Sugeng Rawoh ( punya mas septian): BAHAN AJAR MATA KULIAH FISIOLOGI HEWAN

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