dan faring (bagian antara akhir lubang hidung hingga pangkal tenggorokan), maka lubang hidung akan terbuka dan glotis (pangkal tenggorokan) tertutup, sehingga udara berada di rongga mulut dan berdifusi masuk melalui selaput rongga mulut yang tipis. Pernafasan dengan kulit dilakukan secara difusi. Hal ini karena kulit katak tipis, selalu lembab dan banyak mengandung pembuluh kapiler darah. Pernafasan menggunakan kulit berlangsung efektif baik di daratan maupun saat di dalam air. Oksigen yang masuk melalui kulit akan diangkut melalui pembuluh vena kulit paruparu (vena pulmo kutanea) menuju ke jantung untuk diedarkan ke seluruh tubuh, sebaliknya karbon dioksida (CO2) dari jaringan akan dibawa ke jantung, dari jantung dipompa ke kulit dan paru-paru melalui arteri kulit paru-paru (arteri pulmo kutanea), dengan demikian pertukaran oksigen (O2) dan karbon dioksida (CO2) terjadi di kulit. Katak juga bernafas menggunakan paru-paru, walaupun paru-paru katak belum sebaik mammalia. Paru-paru katak berupa sepasang kantung tipis yang elastis (Gambar 2) sehingga udara pernafasan dapat berdifusi, dan dinding paru-paru banyak dikelilingi kapiler darah dan juga lipatan. Akibat lipatan-lipatan tersebut permukaan paru-paru menjadi lebih luas, hal ini akan mengoptimalkan pengikatan oksigen yang dilakukan oleh pembuluh darah yang banyak terdapat di permukaan dinding paruparu.

Gambar 2. Paru-paru Katak

Paru-paru dan rongga mulut katak dihubungkan oleh bronkus yang pendek. Proses pernafasan katak meliputi inspirasi dan ekspirasi yang berlangsung pada saat mulut dalam keadaan tertutup. Katak tidak memiliki tulang rusuk dan diafragma sehingga mekanisme pernafasan katak terjadi karena adanya kontraksi atau relaksasi dari otot-otot pernafasan yaitu otot rahang bawah (submandibularis), sternohioideus, geniohioideus, dan otot perut. Mekanisme inspirasi dan ekspirasi pada sistem pernafasan katak dapat dijelaskan sebagai berikut:

1.

Fase Inspirasi Fase inspirasi dimulai dengan menutupnya mulut dan tekak. Otot sternohioideus berkontraksi sehingga rongga mulut membesar, akibatnya oksigen (O2) masuk melalui koane (lubang pada rongga hidung belakang). Setelah koane menutup, otot submandibularis dan otot geniohioideus berkontraksi sehingga rongga mulut mengecil. Mengecilnya rongga mulut mendorong oksigen masuk ke paru-paru melalui celah-celah. Dalam paru-paru terjadi pertukaran gas, oksigen diikat oleh darah yang berada dalam kapiler dinding paru-paru dan sebalikanya karbon dioksida dilepaskan ke lingkungan.

2.

Fase Ekspirasi Mekanisme ekspirasi terjadi setelah adanya pertukaran gas dalam paruparu, otot rahang bawah berelaksasi sementara otot perut dan sternohioideus berkontraksi. Hal ini mengakibatkan paru-paru akan mengecil sehingga udara tertekan keluar dan masuk ke dalam rongga mulut. Selanjutnya koane membuka

sedangkan celah tekak menutup, sehingga terjadi kontraksi otot rahang bawah yang diikuti oleh kontrakssi otot geniohioideus. Akibatnya rongga mulut mengecil dan udara yang kaya akan karbon dioksida (CO2) terdorong keluar melalui koane.

Gambar 3. Mekanisme Inspirasi dan Ekspirasi pada Katak

Gambar 4. Mekanisme Pernafasan Katak

DAFTAR PUSTAKA

1. Ganong, William F., editor bahasa Indonesia: M Djauhari Widjajakusumah. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran.Edisi 17. Penerbit Buku Kedokteran EGC. 1999. hal. 669 – 724 2. Guyton & Hall. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Edisi 9. Penerbit Buku Kedokteran. EGC.1997. hal. 655 – 667 3. Janet L. Hopson.1990.Essentials of biology . McGraw-Hill.New York 4. Sherwood, Lauralee.Fisiologi Jantung. Beatricia I.Santoso.Fisiologi Manusia dari Sel ke Sistem. Jakarta : EGC.2001; hal 410 – 460 5. Despopoulus, Agamemnon, Atlas Berwarna & Teks Fisiologi. Penerbit Hipokrates. 2000. hal. 78 – 109