BAHAN
AJAR
MATA
KULIAH FISIOLOGI HEWAN
I.
Tinjauan
Mata Kuliah
- Deskripsi Singkat
Dalam
mata kuliah ini tercakup pengertian fisiologi hewan dan kaitannya dengan ilmu
lainnya, fungsi sel, metabolisme sel, sistem saraf, hormon dan cara kerjanya,
otot dan gerak, sistem pencernaan makanan, sistem respirasi, sistem peredaran
darah, sistem ekskresi dan osmoregulasi, termoregulasi
- Kegunaan Mata
Kuliah
Mata
kuliah fisiologi hewan akan bermanfaat bagi mahasiswa dalam memahami tentang
proses-proses dan aktivitas hidup yang terjadi pada hewan pada tingkat
individu, sistem organ, jaringan, sel dan molekul pada semua jenis hewan bahkan
juga manusia dipandang sebagai salah satu anggota vertebrata serta
koordinasinya.
Selain
itu mahasiswa dapat memahami perkembangan ilmu fisiologi hewan melalui
temuan-temuan penting dibidang endokrinologi dan reproduksi.
- Standar Kompetensi
Setelah
menyelesaikan mata kuliah ini mahasiswa dapat menjelaskan aktivitas dan fungsi
pada tingkat individu, sistem organ, organ, jaringan, sel dan molekul pada
semua jenis hewan bahkan juga manusia dipandang sebagai salah satu anggota
vertebrata serta koordinasinya dengan benar
- Materi
1. Homeostasis
dan Fungsi Sel
2. Sistem
Saraf
3. Hormon
dan Cara Kerjanya
4. Otot
dan Gerak
5. Sistem
Pencernaan Makanan
6. Sistem
Respirasi
7. Sistem
Peredaran Darah
8. Sistem
Ekskresi dan Osmoregulasi
9. Termoregulasi
- Petunjuk bagi
Mahasiswa
1. Sebelum
perkuliahan hendaknya mahasiswa telah membaca buku yang relevan dengan materi
yang aka dibahas pada setiap pertemuan
2. Ikuti
setiap materi yang dipraktikumkan agar semua materi dapat dipahami dan
dimengerti dengan benar
3. Carilah
tambahan materi yang relevan dengan materi yang akan dibahas dari internet.
Diskusikan dalam kelompok-kelompok kecil
4. Mintalah
petunjuk dari dosen jika ada konsepyang belum dipahami dengan baik
5. Kerjakan
tugas mandiri yang diberikan sesuai dengan ketentuan yang disepakati baik sisi
teknis maupun batas pemasukan.
BAB
I
PENGERTIAN
FISIOLOGI HEWAN DAN KAITANNYA DENGAN ILMU-ILMU LAINNYA
1.1 Pendahuluan
Deskripsi singkat
Bab
ini menguraikan pengertian fisiologi hewan, konsep-konsep yang mendasari
penelitian fisiologi dan bidang-bidang khusus dalam fisiologi hewan tersebut.
Kompetensi Dasar
Setelah
menyelesaikan materi ini mahasiswa diharapkan akan dapat menjelaskan tentang
fisiologi hewan dan kaitannya dengan ilmu-ilmu lainnya secara tepat
1.2 Penyajian
Fisiologi ialah salah satu cabang
biologi yang membahas tentang fungsi, benda-benda yang hidup. Batasan yang
lebih modern menyatakan bahwa fisiologi merupakan suatu ilmu yang mempelajari
tentang homeostasis dan mekanisme pengendalian yang berlangsung untuk mencapai
dan memelihara homeostasis.
Homeostasis adalah istilah yang dipakai
oleh seorang ahli fisiologi (Wlater B. Canon 1871-1945) untuk menunjukkan
adanya stabilitas yang dipertahankan di dalam badan pada suatu organisme yang
hidup, walaupun banyak faktor yang kemungkinan mencoba merubah stabilitas itu.
Berkaitan dengan batasan tersebut
diatas, fisiologi hewan membahas tentang fungsi alat dalam tubuh hewan dana
manusia dalam usahanya mencapai dan memelihara homeostasis. Dengan demikian
keadaan tubuh yang normal/sehat menggambarkan pelaksanaan secara tepat
homeokinesis dan homoedinamika di dalamnya.
Beberapa ahli yang berpandangan
mekanistik menyatakan bahwa fenomena fisiologi dapat dijelaskan dengan ilmu
kimia, fisika dan matematika. Selain itu masih diperlukan juga bantuan (1)
anatomi, untuk menjelaskan fenomena fisiologi atas dasar susunan suatu alat;
(2) biokimia, untuk menjelaskan berbagai fenomea fisiologi berdasarkan reaksi
kimia baik yang terjadi di dalam maupun diluar sel; (3) biofisika, untuk
memberikan panduan dalam menjelaskan fenomena listrik dan mekanik yang terjadi
di dalam tubuh dan (4) genetika, untuk menerangkan fenomea fisiologi yang
berupa kemampuan herediter, diferensiasi dan perkembangan. Dengan demikian
dalam fisiologi terjadi perpaduan antara keterangan-keterangan dari
masing-masing disiplin ilmu. Suatu keuntungan yang diperoleh dalam mempelajari
fisiologi hewan, yaitu adanya kesamaan fungsi alat dalam berbagai hewan termasuk
mamalia. Sehingga banyak informasi yang diperoleh dari percobaan-percobaan pada
hewan yang dapat diterapkan pada manusia.
Bidang-bidang khusus dalam fisiologi
hewan
Bertolak dari kenyataan bahwa dalam
fisiologi hewan akan muncul bidang-bidang khusus yang menekankan pada satu
aspek atau lebih
Penekanan pada sistem organ tertentu
atau jenis aktivitas tertentu misalnya Endokrinologi
yang berkaitan dengan jaringan penghasil hormon dan fungsinya.
Neurofisiologi yang berhubungan dengan struktur dan fungsi sistem saraf pada
semua tingkat.
Fisiologi perilaku mendapat banyak
perhatian dan menjadi sasaran dari berbagai penelitian, mulai dari basis
molekuler, penerimaan perasaan atau proses pengubahannya dalam gaya safari
untuk analisis perilaku dan masyarakat dan populasi hewan. Salah satu cabang, Etiologi berusaha menganalisis perilaku
secara kuantitatif dalam kondisi alami. Suatu bidang yang diilhami rekayasa
yaitu Bionik, dalam hal ini aktivitas tatanan hidup disimulasikan ke dalam
perlengkapan mekanik atau elektronik, sedangk dalam Kibernetik yang
disimulasikan adalah koordinasi dan pengendalian dalam tatanan hidup
Beberapa konsep yang mendasari
penelitian kefaalan
Untuk keperluan perkembangan fisiologi
pada umumnya perlu disertai eksperimentasi sehingga bidang ilmu bukan sekedar
kumpulan teori. Sebagaimna umumnya pendekatan ilmiah yang pertama kali
dilakukan adalah observasi yang diikuti oleh penyusunan hipotesis dan kemudian
melakukan eksperimentasi untuk menguji kebenaran hipotesis yang diajukan.
Proses ini diulang untuk menyaring informasi yang diperoleh sebelumnya dan
membawanya sedekat mungkin pada kenyataan. Dalam hal ini penyusunan hipotesis
dan prosedur eksperimen, eksperimentator dituntut memliki daya imajinasi yang
tinggi
Dalam menyampaikan penjelasan dikenal
dua cara :
- Berdasarjab
konsep-konsep kebiologian, dalam hal ini hipotesis atau teori dinyatakan
dengan bahasa evolusi, genetika, adaptasi atau perkembangan dalam tatanan
biologi
- Untuk
menjelaskan struktur atau fungsi tertentu menggunakan cara kimiawi atau
fisikawi
Hewan pada semua tingkat perkembangan
tidak hanya bereaksi tehadap perubahan-perubahan lingkungannya tetapi lebih
dari itu, mereka mengatur dan mengendalikan reaksi-reaksi seperti itu.
manifestasinya adalah selenggaraan mekanisme faali yang bertanggung jawab
terhadap keajegan lingkungan internal yang dinyatakan dengan istilah
Homeostasis.
Lingkungan internal dapat berubah karena
aktivitas sel dan perubahan lingkungan eksternal organisme. Hewan yang mampu
mempertahankan keajegan lingkungan secara
nisbi disebut sebagai regulator, sedang hewan lain yang disebut sebagai
Konformer merupakan hewan yang lingkungan internal berubah sejalan dengan
perubahan lingkungan eksternal. Selain mekanisme homeostasis ada dua cara lain
untuk mempertahankan lingkungan eksternal yang tidak sesua yang disebut sebagai
Homokinesis.
Tanggapan terhadap perubahan lingkungan
itu merupakan usaha untuk mempertahankan hidupnya. Oleh kaerna itu adaptasi
mempunyai arti yang banyak maka lebih tepat jika disebut Kompensasi
Untuk
keperluan eksperimen perlu dilakukan semacam kompensasi terhadap hewan
percobaan yaitu menyesuaikanya terhadap kondisi-kondisi lingkungan laboratorium
yang terkendali kecuali hanya satu atau dua faktor yang berubah. Penyesuaian
seperti ini disebut aklimasi. Penyesuaian yang jauh lebih rumit ialaha
aklimatisasi, berlangsung dalam kondisi lingkungan alami dengan multivariabel
yang mengalami perubahan. Cara penyesuaian terakhir ini lebih sulit analisisnya.
Kemampuan
organisme untuk melakukan regulasi dan konformasi terbatas pada suatu kisaran
tertentu yang disebut batas toleransi. Diluar batas toleransi hewan
mempertaruhkan beberapa kemampuannya untuk bertahan terhadap lingkungan
ekstrim. Pada keuda ujung kisaran toleransi sebenarnya terdapat dua titik
kematian, karena meskipun hewan mampu bertahan hidup tetapi pada hakikatnya
hewan menderita kerusakan yang akhirnya akan kalah.
Aklimasi
dan aklimatisasi berlangsung dalam beberapa hari atau minggu, sedang adaptasi
memerlukan periode waktu yang lebih lama dan dapat menghasilkan suatu spesies.
Secara teori dikenal tiga cara melakukan Homeostasis
- Jika
perubahan lingkungan dapat diramalkan, suatu cara penjadwalan dapat
memberi imbangan internal secara periodik pada fluktuasi yang belum
diketahui
- Kondisi-kondisi
eksternal dapat dinilai dan bersama-sama dengan pengetahuan sifat-sifat
reaksi, suatu perkiraan dapat dibuat untuk sejumlah perubahan yang
diketahui lebih dahulu. Kemudian suatu anggapan yang layak dapat dimulai
untuk mengatasi perubahan yang diharapkan.
- Kondisi
internal dapat dipantau dan penyimpangan apapun yang tidak semestinya dari
normal yang berlaku dapat digunakan sebagai suatu isyarat untuk memulai
suatu tanggapan yang akan berhenti hanya bila norma itu telah dipulihkan.
Rangkuman
Kita
semua memahami bahwa mahluk hidup dibedakan dengan mati berhubung dengan
beberapa hal antara lain aktivitas yang ditampilkannya, seperti tumbuh, gerak
pindah tempat, pertukaran zat, reproduksi, bereaksi terhadap rangsang dll.
Berkaitan dengan itu fisiologiawan tidak harus dipuaskan dengan hanya menemukan
bahwa suatu organisme, ia harus menyelidiki lebih dalam dan berusaha lebih
keras memperoleh kejelasan mekanisme yang menggerakkan aktivitas itu, lebih
dalam lagi masalah pengendaliannya, dan liku-likunya pada tingkat molekuler.
Permasalahan menjadi berkembang dalam fisiologi hewan berdasarkan bahwa
berbagai jenis hewan memiliki ciri-ciri dan lingkungan hidup berlainan.
Dengan demikian jelas bahwa ruang
lingkup fisiologi hewan mencakup aktivitas dan fungsi individu pada tingkat individu,
sistem organ, organ, jaringan, sel, dan tingkat molekul pada hewan bahkan
manusia, jika manusia dianggap sebagai vertebrata serta koordinasinya.
1.3 Penutup
a. Tes formatif
1. Apa yang dimaksud dengan
a. Fisiologi hewan
b. Endokrinologi
2. Jelaskan perbedaan antara aklimasi dan aklimatisasi
b. Umpan balik
Anda
dapat menguasai materi ini dengan baik jika memperhatikan hal berikut :
-
Membuat
ringkasan materi pada bab tersebut sebelum materi dibahas dalam diskusi
-
Aktif
dalam diskusi
1.4 Senarai
Fisiologi hewan : ilmu yang mempelajari tentang proses dan aktifitas
yang terjadi dalam tubuh hewan
Endokrinologi : ilmu yang mempelajari tentang kelenjar penghasil hormon
dan fungsinya
BAB
II
FUNGSI
SEL DAN HOMEOSTASIS
2.1 Pendahuluan
Deskripsi
Singkat
Bab
ini menguraikan tentang homeostasis, membran sel dan translokasi zat melewati
membran sel
Kompetensi
Dasar
Setelah
menyelesaikan materi ini mahasiswa diharapkan dapat menjelaskan tentang funsi
sel secara tepat
2.2 Penyajian
Homeostasis
adalah azas dasar yang menopang semua proses fisiologis. Dengan itu suatu
proses organisme dijamin tetap berada dalam kondisi mantap sehingga
proses-proses organisme dijamin tetap berada dalam kondisi mantap sehingga
proses-proses yang melibatkan sel tampil optimal. Dalam hal homeostasis maka
sasaran pembicaraan adalah cairan luar sel (CLS) dan cairan dalam sel (CDS).
CLS
meliputi plasma darah dan cairan antar sel (CAS). Komposisinya dipelihara oleh
sistem-sistem kardiovaskular, respirasi, gastrointestinal, endokrin dan saraf
yang berkerja dalam suatu koordinasi.
Komposisi
CDS berbeda dengan CLS, keduanya dipelihara oleh membran sel
2.2.1 Membran Sel
Semua
sel hewan terbungkus dalam membran sel yang tersususn dari beraneka ragam lipid
dan protein.
Lipid,
terutama fosfolipid dan kolesterol tersusun menjadi dua lapis. Ujung molekul
lipid yang bersifat hidrofil (polar) yaitu yang mengandung gugus fosfat,
berderet –deret berhadapan dengan CLS dan CDS. Ujung hidrofob molekul lipid
(rantai hidrokarbon) berhadapan satu sama lain di dalam membran.
molekul-molekul
protein terselip dalam dua lapis lipid. bebereapa macam protein terentang
setebal dua lapis lipid. sedang protein lainnya setengah bagian berada di dalam
sel atau di luar sel. protein yang beragam itu melayani sejumlah fungsi yaitu
sebagai :
- Reseptor,
dalam hal ini protein bertindak sebagai tempat untuk mengikat antibody,
hormone, neurotransmitter, dan bahan farmakologi.
- Enzim,
berbagai enzim terikat pada membrane sel, melayani berbagai fungsi
fosforilasi zat antara dalam metabolisme.
- Pengangkut
(Ing, oarrier), berbagai zat diangkut melewati membrane sel oleh
macam-macam protein pengangkut.
- Kanal
ion, berbagai molekul kecil berdifusi melwati kanal atau pori pada
membran. protein membentuk kanal ini terentang setebal dua lapis lipid.
2.2.2 Translokasi Zat
Melewati Membran Sel
Ion-ion,
bahan gizi dari berbagai limbah hasil metabolisma dikeluarkan melalui membran
sel dengan berbagai cara, pasif dan aktif. Cara-cara itu ialah:
Transpor
pasif tanpa ada energi
ini
adalah proses “Turun Bukit” (Ing, downhill process). Cara transport ini ada dua
macam yaitu difusi sederhana dan difusi dengan kemudahan. anda semua tahu apa
yang dimaksud dengan difusi. Misalnya satu sendok gula dalam segelas air jika
dibiarkan gula akan merata pada air di dalam gelas.
Difusi sederhana terjadi karena semua
zarah dalam larutan berada dalam gerakan ajek (Ing, constant), dari suatu
daerah berkadar tinggi kedaerah lain berkadar rendah dari pada sebaliknya.
dalam hal ini dikatakan bahwa zarah bergerak mengikuti landaian konsentrasi
(Ing, constant gradient) dengan difusi. Apabila konsentrasi zarah serbasama dimana
saja dalam larutan maka pada hakekatnya gerakan itu terhenti. Meskipun gerakan
non zarah tidak berhenti, konsentrasi tetap sama.
Transpor
Aktif. Proses transpor aktif memerlukan energi dan arahnya melawan landaian
konsenstrasi atau “mendaki bukit”. Transpor aktif ada dua macam yaitu : (1)
menggunakan energi langsung dari satu sumber dan (2) menggunakan energi tidak
langsung dari sumbernya.
(1) Transpor
aktif yang menggunakan energi langsung dari sumbernya yaitu adenosine
triphosphat (ATP)
(2) Transport
aktif yang memiliki sumber energi tidak lansgung tersedia yaitu menggunakan
simpanan energi dalam landaian konsenstrasi Na+. Sistem ini dapat berkerja
hanya jika konsentrasi Na+ diluar sel lebih tinggi dari pada konsentrasi Na+
didalam sel .Energi diperlukan untuk membentuk landaian konsentrasi Na+, dan
inilah yang dimasud dengan energi diatas
Trasnport
aktif jenis ini digunakan untuk :
a. Memasukkan
glukosan dan asam amino ke dalam sel dengan melawan landaian konsentrasinya.
Dalam hal ini mula-mula Na+ tinggi. Dengan kejadian itu maka daya pengikat
pengangkut terhadap glukosa meningkat. Pengangkut memindahahkan keduanya Na+
dan glukosa ke dalam sel dan disitu Na+ lepas dari pembawanya karena
konsentrasinya di dalam sel rendah.
b. Transpor
material keluar dari sel, misalnya untuk mengeluarkan Ca2+ dari dalam sel, Ca2+
yang keluar ditukar dengan Na+, keluarnya Ca+ melawan landaian elektrokimia,
sedang masuknya Na+ adalah sebaliknya.
Osmosis.
Transpor trans membran molekul air dengan landaian tekanan osmotik. Tekanan
osmotik antara lingkungan dalam sel dengan lingkungan luar sel dapat diwujudkan
berbeda. Hal itu dapat terlaksana dengan adanya perbedaan konsentrasi zarah
yang tidak melalui membran sel, didalam dan diluar sel.
Transpor trans-membran lain. Membran
plasma dapat mengalami invaginasi dan selanjutnya melepaskan diri membentuk
vesikula dalam sel, bersamaan dengan itu benda-benda yang akan dimasukkan ke
dalam sel terperangkap dalam vesikula, proses ini disebut endostiosis. Proses
sebaliknya disebut eksositosis, dalam hal ini vesikula dalam sel, berisi
benda-benda yang akan dikeluarkan dari sel, merapat pada membran plasma dan mengosongkan isinya keluar
sel.
Rangkuman
Homeostasis
adalah azas dasar yang menopang semua proses fisiologis. Dengan itu suatu
proses organisme dijamin tetap berada dalam kondisi mantap sehingga
proses-proses yang melibatkan sel tampil optimal. Dalam hal homeostasis maka
sasaran pembicaraan adalah cairan luar sel (CLS) dan cairan dalam sel (CDS).
Semua
sel hewan terbungkus dalam membran sel yagn tersusun dari beraneka ragam lipid
dan protein.
Translokasi
zat melewati membran sel melalui cara-cara :
-
Transpor pasif
tanpa ada energi
-
Transpor aktif
-
Osmosis
-
Transpor trans
membran cara lain
2.3 Penutup
a. Tes
formatif
1. Jelaskan
perbedaan antara transpor pasif dan transpor aktif
2. Jelaskan
perbedaan antara osmosis dan difusi
b. Umpan
balik
Anda
dapat menguasai materi ini dengan baik jika memperhatikan hal berikut :
-
Membuat
ringkasan materi pada bab tersebut sebelum materi dibahas dalam diskusi
-
Aktif
dalam diskusi
2.4 Senarai
Transpor pasif : perpindahan zat
mengikuti landain konsentrasi
Transpor aktif : perpindahan zat melawan
landaian konsentrasi
Osmosis : perpindahan zat pelarut dari
konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah
Difusi : perpindahan zat terlarut dari
konsetnrasi tinggi ke konsentrasi rendah
BAB
III
SISTEM SARAF
3.1
Pendahuluan
Deskripsi
Singkat
Bab ini menguraikan tentang struktur sel
saraf, impuls, sinaps dan neurotransmiter serta sistem saraf pada vertebrata
tinggi dan vertebrata rendah
Kompetensi
Dasar
Setelah menyelesaikan materi ini
diharapkan mahasiswa dapat :
- Menjelaskan
struktur sel saraf
- Menjelaskan
arti impuls, sinaps dan neurotransmiter
- Menjelaskan
sistem saraf pada vertebrata tingkat tinggi
- Menjelaskan
sistem saraf pada vertebrata tingkat rendah
3.2.
Penyajian
3.2.1
Struktur Neuron
Pada suatu neuron dapat
dibedakan perikaryon,dendrite dan neurit. Perikaryon adalah bagian neuron yang
mengandung nucleus atau karyon. Dendrite dan neurit adalah lanjutan perikaryon.
Berdasarkan jumlah lanjutan itu, neuron dapat dibagi dalam tiga bentuk:
1. Neuronum
bipolar, mempunyai dua lanjutan yaitu dendrite dan neurit.
2. Neuronum
pseudonipolare (Yun.,pseudys=semu)
3. Neuronum
multipolare (Lat.,multus=banyak)
Kebanyakan dendrite
bercabang-cabang sebagai pohon. Ujung neurit juga disebut axon,
bercabang-cabang sebagai pohon dan disebut telodendron (Yun.,telos=ujung atau
akhir;dendron=pohon). Ujung setiap cabang telodendron membesar dan disebut
bulbus terminalis atau bouton. Sitoplasma neuron disebut neuroplasma dan di
dalamnya terdapat badan Nissl, mitokondria, neurofilamen, apararus golgi,
lisosom, dan pigmen melanin. Satu badan Nissl terdiri atas reticulum
endoplasmikum dngan ribosom. Di dalam mitokondria diadakan oksidasi
karbohidrat, lemak dan beberapa asam amino , dan menghasilkan ATP. Mitokondria
banyak terdapat did ala perikaryon, bulbus terminalis, dan di tempat-tempat
yang ada nodus neurofibrae.
Membrane
neuron juga disebut plasmalema atau axolema jika yang dimaksud membrane yang
menyelubungi akson. Neurit dan dendrite dibungkus lapisan lemak yang disebut
myelin. ,tetapi tidak selalu dibungkus seperti itu. Bahan myelin itu diproduksi oleh sel khusus yaitu sel
Schwann yang berada di luar selubung myelin. Sel-sel pembentuk myelin ini
berderet-deret sepanjang neurit dan dendrite tetapi kedudukannya satu sama lain
tidak merapat, sehingga di antara dua sel yang berurutan itu tidak ada selubung
myelin. Tempat ini disebut nodus neurifibrae atau nodus Ranvier.
3.2.2
Potensia Istirahat
Potensial aksi, dan
impuls. Bila suatu serabut araf dipotong dan pada tempat pemotongan itu
diletakan suatu electrode dari suatu
alat pengukur listrik dan electrode lain dari alat itu diletaka apda axolema di
sebelah luar, ternyata timbul aliran listrik yang melalui alat pengukur listrik
tersebut. Aliran listrik itu datang dari electrode yang ada pada dataran luar
axolema dan pergi ke tempat pemotongan akson (pada axolema). Dengan demikian
pada dataran luar axolema ada muatan positif dan di sebelah dalam axolema ada
muatan negative.
Di
sebelah luar dan sebelah dalam axolema ada ion-ion Na, K, dan Cl. Banyaknya ion Na di sebelah
luar axolema 10 x jumlah ion di sebelah
dalam axolema, sedangkan ion Cl kira-kira 13 x nya. Banyaknya ion Kdi sebelah
dalam axolema 40 x daripada di sebelah luar. Perbedaan komposisi elektrolit
antara sisi dalam axolema dengan sisi luarnya menimbulkan petbedaan potensial
sebesar -75mV. Perbedaan potensial ini disebut potensial istirahat.
Pada keadaan istirahat, permeabilitas axolema terhadap
ion Na rendah, sehingga gradient konsentrasi Na tidak dapat dituruni denga
dfusi pasif. Permeabilitas axolema terhadap ion K relative tinggi. Kebanyakan
aniondi dalm sel ialah protein bermuatan negative dan fosfat (H2PO4 HPO4). Permeabilitas
axolema terhadap keduanya luar biasa rendahnya. Kondisi seperti itu
memungkinkan kelistrikan kedua sisi membrane dipertahankan dengan bantuan
transport aktif. Secara berkesinambungan system transport ini memompa ion Na ke
luar dan sebaliknya ion K masuk ke dalam sel. Dalam hal ini berperan enzim Na
–K – ATPase yang membebaskan energy dari ATP.
Semua
sel hidup memiliki potensial istirahat , namun pada sel-sel yang dapat
dirangsang (neuron, sel otot) memiliki kelebihan bahwa membrane plasma dapat
berubah status permeabilitasnyaterhadap ion sehingga berubah pula potensialnya.
Jika
stimulus dikenakan pada axon , axolema menjadi lebih permeable terhadap ion-ion
Na, K, dan Cl. Jika demikian halnya, maka ion-ion Na masuk ke dalam axon mengikuti gradient
konsentrasi. , sehingga di sebelah luar axolema muatan positif berkurang dan di
sebelah dalam axolema muatan negative berkurang. Akibatnya perbedaan potensial
berkurang. Peristiwa ini disebut depolarisasi. Pengurangan muatan positif di
sebelah luar axolema dan pengurangan muatan negative di sebelah dalam axolema
terus berlangsung sampai tidak ada perbedaan potensial lagi. Kemudian justru di
sebelah luar axolema timbul muatan negative dan di sebelah dalam tmbul muatan
positif, sehingga terjadi lagi perbesaan potensial sebesar +40mV.
Dalam
situasi seperti ini ion-ion K keluar dari axon, sehingga akhirnya muatan
disebelah luar axolema positif lagi dan di sebelah dalam negative lagi.
Peristiwa ini disebut repolarisasi. Oleh karena terlalu banyak ion K yang keluar, sehingga perbedaan potensial
mencapai sebesar -90mV. Peristiwa ini disebut hiperpolarisasi. Tetapi, kemudian
kelebihan ion K ini masuk lagi, sehingga perbedaan potensial menjadi -75mV
lagi.
Untuk
mencapai keadaan seperti semula (semula dirangsang) hanya dapat terjadi dengan
mengeluarkan ion Na dan memasukkan ion K secara aktif dengan system pompa Na-K.
Perubahan fisikokimia tersebutyang disebabkan oleh suatu stimulus disebut
impuls, dan potensial yang timbul sebesar =40mV disebut potensial aksi.
Jika
stimulus tidak cukup kuat untuk mendepolarisasikan membrane mencapai ambang,
potensial aksi tidak terjadi. Jika ambang itu dicapai maka serta merta terjadi
potensial aksi sepenuhnya. Berdasarkan hal inilah dikatakan bahwa terjadinya
potensial aksi tunduk pada hokum “all-or-none”.
Pada
awal repolarisasi sel tidak tanggap terhadap stimulus berapapun kuatnya,
periode ini disebut periode refrakter mutlak, dan pada akhir repolarisasi sel
dapat dirangsang dengan stimulus yang lebih kuat daripada normal,periode ini
disebut periode refraktor nisbi.
3.2.3
Penghantaran Impuls
Suatu titik pada akson
dirangsang dengan stimulus sehingga disitu timbul potensial aksi. Potensial
aksi ini pada gilirannya akan berperan sebagai stimulus bagi titik-titik
terdekat di kanan kirinya, sehingga pada titik-titik itu timbul potensial aksi
dan seterusnya peristiwa ini berulang sepanjang akson. Dengan demikian
terjadilah penghantaran impuls. Pada akson yang berselubung myelin depolarisasi
hanya terjadi pada bagian yang tidak berselubung yaitu nodus neurofibrae. Bila
pada satu nodus neurofibrae sedang mengalami depolarisasi, muatan positif
disebelah luar axolema pada nodus neurofibrae berikutnya pindah ke nodus
pertama dan muatan positif di sebelah dalam axolema pada nodus pertama itu
pindah ke nodus berikutnya. Bila depolarisasi pada nodus ini mencapai nilai
ambang, terjadi potensial aksi dan seterusnya. Hantaran impuls cara demikian
disebut secara meloncat-loncat atau saltatoris.
Kecepatan
hantaran impuls didalam suatu axon sebanding dengan tebalnya akson, makin tebal
akson, makin cepat hantaranya. Dengan adanya nodus neurofibrae hantaran impuls
lebih dipercepat. Kecepatan hantaran dalam akson hewan-hewan poikiloterm lebih
lambat daripada hantaran dalam akson hewan-hewan homoioterm.
3.2.4
Pemindahan Impuls
Pemindahan impuls
terjadi dari satu neuron ke neuron lain dengan melalui suatu penghubung yang
disebut sinapsis. Sinapsis terbentuk dari bulbus terminalis suatu neuron dengan
salah satu bagian dari neuro lain, dapat perikaryon, dendrite, atau neurit.
Membrane bulbus terminalis yang berhadapan langsung dengan membrane neuron lain
disebut membrane presinapsis dan membrane neuro lain itu disebut membrane
postsinapsis. Diantara kedua membrane itu, dipisahkan oleh suatu celah yaitu celah sinapsis.
Di
dalam bulbis terminalis terdapat gelembung-gelembung kecil yang disebut vesikula presinapsis, di dalamnya mengandung
asetil kolin. Selain itu didalamnya terdapat banyak mitokondria. Impuls yang mencapai
bulbus terminalis menyebabkan permeabilitas membrane terhadap ion Ca meningkat
sehingga ion-ion Ca yang berada diluar membran masuk ke dalam bulbus
terminalis. Ion Ca itu selanjutnya mendorong vesikula membebaskan asetil kolin
ke dalam celah sinapsis dengan cara eksositosis. Selanjutnya asetil kolin bebas
tertangkap oleh reseptornya yang ada pada membrane postsinapsis. Kompleks
reseptor-asetil kolin inilah yang selanjutnya menimbulkan depolarisasi pada
membrane postsinapsis. Depolarisasi yang terjadi olehkarena asetil kolin
disebut potensial postsinapsis eksitatoris (Lat.,exoitatio=rangsangan).dengan
demikian trjadilah pemindahan impuls itu.
Dalam
peristiwa itu asetil kolin menyebabkan membrane postsinapsis lebih permeable
terhadap ion Na. oleh karena peranannya, asetilkolin disebut substansi
neurotransmitter. Asetilkolin bukan satu-satuntya neurotransmitter, masih ada
beberapa macam neurotransmiter dengan
siftnya masing-masing yang khas.
Glisin adalah salah
satu contoh substansi neurotransiter selain asetilkolin. Substansti ini
menyebabkan permeabilitas membrane terhadap ion K dan ion Cl masuk. Akibatnya
perbedaan potensial antara bagian luar dan dalam membranbertambah, artinya
timbul hiperpolarisasi. Hiperpolarisasi yang timbul ini di sebut potensial
posttinapsis inhibitoris (Lat., inhibition=hambatan). Dengan timbulnya
potensial ini berarti menutup kemungkinan penghantaran bagi impuls lain.
Neurontrasnmiter jenis penghabat ini banyak di jumpai dalam pusat susunan
saraf, yang berfungsi mengatur porsi impuls yang masuk pusat susunan saraf.
Substansi neurotransmitter lain yang kerjanya seperti glisin ialah GABA
(gamma-amino-butyric-acid).
Di sini perilaku
potensial generator serupa dengan potensial reseptor. Reseptor seperti ini
diantara lain berupa fotoreseptor, fonoreseptor, statoreseptor.
BAB
IV
SISTEM HORMON
4.1 Pendahuluan
Deskripsi Singkat
Bab
ini menguraikan tentang pengertian hormon, klasifikasi hormon, regulasi
sekresi, peran hormon dalam metabolisme, keseimbangan elektrolit dan reproduksi
Kompetensi Dasar
Setelah
menyelesaikan materi ini mahasiswa diharapkan dapat, menjelaskan tentang hormon
dan cara kerjanya secara tepat.
4.2 Penyajian
4.2.1
Integrasi fisiologi
Tubuh hewan bertulang
belakang terdiri dari banyak sel yang berklompok-kelompok sesuai dengan
spesialisasinya, masing-masing dengan fungsinya sendiri, dan tidak mungkin
menghasilkan suatu tanggapan seragam dari semua sel bila mendapat stimuli. Oleh
karena itu dengan adanya system integrasi dan koordinasi pusat masalh itu dapat
teratasi.
Pada
vetebrata telah berkembang tiga sistem yang tumpang -tindih untuk proses
informasi fisiologi. Setiap sistem memiliki satu penerima (receiver) dan satu
pengirim (sender) yang khas, dan dilengkapi satu kurir (messenger). Tiga sistem
ini dioprasikan untuk mengatur tanggapan-tanggapan terhadap stimuli internal
dan eksternal sehingga diperoleh hasil utama: pemeliharaan keseragaman dan
keajegan lingkungan yang berhubungan dengan sel, cairan luar sel. (ekstra
cellular cell fluid), dengan integrasi tanggapan-tanggapan khas untuk setiap
organ. Dengan cara ini, komposisi cairan luar sel dijaga dalam batas-batas yang
cocok untuk kelangsungan –hidupan
sel-sel.
Ketiga system integrsi
itu ialah: 1) sistem saraf, 2) sistem hormon (endokrin), dan 3) sistem neuroondokrin.
Masing-masing system itu memiliki sifat khas. Untuk memahami peranannya dalam
berbagai proses fisiologi baik kita telaah satu persatu.
- Sistem
saraf dikhususkan untuk
tanggapan-tanggapan cepat yang
akut. System ini bercabang dua yaitu (a) somatic (terutama mengendalikan
otot sadar )dan (b) autonomik (mengendalikan fungsi-fungsi tidak sadar)
- Sistem
hormon (endokrin) dikhususkan
untuk tanggapan-tanggapan kronis. System ini terdiri dari dua komponen
yaitu: (a) kelenjar-kelenjar sekresi internal dan (b) sel-sel endokrin
khusus tersebar rata dalam jaringan non-endokrin. System ini mengendalikan
nutrisi, pertumbuhan, reproduksi, dan homeostatistis internal. System
menerima masukan dari perubahan-perubahan dalam CLS. Kurirnya (hormon) mungkin larut lemak
atau larut air dan mungkin mempunyai berat molekul kecil atau besar.
Hormon itu dibebaskan kedalam CLS
dengan stimulus kimiawi dan dibawah oleh darah ke tempat sasaran yang jauh. Hormone itu memiliki potensi untuk
kontak dengan semua sel dalam tubuh.
- Sistem
neuroendokrin memilki sifat-sifat yang
ada pada system saraf dan system hormon. System ini istimewah dalam
hal mampu mengubah signal-signal neural (listrik) menjadi signal-signal
kimiawi (humoral). Kurir (hormon)
disintesis dalm sel saraf khusus, selanjutnya dibebaskan dengan stimulus
listrik ke dalam darah dan beroprasi di tempat yang jauh. Sel-sel system
neuroendokrin membentuk dua populasi besar:
a. Neuron-neuron
dengan perikaryon besar di dalam nukleus supraoptikus dan nukleus
paraventrikularis, keduanya berada didalm hipotalamus; ujung-ujung axonnya
berada didalam bagian belakang hipofisis (neurohifosis) disitu membebaskan
sekretnya;
b. Neuron-neuron
dengan perikaryon kecil, juga di dalam hipotalamus (nucleus ventromedialis, n.
dorsomedialis, n. infundibularis) di situ membuat hormone-hormon pembebas dan
penghambat, yang mengatur sekresi bagian depan hipofisis (adenohipofisis).
c. Neuoroendokrin
pelengkap tambahan terdapat pada bagian sum-sum glandula adrenalis dan
epifisis.
4.2.2
Klasifikasi Sistem Hormon
Berdasarkan susunan
kimia hormon-hormon yang sekarang diketahui dapat dibuat klasifikasi sbb: (1)
amin, (2) prostaglandin, (3) ateroid, (4) polipetida/protein . Struktur yang
paling sederhana ialah amin, contohnya ialah epinerfin. Berikutnya lebih rumit
strukturnya ialah prostaglandin yaitu asam-asam lemak tidak jenuh siklis,
contohnya ialah prostaglandin PGK2. Kemudian hormon steroid ialah turunan
hidrokarbon siklis, dalam semua tahap. Di sintesis dari prekusor steroid
kolesterol. Hormon-hormon polipeptida dan protein adalah yang paling besar
molekulnya dan paling rumit strukturnya. Contoh hormon steroid ialah
hormon-hormon reproduksi, sedangkan hormon polipeptida atau protein mencakup
sebagin hormon-hormon metabolisme.
4.2.3
Klasifikasi Fungsional Hormon
Sistem endokrin
ditandai dengan tanggapan-tanggapan serempak yang bermacam-macam terhadap
stimuli spesifik. Kenampakan tanggapan-tanggapan itu berbedah dan khusus sesuai
dengan stimulus, system endokrin bercirikan saling bergantung dan saling kerja
sama karena kelenjar endokrin dalam isolasi tidak perna berfungsi. Oleh karena
itu kerja hormon penjaringan-penjaringan sasarnnaya tidak mungkin
disama-ratakan. Namun dapat dibuat klasifikasi menjadi empat kelas efek yang
diperantarai endokrin (tabel 10.1). efek kinetik meliputi migrasi pegmen,
kontraksi otot, dan sekresi kelenjar. Efek-efek metabolik terutama terdiri dari
perubahan-perubahan laju reaksi-reaksi keseimbangan dan konsentrasi
komponen-komponen jaringan. Efek-efek morfogenetik bertalian dengan pertumbuhan
dan diferensiasi. Efek-efek perilaku hasil dari pengaruh hormonal pada
aktivitas sistem saraf. Suatu hormon tidak selalu masuk dalam satu kelas karena
hormon-hormon ada yang berefek lebih dari satu.
4.2.4 Regulasi Sekresi Hormon
Aktivitas sekretori
jaringan endokrin dikendalikan dengan sistem umpan balik negatif. Dalam hal ini
konsentrasi hormon itu sendiri, atau tanggapan terhadap hormon oleh jaringan
sasaran, akan berpengaruh menghambat pada proses-proses sintesis dan sekresi yang ber tanggung jawab memperbanyak hormon
bersangkutan . Sistem umpan balik ini beroperasi dengan tiga cara lintasan; (1)
lintasan terbuka ,(2) lintasan tertutup singkat , dan (3) lintasan tertutup
panjang (Gambar 4 .1)
Cara mengepak dan
sekresi hormon bermacam-macam tergantung pada sifat-sifat setiap hormon.
Tempat-tempat untuk sintesis dan sekresi hormon berlainan dalam sel.
Tabel 4.1 Klasifikasi
macam-macam efek hormon vertebrta
Hormon poliped dan protein
Dalam hal hormone
poliped atau protein, hormo sebagai molekuk kurir yang pertama, disekresikan ke
dalam aliran darah dan terbawah ke
Gambar 4.2 Bagan mekanisme kerja hormon steroid
(hormone kelamin) pada sel sasarannya (sel endometrium). Dalm bagan ini juga
diperlihatkan mekanisme kerja hormone polipetid (gonadotropin) pada sel
sasarannya (sel gonad). Seluruh bagan melukiskan hierarki kerja hormone
kelamin, hubungan hipotalmus-hipofisis, dan hipofisis dehormon perifer. Juga
disitu tampak hubungan neuron –endokrin.
Sel-sel sasarannya.
Pertama kali hormone membentuk kompleks reseptor hormone yang kemudian
mempengaruhi enzim adenil-siklase yang sudah ada pada membran sel sasaran.
Selanjutnya adenilsiklase mengubah ATP, menjadi AMP siklis (cAMP) selanjutnya
cAMP bertindak sebagai kurir kodum yang pada gilirannya akan mengaktifkan
protein kinaso. Protein kinaso melaksanakan posforilasi terhadap protein dan
hasilnya dan hasilnya adalah tanggapan sel terhadap hormon
Gambar 4.3 Mekanisme kerja hormon
poptid (afinofrin) pada gol hati.
Latihan
- Gambar
sel syaraf motorik, sensorik dan interneuron
- Apa
yang dimaksud dengan:
-
Impuls
-
Sinaps
- Sebutkan
minimal 2 buah ciri-ciri refleks
- Jelaskan
bagaimana hewan bersel satu dapat mengkoordinasikan aktivitas hidupnya
- Apa
yang dimaksud dengan Hormon
- Jelaskan
dengan bagan hubungan Hormon dan aktivitas Teste
