Safrida Buku2 PDF [PDF]

Citation preview

100



100



95



95



75



75



25



25



5



5



0



0



100



100



95



95



75



75



25



25



5



5



0



0



SYIAH KUALA UNIVERSITY PRESS



ANATOMI DAN FISIOLOGI MANUSIA



Diterbitkan Oleh: SYIAH KUALA UNIVERSITY PRESS Darussalam, Banda Aceh



ISBN:



Penulis: Dr. Safrida, S.Pd., M.Si



Editor: Dr. drh Mustafa Sabri



Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang Dilarang keras memperbanyak, memfotokopi sebagian atau seluruh isi buku ini, serta memperjual-belikannya tanpa mendapat izin tertulis dari penerbit.



Diterbitkan oleh Syiah Kuala University Press Darussalam, Banda Aceh, 23111 Judul Buku : Anatomi dan Fisiologi Manusia Penulis Editor



: Dr. Safrida, S.Pd., M.Si : Dr.drh. Mustafa Sabri



Penerbit



: Syiah Kuala University Press



Telp



: (0651) 801222



Email



: [email protected]



Cetakan



: Pertama, 2018



ISBN



: 978-602-5679-44-5



KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberi hidayah, kekuatan, kesehatan, dan ketabahan kepada kami sehingga penyusunan bahan ajar ini terselesaikan. Bahan ajar ini disusun dengan tujuan menyediakan materi pembelajaran Anatomi dan Fisiologi Manusia. Materi dan tugas pembelajaran dikembangkan dengan prinsip-prinsip pendekatan saintifik yang secara terintegrasi mengembangkan kompetensi peserta didik. Selain itu, untuk keperluan pengayaan dan evaluasi, setiap unit dilengkapi dengan tugas terstruktur berupa pekerjaan rumah dan review. Kegiatan-kegiatan belajar dikembangkan untuk menjadikan mahasiswa secara aktif belajar melalui kegiatan memahami ide-ide untuk mengaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari. Dalam pembelajaran, pendidik diharapkan bertindak sebagai fasilitator, pemberi umpan balik, dan pendorong mahasiswa agar memahami materi ajar. Penyusunan buku ajar ini terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu terselesaikannya penyusunan buku ini. Walaupun kami telah menyusun bahan ajar ini dengan upaya yang sungguh-sungguh, karena berbagai keterbatasan kami, buku ini masih memiliki sejumlah kekurangan. Sehubungan dengan hal tersebut, kami mengharapkan masukan dari berbagai pihak, untuk perbaikan lebih lanjut.



Desember,2017 Penulis



DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR ............................................................................. i DAFTAR ISI ............................................................................................ ii BAB I PENDAHULUAN ......................................................................... 1 1.1Pengertian Anatomi Fisiologi .............................................. 1 1.2 Klasifikasi Anatomi ............................................................ 2 1.3 Klasifikasi Fisiologi ............................................................ 2 1.4 Istilah dan Posisi Anatomi .................................................. 3 1.5 Rongga-rongga dalam Tubuh Manusia............................... 4 1.6 Tingkatan Organisasi dalam Tubuh Manusia ..................... 5 1.7 Sistem Organ dalam Tubuh Manusia ................................. 6 1.8 Referensi ............................................................................. 8 BAB II ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM SARAF ........................ 9 2.1 TujuanPembelajaran ........................................................................... 9 2.2 PengantarSistemSaraf ......................................................................... 9 2.3 PengertianSistemSaraf..................................................................... 10 2.4 Sel-selSaraf .......................................................................................... 18 2.4.1 Neuron........................................................................................................ 18 2.4.2 Glia .................................................................................................... 23



2.5 Mekanismepotensialaksipadaselsaraf .................................................. 26 2.5.1 PotensialAksi .................................................................................... 33 2.5.2 ImpulsSarafmelaluisynaps.............................................................. 35 2.6SistemSarafSebagaiSuatuKesatuan ................................................... 37 2.7Penyakit Dan Kelainan Pada Sistem Saraf .......................... 51 2.7.1 PengaruhObatpadasistemSaraf ................................. 51 2.7.2 Pengaruhobat-obatanNarkotikaPada kerjaSistemSaraf....................................................... 52 2.8 Rangkuman ........................................................................ 61



i



2.9 Latihan ................................................................................ 63 2.10Referensi ............................................................................ 68 BAB III ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM ENDOKRIN.............. 70 3.1 TujuanPembelajaran .......................................................... 70 3.2 AnatomiKelenjarendokrin ................................................. 70 3.3 Klasifikasi Hormon ............................................................ 85 3.4 Mekanisme Kerja Hormon ................................................ 88 3.5 Penyakit dan Kelainan pada Sistem Endokrin ................... 95 3.6 Rangkuman ........................................................................ 97 3.7 Latihan ............................................................................... 97 3.8 Referensi ............................................................................ 98



BAB IVANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM IMUN ......................... 99 4.1 Tujuan Pembelajaran .......................................................... 99 4.2SistemImunPadaManusia.................................................. 101 4.3Respon Imun ..................................................................... 106 4.3.1 Responimun Non spesifik ...................................... 106 4.3.2 Responimunspesifik ............................................... 107 4.4 Mekanisme Sistem Imun pada Manusia .......................... 112 4.5PerananantibodidalamSistemImun ................................... 122 4.6GangguandalamFungsiSistemImunpadaManusia ............. 132 4.7 Rangkuman ...................................................................... 134 4.8 Latihan ............................................................................. 134 4.9 Referensi .......................................................................... 136 BAB V ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM RANGKA ................ 138 5.1 Tujuan Pembelajaran ....................................................... 138 5.2 Tulang .............................................................................. 139 5.2.1 TulangRawan (Kartilago) ...................................... 139 5.2.2 TulangKeras (Osteon) ............................................ 140



ii



5.3 Pembentukan Tulang ....................................................... 145 5.4 SusunanRangkaTubuhManusia ....................................... 146 5.5 HubunganAntarTulang .................................................... 154 5.6 Gangguan Dan KelainanSistemGerak ............................. 161 57 Rangkuman ....................................................................... 163 5.8 Latihan ............................................................................. 164 5.9 Referensi .......................................................................... 164 BAB VI ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM OTOT ..................... 165 6.1 Tujuan Pembelajaran ....................................................... 165 6.2 Pengertian Otot ................................................................ 165 6.3 Jenis-jenis otot ................................................................. 166 6.4 Gangguan Dan KelainanSistemGerak ............................. 175 6.5 Rangkuman ...................................................................... 176 6.6 Latihan ............................................................................. 176 6.7 Referensi .......................................................................... 177 BAB VII ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM PERNAFASAN ..... 178 7.1 Tujuan Pembelajaran ....................................................... 178 7.2 Pengantar SistemPernafasan ............................................ 178 7.3 PengertianSistemPernafasan ............................................ 179 7.4 AnatomiPernafasanPadaManusia .................................... 180 7.6 MekanismePernafasan ..................................................... 190 7.7 Transportasi Gas dalam Darah ......................................... 201 7.8 Volume danKapasitasParu ............................................... 207 7.9 PengaturanPernafasan ...................................................... 209 7.9Faktor yang mempengaruhikecepatanpernafasan ............. 215 7.10Penyakit yang disebabkanolehSistemPernafasan ........... 216 7.11 Rangkuman .................................................................... 217 7.12Latihan ............................................................................ 218 7.13 Referensi ........................................................................ 218



iii



BAB VIII ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM PEREDARAN DARAH .................................................................................................. 220 8.1 Tujuan Pembelajaran ..................................................... 220 8.2SistemSirkulasiManusia ................................................. 220 8.3 Darah ............................................................................. 221 8.4 Proses PembekuanDarah ............................................... 233 8.5 Golongan darah ............................................................. 234 8.6 Jantung........................................................................... 237 8.7 Pembuluh Darah ............................................................ 246 8.8 Peredaran darah ............................................................. 249 8.9 Rangkuman .................................................................... 254 8.10 Latihan ......................................................................... 255 8.11 Referensi ..................................................................... 256 BAB XI ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM PENCERNAAN ..... 257 9.1 Tujuan Pembelajaran ..................................................... 257 9.2 PengantarSistemPencernaan .......................................... 257 9.3 PencernaanMakanan ...................................................... 258 9.4 AnatomiSaluranPencernaan .......................................... 259 9.5 Proses Pencernaan ......................................................... 277 9.6 Tahapakhirpencernaan ................................................... 279 9.7 Absorpsi ......................................................................... 280 9.8 SistemTransportasi ........................................................ 283 9.9 Proses PencernaanKarbohidrat ...................................... 283 9.10 Pencernaan Protein ...................................................... 290 9.11 Kelainan atau Gangguan Sistem Perencanaan ............ 293 9.11 Rangkuman .................................................................. 295 9.12 Latihan ......................................................................... 296 9.13 Referensi ...................................................................... 297



iv



BAB X ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM EKSKRESI .............. 298 10.1Tujuan Pembelajaran .................................................... 298 10.2PerananSistemEkskresipada Homeostasis Tubuh ........ 298 10.3 StrukturdanFungsiGinjal Mamalia .............................. 299 10.3.1 AnatomiMakroskopis ........................................ 299 10.3.3 AnatomidanFungsiMikroskopis ....................... 300 10.3.3 Pembentukan Urine ........................................... 303 10.3.4 MekanismePemekatan ....................................... 307 10.5 Paru-paru ..................................................................... 311 10.6 Hati(Hepar) .................................................................. 316 10.7 Kulit ............................................................................. 322 10.7 Rangkuman .................................................................. 322 10.8 Latihan ......................................................................... 322 10.9 Referensi ...................................................................... 322 BAB XI ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM REPRODUKSI ....... 324 11.1 Tujuan Pembelajaran ................................................... 324 11.2SistemReproduksiManusia ........................................... 325 11.2.1 Sistem Reproduksi Laki-laki........................... 325 11.2.2 Sistem Reproduksi Wanita .............................. 333 11.4 Gangguanpada Organ ReproduksiManusia ................. 359 11.5 UpayaMenjagaKesehatan Organ ReproduksiManusia ................................................... 363 11.6 Rangkuman .................................................................. 365 11.7 Latihan ......................................................................... 366 11.8 Referensi ...................................................................... 366 BAB XII ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM INDERA ................ 367 12.1 Tujuan Pembelajaran ................................................... 367 12.2 SistemPenglihatan ....................................................... 367 12.3 SistemIndera Perasa (Pengecap).................................. 377 12.4 SistemPenciuman ........................................................ 381



v



12.5 Sistem Pendengaran..................................................... 383 12.6 Sistem Peraba .............................................................. 392 12.7 Rangkuman .................................................................. 396 12.8 Latihan ......................................................................... 397 12.9 Referensi ...................................................................... 397



vi



BAB I PENDAHULUAN



1.1 Pengertian Anatomi Fisiologi Kata anatomi berasal dari bahasa yunani yang secara literatur diartikan sebagai “membuka suatu potongan”. Anatomi adalah suatu ilmu yang mempelajari bagian dalam (internal) dan luar (eksternal) dari struktur tubuh dan hubungan fisiknya dengan bagian tubuh yang lainnya, dengan cara menguraikan tubuh (manusia) menjadi bagian yang lebih kecil kebagian yang paling kecil, dengan cara memotong atau megiris tubuh (manusia) kemudian dipelajari, dan diamati menggunakan mikroskop. Kata Fisiologi berasal dari bahasa yunani yaitu ilmu yang mempelajari bagaimana suatu organisme melakukan fungsi utamanya. Fisiologi atau ilmu faal adalah salah satu dari cabang biologi yang mempelajari biomolekul,



sel,



jaringan,



organ,



sistem organ,



dan organisme secara keseluruhan menjalankan fungsi fisik dan kimiawinya untuk mendukung kehidupan. Anatomi fisiologi adalah dua hal yang berkaitan erat satu dengan yang lainnya baik secara teoritis maupun secara praktikal, sehingga muncul suatu konsep: “semua fungsi yang spesifik dibentuk dari struktur yang spesifik”.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



1



1.2 Klasifikasi Anatomi Anatomi terbagi atas: (1) anatomi mikroskopik dan (2) anatomi makroskopik. Anatomi mikroskopik adalah mempelajari suatu struktur yang tidak bisa dilihat dengan mata telanjang. Bentuk pemeriksaan mikroskopis adalah pemeriksaan sitologi dan histologi. Sitologi mempelajari suatu sel secara undividual sedangkan histologi memperlajari suatu jaringan. Anatomi makroskopik mempelajari suatu struktur yang besar yang bisa dilihat dengan mata telanjang, antara lain: anatomi permukaan (ciri-ciri dari permukaannya), anatomi regional (fokus pada area tertentu), anatomi sistemik (mempelajari organ secara sistem), dan anatomi perkembangan (mempelajari perubahan dari suatu struktur).



1.3 Klasifikasi Fisiologi Fisiologi manusia adalah ilmu yang mempelajari tentang faal (fungsi) dari tubuh manusia. Adapun spesifikasi fisiologi dari anatomi antara lain: fisiologi sel (mempelajari fungsi sel dan bagianbagiannya), Fisiologi spesifik (mempelajari suatu organ), fisiologi sitemik (mempelajari fungsi organ secara sistemik), dan



fisiologi



patologikal (mempelajari efek penyakit terhadap suatu organ)



2



Anatomi dan Fisiologi Manusia



1.4 Istilah dan Posisi Anatomi Posisi anatomi adalah ketika seorang menghadap ke depan, dengan kepala tegak lurus, kedua tangan berada di samping dengan ibu jari berada di samping/luar. Istilah anatomi berdasrkan pposisi anatomi antara lain -



Anterior



: depan



-



Medial



: tengah



-



Superior



: atas



-



Dextra



: kanan



-



Ventral



: bagian depan



-



Interna



: dalam



-



Proximal



: pangkal



-



Central



: pusat



-



Parietal



: lapisan luar



-



Superfisial



: dangkal



-



Horizontal



: bidang datar



-



Transversal



: potingan melintang



-



Posterior



: belakang



-



Lateral



: samping



-



Inferior



: bawah



-



Sinistra



: kiri



-



Dorsal



: bagian belakang



-



Externa



: luar



-



Distal



: ujung



Anatomi dan Fisiologi Manusia



3



-



Perifer



: pinggir (tepi)



-



Visceral



: lapisan dalam



-



Profunda



: dalam



-



Vertical



: bidang tegak



-



Longitudinal



: potongan memanjang



1.5 Rongga-rongga dalam Tubuh Manusia -



Rongga yang terdapat dalam kepala:



-



Ronggan tengkorak (cavum cranialis), isinya: otak besar (cerebrum), otak kecil (cerebellum), dan batang otak (brain stem)



-



Rongga mata (cavum orbital), isinya: bola mata (orbita)



-



Rongga hidung (cavum nasi), isinya: tempat lewatnya udara pernafasan



-



Rongga mulut (cavum oris), isinya lidah dan gigi.



-



Rongga telinga tengah (cavum tympani), isinya: tulang-tulang pendengaran (maleus, incus, stapes)



-



Rongga yang terdapat pada badan:



-



Rongga dada (cavum thoracis), isinya: paru-paru (pulmo), jantung (cardio), pembuluh darah aorta, pembuluh darah vena cava, arteri dan vena pulmonalis, trachea, bronchus, dan eosophagus.



-



Rongga perut (cavum abdomen), isinya: lambung (gaster), usus halus (intestinum, duodenum, jejunum), usus besar



4



Anatomi dan Fisiologi Manusia



(colon), kelenjar pankreas, limpa (lien), hati (hepar), dan ginjal (renal) -



Rongga pangul (cavum pelvis), isinya: kandung kemih (vesika urinaria), rectum, pada laki-laki kelenjar prostat, perempuan terdapat Rahim (uterus) dan indung telur (ovarium).



1.6 Tingkatan Organisasi dalam Tubuh Manusia Tingkatan organisasi pada tubuh manusia berdasarkan kajian mikroskopik ke makroskopik anatomi adalah: 1. Tingkat kimia atau molekul, dibentuk oleh atom yang merupakan unit sangat terkecil membentuk molekumolekul dengan ukuran sangat kompleks. Contoh: molekul kompleks protein. 2. Tingkat



seluler,



interaksi



dari



molekul-mlekul



yang



membentuk organelle tertentu yang akan membentuk sebuah sel. 3. Tingkat jarungan, kumpulan dari sel-sel tersebut akan membentuk suatu jaringan. Contoh: jaringan otot. 4. Tingkat organ, merupakan kumpulan dari beberapa jaringan yang menyusun suatu organ. Contoh: jantung. 5. Tingkat sistem organ, merupakan interaksi dari satu organ dengan organ yang lainnya sehingga menyusun sistem organ. Contoh: sistem pencernaan.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



5



6. Tingkat organisme, merupakan kesatuan seluruh sistem organ pada manusia yang akan mempertahankan kehidupan dan kesehatan. 1.7 Sistem Organ dalam Tubuh Manusia Adapun beberapa sistem organ yang dimiliki oleh manusia antara lain: 1.



Sistem Saraf



2.



Sistem Endokrin



3.



Sistem Imun



4.



Sistem Rangka dan Otot



5.



Sistem Pernafasan



6.



Sistem Peredaran darah



7.



Sistem Pencernaan



8.



Sistem Ekskresi



9.



Sistem Reproduksi



10.



Sistem Indera



6



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Capaian Pembelajaran Mata Kuliah (CLO): 11.1 Mendiskripsikan sistem organ pada manusia 11.2 Menganalisis Anatomi dan Fisiologi Sistem Muskuloskeletal Pada Manusia 11.3 Mendeskripsikan Anatomi dengan Fisiologi Sistem Integumen pada Manusia 11.4 Mendeskripsikan Anatomi dan Fisiologi Sistem Pernapasan Pada Manusia 11.5 Mendeskripsikan Anatomi dan Fisiologi Sistem Ekskresi Pada Manusia 11.6 Mendeskripsikan Anatomi dengan Fisiologi Sistem Peredaran Darah Pada Manusia 11.7 Menganalisis Anatomi dan Fisiologi Sistem Imun Pada Manusia 11.8 Menganalisis Anatomi dan Fisiologi Sistem Pencernaan Pada Manusia 11.9 Menjabarkan Anatomi dan Fisiologi Sistem Endokrin Pada Manusia 11.10 Menganalisis Anatomi dengan Fisiologi Sistem Reproduksi Pada Manusia 11.11 Menganalisis Anatomi dan Fisiologi Sistem indera Pada Manusia 11.12 Menganalisis Anatomi dan Fisiologi Sistem Saraf Pada Manusia 12.1 Membuat model paru-paru manusia untuk menghitung jumlah kapasitas vital paru-paru



Anatomi dan Fisiologi Manusia



7



13.1 Mengidentifikasi otot rangka yang bekerja pada saat manusia melakukan suatu pergerakan (mengunyah, mengangkat benda, berjalan, duduk) 13.2 Membuktikan udara hasil pernapasan manusia mengandung CO2 dan H2O 13.3 Mengukur kapasitas paru (kapasitas vital) pada manusia 13.4 Menguji proses pembentukan urine (diuresis), perubahan warna, dan pH urine manusia 13.5 Pengaruh aktivitas terhadap denyut jantung manusia 13.6 Menghitung berat badan dan nilai Indeks Massa Tubuh (Body Mass Index). 13.7 Melakukan beberapa gerak refleks sederhana pada manusia 13.8 Menggambar siklus seksual wanita (siklus ovarium, siklus endometrium)



1.8 Referensi Martini, FH. 2001. Fundamental of Anatomy and Physiologi. Published by Prentic-Hall Inc. Upper Saddle River: New Jerseyy, pp. 1-112. Guyton, AC & Hall, JE. 2006. Textbook of Medical Physiologi, 12nd edition, W.B. Sanders, T & Scanlon, VC 2007. Essential of Anatomy and Physiology. by F.A. Davis Company



8



Anatomi dan Fisiologi Manusia



BAB II. ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM SARAF PADA MANUSIA



2.1 Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi tentang anatomi dan fisiologi sistem saraf, mahasiswa dapat: - Menjelaskan anatomi saraf - Mengklasifikasikan sel saraf berdasarkan jumlah ulurannya - Membedakan pengertian polarisasi, depolarisasi dan repolarisasi pada mekanisme kerja sel saraf - Menjelaskan potensial aksi - Menjelaskan mekanisme pengantaran impuls melalui neuron dan synaps - Menjelaskan mekanisme saraf sadar dan tidak sadar - Menjelaskan penyakit dan kelainan pada sistem saraf Menjelaskan dampak pengaruh narkoba terhadap susunan saraf



2.2



Pengantar Sistem Saraf Sistem saraf manusia adalah suatu jalinan-jalinan saraf yang



kompleks, sangat khusus dan saling berhubungan satu dengan yang lain. Saraf tersebar diseluruh tubuh setiap individu, hal ini untuk menunjang keberlangsungan fungsi saraf sebagai penyalur signalsignal dari reseptor ke efektor. Sistem saraf berperan dalam



Anatomi dan Fisiologi Manusia



9



iritabilitas, makhluk hidup dapat menyesuaikan diri dan menanggapi perubahan-perubahan yang terjadi di lingkungannya. Jadi, iritabilitas adalah kemampuan menanggapi rangsangan. Tubuh manusia terdiri atas organ-organ tubuh yang masing-masing mempunyai fungsi tertentu. Agar organ-organ tubuh dapat bekerja sama dengan baik, diperlukan adanya koordinasi (pengaturan).



2.3 Pengertian Sistem Saraf Sistem saraf adalah serangkaian organ yang kompleks dan bersambungan serta terdiri terutama dari jaringan saraf. Sistem saraf tersusun oleh berjuta-juta sel saraf yang mempunyai bentuk bervariasi. Sistern ini meliputi sistem saraf pusat dan sistem saraf tepi. Dalam kegiatannya, saraf mempunyai hubungan kerja seperti mata rantai (berurutan) antara reseptor dan efektor. Reseptor adalah satu atau sekelompok sel saraf dan sel lainnya yang berfungsi mengenali rangsangan tertentu yang berasal dari luar atau dari dalam tubuh. Efektor adalah sel atau organ yang menghasilkan tanggapan terhadap rangsangan. Contohnya otot dan kelenjar. Sistem saraf terdiri dari jutaan sel saraf (neuron). Menurut Campbell (2004: 201) menjelaskan bahwa Sistem saraf punya 3 fungsi utama, yaitu menerima rangsangan, memproses informasi



yang



diterima



dan



memberi



respon



terhadap



rangsangan.Kemampuan khusus seperti iritabilitas, atau sensitivitas terhadap stimulus, dan konduktivitas, atau kemampuan untuk



10



Anatomi dan Fisiologi Manusia



mentransmisi suatu respons terhadap stimulasi, diatur oleh sistem saraf dalam tiga cara utama: 1.



Input sensorik. Penghantaran atau konduksi sinyal dari reseptor sensoris ke pusat integrasi.Sistem saraf menerima sensasi atau stimulus melalui reseptor yang terletak di tubuh baik eksternal (reseptor somatic) maupun internal (reseptor viseral). Misalnya: sel-sel pendeteksi cahaya di mata ke pusat integrasi.



Gambar 1. Sumber: Depdiknas 2008 2.



Aktivitas integratif. Proses penerjemah informasi dari stimulasi reseptor sensoriske respon tubuh, sebagian besar berada di sistem saraf pusat (SSP), yang termasuk sistem saraf pusat adalah otak dan sumsum tulang belakang.



3.



Output motorik. Penghantaran sinyal dari pusat integrasi (SSP) ke sel-sel efektor, kelenjar maupun otot terhadap respon tubuh .Sinyal tersebut dihantarkan oleh saraf. Saraf yang



Anatomi dan Fisiologi Manusia



11



menghubungkan sinyal motoris dan sensoris antara SSP dan bagian tubuh lain adalah Sistem saraf tepi (SST).



Anatomi Saraf Bagian-bagian dari saraf: 1. Badan saraf:



Badan saraf terdiri dari; inti sel, mitokondria, endoplasmik retikulum dan lain-lain organel. Daerah ini disebut juga bagian yang memberi nutrisi saraf. Pada badan saraf ada serabutserabut saraf atau dendrit, berfungsi sebagai penerima rangsangan (Gambar 2.1 dan 2.2).



2. Batang saraf: • Menghantarkan transmisi impuls atau informasi dari badan saraf, seperti kabel listrik. • Batang saraf



ada yang dilapisi oleh lapisan myelin yang



berbentuk segmen; Segmen ini disebut node of Ranvier. • Adanya lapisan myelin dan nodus Ranvier menyebabkan saraf dapat menghantarkan impuls lebih cepat dibandingkan saraf tidak bermyelin. 3. Ujung saraf Melepaskan neurotransmiter yang dihasilkan oleh badan sel dan memberikan pesan berikutnya kepada sel target, baik saraf lain maupun organ. 12



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Gambar 2.1. Sel Saraf (Sherwoord, 2011)



Gambar 2.2 Bagian-bagian dari saraf



Saraf berdasarkan perbedaan bentuk dan struktur ➢



Saraf unipolar mempunyai satu serabut saraf dari badan sel yang kemudian bercabang dua yang satu sebagai dendrit karena berhubungan dengan perifer yang satu lagi sebagai batang saraf.



➢



Saraf bipolar mempunyai dua batang saraf yang berasal dari badan saraf. Satu berfungsi sebagai dendrit yang satu sebagai batang saraf.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



13



➢



Saraf multipolar Saraf multipolar mempunyai serabut saraf yang banyak dari satu badan sel.



Gambar 2.3 Beberapa bentuk saraf



Sel pendukung Sel pendukung tidak turut serta dalam menghantarkan impuls saraf, akan tetapi berperan dalam memperkuat kedudukan dari saraf sehingga saraf menjadi kokoh dan integritas sistem sarafnya terjaga. Sel -sel pendukung ini merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan pada sistem saraf. Jumlah sel pendukung jauh lebih banyak dibandingkan sel saraf, bisa sepuluh kali lebih banyak. Neuroglia merupakan bagian dari sistem saraf, mengisi antar ruang, mendukung neuron, membentuk kerangka struktur, menyediakan myelin dan melangsungkan proses fagosit.



14



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Beberapa jenis sel neuroglia; 1. Sel microglia Tersebar di susunan saraf pusat, mendukung saraf dan melakukan tugas untuk proses fagosit terutama bakteri. Juga membersihkan kotoran yang ditimbulkan akibat kerusakan sel. 2. Oligodendrosit Muncul di barisan sepanjang saraf, membentuk myelin dalam otak dan tulang belakang 3. Astrosit Terdapat diantara pembuluh darah dan saraf, mendukung struktur disekelilingnya, ikut berperan dalam proses seluler, regulasi nutrien dan ion untuk otak. Astrosit membentuk bekas luka pada waktu saraf pusat mengalami kerusakan.



Gambar 2.4 Saraf dan pendukung-pendukungnya



Anatomi dan Fisiologi Manusia



15



Sel epindemil Membentuk sel epitel yang melapisi bagian tertentu dari otak misalnya koroid pleksus, membentuk lapisan dalam antar ruang di otak (ventrikel) dan tulang belakang.



Impuls Saraf Impuls saraf



bergerak sepanjang saraf dalam bentuk signal listrik dan



menimbulkan potensial aksi.



Sinapsis Ketika impuls atau pulsa listrik bergerak dari satu neuron ke neuron lain atau ke target, maka komunikasinya disebut sinapsis. Kontak antara keduanya tidak secara langsung, melainkan melalui celah sinaptik. Impuls harus melalui celah ini.



Hantaran Impuls Serabut yang tidak mempunyai lapisan myelin akan menghantarkan impuls sepanjang permukaan saraf sedangkan yang mempunyai myelin akan menghantarkan searah dengan batang saraf karena myelin berfungsi sebagai insulator. Nodus Ranvier akan memutuskan sesaat hantaran tadi dan impuls akan melompati nodus Ranvier tadi. Jadi, impuls akan melompat dari satu nodus ke nodus yang lain dan hal ini disebut Saltatory. Kecepatan konduksi impuls bergantung kepada diameter saraf, makin besar akan semakin cepat konduksinya. Sebagai contoh, impuls dari saraf motor yang besar dan terbungkus oleh myelin yang tebal akan mempunyai kecepatan 120 meter/detik, sedangkan serabut yang tidak mempunyai myelin dan tipis seperti yang ada di kulit kecepatannya sekitar 0.5 meter/detik. 16 Anatomi dan Fisiologi Manusia



Respon All Or None (Ya Atau Tidak) •



Jika serabut saraf berespon, maka respon yang terjadi adalah respon yang sempurna, tidak setengah-setengah.



•



Komunikasi antara satu sel saraf dengan saraf lainnya atau efektor terjadi melalui jembatan disebut sinapsis.



Sinapsis listrik adalah



dimana jembatan penghubung membentuk hubungan listrik antar sel, sehingga datangnya potensial aksi pada sinap menghasilkan depolarisasi arus antar sel.



Jenis transmisi ini memungkinkan



komunikasi dapat disampaikan kedua arah. Sinapsis secara listrik sangat umum pada vertebrata, pada mammalia sulit dideteksi karena sangat kompleks. Pada sinapsis kimia ada celah penghubung antara satu membran dengan membran yang lainnya sebesar 30 sampai dengan 50nM.



Celah ini tidak memungkinkan adanya hubungan



listrik secara langsung melainkan pembawa pesan kimia dilepaskan dari satu saraf dan ditangkap oleh reseptor saraf atau target. Informasi ini disebut



hantaran sinaptik secara kimia.



Informasi



sinaptik ini hanya satu arah saja yakni dari tempat dilapaskannya atau presinaptik ke targetnya atau postsinaptik



Mekanisme pelepasan



senyawa kimia dari presinaptik diawali dengna adanya potensial aksi pada saraf presinaptik tersebut an diikuti dengan depolarisasi yang mengakibatkan masuknya ion kalsium.



Setelah kalsium masuk,



second messenger akan teraktifasi dan proses seluler pembentukan senyawa kimia atau disebut neurotransmiter terjadi.



Kalsium juga



membantu meleburnya senyawa kimia ini dengan ujung dari saraf dan neurotransmiter dikeluarkan dari saraf. Neurotransmiter akan ditangkap oleh reseptor target dan merubah permeabilitas sel target Anatomi dan Fisiologi Manusia 17



apakah akan lebih permeabel terhadap ion Na+ atau



target



mengalami depolarisasi ataukah lebih permeabel terhadap ion K+ sehingga membran mengalami hiperpolarisasi.



2.4 Sel-sel Saraf Jaringan saraf tersusun oleh dua jenis sel yang utama yaitu neuron dan glia. Sistem saraf terdiri dari neuron dan glia. Neuron adalah sel-sel khusus yang mampu mengirimkan listrik serta sinyal kimia. Kebanyakan neuron mengandung dendrit, yang menerima sinyal tersebut, dan akson yang mengirimkan sinyal ke neuron lain atau jaringan. Ada empat jenis utama dari neuron: unipolar, bipolar, multipolar, dan neuron pseudounipolar. Glia merupakan sel non-saraf pada sistem saraf yang mendukung pembangunan neuronal dan signaling. Ada beberapa jenis glia yang melayani fungsi yang berbeda 2.4.1 Neuron Neuron adalah unit fungsional sistem saraf,



sel yang



menghantarkan pesan disepanjang jalur komunikasi sistem saraf (Campbell, 2005).



18



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Bagian-bagian neuron Setiap neuron terdiri dari badan/soma sel yang berisi nukleus dan serat saraf berupa lanjutan sitoplasma yang seperti benang. Bagian-bagian neuron yaitu badan sel (cell body), nukleus, dendrit dan akson.



Gambar 2. 5 Bagian- bagian Neuron Ethel,



(2004) menjelaskan bahwa setiap neuron terdiri dari



badan/soma sel yang berisi nukleus dan serat saraf berupa lanjutan sitoplasma yang seperti benang. 1.



Badan sel atau perikarion, suatu neuron mengendalikan metabolisme keseluruhan neuron. neuron memiliki badan sel yang relatif besar, memiliki nukleus, memiliki dua Penjuluran mirip serat yang disebut disebut prosesus yaitu



Anatomi dan Fisiologi Manusia



19



dikenal dendrit dan akson. Bagian badan sel ini tersusun dari komponen berikut : a. Satu nucleus tunggal, nucleolus yang menanjol dan organel lain seperti konpleksgolgi dan mitochondria, tetapi nucleus ini tidak memiliki sentriol dan tidak dapatbereplikasi. b. Badan nissil, terdiri dari reticulum endoplasma kasar dan ribosom-ribosom bebasserta berperan dalam sintesis protein. c. Neurofibril yaitu neurofilamen dan neurotubulus yang dapat dilihat melaluimikroskop cahaya jika diberi pewarnaan dengan perak. 2. Dendrit adalah perpanjangan sitoplasma yang biasanya berganda dan pendek serta berfungsi untuk menghantar impuls ke sel tubuh. Dendrit mengirim sinyal ke badan sel. 3. Akson adalah suatu prosesus tunggal, yang lebih tipis dan lebih panjang dari dendrit. Bagian ini menghantar impuls menjauhi badan sel ke neuron lain, ke sel lain (sel otot atau kelenjar) atau ke badan sel neuron yang menjadi asal akson.Akson menghantarkan sinyal meninggalkan badan sel. Akson dibungkus oleh selubung mielin yang dibentuk sel pendukung. a. Axon yang dibungkus dengan myelin dinamakan serat putih dan ditemukan di dalam bahan putih



20



Anatomi dan Fisiologi Manusia



(substansia alba) otak dan sumsum tulang belakang maupun pada saraf di seluruh bagian tubuh. b. Serat dan badan sel yang membentuk bahan abu-abu (substanisa grisea) tidak dibungkus dengan myelin. c. Axon sistem saraf perifer yang terbungkus myelin dibungkus lagi oleh suatu pembungkus bagian luar yang tipis yang disebut dengan neurilemma. Neurilemma membantu memperbaiki serat saraf yang rusak.Sel saraf ada dua macam yaitu: dendrit yang membawa impuls menuju ke badan sel dan axon / neurit yang membawa impuls menjauh dari badan sel. d. Pada Sistem saraf tepi (SST), akson dibungkus oleh lapisan schwan (neurilema) yang dihasilkan sel-sel Schwann, dengan melingkari seperti gulungan jelly. Mielin berfungsi mempercepat impuls saraf, Nodus ranvier menunjukkan celah mielin dan lapisan schwan terputus. e. Pada sistem saraf pusat (SSP). sel pendukung yang menghasilkan selubung mielin adalah oligodendrosit bukan sel schwan. neuron yang rusak memerlukan neurilema sehingga neuron dalam SSP tidak dapat beregenerasi (Ethel, 2003). f. Akson dapat bercabang-cabang, masing cabang dapat mencapai ribuan ujung ini disebut terminal



Anatomi dan Fisiologi Manusia



21



akson. Terminal akson dapat mengirim sinyal ke sel lain dengan melepaskan messenger kimiawi yang disebut neurotransmitter. Beberapa neurotransmiter yang dikenal asetilkolin dan epinefrin. Pertemuan antara terminal akson dan sel lain disebut sinapsis . Sinapsis



adalah



persambungan



satu



neuron



berkomunikasi dengan neuron lain (Campbell, 2004).



Klasifikasi Neuron 1.2.1. Berdasarkan Struktur Neuron Neuron diklasifikasi secara structural berdasarkan jumlah prosesusnya. a. Neuron multipolar memiliki satu akson dan dua denderit atau lebih. Sebagian besar neuron motorik, yang ditemukan dalam otak dan medulla spinalis, masuk dlam golongan ini. b. Neuron bipolar memiliki satu akson dan satu dendrite. Neuron ini ditemukan pada organ indera, seperti amta, telinga dan hidung. c. Neuron



unipolar



kelihatannya



memiliki



sebuah



prosesus tunggal, tetapi neuron ini sebenarnya bipolar. 1.2.2. Fungsi Neuron Neuron diklasifikasi secara fungsional berdasarkan 22



arah transmisi impulsnya. Anatomi dan Fisiologi Manusia



a.



Neuron sensorik (aferen) menghantarkan impuls listrik dari reseptor pada kulit, organindera atau suatu organ internal ke SSP.



b.



Neuron motorik menyampaikan impuls dari SSP ke efektor.



c.



Interneuron (neuron yang berhubungan) ditemukan seluruhnya dalam SSP. Neuron ini menghubungkan neuron sensorik dan motorik atau menyampaikan informasi ke interneuron lain.



Gambar 2.6 Klasifikasi Neuron secara fungsional



2.4.2



Glia Glia merupakan sel pendukung/pelindung/yang membantu kerja neuron. Para ilmuwan baru-baru ini menemukan bahwa sel glia juga berperan dalam menanggapi aktivitas saraf dan modulasi komunikasi antara sel-sel saraf.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



23



Jenis Glia Ada beberapa jenis glia dengan fungsi yang berbeda di antaranya astrosit, oligodendrosit, sel Schwan, dan microglia (Gambar 2.7).



Gambar 2.7 Jenis Glia Astrosit, melakukan kontak dengan kedua kapiler dan neuron di SSP dan menyediakan nutrisi dan zat lain untuk neuron, mengatur konsentrasi ion dan bahan kimia dalam cairan ekstraseluler, dan memberikan dukungan struktural untuk sinapsis. Astrosit juga membentuk darah-otak penghalang-struktur yang menghalangi pintu masuk dari zat-zat beracun ke dalam otak. Astrosit, khususnya, telah terbukti melalui eksperimen kalsium pencitraan untuk menjadi aktif dalam menanggapi aktivitas saraf, mengirimkan gelombang kalsium antara astrosit, dan memodulasi aktivitas sinapsis sekitarnya. Satelit glia memberikan nutrisi dan dukungan struktural untuk neuron di PNS. Mikroglia mengais dan menurunkan sel-sel mati dan melindungi otak dari serangan mikroorganisme. Oligodendrocytes, membentuk selubung mielin di sekitar akson dalam SSP. Satu akson dapat



mielin



oleh



beberapa



oligodendrocytes,



dan



satu



oligodendrocyte dapat memberikan myelin untuk beberapa neuron. Ini adalah khas dari sistem saraf pusat, yang mana sel Schwann tunggal 24



Anatomi dan Fisiologi Manusia



memberikan myelin hanya satu akson sebagai seluruh sel Schwann mengelilingi akson.



Gambar 2.8 Sel glia mendukung neuron dan menjaga lingkungan mereka. sel glia dari (a) sistem saraf pusat termasuk oligodendrocytes, astrosit, sel ependymal, dan sel mikroglia. Oligodendrocytes membentuk selubung myelin di sekitar akson. Astrosit memberikan nutrisi neuron, menjaga lingkungan ekstraseluler, dan memberikan dukungan struktural. Mikroglia menangkap patogen dan sel-sel mati. Sel ependymal menghasilkan cairan serebrospinal yang bantal neuron. sel glial dari (b) sistem saraf perifer termasukSistem sel Schwann, Organisasi Struktural Saraf yang membentuk selubung myelin, dan sel-sel menyediakan nutrisi dukungan 1. Sistem saraf satelit, pusat yang (SSP). Terdiri dari otakdandan medulla struktural untuk neuron. spinalis yang dilindungi tulang kranium dan kanal vertebral. 2. Sistem saraf perifer meliputi seluruh jaringan saraf lain dalam tubuh. Sistem ini terdiri dari saraf cranial dan saraf spinal yang menghubungkan otak dan medulla spinalis dengan reseptor



Anatomi dan Fisiologi Manusia



25



dan efektor. Secara fungsional sistem saraf perifer terbagi menjadi sistem aferen dan sistem eferen.



a. Saraf aferen (sensorik) mentransmisi informasi dari reseptor sensorik ke SSP b. Saraf eferen (motorik) mentransmisi informasi dari SSP ke otot dan kelenjar. Sistem eferen dari sistem saraf perifer memiliki dua sub divisi : 1) Divisi



somatic (volunter) berkaitan



dengan



perubahan



lingkungan eksternal dan pembentukan respons motorik volunteer pada otot rangka. 2) Divisi otonom (involunter) mengendalikan seluruh respon involunter pada otot polos,otot jantung dan kelenjar dengan cara mentransmisi impuls saraf melalui dua jalur: a) Saraf simpatis berasal dari area toraks dan lumbal pada medulla spinalis. b) Saraf parasimpatis berasal dari area otak dan sacral pada medulla spinalis.Sebagian besar organ internal di bawah kendali otonom memiliki inervasi simpatisdan parasimpatis. 2.5. Mekanisme potensial aksi pada sel saraf Di dalam sel neuron (sel saraf) terdapat adanya impuls. Neuron-neuron yang berhubungan dalam sebuah sinapsis mempunyai



mekanisme



perambatan impuls



khas



dalam



menyampaikan



Impuls adalah sinyal listrik yang



bergantung pada aliran ion yang menembus membrane plasma 26



Anatomi dan Fisiologi Manusia



neuron. Sinyal tersebut berawal sebagai suatu perubahan dalam gradient listrik yang melintasi membran plasma sel. Semua sel mempunyai potensial membrane, namun hanya beberapa jenis sel tertentu yang mempunyai kemampuan untuk membangkitkan potensial membrane. Sel-sel yang dapat membangkitkan potensial membran adalah sel-sel yang dapat dirangsang dalam keadaan istirahat sehingga disebut potensial istirahat. Neuron mempunyai saluran ion khusus disebut saluran ion bergerbang



sehingga



sel



dapat



mengubah



potensial



membrannya sebagai respon terhadap stimulus yang diterima oleh sel tersebut. Beberapa stimulus memicu hiperpolarisasi yaitu suatu peningkatan gradient listrik melintasi membran. Salah satu stimulusnya menghasilkan hiperpolarisasi dengan membuka saluran kalium, sehingga aliran keluar dan kalium pun meningkat, dan menyebabkan potensial membrane menjadi lebih negative. Sebaliknya depolarisasi merupakan sutau penurunan gradien listrik yang melitasi membran. Caranya melewati membran dengan membuka saluran natrium dengan



memberikan



stimulus



sehingga



menyebabkan



peningkatan aliran natrium masuk ke dalam membrane, sehingga potensial membrane menjadi kurang negative. Jika depolarisasi mencapai potensial ambang (respon terhadap stimulus sehingga menyebabkan terdepolarisasi) maka disebut potensial aksi. Antara neuron dan neuron tidak terjadi



Anatomi dan Fisiologi Manusia



27



hubungan langsung karena terdapat sebuah celah sempit yang berfungsi untuk menghantarkan impuls di sinapsis. Celah ini disebut dengan celah sinaptik yang akan meneruskan impuls dari neuron ke neuron lainnya melalui sebuah perantara yang disebut neurotransmitter. Neurotransmitter merupakan sebuah cairan kimia dalam tubuh, seperti asetilkolin, serotonin, atau noradrenalin yang berfungsi menghantarkan impuls. Sinapsis terdapat di antara akson neuron yang satu dengan dendrite atau badan sel atau akson dari neuron lain. Agar dapat menghantarkan impuls, akson harus mencapai potensial tertentu yang lebih negatif hingga mencapai suatu ambang batas. Pada saat ambang batas ini, keadaan potensial di dalam akson dinamakan potensial aksi. Potensial aksi adalah impuls saraf, namun tidak bergantung pada keadaan stimulus pendepolarisasi yang menyebabkan potensial aksi tersbeut. Stimulus yang membuat terjadinya hiperpolarisasi tidak menghasilkan potensial aksi. Jadi, neuron dapat merambatkan impuls jika mencapai potensial aksi. Potensial ini sebenarnya terbentuk dari perbedaan muatan yang dimiliki oleh ion-ion yang berada di dalam sel, yaitu Cl–, A–, Na+, dan K+ yang berada di luar dan di dalam sel. Ion A– (anorganik) hanya terdapat di cairan intraseluler. Pada saat istirahat, ion Cl– dan Na+ lebih banyak terdapat di luar sel (ekstraseluler) dibandingkan ion A– dan K+ yang berada di dalam sel (intraseluler). 28



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Membran selubung mielin adalah sebuah membran yang semipermeabel yang dapat ditembus oleh ion-ion dengan mekanisme transpor aktif atau pompa ion. Adanya rangsang akan mengubah susunan potensial listrik yang ada sehingga terjadi pergerakan keluar-masuknya ion. Neuron yang berada dalam keadaan istirahat dengan potensial di dalam selnya lebih negatif dibandingkan potensial di bagian luar disebut dalam keadaan polarisasi atau potensial istirahat. Perubahan potensial atau depolarisasi akan terjadi jika ada perubahan muatan dalam membran. Ion Na+ dan Cl– akan bergerak masuk ke dalam sel pada saat adanya impuls. Daerah yang mengalami depolarisasi akan membentuk suatu aliran listrik sehingga menjadi depolarisasi. Bagian yang terdepolarisasi ini akan kembali membentuk aliran listrik dengan daerah lainnya yang masih dalam keadaan polarisasi sehingga menjadi terdepolarisasi. Begitu seterusnya sehingga terjadi penjalaran listrik atau yang dikenal dengan impuls saraf. Ketika impuls mencapai ujung akson. Impuls tersebut harus melewati sinapsis menuju otot, kelenjar, atau saraf lainnya. Misalkan sebuah neuron memiliki hubungan sinapsis dengan neuron lain, akson dari neuron pertama akan melepaskan neuronsmitter yang akan menyebabkan penjalaran impuls pada neuron kedua. Misalkan, sebuah neuron memiliki hubungan sinapsis dengan sebuah sel otot. Untuk membuat



Anatomi dan Fisiologi Manusia



29



otot tersebut berkontraksi, sinyal impuls harus mencapai sel otot. Ketika impuls mencapai ujung akson, akson akan mengekresikan neurotransmitter, yaitu asetilkolin. Molekul asetilkolin berfungsi melewati sinapsis sel otot. Ketika mereka berikatan dengan reseptor molekul pada membran sel, sel otot akan berkontraksi. Asetilkolin tidak akan aktif selamanya. Sel otot mengeluarkan enzim yang disebut asetilkolinterase. Enzim ini membuat asetilkolin tidak aktif dan sel otot relaksasi. Sel otot akan berinteraksi kembali jika asetilkolin dilepaskan kembali oleh akson. Impuls saraf yang telah mencapai sinapsis, diteruskan oleh cairan kimia yang disebut neurotransmitter. Saat ini, telah diketahui 50 jenis neurotransmitter dan neuropeptida (suatu molekul protein kecil yang berfungsi seperti neurotransmitter). Beberapa neurotransmitter yang dikenal luas adalah sebagai berikut. a. Asetilkolin Asetilkolin banyak ditemukan di otak dan merupakan satu-satunya



neurotransmitter



yang



ditemukan



di



sinapsis dan otot. b. Dopamin Neurotransmitter ini dikeluarkan oleh bagian neuron yang mengalami kerusakan. Dopamin akan banyak ditemukan pada sinapsis penderita penyakit Parkinson. 30



Anatomi dan Fisiologi Manusia



c. Serotonin Serotonin merupakan jenis neurotransmitter yang ada di otak dan sumsum tulang belakang. Serotonin bertugas dalam penghambatan impuls rasa sakit. Selain itu, serotonin juga diduga memengaruhi tidur dan perasaan kita (mood). d. Norepinefrin Norepinefrin banyak dikeluarkan pada sinapsis yang berhubungan dengan alat kerja organ dalam, seperti jantung, hati, paru-paru, serta alat pencernaan. Struktur kimianya mirip dengan hormon adrenalin yang bekerja pada saat kondisi tubuh tertekan (stress) e. Neuropeptida Contoh neuropeptida adalah opioid yang banyak berpengaruh dalam pengaturan kondisi tubuh, seperti rasa lapar, temperatur tubuh, rasa marah, dan perasaanperasaan lain yang ditimbulkan secara emosional. Gambar 2.9 merupakan proses perambatan potensial aksi



Anatomi dan Fisiologi Manusia



31



Gambar 2.9 (1), potensial aksi dibangkitkan ketika ion natrium mengalir ke dalam melintasi membrane pada satu lokasi, (2) depolarisasi potensial aksi pertama telah menyebar ke wilayah 32



Anatomi dan Fisiologi Manusia



yang bersebelahan pada membrane tersebut, mendepolarisasi wilayah tersebut dan emmulai potensial aksi kedua. Pada lokasi



potensial



aksi



pertama,



membrane



mengalami



repolarisasi ketika K+ mengalik keluar, (3) potensial aksi ketiga



merambat



secara



berurutan,



saat



repolarisasi



berlangsung. Melalui mekanisme ini, aliran ion local menembus membran plasma dan menghasilkan impuls saraf yang merambat di sepanjang akson.



2.5.1



Potensial Aksi



Polarisasi disebabkan oleh konsentrasi ion natrium (Na +) dan kalium (K +) didalam dan diluar sel. Perbedaan ini karena adanya permeabilitas. Membran neuron sangat permeabel terhadap ion K dan Cl. Konsentrasi ion K didalam memberan sel lebih tinggi dari pd diluar sel: konsentrasi ion Na diluar sel lebih tinggi dari pada di dalam sel. Tingkat permeabilitas membran terhadap ion K sekitar 75 kali lebih besar dari ion Na. Difusi ion K keluar dari sel lebih cepat dari pada difusi ion Na masuk kedalam sel. Gerbang ion bervoltase -50 (mV) sampai -80 (mV). Semua saluran gerbang bervoltase ditutup saat keadaan potensial membran istirahat. Sehingga perlu transpor aktif karna ion Na dan K melawan gradien konsentrasi (Campbell, 2004)



Anatomi dan Fisiologi Manusia



33



Gambar 2.10 Mekanisme Potensial Aksi (Sumber: Campbell, 2004) Mekanisme: 1. keadaan istirahat baik saluran Na dan K berada dalam keadaan tertutup namun tetap mempertahankan potensial istirahat membran 2. Selama fase depolarisasi, gerbang saluran Na membuka dan saluran K tetap tertutup-> sel menjadi + 3. Selama fase repolarisasi, menutup saluran Na dan saluran K terbuka -> sel menjadi – 4. Fase undershoot, kedua saluran tertutup, tetapi gerbang K tetapterbuka karna gerbangnya relatif lambat tidak punya waktu merespon repolarisasi dalam tempo wakti satu atau dua milidetik 34



Anatomi dan Fisiologi Manusia



2.5.2



Impuls Saraf melalui synaps Membran sel pada neuron (sel saraf) yang tidak distimulasi



membawa muatan listrik. Ion positif dan ion negatif terkonsentrasi pada kedua sisi membran ini, sisi dalam membran saat 'istirahat' adalah negatifjika dibandingkan dengan sisi luarnya. Impuls saraf adalah pembalikan lokal muatan pada membran sel saraf yang menjalar di sepanjang membran seperti aliran listrik. Perubahan listrik yang mendadak ini dinamakan potensial aksi. Dengan demikian stimulus adalah suatu daya yang dapat memancing potensial aksi. Perubahan listrik ini adalah hasil Sari perpindahan yang cepat antara ion kalium (potassium) dan natrium (sodium) melintasi membran sel. Pembalikan terjadi dengan sangat cepat (kurang dari 1/1000 detik) dan diikuti dengan cepat kembalinya membran pada keadaan semula sehingga dapat distimulasi kembali. Serat saraf yang bermyelinmengkonduksi impuls lebih cepat dibanding serat yang tidak ada myelinnya, karena adanya "lompatan" impuls listrik dari satu nodus ke nodus lain pada selubung myelin. daripada harus berjalan secara kentinvu di sepanjang serat.



Sinapsis Setiap neuron merupakan unit yang terpisah serta tidak ada hubungan anatomis di antara neuron-neuron itu. Karena itu, bagaimana mungkin bagi neuron untuk dapat saling berhubungan? Dengan kata lain, bagaimana akson dari satu sel saraf menjalin kontak fungsional dengan dendrit dari sel saraf lainnya? Hal ini dapat diatasi



Anatomi dan Fisiologi Manusia



35



oleh synapsis yang artinya mengapit. Synapsis adaiah titik persambungan



bagi



transmisi



impuls



saraf.



Neurotransmitter



(transmitter substance) dilepas dari ujung serat saraf guna. •



Sinaps adalah sambungan antar neuron.



•



Neuron pertama disebut pre-synapse dan sel kedua kedua disebut post-synapse



•



Penghantaran impuls pd sinaps diperantarai neurotransmitter.



•



Jenis Neurotransmitter: acetylcholine, dopamine, epineprin, serotonin, norepineprin, endorphine, dll.



Gambar 2.11 Mekanisme pengantaran impuls pada synaps (Ethel, 2005) 1. Potensial aksi mendepolarisasikan membran terminal sinaptik maka memicu Kalsium (Ca) masuk 36



Anatomi dan Fisiologi Manusia



2. Vesikula



sinaptik



menyatu



dengan



membran



dan



membebaskan neurotransmitter kedalam celah sinaptik 3. Berdifusi menembus celah dan berikatan dengan reseptor saluran ion yang tertanam dalam membran pascasinaptik 4. Pengikatan molekul transmitter dengan reseptor spesifiknya akan membuka saluran ion 5. Pada kasus lain molekul neurotransmitter secara cepat dirombak oleh enzim atau diambil neuron lain



untuk



mengakhiri respon sinaptik.



2.6 Sistem Saraf Sebagai Suatu Kesatuan



Sistem saraf Terdiri atas sistem saraf pusat (SSP/CNS) dan sistem saraf tepi(SST/PNS). SSP merupakan tempat proses berlangsung dan SST bekerja mendeteksi dan mengirimkan impuls



Anatomi dan Fisiologi Manusia



37



elektrokimia yang digunakan pada sistem saraf. SSTterdiri dari saraf2 yang membawa impuls antara SSP dengan otot, kelenjar, kulit dan organ2 lain. SSP terdiri atas otak dan tulang belakan yang bertanggung jawab menerima dan menginterpretasi sinyal dari SST dan dan mengirimkan sinyal itu kembali, baik sadar maupun tidak sadar. Otak dan sumsum tlg belakang merupakan SSP, sedangkan saraf sensorik dan saraf motorik membentuk SST. SST terdiri dari organ indera (mata, telinga, saraf peraba, perasa, penciuman). 1. Sistem Saraf Pusat (SSP) Sistem saraf pusat terdiri dari otak atau enchephalon dan sumsum tulang belakang atau medula spinalis. Otak terdiri atas empat bagian, yaitu otak besar (cerebrum), otak kecil (cerebellum), otak tengah (midbrain), dan sumsum penghubung (medula oblongata), sumsum tulang belakang (medula spinalis).



Gambar 2.12 bagian bagian Otak Otak dan Sumsum Tulang Belakang: a. Tengkorak dan tulang belakangDilindungi oleh 3 lapisan : meninges 38



Anatomi dan Fisiologi Manusia



1. Duramater (lapisan luar): terdiri atas jaringan penghubung, pembuluh darah, dan saraf 2. Lapisan arachnoid (lapisan tengah): elastis 3. Piamater (lapisan dalam): mengandung saraf dan pembuluh darah



Gambar 2.13 Struktur lapisan Otak



b. Gray Matter - White Matter a) Gray Matter adalah bagian SSP yang mengandung serabut saraf yang tidak bermyelin, dan merupakan sel saraf korteks serebral, bagian dalam sumsum tulang belakang b) White Matteradalah bagian SSP yang mengandung serabut saraf (akson) yang bermyelin (warna putih) yaitu lapisan dalam serebrum



Anatomi dan Fisiologi Manusia



39



A. Otak a.



Cairan Serebrospinal Disekresi oleh pleksus khoroid ke ventrikel di otak.



Cairan serebrospinal bening/seperti air yang berfungsi sebagai penahan goncangan, tempat pertukaran nutrien antara darah dan sistem saraf dan juga digunakan untuk deteksi penyakit meningitis.



b. Bagian-bagian Otak 1) Otak Besar (Serebrum) Merupakan bagian terbesar otak yang berfungsi mengendalikan mental, tingkah laku, pikiran, kesadaran, kemauan, kecerdasan, kemampuan berbicara, bahasa. Otak besar terdiri dari 2 belahan (hemisfer yaitu kiri dan kanan. Otak besar mengandung substansi/jaringan kelabu dan putih. Hemisfer dipisahkan suatu celah yang dalam dan dihubungkan kembali oleh corpus callosum.otak besar terdiri atas dua lapisan yaitu lapisan luar (korteks) yang berisi badan neuron dan lapisan dalam yang berisi serabut saraf yaitu dendrit dan neurit. Otak besar terbagi menjadi empat bagian : 1. Lobus frontalis → berfungsi sebagai pusat berpikir 2. Lobus parietalis→ sebagai pusat sentuhan dan gerakan 3. Lobus oksipitalis→ sebagai pusat penglihatan 40



Anatomi dan Fisiologi Manusia



4. Lobus temporalis→ sebagai pusat pendengaran dan berbahasa



Gambar 2.14 Lobus Otak Besar



2) Otak kecil (serebelum) Otak kecil merupakan bagian otak terbesar kedua yang terletak dibagian otak belakang, di bawah serebrum, pada belakang tengkorak. Otak kecil berperan dalam koordinasi otot & menjaga keseimbangan sikap tubuh. Pada otak kecil terdapat Jembatan Varol berisi serabut yang menghubungkan lobus kiri dan lobus kanan otak kecil, menghubungkan antara otak kecil dengan korteks otak besar. Otak kecil terdiri dari dua lapisan, lapisan luar berwarna kelabu, dan lapisan dalam berwarna putih. 3) Batang Otak Menghubungkan otak dengan sumsum tulang belakang .Terdiri dari 2 daerah :



Anatomi dan Fisiologi Manusia



41



•



Medulla Oblongata – bag bawah batang otak, menghubungkan pons dg sumsum tlg blkg, mengendalikan denyut jantung , kecepatan bernafas dan aliran darah dalam pembuluh



•



Pons – menyampaikan sinyal dari serebrum ke serebelum.



Jembatan Varol (Ponds Varolii) Jembatan menghubungkan



Varol otak



merupakan kecil



bagian



serabut kiri



saraf



dankanan,



menghubungkan otak besar dengan sumsum tulang



yang serta



belakang.



JembatanVarol berfungsi menghantarkan rangsang dari kedua bagian serebelum. Otak Tidak Pernah Tidur Gelombang EEG menunjukkan bahwa otak hampir sama sibuknya pada malam hari ketika tidur maupun ketika kita bangun. Otak masih mengontrol denyut jantung, pernapasan, dan pencernaan. Otak juga menyaring kejadian-kejadian sehari-hari dan menyimpannya dalam memori. Sumber: 100 Pengetahuan tentang Tubuh Manusia



42



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Sumsum Lanjutan Sumsum lanjutan disebut juga batang otak atau medulla oblongata. Sumsum lanjutan terdapat di muka otak kecil dan di bawah otak besar, dan



Merupakan perpanjangan dari sumsum tulang



belakang. Bagian dalamnya berisi neuron sehingga berwarna kelabu. Sedangkan, bagian luarnya berwarna putih karena berisi neurit dan dendrit. Fungsi sumsum lanjutan adalah sebagai pengatur pernapasan, gerakan jantung, dan gerak alat pencernaan. Sumsum Tulang Belakang Penghubung otak dengan seluruh tubuh/perifer (SST). Berperan langsung dalam proses/gerak reflex.Mengandung 31 psg saraf spinal. Mekanisme rangsangan dari reseptor dibawa oleh neuron sensorik menuju sumsum tulang belakang melalui akar dorsal untuk diolah dan ditanggapi.Selanjutnya, impuls dibawa neuron motorik melalui akar ventral ke efektor untuk direspons Fungsi sumsum tulang belakang dapat dibagi dalam tiga kelompok, yaitu : 1. Aktifitas refleks, yang melibatkan integrasi dan transfer pesanpesan



yang



memasuki



sumsum



tulang



belakang,



sehingga



memungkinkan impuls sensorik (afferent) masuk dan pesan motorik (efferent) meninggalkan sumsum tulang belakang tanpa melibatkan otak. 2. Konduksi impuls sensorik dari saraf afferen ke atas melalui tractus naik menuju otak.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



43



3. Konduksi impuls motorik (efferent) dari otak turun melalui tractus ke saraf-saraf yang menginervasi otot atau kelenjar. Jalur reflek melalui sumsum tulang belakang biasanya melibatkan tiga neuron atau lebih seperti berikut : 1. Neuron sensoris yang permulaannya pada suatu receptor dan serat sarafnya dalam nervus yang mengarah ke sumsum. 2. Satu neuron sentral atau lebih yang keseluruhannya ada di dalam sumsum. 3. Neuron motoris yang menerima impuls dari neuron sentral, kemudian membawanya melalui sepanjang axon suatu saraf menuju otot atau kelenjar yang disebut efektor. Kejut lutut adalah contoh refleks tulang belakang.



Gambar 2.15 Jalur Refleks 2. Sistem Saraf Tepi (SST) Sistem saraf tepimerupakan bagian dari sistem saraf tubuh yang meneruskan rangsangan (impuls) menuju dan dari system 44 Anatomi dan Fisiologi Manusia



saraf pusat. Berdasarkan cara kerjanya sistem saraf tepi dibedakan menjadi dua yaitu saraf sadar dan saraf tidak sadar (otonom). A. Saraf Sadar sistem saraf yang mengatur segala gerakan yang dilakukan secara sadar atau dibawah koordinasi saraf pusat atau otak. Berdasarkan asalnya sistem saraf sadar dibedakan menjadi dua yaitu: 12 pasang saraf cranial dan 13 saraf spinal. Saraf kranial merupakan semua saraf yang keluar dari permukaan dorsal otak. Saraf spinal ialah semua saraf yang keluar dari kedua sisi tulang belakang.



a) Saraf Spinal Tiap pasang saraf terletak



pada segmen tertentu



(serviks, toraks, lumbar, dll.)Tiap pasang saraf diberi nomor sesuai tulang belakang di atasnya : – 8 pasang saraf spinal serviks; C1-C8 – 12 pasang saraf spinal toraks; T1-T12 – 5 pasang saraf spinal lumbar; L1-L5 – 5 pasang saraf spinal sakral; S1-S5 – 1 pasang saraf spinal koksigeal; C0 – 31 saraf Spinal



Anatomi dan Fisiologi Manusia



45



Gambar 2.16 Saraf Spinal b) Saraf Cranial 1) I (olfaktorius) = serabut sensorik, menerima & menghantar impuls pada sensasi penciuman 2) II (optikus) = transmisi impuls dari dan ke retina mata 3) III



(okulomotorius),



IV



(trokhlearis),



VI



(abdusens) = serabut motorik mensuplai otot ekstrinsik mata. 4) III (okulomotorius) = mensuplai serabut otonom otot siliaris intrinsik & otot sfingter iris 5) V (trigeminalis) = saraf kranial terbesar, serabut campuran 6) VII (fasialis) = serabut motorik & sensorik mempersarafi otot wajah, kelenjar ludah & lakrimal 46



Anatomi dan Fisiologi Manusia



7) VIII



(vestibulokohlear)



=



saraf



sensorik



terdistribusi di telinga dalam dan mempersarafi pendengaran & keseimbangan 8) IX



(glosofaringeal)



=



saraf



campuran,



mempersarafi lidah & farings 9) X (vagus) = serabut campuran, terdistribusi paling luas, mensuplai farings, larings, organ dalaman di rongga leher, dada & abdomen 10) XI (asesorius) = bergabung dan terdistribusi dengan serabut vagus 11) XII (hipoglosus) = saraf motorik, mensuplai otot intrinsil dan ekstrinsik lidah



Gambar 2.17 Saraf Cranial



Anatomi dan Fisiologi Manusia



47



B. Saraf Tidak Sadar/Otonom Memegang peran penting dalam pengaturan keadaan konstan dalam tubuh, memberikan perubahan dalam tubuh yang sesuai. Kerja tidak sadar (berbeda dengan Saraf Sadar somatik). Menggunakan 2 kelompok neuron motorik untuk menstimulasi efektor: a) Neuron preganglionik → muncul dari CNS ke ganglion tubuh, bersinapsis dengan b) Neuron pascaganglionik → menuju organ efektor (otot jantung, otot polos, atau kelenjar). Menurut fungsinya susunan saraf otonom terdiri dari dua bagian



yaitu



susunan



saraf



simpatis



dan



susunan



saraf



parasimpatis.Secara garis besar lokasi bagian sistem saraf otonom adalah sebagai berikut: 1. Jalur simpatik Stimulasi menghasilkan



Sistem efek



saraf



simpatis



berlawanan



biasanya



dengan



akan



stimulasi



parasimpatis.aktivasi simpatis: vasokonstriksi, naiknya kerja jantung, sirkulasi darah, kadar glukosa sel, dilatasi pupil, bronkhus dan naiknya aktivitas mental. Sistem simpatis disebut juga sistem adrenergic. Stimulasi sistem ini akan menimbulkan reaksi yang meningkatkan penggunaan zat oleh tubuh (aktif dan perlu energi).



48



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Terletak di depan kolumna vertebra, berhubungan dengan sumsum tulang belakang melalui serabut saraf. Tersusun dari ganglion2 pada daerah : a. 3 psg ganglion servikal b. 11 psg ganglion torakal c. 4 psg ganglion lumbal d. 4 psg ganglion sakral e. 1 psg ganglion koksigen Saraf simpatik Sering disebut sistem saraf torakolumbar. berfungsi Mempersarafi otot-otot jantung, otot tak sadar pembuluh darah, organ2 dalam (lambung, pankreas, usus), serabut motorik sekretorik pada kelenjar keringat, serabut motorik otot tak sadar pada kulit, mempertahankan tonus semua otot termasuk otot tak sadar. Mekanisme saraf simpatik: a. mulai di dalam sumsum tulang belakang dengan tubuh sel di dalam daerah lumbar dan dada, daerah thoracolumbar. b. Saraf simpatetik timbul dari sumsum tulang belakang pada tingkat perama saraf thoracic turun pada tingkat kedua saraf tulang belakang lumbar.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



49



c. Dari bagian sumsum ini serat saraf memanjang sampai pada ganglia sympathetic chains (kerangka badan), dua untai gang lia yang menyerupai sumsum yang memanjang di separjang sisi tu-lang belakang dari leher bagian bawah sampai daerah abdominal sebelah atas. d. Ganglia kerangka badan dinamakan lateral ganglia berisi tubuh sel dari sekelompok neuron yang kedua, seratnya memanjang sampai kelenjar dan jaringan otot involuntary. e. Neuron kedua ini melepaskan sebagian besar neurotransmitter norepinehrine (noradrenalin) pada jaringan effector.



2. Sistem Saraf Parasimpatik Parasimpatik berperan dalam pencernaan, eliminasi dan pada pembaruan suplai energy. Sistem parasimpatis disebut juga sistem asetilkolin. Stimulasi pada sistem ini, timbul efek dengan



tujuan



menghemat



penggunaan



zat-zat



dan



mengumpulkan energi. Bila satu sistem merintangi fungsi tertentu, sistem lain justru menstimulasinya. Disebut sistem saraf kraniosakral. Terbagi menjadi 2 bagian : – Saraf



otonom



kranial:



ke-3



(okulomotorius),



(fasialis), 9 (glosofaringeal), 10 (vagus)



50



Anatomi dan Fisiologi Manusia



7



– Saraf otonom sakral : ke-2, 3, 4 → membentuk urat saraf pada organ dalam pelvis & bersama2 SS simpatis membentuk pleksus yang mempengaruhi kolon, rektum dan kandung kemih



Jalur Mekanisme saraf parasimpatik: a. Jalur parasimpatik mulai di dalam daerah craniosacral dengan munculnya serat dari tubuh sel midbrain, medulla, dan bagian ba-wah sumsum tulang belakang (sacral). b. Dari pusat-pusat inilah seke lompok serat yang pertama memanjang sampai ganglia otonom yang bi asanya berlokasi di dalam atau di dekat dinding organ effector. c. Kemudian jalurnya terus sepanjang sekelompok neuron kedua yang menstimulasi jaringan visceral. Neuron ini melepaskan neurotrnasmitter acetylcholine (Ethel, 2004)



2.7 Penyakit Dan Kelainan Pada Sistem Saraf 2.7.1 Pengaruh Obat pada sistem Saraf Obat yang menyebabkan sedasi : •



Barbiturat, Antianxietas (misalnya benzodiazepin), Ethyl alcohol Obat menyebabkan eksitasi :



•



Caffein, Nicotin, Amphetamin dan cocain



Anatomi dan Fisiologi Manusia



51



Halusinogen •



LSD (misal : marijuana), Mescalin Antidepressan (misal: litium carbonat)



•



Obat Analgesik, Opiat, Aspirin 2.7.2 Pengaruh



obat-obatan Narkotika Pada kerja



Sistem Saraf Narkotika Menurut UU No.22 Tahun 1997 tentang Narkotika disebutkan pengertian Narkotika adalah Narkotika adalah “zat atau obat yang berasal dari tanaman atau bukan tanaman baik sintetis maupun semi sintetis yang dapat menyebabkan penurunan atau perubahan kesadaran, hilangnya rasa, mengurangi sampai menghilangkan rasa nyeri, dan dapat menimbulkan ketergantungan” Berdasarkan UU No.22 Tahun 1997 narkotika diklasifikasikan menjadi 3 (tiga) golongan, yaitu : a.



Narkotika Golongan I adalah narkotika yang paling berbahaya dengan daya adiktif yangsangat tinggi. Karenanya tidak diperbolehkan penggunaannya untuk terapi pengobatan, kecuali. penelitian dan pengembangan pengetahuan. Narkotika yang termasuk golongan ini adalah ganja, heroin, kokain, morfin, opium, dan lain sebagainya.



b. Narkotika Golongan II adalah narkotika yang memiliki daya adiktif kuat, tetapi bermanfaatuntuk pengobatan dan penelitian. Meskipun demikian penggunaan narkotika golongan II untuk terapiatau pengobatan sebagai pilihan terakhir jika tidak ada 52



Anatomi dan Fisiologi Manusia



pilihan lain. Contoh dari narkotika golongan II iniadalah benzetidin, betametadol, petidin dan turunannya, dan lain-lain. c.



Narkotika Golongan III adalah jenis narkotika yang memiliki daya adiktif atau potensiketergantungan ringan dan dapat dipergunakan



secara



luas



untuk



terapi



atau



pengobatan



danpenelitian. Adapun jenis narkoba yang termasuk dalam golongan III adalah kodein dan turunannya,metadon, naltrexon dan sebagainya. Berdasarkan cara pembuatannya, narkotika dibedakan ke dalam 3 (tiga) jenis yaitu narkotika alami, narkotika semisintesis, dan narkotika sintesis.



Narkotika alami adalah narkotika yang zat



adiktifmya diambil dari tumbuh-tumbuhan (alam), seperti misalnya ganja. Narkoba adalah akronim dari Narkotika dan obat-obat berbahaya yang berbentuk zat kimia. Dalam bidang pengobatan medis, dikenal zat-zat kimia yang mampu mengurangi atau menghilangkan rasa sakit, namun tidak memiliki efek penyembuhan. Zat kimia itulah yang sering disalahgunakan karena pemakaian dengan dosis yang berlebihan akan berakibat buruk bagi kesehatan. Zat-zat kimia tersebut dapat menimbulkan kerusakan pada sistem saraf. Ada empat macam obat yang berpengaruh terhadap sistem saraf, yaitu: 1. Sedatif,



yaitu



golongan



obat



yang



dapat



mengakibatkan



menurunnya aktivitas normal otak. Contohnya valium.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



53



2. Stimulans, yaitu golongan obat yang dapat mempercepat kerja otak. Contohnya kokain. 3. Halusinogen, yaitu golongan obat yang mengakibatkan timbulnya penghayalan pada si pemakai. Contohnya ganja, ekstasi, dan sabusabu. 4. Painkiller, yaitu golongan obat yang menekan bagian otak yang bertanggung jawab sebagai rasa sakit. Contohnya morfin dan heroin. Narkoba (Narkotika, psikotropika, dan zat adiktif) adalah zat yang apabila masuk ke dalam tubuh manusia akan mempengaruhi system saraf pusat (SPP) sehingga menimbulkan perubahan aktivitas mental,



emosional,



dan



perilaku



penggunanya



dan



sering



menyebabkan ketagihan dan ketergantungan terhadap zat tersebut (Hidayat, 2005). Menurut Husin (2008) menyatakan bahwa narkoba berasal dari berbagai zat kimiawi alami, semisintesis, dansintesis yang memiliki reseptor pada jaringan saraf otak. Dimana akibat pemakaian NAPZA dalam jangka panjang dan terus menerus akan berdampak pada fisikdiantaranya kerusakan sistem syaraf pusat, melemahkan jantung, gagal ginjal, kerusakandi hati, terjangkitnya hepatitis, terinfeksi HIVAIDS, hingga menyebabkan kematian (over dosis). Menurut Wahyuningsih (2011), penggunaan ganja secara terus menerus tidak hanya membuat orang kecanduan tetapi juga merusak otak dan tubuh. Studi terbarumenemukan bahwa kerusakan otak akibat ganja sama dengan kerusakan pada orangdengan skizofrenia 54



Anatomi dan Fisiologi Manusia



(gangguan



jiwa).



Studi



terbaru



yang



dilakukan



peneliti



Inggrismenemukan bahwa marijuana alias ganja dapat menyebabkan gangguan konsentrasi danmemori yang serupa dengan yang terjadi pada orang dengan skizofrenia. Hal ini juga dibuktikan dalam penelitian yang menyebut bahwa pada umumnya pasien gangguan jiwa skizofrenia sebelumnya memakai ganja terlebut dahulu. Begitu juga bila seseorangdalam mengkonsumsi NAPZA jenis kokain itu berlebihan (overdosis/intoksikasi) iaakan mengalami gejala-gejala gangguan jiwa seperti halusinasi dan delusi. Depresan, stimulan. Obat yang berbahaya yang termasuk dalam kelompok obat yang berpengaruh pada system saraf pusat(SSP/CNS) adalah obat yang dapat menimbulkan ketagihan/adiksi (drug addict). Menurut klasifikasi umum obat yang berpengaruh pada SSP banyak jenisnya ada yang bersifat adiktif maupun yang non-adiktif.



1. Obat Depresansia SSP Obat yang termasuk golongan ini adalah obat yang berefek menghambat aktifitas SSP secara spesifik maupun umum. Yang termasuk menghambat SSP secara umum adalah obat dalam kelompok anastesi umum, dalam bab ini hal tersebut tidak dibahas. Yang dibahas adalah: a) Golongan obat sedative-hipnotik Yang termasuk dalam golongan ini ialah obat yang yang menyebabkan depresi ringan (sedative) sampai terjadi efek tidur (hipnotika). Pada efek sedative penderita akan menjadi lebih tenang



Anatomi dan Fisiologi Manusia



55



karena



kepekaan



kortek



serebri



berkurang.



Disamping



itu



kewaspadaan terhadap lingkungan, aktivitas motorik dan reaksi spontan



menurun.



Kondisi



tersebut



secara



klinis



gejalanya



menunjukkan kelesuan dan rasa kantuk. Yang termasuk golongan obat sedative-hipnotik adalah Ethanol (alkohol).



b) Golongan analgesik Yang termasuk golongan obat analgesik adalah obat yang berefek pada penghilangan rasa nyeri (analgesic opioid) dan obat anti piretik serta obat anti inflamasi non-steroid. Sedangkan yang dibahas dalam bab ini adalah obat analgesik opioid karena kelompok obat tersebut dapat menimbulkan adiksi (ketagihan), misalnya: Morphine, Codein, Pentazocine, Naloxone dan sebagainya.



2. Obat Stimulansia SSP Obat yang termasuk golongan ini pada umumnya ada dua mekanisme



yaitu:Memblokade



system



penghambatan



dan



meninggikan perangsangan synopsis. Obat stimulansia ini bekerja pada system saraf dengan meningkatkan transmisi yang menuju atau meninggalkan otak.Stimulan tersebut dapat menyebabkan orang merasa tidak dapat tidur, selalu siaga dan penuh percaya diri. Stimulan dapat meningkatkan denyut jantung, suhu tubuh dan tekanan darah. Pengaruh fisik lainnya adalah menurunkan nafsu makan, pupil dilatasi, banyak bicara, agitasi dan gangguan tidur. Bila



56



Anatomi dan Fisiologi Manusia



pemberian stimulant berlebihan dapat menyebabkan kegelisahan, panic, sakit kepala, kejang perut, agresif dan paranoid. 3. Obat Halusinogenik Obat



halusinogenik



berpengaruh



terhadap



persepsi



bagi



penggunanya. Orang yang mengkonsumsi obat tersebut akan menjadi orang yang sering berhalusinasi, misalnya mereka mendengar atau merasakan sesuatu yang ternyata tidak ada. Pengaruh obat halusinogenik ini sangat bervariasi, sehingga sulit diramalkan bagaimana atau kapan mereka mulai berhalusinasi. Pengaruh lain dari obat halusinogenik ini ialah pupil dilatasi, aktifitas meningkat, banyak bicara atau tertawa, emosionil, psykologik euphoria, berkeringat, panic, paranoid, kehilangan kesadaran terhadap realitas, iraional, kejang lambung dan rasa mual.



2.7.2 Pengaruh Narkotika terhadap Sistem Saraf Hampir semua obat berpengaruh terhadap sistem saraf pusat.Obat tersebut bereaksi terhadap otak dan dapat mempengaruhi pikiran seseorang yaitu perasaan atau tingkah laku, hal ini disebut obat psykoaktif. Otak menggunakan sejumlah senyawa neurokimiawi sebagai pembawa pesan untuk komunikasi berbagai beagian di otak dan sistem



syaraf.



Senyawa



neurokimiawi



ini,



dikenal



sebagai



neurotransmiter, sangat esensial bagi semua fungsi otak. Sebagai pembawa pesan, mereka datang dari satu tempat dan pergi ke tempat lain untuk menyampaikan pesan-pesannya. Bila satu sel syaraf



Anatomi dan Fisiologi Manusia



57



(neuron) berakhir, di dekatnya ada neuron lainnya. Satu neuron mengirimkan pesan dengan mengeluarkan neurotrasmiter menuju ke dendrit neuron di dekatnya melalui celah sinaptik, ditangkap reseptorreseptor pada celah sinaptik tersebut (Steiger, 2011). Penggunaan obat-obatan ini memiliki pengaruh terhadap kerja sistem saraf, misalnya hilangnya koordinasi tubuh, karena di dalam tubuh pemakai, kekurangan dopamin. Dopamin merupakan neurotransmiter yang terdapat di otak dan berperan penting dalam merambatkan impuls saraf ke sel saraf lainnya. Hal ini menyebabkan dopamin tidak dihasilkan. Apabila impuls saraf sampai pada bongkol sinapsis, maka gelembung-gelembung sinapsis akan mendekati membran presinapsis. Namun karena dopamin tidak dihasilkan, neurotransmitter tidak dapat melepaskan isinya ke celah sinapsis sehingga impuls saraf yang dibawa tidak dapat menyebrang ke membran post sinapsis. Kondisi tersebut menyebabkan tidak terjadinya depolarisasi pada membran post sinapsis dan tidak terjadi potensial kerja karena impuls saraf tidak bisa merambat ke sel saraf berikutnya. Lebih lanjut, menurut Kapeta (2013), narkoba merupakan bahan-kimia yang mempengaruhi sistem komunikasi otak dan meniru atau mengganggu cara-cara sel saraf mengirim, menerima, dan memproses informasi secara normal. Beberapa zat psikoaktif, seperti ganja dan heroin, dapat mengaktifkan neuron-neuron karena memiliki struktur kimiawi yang menyerupai neurotransmiter alami. Kemiripan struktur kimia ini dapat mengelabuhi reseptor dan membiarkan zat 58



Anatomi dan Fisiologi Manusia



psikoaktif ini mengunci dan mengaktifkan sel saraf. Sementara itu, neurotransmiter-neurotransmiter alami dihalangi untuk berkomunikasi dengan sel neuron. Meski zat psikoaktif ini menyerupai bahan kimiawi di dalam otak, mereka tidak mengaktifkan sel saraf dengan cara yang sama seperti neurotransmiter alami, dan mereka memancarkan pesan-pesan abnormal dalam jaringan otak.



Gambar 2. 18 Metabolisme glukosa relatif rendah pda korteks prefrontal dan anterior cingulate gyrus pada cocaine abuser dibandingkan pada keadaan normal (Sumber: Popescu, et al., 2010). Zat psikoaktif lain, seperti amfetamin atau kokain, dapat menyebabkan



sel-sel



syaraf



melepaskan



sejumlah



besar



neurotransmiter-neurotransmiter alami atau mencegah pengambilan kembali (reuptake) bahan-kimia otak ini. Gangguan pada sistem neurotransmiter ini menyebabkan terganggunya fungsi kognitif. Efek



Anatomi dan Fisiologi Manusia



59



lain dari penggunaan obat-obatan terlarang adalah hilangnya kendali otot gerak, kesadaran, denyut jantung melemah, hilangnya nafsu makan, terjadi kerusakan hati dan lambung, kerusakan alat respirasi, gemetar terus-menerus, terjadi kram perut dan bahkan mengakibatkan kematian.



Gambar 2. 19 Lower striatal dopamine D2 receptor binding in drug users during withdrawal from cocaine, methamphetamine, and alcohol than in normal (Sumber: Popescu, et al., 2010).



Anatomi dan Fisiologi Manusia



60



comparison subjects



Gambar 2.20 Orbitofrontal cortical activation in active cocaine abusers as measured (Sumber: Popescu, et al., 2010). 2.8 Rangkuman FDG PET Sistem koordinasi mengatur semua sistem organ agar dapat bekerja secara serasi. Semua sistem organ tersebut dapat melaksanakan aktivitasnya karena adanya sistem saraf dan juga pengaruh sistem endokrin. Sistem saraf memiliki fungsi untuk mengirimkan sinyal atau rangsang ke sel, sedangkan sistem endokrin berfungsi mengirimkan pesan kimia dan hormon melalui darah. Masing- masing pesan yang dikirimkan oleh sistem saraf dan sistem endokrin ini menjadi suatu pendeteksian perubahan yang terjadi di luar tubuh, misalnya perubahan suhu maka tubuh secara fisiologis menyesuaikan diri terhadap perubahan-perubahan tersebut. Kedua sistem



Anatomi dan Fisiologi Manusia



61



tersebut



berperan



dalam



menjaga



homeostasis



tubuh.



Hubungan yang terjadi antara sistem saraf dan sistem endokrin ini dinamakan sistem neuroendokrin. Pada bagian tertentu dari sistem saraf ada yang merangsang atau menghambat lepasnya hormon.



Sebaliknya,



hormon



dapat



mendorong



menghambat pembangkitan impuls saraf.



atau



Sistem saraf dan



sistem hormon mengkoordinasikan seluruh aktivitas yang berada di dalam tubuh setiap makhluk hidup. Sistem saraf mengendalikan



homeostasis



melalui



impuls



saraf



dan



neurotransmitter yang menyebabkan pembangkitan atau penghambatan neuron lain, serabut otot atau kelenjar.



62



Anatomi dan Fisiologi Manusia



2.9 Latihan Kerjakanlah soal dibawah ini dengan tepat dan benar 1. Perhatikan gambar struktur neuron dibawah ini (soal 1 dan 2) 2



5



1 4



3



8 6 7



Berdasarkan gambar diatas no berapa yang berfungsi mengirim sinyal ke badan sel..... a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5 2. Pada Gambar



struktur neoron diatas, no 8 menunjukkan



bagian...... a. Terminal akson b. Akson c. Dendrit



Anatomi dan Fisiologi Manusia



63



d. Sel schwan e. Myelin 3. Sel glia merupakan sel pendukung atau membantu kerja neuron. Pada sistem saraf pusat (SSP) sel pendukungnya disebut.... a. Sel Schwan b. Oligodendroglia c. Astrocytes d. Microglia e. Serabut myelin 4. Antara 2 neuron terdapat hubungan antara neuron yang berperanan dalam penjalaran impuls yaitu sinapsis. Pernyataan berikut ini benar berkaitan dengan hubungan tersebut, kecuali...... a. Antara dua neuron terdapat celah sinaps b.



Impuls dijalarkan dari neuron prasinaps menuju neuron pascasinaps



c. Penjalaran impuls berlangsung bolak balik d. Penjalaran impuls memerlukan zat penghantar yang disebut neurotransmitter e.



Impuls yang datang dapat diteruskan atau dijalarkan



5. Perhatikan gambar klasifikasi neuron berdasarkan fungsi dibawah ini



64



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Neuron yang berfungsi menyampaikan impuls dari SSP ke efektor adalah a. Interneuron b. Dendrit c. Akson d. Neuron sensorik e. Neuron motorik 6. Oligodendrolia merupakan sel glia/ sel pendukung pada sistem saraf.... a. SSP b. SST c. SS parasimpatik d. SS simpatik e. SS sadar 7. Uji refleks sering dilakukan dengan cara memukulkan benda lunak perlahan-lahan kebagian bawah tempurung lutut



Anatomi dan Fisiologi Manusia



65



sehingga tidak sadar tungkai bawah penderita bergerak kedepan.



Lengkung reflex menghasilkan gerakan tersebut memiliki jalur sebagai berikut: A. Lutut-motorik-sumsum tulang belakang-sensorik-kaki B. Lutut-sensorik-sumsum tulang belakang-motorik-kaki C. Lutut-sensorik-otak-motorik-kaki D. Lutut-saraf sensorik-saraf konektor-saraf motorik-kaki E. Lutut-saraf motorik-otak-saraf sensorik-kaki



8. Jelaskan apa yang kamu ketahui tentang sistem saraf pusat dan sistem saraf tepi............................................................................................... 66



..................................................................................................... Anatomi dan Fisiologi Manusia



..................................................................................................... ..................................................................................................... ..................................................................................................... ..................................................................................................... ............................ 9. Jelaskan perbedaan sistem saraf simpatik dan sistem saraf parasimpatik dengan tepat dan jelas disertai contoh masingmasing ..................................................................................................... ..................................................................................................... ..................................................................................................... ..................................................................................................... .............................



10. Jelaskan mekanisme pengantaran impuls melalui sinapsis ..................................................................................................... ..................................................................................................... ..................................................................................................... ....................................................



Anatomi dan Fisiologi Manusia



67



2.10 Referensi Camihort G, Dumm CG, Luna G, Ferese C, Jurad S, Moreno G, et al. 2005. Relationship Between Pituitary and Adipse Tissue After HypthalmicDenervatin in Female Rat. Cells Tissues rgans. 179: 192-201. Campbell, Neil A. 2005. Biologi Edisi 5 Jilid 3. Jakarta: Erlangga. Dahriani Hakim Tanjung. 2014. Jaringan Saraf Tiruan Dengan Backpropagation Untuk Mendeteksi Penyalahgunaan Narkotika. Medan. STMIK Potensi Utama. Seminar Nasional Informatika . Demers, L.M. Pituitary function. In Carl- A.13 dan Edward, R.A (eds).1999. The textbook of Clinical Chemistry. 3rded..Philadelphia:WB.Saunders Company. Ethel, Sloane. 2003. Anatomi dan Fisiologi untuk pemula. Jakarta: EGC. Greenspan, F.S dan Strewler, G.D. Appendix. In Francis S.G and Gordon J. S (eds), 1997. Basic and Clinical Endocrinology. 5th ed. London: Prentice-Hall International Inc. Griesbach GS, Hovda DA, Molteni R, Wu A and Pinilla FG. 2004. Voluntary exercise following traumatic brain injury: brainderived neurotrophic factor upregulation and recovery of function, Neuroscience. 125: 129-39. Husin, N., 2008. Faktor Yang Mempengaruhi Mantan Pecandu Untuk Kembali Menyalahgunakan Narkoba (Relaps). Tesis: Universitas Indonesia. Kimball, John W. 1983. Biologi Edisi Kelima jilid 2. Jakarta: Erlangga.



68



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Meyer, M, D.J. dan Harvey, .J.W. 1998. Veterinary Laboratory Medicine Interpretation and Diagnosis Second Edition. Philadelpia: W.B Sanders Company. Morrow C.J., Kolver E.S., Verkerk G.A., And Matthews L.R,. 2015. Urinary Corticosteroids: An Indicator Of Stress In Dairy Cattle. New Zealand Science And Technology Post-Doctoral Fellow. Proceedings Of The New Zealand Society Of Animal Production 60: 218-221. Perundang-undangan: Undang-undang Nomor 22 Tahun 1977 tentang Narkotika Popescu, Daniel, Gabriela Popescu, George Lupu, Victor Panus, Sebastian Neagu-Sadoveanu, Octavian Buda. 2010. Drugs effects on the central nervous system. Forensic implications. Romanian Society of Legal Medicine . Rom Journal Leg Med: (18), 231 – 236. Sherwood, L. 2001. Fisiologi Manusia;dari Sel ke Sistem. Edisi 2. Jakarta; EGC. Steiger H, et al. 2011. Neural Circuits, Neurotransmitters, And Behavior: Serotonin And Temperament In Bulimic Syndromes. Curr Top Behav Neurosci. Vol 6:125-38. Tortora, G.J. dan Derrickson, B.H. 2009. Principles of Anatomy and Physiology. Twelfth Edition. Asia: WileyDikutip dari : Yahya H. 2003. The miracle of hormone. NewDelhi.Goodword Books.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



69



BAB III. ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM ENDOKRIN PADA MANUSIA 3.1 Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi tentang anatomi dan fisiologi sistem endokrin, mahasiswa dapat: -



Menjelaskan Anatomi kelenjar endokrin.



-



Membedakan pengelompokan hormon berdasarkan struktur kimia dan fungsi.



-



Menjelaskan mekanisme kerja hormon.



-



Menjelaskan macam-macam kelenjar endokrin dan hormon yang dihasilkan beserta fungsinya.



3.2 Anatomi Kelenjar Endokrin Sistem endokrin adalah sistem yang mengontrol fungsi tubuh dengan perantaraan zat kimia atau hormon yang diangkut keseluruh tubuh dalam darah. Didalam tubuh terdapat sekelompok sel-sel khusus yang mempunyai fungsi melepaskan zat kimiawi ke dalam tubuh. Sekelompok sel ini disebut kelenjar endokrin. Sel-sel ini sering dianggap sebagai kelenjar tak bersaluran karena sekresinya, hormon, masuk secara langsung kedalam darah yang mengalir dalam kelenjar tersebut, tidak kedalam saluran, seperti halnya dengan kelenjar eksokrin (Kimball, 1994: 613). . Sistem endokrin berkaitan dengan sistem saraf, mengontrol dan memadukan fungsi tubuh. Kedua sistem ini bekerja sama untuk 70



Anatomi dan Fisiologi Manusia



mempertahankan



homeostasis. Sistem endokrin bekerja melalui



hormon, maka sistem saraf bekerja melalui neurotransmiter yang dihasilkan oleh ujung-ujung saraf.



Tabel 3.1 Perbedaan sistem hormon dan sistem saraf No.



Aspek



Sistem hormon



Sistem saraf



Bersifat lambat



Bersifat cepat/segera



pembeda 1



Aksi



2



Pengaturan Jangka panjang, misalnya



Jangka pendek,



pertumbuhan dan



misalnya denyut



perkembangan



jantung dan kontraksi otot



3



Sekresi



Hormon



neurotransmitter



Kelenjar terdiri dari dua tipe yaitu endokrin dan eksokrin. Kelenjar endokrin melepaskan sekresinya langsung ke dalam darah.Kelenjar endokrin terdapat pada pulau Langerhans, kelenjar gonad (ovarium dan testis), kelenjar adrenal, hipofise, tiroid dan paratiroid. Sedangkan kelenjar eksokrin melepaskan sekresinya ke dalam duktus pada permukaan tubuh seperti kulit dan organ internal (lapisan traktus intestinal-sel APUD) (Sherwood, 2001).



Anatomi dan Fisiologi Manusia



71



Gambar 3.1. Jenis-Jenis Kelenjar Endokrin



Kelenjar Hipothalamus Hipotalamus terletak pada bagian otak depan (diensephalon). Hipotalamus menghasilkan beberapa hormone yang dapat merangsang kelenjar hiposis untuk mengeluarkan suatu hormon. Misalnya: hormone pelepas tirotropin/ Tirotropin Releasing Hormone (TRH), merangsang lobus anterior pitutari untuk mensekrisan TSH. Hormone kedua



disebut



Gonadotropin



Releasing



Hormone



(GnRH),



merangsang lobus anterior hipofisis untuk mensekresikan LH dan FSH. Hormone somatostatin yang dihasilkan oleh hipotalamus memperlambat sekresi hormone yang dilakukan oleh kelenjar hipofisis. CRH (Cortocotropin Realeasing hormone), merangsang 72 Anatomi dan Fisiologi Manusia



lobus anterior hipofisis untuk mensekresikan ACTH. Selain itu hipotalamus juga berfunsi mengotrol keadaan emosional seperti marah dan takut. Hubungan saraf langsung dan pembuluh darah antara hipotalamus dan kelenjar hipofisis pada system endokrin memberikan perlengkapan untuk menghubungkan kedua system koordinasi yang penting ini (Kimball, 1994).



Gambar 3.2 Kelenjar Hipothalamus



Kelenjar Pituitari/Hipofisis. Kelenjar pitutari adalah struktur sebesar kacang ercis yang terletak didasar otak. Kelenjar ini terdiri dari tiga lobus: anterior, intermediet, dan posterior (Kimball, 1994).



Anatomi dan Fisiologi Manusia



73



a. Lobus posterior 1. Hormon pertumbuhan Hormon ini berfungsi untuk merangsang pertumbuhan kerangka tubuh secara keseluruhan. Hormone ini tidak merangsang



pertumbuhan



secara



langsung



tetapi



merangsang hati untuk melepaskan polipeptida yang disebut somato medin untuk merangsang pertumbuhan oto, tulang rawan, tulang, dan jaringan ikat lain. 2. Prolaktin Hormon ini berfungsi untuk merangsang sekresi susu setelah kelahiran 3. Hormon perangsang tiroid (TSH) Hormon ini merangsang kelenjar tirois untuk menghasilkan tiroksin. 4. Hormon adenokortikotropik (ACTH) ACTH berfungsi untuk merangsang korteks kelenjar adrenal untuk melepaskan beberapa hormonnya ke aliran darah. 5. Follicle Stimulating Hormone (FSH) Hormon ini merangsang perkembangan folike-folikel didalam ovari pada perempuan sedangkan pada laki-laki berfungsi



untuk



merangsang



perkembangan



tubulus



seminiferous dan produksi sperma.



74



Anatomi dan Fisiologi Manusia



6. Lutheinizing hormone (LH) Hormon ini merangsang proses ovulasi pada perempuan dan pada laki-laki LH berfungsi untuk merangsang testis mensekresikan



hormone



androgen



kedalam



darah



(Kimball, 1994). b. Lobus intermediet MSH atau hormon perangsang



melanosit berfungsi dalam



proses pengaturan sel melanosit yang menghasilkan melanin yang terdapat pada kulit serta berfungsi dalam proses pewarnaan pada kulit (Ganong, 1990). c. Lobus Posterior 1. Hormon antidiuretic (ADH) adalah hormon yang dibuat oleh hipotalamus dan berfungsi untuk mempengaruhi ginjal meningkatkan retensi air sehingga menurunkan volume urin. 2. Oksitosin berfungsi untuk menginduksi kontraksi otot uterus dan menyebabkan kelenjar susu mengeluarkan susu selama menyusui anak (Campbell, 2004).



Anatomi dan Fisiologi Manusia



75



Gambar 3.3. Kelenjar Hipofisis Kelenjar Tiroid. Kelenjar tiroid terletak di leher bagian depan tepat di bawah kartilago krikoid, antara fasia koli media dan fasia prevertebralis. Di dalam ruang yang sama juga terletak trakea, esofagus, pembuluh darah besar dan saraf. Kelenjar tiroid melekat pada trakea dan melingkarinya dua pertiga sampai tiga perempat lingkaran. Keempat kelenjar paratiroid umumnya terletak pada permukaan belakang kelenjar tiroid. Pada orang dewasa berat tiroid kira-kira 18 gram. Terdapat dua lobus kanan dan kiri yang dibatasi oleh isthmus. Masing-masing lobus memiliki ketebalan 2 cm lebar 2,5 cm dan panjang 4 cm. Terdapat folikel dan para folikuler. Mendapat sirkulasi dari arteri tiroidea superior dan inferior dan dipersarafi oleh saraf adrenergik dan kolinergik (Sherwood, 2001). 76



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Kelenjar tiroid menghasilkan hormon tiroid utama yaitu tiroksin (T4) atau Tetra Iodotironin. Bentuk aktif hormon ini adalah triyodotironin (T3) yang sebagian besar berasal dari konversi hormon T4 di perifer dan sebagian kecil langsung dibentuk oleh kelenjar tiroid. Yodida inorganik yang diserap dari saluran cerna merupakan bahan baku hormon tiroid. Yodida inorganik mengalami oksidasi menjadi bentuk organik dan selanjutnya menjadi bagian dari tirosin yang terdapat dalam tiroglobulin sebagai monoyodotirosin (MIT) (Campbell, 2004). Sekresi hormon tiroid dikendalikan oleh kadar hormon perangsang tiroid yaitu Thyroid Stimulating Hormon (TSH) yang dihasilkan oleh lobus anterior kelenjar hipofisis. Kelenjar ini secara langsung dipengaruhi dan diatur aktifitasnya oleh kadar hormon tiroid dalam sirkulasi yang bertindak sebagai umpan balik negatif terhadap lobus anterior hipofisis dan terhadap sekresi hormon pelepas tirotropin (Thytotropine Releasing Hormon (TRH) dari hipotalamus. Kelenjar tiroid juga mengeluarkan kalsitonin dari sel parafolikuler. Kalsitonin adalah polipeptida yang menurunkan kadar kalsium serum dengan menghambat reabsorbsi kalsium dan tulang (Sherwood, 2001).



Anatomi dan Fisiologi Manusia



77



Gambar 3.4 kelenjar tiroid



Kelanjar Paratiroid Kelnjar paratiroid terletak disetiap sisi kelenjar tiroid yang terdapat di dalam leher, kelenjar ini bejumlah 4 buah yang tersusun berpasangan yang menghasilkan para hormon atau hormon para tiroksin. Masing-masing melekat pada bagian



belakang



kelenjar



tiroid,



kelenjar



paratiroid



menghasilkan hormon yang berfungsi mengatur kadar kalsium dan fosfor di dalam tubuh. Kelenjar paratiroid memiliki panjang kira-kira 6 mm, lebar 3 mm, dan tebal 2 mm. Jika dilihat secara mikroskopik kelenjar ini terlihat seperti lemak berwarna



coklat



kehitam-hitaman.



Kelenjar



ini



sulit



ditemukan karena tampak seperti lobus kelenjar tiroid. Fungsi paratiroid adalah Mengatur metabolisme fospor dan Mengatur kadar kalsium darah.



78



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Gambar 3.5 kelenjar paratiroid Paratiroid terdiri dari empat kelenjar yang melekat pada permukaan tiroid dan berfungsi dalam homeostasis ion kalsium. Keempat kelenjar itu mensekresi hormon paratiroid yang berfungsi untuk menaikkan kadar kalsium dalam darah, dan dengan demikian mempunyai pengaruh yang berlawanan dengan kalsitonin yang dihasilkan oleh kelenjar tiroid. Hormon paratiroid meningkatkan kalsium dalam drah dengan cara merangsang reasorbsi kalsium di ginjal dan dengan cara penginduksian sel-sel tulang sejati khusus yang disebut osteoklas untuk merombak matriks bermineral pada tulang sejati dan melepaskan kalsium kedalam darah (Campbell, 2004: 140).



Anatomi dan Fisiologi Manusia



79



Gambar 3.6 Mekanisme Regulasi Kalsium Kelenjar Pankreas. Kelenjar pankreas terletak di retroperitoneal rongga abdomen atas dan terbentang horizontal dari cincin duodenal ke lien. Panjangnya sekitar 10-20 cm dan lebar 2,5-5 cm. Mendapat asupan darah dari arteri mesenterika superior dan splenikus. Kelenjar pankreas berfungsi sebagai endokrin dan eksokrin. Sebagai organ endokrin karena di pankreas terdapat pulau-pulau Langerhans yang terdiri dari 3 jenis sel yaitu sel beta (B) 75 %, sel alfa (A) 20 %,dan sel delta (D) 5 %. Sekresi hormon pankreas dihasilkan oleh pulau Langerhans. Setiap pulau Langerhans berdiameter 75-150 mikron (Sherwood, 2001).



80



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Gambar 3.7 Pankreas Sel alfa menghasilkan glukagon dan sel beta merupakan sumber insulin, sedangkan sel delta mengeluarkan somatostatin, gastrin dan polipeptida pankreas. Glukagon juga dihasilkan oleh mukosa usus menyebabkan terjadinya glikogenesis dalam hati dan mengeluarkan glukosa ke dalam aliran darah. Fungsi insulin terutama untuk memindahkan glukosa dan gula lain melalui membran sel ke jaringan utama terutama sel otot, fibroblast dan jaringan lemak. Bila tidak ada glukosa maka lemak akan digunakan untuk metabolisme sehingga akan timbul ketosis dan acidosis (Bagus, 2008). Dalam meningkatkan kadar gula dalam darah, glukagon merangsang glikogenolisis (pemecahan glikogen menjadi glukosa) dan



meningkatkan



transportasi



asam



amino dari otot



serta



meningkatkan glukoneogenesis (pembentukan glukosa dari yang bukan



karbohidrat).



Dalam



metabolisme



lemak,



glukagon



meningkatkan lipopisis (pemecahan lemak) (Bagus, 2008).



Anatomi dan Fisiologi Manusia



81



Gambar 3.8. Mekanisme Regulasi Glukosa



Kelenjar Adrenal. Kelenjar adrenal terletak di kutub atas kedua ginjal. Kelenjar suprarenal atau kelenjar anak ginjal menempel pada ginjal. Terdiri dari dua lapis yaitu bagian korteks dan medula (Sherwood, 2001). a. Korteks adrenal mensintesa 2 hormon,yaitu : 1. Mineralokortikoid



(aldosteron)



berfungsi



mengatur



keseimbangan elektrolit dengan meningkatkan retensi natrium



dan



ekskresi



kalium.



Membantu



dalam



mempertahankan tekanan darah normal dan curah jantung. 2. Glukokortikoid berfungsi mengatur keseimbangan elektrolit dengan meningkatkan retensi natrium dan eksresi kalium. Membantu dalam mempertahankan tekanan darah normal dan curah jantung. 82



Anatomi dan Fisiologi Manusia



b. Medulla adrenal menghasilkan 2 macam hormone yaitu epinefrin dan nor epinefrin yang berfungsi menaikkan glukosa dalam darah,



Gambar 3.9 Kelanjar Adrenal Kelenjar Pineal Kelenjar ini terdapat di dalam otak, di dalam ventrikel berbentuk kecil merah seperti sebuah Gemara. Terletak dekat korpus. Kelenjar ini menghasilkan sekresi internal dalam membantu pankreas dan kelenjar kelamin. Hormon yang dihasilkan adalah hormon melatonin yang fungsinya untuk mengatasi perbedaan waktu antara negara bagi yang bepergian. Melatonin ini paling banyak di produksi pada malam hari, dan paling rendah pada jam 12 siang .



Anatomi dan Fisiologi Manusia



83



Gambar 3.9 Kelenjar Pineal Kelenjar Timus Kelenjar ini terletak di dalarn mediastinum di belakang os sternum, kelenjar timus ini hanya dijumpai pada anak-anak di bawah 18 tahun. Kelenjar timus terletak di dalam toraks kira-kira setinggi bifurkasi trakea, warnanya kemerah-merahan dan terdiri atas 2 lobus. Pada bayi baru lahir sangat kecil dan beratnya kira-kira 10 grarn atau lebih sedikit. Ukurannya bertambah pada masa remaja dari 30-40 gram kemudian berkerut lagi. Kelenjar timus ini merupakan penghasil hormon peptida yaitu timosin dan timopietin yang berfungsi dalam perkembangan normal lymfosit dan respon imun tubuh. Hormon yang dihasilkan kelenjar timus berfungsi untuk mengaktifkan pertumbuhan badan dan mengurangi aktifitas kelenjar kelamin.



84



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Gambar 3.10 Kelenjar Timus Kelenjar Gonad Kelenjar gonad ini terdiri dari kelenjar testis yang terdapat pada pria. Letaknya di skrotum dan menghasilkan hormon testosteron. Fungsi hormon testosterone adalah menentukan sifat kejantanan, misalnya adanya jenggot, kumis, jakun dan lain-lain, menghasilkan sperma serta mengontrol pekerjaan seks sekunder pada laki-laki. Dan kelenjar ovarium pada wanita dan terletak di samping kiri dan kanan uterus. Kelenjar ini menghasilkan hormon progesteron dan estrogen, hormon ini dapat mempengaruhi uterus serta memberikan sifat kewanitaan, misalnya pinggul yang besar, bahu sempit dan lain-lain.



3.3 Klasifikasi hormon Tiap hormon yang diproduksi oleh tubuh merupakan zat kimia yang unik. Tiap-tiap hormon yang dihasilkan memiliki komponen kimiawi, struktur, dan cara kerja yang berbeda. Namun meskipun memiliki komponen kimiawi, struktur, dan cara kerja yang berbeda,



Anatomi dan Fisiologi Manusia



85



secara molekuler hormon-hormon memiliki struktur yang sama. Secara kimiawi, hormon dapat dikelompokkan menjadi protein atau steroid. Semua hormon dalam tubuh manusia, kecuali hormon seks dan yang berasal dari korteks adrenal. Hal ini menunjukkan bahwa blok pembangun utama dari hormon adalah asam amino. Hormon seks dan hormon yang berasal dari korteks adrenal merupakan steroid, yang merupakan derivat lemak. Hormon dapat dikategorikan menjadi tiga yaitu hormon amin, hormon peptida dan hormon steroid Hormon-Hormon Amin, Sintesa (diturunkan dari 1 asam amino). Katekolamin (epinefrin, norepinefrin, dan dopamin diturunkan dari tirosin) bekerja tipikal seperti hormon-hormon peptida. Hormonhormon tiroid (Tiroksin (thyroxine = tetraiodothyronine atau T4)) dan Triiodotironin (triiodothyronine atau T3 diturunkan dari tirosin) bekerja lebih seperti hormon-hormon steroid. Melatonin diturunkan dari triptofan Hormon Peptida: Sintesa hormon-hormon peptida dibangun oleh 3 atau lebih asam-asam amino (peptida kecil sampai protein-protein besar dan glikoprotein). Dibuat dalam tenunan-tenunan di seluruh tubuh. Merupakan bagian terbesar dari hormon-hormon. Sintesa tidak berbeda dari sintesa protein-protein lain. Hormon peptida disintesa sebagai preprohormone di dalam rough endoplasmic reticulum dari sel induk endokrin → prohormon. Transport, Half Life dan Mekanisme seluler kerja hormon-hormon peptida. Hormon-hormon 86



Anatomi dan Fisiologi Manusia



peptida, karena sifatnya yg larut dalam air, dengan mudah larut dalam cairan ekstraseluler untuk kemudian ditransport ke seluruh tubuh. Half-life nya umumnya pendek, dalam bilangan menit. Hormon peptida karena bersifat lipophobik ( tidak dapat menembus dinding sel) → bekerja



via cell surface receptors. Saat berikatan dengan



reseptor, hormon-hormon ini umumnya akan mengaktifkan jaras transduksi sinyal seperti



G protein-linked-adenylyl cyclase cAMP



second messenger system atau berikatan dengan suatu reseptor yang mempunyai aktivitas kinase Hormon Steroid. Sintesa, transport, dan half life Hormon Steroid. Prekursor hormon steroid → hormon



aktif dan berdifusi secara



sederhana keluar dari sel induk ketika konsentrasinya di dalam sel meningkat. Hormon steroid diturunkan dari kolesterol→ tidak larut dalam plasma dan cairan tubuh lainnya. Sebagai akibatnya, steroid berikatan dengan protein-protein carrier. Protein-protein carrier ini ada yang bersifat spesifik atau merupakan protein plasma yang umum seperti albumin. Protein-protein carrier meningkatkan half-life dari steroid (satu sampai beberapa jam) tetapi menghambat



masuknya



steroid itu ke dalam sel-sel target. Mekanisme kerja seluler hormon steroid Steroid bekerja secara lambat dengan berikatan ke reseptor sitoplasma atau reseptor nukleus dan akhirnya mengaktifkan trakskripsi gen, atau secara cepat dengan bekerja pada reseptor-reseptor pada permukaan



Anatomi dan Fisiologi Manusia



87



sel. Metabolisme hormon Steroid dikonjugasikan dengan sulfat dan glukuronat, sehingga menyebabkan steroid ini larut dalam air → ekskresi 3.4 Mekanisme Kerja Hormon Cara Kerja Hormon Hormon dibawa oleh darah melalui sistem sirkulasi ke seluruh tubuh, namun hormon-hormon tetap bekerja secara spesifik dalam artia hanya bekerja pada sel-sel tertentu. Sel-sel tertentu memiliki sisi reseptor yang berfungsi untuk merespon hormon tertentu, seperti mekanisme mekanisme ”kunci-gembok” pada enzim. Apabila hormon dan sisi reseptor tidak cocok maka tidak akan terjadi reaksi. Semua sel yang memiliki sisi reseptor bagi hormon akan membuat jaringan target bagi hormon yang cocok. Pada beberapa kasus, jaringan target terlokalisasi pada satu kelenjar atau organ. Pada kasus yang lain, jaringan target bergabung dan tersebar di seluruh bagian tubuh sehingga lebih banyak bagian yang dipengaruhi. Sisi reseptor dapat terletak pada permukaan membran sel atau bahkan bagian interior sel. Hormon protein, pada umumnya, tidak dapat berdifusi melewati membran sel sehingga hormon-hormon protein hanya akan bereaksi dengan sisi reseptor pada permukaan membran sel (Applegate, 2011). Reaksi dari hormon-reseptor pada permukaan membran sel mengaktivasi enzim yang disebut adenilat siklase yang berdifusi ke dalam sitoplasma. Di dalam sel, adenilat siklase mengkatalis pengurangan fosfat dari ATP untuk memproduksi 88



Anatomi dan Fisiologi Manusia



adenosin 3’, 5’-monofosfat siklik (cAMP). Siklik AMP akan mengaktivasi enzim-enzim di dalam sitoplasma yang berkaitan dengan aktivitas sel. Steroid, yang terlarut dalam lemak, berdifusi melalui membran sel dan bereaksi dengan reseptor di dalam sel. Kompleks hormon reseptor yang terbentuk masuk ke dalam nukleus yang mana hal ini dapat memberikan dampak langsung bagi gen spesifik di dalam DNA. Gen kemudian diaktivasi oleh kompleks ini untuk membentuk transkripsi mRNA yang akan berdifusi ke dalam sitoplasma, kemudian mRNA ditranslasi menjadi protein dan enzim yang memicu respons seluler terhadap hormon. Pengaturan Kerja Hormon Hormon merupakan zat yang sangat berpengaruh, yang berarti meskipun dalam jumlah yang kecil, dapat mengakibatkan efek yang ampuh pada proses metabolisme. Hal ini menjelaskan mengapa sekresi hormon harus diatur dalam batasan yang sangat sedikit dikarenakan untuk menjaga homeostasis tubuh. Menurut Sloane (2003), mekanisme kontrol hormon dibagi menjadi dua, yaitu: a. Umpan balik negatif. Jika peningkatan kadar zat hormon atau nonhormon dalam darah mengaktifkan inhibisi sekresi hormon selanjutnya, maka mekanisme ini disebut sistem umpan balik negatif.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



89



b. Umpan balik positif. Jika kadar zat hormon atau nonhormon dalam darah mengakibatkan peningkatan sekresi pada kelenjar endokrin, mekanisme ini disebut sistem umpan balik positif. Namun, terdapat mekanisme kerja hormon yang lain seperti pada beberapa kelenjar endokrin yang mensekresi hormon sebagai respon dari hormon lainnya. Hormon yang mengakibatkan sekresi hormon yang lain disebut hormon tropik. Hormon dari kelenjar ”A” mengkaibatkan kelenjar ”B” untuk mensekresi hormon kelenjar B. Misalnya, Thyroid-stimulating-hormone (TSH) dari kelenjar pituitari anterior menyebabkan kelenjar tiroid untuk mensekresi hormon tiroksin. Selain itu, juga terdapat mekanisme pengaturan sekresi hormon melalui stimulasi sistem saraf secara langsung. Sebuah stimulus dari sel saraf dapat menyebabkan kelenjar untuk mensekresi hormon. Contoh yang paling mudah adalah adanya stimulasi pada saraf simpatik dari medulla adrenal yang mengakibatkan tersekresinya epinefrin (hormon adrenalin) (Applegate, 2011).



90



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Tabel 1. Prinsip Kerja Kelenjar Endokrin dan Hormonnya (Guyton & Hall, 2011) Kelenjar



Hormon



Hipotalamus



Pituitari



Lobus Anterior



•



• •



Growth hormone (GH) / hormon somatotropik (STH) Thyroidstimulatinghormone (TSH) Adrenocorticotropi c hormone (ACTH)



Jaringan Target



Prinsip Kerja



Lobus anterior dari kelenjar pituitari



Menstimulasi dan menghambat sekresi secara spesifik



• Sebagian besar jaringan dalam tubuh • Kelenjar tiroid



• Korteks adrenal •



Folliclestimulating hormone (FSH)



•



Luteinizing hormone (LH)



•



Prolaktin



Anatomi dan Fisiologi Manusia



• Folikel ovarium pada wanita; tubulus seminiferu s pada pria



Menstimulasi pertumbuhan melalui sintesis protein



Meningkatkan sekresi hormon tiroid; meningkatkan ukuran kelenjar tiroid. Meningkatkan sekresi hormon adrenokortikoid, khususnya glukokortikoid seperti kortisol



Pematangan folikel dan sekresi estrogen pada wanita; dan spermatogenesis pada pria



• Ovarium pada wanita; testis pada



91



pria • Kelenjar mammal Ovulasi, produksi progesteron pada wanita & produksi testosteron pada pria. Menstimulasi produksi susu Lobus Posterio r



Kelenjar Tiroid



Kelenjar paratiroid



92



•



Antidiuretic hormone (ADH)



•



Oxytocin



•



Thyroxine dan triiodothyronine



•



Kalsitonin



Parathormone (PTH)



• Ginjal



• Uterus dan kelenjar mammal • Sebagian besar sel tubuh



• Tulang



Tulang, ginjal, saluran pencernaan



Meningkatkan reabsorpsi air (menurunkan volume air yang keluar dalam urin) Meningkatkan kontraksi uterus; menstimulasi keluarnya air susu Meningkatkan laju metabolisme; esensial dalam perkembangan dan pertumbuhan Mengurangi kalsium darah dengan menghambat pelepasan kalsium dari tulang; bekerja secara antagonis dari hormon paratiroid Meningkatkan kalsium darah dengan menstimulasi pelepasan kalsium oleh tulang;



Anatomi dan Fisiologi Manusia



meningkatkan absorpsi kalsium dalam saluran pencernaan; mengurangi volume air yang keluar dalam urin Kelenja r Adrenal



Korteks adrenal



• Mineralkortikoid (kortisol) • Androgen estrogen



Medulla adrenal



Pankreas (Pulau Langerhans)



Epinefrin norepinefrin



• Ginjal



dan



dan



• Sebagian besar jaringan tubuh



Meningkatkan level glukosa dalam darah; menghambat inflamasi dan respon imun



Jantung, pembuluh darah, hati, jaringan adiposa



Mengatasi stress; meningkatkan detak jantung dan tekanan darah; meningkatkanalira n darah ke otot; meningkatkan level glukosa dalam darah. Meningkatkan pemecahan glukagon untuk meningkatkan level glukosa dalam darah



•



Glukagon



•



Hati



•



Insulin



•



Hati, otot, jaringan adiposa



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Meningkatkan reabsorpsi natrium dan sekresi kalium dalam tubulus ginjal



Mengurangi level glukosa darah dengan memfasilitasi penggunaan glukosa oleh sel; menstimulasi



93



Testis



Testosteron



Sebagian besar sel tubuh



Ovarium



• Estrogen



•



Sebagian besar sel tubuh



• Progesteron



•



Payudara dan uterus



penyimpanan glukosa sebagai glikogen dan produksi adiposa Pematangan dan pemeliharaan organ reproduksi pria dan karakteristik seks sekunder Pematangan dan pemeliharaan organ reproduksi wanita dan karakteristik seks sekunder Menyiapkan uterus untuk kehamilan; menstimulasi perkembangan kelenjar mammal; dan siklus menstruasi



Kelenjar pineal



Melatonin



Hipotalamus



Menghambat gonadotropinreleasing hormone, yang mengakibatkan adanya penghambatan fungsi reproduktif; mengatur ritme harian seperti tidur dan bangun



Kelenjar timus



Timosin



Jaringan yang berperan dalam respon imun



Perkembangan sistem imun dan fungsi imunitas



94



Anatomi dan Fisiologi Manusia



3.5 Penyakit Dan Kelainan Pada Sistem Endokrin Penyakit dan kelainan pada sistem endokrin yang berkaitan dengan fungsi kardiovaskular : ▪ Kenaikan detak jantung (epinefrin) → peningkatan laju detak jantung akibat peningkatan jumlah epinefrin yang dilepaskan oleh medulla adrenal. ▪ Hipertensi Penyakit dan kelainan pada sistem endokrin yang berkaitan dengan fungsi reproduksi : ▪



Hipergonadisme (estrogen dan testosteron) → sterilitas dan kurangnya karakteristik seks sekunder yang dikarenakan karena kurangnya estrogen pada wanita dan androgen pada pria.



▪



Sindrom andrenogenital (estrogen dan testosteron) → gejala-gejala yang berkaitan dengan karakteristik seks sekunder yang diakibatkan oleh peningkatan hormon seks dari korteks adrenal; peningkatan androgen pada wanita yang dapat mengakibatkan maskulinisasi dan peningkatan



estrogen



pada



pria



yang



dapat



mengakibatkan tumbuhnya payudara (gynekomastia). Penyakit dan kelainan pada sistem endokrin yang berkaitan dengan pertumbuhan :



Anatomi dan Fisiologi Manusia



95



▪



Akromegali (STH) → peningkatan pertumbuhan ekstrem yang diakibatkan oleh hormon pertumbuhan



▪



Dwarfisme (STH) → kekerdilan akibat kurangnya hormon pertumbuhan dari kelenjar pituitari anterior selama masa kecilnya



▪



Gigantisme (STH) → pertumbuhan abnormal yang terjadi apabila terdapat hipersekresi dari hormon pertumbuhan pada masa kanak-kanak Penyakit dan kelainan pada sistem endokrin yang berkaitan dengan metabolisme:



▪



Diabetes



mellitus



(Insulin)



→



penyakit



yang



disebabkan oleh defisiensi insulin dari sel beta pankreas. ▪



Kretinisme (Hormon tiroid) → dwarfisme yang disebabkan oleh defisiensi hormon tiroid pada masa kanak kanak dan biasanya diikuti dengan kelainan mental.



▪



Penyakit



Addison



(Kortisol)



→



sindrom



yang



disebabkan oleh kurangnya sekresi glukokortikoid dan mineralkortikoid dari korteks adrenal. ▪



Myxederma (Hormon tiroid) → kondisi pembengkakan akibat akumulasi mukus dari kulit Penyakit dan kelainan pada sistem endokrin yang berkaitan dengan keseimbangan elektrolit :



96



Anatomi dan Fisiologi Manusia



▪



Diabetes insipidus (ADH) → penyakit metabolik dikarenakan defisiensi jumlah hormon antidiuretik yang mengakibatkan poliuria dan polidipsia



3.6 Rangkuman Sistem endokrin bersama dengan sistem saraf memiliki peran dalam mengatur aktivitas tubuh. Sistem endokrin diperantarai oleh pembawa pesan kimiawi yang disebut hormon. Hormon mempegaruhi pertumbuhan, perkembangan, dan aktivitas metabolisme. Hormon dihasilkan oleh kelenjar endokrin dan dilepas ke dalam cairan tubuh, diabsorbsi ke dalam aliran darah, dan dibawa melalui sistem sirkulasi menuju jaringan (sel) target. Sel target memiliki reseptor hormon berupa molekul protein yang mempunyai sisi pengikat bagi hormon tertentu. Aktivitas sistem endokrin biasanya lebih lambat, berdurasi lebih lama dan distribusinya lebih luas dibandingkan sistem saraf . 3.7 Latihan 1. Jelaskan fungsi kelenjar endokrin bagi manusia! 2. Jelaskan mekanisme pengaturan hormon pada kelenjar hipotalamus! 3. Sebukan dan jelaskan fungsi dari 5 hormon yang terdapat pada kelenjar pituitary lobus anterior? 4. Mengapa kelenjar hipofisis disebut sebagai Master of Gland? 5. Jelaskan mekanisme control homeostasis kalsium pada manusia?



Anatomi dan Fisiologi Manusia



97



6. Jelaskan perbedaan antara T3 dan T4 ? 7. Buatlah ringkasan mengenai mekanisme pengontroan gula dalam darah! 8. Apakah fungsi dari epinefrin? 9. Sebutkan dan jelaskan fungsi homon yang dihasilkan oleh gonad! 10. Jelaskan tiga contoh spesifik antara sistem saraf dan sistem endokrin 3.8 Referensi Applegate, E. J. 2011. The anatomy and physiology learning sistem. St. Louis, Mo: Saunders/Elsevier. Bagus, dimas paradya. 2008. Diabetes, The Silent Killer. Jakarta: Erlangga. Campbell, dkk. 2004. Biologi Jilid 3 Edisi 5. Jakarta: Erlangga. Ganong. 1990. Fisiologi Kedokteran. Jakarta: EGC. Guyton, A. C. And Hall, J. E. 2011. Guyton and Hall textbook of medical physiology. Philadelphia, PA: Saunders Elsevier. Heffner, Linda J. dan Danny J. Schust. 2006. Sistem Reproduksi edisi Kedua. Jakarta: Erlangga. Kimball, John W. 1994. Biologi Jilid 2 Edisi 5. Jakarta: Erlangga, Sherwood, lauralee. 2001. Fisiologi Manusia. Jakarta: EGC. Sloane, Ethel. 2003. Anatomi dan Fisiologi untuk Pemula. Jakarta: EGC. 98



Anatomi dan Fisiologi Manusia



BAB IV. ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM IMUN PADA MANUSIA



4.1 Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi tentang sistem imun, mahasiswa diharapakan dapat: -



Menjelaskan anatomi sistem imun



-



Menjelaskan faktor yang mempengaruhi sistem imun



-



Menjelaskan perbedaan respon imun nonspesifik dan respon spesifik



-



Menjelaskan mekanisme kerja respon imun nonspesifik



-



Menjelaskan mekanisme kerja respon imun respon spesifik



-



Menjelaskan perbedaan respon imunitas seluler dan respon imunitas humoral



-



Menjelaskan gangguan pada sistem imun



-



Menjelaskan cara mendapatkan imunitas



Anatomi dan Fisiologi Manusia



99



100



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Gambar 4.1 Bagan Sistem Imun 4.2 Sistem Imun Pada Manusia 1.1 Pengertian Sistem Imun pada Manusia Sistem imun adalah suatu sistem kompleks yang memberikan respons imun (humoral dan selular) untuk menghadapi agens asing spesifik sperti bakteri, virus, toksin, atau zat lain yang oleh tubuh dianggap “bukan bagian diri” (Syaifuddin, 2012: 255). Menurut (Syaifuddin, 2012: 255), terdapat beberapa karkteristik dari sistem imun antara lain: 1. Spesifisitas. Sistem imun dapat membedakan berbagai zat asing dan responnya terutama jika dibutuhkan.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



101



2. Memori dan amplifikasi. Respon imun memiliki kemampuan untuk mengingat kembali kontak sebelumnya dengan suatu agens



tertentu,



sehingga



pajanan



berikutnya



akan



menimbulkan respons yang lebih cepat dan lebih besar. 3. Pengenalan bagian diri dan bukan bagian diri (asing). Sistem imun dapat membedakan agens- agens asing, dan selsel tubuh sendiri serta protein. Walaupun demikian, respons imun terhadap “diri sendiri” dapat terjadi dan membentuk suatu kondisi yang disebut autoimunitas. Autoimunitas dapat menyebabkan efek patologis pada tubuh. 1.2 Komponen dan Jenis Sistem Imun



yang Terdapat



pada



Manusia 1. Komponen Respon Imun Komponen respons imun antara lain: A. Antigen adalah suatu zat yang menyebabkan respons imun spesifik. Antigen biasanya berupa zat dengan berat molekul besar dan juga kompleks zat kimia seperti protein dan polisakarida. a. Determinan antigenic (epitope) adalah kelompok kimia terkecil dari suatu antigen yang dapat membangkitkan respons imun. Suatu antigen dapat memiliki dua atau lebih molekul determinan antigenik, satu molekul pun dalam keadaan yang sesuai dapat menstimulasi respons yang jelas.



102



Anatomi dan Fisiologi Manusia



b. Hapten adalah senyawa kecil yang jika sendirian tidak dapat menginduksi respons imun, tetapi senyawa ini menjadi imunogenik jika bersatu dengan carrier yang berat molekulnya besar, seperti protein serum. c. Hapten dapat berupa obat, antibiotic, zat tambahan makanan, atau kosmetik. Ada banyak senyawa dengan berat molekul kecil yang jika berkonjugasi dengan carrier dalam tubuh dapat membentuk imunogenisitas. Misalnya, pada beberapa orang, penisilin tidak bersifat antigenik sampai penisilin tersebut bergabung dengan protein serum dan mampu memicu respons imun.



Gambar 4.2 Penyusun Antibodi



Anatomi dan Fisiologi Manusia



103



B. Antibodi adalah suatu protein dapat larut yang dihasilkan sistem imun sebagai respons terhadap keberadaan antigen dan akan bereaksi khususnya dengan antigen tersebut. a. Struktur (1) Sebuah molekul antibodi terdiri dari empat rantai polipeptida: dua rantai berat identik dan dua rantai ringan identik. Istilah berat dan ringan mengacu pada berat molekul relatifnya. (2) Rantai- rantai dihubungkan dengan ikatan disulfide (-S-S-) dan ikatan lain untuk membentuk molekul berbetuk Y yang memiliki area hinge (engsel) fleksibel. Ini untuk memungkinkan terjadinya perubahan bentuk saat bereaksi dengan jumlah antigen maksimum. (3) Regia variable pada rantai berat dan ringan terletak di bagian ujung lengan Y. regia ini membentuk dua sisi pengikat antigen. Setiap antibodi memiliki setidaknya dua sisi pengikat yang disebut bivalen. a. Regia variable pada antibody yang berbeda memiliki rangkaian asam amino yang berbeda. b. Spesifisitas suatu antibodi terhadap antigen tertentu



bergantung



pada



struktur



variabelnya



104



Anatomi dan Fisiologi Manusia



regia



Gambar 4.3 Reseptor- Reseptor Antigen Pada Limfosit.



b. Kelas antibodi. Antibodi adalah suatu kelompok protein plasma yang disebut imunoglobin (Ig). Ada 5 kelas (isotipe) imunoglobin yakni IgA, IgD, IgE, IgG, dan IgM.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



105



Gambar 4.4 Kelas Antibodi atau Imunoglobin 4.3 Respon Imun 4.3.1 Respon Imun Non spesifik Dalam mekanisme imunitas non spesifik memiliki sifat selalu siap dan memiliki respon langsung serta cepat terhadap adanya patogen pada individu yang sehat. Sistem imun ini bertindak sebagai lini pertama dalam menghadapi infeksi dan tidak perlu menerima pajanan sebelumnya, bersifat tidak spesifik karena tidak 106



Anatomi dan Fisiologi Manusia



ditunjukkan terhadap patogen atau mikroba tertentu, telah ada dan berfungsi sejak lahir.



Gambar 4.5 Mekanisme Kerja Respon Imun Non Spesifik 4.3.2 Respon Imun Spesifik Sistem imun spesifik mempunyai kemampuan untuk mengenali benda yang dianggap asing. Benda asing yang pertama kali muncul akan segera dikenali dan terjadi sensitisasi sel-sel sistem imun tersebut. Benda asing yang sama, bila terpajan ulang akan dikenal lebih cepat dan kemudian dihancurkan. Respon sistem imun spesifik lebih lambat karena dibutuhkan sensitisasi oleh antigen namun memiliki perlindungan lebih baik terhadap antigen yang sama. Sistem imun ini diperankan oleh Limfosit B dan Limfosit T yang berasal dari sel progenitor limfoid.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



107



Gambar 4.6 Mekanisme Kerja Respon Imun Spesifik



Catatan :



Limfosit adalah jenis sel darah putih yang merupakan bagian dari sistem kekebalan tubuh. Limfosit yang diproduksi di dalam sumsum tulang. Peran limfosit adalah mengenali partikel berbahaya, atau antigen, dan melaksanakan proses untuk menghadapi mereka. Ada berbagai jenis limfosit, yang dikenal sebagai sel T, sel B, dan sel pembunuh alami, dan peran mereka tentusaja berbeda-beda. Respon imun terjadi Sel T dan selspesifik pembunuh alamisecara seluler dan humoral. Respons imunitasmenghancurkan selular (Gambar 4.7)berbahaya adalah respons kekebalan tubuh dalam sel-sel dan beberapa seldengan T mengaktifkan sel-selsel T untuk menyerang antigen menangani patogen cara aktivasi kekebalan lainnya. 108 Anatomi dan Fisiologi Manusia Sel B memproduksi antibodi, dan kedua B dan sel T menciptakan sel-sel memori yang mengingat ancaman.



secara langsung. Sedangkan respons humoral (Gambar 4.8) adalah kekebalan tubuh yang menyerang antigen dengan cairan luar sel yang mengandung antibodi.



Gambar 4.7 Mekanisme Imunitas Seluler



Gambar 4.8. Mekanisme Antibodi Menghancurkan Patogen Pada Imunitas Humoral



Anatomi dan Fisiologi Manusia



109



Mekanisme Pertahanan Tubuh Dapat Dilakukan Dengan Cara Membentuk Kekebalan Aktif Dan Kekebalan Pasif Campbell, (2008: 108) menyatakan sebagai respons terhadap infeksi, klon sel ingatan terbentuk, sehingga memberikan kekebalan aktif. Sebaliknya, sejenis kekebalan yang berbeda dihasilkan ketika antibodi IgG wanita hamil melintasi plasenta ke janinnya. Antibodi yang ditransfer dimaksudkan untuk segera membantu menghancurkan patogen apapun yang dikenali secara spesifik oleh antibodi itu. Perlindungan ini disebut kekebalan pasif karena antibodi yang diberikan oleh ibu melindungi terhadap mikroba yang tidak pernah menginfeksi bayi yang baru lahir. Karena kekebalan pasif tidak melibatkan sel B dan sel T penerima, kekebalan ini hanya bertahan selama antibodi yang ditranser tersebut masih ada (beberapa minggu hingga beberapa bulan). Akan tetapi, antibodi IgA dialirkan dari ibu ke bayinya melalui ASI. Antibodi ini memberi perlindungan tambahan melawan infeksi sewaktu sistem kekebalan bayii berkembang. Kekebalan aktif maupun pasif dapat diinduksi secara artifisial. Kekebalan aktif dapat berkembang dari pengenalan antigen ke dalam tubuh melalui imunisasi yang sering kali disebut vaksinasi. Virus penyebab cowpox, penyakit ringan yang biasanya dijumpai pada sapi, digunakan lebih dari dua abad lalu sebagai vaksin pertama (dari kata latinvacca, sapi). Vaksinasi dengan cowpox sangat signifikan karena meningkatkan respons kekebalan terhadap virus cacar air yang berkerabat dekat dengan dan jauh lebih berbahaya daripada virus cowpox (Campbell, 2008: 108). 110



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Lebih lanjut jenis- jenis imunitas antara lain: 1. Imunitas aktif didapat akibat kontak langsung dengan mikroorganisme atau toksin sehingga tubuh memproduksi antibodinya sendiri. a. Imunitas aktif dapatan secara alami terjadi jika seseorang terpapar satu penyakit dan sistem imun memproduksi antibodi serta limfosit khusus. Imunitas dapat bersifat seumur hidup (campak, cacar) atau sementara (pneumonia pneumokokal, gonore). b. Imunitas aktif dapatan secara buatan (terinduksi) merupakan hasil vaksinasi. Vaksin dibuat dari patogen yang mati atau dilemahkan atau toksin yang telah diubah. Vaksin ini dapat merangsang respons imun, tetapi tidak menyebabkan penyakit. 2. Imunitas pasif terjadi jika antibodi dipindah dari satu individu ke individu lain. a. Imunitas pasif alami terjadi pada janin saat antibodi IgG ibu masuk menembus plasenta. Antibodi IgG memberi perlindungan sementara (mingguan sampai bulanan) pada sistem imun yang imatur. b. Imunitas pasif buatan adalah imunitas yang diberikan melalui injeksi antibodi yang diproduksi oleh orang atau hewan yang kebal karena pernah terpapar suatu antigen. Misalnya, antibodi dari kuda yang sudah kebal



Anatomi dan Fisiologi Manusia



111



terhadap racun ular tertentu dapat diinjeksikan pada ndividu yang dipatuk ular sejenis.



4.4 Mekanisme Sistem Imun Pada Manusia Menurut (Syaifuddin, 2012: 259), terdapat tiga jenis sel yang memegang peranan penting dalam imunitas: sel B (limfosit B), sel T (limfosit T), dan makrofag. 1. Fungsi Sel a. Sel B adalah antigen spesifik yang berproliferasi untuk merespons antigen tertentu. Sel B berdifferensiasi menjadi sel plasma non ploriferasi yang menyintesis dan menseksresi antibodi. b. Sel T juga menunjukkan spesifisitas antigen dan akan berproliferasi jika ada antigen, tetapi sel ini tidak akan memproduksi antibodi. (1) Sel T mengenali dan berinteraksi dengan antigen melalui reseptor sel T, yaitu protein permukaan sel yang terikat membran dan analog dengan antibodi. (2) Sel T memproduksi zat aktif secara imunologis yang disebut limfokin. Subtipe limfosit T berfungsi untuk membantu limfosit B merespons antigen, membunuh sel- se lasing tertentu, dan mengatur respons imun.



112



Anatomi dan Fisiologi Manusia



c. Makrofag secara fagositik menelan zat asing dan melalui kerja enzimatik menguraikan materi yang tertelan untuk diekskresi dan untuk pemakaian ulang. (1) Makrofag memproses antigen terfagositosis melalui denaturasi atau mencerna sebagian antigen untuk menghasilkan



fragmen



yang



mengandung



determinan antigenik. (2) Makrofag akan meletakkan fragmen antigen pada permukaan selnya sehingga terpapar untuk limfosit T tertentu. Ini merupakan langkah penting dalam aktivasi sel T. 2. Respons Sel B a. Sel B merupakan nama bursa fabrisius, yaitu jaringan limfoid yang ditemukan pada ayam. Jaringan sejenis yang ada pada mamalia yaitu sumsum tulang belakang, jaringan limfe usus, dan limpa. b. Setelah berdeferensiasi dari sel- sel batang prekursor, sel B matur bermigrasi ke organ- organ



limfe perifer



seperti limpa, nodus limfe, bercak peyer pada saluran pencernaan, dan amandel. c. Sel



B



matur



membawa



molekul



imunoglobin



permukaan yang terikat dengan membran selnya. Saat diaktivasi oleh antigen tertentu dan dengan bantuan limfosit T, sel B akan berdifferensiasi dengan dua cara;



Anatomi dan Fisiologi Manusia



113



(1) Sel Plasma adalah sel B yang telah terdifferensiasi penuh. Sel ini mmpu menyintesis dan mesekresi antibodi untuk menghancurkan antigen tertentu. (2) Sel memori Badalah sel tidak membelah yang berasal dari pecahan limfosit B antigen teraktivasi. Sel memori menetap dalam jaringan limfoid dan siap merespons antigen perangsang yang muncul dalam pajanan selanjutnya dengan respons imun sekunder yang lebih cepat dan lebih besar. d. Selection clonal theory mengenai pembentukan antibodi, diajukan dan dikembangkan oleh Jerne, Burnet, Talmadge, dn Laderberg adalah hipotesis kerja yang menjelaskan kompleksitas fungsi sistem imun. Seleksi antibodi oleh sel B yang terseleksi secara klonal merupakan ciri utama respons humoral. Aktivasi dari respons ini biasanya melibatkan sel B dan sel T penolong, serta protein pada permukaan bakteri. Aktivasi sel B oleh antigen dibantu oleh sitokin yang disekresikan dari sel T penolong yang telah menjumpai antigen yang sama. Dirangsang oleh antigen sekaligus sitokin, sel B berproliferasi dan berdiferensiasi menjadi klona sel plasma penyekresi antibodi dan klona sel B ingatan. Jalur untuk pemrosesan antigen dan penyajian antigen pada sel B berbeda dengan jalur pada sel- sel penyaji antigen yang lain. Makrofag atau sel dendritik dapat menyajikan fragmen dari berbagai macam antigen protein, sementara sel B hanya menyajikan antigen yang berikatan secara spesifik dengan 114



Anatomi dan Fisiologi Manusia



sel tersebut. Ketika suatu antigen berikatan pertama kali dengan reseptor pada permukaan sel B, sel tersebut menelan segelintir molekul asing melalui endositosis diperantarai- reseptor. Sel B kemudian menyajikan kompleks fragmen MHC- antigen ke sel T penolong. Ini mewujudkan kontak sel dengan sel secara langsung yang biasanya sangat penting untuk aktivasi sel B. Aktivasi sel B menyebabkan respons humoral yang kuat: sebuah sel B yang teraktivasi memunculkan klona dari ribuan sel plasma, masing- masing menyekresikan kira- kira 2.000 molekulmolekul antibodi setiap detik selama rentang hidup sel 4 hingga 5 hari. Lebih lanjut, sebagian besar antigen yang dikenali oleh sel B mengandung epitop- epitop ganda. Dengan demikian, pemaparan terhadap satu antigen tunggal normalnya mengaktivasi berbagai sel B, dengan klona- klona sel plasma berbeda yang melawan langsung epitop- epitop berbeda pada antigen yang sama.



Untuk antigen-



antigen, termasuk polisakarida, yang menyentuh reseptor- reseptor ganda pada satu sel tunggal, respons sel B dapat terjadi tanpa keterlibatan sitokin atau sel T penolong. Walaupun respons- respons semacam itu tidak menghasilkan sel B ingatan, namun mereka memainkan peran penting dalam melawan banyak bakteri(Campbell, 2008: 106).



Anatomi dan Fisiologi Manusia



115



Gambar 4.9 Aktivasi Sel B 3. Respons Sel T a. Sel T, seperti sel B berasal dari sel batang prekursor dalam



sumsum



tulang.



Pada



periode



akhir



perkembangan janin atau segera setelah lahir, sel prekursor bermgrasi menuju kelenjar timus, tempatnya berproliferasi.,



berdiferensiasi,



dan



mendapatkan



kemampuan untuk mengenali diri. b. Selama masa kehidupan awal, antigen yang dikodekan MHC sudah tertanam dalam sel T pada kelenjar timus. Dengan demikian, sel T akan mengenali setiap MHC pengkode antigen lain sebagai benda asing. Ini merupakan dasar untuk rejeksi imun terhadap organ yang dicangkok atau ditransplamtasi. c. Sel T efektor 116



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Sel T sitotoksik (sel T pembunuh) mengenali dan menghancurkan sel yang memperlihatkan antigen asing pada permukaannya, seperti sel kanker, sel jaringan transplanstasi, dan virus serta beberapa jenis bakteri yang bereproduksi dalam sel hospes. Sel T sitotoksik meninggalkan jaringan limfoid dan bermigrasi menuju lokasi sel targetnya. Disini sel ini mengikat sel target dan menghancurkannya. Karena reseptor sel T pada sel T sitotoksik mengenali antigen asing sel target hanya jika sel T juga mengenali antigen yang dikodekan MHC permukaan sel normalnya (antigen dari kelas I), maka fungsi sel T sitotoksik disebut sebagai MHC terestriksi. Sel- sel sitotoksik adalah sel- sel efektor dalam respons kekebalan- diperantarai-sel. Agar menjadi aktif, mereka membutuhkan molekul pensinyal dari sel T penolong serta interaksi dengan sel penyaji antigen. Begitu



teraktivasi,



sel



T



sitotoksik



dapat



menghilangkan sel tubuh yang terkena kanker dan sel tubuh yang terinfeksi oleh virus atau pathogen intraseluler lainnya. Fragmen protein nondiri yang disintesis dalam sel target semacam itu diasosiasikan dengan molekul MHC kelas I dan ditampilkan di permukaan sel, tempat mereka dapat dikenali oleh sel T sitotoksik.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



117



Protein permukaan yang dinamakan CD8, Ditemukan pada sebagian besar sel T sitotoksik, sehingga meningkatkan interaksi antara sel target dan sel T sitotoksik. Pengikatan CD8 ke molekul MHC kelas I membantu menjaga kedua sel tetap berhubungan sewaktu sel T sitotoksik diaktivasi. Dengan demikian, peran molekul MHC kelas I dan CD8 mirip dengan peran molekul MHC kelas II dan CD4. Penghancuran yang ditargetkan dari sel yang terinfeksi sel T sitotoksik melibatkan sekresi protein ysng menyebabkan sel robek dan mati. Kematian sel yang terinfeksi tidak hanya melenyapkan tempat bereproduksi bagi pathogen namun juga memaparkannya pada antibodi yang beredar, yang manandainya untuk pembuangan. Setelah menghancurkan sel yang terinfeksi, set T sitotoksik bisa bergerak dan membunuh sel –sel lain yang terinfeksi oleh patogen yang sama.



118



Gambar 4.10 Proses Membunuh dari Sel T Sitotoksik Anatomi dan Fisiologi Manusia



Lebih lanjut, menurut (Syaifuddin, 2012: 261), Sel T pembantu (sel T penolong)tidak berperan langsung dalam pembunuhan sel. Sel ini mengenali antigen MHC kelas II, yang ada dala sel B dan makrofag, dan harus “melihat” antigen tersebut teraktivasi. Setelah aktivasi oleh makrofag pembawa antigen, sel T pembantu memiliki beberapa fungsi yakni: a. Sel ini diperlukan untuk sintesis antibodi normal. b. Saat pengenalan antigen asing, sel T dan sel T pembantu melepas interleukin-2 yang menginduksi proliferasi sel T sitotoksik. (sekresi interleukin-2 distimulasi oleh interleukin 1 yang dilepas makrofag). c. Beberapa sel T pembantu akan menolong sel T lain untuk merespons antigen. d. Sel T hipersensitivitas penghambat adalah satu jenis sel T pembantu yang memproduksi zat (limfokin) yang penting dalam reaksi alergi (hipersensitivitas) dan rejeksi transplan.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



119



Gambar 4.11 Umum respons kekebalan Sel T penolong merupakan respons terhadap hampir semua antigen. Diaktivasi melalui perjumpaan dengan sel- sel penyaji antigen, sel- sel T penolong memainkan peran sentral dalam meningkatkan respons humoral dan respons diperantarai- sel. Sel T penolong berproliferasi setelah berinteraksi dengan fragmen- fragmen antigen yang ditampilkan oleh sel- sel penyaji antigen (biasanya selsel dendritik). Klona sel yang dihasilkan berdiferensiasi menjadi selsel T penolong yang teraktivasi dan sel- sel T penolong ingatan. Selsel T penolong yang teraktivasi menyekresikan sitokin yang merangsang aktivasi sel- sel B dan sel- sel T sitotoksik di dekatnya. Sel T penolong daan sel penyaji antigen yang menampilkan epitop spesifiknya memiliki interaksi yang kompleks. Reseptor sel T pada permukaan sel T penolong berikatan kef ragmen antigen yang dipegang oleh molekul MHC kelas II pada sel penyaji antigen. Pada 120



Anatomi dan Fisiologi Manusia



saat yang sama, suatu protein yang disebut CD4, ditemukan pada permukaaan sebagian besar sel T penolong, berikatan ke molekul MHC kelas II tersebut. CD4 membantu menjaga agar sel T penolong dan sel penyaji antigen tetap bergabung. Saat kedua sel berinteraksi, sinyal- sinyal dalam bentuk sitokin dipertukarkan di kedua arah. Misalnya, sitokin yang disekresikan dari sel dendritik bekerja dalam kombinasi dengan antigen untuk merangsang sel T penolong, sehingga menghasilkan rangkaian sitokin sendiri. Hasil akhirnya adalah aktivasi sel T penolong (Campbell, 2008:104). Ketiga tipe dasar sel- sel penyaji antigen- sel dendritik, makrofag, dan sel B- berinteraksi dengan sel T penolong dalam konteks yang berbeda. Sel dendritik sangat penting dalam memicu respons kekebalan primer. Sel ini berperan sebagai pengawas di dalam epidermis dan jaringan- jaringan lain yang sering terpapar ke antigenantigen asing. Setelah sel dendritik menangkap antigen, sel itu bermigrasi dari tempat infeksi ke jaringan limfoid. Disana sel dendritik menyajikan antigen, melalui molekul MHC kelas II, ke sel T penolong. Makrofag memainkan peran kunci dalam menginisiasi respons kekebalan sekunder dengan menyajikan antigen ke sel T penolong ingatan, sementara respons humoral terutama mengandalkan pada sel B unutk menyajikan antigen ke sel T penolong.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



121



Gambar 4.12 Peran Sel T Penolong 4.5 Peranan Antibodi dalam Sistem Imun Sisi pengikat antigen pada regio variable antibodi akan berikatan dengan sisi penghubung determinan antigenik pada antigen untuk membentuk kompleks antigen- antibodi (imun). Pengikatan ini memungkinkan inaktivasi antigen melalui proses fiksasi, netralisasi, aglutinasi, atau presipitasi. Campbell (2008: 107), mengatakan bahwa pengikatan antibodi ke antigen dapat mengacaukan fungsi pathogen dalam banyak cara yang. Dalam cara yang paling sederhana, netralisasi, antibodi berikatan ke protein permukaan dari virus atau bakteri,



sehingga



menghalangi



kemampuan



patogen



untuk



menginfeksi sel inang. Serupa dengan itu, antibodi terkadang berikatan ke dan menetralisasi toksin yang dilepaskan dalam cairan tubuh. Dalam proses yang disebut opsonisasi, antibodi yang berikatan ke antigen menyediakan struktur yang mudah dikenali untuk makrofag sehingga mningkatkan fagositosis. Karena setiap antibodi memiliki dua situs pengikatan antigen, antibodi juga dapat memfasilitasi 122



Anatomi dan Fisiologi Manusia



fagositosis dengan menautkan sel- sel bakteri, partikel virus, atau antigen menjadi agregat. Antibodi terkadang bekerja sama dengan protein- protein sistem komplemen untuk menghilangkan pathogen. (namakomplemen mencerminkan fakta bahwa protein- protein ini meningkatkan keefektifan serangan yang diarahkan ke antibodi pada bakteri). Pengikatan kompleks antigen- antibodi pada mikroba atau sel asing ke salah satu protein komplemen memicu serangkaian aktivasi dengan setiap



protein



dari



sistem



komplemen



mengaktivasi



protein



berikutnya. Pada akhirnya, protein komplemen yang teraktivasi membangkitkan kompleks serangan membran yang membentuk poripori di dalam membran sel asing. Ion dan air mengalir ke dalam sel, menyebabkan sel itu membengkak dan melisis. Baik teraktivasi sebagai bagian dari pertahanan bawaan atau pertahanan yang diperoleh, rangkaian aktivasi protein komplemen ini menyebabkan lisis pada mikroba dan menghasilkan faktor- faktor yang mendorong peradangan atau merangsang fagositosis (Campbell, 2008: 107). Ketika antibodi- antibodi memfasilitasi fagositosis, mereka juga membantu menajamkan respons kekebalan humoral. Ingatlah lagi bahwa fagositosis memungkinkan makrofag dan sel dendritik menyajikan antigen ke dan merangsang sel T penolong, yang kemudian merangsang sel B yang antibodinya berkontribusi terhadap fagositosis. Umpan balik positif antara sistem kekebalan bawaan dan yang diperoleh ini berkontribusi dalam respons yang efektif dan terkoordinasi terhadap infeksi. Walaupun antibodi merupakan



Anatomi dan Fisiologi Manusia



123



landasan dari respons dalam cairan tubuh, terdapat pula mekanisme yang memungkinkan antibodi tersebut menyebabkan kematian sel- sel tubuh yang terinfeksi. Ketika suatu virus menggunakan mesin biosintetik sel untuk menghasilkan protein virus, produk- produk virus ini dapat muncul di permukaan sel. Jika antibodi yang spesifik untuk epitop pada protein- protein virus ini mengikat protein yang terpapar, keberadaan antibodi yang terikat di permukaan sel dapat merekrut sel pembunuh alami. Sel pembunuh alami (natural killer NK) lalu melepaskan protein- protein yang menyebabkan sel terinfeksi mengalami apoptosis



Gambar 4.13 Peranan Antibodi dalam Kekebalan



124



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Mekanisme Imunitas terhadap Antigen yang Berbahaya Ada beberapa pertahanan tubuh untuk mengatasi agen yang berbahaya dari lingkungannya yaitu : 1. Pertahanan fisik dan kimiawi: kulit, sekresi asam lemak dan asam laktat melalui kelenjar keringat dan sebasea, sekresi lendir, pergerakan silia, sekresi airmata, air liur, urin, asam lambung serta lisosim dalam airmata. 2. Simbiosis dengan bakteri flora normal yang memproduksi zat yang



dapat



mencegah



invasi



mikroorganisme



seperti



laktobasilus pada epitel organ. 3. Innate immunity. 4. Imunitas spesifik yang didapat (Sari, 2001). Innate immunity Innate immunity merupakan mekanisme pertahanan tubuh nonspesifik



yang



mencegah



masuknya



dan



menyebarnya



mikroorganisme dalam tubuh serta mencegah terjadinya kerusakan jaringan. Ada beberapa komponen innate immunity yaitu :



Anatomi dan Fisiologi Manusia



125



1. Pemusnahan bakteri intraselular oleh sel polimorfonuklear (PMN) dan makrofag. 2. Aktivasi komplemen melalui jalur alternatif. 3. Degranulasi sel mast yang melepaskan mediator inflamasi. 4. Protein fase akut: C-reactive protein (CRP) yang mengikat mikroorganisme, selanjutnya terjadi aktivasi komplemen melalui jalur klasik yang menyebabkan lisis mikroorganisme. Produksi interferon alfa (IFN α) oleh leukosit dan interferon



5.



beta (IFN α) oleh fibroblast yang mempunyai efek antivirus. 6. Pemusnahan mikroorganisme ekstraselular oleh sel natural killer (sel NK) melalui pelepasan granula yang mengandung perforin. 7. Pelepasan mediator eosinofil seperti major basic protein (MBP) dan protein kationik yang dapat merusak membran parasit (Sari, 2001). Imunitas Spesifik Didapat Bila



mikro



nonspesifik/innate



126



organisme immunity,



dapat maka



melewati tubuh



akan



pertahanan membentuk



Anatomi dan Fisiologi Manusia



mekanisme pertahanan yang lebih kompleks dan spesifik. Mekanisme imunitas ini memerlukan pengenalan terhadap antigen lebih dulu. Mekanisme imunitas spesifik ini terdiri dari: 1. Imunitas humoral Produksi antibodi spesifik oleh sel limfosit B (T dependent dan non T dependent). 2. Cell mediated immunity (CMI) Sel limfosit T berperan pada mekanisme imunitas ini melalui: 1. Produksi sitokin serta jaringan interaksinya. 2. Sel sitotoksik matang di bawah pengaruh interleukin 2 (IL-2)



dan interleukin 6 (IL-6) (Delire, 1995). Prosesi dan Presentasi Antigen Respons



imun



tubuh



dipicu



oleh



masuknya



antigen/mikroorganisme ke dalam tubuh dan dihadapi oleh sel makrofag yang selanjutnya akan berperan sebagai antigen presenting cell (APC). Sel ini akan menangkap sejumlah kecil antigen dan diekspresikan ke permukaan sel yang dapat dikenali oleh sel limfosit T penolong (Th atau T helper). Sel Th ini akan teraktivasi dan (selanjutnya sel Th ini) akan mengaktivasi limfosit lain seperti sel



Anatomi dan Fisiologi Manusia



127



limfosit B atau sel limfosit T sitotoksik. Sel T sitotoksik ini kemudian berpoliferasi dan mempunyai fungsi efektor untuk mengeliminasi antigen. Setiap prosesi ini sel limfosit dan sel APC bekerja sama melalui kontak langsung atau melalui sekresi sitokin regulator. Sel-sel ini dapat juga berinteraksi secara simultan dengan sel tipe lain atau dengan komponen komplemen, kinin atau sistem fibrinolitik yang menghasilkan aktivasi fagosit, pembekuan darah atau penyembuhan luka. Respons imun dapat bersifat local atau sistemik dan akan berhenti bila antigen sudah berhasil dieliminasi melalui mekanisme kontrol (Sari, 2001). Respons Imun terhadap Bakteri Ekstraselular Bakteri ekstraselular dapat menimbulkan penyakit melalui beberapa mekanisme yaitu: 1. Merangsang reaksi inflamasi yang menyebabkan destruksi jaringan di tempat infeksi. Sebagai contoh misalnya kokus piogenik yang sering menimbulkan infeksi supuratif yang hebat. 2. Produksi toksin yang menghasilkan berbagai efek patologik. Toksin dapat berupa endotoksin dan eksotoksin. Endotoksin 128



Anatomi dan Fisiologi Manusia



yang merupakan komponen dinding bakteri adalah suatu lipopolisakarida yang merupakan stimulator produksi sitokin yang kuat, suatu ajuvan serta activator poliklonal sel limfosit B. Sebagian besar eksotoksin mempunyai efek sitotoksik dengan mekanisme yang belum jelas benar. Sebagai contoh toksin difteri menghambat sintesis protein secara enzimatik serta menghambat faktor elongasi-2 yang diperlukan untuk sintesis semua peptida. Toksin kolera merangsang sintesis AMP siklik (cAMP) oleh sel epitel usus yang menyebabkan sekresi aktif klorida, kehilangan cairan serta diare yang hebat. Toksin tetanus merupakan suatu neurotoksin yang terikat motor



endplate



pada



neuromuscular



junction



yang



menyebabkan kontraksi otot persisten yang sangat fatal bila mengenai



otot



pernapasan.



Toksin



klostridium



dapat



menyebabkan nekrosis jaringan yang dapat menghasilkan gas gangren.



Respons



imun



terhadap



bakteri



ekstraselular



ditujukan untuk eliminasi bakteri serta netralisasi efek toksin (Sari, 2001).



Anatomi dan Fisiologi Manusia



129



Respons Imun Spesifik terhadap Bakteri Intraselular Respons imun spesifik terhadap bakteri intraselular terutama diperankan oleh cell mediated immunity (CMI). Mekanisme imunitas ini diperankan oleh sel limfosit T tetapi fungsi efektornya untuk eliminasi bakteri diperani oleh makrofag yang diaktivasi oleh sitokin yang diproduksi oleh sel T terutama interferon. Respons imun ini analog dengan reaksi hipersensitivitas tipe lambat. Antigen protein intraselular merupakan stimulus kuat sel limfosit T. Beberapa dinding sel bakteri mengaktivasi makrofag secara langsung sehingga mempunyai fungsi sebagai ajuvan. Misalnya muramil dipeptida pada dinding sel mikrobakteria. Telah disebutkan di atas bahwa fungsi sel limfosit T pada CMI adalah produksi sitokin terutama. Sitokin ini akan mengaktivasi makrofag termasuk makrofag yang terinfeksi untuk membunuh bakteri. Beberapa bakteri ada yang resisten sehingga menimbulkan stimulasi antigen yang kronik. Keadaan ini akan menimbulkan pengumpulan lokal makrofag yang teraktivasi yang membentuk granuloma sekeliling mikroorganisme untuk mencegah penyebarannya.



130



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Reaksi inflamasi seperti ini berhubungan dengan nekrosis jaringan serta fibrosis yang luas yang menyebabkan gangguan fungsi yang berat. Jadi kerusakan jaringan ini disebabkan terutama oleh respons imun terhadap infeksi oleh beberapa bakteri intraselular. Contoh yang jelas dalam hal ini adalah infeksi mikobakterium. Mikobakterium tidak memproduksi toksin atau enzim yang secara langsung merusak jaringan yang terinfeksi. Paparan pertama terhadap Mycobacterium tuberculosis akan merangsang inflamasi selular lokal dan bakteri mengadakan proliferasi dalam sel fagosit. Sebagian ada yang mati dan sebagian ada yang tinggal dormant. Pada saat yang sama, pada individu yang terinfeksi terbentuk imunitas sel T yang spesifik. Setelah terbentuk imunitas, reaksi granulomatosa dapat terjadi pada lokasi bakteri persisten atau pada paparan bakteri berikutnya. Jadi imunitas perlindungan dan reaksi hipersensitif yang menyebabkan kerusakan jaringan adalah manifestasi dalam respons imun spesifik yang sama (Sari, 2001).



Anatomi dan Fisiologi Manusia



131



4.6 Gangguan dalam Fungsi Sistem Imun pada Manusia 1. Alergi Alergi adalah respons- respons yang berlebihan (hipersensitif) terhadap antigen- antigen tertentu yang disebut alergen. Alergi yang paling umum melibatkan antibodi dari kelas IgE. Fever misalnya, terjadi ketika sel- sel plasma menyekresikan antibodi IgE spesifik terhadap antigen di permukaan serbuk polen. Beberapa dari antibodi ini melekat dengan menggunakan bagian dasarnya ke sel tiang dalam jaringan ikat. Belakangan, ketika serbuk polen kembali memasuki tubuh, serbuk polen tersebut melekat ke situs pengikatan antigen IgE di permukaan sel tiang. Interaksi dengan serbuk polen yang besar aakan menaut-silangkan molekul- molekul IgE yang bersebelahan, sehingga menginduksi sel tiang untuk melepaskan histamin dana genagen peradangan yang lain dari granula (vesikel) suatu proses yng disebut



degranulasi.



Respons



alergi



yang



akut



terkadang



menyebabkan syok anafilaktik, reaksi seluruh tubuh yang mengancam jiwa dan dapat terjadi dalam beberapa detik setelah paparan terhadap suatu allergen (Campbell, 2008: 110). 3. Penyakit Autoimun Penyakit autoimun terjadi akibat kegagalan toleransi- diri imunologis yang menyebabkan respons sistem imun melawan sel tubuh sendiri. Contoh beberapa penyakit yang dipercaya disebabkan oleh mekanisme autoimun meliputi penyakit Addison kelenjar adrenal, tiroiditis, artritis rematoid, klerosis multiple, myasthenia 132



Anatomi dan Fisiologi Manusia



gravis, diabetets dependen noninsulin, anemia pernisius, dan systematic lupus erythematosus



3. Imunodefisiensi Imunodefisiensi adalah kondisi yang menurunkan keefektifan sistem imun atau suatu kondisi yang tidak mampu merespons antigen. a. Defisiensi imun kongenital. Ini adalah kasus yang langka, yaitu seseorang lahir tanpa memiliki sel B maupun sel T. orang seperti ini tidak memiliki perlindungan terhadap infeksi dan harus hidup dalam lingkungan yang steril. b. Acquired immune deficiency syndrome (AIDS). Adalah penyakit virus yang disebabkan oleh human immunodeficiency virus (HIV). Pada orang yang terinfeksi HIV, jumlah sel T pembantu berkurang dan sistem imun melemah. Orang yang terjangkit menjadi rentan terhadap mikroorganisme yang dalam keadaan normal tidak akan menjadi masalah bagi orang yang sehat (infeksi oportunistik) dan terhadap perkembangan kanker seperti Kaposi’s sarcoma.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



133



4.7 Rangkuman Sistem imun adalah suatu sistem kompleks yang memberikan respons imun (humoral dan selular) untuk menghadapi agen asing spesifik sperti bakteri, virus, toksin, atau zat lain yang oleh tubuh. Sistem imun merupakan sistem koordinasi respons biologi yang bertujuan melindungi integritas dan identitas individu serta mencegah invasi organisme dan zat yang berbahaya di lingkungan yang dapat merusak dirinya. Sistem imun mempunyai sedikitnya 3 fungsi utama. Yang pertama adalah suatu fungsi yang sangat spesifik yaitu kesanggupan untuk mengenal dan membedakan berbagai molekul target sasaran dan juga mempunyai respons yang spesifik. Fungsi kedua adalah kesanggupan membedakan antara antigen diri dan antigen asing. Fungsi ketiga adalah fungsi memori yaitu kesanggupan melalui pengalaman kontak sebelumnya dengan zat asing patogen untuk bereaksi lebih cepat dan lebih kuat daripada kontak pertama. 4.8 Latihan A. Pilihan Ganda Indikator: Memberikan Definisi Sistem Imun pada Manusia 1. Sistem imun dapat membedakan berbagai zat asing dan responnya terutama jika dibutuhkan. Pernyataan ini merupakan salah satu pengertian dari karakteristik dari sistem imun, yakni… a. Spesifisitas b. Memori dan Amplifikasi 134



Anatomi dan Fisiologi Manusia



c. Pengenalan bagian diri dan bukan bagian diri (asing). d. Antibodi Indikator: MendeskripsikanKomponen dan Jenis Sistem Imun yang Terdapat pada Manusia. 2. Antibodi yang ditransfer dimaksudkan untuk segera membantu menghancurkan patogen apapun yang dikenali secara spesifik oleh antibodi itu. Perlindungan ini disebut… a. Kekebalan pasif b. kekebalan aktif c. kekebalan aktif alami d. kekebalan pasif alami Indikator: Menjelaskan Peranan Antibodi dalam Sistem Imun 3. Antibodi yang berikatan ke antigen menyediakan struktur yang



mudah



dikenali



untuk



makrofag



sehingga



mningkatkan fagositosis disebut dengan… a. Polarisasi b. Netralisasi c. Opsonisasi d. Optimalisasi Indikator: Menjelaskan Mekanisme Sistem Imun Pada Manusia



Anatomi dan Fisiologi Manusia



135



4. Tiga jenis sel yang memegang peranan penting dalam imunitas yakni sel B (limfosit B), sel T (limfosit T), dan…. a. Protein b. Makrofag c. Antibodi d. Antigen Indikator: Menjelaskan Gangguan dalam Fungsi Imun pada Manusia 5. Berikut ini merupakan beberapa contoh penyakit yang dipercaya disebabkan oleh mekanisme autoimun, kecuali… a. Addison kelenjar adrenal b. Klerosis multiple c.



myasthenia gravis



d. Acquired immune deficiency syndrom



4.10 Referensi Albert, Bruce, Bray. 1983. The Nucleus In Molecular Biology of the Cell. Garland Publishing Inc, New York Beck M.e 1993. Ilmu Gizi dan Diet. Yayasan Essentia Medica. Yogyakarta. Brunser, O, Cs. 1991. Clinical Nutrion Of the Young Chlid. Nestle Nutrition, New York, Raven Press. Campbell. 2008. Biologi. Jakarta: Erlangga. 136



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Delire M. 1995. Immunoglobulins. Rationale for the clinical use of polyvalent intravenous immunoglobulins. Petersfield: Wrightson Biomedical Publishing Ltd, Vol, 1 No V, 29-65 Entjang Indan. 1981. Ilmu Kesehatan Masyarakat. Penerbit Alumni, Bandung. Evelyn C Pearce. 2004. Anatomi dan Fisiologi Paramedis. Penerbit PT. Gramedia. Jakarta. Irianto, Koes. 2004. Gizi dan Pola Hidup Sehat. Penerbit Yrama Widya. Bandung. Kalbhein HJ. 1993. Therapy of sepsis with 5S-immunoglobulin. In: Dammaco F, ed. Immunoglobulins in therapy. International Symposium Immunoglobulins in therapy Vienna,. Vol 4, No IV, 30-40. Keeton W.T. 1993. Biological Science, Fifth edition. W.W Norton and Company, Inc, USA. Sari, P. 2001. Respon Imun Terhadap Infeksi Bakteri. Jurnal Tinjauan Pustaka. Vol, 2 No 4, 37-40. Sloane, Ethel. 2004. Anatomy and Physiology: An Easy Learner. Sudbury: Jones and Bartlett Publishers, Inc. Subowo, R. 1993. Imunobiologi. Bandung, Penerbit angkasa. Surtiretna, Nina. 2006. Mengenal Sistem Saraf. Bandung, PT Kiblat Buku Utama. Syaifuddin. 2012. Anatomi Fisiologi- Edisi 4. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran



Anatomi dan Fisiologi Manusia



137



BAB V. ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM SKELETAL (RANGKA) PADA MANUSIA 5.1 Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi anatomi dan fisiologi sistem skeletal pada manusia, mahasiswa dapat: 1) Menjelaskan struktur dan fungsi rangka sebagai penyusun sistem gerak pada manusia. 2) Membedakan antara tulang rawan dengan tulang keras. 3) Menjelaskan proses pembentukan tulang. 4) Mendeskripsikan rangka tubuh manusia. 5) Menjelaskan konsep sendi dan macam-macam sendi. 6) Menjelaskan gangguan pada sistem skeletal



Bagaimanakah manusia dapat melakukan gerak? Tahukah kalian kenapa seseorang bisa berjalan atau berlari? Mereka mempunyai sistem gerak yang dapat menggerakkan tubuh mereka untuk mengerjakan berbagai aktivitas. Sistem gerak manusia terdiri atas tulang dan otot. Mari kita pelajari tentang tulang dan otot dibawah ini.



138



Anatomi dan Fisiologi Manusia



5.2 TULANG Berdasarkan jenisnya, ada dua macam tulang, yaitu tulang rawan (kartilago) dan tulang keras (osteon).



5.2.1 Tulang Rawan (Kartilago) Tulang rawan merupakan rangka pengangga tahapan embrio manusia. Namun setelah dewasa, sebagian besar tulang rawan diganti dengan tulang keras. Pada manusia dewasa, tulang rawan hanya terdapat pada bagian yang memerlukan elastisitas seperti daun telinga, cuping hidung, dan cincin trakea. Tulang rawan terdirib atas anyaman serat di mana terdapat sel-sel tulang rawan (kondrosit) yang membuat matriks kondrin. Matriks tulang rawan tersusun atas serat kolagen dan kompleks protein-karbohidrat yang disebut kondroitin gabungan serat kolagen dan kondroitin membuat tulang rawan menjadi kuat dan fleksibel. Ada tiga jenis tulang rawan, yaitu hialin, elastis, dan fibrosa. Tulang Rawan Hialin Tulang



rawan



hialinmerupakan



bentuk



tulang



rawan



terbanyak. Tulang rawan hialin mempunyai matriks yang homogen dan bersifat halus serta transparan. Tulang rawan hialin terdapat pada cincin batang tenggorokan (trakea), cuping hidung, persendian, dan antara tulang rusuk, dan tulang dada.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



139



Tulang Rawan Elastis Tulang rawan elastis bersifat lentur, matriksnya mengandung serat elastis bercabang-cabang, dan terdapat epiglotis dan bagian luar telinga.



Tulang rawan Fibrosa Tulang rawan fibrosa bersifat kurang lentur, matriksnya mengandung serat kolagen yang tidak teratur, dan terdapat pada antar ruas tulang belakang.



5.2.2 Tulang Keras (Osteon)



Rangka yang menyokong sebagian besar manusia dewasa terbuat dari tulang keras bagian luar tulang keras dilapisi oleh periosteum yang merupakan tempat melekatnya otot. Sel tulang keras disebut osteosit. Sel-sel tulang keras membentuk lingkaran konsentris berlapis-lapis. Di sekeliling sel tulang keras, terdapat matriks tulang keras. Matriks tulang keras tersusun atas matriks kolagen dan mineral yang keras yang terdiri atas ion kalsium, magnesium, dan fosfat. Kombinasi mineral yang keras dan matriks kolagen yang fleksibel membuat tulang keras lebih keras dari pada tulang rawan. Matriks- matriks pada tulang, membentuk 140



Anatomi dan Fisiologi Manusia



lingkaran konsentris yang di sebut lamela. Lingkaran sel dan matriks tulang keras mengelilingi saluran havers. Di dalam saluran harvers, terdapat pembuluh darah yang merupakan menyuplai zat makanan bagi sel tulang keras. Di dalam tulang keras, terdapat sumsum kuning atau sumsum merah. Sumsum kuning berfungsi untuk menimbun lemak. Sumsum merah berfungsi sebagai tempat pembuatan sel darah. Pembentukan dan perusakan tulang keras diatur oleh adanya kalsium, fosfat, vitamin D, hormon kalsitonin, dan hormon paratiroid.



Gambar 5.1 Struktur tulang keras



Anatomi dan Fisiologi Manusia



141



Berdasarkan sifat matriksnya, tulang keras dibedakan sebagai berikut. Tulang Kompak Tulang kompak merupakan tulang dengan matriks yang bersifat padat dan rapat, misalnya lapisan luar tulang pipa. Tulang Spons Tulang spons memiliki matriks berongga, misalnya tulang pipih dan tulang pendek.



Gambar 5.2 Tulang kompak dan spon



Berdasarkan bentuknya, tulang keras dibedakan menjadi empat, yaitu:



142



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Tulang Pipa Tulang Pipa, bentuknya seperti pipa panjang silindris (diafise), Ujungnya membulat (epifise) tersusun atas tulang rawan, bagian tengah bernama metafise dan berongga yang berisi sumsum tulang. Sumsum tulang merah pembentukan eritrosit, Sumsum tulang kuning pembentukan sel lemak. Tulang pipa terbagi menjadi 3 bagian yaitu: epifise yaitu bagian



dikedua



ujung



tulang



yang



berbentuk



bonggol/membulat, kemudian bagian tengah tulang yang disebut diafise. Daerah antara diafise dengan epifise terdapat cakraepifise tepatnya lebih mengarah pada dekat ujung epifise) yang tersusun dari cartilago yang aktif membelah pada usia pertumbuhan. Pada orang dewasa cakraepifise ini sudah menulang. Beberapa contoh tulang pipa adalah pada tulang tangan diantaranya tulang hasta (ulna), tulang pengumpil (radius), tulang paha (femur), dan tulang kering (tibia).



Gambar 5.3 Tulang pipa



Anatomi dan Fisiologi Manusia



143



Tulang pipih Tulang Pipih, tulang berbentuk lempengan pipih yang lebar berfungsi melindungi struktur tubuh di bagian bawahnya. Tulang ini tersusun dari 2 buah lempengan tulang kompak dan tulang spons. Rongga diantara kedua lempengan tulang tersebut terisi sumsum merah. Contohnya adalah tulang rusuk (costa), tulang belikat (scapula), tulang dada (sternum), dan tulang tengkorak.



Gambar 5.5 Tulang Pipih



Tulang Pendek Tulang Pendek, dapat bergerak bebas. Tulang pendek berbentuk bulat dan pendek tidak beraturan atau silinder kecil. Rongga tulang pendek berisi sumsum merah. 144



contohnya



Anatomi dan Fisiologi Manusia



tulang pada pergelangan tangan, pergelangan kaki, tepalak tangan, telapak kaki serta ruas-ruas tulang belakang (Gambar 5.6) .



Gambar 5.6 Tulang Pendek



Tulang Tak Beraturan Tulang Tak Beraturan, tulang bentuk kompleks yang berhubungan dengan fungsi khusus ditemukan pada tulang muka, ruas tulang belakang.



5.3 PEMBENTUKAN TULANG Pembentukan tulang dimuali setelah terbentuk tulang rawan. Di dalam tulang rawan, terdapat rongga dan berisi oleh osteoblas. Osteoblas akan membentuk osteosit dari arah dalam ke luar (konsentris). Osteosit mengsekresikan protein yang akan menjadi matriks tulang keras. Kemudian matriks tulang keras terisi kalsium dan fosfat sehingga matriks tulang



Anatomi dan Fisiologi Manusia



145



mengeras. Proses perubahan tulang rawan menjadi tulang keras disebut osifikasi



5.4 Susunan Rangka Tubuh Manusia Tulang tubuh membentuk sistem rangka, yang menyusun kerangka tubuh. Rangka manusia dibagi menjadi rangka aksial (sumbu tubuh) rangka apendikular (anggota tubuh).



Tahukah kamu apa yang memberi bentuk tubuh kita?



FUNGSI RANGKA 1. menegakkan tubuh 2. sebagai alat gerak pasif 3. tempat melekatnya otot-otot rangka 4. memberi bentuk tuibuh 5. melindungi alat-alat yang vital seperti otak, jantung, paruparu dan lain sebagainya 6. tempat pembentukan sel-sel darah 7. tempat deposit kalsium dan fosfat



146



Anatomi dan Fisiologi Manusia



RANGKA AKSIAL Rangka aklsial terdiri atas tulang tengkorak, tulang belakang, tulang dada, dan tulang rusuk. Tulang Tengkorak Terdiri dari: 1 tulang dahi (os frontale) 2 tulang tapis (os etmoidale) 2 tulang hidung (os nasale) 2 tulang ubun-ubun (os parientale)



Gambar 9



2 tulang pipi (os zygomaticum) Tengkorak 2 tulang langit-langit (os palatuma) 2 tulang baji (os sphenoidale) 2 tulang pelipis (os temporale) 2 tulang air mata (os lacrimale) 2 tulang rahang atas (os maxilla) 1 tulang lidah (os hyoideum) 1 tulang kepala belakang (os occipetale) 2 tulang rahang bawah (os mandibula)



b. Tulang Belakang (Vertebrae) Tulang belakang berfungsi untuk nenyangga berat dan memungkinkan manusia melakukan berbagai jenis posisi dan gerakan. Tulang belakang terdiri atas:



Anatomi dan Fisiologi Manusia



147



7 ruas tulang leher (serviks) 12 ruas tulang punggung (thoraks) 5 ruas tulang pinggang (lumbar) 5 ruas tulang kelangkang (sacrum) yang menyatu 4 ruas tulang ekor (koksigea) yang menyatu



Tulang Dada (Sternum) dan Rusuk) (costae) Tulang dada dan rusuk bersama-sama membentu pelindung bagi organ-organ yang di dada, yaitu paru-paru dan jantung. Tulang dada terdiri atas bagian hulu (manubrium), badan (gladiolus), dan taju pedang (xifoid). Bagian hulu



badan merupakan tempat melekatnya rusuk



sejati. Tulang rusuk terdiri atas 7 pasang tulang rusuk sejati (costae vera), 3 pasang tulang rusukpalsu (costae spuria), dan 2 pasang tulang rusuk melayang (costae fluktuantes).



RANGKA APENDIKULAR Rangka apendikular terdiri atas rangka bagian atas dan bagian bawah. Rangka atas terdiri atas gelang bahu dan tulang tangan. Rangka bawah terdiri atas gelang panggul dan tulang kaki. Rangka Apendikular Atas Rangka apendikular atas terdiri atas gelang bahu (pectoral girdle) dan tulang tangan. Gelang bahu terdiri atas dua buah tulang selangka (clavicula) dan dua buah tulang belikat 148



Anatomi dan Fisiologi Manusia



(scapula). Tulang selangka terletak di sebelah depan dan menghubungkan gelang bahu dengan tulang dada. Tulang belikat terletak disebelah belakang dan berhubungan dengan tulang rusuk. Tulang tangan terdiri atas 2 buah tulang lengan atas (humerus), 2 buah tulang hasta (ulna), 2 buah tulang pengumpil (radius), 16 buah tulang pergelangan tangan (carpal), 10 buah tulang telapak tangan (metacarpal), dan 28 buah tulang jari tangan (falanges).



Rangka Apendikular Bawah Rangka apendikular bawah terdiri atas gelang panggul (pelvic girdle) dan tulang kaki. Gelang panggul terdiri atas dua buah tulang usus (ilium), satu buah tulang kemaluan (pubis), dan dua buah tulang duduk (ichium). Tulang kaki terdiri atas 2 buah tulang paha (femur), 2 buah tulang lutrut (patela), 2 buah tulang betis (fibula), 2 buah tulang kering (tibula), 14 buah tulang pergelangan kaki (tarsal), 10 buah tulang telapak kaki (metatarsal), dan 28 buah tulang jari kaki (falanges).



Anatomi dan Fisiologi Manusia



149



Gambar 5.7 Sistem Skeletal /Rangka Sistem Rangka dan Sendi Alat gerak tubuh manusia  sistem muskuloskeletal: pasif→ rangka (skeletal); aktif → otot (muscle). Rangka-tulang: jaringan ikat yang keras & kaku (jaringan penyokong); banyak mengandung mineral, zat perekat dan zat kapur. Tulang rawan, tulang, dan sendi Fungsi Sistem Rangka 1. Penyangga: berdirinya tubuh, tempat melekatnya ligamenligamen, otot, jaringan lunak & organ 2. Penyimpanan mineral (kalsium & fosfat) dan lipid (yellow marrow) 3. Produksi sel darah (red marrow) 4. Pelindung; membentuk rongga melindungi organ yang halus & lunak 150



Anatomi dan Fisiologi Manusia



5. Penggerak; dapat mengubah arah dan kekuatan otot rangka saat bergerak; adanya persendian. Tulang Rawan Berdasarkan jenis & jumlah serat di dalam matriks, ada 3 macam tulang rawan: 1. Tulang rawan hialin: matriks mengandung serat kolagen; jenis yang paling banyak dijumpai 2. Tulang rawan elastin: serupa dengan tulang rawan hialin tetapi lebih banyak serat elastin yang mengumpul pada dinding lakuna yg mengelilingi kondrosit 3. Fibrokartilago: tidak pernah berdiri sendiri tetap scr berangsur menyatu dengan tulang rawan hialin atau jaringan ikat fibrosa yang berdekatan Pertumbuhan tulang rawan Ada 2 cara: 1. Appositional growth; tumbuh dari luar → sel pembentuk kartilago di dlm perikondrium menyekresi matriks baru ke permukaan luar kartilago yg sdh ada



Anatomi dan Fisiologi Manusia



151



2. Interstisial growth; tumbuh dari dalam → kondrosit yg berikatan dg lakuna di dlm kartilago membelah & menyekresi matriks baru & memperluas kartilago dari dalam Pertumbuhan tulang rawan berakhir selama periode dewasa Tulang  Pembentuk jaringan: - sel-sel tulang (sel osteoprogenitor, osteoblast, osteosit, dan osteoklas) - matriks  Matriksnya mengandung unsur anorganik, terutama kalsium fosfat (hidroksiapatit)  Secara makroskopik: - spongiosa (kanselosa) - kompak (padat)  Permukaan luar tulang dilapisi selubung fibrosa (periosteum); lapis tipis jaringan ikat (endosteum) melapisi rongga sumsum & meluas ke dalam kanalikuli tulang kompak Struktur Mikroskopis Tulang  Sistem Havers: saluran Havers (saraf, pembuluh darah, aliran limfe)



152



Anatomi dan Fisiologi Manusia



 Lamella (lempeng tulang yang tersusun konsentris).  Lacuna (ruangan kecil yang terdapat di antara lempengan– lempengan yang mengandung sel tulang).  Kanalikuli (memancar di antara lacuna dan tempat difusi makanan sampai ke osteon). Tulang  Membran periosteum berasal dari perikondrium tulang rawan yang merupakan pusat osifikasi.  Pada tulang yang sedang tumbuh terdiri atas 1 batang (diafisis) dan 2 ujung (epifisis)



Gambar 5.7 Struktur Mikroskopis Tulang



Anatomi dan Fisiologi Manusia



153



5.5 Hubungan Antar Tulang Hubungan antar tulang disebut dengan artikulasi. Hubungan antar tulang yang memungkinkan pergerakan disebut perdendian. Pembentukan sendi dimulai dari kartilago di daerah sendi. Kmudartilago membesar dan kemudian kedua ujungnya dibungkus oleh jaringan ikat yang disebut kartilago artikulasi. Setelah itu kedua ujung kartilago membentuk sel-sel tulang (tulang artikulasi) ke arah dalam. Kedua ujung tulang dan kartilago artikulasi dilapisi oleh selaput sendi (membran sinovial) yang liat dan menghasilkan minyak sinopial yang berfungsi sebagai pelumas tulang. Berdasarkan ada tidaknya gerakan, artikulasi dapat dibedakan menjadi sendi mati (sinartrosis), sendi kaku (amfiartrosis), dan sendi gerak (diartrosis). SENDI MATI (SINARTROSIS) Sendi mati merupakan hubungan antartulang yang dihubungkan oleh serabut jaringan



ikat sehingga tidak dapat digerakan. Contohnya



adalah hubungan antar tulang tengkorak (sutura). SENDI KAKU ( AMPIARTROSIS) Sendi kaku merupakan hubungan antartulang yang dihubungkan oleh kartilago



sehingga



memungkinkan



gerakkan



secara



terbatas.



Contohnya adalah sendi antarruas tulang belakang, sendi antara tulang rusuk dan dada, dan sendi antara tulang betis dan tulang kering. 154



Anatomi dan Fisiologi Manusia



SENDI GERAK (DIARTROSIS) Sendi gerak merupakan sendi yang tidak dihubungkan oleh jaringan ikat sehingga tulang dapat digerakkan secara bebas. Struktur sendi gerak tersusun atas mangkok sendi, bonggol sendi, pembungkus sendi (ligamen), dan cairan sendi ( cairan sinovial). Bonggol sendi masuk kedalam mangkok sendi dan kemudian dibungkus dengan ligamen. Agar sendi mudah digerakkan , maka di dalam sendi terdapat cairan sinovial yang berfungsi sebagai pelumas sendi. Sendi gerak ada lima macam yaitu sendi engsel, sendi peluru, sendi pelana, sendi putar, sendi geser, dan sendi luncur.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



155



Sendi Engsel Sendi engsel merupakan sendi yang salah satu tulangnya hanya dapat digerakkan ke satu arah saja. Sendi ini merip dengan engsel pintu, sendi ini terdapat pada lutut, siku, dan ruas antarjari



Gambar 5.8 Sendi engsel



156



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Sendi Peluru Sendi peluru merupakan sendi yang memungkinkan terjadinya gerakkan ke segala arah. Pada sendi ini kedua ujung tulang berbentuk mangkok dan bonggol, misalnya sendi antara gelang bahu dengan tulang lengan atas dan antara tulang paha dengan gelang panggul.



Gambar 5.9 Sendi Peluru



Anatomi dan Fisiologi Manusia



157



Sendi putar Ujung tulang yang satu mengitari ujung tulang



lain sehingga



memungkinkan gerakkan memutar. Misalnya sendi antara tulang atlas dengan tulang leher yang memungkinkan kepala dapat berputar ke kiri dan ke kanan



Gambar 5.10 Sendi putar



158



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Sendi pelana Kedua ujung tulang membentuk sendi pelana dan berporos dua sehingga mirip gerakkan orang menunggang kuda. Sendi ini terdapat pada sendi ibu jari dan antara tulang telapak tangan dengan ruas jari tangan



Gambar 5.11 Sendi Pelana



Anatomi dan Fisiologi Manusia



159



Sendi Elipsoid (sendi geser) Sendi elipsoid tidak berporos, gerakkan yang memungkinkan adalah gerakkan menggeser. Contohnya adalah sendi pada pergelangan kaki



Gambar 5.12 Sendi geser



Sendi Luncur Sendi



luncur



merupakan



suatu



bentuk



persendian



yang



memungkinkan terjadinya gerakan badan melengkung ke depan, ke belakang. Hubungan persendian ini ditemukan pada pergelangan kaki.



160



Anatomi dan Fisiologi Manusia



5.6 Gangguan Dan Kelainan Sistem Gerak Gangguan dan kelainan pada sistem gerak antara lain disebabkan oleh gangguan dan kelainan pada tulang, sendi, dan otot. Gangguan dan Kelainan Tulang Gangguan dan kelainan pada tulang, antara lain: Skoliosis, yaitu kondisi di mana tulang belakang bagian punggung membengkok ke kiri atau ke kanan. Penyebabnya adalah posisi duduk yang salah Lordosis, yaitu kondisi di mana tulang tulang belakang bagian punggung membengkok ke depan. Hal ini dapat terjadi apabila sering duduk di kursi dengan meja yang terlalu rendah. Kifosis, merupakan kondisi yang berkebalikan dengan kondisi lordosis,



di



mana



tulang



belakang



bagian



punggung



membengkok ke belakang. Fraktura, yaitu patah tulang. Osteoporosis, yaitu kondisi di mana tulang menjadi rapuh dan dapat mengakibatkan patah tulang. Biasanya terjadi pada orang lanjut usia. Rakitis,



merupakan



penyakit



yang



disebabkan



oleh



kekurangan vitamin D dan kalsium sehingga pembentukan tulang tidak sempurna. Gejala penyakit ini adalah kaki bengkok berbentuk O atau X.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



161



Gambar 5.9 Gangguan Kelainan Tulang a. Lordosis b. Skoliosis



c. Kifosis



Gangguan dan Kelainan Persendian Gangguan dan kelainan persendian, antara lain: Atritis eksudatif, yaitu terjadinya radang atau iritasi pada sendi yang menyebabkan sendi terinfeksi dan bernanah.



162



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Artritis sika, yaitu radang sendi yang menyebabkan cairan sendi menjadi kering karena kehilangan cairan sinovial. Dislokasi, merupakan bergesernya sendi dari kedudukan semula karena jaringan ligamennya sobek. Terkilir, merupakan tertariknya ligamen ke posisi yang tidak sesuai, tetapi sendi tidak bergeser. Ankilosis,



merupakan



persendian



seolah-olah



menyatu



sehingga tidak dapat digerkkan.



5.7 Rangkuman Rangka yang menyokong sebagian besar manusia terbuat dari tulang keras bagian luar tulang keras dilapisi oleh periosteum yang merupakan tempat melekatnya otot. Sel tulang keras disebut osteosit. Di sekeliling sel tulang keras, terdapat matriks tulang keras. Matriks tulang keras tersusun atas matriks kolagen dan mineral yang keras yang terdiri atas ion kalsium, magnesium, dan fosfat. Kombinasi mineral yang keras dan matriks kolagen yang fleksibel membuat tulang keras lebih keras dari pada tulang rawan. Matriks- matriks pada tulang, membentuk lingkaran konsentris yang di sebut lamela. Lingkaran sel dan matriks tulang keras mengelilingi saluran havers. Sistem rangka berfungsi untuk Penyangga: berdirinya tubuh, tempat melekatnya ligamen-ligamen, otot, jaringan lunak dan organ. Penyimpanan mineral (kalsium dan fosfat)



Anatomi dan Fisiologi Manusia



163



dan lipid (yellow marrow). Produksi sel darah (red marrow). Pelindung; membentuk rongga melindungi organ yang halus & lunak. Penggerak; dapat mengubah arah dan kekuatan otot rangka saat bergerak; adanya persendian.



5.8 Latihan 1.



Jelaskan mengapa rangka termasuk alat gerak pasif



2.



Jelaskan struktur mikroskopis tulang berserta fungsinya



3.



Mengapa letak sendi mempengaruhi arah gerakan



4.



Mengapa posisi duduk yang salah dapat menyebabkan gangguan sistem gerak



5.9 Referensi Campbell, dkk. 2004. Biologi Jilid 3 Edisi 5. Jakarta: Erlangga. Ganong. 1990. Fisiologi Kedokteran. Jakarta: EGC. Sherwood, lauralee. 2001. Fisiologi Manusia. Jakarta: EGC. Sloane, Ethel. 2003. Anatomi dan Fisiologi untuk Pemula. Jakarta: EGC.



164



Anatomi dan Fisiologi Manusia



BAB VI ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM OTOT PADA MANUSIA 6.1 Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi anatomi dan fisiologi sistem otot pada manusia, mahasiswa diharapkan dapat: - Membandingkan jenis-jenis otot - Menjelaskan sifat kerja otot - Menjelaskan mekanisme polarisasi, depolarisasi, repolarisasi - Menjelakan mekanisme kontraksi otot pada manusia - Menjelaskan kelainan dan gangguan sistem otot



6.2 Pengertian Otot Otot disebut juga alat gerak aktif karena otot dapat berkontraksi. Otot memiliki tiga ciri,yaitu kontrakribilitas yang merupakan kemampuan otot untuk memendek dari ukuran semula, ekstensibilitas yang merupakan kemampuan otot untuk memanjang dari ukuran semula, dan elastisitas yang merupakan kemampuan otot untuk kembali ke ukuran semula.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



165



6.3 Jenis-Jenis Otot Berdasarkan bentuk dan cara kerjanya, otot dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu otot lurik , otot polos, dan otot jantung. Otot Lurik Otot lurik memiliki garisgelap dan terang sehingga disebut juga otot serat lintang.garis gelap dan terang tersebut adalah aktin dan miosin yang merupakan komponen penggerak otot. Sel-sel otot lurik berbentuk silindris dan mempunyai banyak inti di tepi. Otot rangka tubuh kita merupakan otot lurik . cara kerja otot lurik di kendalikan oleh otak sehingga di sebut otot sadar. Otot rangka memiliki dua ujung yang liat yang disebut tendon dan bagian tengah yang membesar yang disebut empal. Tendon melekat yang pada tulang yang diam disebut origo. Tendon yang melekat pada tulang yang dapat bergerak disebut insersio. Jika otot berkontraksi maka empal akan memendek, membesar, dan mengeras membuat tulang terangkat.



Otot Polos Otot polos berinti satu, berbentuk gelendong dengan kedua ujung meruncing, bekerja secara tidak sadar (otonom), lambat, dan tidak cepat lelah. Otot ini terletak di organ-organ dalam



166



Anatomi dan Fisiologi Manusia



tubuh, misalnya pada organ pencernaan, eksrkresi, pernapasan, pembuluh darah, dan limfa. Otot Jantung Otot jantung berinti banyak di tengah, terletak di jantung, berbentuk serabut lurik bercabang, dan bekerja secara otonom.



A



B



C



Gambar 6.1 A. Otot Lurik B. Otot Jantung C. Otot Polos



Sifat Kerja Otot Sifat kerja otot dibedakan atas antagonis dan sinergis seperti berikut ini. Antagonis Antagonis merupakan kerja dua otot yang berlawanan, yaitu apabila satu otot berkontraksi, maka otot yang lain berelaksasi. Contohnya adalah:Fleksi dan ekstensi (membengkokkan dan meluruskan). Contoh pada sendi siku dan lutut. Abduksi dan adduksi (mendekati dan menjauhi badan), seperti pada sendi



Anatomi dan Fisiologi Manusia



167



lengan atas dan sendi paha. Pronasi dan supinasi (mengadah dan menelungkup), seperti ketika menengadahkan dan menelungkupkan telapak tangan. Depresi dan elevasi (ke bawah dan ke atas), misalnya gerakkan kepala menunduk dan menengadah.



Sinergis Sinergis merupakan kerja dua otot yang bersifat saling kerja sama. Contohnya adalah otot pronator teres dan kuadratus yang menimbulkan gerakkan menelungkup dan menengadah pada telapak tangan. Polarisasi, Depolarisasi, Repolarisasi Polarisasi terjadi dalam keadaan istirahat, artinya otot bagian luar bermuatan positif, bagian dalam bermuatan negatif . Bila salah satu bagian di rangsang, maka akan terjadi perubahan muatan dari yang positif menjadi negatif, dan muatan negatif menjadi positif artinya bagian yang dirangsang, bagian luar bermuatan negatif, bagian dalam bermuatan positif . Antara bagian yang dirangsang (sudah terjadi perubahan muatan disebut depolarisasi) dengan bagian yang tidak dirangsang ada perbedaan muatan, perbedaan tersebut akan mengalami arus listrik (setrum), yang akan menyebabkan depolarisasi pada daerah sebelahnya.dan ini akan berlanjut sampai impuls selesai secara keseluruhan. Pada saat depolarisasi berjalan ke daerah sebelahnya, maka pada awal perangsangan akan kembali ke muatan 168



Anatomi dan Fisiologi Manusia



semula, bagian luar bermuatan positif, bagian dalam bermuatan negatif Kalau seluruh rangkaian sudah seperti semula, maka disebut polarisasi Mekanisme Kontraksi Otot Manusia dapat bergerak dan melakukan aktivitas lainnya karena adanya kontraksi otot yang menyebabkan munculnya gerakan. Kontraksi adalah menegangnya otot sehingga menjadi lebih pendek dan dapat menggerakkan tulang, kontraksi tersebut akan selalu diiukti dengan relaksasi yang menyebabkan otot kembali ke ukurannya semula. Apabila otot berkontraksi namun gagal berelaksasi akan terjadi kelainan yang disebut dengan kram. Otot tersusun atas serabut miofibril yang terdiri atas filamen tipis dan filament tebal. Filamen tipis tersusun atas protein aktin sedangkan filamen tebal tersusun atas protein miosin. Pada miofibril nampak bagian gelap dan terang (lurik) oleh karena itu sel-sel otot rangka sering disebut dengan nama sel otot lurik. Bagian gelap dan terang ini terus berulang-ulang, setiap set bagian gelap-terang disebut dengan sarkomer. Untuk memahami mekanisme kontraksi otot, dapat diperhatikan bagian sarkomer berikut.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



169



Gambar 6.2 Mekanisme Kontraksi otot. Garis horizontal tebal adalah filamen tebal dan garis tipis merupakan filamen tipis. Setiap sarkomer akan dibatasi oleh dua buah garis Z, pada tengah-tengah sarkomer terdapat bagian saling tumpang tindih yang disebut pita A. Tepat di tengah-tengah pita A terdapat bagian yang hanya terdapat filamen tebal saja yang disebut zona H, dan di tengah-tengah zona H terdapat garis M (tidak ada pada gambar di atas). Pada bagian ujung sarkomer terdapat bagian yang hanya terdiri dari filamen tipis dan garis Z, bagian ini disebut pita I. Mekanisme kontraksi otot disebut dengan sliding filament model, karena berkaitan dengan gerakan meluncur dari filamen tebal dan tipis. Sebelum sampai pada penjelasan sliding filament model.



170



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Gambar 6.3 Gerakan meluncur Filamen Tebal dan Tipis Pada filamen tebal (miosin) terdapat bagian mirip kepala yang berfungsi mengait filament tipis (aktin). Kaitan dari kepala miosin inilah yang menyebabkan terjadinya gerakan meluncur (sliding) yang menimbulkan otot berkontraksi. Penjelasan tentang sliding filament model dijelaskan berikut ini Pertama, kepala miosin akan mengikat ATP sebagai sumber energi untuk terjadinya kontraksi.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



171



Gambar 6.4 Kepala Miosin Akan Mengikat ATP Kepala miosin akan menghidrolisis ATP menjadi ADP dan fosfat anorganik dan menggunakan energi yang timbul dari pemecahan ATP tersebut.



Gambar 6.5 Kepala Miosin Akan Menghidrolisis ATP Menjadi ADP Setelah mendapat energi dari ATP, kepala miosin akan mengait (berikatan dengan) aktin.



172



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Gambar 7.6 Kepala Miosin Berikatan Dengan Aktin. Terjadi pelepasan ADP dan fosfat anorganik yang menyebabkan kepala miosin bergerak sehingga menggerakkan aktin.



Gambar 6.7 Pelepasan ADP Dan Fosfat Anorganik Yang Menyebabkan Kepala Miosin Bergerak Kepala miosin yang menangkap ATP baru akan menyebabkan kepala miosin melapaskan diri dari aktin dan siklus akan berulang kembali.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



173



Gambar 6.8 Kepala Miosin Yang Menangkap ATP Baru Akan Menyebabkan Kepala Miosin Melapaskan Diri Sarkomer ketika dalam keadaan relaksasi, sarkomer lebih panjang dan zona H nampak cukup lebar. Gambar di bawahnya adalah sarkomer dalam keadaan berkontraksi, terlihat bahwa sarkomer tersebut memendek dan zona H mulai menyempit. Gambar paling bawah adalah sarkomer dalam keadaan kontraksi penuh, zona H hilang sama sekali karena aktin saling tumpuk-menumpuk.



Gambar 6.9 Sarkomer Ketika Dalam Keadaan Relaksasi



174



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Mekanisme sliding filament model secara keseluruhan dapat diperhatikan pada gambar berikut ini.



Gambar 6.10 Mekanisme Sliding Filament Model Secara Keseluruhan 6.4 Gangguan dan Kelainan Otot Gangguan dan kelainan otot, antara lain: Atropi, merupakan suatu kondisi di mana otot mereduksi atau mengecil sehingga tidak kuat untuk melakukan gerakkan. Hipertropi, merupakan kondisi di mana otot membesar. Kram, merupakan kejang otot yanag disebabkan oleh cuaca dingin atau aktivitas otot terlalu berat. Tetanus, merupakan penyakit yang disebabkan oleh bakteri Clostridium tetani. Gejala penyakit ini adalah otot terusmenerus berkontraksi.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



175



Miestenia gravis, merupakan keadaan di mana otot melemah secara bertahap sehingga menyebabkan kelumpuhan dan bahkan kematian. 6.5 Rangkuman Otot memiliki tiga ciri, yaitu kontrakribilitas yang merupakan kemampuan otot untuk memendek dari ukuran semula, ekstensibilitas yang merupakan kemampuan otot untuk memanjang dari ukuran semula, dan elastisitas yang merupakan kemampuan otot untuk kembali ke ukuran semula. Otot dapat mengalami polarisasi, depolarisasi dan repolarisasi pada sat adanya rangsangan. Otot tersusun atas serabut miofibril yang terdiri atas filamen tipis dan filament tebal. Filamen tipis tersusun atas protein aktin sedangkan filamen tebal tersusun atas protein miosin.



6.6 Latihan 1. Jelaskan perbedaan otot lurik, otot jantung dan otot polos 2. Jelaskan mekanisme polarisasi, depolarisasi dan repolarisasi 3. Mengapa otot dapat berkontraksi, jelaskan mekanisme kontraksi otot



176



Anatomi dan Fisiologi Manusia



6.7 Referensi Campbell, dkk. 2004. Biologi Jilid 3 Edisi 5. Jakarta: Erlangga. Sherwood, lauralee. 2001. Fisiologi Manusia. Jakarta: EGC. Sloane, Ethel. 2003. Anatomi dan Fisiologi untuk Pemula. Jakarta: EGC.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



177



BAB VII ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM PERNAFASAN PADA MANUSIA 7.1 Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari anatomi dan fisiologi sistem Pernafasan pada Manusia, mahasiswa dihrapakan dapat: -



Menjelaskan anatomi organ Pernafasan pada manusia



-



Menjelaskan mekanisme pernafasan



-



Menjelaskan transportasi gas dalam darah



-



Menjelaskan volume dan kapasitas paru-paru



-



Menjelaskan faktor yang Mempengaruhi Kecepatan Pernafasan



-



Menjelaskan Gangguan dan Kelainan Sistem Pernafasan



7.2 Pengantar Sistem Pernafasan Setiap makhluk hidup melakukan pernafasan. Tanpa bernafas maka makhluk hidup tidak akan bisa melakukan aktivitasnya. Bernafas merupakan suatu faktor penting agar dapat menjalankan metabolisme sel di dalam tubuh. Bernafas merupakan suatu proses berdifusinya oksigen yang masuk ke dalam tubuh makhluk hidup dan berdifusi keluar dari dalam tubuh ke lingkungannya. Alat pernafasan pada setiap makhluk hidup berbeda – beda ada yang berupa paru-paru, insang, kulit, trakea, dan paru-paru buku, bahkan ada beberapa organisme yang belum mempunyai alat khusus sehingga oksigen berdifusi langsung dari lingkungan ke dalam tubuh, contohnya pada hewan bersel satu, porifera dan coelenterata. 178



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Reaksi kimia yang terjadi pada setiap makhluk hidup sangat tergantung pada adanya oksigen (O2), hal ini berarti bahwa (O2) merupakan substansi yang penting dan sangat dibutuhkan bagi semua makhluk hidup. Salah satu substansi yang dihasilkan/diproduksi oleh reaksi kimia yang terjadi di dalam sel hewan adalah gas asam arang (CO2). Adanya CO2 yang terlalu banyak di dalam tubuh harus dihindari, oleh karena itu CO2 harus segera dikeluarkan dari tubuh secara terus menerus. Konsumsi O2 dan CO2, merupakan kegiatan yang hampir tidak dapat dipisahkan satu sama lain, dan keduanya merupakan respirasi yang terjadi pada setiap makhluk hidup.



7.3 Pengertian Sistem Pernafasan Sistem pernafasan merupakan pengambilan oksigen molekuler (O2) dari lingkungan dan pembuangan karbondioksida (CO2) ke lingkungan. Setiap makhluk hidup memerlukan suplai oksigen secara terus-menerus untuk respirasi seluler sehinga dapat mengubah molekul bahan bakar yang diperoleh dari makanan menjadi kerja. Sumber oksigen disebut medium respirasi (respiratory medium), merupakan udara bagi manusia (terestrial). Bagian



yang merupakan tempat masuknya oksigen dari



lingkungan berdifusi ke dalam sel hidup dan karbon dioksida berdifusi keluar disebut permukaan respirasi (respiratory surface) (Campbell, 2011:915). Sistem pernafasan berkaitan dengan pergerakan udara masuk dan keluar paru – paru. Paru – paru adalah tempat pertukaran



Anatomi dan Fisiologi Manusia



179



oksigen dan karbondiosida antara udara dan darah. Semua sel dalam tubuh makhluk hidup harus mendapatkan cukup oksigen untuk menjalankan respirasi sel guna menghasilkan ATP (Scanlon, 2006:316).



7.4 Anatomi Pernafasan Pada Manusia Sistem respirasi dibagi menjadi dua saluran, yaitu saluran pernafasan bagian atas dan saluran pernafasan bagian bawah. Saluran pernafasan atas terdiri atas bagian di luar rongga dada, yaitu udara melewati rongga hidung, kavitas nasalis (membran mukosa hidung), faring, laring, dan trakea bagian atas. Sedangkan Saluran pernafasan bagian bawah terdiri atas bagian yang terdapat dalam rongga dada, yaitu trakea bagian bawah dan paru – paru itu sendiri, yang meliputi pipa bronchial dan alveoli. Bagian sistem pernafasan adalah membran pleura dan otot pernafasan yang membentuk rongga dada; diafragma dan otot – otot interkostalis (Scanlon, 2006:316). Saluran di dalam rongga hidung (Nares anterior) Suatu saluran yang bermuara ke dalam bagian yang dikenal sebagai vestibulum (rongga) hidung. Vestibulum dilapisi dengan epithelium bergaris yang bersambung dengan kulit. Lapisan nares anterior memuat sejumlah kelenjar sebaceous yang ditutupi oleh bulu kasar. Kelenjar itu bermuara ke dalam rongga hidung (Gambar 1) (Pearce. 2004: 211). 180



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Gambar 7. 1 Struktur Tractus Respiratorius Superior (Scanlon, 2006: 317)



Rongga Hidung (Cavum nasalis) Rongga yang dilapisi dengan selaput lendir yang banyak pembuluh darah dan bersambung dengan lapisan faring dan dengan selaput lendir semua sinus yang mempunyai lubang masuk ke dalam rongga hidung (Lihat gambar 1) (Pearce, 2004: 211). Daerah pernafasan ini mengandung mukosa hidung yang berupa epitel bersilia dengan sel goblet yang memproduksi mukus. Udara masuk yang melewati pada daerah mukosa ini dihangatkan dan dilembabkan sehingga udara yang mencapai paru – paru akan hangat dan lembab. Bakteri dan partikel dari polusi udara terperangkan oleh



Anatomi dan Fisiologi Manusia



181



mucus.



Sel



rambut



(silia)



secara



berkesinambungan



mendorong mukus menuju faring. Kebanyak mukus ini ditelan dan bakteri yang ada akan dihancurkan oleh asam HCl dalam getah lambung (Scanlon, 2006:316). Tekak (Faring) Faring adalah suatu pipa muscular (berotot) yang terletak dibelakang rongga hidung dan mulut dan di depan vertebra servikalis. Faring dibagi menjadi tiga bagian, yaitu: 1) Nasofaring, merupakan bagian yang yang paling tinggi terletak di belakang kavitas nasalis 2) Orofaring, merupakan bagian yang terdapat di belakang mulut; mukosanya berupa epitel gepeng bertingkat, merupakan suatu kelanjuta rongga mulut. 3) Laringofaring, merupakan bagian yang terletak paling bawah faring. Bagian anteriornya membuka menuju laring dan bagian posteriornya menuju esophagus. Kontraksi dinding muskuler orofaring dan laringofaring adalah bagian dalam refleks menelan (Scanlon, 2006:317).



182



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Gambar 7.2 Bagian – bagian Faring



Laring Laring terletak di depan bagian terendah faring yang memisahkan dari columna vertebrata, berjalan dari faring sampai ketinggian vertebrata cervicalis dan masuk ke dalam trakea di bawahnya (Pearce. 2004: 212). Laring tersusun dari 9 lempeng kartilago yang dihubungkan oleh ligamen



dan



membran. Kartilago adalah suatu jaringan lentur yang mencegah kolaps laring (Scanlon, 2006:317). Kartilago terbesar pada laring adalah kartilago tiroideus yang dapat diraba pada permukaan luar leher



Pada tulang kartilago



tiroideus terdapat epiglottis yang berupa katup tulang rawan dan membantu menutup laring sewaktu menelan (Pearce. 2004: 213). Pada laring terdapat mukosa laring yang berupa epitel bersilia yang berfungsi mendorong mukus ke atas



Anatomi dan Fisiologi Manusia



183



sehingga



mucus



ini



akan



menangkap



debu



dan



mikroorganisme (Gambar 3).



Gambar 7.3 Laring (a) tampak anterior, (b) potongan midsagital ; melewati laring yang tampak dari sisi kiri (Scanlon, 2006:318)



Trakea dan Bronkus Trakea memiliki panjang ± 10 – 13 cm dan menghubungkan antara laring sampai bronkus primarius. Dinding trakea terdiri dari 16 – 20 lempeng kartilago yang menjaga trakea agar tetap terbuka (Scanlon, 2006:318). Trakea dilapisi oleh selaput lendir yang terdiri atas epithelium bersilia dan sel cangkir.



184



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Kedua bronkus yang terbentuk dari belahan dua trakea pada ketinggian kira – kira vertebra torakalis kelima, mempunyai struktur serupa dengan trakea dan dilapisi oleh jenis sel yang sama. Bronkus kanan lebih pendek dan lebih lebar daripada yang kiri; sedikit lebih tinggi dari arteri pulmonalis dan mengeluarkan sebuah cabang yang disebut bronkus lobus atas; cabang kedua timbul setelah cabang utama lewat di bawah arteri disebut bronkus lobus bawah. Bronkus lobus tengah keluar dari bronkus lobus bawah. (Gambar 4) (Pearce. 2004: 214).



Gambar 7. 4. Laring, Trakea Dan Bronki Beserta Cabang – Cabangnya (Pearce. 2004: 214).



Anatomi dan Fisiologi Manusia



185



Bronkus kiri lebih panjang dan lebih langsing dari yang kanan, dan berjalan di bawah arteri pulmonalis sebelum dibelah menjadi beberapa cabang yang berjalan ke lobus atas dan bawah (Pearce. 2004: 214). Alveoli Unit fungsional paru – paru adalah suatu kantung udara yang disebut alveoli. Dinding alveoli berupa selapis epitel gepeng. Dalam ruang di antara sebaran alveoli terdapat jaringan ikat elastis yang penting untuk ekshalasi. Ada berjuta – juta alveoli dalam masing – masing paru dan masing – masing alveolus dikelilingi oleh suatu jalinan kapiler pulmonal (Gambar 7). Kapiler tersusun atas selapis epitel gepeng sehingga hanya ada dua lapis sel antara udara dalam alveoli dan darah dalam kapiler pulmonal yang memungkinkan difusi gas secara efisien.



186



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Gambar 7.7 Sistem Pernafasan (A) Saluran Respirasi Superior Dan Inferior, (B) Gambaran Mikroskopis Alveoli Dan Kapiler Pulmonal (Scanlon, 2006:320). Masing – masing alveolus dilapisi lapisan tipis cairan jaringan yang sangat penting untuk difusi gas karena suatu gas harus melarut dalam cairan agar dapat memasuki atau meninggalkan sel (Scanlon, 2006:319). Paru – paru dan Membran Pleura Paru – paru terletak di kedua sisi jantung dalam rongga dada dan dilindungi secara melingkar oleh rongga yang dibentuk oleh rangka iga. Dasar masing – masing paru – paru



Anatomi dan Fisiologi Manusia



187



terletak pada diafragma di bawahnya; apeks (ujung atas) terletak setingkat klavikula. Pada permukaan medial masing – masing paru terdapat suatu bentukan yang disebut hilus, tempat bronkus primarius dan arteri dan vena pulmonalis memasuki paru – paru (Gambar 5) (Scanlon, 2006:319).



Gambar 7.8 Kedudukan paru - paru di dalam torax. Garis berwarna hitam menunjukkan batas lobus paru paru. Garis titik – titik menunjukkan kedudukan pleura. (Pearce, 2004: 216) Lobus paru – paru (belahan paru – paru) dibagi menjadi beberapa belahan atau lobus oleh fisura. Paru – paru kanan mempunyai tiga lobus dan paru – paru kiri dua lobus (Gambar 6). Setiap lobus tersusun atas lobula. Sebuah pipa bronchial kecil masuk kedalam setiap lobula dan semakin ia bercabang, semakin menjadi tipis dan akhirnya berakhir menjadi kantung 188



Anatomi dan Fisiologi Manusia



kecil – kecil, yang merupakan kantung- kantung udara paru – paru. Jaringan paru – paru adalah elastis, berpori dan seperti spon. Di dalam air, paru – paru mengapung karena udara yang ada di dalamnya (Pearce. 2004: 216).



Gambar 7.9 Diagram batas lobus paru – paru (Pearce. 2004: 217).



Membran pleura adalah suatu membran serosa pada rongga toraks. Membran pleura terbagi menjadi dua bagian, yaitu pleura parietalis yang melapisi rongga toraks (bagian dalam rongga dada). Pleura viseralis yang terdapat pada permukaan paru (bagian luar pada paru – paru). Di antara membran pleura terdapat cairan serosa, yang mencegah gesekan antara paru – paru dan dada sewaktu pernafasan (Scanlon, 2006:319).



Anatomi dan Fisiologi Manusia



189



7.5 Mekanisme Pernafasan



Mekanisme ventilasi paru – paru Ventilasi adalah istilah untuk pergerakan udara dari dan keluar alveoli. Dua aspek ventilasi adalah inhalasi dan ekshalasi yang dijalankan oleh sistem saraf dan otot – otot pernafasan . Pusat pernafasan terletak pada medulla oblongata dan pons. Otot – otot pernafasan berupa difragma dan muskuli interkostal eksterni dan interni. Difragma adalah otot berbentuk kubah di bawah paru – paru; ketika otot ini berkontraksi, diafragma akan mendatar dan bergerak ke bawah. Muskuli interkostal ditemukan di antara tulang iga. Muskuli interkostal eksterni menarik iga ke atas dan ke sisi luar dan muskuli interkostal interni menarik iga ke bawah dan ke dalam. Ventilasi adalah hasil kerja otot respirasi yang menghasilkan perubahan tekanan dalam alveoli dan bronchial (Scanlon 2006: 321). Tekanan – tekanan pernafasan a) Tekanan atmosfer Tekanan udara yang berada disekitar kita. Pada permukaan laut, tekanan atmosfer adalah 760 mmHg. Namun pada ketinggian yang lebih tinggi maka tekanan atsmofer akan menurun (Scanlon 2006: 321). b) Tekanan intra-alveolar Otot – otot pernafasan menyebabkan ventilasi paru – 190



paru dengan mengempiskan dan mengembangkan paru Anatomi dan Fisiologi Manusia



– paru secara berganti, Kemudian menyebabkan peningkatan dan penurunan tekanan di dalam alveolus (Guyton, 1996: 344). Pernafasan dengan tekanan negatif bekerja seperti pompa penyedot yang menarik udara dan bukan mendorongnya, sehingga mengalirkan udara turun masuk ke paru – paru. Pernafasan dengan tekanan negatif disebabkan oleh perubahan volume paru – paru (Campbell, 2011: 921) c) Tekanan interpleura. Paru terus menerus mempunyai kecenderungan elastis untuk kempis sehingga menjauhi dinding dada. Kecenderungan elastis ini disebabkan oleh dua macam faktor, yaitu pertama diseluruh paru – paru terdapat banyak



serabut



pengembangan



elastis paru



yang



sehingga



diregangkan



oleh



berusaha



untuk



memendek. Kedua¸ tegangan permukaan cairan yang melapisi alveolus mempunyai kecenderungan elastis yang terus menerus untuk mengempiskan alveolus. Efek ini disebabkan oleh daya tarik menarik antar molekul –molekul permuakaan cairan yang terus cenderung mengurangi luas permukaan masing masing alveolus. Tekanan interpleura besarnya kira – kira -4 mmHg yaitu bila ruangan alveolus terbuka ke atmosfer melalui trakea sehingga tekananannya pada tekanan atmosfer, suatu tekanan -4 mmHg di dalam



Anatomi dan Fisiologi Manusia



191



ruangan



interpleura



yang



diperlukan



untuk



mempertahankan pengembangan paru – paru pada ukuran normal. Bila paru – paru mengembang sangat besar, seperti pada akhir inspirasi dalam ,tekanan interpleura yang diperlukan untuk mengembangkan paru – paru dapat mencapai sekitar -12 sampai -18 mmHg (Guyton, 1996: 344). d) Tekanan interpulmonal Tekanan yang terjadi dalam cabang bronkus dan alveoli. Tekanan ini berfluktuasi antara di bawah dan di atas tekanan atmosfer selama masing – masing siklus pernafasan (Scanlon 2006: 321). Pada mekanisme pernafasan terdapat dua proses masuk dan keluarnya oksigen, yaitu: 1) Inhalasi Inhalasi disebut juga Inspirasi. Saat rongga dada mengembang, pleura parietal turut mengembang. Tekanan interpleura menjadi lebih negatif karena kerja pengisapan yang



dihasilkan di antara membrane



pleura. Namun adhesi (perlekatan) yang dihasilkan oleh cairan serosa, memungkinkan pleura visceral turut mengembang dan juga mengembangkan paru – paru (Scanlon 2006: 322). Selama pengambilan udara, inspirasi yang normal dan tenang, toraks menjadi sedikit lebih besar, tekanan 192



Anatomi dan Fisiologi Manusia



intrapulmoner turun sekitar 1 mmHg di bawah tekanan atmosfer dan udara mengalir ke dalam paru – paru sama tekanan intrapulmoner sama dengan tekanan atmosfer. Karena itu paru – paru manusia adalah paru – paru hisap, karena udara tidak ditekan masuk secara langsung tetapi masuk secara pasif sebagai akibat pembesaran toraks. Pada waktu inspirasi, toraks membesar karena kontraksi difragma yang berbentuk kubah dan otot – otot interkostal luar. Diafragma mendorong visera abdomen kea rah posterior dan meningkatkan panjang rongga toraks; otot interkostal luar mengangkat ujung iga sterna; mendorong sternum ke depan dan melebarkan diameter dorsoventral dada (Ville, 1984: 174).



2) Ekshalasi Ekshalasi disebut juga ekspirasi. Pada waktu mengeluarkan



udara,



ekspirasi



biasanya



toraks



menjadi lebih kecil, tekanan intrapulmoner naik sampai 1 mmHg di atas tekanan atmosfer dan udara ditekan keluar dari paru – paru sampai keseimbangan tercapai (Ville, 1984: 174).



Anatomi dan Fisiologi Manusia



193



Gambar 7.10 Kerja otot – otot pernafasan (a) Inhalasi: difragma berkontraksi ke bawah; otot – otot interkostal eksterna menarik rongga dada ke atas dan keluar; paru – paru mengembang (b) Ekshalasi normal: difragma relaksasi ke atas; rongga dada turun ke bawah dan masuk ke dalam saat relaksasi muskuli interkostal eksterni; paru – paru mengempis (Scanlon 2006: 323).



194



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Pertukaran Gas Terdapat



dua



tempat



pertukaran



oksigen



dan



karbondioksida, yaitu paru – paru dan jaringan tubuh. Pertukaran gas antara udara di alveoli dan darah di kapiler pulmonal disebut respirasi eksternal. Yang berarti pertukaran melibatkan udara dari lingkungan eksternal. Respirasi internal adalah pertukaran gas antara darah dalam kapiler sistemik dan cairan jaringan (sel) pada tubuh (Scanlon 2006: 326). Dalam suatu tubuh, suatu gas akan berdifusi dari daerah berkonsentrasi tinggi menuju daerah berkonsentrasi rendah. Konsentrasi masing – masing gas dalam tempat khusus (udara alveolar, darah pulmonal) dinyatakan sebagai suatu ukuran yang disebut tekanan parsial. Tekanan parsial suatu gas, yang diukur dalam mmHg adalah tekanan yang dikeluarkan gas dalam suatu campuran gas baik campuran dalam bentuk gas ataupun cairan, seperti darah. Tekanan parsial oksigen dan karbondioksida di atmosfer dan dalam tempat pertukarannya di dalam tubuh terdapat pada Tabel 8. 1.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



195



Tabel 8.1. Tekanan Parsial (Scanlon 2006: 326).



Gas akan selalu berdifusi dari daerah dengan tekanan parsial yang lebih tinggi. Darah yang sampai ke paru – paru melalui arteri pulmonar mempunyai nilai PO2 yang lebih rendah dan nilai PCO2 yang lebih tinggi dibandingkan dengan udara di dalam ruangan alveoli. Ketika darah memasuki hamparan kapiler di sekitar alveoli, karbondioksida akan berdifusi dari darah ke udara di dalam alveoli. Oksigen dalam udara akan larut dalam cairan yang melapisi epithelium dan berdifusi menembus permukaan dan masuk ke dalam kapiler. Ketika 196



Anatomi dan Fisiologi Manusia



darah telah meninggalkan paru – paru dalam vena pulmonar, nilai PO2 telah naik dan PCO2 telah turun. Setelah kembali ke jantung, darah tersebut di pompa melalui sirkuit sistemik. Dalam kapiler jaringan, gradient tekanan parsial lebih menyukai terjadinya difusi oksigen keluar dari darah dan karbondioksida ke dalam darah. Hal ini terjadi karena respirasi seluler dengan cepat menghabiskan kandungan oksigen dalam cairan interstisial dan menambahkan karbondioksida ke cairan itu (melalui difusi). Setelah darah melepaskan oksigen dan memuat karbondioksida, darah tersebut dikembalikan ke jantung melalui vena sistemik. Darah tersebut kemudian dipompa ke paru – paru sekali lagi, tempat darah akan mempertukarkan gas dengan udara di alveoli (Gambar 9)



Anatomi dan Fisiologi Manusia



197



Gambar 7.11 Jalur Gas Respirasi Di Dalam Sistem Sirkulasi (Campbell, 2011: 923).



Kecepatan difusi gas bergantung pada: a. Tekanan partial gas Gas akan bergerak dari daerah gas bertekanan tinggi ke daerah gas bertekanan rendah. Pada hewan yang mempunyai paru-paru, adanya perbedaan tekanan O2 di udara alveolus dan di dalam darah (kapiler paru-paru) sudah cukup untuk 198



menggerakkan O2 dari udara alveolus ke kapiler paru-paru, Anatomi dan Fisiologi Manusia



CO2



akan



bergerak



ke



daerah



berlawanna



dengan



pergerakkan O2 dengan alasan yang sama.



Tabel 8.2 Komposisi Dan Tekanan Parsial Gas-Gas Pernafasan



Gas



Udara



Udara



Darah



Darah



atmosfer



alveolus



arteri



vena



%



mmHg



%



mmHg



mmHg



mmHg



O2



20,94



159,1



14,2



101



100



40



CO2



0,04



0,3



5,5



39



40



46



N2



79,02



600,6



80,3



573



573



573



Jumlah 100,00



760,0



100



713



713



659



b. Permeabilitas epitel/membran respirasi Ada dua membran yang sangat tipis yang memisahkan udara di alveolus dengan darah di kapiler paru-paru yaitu epitel paru-paru dan endotelium kapiler paru-paru. Dengan demikian gas respirasi (O2 dan CO2) harus mampu menembus membran-membran tersebut dengan gaya dorong yang besarnya tergantung dari perbedaan tekanan O2 dan CO2 di udara alveolus dengan kapiler paru-paru. Membran



Anatomi dan Fisiologi Manusia



199



respirasi juga menimbulkan tekanan terhadap pergerakan O2 dan CO2. Tekanan membran dinyatakan dengan istilah koefisien difusi atau kapasitas difusi yang didefinisikan sebagai jumlah gas yang menembus melintasi membran per menit per mm perbedaan tekanan gas antara 2 sisi membran



Keterangan: Dk



=



Koefisien difusi untuk O2 (ml/menit/mmHg)



VO2



=



Jumlah O2 yang berdifusi ke darah kapiler paru-paru permenit (ml/menit)



P1



=



Tekanan partial O2 di udara alveolus



P2



=



Tekanan partial O2 di darah kapiler paru-paru



Kapasitas difusi tidak hanya tergantung dari permeabilitas membran saja, tetapi juga tergantung dari luas permukaan membran dan aliran darah paru-paru. c. Luas permukaan epitel/membran respirasi Bila permeabilitas membran tetap, dan perbedaan tekanan partial gas juga tidak berubah, dengan meningkatkan luas



200



Anatomi dan Fisiologi Manusia



permukaan membran akan mengakibatkan difusi gas juga meningkat. d. Kecepatan sirkulasi darah di paru-paru Bila kecepatan aliran darah di kapiler paru-paru meningkat, maka setiap ml darah yang meninggalkan kapiler paru-paru akan mengandung lebih sedikit O2. e. Reaksi kimia yang terjadi di dalam darah Reaksi kimia yang terjadi di dalam darah merupakan terjadinya ikatan antaara hemoglobin dengan O2 dan CO2, sehingga jauh lebih banyak O2 dan CO2 yang mampu diangkut dibandingkan dengan jumlah O2 dan CO2 yang larut dalam plasma. Kebutuhan O2 dan produksi CO2 dari suatu hewan



akan



meningkat



sebanding



dengan



masanya,



sedangkan kecepatan gerak gas melintasi permukaan tubuh sangat tergantung pada luas permukaan tubuh.



7.6



Transportasi Gas dalam Darah a. Transpor oksigen Karena oksigen tidak larut dalam air, maka sangat sedikit oksigen yang diangkut dalam darah dalam bentuk O2 terlarut. Oksigen dibawa oleh pigmen respirasi dalam darah. Pigmen tersebut adalah protein yang warnanya dihasilkan oleh atom logam yang terdapat dalam molekul tersebut. Pigmen ini lebih meningkatkan jumlah O2 yang



Anatomi dan Fisiologi Manusia



201



dapat dibawa dalam cairan peredaran darah (sekitar 200 mL O2 per liter dalam darah manusia). Pigmen respirasi berupa hemoglobin yang terkandung di dalam darah. Hemoglobin terdiri dari empat subunit (rantai polipeptida), masing-masing dengan kofaktor disebut gugus hem yang memiliki atom besi di pusatnya. Setiap atom besi mengikat satu molekul O2; karenanya, sebuah molekul hemoglobin tunggal dapat membawa empat molekul O2. Untuk berfungsi daam transport O2, hemoglobin harus berikatan dengan gas tidak secara permanen, sehingga dapat memuat dan mengikat oksigen di paru – paru dan membongkar dan melepaskannya di bagian tubuh yang lain. Pemuatan dan pembongkaran bergantung pada kerja sama diantara keempat subunit molekul hemoglobin tersebut. Pengikatan oksigen ke salah satu subunit sisanya untuk sedikit mengubah bentuknya sedemikian rupa sehingga afinitasnya terhadap oksigen meningkat. Ketika satu subunit membongkar oksigennya, ketiga subunit lainnya akan segera mengikuti, karena perubahan konformasi akan menurunkan afinitasnya terhadap oksigen. Pengikatan dan pembebasan oksigen secara kooperatif sangat



jelas



terlihat



pada



kurva



disosiasi



untuk



hemoglobin. Sepanjang kisaran tekanan parsial oksigen (PO2) dimana kurva disosiasi mempunyai kemiringan yang 202



Anatomi dan Fisiologi Manusia



tajam, perubahan nilai PO2 sedikit saja akan menyebabkan hemoglobin memuat atau melepaskan oksigen dalam jumlah yang sangat banyak. Perhatikan bahwa tajam kurva berkaitan dengan kisaran tekanan parsial oksigen yang ditemukan dalam jaringan tubuh. Ketika sel dalam dalam lokasi tertentu mulai bekerja lebih keras, misal selama olahraga, sehingga nilai PO2 menurun tajam disekitarnya ketika O2 dikonsumsi dalam respirasi seluler. Karena pengaruh sifat kooperatif subunit, maka sedikit penurunan dalam nilai PO2 sudah cukup untuk menyebabkan peningkatan yang relatif besar dalam jumlah oksigen yang dapat dilepaskan oleh darah.



Gambar 7.12 Kurva Disosiasi Oksigen Untuk Hemoglobin (Campbell, 2011:924)



Anatomi dan Fisiologi Manusia



203



Seperti halnya semua protein, konformasi hemoglobin sensitif terhadap berbagai faktor lingkungan. Sebagai contoh, suatu penurunan pH akan menurunkan afinitas hemoglobin terhadap O2 yang merupakan suatu pengaruh yang disebut pergeseran bohr. Karena CO2 bereaksi dengan air untuk membentuk asam karbonat, maka jaringan aktif akan menurunkan pH di sekililingnya dan menginduksi hemoglobin supaya melepaskan lebih banyak oksigennya sehingga dapat digunakan untuk respirasi seluler.



Gambar 7.13 Proses Pertukaran Oksigen Dari Alveolus Ke Dalam Darah. Dan Setelah Berada Di Darah,Oksigen Dibawa Ke Sel-Sel Tubuh



204



b. Transpor karbondioksida Anatomi dan Fisiologi Manusia



Hemoglobin juga membantu darah untuk mengangkut karbondioksida dan membantu dalam penyangaan pH darah,



yakni



mencegah



perubahan



pH



yang



membahayakan. Pada gambar 12 menggambarkan transpor karbondioksida dalam darah. Hanya sekitar 7% dari karbondioksida yang dibebaskan oleh sel – sel yang berespirasi diangkut sebagai CO2 yang terlarut dalam plasma darah. Sebanyak 23% karbondioksida terikat dengan banyak gugus amino hemoglobin. Sebagian besar karbondioksida, sekitar 70% diangkut dalam darah dalam bentuk ionbikarbonat (HCO3-) (Campell, 2011: 925). Karbondioksida yang dilepaskan oleh sel – sel berespirasi berdifusi masuk ke dalam plasma darah dan kemudian masuk ke dalam sel darah merah, yang didalamnya terdapat enzim karbonik anhidrase. Enzim ini (yang mengandung seng) mengkatalisis reaksi karbondioksida dan air untuk membentuk asam karbonat: CO2 + H2O → H2CO3 Asam karbonat kemudian mengalami disosiasi menjadi ion hydrogen dan ion bikarbonat H2CO3→H+ + HCO3Ion bikarbonat berdifusi keluar dari sel darah merah menuju plasma, meninggalkan ion hydrogen (H+) di dalam sel darah merah (Scanlon 2006: 329). Ketika darah mengalir melalui paru – paru, proses tersebut dibalik.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



205



Difusi



CO2



keluar



dari



darah



akan



menggeser



kesetimbangan kimiawi di dalam sel darah merah ke arah pengubahan bikarbonat menjadi CO2 (Scanlon 2006: 326).



Gambar 7.14 Tranpor Karbondioksida Dalam Darah (Campbell, 2011: 925).



206



Anatomi dan Fisiologi Manusia



7.7 Volume dan Kapasitas Paru a) Volume paru 1. Volume



tidal



merupakan



volume



udara



yang



diinspirasikan dan diekspirasikan di setiap pernafasan normal dan jumlahnya kira – kira 500 mL. 2. Volume



cadangan



inspirasi



merupakan



volume



tambahan udara yang dapat diinspirasikan di atas volume tidal normal dan jumlahnya kira – kira 2000 3000 mL 3. Volume cadangan ekspirasi merupakan jumlah udara yang masih dapat dikeluarkan dengan ekspirasi sekuatkuatnya setelah ekspirasi tidal normal dan jumlahnya kira – kira nya 1000 – 1500 mL 4. Volume sisa (volume residu) merupakan volume udara yang masih tersisa di dalam paru – paru setelah kebanyakan ekspirasi kuat dan jumlahnya berkisar kira – kira 1200 mL.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



207



b) Kapasitas Paru Dalam menguraikan peristiwa – peristiwa pada siklus paru, kadang – kadang diperlukan untuk menyatukan dua volume di atas atau lebih . Kombinasi ini disebut dengan kapasitas paru. 1. Kapasitas



inspirasi



sama



dengan



volume



tidal



ditambah dengan volume cadangan inspirasi. ini adalah jumlah udara (kira – kira 3500 mL) yang dapat dihirup oleh seorang mulai pada tingkat ekspirasi normal dan mengembangkan paru – parunya sampai jumlah maksimum. 2. Kapasitas sisa fungsional



sama dengan volume



cadangan ekspirasi ditambah volume sisa. Ini adalah jumlah udara tersisa di dalam paru – paru pada akhir ekspirasi normal (kira – kira 2300 mL) 3. Kapasitas vital sama dengan volume cadangan inspirasi ditambah volume tidal dan volume cadangan ekspirasi. Ini adalah jumlah udara maksimum yang dapat dikeluarkan dari paru – paru seorang setelah ia menisinya sampai batas maksimum dan kemudian mengeluarkan sebanyak – banyaknya (kira – kira 4600 mL) 4. Kapasitas total paru adalah volume maksimum pengembangan paru – paru dengan usaha isnpirasi



208



Anatomi dan Fisiologi Manusia



yang sebesar-besarnya (kira – kira 5800 mL) (Guyton, 1996:346)



Gambar 7.15 Gerakan Pernafasan Selama Pernafasan Normal Dan Selama Inspirasi Maksimum Serta Ekspirasi Maksimum (Guyton, 1996:347)



7.8



Pengaturan Pernafasan Terdapat dua jenis mekanisme yang mengatur pernafasan, yaitu mekanisme saraf dan mekanisme kimiawi a) Pengaturan Saraf Pusat pernafasan terletak di medula oblongata dan pons yang merupakan bagian batang otak. Medula merupakan pusat inspirasi dan ekspirasi.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



209



Pusat inspirasi secara otomatis membangkitkan impuls dalam irama dasar pernafasan. Impuls ini berjalan sepanjang saraf menuju otot respirasi untuk merangsang kontraksinya. Hasilnya adalah inhalasi. Saat paru – paru terinflasi, baroreseptor di jaringan paru mendeteksi peregangan ini dan membangkitkan impuls sensorik menuju medulla; impuls ini mulai mendepresi pusat inspirasi. Ini disebut refleks inflasi Hering-Bauer, yang membantu mencegah paru yang yang berlebihan. Ketika pusat inspirasi terdepresi, terjadilah penurunan impuls yang menuju otot pernafasan, yang akan berelaksasi untuk menimbulkan ekshalasi. Kemudian pusat inspirasi akan aktif kembali untuk memulai siklus pernafasan lain. Ketika dibutuhkan ekshalasi yang lebih kuat, seperti ketika melakukan latihan, pusat inspirasi mengaktifkan pusat ekspirasi, yang membangkitkan impuls menuju muskuli interkostal interni dan muskuli abdominis. Dua pusat pernafasan di pons yang bekerja dengan pusat inspirasi menghasilkan irama pernafasan normal. Pusat apneustik memperlama inhalasi, dan kemudian diinterupsi oleh impuls dari pusat pneumotaksis, yang merupakan salah satu yang mempengaruhi ekshalasi. Pada pernafasan normal, inhalasi berlangsung satu sampai dua detik, diikuti oleh ekshalasi yang sedikit lebih lama (dua sampai tiga



210



Anatomi dan Fisiologi Manusia



detik), yang menghasilkan kisaran normal frekuensi pernafasan antara 12 sampai 20 kali per menit. Pada kondisi emosi biasanya mempengaruhi respirasi; ketakutan yang tiba – tiba bisa menyebabkan terengah – engah dan teriakan dan kemarahan biasanya mempercepat pernafasan. Pada situasi ini, impuls dari hipotalamus memodifikasi keluaran dari medulla. Korteks serebral mampu mengubah kecepatan atau irama pernafasan kita secara volunteer untuk berbicara, menyanyi, bernafas lebih cepat atau lambat, bahkan untuk berhenti bernafas sekitar satu sampai dua menit. Namun perubahan etrsebut tidak bisa secara terus menerus dan medulla pada akhirnya akan mengambil kendali (Scanlon 2006: 330). ]



Anatomi dan Fisiologi Manusia



211



Gambar 7.16 Pengaturan Pernafasan Oleh Persarafan (Scanlon 2006: 331).



b) Pengaturan Kimiawi Pengaturan kimiawi mengacu pada efek pernafasan terhadap



pH



karbondioksida



darah dalam



dan



kadar



darah.



oksigen



dan



Kemoreseptor



juga yang



mendeteksi perubahan dalam gas darah dan pH terletak di korpus karotikus dan aortikus dan di dalam medulla itu sendiri. Penurunan kadar oksigen (hipoksia) dideteksi oleh kemoreseptor di korpus karotikus dan aortikus. Impuls 212



Anatomi dan Fisiologi Manusia



sensorik dibangkitkan oleh reseptor tersebut lalu menjalar sepanjang nervus glosofaringius dan nervus vagus menuju medulla, yang berespons dengan meningkat kedalaman atau frekuensi respirasi (atau keduanya). Respons ini akan membawa lebih banyak udara memasuki paru – paru sehingga lebih banyak oksigen dapat berdifusi ke darah untuk memperbaiki keadaan hipoksia. Karbondioksida akan menjadi masalah jika jumlahnya berlebihan dalam darah, karena CO2 menurunkan pH ketika bereaksi dengan air untuk membentuk asam karbonat (suatu sumber ion H+). Artinya, kelebihan CO2 menyebabkan tubuh atau cairan tubuh lain menjadi kurang alkalis (atau lebih asam). Medula berisi kemoreseptor yang sangat sensitif terhadap perubahan pH, khususnya penurunan pH. Jika akumulasi CO2menurunkan pH darah, medulla merespons dengan meningkatkan respirasi. Ini tidak untuk tujuan inhalasi, tetapi lebih untuk ekshalasi lebih banyak CO2 guna meningkatkan pH kembali ke normal. Sistem respirasi dapat mengatur kadar normal oksigen darah meskipun pernafasan menurun sampai setengah dari normalnya atau berhenti untuk beberapa waktu. Udara yang dihembuskan mengandung 16% oksigen. Oksigen ini tidak memasuki darah, tetapi bisa melakukannya jika diperlukan. Karbondiosida merupakan pengatur utama respirasi karena



mempengaruhi



Anatomi dan Fisiologi Manusia



pH



darah.



Kelebihan



CO2 213



menyebabkan penurunan pH darah. Namun pad abeberapa keadaan, oksigen menjadi pengatur utama respirasi. Pertukaran oksigen dan karbondioksida di paru – paru pada ornag yang mengalami penyakit paru kronis yang parah seperti



emfisema



telah



menurun.



Penurunan



Ph



yangdisebabkan oleh akumulasi CO2 dikoreksi oleh ginjal, tetapi kadar oksigen darah terus menurun (Scanlon 2006: 332).



o 2



CO2 atau pH



kemoreseptor dalam korpus karotikus dan korpus aortikus



lebih banyak O2 tersedia untuk masuk ke darah Medul; pusat inspirasi



Kemoreseptor di medula



peningkatan kecepatan dan kedalaman



lebih banyak CO2 dihembuskan pH



Gambar 7.17 Pengaturan Pernafasan Secara Kimiawi (Scanlon 2006: 332).



214



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Gambar 7.18 Kontrol otomatis pernafasan (Campbell, 2011: 922)



7.9 Faktor yang mempengaruhi kecepatan pernafasan 1) Gerakan badan yang kuat sehingga memakai banyak oksigen dalam otot untuk member energi yang diperlukan untuk pekerjaan, sehingga akan menimbulkan kenaikan jumlah karbondioksida di dalam darah dan akibatnya pembesaran ventilasi 2) Emosi, rasa sakit dan takut, menyebabkan impuls yang merangsang



pusat



pernafasan



dan



menimbulkan



penghirupan udara secara kuat 3) Impuls aferen dari kulit menghasilkan penarikan nafas yang kuat



Anatomi dan Fisiologi Manusia



215



4) Pengendalian secara sadar atas gerakan pernafasan mungkin, tetapi tidak dijalankan lama, oleh sebab gerakannya adalah otomatis (Pearce. 2004: 222) 7.10 Penyakit yang disebabkan oleh Sistem Pernafasan 1) Dispnea, atau kesukaran bernafas dapat disebabkan kelemahan saraf atau otot, kerusakan pada iga – iga atau ruang pleural, paru – paru kaku disebabkan pneumonia atau udema paru – paru dalam payah jantung atau obstruksi dalam saluran udara pada asma atau bronchitis. 2) Asfiksi adalah gangguan pengangkutan oksigen ke sel – sel jaringan tubuh. Penyebabnya karena penyumbatan saluran pernafasan oleh kelenjar limfa, terisinya alveolus oleh air sehingga oksigen suliy berdifusi, terisinya alveolus oleh cairan limfa karena penyakit pneumonia 3) Asidosis adalah penyakit yang disebabkan turunnya pH darah sebagai akibat naiknya kadar H2, CO3 dan HCO3 karena gangguan dalam pengangkutan CO2. Biasanya terjadinya pada penderita pneumonia. 4) Edema paru adalah akumulasi cairan di dalam alveoli, sehingga menyebabkan jantung tidak memompa secara efesien dan disebut gagal jantung 5) Karena infeksi: 1) Faringitis: radang faring sakit apabila menelan 2) Bronkitis: radang selaput lendir dari trakea dan saluran bronchial 216



Anatomi dan Fisiologi Manusia



3) Tonsilitis: radang tonsil karena bakteri 4) Pneumonia: infeksi paru – paru karena bakteri Streptococcus pneumoniae 5) TBC: infeksi paru – paru karena Mycobacterium tuberculosis 6) Dipteri: infeksi oleh Corynebacterium diphterial, apabila melalui alirand arah dapat merusak jantung 6) Penyakit yang bukan disebabkan infeksi adalah asma, emfisema (penyakit karena susunan dan fungsi alveolus yang abnormal), kanker paru – paru dan kanker laring.



7.11



Rangkuman Sistem pernafasan merupakan pengambilan



oksigen



molekuler



(O2)



dari



lingkungan



dan



pembuangan karbondioksida (CO2) ke lingkungan. Sumber oksigen disebut medium respirasi (respiratory medium). Bagian hewan yang merupakan tempat masuknya oksigen dari lingkungan berdifusi ke dalam sel hidup dan karbon dioksida berdifusi keluar disebut permukaan respirasi. Sistem respirasi dibagi menjadi dua saluran, yaitu saluran pernafasan bagian atas dan saluran pernafasan bagian bawah. Saluran pernafasan atas terdiri atas bagian di luar rongga dada, yaitu udara melewati rongga hidung, kavitas nasalis (membran mukosa hidung), faring, laring, dan trakea bagian atas.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



217



Saluran pernafasan bagian bawah terdiri atas bagian yang terdapat dalam rongga dada, yaitu trakea bagian bawah dan paru – paru itu sendiri, yang meliputi pipa bronchial dan alveoli. Mekanisme pernafasan terjadi secara inhalasi dan ekshalasi. Pertukaran gas terjadi secara difusi karena adanya tekanan parsial



7.12



Latihan 1. Jelaskan transportasi gas dalam darah 2. Jelaskan volume dan kapasitas paru-paru 3. Jelaskan faktor yang Mempengaruhi Kecepatan Pernafasan 4. Jelaskan Gangguan dan Kelainan apa saja yang berkaitan dengan Sistem Pernafasan



7.13 Referensi Campbell, Neil. A, Reece, Jane B, Lisa A. Urry, Michael L. Chain, Steven A. Wasserman, Peter V. Minorsky, Robert B. Jackson. 2011. Campbell Biology Ninth Edition. United States of America: Pearson Education. Guyton, Arthur, C.1996. Fisiologi Manusia dan Mekanisme Penyakit (Terj. Petrus Andrianto). Jakarta: EGC.



218



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Pearce, Evelyn, C. 2004. Anatomi dan Fisiologi untuk Paramedis (Terj. Sri Yuliani Handoyo). Jakarta: Gramedia. Scanlon, Valerie, C, dan Tina Sanders. 2006. Buku Ajar Anatomi dan Fisiologi Edisi 3 (Terj. Awal Prasetyo). Jakarta: EGC. Villee, Claude, A, Warren, F, Walker, Robert, D. Barnes. 1984. Zoologi Umum (Terj. Nawangsari Sugiri). Jakarta: Erlangga.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



219



BAB VIII. ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM SIRKULASI PADA MANUSIA 8.1 Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari anatomi dan fisiologi Sistem Sirkulasi Manusia, mahasiswa diharapkan dapat: -



Menjelaskan sistem sirkulasi manusia



-



Menjelaskan jenis darah manusia berdasarkan stuktur dan fungsi



-



Menjelaskan proses Pembekuan darah



-



Menjelaskan golongan darah dan transfusi



-



Menjelaskan mekanisme kerja jantung dan pembuluh darah



-



Menjelaskan sistem peredaran ganda pada manusia



-



Menjelaskan gangguan dan penyakit yang berkaitan dengan sistem sirkulasi



8.2 Sistem Sirkulasi Manusia Sirkulasi merupakan penghubung antara lingkungan eksternal dan lingkungan cairan internal tubuh. Sistem ini membawa nutrien dan gas ke semua sel, jaringan , organ dan sistem organ serta membawa



produk



akhir



metabolik



keluar



darinya.



Sistem



kardiovaskular merupkan bagian dari sistem sirkulasi. Komponen dari sistem sirkulasi, yaitu (Sloane, 2003:218): 1. Sistem ini terdiri dari jantung, darah dan pembuluh darah (arteri, kapiler dan vena).



220



Anatomi dan Fisiologi Manusia



2. Sistem limfatik, terdiri dari pembuluh limfe dan nodus limfe yang terletak di dalam pembuluh limfe. 3.



Organ pembentuk dan penyimpanan darah seperti limfe, hati, sumsum tulang, kelenjar timus dan jaringan limfe, juga berhubungan dengan sistem sirkulasi.



Fungsi Fungsi sistem sirkulasi, antara lain (Sloane, 2003:218): 1. Transpor 2. Mempertahankan suhu tubuh 3. Perlindungan 4. Pendaparan (buffering)



8.3 DARAH A. Karakteristik Sejenis jaringan ikat yang sel-selnya tertahan dan dibawa dalam matriks cairan. pH darah 7,4 (7,3-7,45). Warna darah bervariasi dari merah terang sampai merah tua kebiruan tergantung pada kadar oksigen yang dibawa sel darah merah. Volume darah total sekitar 5 liter pada laki-laki dewasa berukuran rata-rata dan kurang sedikit pada wanita dewasa. Volume ini bervariasi sesuai perubahan cairan darah dan konsentrasi elektrolitnya (Sloane, 2003:218). Darah merupakan unit fungsional seluler pada manusia yang berperan untuk membantu proses fisiologis. Fungsi umum darah



Anatomi dan Fisiologi Manusia



221



adalah alat pengangkutanpengaturan, dan perlindungan tubuh. Bahan-bahan yang diangkut oleh darah meliputi nutrien, produk sisa metabolisme, gas, dan hormon (Scanlon, 2006:228). Darah memiliki karakter fisik khusus, yaitu: a. Jumlah, seseorang memiliki empat sampai enam liter darah dalam tubuhnya, yang bergantung pada ukuran tubuhnya. b. Warna, darah arteri tampak merah terang karena mengandung kadar oksigen tinggi. Darah vena telah memindahkan kandungan oksigennya ke jaringan sehingga memiliki warna yang lebih gelap. c. pH, kisaran pH normal darah adalah 7,35 sampai 7,45 yang cenderung agak basa. Darah vena biasanya memiliki pH yang lebih rendah daripada darah arteri karena mengandung karbon dioksida dalam jumlah yang lebih besar. d. Viskositas, berarti pengentalan atau tahanan terhadap aliran darah. Darah lebih kental sekitar 3-5 kali dibanding air (Scanlon, 2006:228).



Fungsi darah : 1) Sebagai alat pengangkut sari makanan dan O2 ke seluruh tubuh dan sisa-sisa metabolisme ke alat ekskresi. 2) Menjaga agar temperatur tubuh tetap. 3) Mengedarkan air, selain mengedarkan sari makanan juga air yang berfungsi untuk reaksi enzimatis atau untuk menjaga tekanan osmosis tubuh. 4) Mengedarkan getah bening. 222



Anatomi dan Fisiologi Manusia



5) Menghindarkan tubuh dari infeksi (membentuk antibody berupa sel darah putih dan sel darah pembeku). 6) Menjaga kestabilan suhu tubuh. 7) Mengatur keseimbangan asam basa (Hb). Plasma Darah Plasma adalah bagian cair darah, dan sekitar 91% merupakan air. Kemampuan melarutkan air memungkinkan plasma mengangkut berbagai subtansi. Nutrien yang diserap dari saluran pencernaan disirkulasi ke berbagai jaringan tubuh, dan produk sisa dari jaringan diangkut ke ginjal dan dieksresikan melalui urin (Scanlon, 2006:228). Protein plasma juga terdapat dalam plasma. Protein plasma primer adalah albumin, globulin, dan fibrinogen. Albumin merupakan 60% dari seluruh protein plasma darah dan fungsi utamanya adalah untuk memelihara tekanan osmotik darah. Imunoglobulin adalah antibodi yang penting untuk ketahanan tubuh. Globulin lain yang mengikat dan mengangkut besi dan zat-zat lain, merupakan faktor dalam pembekuan darah dan melaksanakan banyak fungsi lain. Fibrinogen merupakan sumber dari fibrin yang terdapat dalam darah beku. Sebagian besar protein plasma disintesis dalam hati, tetapi antibodi dibuat dalam jaringan limfoid dan sel-sel plasma jaringan (Villee, tanpa tahun: 184). Faktor pembekuan protrombin, fibrinogen, dan yang lain diproduksi oleh hati dan akan bersirkulasi sampai teraktivasi membentuk bekuan pada saan terjadi ruptur atau kerusakan pembuluh darah. Plasma juga membawa panas tubuh. Darah dihangatkan dengan



Anatomi dan Fisiologi Manusia



223



cara mengalir melewati organ-organ seperti hati dan otot (Scanlon, 2006:228). Plasma darah merupakan cairan bening kekuningan yang unsur pokoknya sama dengan sitoplasma, terdiri dari 92% air dan mengandung campuran kompleks zat organik dan anorganik. Plasma juga mengandung nutrien, gas dara, elektrolit, mineral, hormon, vitamin dan zat-zat sisa. Elemen pembentuk darah meliputi sel darah eritrosit, leukosit dan trombosit. Protein plasma merupakan satusatunya unsur pokok plasma yang tidak menembus membran kapiler untuk mencapai sel, terdapat tiga jenis protein plasma (Sloane, 2003:219), yaitu: • Albumin, merupakan protein plasma yang terbanyak sekitar 55-60% tetapi ukurannya paling kecil. Albumin disintesis dalam hati dan bertanggung jawab untuk tekanan osmotik koloid darah. • Globulin, membentuk sekitar 30% protein plasma. • Fibrinogen, membentuk 4% protein plasma disintesis dihati dan merupakan komponen esensial dalam mekanisme pembekuan darah.



224



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Sel-sel Darah Ada tiga macam sel darah merah, yaitu: Eritrosit (sel darah merah) Sel darah merah berbentuk bulat gepeng, kedua permukaannya cekung (bikonkaf), dan tidak berinti. Sel darah merah pada pria berjumlah kira-kira 5 juta/mm3 sedangkan wanita kira-kira 4 juta/mm3. Sel darah ini mengandung hemoglobin (zat warna merah pada darah) berfungsi untuk mengikat O2, selain itu sel darah merah juga mengandung zat besi (Fe). Sel darah merah dibentuk dalam sumsum merah tulang, pada tulang pipih. Sel ini dapat hidup dalam masa 120 hari, sel yang sudah tua/rusak akan dirombak dalam limfa. Hemoglobin yang terlepas akan dibawa ke hati untuk dirombak menjadi zat warna empedu (bilirubin). Adapun zat besi yang terlepas akan digunakan dalam membentuk sel darah merah baru. Jika sel-sel darah kekurangan zat besi maka akan mengalami penyakit yang disebut anemia. Adapun jika sel darah kekurangan O2 dinamakan dengan sianosis. Sel darah merah mengandung protein hemoglobin (Hb), yang memberi kemampuan kepada sel darah merah untuk mengangkut



Anatomi dan Fisiologi Manusia



225



oksigen. Setiap sel darah merah mengandung sekitar 300 juta molekul hemoglobin, yang masing-masing dapat mengikat empat molekul oksigen. Sel darah merah dibuat di sumsum tulang merah pada tulang pipih dan tak beraturan. Pada sumsum tulang merah terdapat sel prekusor yang disebut sel induk, yang terus menerus mengalami mitosis untuk memproduksi semua jenis sel darah, yang kebanyakan adalah



sel



Gambar 8.1



darah



merah



(Scanlon,



2006:230).



Produksi Sel Darah.Sel Induk Ditemukan Di Sumsum Tulang Merah Dan Jaringan Limfatik Dan Merupakan Sel Precursor Semua Jenis Sel Darah ( Scanlon, 2006 :231).



Umur sel darah merah sekitar 120 hari. Ketika sel darah merah mencapai usia ini, sel darah merah mudah rusak dan dikeluarkan dari sirkulasi oleh sel dari sistem makrofag jaringan. Organ yang mengandung makrofag adalah hati, limpa, dan sumsum tulang merah. 226



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Sel darah merah akan difagosit dan dicerna oleh makrofag, dan kandungan besinya akan dikembalikan ke dalam sumsum tulang merah yang digunakan untuk sintesis hemoglobin baru (Scanlon, 2006:234). Eritrosit manusia mempunyai bentuk



diskus bikonkaf,



bentuknya bulat dengan lekukan pada sentralnya dan berdiameter 7,65 µm. Setiap eritrsit mengandung sekitar 300 juta molekul hemoglobin sejenis pigmen pernapasan mengikat oksigen. Jumlah sel darah merah pada laki-laki sehat berukuran rata-rata 4,2-5,5 juta / mm3, sedangkan pada perempuan 3,2-5,2juta sel / mm3. Fungsi dari sel darah merah yaitu untuk mentranspor oksigen ke seluruh jaringan dan proses pengeluaran karbondioksida serta sel darah berperan penting dalam pengaturan pH darah karena ion bikarbonat dan hemoglobin yang merupakan bufer asam-basa. Produksi sel darah merah diatur oleh eritroprotein yaitu suatu hormon glikoprotein yang diproduksi oleh ginjal, selain itu hormon lain yangjuga mempengaruhi produksi sel darah merah, yaitu kortison, hormon tiroid dan hormon pertumbuhan. Sedangkan untuk mutrien yang sangat mempengaruhi terhadap pembentukan sel darah merah yaitu zat besi, tembaga dan vitamin (C



Anatomi dan Fisiologi Manusia



227



dan B12). Sel darah merah biasanya bersirkulasi selama 120 hari sebelem menjadi rapuh dan pecah, selanjutnya akan mengalami fagositosis oleh makrofag dalam limpa, hati, sumsum tulang dan jaringan tubuh lainnya membentuk globin, hermin dan zat besi (Sloane, 2003:220). Leukosit Atau Sel Darah Putih Sel darah putih atau leukosit



memiliki jumlah normal



sebanyak adalah 7.000 - 9.000 per mm3. Bila terjadi infeksi atau kerusakanjaringan mengakibatkan peningkatan jumlah total leukosit. Fungsi dari leukosit yaitu untuk melindungi tubuh terhadap invasi benda asing termasuk bakteri dan virus. Leukosit memiliki kemampuan untuk menembus pori-pori membran kapiler dan masuk ke dalam jaringan yang dinamakan dengan diapedesis. Semua leukosit adalah fagositik, tetapi kemampuan ini lebih berkembang pada neutrofil



dan manosit.



Menurut Sloane



(2003:223), leukosit



diproduksi disumsum tulang, bertahan kurang lebih satu hari dalam sirkulasi sebelum masuk ke jaringan. terdapat beberapa jenis leukosit, yaitu: a. Granulosit, terbagi menjadi 1. Neutrofil, mencapai 60% dari jumlah sel darah putih yang memiliki granula kecil berwarna merah muda dalam sitoplasmanya yang berfungsi sangat fagositik dan sangat aktif. 228



Anatomi dan Fisiologi Manusia



2. Eosinofil, mencapai 30% jumlah sel darah putih, memiliki granula sitoplasma yang kasar dan besar dengan warna oranye kemerahan yang berfungsi sebagai fagositik lemah, detoksikasi histamin dan mampu menguraikan protein. 3. Basofil, mencapai kurang dari 1% jumlah leukosit yang memiliki



sejumlah granula sitoplasma besar



yang



berbentuk tidak tertur dan berwarna keunguan sampai kehitaman berfungsi sebagai sel mast. b. Agranulosit, terdiri dari: 1. Limfosit, mencapai 30% jumlah total leukosit. Limfosit mengandung nukleus bulat berwarna biru gelap yang dikelilingi sitoplasma, berfungsi dalam reaksi imunologis. 2. Monosit, mencapai 3-8% jumlah total leukosit, merupakan sel terbesar sitoplasmanya berwarna biru keabuan pucat, berfungsi sangat fagositik dan sangat aktif. Ciri-ciri Leukosit ( sel darah putih ) (1) berukuran 10-12 μm (2) mempunyai bentuk sangat bervariasi (3) selnya mempunyai nukleus (inti sel) (4) bergerak bebas secara amuboid (5) menembus dinding kapiler yang disebut diapedesis



Anatomi dan Fisiologi Manusia



229



Leukosit memiliki ukuran yang lebih besar dari sel darah merah dan memiliki nukleus ketika matang. Jumlah sel darah putih normal adalah 5000-10.000 per mm3. Leukosit dapat dibedakan menjadi lima macam. Kelima macam sel darah putih bisa diklasifikasikan



kedalam



dua



kelompok:



granular



dan



tidak



bergranular. Leukosit bergranular diproduksi dalam sumsum tulang merah; yaitu neutrofil, eosinofil, dan basofil. Leukosit tidak bergranula adalah limfosit dan monosit (Gambar 8.2) (Scanlon, 2006:238).



Gambar 8.2 Struktur Morfologi Sel Darah Putih ( Campbell, 2008 : 912 ).



230



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Sel darah putih diproduksi di sumsum tulang merah, limpa, kelenjar limpa, dan jaringan retikulo-indotel. Leukosit mempunyai fungsi utama untuk melawan kuman yang masuk kedalam tubuh, yaitu dengan cara memakannya yang disebut fagositosis. Jumlah leukosit dapat naik turun tergantung dari ada tidaknya infeksi kuman-kuman tertentu. Leukosit dapat dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu granulosit bila plasmanya bergranuler dan agranulosit bila plasmanya tidak bergranuler. Leukosit granulosit dapat dibedakan menjadi tiga macam yaitu: 1) Neutrofil: bersifat fagosit, plasmanya bersifat netral, bentuk intinya bermacam-macam seperti batang, berinti banyak, berinti bengkok, dan lain-lain. 2) Basofil: plasmanya bersifat basah, berbintik-bintik kebiruan, dan bersifat fagosit. 3) Eosinofil: bersifat fagosit, plasmanya bersifat asam, berbintikbinti kemerahan yang jumlahnya akan meningkat bila terjadi infeksi. Leukosit agranulosit dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu: 1.



Monosit: selnya berinti satu, besar berbentuk bulat panjang, bisa bergerak cepat, dan bersifat fagosit.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



231



2.



Limfosit: berinti satu, selnya tidak dapat bergerak bebas, ukurannya ada yang sebesar eritrosit. Sel ini berperan besar dalam pembentukan zat kebal (antibodi). Dalam kondisi normal sel darah putih manusia jumlahnya lebih sedikit dibandingkan dengan sel darah merah.



Trombosit ( Sel Darah Pembeku/Keping Darah Pembeku ) Trombosit bukan merupakan sel lengkap, melainkan fragmen atau pecahan sel. Jumlah normal trombosit adalah 150.000-300.000 per mm3. Trombosit dibutuhkan untuk memelihara hemostasis, yang berarti mencegah kehilangan darah. Trombosit berjumlah 250.000400.000 per mm3, berumur kurang lebih 8 hari. Trombosit merupakan fragmen sel tanpa nukleus yang berasal dari megakariosit raksasa multinukleus dalam sumsum tulang, memiliki ukuran setengah dari ukuran sel darah merah. Trombosit berfungsi dalam hemostatis (penghentian perdarahan) dan perbaikan pembuluh darah yang robek (Sloane, 2003:223).



232



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Gambar 8.3 Struktur Eritrosit, Leukosit Dan Trombosit



8.4 Proses pembekuan darah Trombosit berperan dalam proses pembekuan darah. Jika suatu jaringan tubuh terluka, makatrombosit akan pecah dan mengeluarkan zat yang disebut trombokinase. Trombokinase ini akan bertemu dengan protombin dengan pertolongan Ca2+ aakan menjadi trombin. Trombin akan bertemu pula dengan fibrin yang merupakan benangbenan halus, bentuk jaringan yang tidak teratur letaknya, yang akan menahan sel darah, dengan demikian terjadilah pembekuan. Protombin dibuat di hati dan untuk pembuatannya diperlukan vitamin K, dengan demikian vitamin K penting untuk pembekuan darah



Anatomi dan Fisiologi Manusia



233



(Syaifuddin, 2006:146). Secara sederhana proses pembekuan darah dapat dilihat proses pembekuan darah.



Gambar 8.4 Skema Proses Pembekuan darah



8.5 Golongan Darah Molekul protein yang ditentukan secara genetik disebut antigen yang muncul di permukaan membran sel darah merah. Antigen ini, tipe A dan tipe B bereaksi dengan antibodi pasangannya. Karena



reaksi



antigen-antibodi



menyebabkan



aglutinasi



(penggumplan) sel darah merah, maka antigen disebut aglutinogen dan antibodi pasangannya disebut aglutinin (Sloane, 2003:227).



234



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Klasifikasi Golongan Darah ABO Tabel 8.1 Sistem Golongan Darah ABO Aglutinin (Antibodi



Aglutinogen (Antigen)



A



B



AB



O



A



-



+



-



+



B



+



-



-



+



AB



+



-



-



+



O



-



-



-



-



Golongan Darah Rh Kelompok antigen lain yang diwariskan dalam tubuh manusia. Sistem ini ditemukan dan diberi nama berdasarkan Rhesus. Antigen Rh adalah antigen terpenting dalam reaksi imunitas tubuh. Adapun sistem Rh ini terdiri dari (Sloane, 2003:228): a. Rh positif (Rh+) b. Rh negatif (Rh-)



Transfusi darah 1. Saat transfusi darah diberikan, plasma donor akan diencerkan oleh plasma



resipien,



sehingga



aglutinin



donor



tidak



dapat



menyebabkan aglutinasi (Sloane, 2003:227).



Anatomi dan Fisiologi Manusia



235



2. Walaupun demikian aglutinogen pada sel donor penting untuk transfusi. Jika golongan darah donor berbeda dengan golongan darahresipien, maka aglutinin dalam plasma resipien akan mengaglutinasi sel darah merah asing donor (Sloane, 2003:227). 3. Reaksi transfusi, disebabkan oleh aglutinasi sel darah merah donor (Sloane, 2003:227) a. Aliran darah dalam pembuluh kecil terhalang oleh gumpalan sel. b. Hemolisis



sel



darah



merah



menyebabkan



terlepasnya



hemoglobin ke dalam aliran darah. c. Hemoglobin yang terbawa ke tubulus ginjal mengendap menutupi tubulus dan mengakibatkan ginjal tidak berfungsi. 4. Pencocokan silang pada golongan darah resipien dan donor dilakukan sebelum pemberian transfusi untuk memastikan kecocokan darah (Sloane, 2003:228). 5. Konsep dasar universal dan resipien universal a. Donor universal Golongan darah o tidak memiliki aglutinasi sehingga dapat diberikan



pada



resipien



manapun,



asalkan



volume



transfusinyaa sedikit. Golongan O disebut donor universal (Sloane, 2003:228). b. Resipien universal Individu dengn golongan darah AB tidak memiliki aglutinin dalam plasmanya sehingga dapat menerima eritrosit donor apapun. Darah gologan AB disebut resipien universal (Sloane, 236



Anatomi dan Fisiologi Manusia



2003:228). Namun konsep donor universal (Golongan O) dan resipien universal (Gologan darah AB)



tidak disarankan



untuk diaplikasikan karena ada efek yang berbahaya yang berpotensi pada munculnya berbagai penyakit darah di masa yang akan datang.



8.6 Jantung Jantung berukuran sekitar satu kepal tangan dan terletak di dalam dada, batas kanannya tepat pada ternum kanan dan apeksnya pada ruang intercostalis kelima kiri pada line midclavicular. Jantung memiliki fungsi untuk memompa darah. Adapun hubungan jantung adalah (Gibson, 2002:97)



Gambar 8.5 Struktur jantung pada manusia



Anatomi dan Fisiologi Manusia



237



Selaput jantung pada manusia terdiri dari: 1. Perikardium, selaput paling luar 2. Miokardium. Selaput bagian tengah yang merupakan otot jantung 3. Endokardium, selaput paling dalam yang membatasi ruang pada jantung



Jantung manusia terdiri dari empat ruang, yaitu atrium kanan dan kiri atasnya dipisahkan oleh septum intratrial serta ventrikel kanan dan kiri bawah, dipisahkan oleh septum interventrikuler. Sementara itu katup yang terdapat pada jantung, diantaranya: 1. Katup trikuspidalis, merupakan katup yang membatasi antara atrium dexter dengan ventrikel dexter. 2. Katup bikuspidalis, merupakan katup yang membatasi antara atrium sinister dengan ventrikel sinister 3. Katup semilunaris yaitu katup yang terdapat pada pangkal orta.



Jantung manusia terletak dalam rongga dada dan diatas diafragma. Jantung terdiri atas : prikardium (pembungkus jantung), miokardium (otot jantung) dan endokardium (pembatas ruang jantung). Terdapat arteri umbilikus yang menghubungkan aliran darah pada fetus yang menyerap oksigen dan sari makanan, sedangkan foramen ovale merupakan lubang jantung pada fetus. Jantung manusia 238



Anatomi dan Fisiologi Manusia



terbagi menjadi 4 ruang yaitu 2 serambi (atrium) dan 2 bilik (ventrikel). Ventrikel (bilik) memiliki dinding yang lebih tebal dibanding atrium (serambi), bagian sebelah kiri juga lebih tebal dari yang sebelah kanan. Hal ini berkaitan dengan fungsinya yaitu bagian sebelah kiri untuk memompa darah bersih ke seluruh tubuh. Antara serambi kiri dan bilik kiri terdapat valvula bikuspidalis dan antara serambi kanan dan bilik kanan terdapat valvula trikuspidalis. Valvula semilunaris bentuknya seperti bulan sabit, terdapat pada klep jantung agar darah tetap searah.



Gambar 8.6 ( a) Lapisan Luar Jantung, (b) Lapisan Dalam Jantung



Anatomi dan Fisiologi Manusia



239



Peristiwa Mekanik Dalam Siklus Jantung Terdapat dua macam peristiwa mekanik dalam siklus jantung (Sloane, 2003:234), yaitu: 1. Sistole Tekanan darah pada waktu jantung mengecil atau kontraksi sehingga tekanan darahnya menjadi besar atau tinggi, yaitu kurang lebih 120 mmHg. 2. Diastol Tekanan darah pada saat jantung membesar atau relaksasi sehingga tekanan darahnya menjadi kecil atau rendah, yaitu kurang lebih 80 mmHg Tekanan darah orang dewasa yang normal adalah 120/80 mmHg. Adapun alat ukur tekanan darah disebut tensimeter. Bila tekanan darah tidak normal, akan menyebabkan kelainan pada tekanan darah yang dikenal dengan: a. Hipertensi (tekanan darah tinggi, diatas tekanan darah normal) b. Hipotensi (tekanan darah rendah). Ada dua bagian jantung yang terlibat dalam proses sirkulasi darah yaitu diastole dan sistole. Diastole merupakan bagian darah yang dihisap masuk jantung, sedangkan sistole merupakan darah yang dipompa keluar jantung. Jadi pada orang yang tertera pada tensimeter dikatakan misalnya 120/100 mmHg merupakan tekanan sistole 120 per menit dan tekanan diastole 100 per menit.Jantung merupakan alat 240



Anatomi dan Fisiologi Manusia



pemompa darah yang letaknya di dalam rongga dada agak ke kiri. Bersarnya kurang lebih sama dengan kepalan.berikut ini penjelasan lebih lanjut mengenai organ jantung. Jantung mempunyai bagianbagian sebagai berikut: 1.



Dinding jantung merupakan bagian yang membungkus ruangan jantung. Dinding ini terdiri atas tiga lapis, yaitu:



a) Perikardium Perikardium adalah selaput pembungkus jantung. Perikardium ini berlapis dua. Diantara keduanya terdapat cairan limfa yang berfungsi untuk menahan gesekan. b) Miokardium Miokardium adalah otot jantung. Otot ini tersusun atas jenis otot yang bekerja secara tidak sadar. c) Endokardium Endokardium adalah selaput yang membatasi ruangan jantung. 2) Ruangan jantung Ruangan jantung manusia berjumlah empat terdiri dari dua serambi (atrium) kanan dan kiri serta dua bilik (ventrikel) kanan dan kiri. Serambi kanan berisi darah yang kaya CO2 berasal dari seluruh



Anatomi dan Fisiologi Manusia



241



tubuh, sedangkan serambi kiri berisi darah yang kaya oksigen yang berasal dari paru-paru. 3) Klep jantung Antara serambi dan bilik, antara bilik dan nadi terdapat klep atau valvula. Fungsi klep ini untuk menjaga agar aliran darah tetap searah. Klep-klep tersebut adalah sebagai berikut: a. Klep berdaun tiga atau valvula trikuspidalis, terdapat diantara serambi kanan dan bilik kanan. Klep ini berfungsi untuk mencegah agar darah dalam bilik kanan tidak kembali ke serambi kanan. b. Klep berdaun dua atau valvula biskupidalis, terdapat diantara serambi kiri dan bilik kiri. Klep ini berfungsi untuk mencegah agar darah dalam bilik kiri tidak kembali ke serambi kiri. c. Klep berbentuk bulan sabit atau valvula seminularis. Klep ini terdiri atas tiga daun dan terdapat pada pangkal nadi besar. Fungsinya adalah untuk mencegah agar darah dalam nadi tidak kembali ke bilik. a.



Saraf Jantung Saraf pada jantung membentuk beberapa simpul saraf jantung.



Simpul saraf tersebut adalah sebagai berikut: 242



Anatomi dan Fisiologi Manusia



➢ Simpul Keith-Flack atau Nodus Sino Aurikularis. Simpul saraf ini terdapat pada dinding serambi, diantara vena yang masuk ke serambi kanan. ➢ Simpul Tawara atau Nodus Atrioventrikularis. Simpul saraf ini terdapat pada sekat antara serambi dan bilik. ➢ Berkas His. Berkas His berupa serabut saraf yang merupakan kelanjutan dari simpul tawara.



b. Kerja jantung Bila serambi jantung mengembang, jantung akan mengisap darah masuk ke serambi dari pembuluh balik. Serambi kanan menarik darah dari vena cava superior dan vena cava inferior, sedangkan serambi kiri menarik darah vena pulmonalis atau pembuluh balik paru-paru. Bersamaan masuknya darah keserambi kanan, simpul keithflack terangsang. Rangsangan diteruskan ke simpul Tawara. Bersamaan dengan ini, otot dinding serambi berkontraksi sehingga ruangan serambi mengucup. Begitu impuls dari keith-flack sampai disimpul Tawara, maka katup antara serambi dan bilik terbuka, darah



Anatomi dan Fisiologi Manusia



243



mengalir ke bilik. Sementara itu, impuls saraf diteruskan ke berkas his. Setelah darah masuk ke dalam ventrikel, klep antara atrium dan bilik menutup. Sesampainya rangsangan di miokardium bilik, maka berkontraksilah dinding bilik. Akibatnya, ruangan bilik menguncup. Tekanan ruangan dalam bilik maximum disebut tekanan sistole. Pada waktu sistole, darah terpompa ke aorta. Setelah darah terpompa keaorta, dinding bilik berelaksasi. Ruangan jantung membesar maximum sehingga tekanannya menjadi minimum. Tekanan terendah dalam ruangan jantung akibat otot jantung berelaksasi disebut diastole. c. Siklus jantung Dalam kerja memompa darah, jantung berdenyut secara terusmenerus sejak embrio berumur 25 hari sampai seseorang meninggal dunia. Sekali denyut, mulai dari pemompaan darah hingga memompa berikutnya disebut siklus jantung. Secara sederhana siklus pemompaan darah oleh jantung berlangsung sebagai berikut:



244



Anatomi dan Fisiologi Manusia



1) otot jantung berelaksasi, semua klep jantung dalam keadaan menutup. Darah masuk kedalam atrium dari pembuluh balik. 2) klep berdaun tiga dan klep berdaun dua membuka. Darah mengalir dari serambi ke bilik. Aliran darah ini diperkuat oleh mengecilnya ruang serambi. Hal ini disebabkan oleh berkontraksinya dinding serambi. 3) dinding bilik berkontraksi. Bersamaan dengan itu, klep berdaun dua dan berdaun tiga menutup. Tetapi klep semilunaris membuka sehingga tekanan darah dalam bilik meningkat. 4) darah mengalir dengan kuat dari bilik menuju aorta. Bersamaan dengan ini dinding serambi mengembang sehingga darah masuk keserambi dari vena. Seluruh proses tersebut berlangsung kurang dari satu detik. Bila kita mendengarkan denyut jantung dengan stetoskop, suara detaknya terdengar ganda. Yang pertama adalah bersamaan dengan menutupnya klep antara serambi dan bilik, sedangkan yang kedua adalah bersamaan dengan menutupnya klep semilunaris. Satu siklus jantung menghasilkan sekali denyutan jantung. Jantung manusia berdenyut kira-kira 70 kali per menit, tetapi pada



Anatomi dan Fisiologi Manusia



245



saat aktif melakukan kegiatan,denyut jantung dapat meningkat hingga lebih dari dua kalinya. Ritme jantung dikendalikan oleh sistem saraf. Kecepatan denyut jantung dikendalikan oleh sistem syaraf simpatis dan parasimpatis (saraf vagus). Saraf simpatis bekerja untuk mempercepat denyut



jantung,



sedangkan



saraf



vagus



bekerja



untuk



memperlambatnya.



8.7 PEMBULUH DARAH 1. Pembuluh kapiler, yaitu pembuluh yang menghubungkan cabangcabang pembuluh nadi dan cabang-cabang pembuluh balik yang terkecil dengan sel-sel tubuh. Pembuluh nadi dan pembuluh balik itu bercabang-cabang, dan ukuran cabang-cabang pembuluh itu semakin jauh dari jantung semakin kecil. Pembuluh kapiler sangat halus dan berdinding tipis. 2. Venula, yaitu percabangan dari vena yang berhubungan dengan pembuluh kapiler



246



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Tabel 8.2 Perbedaan Vena Dengan Arteri Vena 1. Membawa darah kotor



Arteri 1. Membawa darah bersih



kecuali vena pulmonalis 2. Mempunyai dinding yang



kecuali arteri pulmonalis 2. Mempunyai dinding yang



tipis



tebal



3. Jaringannya kurang elastis



3. Mempunyai jaringan elastis



4. Mempunyai katup2



4. Katup hanya pada permulaan



sepanjang jalannya mengarah ke jantung



keluar dari jantung 5. Menunjukkan adanya tempat



5. Tidak menunjukkan adanya tempat mendengar denyut



untuk mendengar denyut jantung



jantung



Pembuluh darah a. Pembuluh Nadi (Arteri) Fungsi arteri adalah untuk mengalirkan darah keluar dari jantung. Terdiri dari : 1. Arteri pulmonalis, berfungsi mengalirkan darah dari bilik kanan ke paru-paru, banyak mengandung CO2.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



247



2. Aorta (nadi besar), berfungsi mengalirkan darah dari bilik kiri menuju seluruh tubuh, banyak mengandung oksigen. Lapisan paling dalam arteri adalah intima, atau endotelium. Lapisan tersebut terdiri atas suatu membran elastik yang dilekati oleh selapis tunggal sel-sel epitel pipih. Lapisan tengan arteri disebut tunika media, adalah lapisan yang paling tebal, tunika media mengandung serabut otot polos. Lapisan ketiga yang sangat kuat, dan pada dasarnya tak elastik, merupakan bagian terluar arteri. Lapisan itu disebut tunika eksterna, yang terutma tersusun atas jaringan ikat berserabut putih (Fried, 2006:211). b. Pembuluh balik (vena) Fungsi vena untuk mengalirkan darah menuju jantung. Terdiri dari : •



Vena pulmonalis, berfungsi mengalirkan darah dari paru-paru menuju serambi kiri jantung.



•



Vena cava superior, berfungsi mengalirkan darah dari tubuh bagian atas. Vena cava inferior, berfungsi membawa darah dari tubuh bagian bawah.



c. 248



Pembuluh kapiler Anatomi dan Fisiologi Manusia



Pembuluh kapiler merupakan pembuluh darah yang sangat halus dan langsung berhubungan dengan sel-sel jaringan tubuh. Pembuluh kapiler menghubungkan ujung pembuluh nadi terkecil (arteriole) dan ujung pembuluh vena terkecil (venule).



Gambar 8.7 Stuktur pembluh Arteri dan Vena



8.8 PEREDARAN DARAH Secara umum peredaran darah manusia terdiri dari: 1. Peredaran darah besar Dapat diringkas: ventrikel kiri – seluruh tubuh – atrium kanan. 2. Peredaran darah kecil Dapat diringkas: ventrikel kanan – paru-paru – atrium kiri



Sistem peredaran darah manusia berupa sistem peredaran darah tertutup dan peredaran darah ganda. Sistem peredaran darah



Anatomi dan Fisiologi Manusia



249



berfungsi untuk membawa zat gizi dan oksigen ke jaringan tubuh, menyingkirkan hasil buangan dari jaringan, mempertahankan suhu tubuh



melalui



termoregulasi,



mengangkut



sel



darah,



dan



mengantarkan hormon dari tempat produksinya ke jaringan sasaran (Bresnick, 2003:106). Begitu banyak fungsi darah sehingga darah merupakan cairan tubuh yang penting dan fungsinya tidak dapat digantikan. Sistem peredaran darah manusia melibatkan darah, jantung, dan pembuluh darah. Sistemsirkulasi pada manusia yaitu terdiri atas darah, organ peredaran darah dan peredaran getah bening.



Sistem Peredaran Darah Peredaran darah dibagi menjadi dua, yaitu sistem peredaran darah pulmonal dan sistemik. Sistem peredaran darah pulmonal dimulai dari ventrikel kanan dan sistem peredaran darah sistemik dimulai dari ventrikel kiri. a. Sistem Peredaran Darah Pulmonal Ventrikel kanan memompa darah ke dalam arteri pulmonalis, yang dibagi menjadi arteri pulmonalis kanan dan kiri pada masing250



Anatomi dan Fisiologi Manusia



masing paru. Di dalam paru-paru, masing-masing arteri bercabang secara luas menjadi arteri dan arteriola kecil, kemudian ke kapiler. Kapiler pulmonalis dikelilingi oleh alveoli paru, yang merupakan tempat pertukaran antara oksigen dan karbon dioksida. Unit kapiler membentuk venul dan akhirnya masuk ke dalam dua vena pulmonalis dari masing-masing paru, yang akan mengembalikan darah ke atrium kiri. Darah yang sudah teroksigenasi akan beredar melalui sirkulasi sistemik (Scanlon, 2006:271). Urutan perjalanan peredaran darah besar : bilik kiri – aorta – pembuluh nadi- pembuluh kapiler- vena cava superior dan vena inferior – serambi kanan. b. Sistem Peredaran Darah Sistemik Ventrikel kiri memompa darah ke dalam aorta, yang merupakan arteri terbesar tubuh. Cabang-cabang aorta membawa darah menuju arteriol dan jaringan kapiler seluruh tubuh. Kapiler bersatu membentuk venula dan vena. Vena dari tubuh bagian bawah membawa darah menuju vena kava inferior, sedangkan vena dari tubuh bagian atas membawa darah menuju vena kava superior.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



251



Pertemuan dua vena kava tersebut akan mengembalikan darah ke atrium kanan (Scanlon, 2006:271).



Gambar 8.8 Sistem Peredaran Darah Manusia (Campbell, 2008 : 903).



Pembuluh Limfe (Pembuluh Getah Bening) Pembuluh limfe kanan; dari kepala, leher, dada, paru-paru, jantung dan lengan sebelah kanan, bermuara di pembuluh balik yang letaknya di bawah tulang selangka kanan. Pembuluh limfe dada; dari bagian lain, bermuara dalam vena di bawah tulang selangka kiri. Pembuluh limfe adalah bermuaranya pembuluh lemak (pembuluh kil). 252



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Peredaran limfe adalah terbuka, merupakan alat penyaring kuman, karena di kelenjar limfe diproduksi sejenis sel darah putih yang disebut limfosit untuk imunitas.



Gangguan Pada Sistem Peredaran Darah Manusia ➢ Hemofili



merupakan



mengakibatkan



darah



suatu tidak



penyakit



yang



membeku



secara



genetis. ➢ Anemia merupakan penyakit kekurangan darah yang dapat terjadi karena infeksi kuman misalnya apabila terkena cacing tambang, atau dapat juga karena berkurangnya kadar Hb dalam darah. ➢ Leukimia (kanker darah) Merupakan penyakit di mana pertambahan sel darah putih secara tidak terkendali (abnormal) sekitar 500.000/mm3 darah. ➢ Varises merupakan penyakit pelebaran pembuluh darah, biasanya di tangan/kaki. Penyakit ini biasanya dialami para wanita setelah melahirkan.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



253



➢ Haemoroid (ambein), merupakan penyakit yang hamper sama dengan varises, tetapi terjadi di bagian dubur. ➢ Hipertensi, merupakan penyakit di mana terjadi tekanan darah tinggi. ➢ Hipotensi merupakan kebalikan dari hipertensi yaitu orang yang memiliki darah kurang dari 100 mm Hg atau sering disebut dengan penyakit tekanan darah rendah. ➢ Thalasemia, yaitu penyakit kelainan darah turunan yang ditandai oleh adanya sel darah merah yang abnormal 8.9 Rangkuman Sistem peredaran darah pada manusia melibatkan organ jantung, darah, dan pembuluh darah. Jantung merupakan organ utama yang berfungsi untuk memompa darah. Pembuluh darah berfungsi sebagai alat yang mengalirkan darah sehingga mencapai ke sel- sel tubuh. Pembuluh darah terdiri dari pembuluh arteri, vena, dan kapiler. Pembuluh arteri berfungsi untuk mengalirkan darah ke seluruh tubuh 254



Anatomi dan Fisiologi Manusia



kecuali arteri pulmonalis. Pembuluh darah vena berfungsi untuk mengalirkan darah menuju jantung kecuali vena pulmonalis. Darah tersusun atas cairan darah dan sel- sel darah. Sel-sel darah terdiri dari sel darah merah, sel darah putih dan keping darah (trombosit). Sel darah merah berfungsi untuk mengangkut oksigen dan sari- sari makanan. Sel darah putih berfungsi untuk menyerang benda- benda asing yang masuk ke dalam tubuh. Trombosit berperan dalam proses pembekuan darah. Contoh penyakit yang berkaitan dengan sistem peredaran darah adalah anemia, hemofili, leukimia,varises, hipertensi, hipotensi,dan thalasemia.



8.10



Latihan



1.



Jelaskan



mekanisme



peredaran



ganda



pada



proses



pengangkutan oksigen dan makanan. 2.



Jelaskan keterkaitan sistem pencernaan, sistem pernafasan dan sistem peredaran darah



Anatomi dan Fisiologi Manusia



255



8.11 Referensi Bresnick, S. 2003. Intisari Biologi. Jakarta: Hipokrates. Campbell, N. A. Jane, R. 2010. Biologi Edisi Kedelapan Jilid III. Jakarta: Erlangga. Embrahim, A. F. M. 2007. Kloning, Eutanasia, Transfusi Darah, Transplantasi Organ, dan Eksperimen pada Hewan. Terjemahan oleh Mujiburohman dari Cloning and Animal Experimentation (2001). Jakarta: PT Serambi Ilmu Semesta. Fried, G. H. dan George J. Hademenos. 2006. Schaum’s Outlines Teori dan Soal-soal Biologi.Edisi Kedua. Terjemahan oleh Damaring Tyas dari Schaum’s Oulines of Theory and Problems of Biology. Second Edition (1999). Jakarta: Erlangga. Gibson, J. 2002. Fisiologi dan Anatomi Modern untuk Perawat. Jakarta: EGC Scanlon, V. C. dan Tina Sanders. 2006. Buku Ajar Anatomi & Fisiologi.Ed. 3. Terjemahan oleh F.X. Awal Prasetyo dari Essentials of Anatomy and Physiology. 3th Ed.(1999).Jakarta: EGC. Sloane, Ethel. 2003. Anatomi dan Fisiologi Untuk Pemula. Jakarta: EGC. Syaifuddin. 2006. Anatomi Fisiologi untuk Mahasiswa Keperawatan Edisi Ketiga. Jakarta: EGC



256



Anatomi dan Fisiologi Manusia



BAB IX. ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM PENCERNAAN DAN METABOLISME PADA MANUSIA



9.1



Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi anatomi dan fisiologi sistem pencernaan pada manusia, mahasiswa diharapkan dapat: - Menjelaskan anatomi saluran dan kelenjar pencernaan manusia - Menjelaskan mekanisme proses pencernaan makanan secara mekanik dan kimiawi - Menjelaskan keterkaitan metabolisme karbohidrat, protein dan lemak



9.2



Pengantar Sistem Pencernaan Semua organisme memerlukan suplai tetap zat-zat berenergi



tinggi, yang dikenal sebagai makanan, untuk menyediakan bahan bakar bagi kebutuhan-kebutuhan fungsionalnya. Nutrien utama meliputi karbohidrat, protein, dan lipid. Vitamin dan mineral diperlukan dalam jumlah yang lebih sedikit. Protein terutama sangat penting sebagai zat struktural, khususnya karena esensialnya. Karbohidrat dan lipid merupakan penyedia utama energi, tetapi juga memiliki peran struktural, terutama dalam perakitan membranmembran.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



257



9.3 Pencernaan Makanan Pencernaan makan terjadi di saluran cerna yang panjangnya 89 meter pada orang dewasa. Saluran cerna dimulai dari mulut, melalui esofagus, lambung, usus halus, usus besar, rektum dan berakhir di anus. Zat-zat gizi yang berasal dari makanan harus melewati dinding saluran cerna agar dapat diabsorpsi didalam aliran darah. Saluran cerna merupakan sistem yang sangat komplek yang melakukan fungsi faali: menerima, menghaluskan dan transportasi, serta menyimpan dan eksresi. Pencernaan dilakukan melalui perubahan mekanis dan kimiawi, secara mekanis makanan dihancurkan memalui proses mengunyah dan peristaltik. Secara kimiawi makanan di haluskan oleh enzim-enzim pencernaan. Enzim-enzim dikeluarkan melalui air ludah, cairan lambung cairan empedu dan prankreas. Tujuan penernaan adalah mengantarkan zat-zat gizi ke sel untuk kelangsungan hidup.



Proses yang terjadi pada sistem pencernaan : 1. Digestion (digestivus) : memecah makanan dari molekul besar ke molekul kecil 2. Sekresi (Enzim dan hormon) 3. Absorbsi 4. Motilitas -



Memindahkan/pergerakan makanan sepanjang saluran pencernaan dan membuang sisa makanan



258



Anatomi dan Fisiologi Manusia



-



Perlakuan mekanis dengan cara menggiling untuk membantu



mencampur



makanan



dan



merubah



makanan menjadi bentuk yang mudah larut -



Mencampur semua material sehingga mudah diserap



9.4 Anatomi Saluran Pencernaan 1. Mulut Proses pencernaan dimulai dari mulut disebut juga rongga bukal dan rongga oral, terdapat saluran-saluran yang mnghubungkan mulut dengan tiga pasang kelenjar air liur utama parotis, submandibularis daan sublingualis, kelenjar-kelenjar ini mengsekresi enzim pitialin untuk membasahi makanan selama pengunyahan an dan memecah tepung menjadi maltosa,dalam mulut juga terdapat gigi geligi. Untuk mengunyah dan memecahkan makanan menjadi bagianbagian kecil, sementara makanan bercampur dengan cairan ludah untuk memudahkan proses menelan. Ketika ditelan, makanan melewati epiglotis, suatu katup yang mencegah makanan masuk trakea ke paru-paru. Makanan yang ditelan dinamakan bolus.



Gambar 9.1 Struktur Kelenjar Saliva



Anatomi dan Fisiologi Manusia



259



Di rongga mulut, makanan dilicinkan dan pencernaan dimulai. pengunyahan makanan menjadi partikel lebih kecil terekspos amilase ludah, yang memulai pembongkaran polimer glukosa. Mulut adalah permulaan saluran pencernaan yang terdiri atas 2 bagian yaitu: Bagian luar yang sempit atau vestibula yaitu ruang di antara gusi, gigi, bibir dan pipi. Bagian rongga mulüt/bagian dalam, yaitu rongga mulut yang dibatasi sisinya oleh tulang máksilaris, palatum dan mandibularis di sebelah belakang bersambung dengan faring. Selaput lendir mulut ditutupi epitelium yang berlapis-lapis, di bawahnya terletak kelenjarkelenjar halus yang mengeluarkan lendir, selaput ini kaya akan pembuluh darah dan juga memuat banyak ujung akhir saraf sensoris. Bibir. Disebelah luar mulut ditutupi oleh kulit dan di sebelah dalam ditutupi oleh selaput lendir (mukosa). Otot orbikulanis oris menutupi bibir. Levator anguli oris méngangkat dan depresor anguli oris menekan ujung mulut. Palatum, terdiri atas 2 bagian yaitu; Palatum Durum (palatum keras) yang tersusun atas tajuk-tajuk palatum dan sebelah depan tulang maksilaris dan lebih ke belakang terdiri dari 2 tulang palatum. Palatum mole (palatum lunak) terletak dibelakang yang merupakan lipatan menggantung yang dapat bergerak, terdiri atas jaringan fibrosa dan selaput lendir.Gerakannya dikendalikan oleh ototnya sendiri, di sebelah kanan dan kiri dan tiang fauses terdapat saluran lendir menembus ke tonsil. Pipi. Dilapisi dari dalam oleh mukosa yang mengandung papila, otot yang terdapat pada pipi adalah otot



260



Anatomi dan Fisiologi Manusia



buksinator. Kelenjar ludah (saliva) dihasilkan di dalam rongga mulut. Di sekitar rongga mulut terdapat 3 buali kelenjar ludah yaitu: -



Kelenjar parotis. Letaknya di bawah depan dari telinga di antara prosesus mastoid kiri dan kanan os mandibular, duktusnya duktus stensoni. Duktus ini keluar dari glandula parotis menuju ke rongga mulut melalui pipi (muskulus buksinator).



-



Kelenjar sub maksilaris. Terletak di bawah rongga mulut bagian belakang, duktusnya bernama duktus wantoni, bermuara di rongga mulut dekat dengan frenulum lingua.



-



Kelenjar sub lingualis. Letaknya di bawah selaput lendir dasar rongga mulut bermuara di dasar rongga mulut. Kelenjar ludah di sarafi oleh saraf-saraf tak sadar. Fungsi lidah yaitu: mengaduk makanan, membentuk suara, sebagai alat pengecap dan menelan, serta merasakan makanan. Otot lidah. Otot-otot ekstrinsik lidah berasal dari rahang bawah (musculus mandibularis, os Hioid dan prosesus steloid) menyebar ke dalam lidah membentuk anyaman bengabung dengan otot intrinsik yang terdapat pada lidah. M. Genioglossus merupakan otot lidah yang terkuat berasal dari permukaan tengah bagian dalam yang menyebar sampai ke radiks lingua.



Di dalam rongga mulut terdapat: Geligi, ada 2 (dua) macam; •



Gigi sulung, mulai tumbuh pada anak-anak umur 6—7 bulan. Lengkap pada umur 2½ tahun jumlahnya 20 buah disebut juga



Anatomi dan Fisiologi Manusia



261



gigi susu, terdiri dari 8 buah gigi seri (dens insisivus), 4 buah gigi taring (dens kaninus) dan 8 buah gigi geraham (molare). •



Gigi tetap (gigi permanen) tumbuh pada umur 6—18 tahun jumlahnya 32 buah terdiri dari; 8 buah gigi seri (dens insisivus), 4 buah gigi taring (dens kaninus), 8 buah gigi geraham (Molare) dan 12 buah gigi geraham (premolare). Fungsi gigi terdiri dari: Gigi seri untuk memotong makanan, gigi taring gunanya untuk memutuskan makanan yang keras dan liat, dan gigi geraham guna nya untuk mengunyah makanan yang sudah dipotong-potong.



Gambar 9.2 Struktur Gigi Manusia



262



Anatomi dan Fisiologi Manusia



3. Esofagus Esofagus sebagai suatu tabung yang tersusun atas otot, esofagus membentang dari faring melalui mediastinum kelambung. Saat memelan sfingter krikofaringeal bagian atas akan mengendur sehingga makanan dapat masuk ke esofagus,didalam esofagus saraf glosofarengeal mengaktifkan peristaltik sehingga bolus makanan bergerak menuju lambung.



Gambar 9.3 Struktur Esofagus dan Proses Penelanan Bolus Makanan



4. Lambung Bolus kemudian melalui pipa esofagus masuk ke lambung. Dinding lambung mengeluarkan sekresi untuk keperluan pencernaan makanan. Pada pintu lambung ada sfingter kardiak yang tutup setelah bolus masuk, sehingga makanan tidak kembali masuk ke esofagus. Bolus dalam lambung bercampur dengan cairan lambung dan digiling secara halus menjadi cairan yang dinamakan kimus (shyme). lambung



Anatomi dan Fisiologi Manusia



263



sedikit demi sedikit menyalurkan kimus melalui sfingter pilorus kedalam usus halus.



Gambar 9.4 Struktur Lambung Manusia Lambung menampung makanan dan mensekresikan cairan lambung, yang mengubah makanan menjadi lembut seperti bubur yang disebut kim (chyme). Cairan lambung Terbuat dari asam klorida yang disekresikan oleh sel parietal dan sel chief yang mensekresikan 264



Anatomi dan Fisiologi Manusia



pepsinogen, bentuk tidak aktif dari enzim pepsin. Pepsin memulai pencernaan kimiawi dari protein. Gaster (lambung) merupakan bagian dan saluran yang dapat mengembang paling banyak terutama di daerah epigaster, lambung terdiri dari bagian atas fundus uteri berhubungan dengan esofagus melalui orifisium pilorik, terletak di bawah diafragma di. depan pankreas dan limpa, menempel di sebelah kiri fundus uteri. Bagian lambung terdiri dari: Fundus ventrikuli, bagian yang menonjol ke atas terletak sebelah kiri osteum kardium dan biasanyanya penuh berisi gas. Korpus ventrikuli, setinggi osteum kardiun, suatu lekukan pada bagian bawah kurvatura minor. Antrum pilorus, bagian lambung berbentuk tabung mempunyai otot yang tebal membentuk spinter pilorus. Kurvatura minor, terdapat sebelah kanan lambung terbentang dari osteum kardiak sampai ke pilorus. Kurvatura mayor, lebih panjang dari kurvatura minor terbentang dari sisi kiri osteum kardiakum melalui fundus ventrikuli menuju ke kanan sampai ke pilorus inferior. Ligamentum gastro lienalis terbentang dari bagian atas kurvatura mayor sampai ke limpa. Osteum kardiakum, merupakan tempat dimana osofagus bagian abdomen masuk ke lambung. Pada bagian ini terdapat orifisium pilorik. Lambung bagian distal terjadi gerakan peristaltik untuk menggiling, mencampur dan mengalirkan makanan ke usus.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



265



Gambar 9.5 Gerakan Peristaltik Lambung 5. Usus halus Pada bagian atas usus halus, kimus melewati lubang saluran empedu, yang meneteskan cairan ke dalam usus halus berasal dari dua alat, yaitu kantong empedu dan pankreas. Kimus kemudian melewati duodenum, jejenum, dan illeum yang panjang kurang lebih 6 meter. Sebagian pencernaan diselesaikan di duodenum, jejenum dan illeum.



Pergerakan pada usus halus Untuk mengalirkan dan memproses makanan agar bisa diabsorbsi dan diteruskan ke bagian usus besar, maka usus halus melakukan gerakangerakan sebagai berikut : 1. Gerakan pendulum : gerakan mencampur makanan dengan enzim-enzim pencernaan 2. Gerakan segmentasi : gerakan memotong-motong makanan 3. Gerakan peristaltik : gerakan mendorong makanan ke arah belakang



266



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Gambar 9.6 Pergerakan Usus halus



Intestinum minor adalah bagian dari Sistem Pencernaan Makanan yang berpangkal pada pilorus dan berakhir pada seikum panjangnya sekitar 6 m, merupakan saluran paling panjang tempat proses pencernaan dan absorpsi hasil pencernaan yang terdiri dari:Lapisan usus halus; mukosa (sebelah dalam). Lapisan melingkar ( M. sirkuler), lapisan otot memanjang (M. longitudinal) dan lapisan serosa (sebelah luar) . Duodenum. Disebut juga usus 12 jari, panjangnya sekitar 25cm berbentuk sepatu kuda melengkung kekiri, pada lengkungan ini terdapat pankreas. Dan bagian kanan duodenum ini terdapat selaput lendir yang membukit disebut Papila vateri. Pada papila vateri ini bermuara saluran empedu (duktus koledokus) dan saluran pankreas (duktus wirsungi / duktus pankreatikus). Empedu dibuat di hati, untuk dikeluarkan ke duodenum melalui duktus koledokus yang fungsinya mengemulsikan lemak dengan bantuan lipase. Pankreas juga menghasilkan amylase, yang berfungsi



Anatomi dan Fisiologi Manusia



267



mencerna hidrat arang menjadi disakarida, dan tripsin yang berfungsi mencerna protein menjadi asam amino atau albumin dan polipeptika. Dinding duodenum mempunyai lapisan mukosa yang banyak mengandung kelenjar, yang disebut kelenjar-kelenjar brunner, berfungsi untuk memproduksi getah intestinum.



Yeyunum dan



Ileum, mempunyai panjang sekitar 6 m. Dua per lima bagian atas adalah yayenum dengan panjang sekitar 2-3 m, dan ileum dengan panjang sekitar 4-5 m. Lekukan yayenum dan ileum melekat pada dinding abdomen posterior dengan perantaraan lipatan peritoneum yang berbentuk kipas dikenal sebagai mesenterium. dan vena mesentrika superior, pembuluh limfe dan saraf ke ruang antara 2 lapisan peritoneum yang membentuk mesenterium. Sambungan antara yeyenum dan ileum tidak mempunyai batas yang tegas. Ujung bawah ileum berhubungan dengan seikum dengan perantaraan lubang yang bernama orifisium ileoselkalis. Orifisium ini diperkuat oleh spinter ileoselkalis dan pada bagian ini terdapat katup valvula seikalis atau valvula baukini, berfungsi untuk mencegah cairan dalam kolom assendens tidak masuk kembali kedalam ileum. Mukosa usus halus. Permukaan epitel yang sangat luas melalui lipatan mukosa dan mikrovili memudahkan pencernaan dan absorpsi, lipatan ini dibentuk oleh mukosa dan sub mukosa yang dapat memperbesar permukaan usus.



Pada penampang melintang vili



dilapisi oleh epitel dan kripta yang menghasilkan bermacam-macam hormon jaringan dan enzim yang memegang peranan aktif dalam pencernaan.. 268



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Absorpsi.



Absorpsi



makanan



yang



sudah



dicernakan



seluruhnya berlangsung di dalam usus halus melalui 2 (dua) saluran yaitu pembuluh kapiler dalam darah dan saluran limfe di sebelah dalam permukaan vili usus. Sebuàh vilus berisi lakteal, pembuluh darah epitelium dan jaringan otot yang di ikat bersama oleh jaringan limfoid seluruhnya diliputi membran dasar dan ditutupi oleh epitelium. Karena vili keluar dari dinding usus maka bersentuhan dengan makanan cair dan lemak yang diabsorbsi ke dalam lakteal kemudian berjalan melalui pembuluh limfe masuk ke dalam pembuluh kapiler darah di vili dan oleh vena porta dibawa ke hati untuk mengalami beberapa perubahan.



Gambar 9.7 Skema Struktur Usus Halus



Anatomi dan Fisiologi Manusia



269



Keterangan gambar: 1. Serosa 2. Lapisan otot longitudinal 3. Lapisan otot sirkuler 4. Mukosa 5. Lapisan otot lebih lanjut 6. Sel penghasil mukus 7. Epitel untuk absorbsi 8. Kripta Liberkhun 9. Vili 10. Mikrovili (brush border) 11. Mesenterium 12. Pembuluh limfe 13. Pembuluh darah vena 14. Pembuluh darah arteri 15. Saraf 16. Plexus mienterikus 17. Plexus submukosa



Fungsi usus halus, terdiri dari; 1) Menerima zat-zat makanan yang sudah dicerna untuk diserap melalu i kapiler-kapiler darah dan saluran-saluran limfe. 2) Menyerap protein dalam bentuk asam amino. 3) Karbohidrat diserap dalam bentuk monosakarida 4) Emulsi Lemak Di dalam usus halus terdapat kelenjar yang menghasilkan getah usus yang menyempurnakan makanan; 1) Enterokinase, mengaktifkan enzim proteolitik. 2) Eripsin, menyempurnakan pencernaan protein menjadi asam amino. 270



Anatomi dan Fisiologi Manusia



a.Laktase mengubah laktosa menjadi monosakarida. b. Maltosa mengubah maltosa menjadi monosakarida. c. Sukrosa mengubah sukrosa menjadi monosakarida.



Gambar 9.8 Proses Pencernaan Karbohidrat, Protein, Lemak Dan Asam Nukleat Secara Enzimatis 6. Usus Besar Kimus melalui sfingter lain yaitu, katup ileosekal yang berada pada awal usus besar di bagian kanan perut. Kimus kemudian melewati lubang lain yang menuju ke apendiks (usus buntu) dan berjalan melalui usus besar naik (ascending colon), ke usus besar melintang ( transverse colon) dan ke usus besar turun (descending colon) ke dalam rektum.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



271



Gambar 9.9 Struktur Kolon



7. Rektum Sewaktu kimus melalui usus besar dan menuju ke rektum, air keluar dari kimus sehingga terdapat sisa yang semi-padat. Otot-otot rektum menahan sisa makanan ini hingga tiba waktunya untuk dikeluarkan dari tubuh. Pada saat ini otot-otot rektum mengendor dan sisa makanan keluar melalui sfingter terahir yaitu anus yang membuka.



272



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Kelenjar Pencernaan Hati (Hepar) Hati merupakan kelenjar terbesar dan terpenting dalam tubuh. Berwarna coklat dan beratnya ± 1.5 kg. Hati mempunyai dua jenis peredaran darah yaitu arteri hepatica dan vena porta. Arteri hepatica, keluar dari aorta dan memberi 1/5 darah pada hati, darah ini mempunyai kejenuhan 95%-100, masuk ke dalam hati akan membentuk jaringan kapiler setelah bertemu dengan kapiler vena, akhirnya keluar sebagai vena hepatica. Vena porta, yang terbentuk dari lienalis dan vena mesentrika superior menghantarkan 4/5 darahnya ke hati. Darah ini mempunyai kejenuhan 70% sebab beberapa oksigen telah diambil oleh limfe dan usus. Guna darah ini membawa zat zat makanan ke hati yang telah diabsorpsi oleh mukosa dan usus halus. Besarnya kira-kira berdiameter 1 mm.Darah yang berasal dari vena porta bersentuhan erat dengan sel hati, Pembuluh darah halus berjalan diantara lobules hati, disebut vena interlobular. Dari sisi cabang-cabang kapiler masuk ke dalam bahan lobulus yaitu vena lobuler. Pembuluh darah ini mengalirkan darah dalam vena lain yang disebut vena sublobuler, yang satu sama lain membentuk vena hepatica dan langsung masuk ke dalam vena kava inferior. Empedu dibentuk dalam sela-sela kecil di dalam sel hepar melalui kapiler empedu yang halus atau korekuli.Bahan-bahan termasuk glikogen lemak, vitamin, zat besi, vitamin yang larut dalam minyak atau lemak disimpan di hati. Hati membantu mempertahankan suhu tubuh karena luasnya organ ini dan banyaknya kegiatan



Anatomi dan Fisiologi Manusia



273



metabolism yang berlangsung sehingga mengakibatkan darah banyak mengalir melalui organ ini yang menaikan suhu tubuh.fungsi hati Mengubah zat makanan yang diabsorpsi dari usus dan yang disimpan disuatu tempat dalam tubuh, dikeluarka sesuai dengan pemakaiannya dalam jaringan, Mengubah zat buangan dan zat beracun untuk di ekresi dalam empedu dan urine, Menghasilkan enzim glikogenik glukosa menjadi nglikogen, Pembentukan ureum, hati menerima asam amino diubah menjadi ureum, dikeluarkan dari darah oleh ginjal dalam bentuk urine, Menyiapkan lemak untuk pemecahan terakhir asam karbonat dan air. Kantung Empedu Sebuah kantong yang berbentuk terong dan merupakan membrane berotot, letaknya dalam sebuah lobus di sebuah permukaan bawah hati sampai pinggir depanyya, panjangnya 8-12 cm, berkapasitas 60 cm³. Lapisan empedu terdiri dari lapisan luar serosa/parietal, lapisan otot bergaris, lapisan dalam mukosa/visceral disebut juga membrane mukosa. Duktus sitikus, panjangnya ± 3,5 cm yang berjalan dari lekuk empedu berhubungan dengan duktus hepatikus membentuk saluran empedu ke duodenum. Sterkobilin member warna feses dan sebagian diabsorpsi kembali oleh darah dan membuat warna pada urine yang disebut urobilin.



274



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Bagian-bagian dari kandung empedu : -



Fundus vesika felea, merupakan bagian kandung empedu yang paling akhir setelah korpus vesika felea.



-



Korpus vesika felea, bagian dari kandung empedu yang di dalamnya berisi getah empedu.



-



Leher kandung kemih, merupakan leher dari kandung empedu yang di dalamnya berisi getah empedu.



-



Duktus sistikus, panjangnya ± 3¾ cm berjalan darimleher kandung empedu



dan



bersambung



dengan



duktus



hepatikus,



membentuknsaluran empedu ke duodenum. -



Duktus Hepatikus, saluran yang keluar dari leher.



-



Duktus koledokus saluran yang membawa empedu ke duodenum.



Fungsi kantung empedu : -



Sebagai persediaan getah empedu, membuat getah empedu menjadi kental.



-



Getah empedu adalah cairan yang dihasilkan oleh sel-sel hati, jumlah setiap hari dari setiap orang dikeluarkan 500-1000 cc. Sekresi digunakan untuk mencerna lemak.



Fungsi empedu adalah : -



Mengemulsikan lemak dalam usus halus.



-



Mengabsorbsi lemak



-



Membantu dalam pengeluaran kolesterol dari dalam tubuh



Anatomi dan Fisiologi Manusia



275



Pankreas Pankreas merupakan kelenjar yang besifat endokrin dan eksokrin. Bersifat endokrin karena menghasilkan hormone insulin dan hormone glukogen yang dimasukkan ke darah. Bersifat eksokrin karena menghasilkan enzim pencernaan. Keluarnya enzim dari pancreas karena dipengaruhi oleh enzim pankreozimin. Pankreas menghasilkan enzim-enzim pencernaan sebagai berikut: 1. Tripsinogen, diaktifkan oleh enzim enterokinase menjadi tripsin. Tripsin berfungsi mengubah polipeptida menjadi peptida. 2. Kimotripsinogen, diaktifkan oleh tripsin menjadi kimotripsin yang berfungsi membantu tripsin. 3. Peptidase, berperan mengubah senyawa peptide menjadi asam amino . 4. Lipase, berfungsi mengubah lemak menjadi asam lemak dan gliserol. 5. Amilase, berfungsi mengubah amilum menjadi maltosa. 6. Nuklease,



berfungsi



memecah



asam



nukleat



menjadi



nukleotida. 7. NaHCO3atau KHCO3 atau ion bikarbonat HCO3-, berfungsi menetralkan suasana asam yang berasal dari lambung.



276



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Fungsi Pankreas : •



Fungsi Eksokrin, membentuk getah pancreas yang berisi enzim dan elektrolit.



•



Fungsi Endokrin, sekelompok kecil sel epithelium yang berbentuk pulau-pulau kecil atau pulau langerhans, yang bersama-sama



membentuk



organ



endokrin



yang



mengekresikan insulin. •



Fungsi sekresi eksternal, Cairan pancreas dialirkan ke duodenum yang berguna untuk proses pencernaan makanan di intestinum.



•



Fungsi sekresi internal, sekresi yang dihasilkan oleh pulaupulau langerhans sendiri langsung dialirkan ke dalam peredaran darah.



9.5 Proses Pencernaan 1. Peristaltik Bolus dari dari ujang esofagus bergerak dengan gerakan peristaltik, yaitu gerakan bergelombang yang disebabkan oleh kontraksi otot pada dinding saluran cerna yang mendorong makanan sepanjang saluran cerna. Gerakan ini dimungkinkan oleh otot-otot yang melingkar dan otot-otot yang ,memanjang ( longitudinal). Gelombang kontraksi pada saluran cerna bergerak dengan kecepatan dan intensistas berbeda, bergantung pada bagian saluran cerna bersangkutan dan tidsak adanya makanan. Misalnya: di dalam



Anatomi dan Fisiologi Manusia



277



lambung gelombang terjadi 3 kali per menit, sedangkan di dalam usus halus menjadi 10 kali per menit. 2. Proses di dalam lambung Diantara seluruh bagian saluran cerna, lambung mempunyai dinding paling tebal dan otot paling kuat. Di samping otot yang melingkar dan memanjang, lambung mempunyai lapisan otot diogonal yang secara bergiliran berkontraksi dan mengendor. Ketiga otot ini yang menekan kimus kebawah sfingter pilorus tetap tertutup rapat untuk mencegah kimus masuk ke dalam dodenum. Tetap setelah lambung menghasilkan cairan dan kimus menjadi cairan halus sfingter pilorus membuka sebentar kira-kira 3 kali permenit dan kimus membuka sedikit demi sedikit masuk ke duodenum. 3. Segmentasi Organ pencernaan tidak saja mendorong, akan tetapi secara periodik juga memeras isinya sepanjang saluran, sehingga memungkin kan getah pencernaan dan sel-sel dinding usus bersentuhan baik dengan isi saluran cerna. 4. Kontraksi sfingter Ada empat jenis otot sfingter yang membagi saluran cerna ke dalam bagian-bagian utama. Otot-otot ini mencegah terjadinya arus balik isi saluran cerna . sfingter kardiak mencegah isi lambung kembali ke esofagus. Dan sfingter ileosekal mengosongkan isi usus halus kedalam usus besar.



278



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Yang mempengaruhi refleks pencernaan : 1. Pembesaran dinding saluran pencernaan akibat peningkatan isi dalam lumen 2. Osmolaritas chyme 3. Keasaman chyme 4. Konsentrasi makanan tertentu



Pengaturan Pada Proses Pencernaan Pengaturan proses pencernaan oleh saraf diaatur oleh sistem saraf lokal yaitu sistem saraf enterik (myenterik plexus dan submukosa plexus), saraf Simpatis dan parasimpatis masuk ke dalam plexus. Pengaturan proses pencernaan oleh hormon dilakukan melalui sekretin, cholecytokinin (CCK), gastrin, glukosa insulinotropic peptide (GIP). Kerja hormon pencernaan : 1. Setiap hormon berperan pada sistem kontrol umpan balik yang mengatur aspek lingkungan lumen 2. Setiap hormon memepengaruhi lebih dari satu sel target, Asam lemak mempengaruhi Cholecytokinin meningkat serta lipase dan garam empedu juga meningkat



9.6 Tahap akhir pencernaan Selama proses pencernaan, zat-zat energi- karbonhidrat, lemak dan protein dipecahkan menjadi bentuk-bentuk dasar dan siap diabsorpsi. Zat-zat lain vitamin dan mineral dan air pada umumnya



Anatomi dan Fisiologi Manusia



279



tidak dipecahkan, dan diobsorpsi sebagaimana adanya. Sisa-sisa yang tidak dicernakan, seperti serat tidak diobsorpsi dan melewati saluran cerna dalam bentuk semi padat. Sisa-sisa ini membantu peristaltik usus. Serat juga menyerap air agar feses tidak menjadi keras. Usus besar bagian akhir dari saluran cerna berperan sabagai tempat mengumpulkan sisa makanan padat, tempat mengobsorpsi air dan mineral tertentu serta tempat pertumbuhan bakteri. Sisa makanan ditahan didalam kolon hingga dikeluarkan dalam bentuk feses. Makanan paling lama ditahan di dalam kolon, sering sampai 24 jam, karena kontraksi peristaltik dan segmentasi bergerak lebih lambat dalam kolon, bakteri mendapat kesempatan berkembang biak. Bekteri mendapatkan makanan dari sisa-sisa makanan yang ada dalam kolon. Beberapa produk kimia hasil metabolisme bakteri dapat diserap kembali melalui kolon sampai 10% energi yang diabsorsi seseorang dapat berasal dari jalur ini.



9.7 Absorpsi A. Sistem absorpsi Villi secara terus menurus dalam keadaan bergerak. Tiap vilus dilapisi oleh oleh lapisan otot yang sangat tipis. Tiap molekul zat gizi yang ukurannya cukup kecil untuk terserap terjerat di dalam mikrovili dan diserap kedalam sel. Sebagian zat gizi yang belum sesuai dicerna terlebih dahulu diselesaikan pencernaannya didalam mikrovili dengan bantuan enzim-enzim.Pada tiap vili terdapat pembuluh-pembuluh darah dan pembuluh-pembuluh. Limpa/ getah bening yang berasal 280



Anatomi dan Fisiologi Manusia



dari sistem peredaran darah dan sistem limfe/getah bening yang merupakan sistem tranportasi zat-zat gizi. Melekul zat gizi yang menembus sebuah sel vilus, dapat memasuki darah limfe untuk dibawa kebagian-bagian tubuh. Absorpsi terutama terjadi pada permukaan usus halus, panjangnya 6 meter dan diameter kurang lebih 2,5cm yang mempunyai permukaan yang sangat luas, dalaman usus sekilas nampak licin jika dilihat dibawah mikroskop tampak berlipatlipat. Tiap lipatan mempunyai ribuan jonjotan ynag dinamakan vili, sebuah vili mempunyai ratusan sel yang mempunyai buluh yang sangat halus yang dinamakan mikrovili atau brush border. Vili secara trus menerus bergerak, tiap zat gizi yang ukurannya cukup kecil diserap dan terjerat didalam mikrovili dan diserap kedalam sel. Pada tiap vili terdapat pembuluh darah dan sistem limfe yang merupakan sistem transportasi zat gizi.didalam mikrovili terdapat bermacam-macam enzim yang mencerna zat gizi yang sesuai, zat-zat gizi yang lebih awal



berada dalam keadaan siap diserap akan



diabsorpsi pada bagian awal dari saluran cerna, zat-zat gizi yang larut air diabsorpsi langsung kedalam pembuluh darah.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



281



Gambar 9.10 Absorpsi Nutrien Di Vili Usus B. Absorpsi Absropsi pasif terjadi ila zat gizi diabsorpsi tampa menggunakan alat angkut/energi hal ini terjadi bila konsentrasi zat gizi dalam saluran cerna lebih tinggi dari pada sel yang mengabsorpsi. Absorpsi fasilitatik, menggunakan alat angkut protein untuk memindahkan zat gizi dari saluran cerna ke sel yang mengabsorpsi, absorpsi ini tidak membutuhkan energi terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi. Absorpsi aktif, mengguanakan alat angkut protein dan energi, sebagai sumber energi adalah ATP yang secara aktif memompa senyawa bersangkutan kedala vili sehingga dapat memindahkan larutan yang berkonsentrasi rendah ke tinggi. Absorpsi fogositosis, membran sel282



Anatomi dan Fisiologi Manusia



sel epitel menelan zatzat yag akan diabsorpsi, dengan cara ini dapat diabsorpsi butiran besar seperti protein utuh, masuknya protein asing melalui saluran cerna kedalam peredaran darah yang menimbulkan reaksi alergi disebabkan oleh fagositosis.



9.8 Sistem Transportasi Sistem vaskular Sistem vaskular



atau sistem peredaran darah, merupakan



sistem pembuluh darah tertutup, yang memungkinkan darah mengalir secara terus-menerus dalam bentuk angka delapan dengan jantung ditengah yang berfungsi sebagai pompa. Semantara bersikulasi didalam sistem ini, darah memungut dan mengantarkan bahan-bahan itu sesuai dengan kebutuhan. Semua jaringan tubuh memperoleh oksigen dan zat-zat gizi dari darah dan mengeluarkan karbondioksida dari darah melalui pernafasan



dan menggantinya dengan oksigen



untuk dibawa darah keseluruh tubuh. dan sisa lainnya juga melalui darah, sisa lainnya disaring dari darah didalam ginjal untuk dikeluarkan melalui kemih.



9.9 Proses Pencernaan Karbohidrat Pencernaan, absorpsi, tranportasi dan metabolisme Tujuan akhir pencernaan dan absorpsi karbohidrat adalah mengubah karbohidrat menjadi ikatan-ikatan yang lebih kecil, terutama berupa glukosa dan fruktosa, sehingga dapat diserap oleh pembuluh darah melalui dinding usus halus. pencernaan karbohidrat



Anatomi dan Fisiologi Manusia



283



komplek dimulai dari mulut dan diakhiri di usus halus. Karbohidrat yang tidak dicernakan memasuki usus besar untuk sebagian besar dikeluarkan dari tubuh. Mulut Pencernaan karbohidrat dimulai di mulut. Bolus makanan yang diperoleh setelah makanan dikunyah bercampur dengan ludah yang mengandung enzim amilase (sebelumnya dikenal sebagai ptialin). Amilase menghidrolisis pati atau amilum menjadi bentuk karbohidrat lebih sederhana, yaitu dekstrin. Bila berada di mulut cukup lama, sebagian diubah menjadi disakarida maltosa. Karena makanan berada di mulut hanya sebentar pencernaan di dalam mulut tidak berarti.



Usus Halus Sebagian besar pencernaan karbohidrat terjadi di dalam usus halus. Enzim amilase yang dikeluarkan oleh pankreas, mencernakan pati menjadi dekstrin dan maltosa. Penyelesaian pencernaan karbohidrat



dilakukan



oleh



enzim-enzim



disakaridase



yang



dikeluarkan oleh sel-sel mukosa usus halus berupa maltase, sukrase, dan laktase. Hidrolisis disakarida oleh enzim-enzim ini terjadi di dalam mikrovili dan monosakarida yang dihasilkan adalah se-bagai berikut: Monosakarida glukosa, fruktosa, dan galaktosa kemudian diabsorpsi melalui sel epitel usus halus dan diangkut oleh sistem sirkulasi darah melalui vena porta. Bila konsentrasi monosakarida di 284



Anatomi dan Fisiologi Manusia



dalam usus halus atau pada mukosa sel cukup tinggi, absorpsi dilakukan secara pasif atau fasililatif. Tapi, bila konsentrasi turun, absorpsi dilakukan secara aktif melawan gradien konsentrasi dengan menggunakan energi dari ATP dan ion natrium. Glukosa dan galaktosa lebih cepat diabsorpsi daripada fruktosa. Monosakarida melalui vena porta dibawa ke hati di mana fruktosa dan galaktosa diubah menjadi glukosa. Jadi, semua disakarida pada akhirnya diubah menjadi glukosa.



Usus Besar Dalam



waktu



1-4



jam



setelah



selesai



makan,



pati



nonkarbohidrat atau serat makanan dan sebagian kecil pati yang tidak dicernakan masuk ke dalam usus besar. Sisa-sisa pencernaan ini merupakan substrat potensial untuk difermentasi oleh mikroorganisma di dalam usus besari Substrat potensial lain yang difermentasi adalah fruktosa, sorbitol, dan monomer lain yang susah dicernakan, laktosa pada mereka yang kekurangan laktase, serta rafinosa, stakiosa, verbaskosa, dan fruktan.



Metabolisme Karbohidrat Peranan



utama



karbohidrat



di



dalam



tubuh



adalah



menyediakan glukosa bagi sel-sel tubuh, yang kemudian diubah menjadi energi. Glukosa memegang peranan sentral dalam metabolisme karbohidrat. Jaringan tertentu hanya memperoleh energi



Anatomi dan Fisiologi Manusia



285



dari karbohidrat seperti sel darah merah serta sebagian besar otak dan sistem saraf.



Menyimpan Glukosa dalam Bentuk Glikogen Salah satu fungsi utama hati adalah menyimpan dan mengeluarkan glukosa sesuai kebutuh-an tubuh. Kelebihan glukosa akan disimpan di dalam hati dalam bentuk glikogen. Bila persediaan glukosa darah menurun, hati akan mengubah sebagian dari glikogen menjadi glukosa dan mengeluarkannya ke dalam aliran darah.



Penggunaan Glukosa untuk Energi Bila glukosa memasuki sel, enzim-enzim akan memecahnya menjadi bagian-bagian kecil yang pada akhirnya akan menghasilkan energi, karbon dioksida dan air. Bagian-bagian kecil ini dapat pula disusun kembali menjadi lemak.



Perubahan Glukosa Menjadi Lemak Kelebihan karbohidrat di dalam tubuh diubah menjadi lemak. Perubahan ini terjadi di dalam hati. Lemak ini kemudian dibawa ke sel-sel lemak yang dapat menyimpan lemak dalam jumlah tidak terbatas. Fungsi karbohidrat Sumber Energi, Pemberi Rasa Manis pada Makanan, Penghemat Protein, Pengatur Metabolisme Lemak, Membantu Pengeluaran Feses.



286



Anatomi dan Fisiologi Manusia



2.10 Proses Pencernaan Lipid Pencernaan, Absorpsi, Transportasi dan Metabolisme Triasilgliserol/trigliserida yang merupakan sebagian besar lemak makanan, harus dipecah menjadi gliserida dan asam lemak sebelum dapat diabsorpsi. Sebagian besar orang dewasa dapat mencerna dan mengabsorpsi lemak secara efisien hingga 95% dari yang dikomsumsi. Lemak tidak bermuatan listrik sehingga bersifat netral dan hidrofobik. Bila dicampur dengan air, lemak akan memisah. Enzim, sebaliknya, mempunyai bagian-bagian yang bermuatan positif dan negatif. Oleh karena itu enzim bersifat hidrofilik, yaitu dapat bercam-pur baik dengan air yang bersifat polar. Agar lemak dapat bercampur baik dengan air, dan enzim dapat bekerja untuk mencernakan lemak, terlebih dahulu lemak harus mengalami proses emulsifikasi.



Emulsifikasi Di dalam lambung tidak terjadi emulsifikasi lemak sehingga pencernaan lemak di dalam lambung sangat terbatas. Emulsifikasi terjadi di dalam usus halus dengan bantuan asam empedu. Pada waktu lemak memasuki usus halus, hormon kolesistokinin memberi isyarat kepada kantung empedu untuk mengeluarkan cairan empedu. Cairan empedu berperan sebagai bahan emulsi.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



287



Pencernaan Sebagian besar pencernaan trigliserida terjadi di dalam usus halus. Enzim utama yang berperan dalam pencernaan lemak adalah lipase. Lipase sebagian besar dibentuk oleh pan-kreas dan selebihnya oleh dinding usus halus. Hampir separo dari trigliserida berasal dari makanan dihidrolisis secara sempurna oleh enzim ini menjadi asam lemak dan



gliserol. Selebihnya dipecah menjadi digliserida,



monogliserida dan asam lemak. Ringkasan proses pencernaan lipida ini dapat dilihat pada Tabel 4.2.



Tabel 9.1 Ringkasan Proses Pencernaan Lipida Saluran



Proses pencernaan



pencernaan 1. Mulut



Mengunyah, mencampur dengan air ludah dan ditelan. Kelenjar ludah mengeluarkan enzim lipase lingual.



2. Esofagus



Tidak ada pencernaan.



3. Lambung



Lipase



lingual



memulai



dalam



jumlah



terbatas



hidrolisistrigliserida



menjadi



digliserida dan asam lemak. Lemak susu lebih banyak



dihidrolisis.



Lipase



lambung



menghidrolisis lemak dalam jumlah terbatas. 4. Usus halus



Asam



empedu



mengemulsi



lemak.



Lipase



berasal dari pancreas dan dinding usus halus menghidrolisis lemak dalam bentuk emulsi 288



Anatomi dan Fisiologi Manusia



menjadi digliserida, monogliserida, gliserol dan asam lemak. Fosfolipase berasal dari pankreas menghidrolisis fosfolipida menjadi asam lemak dan



lisofosfogliserida.



berasal



dari pankreas



Kolesterol



esterase



menghidrolisis



ester



kolesterol. 5. Usus besar



Sedikit lemak dan kolesterol yang terkurung dalam



serat makanan, dikeluarkan melalui



feses.



Absorpsi dan Transportasi Absorpsi lipida terutama terjadi dalam jejunum. Hasil pencernaan lipida diabsorpsi ke dalam membran mukosa usus halus dengan cara difusi pasif. Perbedaan konsentrasi diper-oleh dengan cara: (1) kehadiran protein pengikat asam lemak yang segera mengikat asam lemak yang memasuki sel; (2) esterifikasi kembali asam lemak menjadi monogliserida, yaitu produk utama pencernaan yang melintasi mukosa usus halus.



Metabolisme Lipida Simpanan lemak dalam tubuh terutama dilakukan di dalam sel lemak dalam jaringan adipos. Sel-sel adipos mempunyai enzim khusus pada permukaannya, yaitu lipoprotein lipase (LPL) yang dapat melepas



trigliserida



dan



lipoprotein,



menghidrolisisnya



dan



meneruskan hasil hidrolisis ke dalam sel. Di dalam sel terdapat enzim



Anatomi dan Fisiologi Manusia



289



lain yang merakit kembali bahan-bahan hasil hidrolisis menjadi trigliserida untuk disimpan sebagai cadangan energi. Sel-sel adipos menyimpan lemak setelah makan bilamana kilomikron dan VLDL yang mengandung lemak melewati sel-sel tersebut.



9.10 Pencernaan Protein Protein merupakan merupakan komponen dalam setiap sel hidup adalah molekul yang kompleks, besar, dan tersusun atas unitunit pembangunan yang disebut asam amino. Sama halnya dengan karbohidrat, asam amino juga merupakan senyawa organik yang tersusun dari atom karbon, hidrogen dan oksigen. Fungsi Protein Protein melaksanakan banyak fungsi dalam tubuh: •



Fungsi utama protein adalah untuk pertumbuhan,perbaikan dan perawatan struktur dan jaringan tubuh. Sel-sel tubuh selalu membuat protein untuk Menganti protein yang pecah pada pemakain normal.



•



Protein berfungsi dalam pembentukan hormon, seperti insulin dan epinefrin.



•



Protein dapat bekerja seperti enzim yang membantu beberapa reaksi kimia tertentu, seperti pencernaan atau sintesis protein.



290



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Pencernaan Protein Enzim aktif dalam lambung dan usus memecahkan protein menjadi berbagai substansi, separti yang ditunjukkan dibawah ini: Tabel 9.2 Pencernaan Protein Dengan Enzimatis Organ Lambung



Enzim Aktif Pepsin



Kerja Pencernaan Memecah



protein



menjadi



polipeptida Usus



Enzim tripsin-



Memecah



protein



pankreas



polipeptidamenjaditripeptida



dan



dan dipeptida.



Enzim



Memecah



protein



dan



kimotripsin



polipeptida menjadi tripeptida



pankreas



dan dipeptida.



Memecah polipeptida menjadi Karboksipeptidase peptida dan asam amino yang lebih sederhana



Memecah polipeptida menjadi Aminopeptidase



peptida, dipeptida dan asam amino.



Memecah dipeptida menjadi



Anatomi dan Fisiologi Manusia



291



Dipeptidase



asam amino.



Absorpsi Dan Transportasi Hasil ahir pencernaan protein adalah asam amino dan diserap dalam waktu 15 menit setelah makan, terjadi terutama dalam usus halus berupa sistem absorpi aktif yang membutuhkan energi, asam amino masuk kesirkulasi darah melalui vena vorta dan dibawa kehati, sebagian besar asam amino digunakan oleh hati sebagian yang lain dibawa darah ke sel-sel jaringan. Absorpsi protein mungkin tidak terjadi secara komplit beberapa jenis protein karena struktur fisika dan kimiawi tidak dapat dicerna dan dikeluarkan melalui usus halus tanpa perubahan, absorpsi asam amino bebas dan peptida mungkin tidak terjadi terutama bila fungsi



usus



halus



terganggu.



Metabolisme



protein



meliputi



penggunaan protein untuk membentuk protein atau asam amino tidak essensial, penggunaan asam amino untuk membentuk ikatan lain dan penggunaan asam amino sebagai energi.



292



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Gambar 10.11 Hubungan Jalur Metabolisme Karbohidrat, Protein Dan Lemak (Ganong 2003).



9.11 Kelainan atau Gangguan Sistem Pencernaan Kelainan atau gangguan sistem pencernaan pada manusia sebagai berikut: Tabel 9.3 Kelainan atau Gangguan pada Sistem Pencernaan (Campbell, 2004) Kelainan Karies pada



Penjelasan Karies gigi dikenal sebagai “gigi berlubang”. Lubang



Anatomi dan Fisiologi Manusia



293



gigi (dental caries)



terbentuk karena lapisan email gigi terkikis oleh asam yang dihasilkan oleh bakteri.



Adalah peradangan yang terjadi pada dinding Ulkus (tukak lambung. Hal tersebut disebabkan asam (HCl) yang lambung/mag) dihasilkan lambung terlalu banyak sehingga mengikis dinding lambung. Diare merupakan gangguan yang disebabkan infeksi Diare pada kolon. Infeksi ini terjadi karena bakteri tertentu (misalnya E.coli, V.cholerae, dan Aeromonas sp.) melimpah jumlahnya. Diakibatkan oleh feces sulit keluar karena Sembelit penyerapan air yang kuat. Semakin lama feses (konstipasi) berada di dalam usus besar, semakin banyak air yang terserap sehingga feses menjadi sangat keras dan sukar dikeluarkan Radang usus buntu sering disebabkan oleh bakteri. Radang usus Appendicitis dapat menyebabkan usus buntu buntu (appendicitis) bengkak, membusuk, dan pecah. Hepatitis



Parotitis



Ambien (hemorrhoid)



294



Hepatitis atau radang hati adalah penyakit yang disebabkan oleh beberapa virus yang menginfeksi hati. Parotitis atau penyakit gondong terjadi akibat adanya virus yang menginfeksi kelenjar air ludah di bagian bawah telinga Hemorrhoid yang lebih akrab disebut wasir atau ambeien adalah pembengkakan pada pembuluh darah vena di sekitar anus.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



9.12



Rangkuman Proses perubahan atau pemecahan zat makanan dari molekul



kompleks



menjadi



molekul



yang



lebih



sederhana



dengan



menggunakan enzim dan organ-ogran pencernaan. Proses pencernaan makanan yang terjadi dalam tubuh dibantu dengan enzim untuk mempercepat proses. Enzim ini dihasilkan oleh organ–organ pencernaan dan jenisnya tergantung dari bahan makanan yang akan dicerna oleh tubuh. Organ-organ pada sistem pencernaan yaitu terdiri dari : Mulut (oris), Tekak (faring), Lambung (ventrikulus),



Kerongkongan (esophagus),



Usus halus (intestinum minor), Usus dua



belas jari (duodenum), Usus kosong (jejunum) Usus penyerapan (ileum), Rectum, dan Anus. Pencernaan karbohidrat diingesti diubah menjadi glukosa yang merupakan



sumber



energi



utama,



katabolisme



karbohidrat



menghasilakan energi melalui tiga fase glikolosis, siklus krebs, dan rangkaian transpor elektron. Pencernaan protein dimulai dalam lambung dimana pepsin mengubah protein menjadi polipeptida, dan sebagian besar pencernaan protein berlangsung di usus halus dengan bantuan enzim yang disekresi pankreas (tripsin, kimotripsin, karboksipetidase memcah protein menjadi bahan lebih sederhana. Pencernaan lemak terjadi dalam mulut dan lambung usus halus, kerja otot secara umum bercampur lemak dengan isi lambung, lemak merangsang pelepasan hormon kolesistokinin yang merangsang kandung empedu untuk melepaskan empedu. Didalam usus halus, lipase pangkreas memecahkan satu demi satu asam lemak sampai



Anatomi dan Fisiologi Manusia



295



menjadi monogleserida. Pencernaan ahir fosfolipid adalah dua asam lemak bebas dan satu fosfor. 9.13 Latihan 1. Jelaskan nasib sepotong roti masuk ke mulut melewati organ pencernaan sampai menghasilkan energi yang digunakan untuk melakukan berbagai aktivitas 2. Mengapa proses pencernaan melibatkan enzim 3. Jelaskan hubungan metabolisme karbohidrat, protein dan lemak 4. Mengapa stress dapat mempengaruhi nafsu makan 5. Penyakit Diabetes Mellitus akhir-akhir ini semakin trend dan merupakan penyakit Silent Killer. Bagaimana cara mencegah dan menjaga agar tidak terhindar dari penyakit metabolik diabetes.



296



Anatomi dan Fisiologi Manusia



9.14 Referensi



Almatsier S, 2009, Prinsip Dasar Ilmu Gizi, Jakarta, Pt Gramedia Pustaka Utama. Dwijayanti L, 2008, Ilmu Gizi, Jakarta, buku kedokteran EGC. Campbell, N. A, Jane, B. R. dan Lawrence, G. M. 2003. Biologi Jilid 2 Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga. Campbell, dkk. 2004. Biologi Jilid 3 Edisi 5. Jakarta: Erlangga. Ganong. 1990. Fisiologi Kedokteran. Jakarta: EGC. Sherwood, lauralee. 2001. Fisiologi Manusia. Jakarta: EGC. Sloane, Ethel. 2003. Anatomi dan Fisiologi untuk Pemula. Jakarta: EGC.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



297



BAB X. ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM EKSKRESI PADA MANUSIA



10.1. Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi anatomi dan fisiologi sistem ekskresi manusia, mahasiswa diharapkan dapat: -



Menjelaskan peranan sistem ekskresi untuk homeostasis tubuh



-



Menjelaskan struktur dan fungsi ginjal manusia



-



Menjelaskan proses pembentukan urine dan pengeluaran urine



-



Menganalisis sistem ekskresi pada organ hati, kulit dan paru-paru



10.2. Peranan Sistem Ekskresi untuk Homeostasis Tubuh Kemampuan untuk bertahan dalam lingkungan osmotis yang tidak stabil telah dicapai oleh evolusi sistem ekskretori yang efektif. Organisme tingkat evolusi tinggi, yang memiliki sistem sirkulasi, melibatkan ginjal yang dilalui darah yang akan difiltrasi (Bresnick, 2003). Ginjal terdiri atas tubulus-tubulus. Sejumlah tubulus dari organ-organ yang padat ini tersusun dengan sangat teratur dan terkait erat dengan jejaring kapiler-kapiler. Sistem ekskresi manusia juga mencakup saluran-saluran dan struktur-struktur lain yang mengangkut urin dari tubulus-tubulus keluar dari ginjal dan, pada akhirnya, tubuh (Campbell, 2008). Fungsi ginjal meliputi: 1. Keseimbangan cairan dan elektrolit 298



Anatomi dan Fisiologi Manusia



2. Pengatur tekanan darah 3. Keseimbangan asam-basa 4. Stimulasi sumsum tulang untuk memproduksi sel darah merah (Bresnick, 2003).



10.3 Struktur dan Fungsi Ginjal Mamalia 10.3.1 Anatomi Makroskopis 1. Lokasi. Ginjal merupakan sepasang organ yang terletak di belakang organ abdomen di kedua sisi. Keduanya berada di belakang peritoneum, pada iga belakang bagian tengah sampai bawah. 2. Ukuran. ukuran ginjal manusia kira-kira sekepal tangan dan mencakup 1% dari seluruh berat tubuh total. 3. Aliran darah dan filtrasi. Ginjal menerima aliran darah masif-kira-kira 20% dari curah jantung. Ginjal menyaring plasma sampai 125 mL/menit, yang mendekati 170L/hari. 4. Lapisan luar. Ginjal diliputi kapsul ginjal yang merupakan lapisan tipis jaringan ikat. 5. Dua daerah fungsional memproduksi urine: a. Korteks merupakan lapisan fungsional sebelah luar. b. Medula merupakan lapisan fungsional sebelah dalam. 6. Struktur terkait. Papila memanjang dari korteks ke medula. Papila menyalurkan urine ke dalam piramida ginjal yang membawa urine ke pelvis ginjal (merupakan ruangan pengumpul



berbentuk



tabung di



Anatomi dan Fisiologi Manusia



ginjal).



Dari



pelvis 299



ginjal,dilanjutkan ke ureter, yakni saluran yang membawa urine ke kandung kemih. Urine meninggalkan kandung kemih melalui uretra.



Gambar 10.1 Anatomi Makroskopis Ginjal Manusia.



10.3.2 Anatomi dan Fungsi Mikroskopis 1. Nefron adalah satuan fungsional ginjal. Ginjal manusia mengandung lebih dari 1.000.000 nefron. Fungsi utama nefron ialah memungkinkan penyaringan plasma darah, memungkinkan reabsorbsi dan sekresi elektrolit dan nutrien utama. Produk akhir kegiatan ini ialah produksi urine yang pekat. 2. Untuk memahami fungsi ginjal, anatomi mikrosirkulasi di 300



ginjal harus diketahui. Anatomi dan Fisiologi Manusia



a. Ke arah ginjal. Darah memasuki ginjal dari aorta melalui arterirenalis. Arteri renalis bercabang-cabang dan membentuk hampir 1.000.000 cabang akhir yang dikenal



sebagai



anteriol



aferen.



Anteriol



aferen



membentuk jaringan kapiler kompleks yang disebut glomerulus. b. Menjauhi ginjal. Kapiler glomerulus berbentuk seperti gulungan benang wol yang menyerupai bola, dan memiliki pori-pori yang memungkinkan lewatnya elektrolit dan molekul-molekul kecil (yaitu, molekul dengan berat molekul kurang dari 200) yang akan disaring dari darah. Darah yang tidak disaring di glomerulus berjalan melalui arteriol



eferen



ke



pembuluh



vasa



rekta



yang



mereabsorbsi air dan solut dari ruang interstisial. Darah akhirnya kembali ke vena renalis dan vena kava. 3. Anatomi tubulus juga penting untuk memahami fungsi nefron. a. Nefron berawal di kapsul Bowman, yakni suatu struktur yang tersusun atas lapisan satu sel yang dekat dengan glomerulus. Filtrat darah yang difiltrasi glomerulus, berakumulasi di kapsul Bowman. b. Dari kapsul Bowman, filtrat berpindah ke dalam tubulus kontortus proksimal.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



301



c. Dari



tubulus



kontortus



proksimal,



filtrat



berjalan



melingkari suatu struktur seperti jepit-rambut berputar yang dikenal sebagai ansa Henle. d. Filtrat kemudian berpindah ke atas ansa Henle asendens tipis, lalu ke ansa Henle tebal, dan akhirnya mencapai tubulus kontortus distal. e. Tubulus kontortus distal langsung mengosongkan isinya ke duktus pengumpul yang akhirnya mengalirkan filtrat ke dalam pelvis ginjal.



Gambar 10.2 Anatomi Mikroskopik Nefron.



302



Anatomi dan Fisiologi Manusia



10.3.3 Pembentukan Urine 1. Pembentukan urine dimulai dengan ultrafiltrasi plasma darah dan akumulasi ultrafiltrat di lumen kapsul Bowman. a. Filtrasi ekstensif. Hingga 25% dari air dan solut yang mengalir melalui glomerulus difiltrasi ke dalam ruang Bowman. b. Perbedaan tekanan.Gaya dorong untuk filtrasi adalah perbedaan antara tekanan hidrostatik (tekanan darah) dan tekanan



osmotik



dalam



glomerulus.



Perbedaannya



mendekati 45 mmHg. c. Pembatasan berat. Oleh karena ukuran pori-pori kapiler glomerulus, maka hanya partikel dengan berat molekul kurang dari beberapa ratus yang dapat difiltrasi. Glukosa, elektrolit, asam amino, dan urea dapat



difiltrasi,



sedangkan albumin, sel, dan protein besar lainnya tidak dapat difiltrasi. 2. Dari 170 L plasma yang difiltrasi per hari, volume urine akhir yang diapai hanya sekitar 1,5L. Jadi, lebih dari 99% air dan sejumlah besar elektrolit direabsorbsi. 3. Sebagian zat keluar dalam urine dengan konsentrasi yang lebih tinggi daripada konsentrasinya dalam darah. Zat ini disekresi secara selektif dari tubulus ginjal ke urine. 4. Dari kapsul Bowman, filtrat berpindah ke ansa Henle desendens.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



303



a. Ansa henle desendens memiliki permeabilitas yang rendah terhadap ion natrium dan klorida, dan tidak terjadi transpor aktif di tempat ini. b. Tubulus ini sangat permeabel terhadap air. c. Gradien NaCl yang kuat berada di ruang interstisial di daerah ini. 5. Ansa Henle asendens tipis permeabel terhadap ion natrium dan klorida, dan sebagian peneliti meyakini bahwa transpor aktif ion natrium terjadi di tempat ini. 6. Ansa Henle asendens tebal menunjukkan hampir tidak ada permeabilitas terhadap air dan memperlihatkan adanya transpor aktif ion klorida dari lumen tubulus ke ruang interstisial. Hal ini diikuti ion natrium secara pasif. 7. Tubulus kontortus distal sangat aktof melakukan tranpor. a. Dibagian ini terjadi transpor aktif ion natrium diikuti oleh pergerakan pasif ion klorida. b. Protein transpor aktif lain memungkinkan perpinahan berbagai ion lain. (1) Terjadi kotranspor kalium-hidrogen. Ion kalium dieksresikan ke dalam lumen dari sel tubulus bersamasama dengan ion hidrogen. Kotranspor ini menjadi suatu



mekanisme



mengekskresikan



yang ion



memungkinkan kalium



dan



tubuh



mengatur



keseimbangan asam-basa tubuh dengan ion hidrogen.



304



Anatomi dan Fisiologi Manusia



(2) Hormon steroid aldosteron berperanpenting dalam mengontrol transpor ion natrium dan ion kaliumhidrogen di tubulus distal dan duktus pengumpul. 8. Duktus pengumpul membuang air dari cairan hipotonus yang memasuki tubulus distal dan dengan demikian, menghasilkan urine yang hiperosmotik (pekat). a. Hormon antidiuretik (ADH), atau vasopresin, harus ada agar duktus pengumpul permeabel terhadap air. b. jika tidak ada ADH, duktus menjadi tidak permeabel terhadap air, dan banyak air dari isi lumen yang akan terbuang. 9. Urine yang keluar dari duktus pengumpul dipekatkan dan mengandung: sejumlah besar sisa nitrogen (yaitu, urea), kurang dari 1% air dan garam yang difitarsi, dan zat yang disekresikan (misalnya, obat-obatan, racun).



10.3.4 Mekanisme Pemekatan Urine 1. Seiring dengan perginya garam secara pasif atau secara aktif melalui ansa Henle asendens yang tidak permeabel terhadap air, osmoaritas urine menurun. Akhirnya, ketika turun melewati duktus pengumpul, urine menjadi pekat kembali karena air dalam jumlah yang sangat besar keluar dari urine (akibat adanya ADH) sehingga memekatkan sisa solut.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



305



2. Fungsi countercurrent pada susunan sirkulasi nefron adalah membantu



mempertahankan



gradien



konsentrasi



di



interstisium. a. Aliran urine di tubulus berlawanan arah dengan aliran darah di vasa rekta. b. Aliran darah vasa rekta berawal di ansa Henle asendens tebal dan mengalirkan melingkari ansa Henle ke ansa Henle desendens. c. Dengan reabsorbsi selektif garam dan air, sistem countercurrent ini membantu mempertahankan gradien konsentrasi cairan interstisial. 3. Pembuluh vasa rekta membentuk jejaring seperti lengkungan yang melingkari setiap nefron. a. Darah turun dari korteks ke bagian medula yang lebih dalam dan membentuk jaringan vasa rekta. b. Vasa rekta kemudian naik ke arah korteks. Berpindah dari korteks ke medula, darah di vasa rekta mengambil garam dan



memberikan



air



secara



osmotis



untuk



menyeimbangkan peningkatan osmotis cairan interstisial. c. Seiring dengan darah kembali ke arah korteks dari medula di vena jaringan vasa rekta, darah memberikan garam dan menyerap air sebagai usaha menghadapi cairan interstisial yang osmolariasnya semakin berkurang secara progresif.



306



Anatomi dan Fisiologi Manusia



d. Tujuan sistem ini ialah untuk mempertahankan gradien konsentrasi cairan interstisial. Vasa rekta mengambil garam dan menyerap air untuk mengencerkan korteks



10.5. Paru-Paru Paru-paru mempunyai tugas utama mengikat oksigen (O2) dari udara oleh hemoglobin dalam eritrosit. Sebaliknya sebagian gas hasil oksidasi bahan makanan berupa karbondioksida dan air dalam sel jaringan akan diangkut melalui darah menju gelembung paru-paru untuk dilepaskan. Jadi udara yang dikeluarkan (dihembuskan) berupa karbodioksida dan uap air. Udara yang dihembuskan keluar mengandung 3-5% gas CO2. Jumlah udara seluruhnya yang dikeluarkan dalam sehari sebanyak 350-600 liter udara yang mengandung 200-300 gram zat karbondioksida (Iriana, 2012:284).



A. Struktur Paru-Paru Paru-paru berada di dalam rongga dada manusia sebelah kanan dan kiri yang dilindungi oleh tulang-tulang rusuk. Paru-paru terdiri dari dua bagian, yaitu paru-paru kanan yang memiliki tiga gelambir dan paru-paru kiri memiliki dua gelambir (gambar 1). Paru-paru sebenarnya merupakan kumpulan gelembung alveolus yang terbungkus oleh selaput yang disebut selaput pleura (Iriana, 2012:284).



Anatomi dan Fisiologi Manusia



307



Gambar 10.3 Struktur Paru-paru



B. Fungsi Paru-Paru Paru-paru merupakan organ yang sangat vital bagi kehidupan manusia karena tanpa paru-paru manusia tidak dapat hidup. Dalam Sistem Ekskresi, paru-paru berfungsi untuk mengeluarkan karbondioksida



O. Didalam paru-paru terjadi



proses pertukaran antara gas oksigen dan karbondioksida. Setelah membebaskan



oksigen,



sel-sel



darah



merah



menangkap



karbondioksida sebagai hasil metabolisme tubuh yang akan dibawa ke paru-paru. Di paru-paru karbondioksida dan uap air dilepaskan dan dikeluarkan dari paru-paru melalui hidung (Iriana, 2012:285).



308



Anatomi dan Fisiologi Manusia



C.



Proses paru-paru menghasilkan zat sisa yaitu karbon



dioksida dan uap air Di dalam tubuh makanan (glukosa) diubah menjadi energi kemudian juga menghasilkan zat sisa yaitu karbon dioksida dan uap air. Zat-zat sisa tersebut dikeluarkan dari sel-sel tubuh dan masuk ke dalam aliran darah menuju jantung yang kemudian dipompa menuju paru-paru hingga akhirnya sampai pada kapiler darah yang mengelilingi alveolus. Darah yang ada di dalam pembuluh kapiler di sekitar alveolus lebih banyak mengandung karbon dioksida daripada di alveolus. Akibatnya, karbon dioksida di pembuluh kapiler akan berdifusi melalui dinding pembuluh kapiler dan dinding alveolus. Agar C



dapat berdifusi sel-sel pembuluh kapiler atau dinding



alveolus harus dalam keadaan lembab akhirnya karbon dioksida dan uap air dialirkan keluar melalui saluran pernapasan (Iriana, 2012:285). Selain sebagai organ pernafasan, paru-paru juga sebagai alat ekskresi yaitu mengeluarkan karbondioksida dan uap air. Paruparu terletak dalam rongga dada dan bagian bawahnya menempel pada diafragma.



Mekanisme ekskresi paru-paru Dalam



sistem



ekskresi,



paru-paru



berfungsi



untuk



mengeluarkan Karbondioksida (CO2) dan Uap air (H2O). Didalam paru-paru terjadi proses pertukaran antara gas oksigen dan karbondioksida. Setelah membebaskan oksigen, sel-sel darah merah



Anatomi dan Fisiologi Manusia



309



menangkap karbondioksida sebagai hasil metabolisme tubuh yang akan dibawa ke paru-paru. Di paru-paru karbondioksida dan uap air dilepaskan dan dikeluarkan dari paru-paru melalui hidung. Jumlah oksigen yang diambil melalui udara pernapasan tergantung pada kebutuhan dan hal tersebut biasanya dipengaruhi oleh jenis pekerjaan, ukuran tubuh, serta jumlah maupun jenis bahan makanan yang dimakan. Oksigen yang dibutuhkan berdifusi masuk kedalam darah melalui kapiler darah yang menyelubungi alveolus. Selanjutnya, sebagian besar oksigen diikat oleh haemoglobin untuk diangkut ke sel-sel jaringan tubuh. Hemoglobin yang terdapat dalam butir darah merah atau eritrosit ini tersusun oleh senyawa hemin atau hematin yang mengandung unsur besi dan globin yang berupa protein.



Gambar 10.4 Difusi CO2 dan O2 di alveolus Paru- paru merupakan alat tubuh yang bertugas mengeluarkan zat sisa berupa karbon dioksida (CO2) dan uap air dalam kaitannya sebagai alat ekskresi. Gas karbon dioksida merupakan sisa proses 310



Anatomi dan Fisiologi Manusia



metabolisme dalam jaringan yang diangkut oleh darah ke paru – paru dan berdifusi dalam alveolus. Oksigen yang masuk ke paru – paru berikatan dengan hemoglobin



membentuk oksihemoglobin dalam



eritrosit



yang



mengalir menuju jaringan tubuh. Setelah sampai di sel- sel tubuh, O2 dilepas dari ikatan oksihemoglobin dan keluar menuju jaringan lalu masuk ke sel – sel tubuh. Pada saat yang sama, CO2 dari sel – sel tubuh masuk ke dalam darah. Sebagian kecilnya bergabung dengan hemoglobin



membentuk karboksihemoglobin.



Kebanyakan



CO2 membentuk HCO3- dengan plasma darah. Saat darah masuk ke dalam kapiler paru – paru, HCO3- berubah di dalam eritrosit menjadi H2O dan CO2. CO2 meninggalkan sel eritrosit dan kapiler.



10.6 Hati (Hepar) Kelenjar terbesar dalam tubuh dan merupakan alat tubuh yang terberat setelah kulit. Hati mempunyai berbagai fungsi, sehingga termasuk alat yang vital bagi kehidupan mausia. Hati mempunyai hubungan khusus dengan sistem pengeluaran. Selain itu, hati juga dapat dimasukkan dalam sistem pengeluaran atau pembangunan karena di dalam sel-sel hati, zat-zat beracun ditawarkan untuk selanjutnya diangkat ke alat pembangunannya. Hati terletak dirongga perut sebelah kanan atas di bawah sekat rongga badan atau diafragma. Hati terbagi dalam dua belahan utama, yaitu kanan dan kiri.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



311



Permukaan atas cembung dan terletak dibawah diafragma, permukaan bawah tidak rata dan memperlihatkan lekukan, disebut visura transversus. Hati berwarna merah tua, berat hati pada orang dewasa kira-kira 2 kg. Terdapat empat pembuluh darah utama yang terdapat pada hati (Iriana, 2012:286), yaitu: a. Arteri hepatika Keluar dari aorta dan memberikan seperlima darahnya kepaa hati. Darah yang dibawa memiliki kejenuhan 95-100% . b. Vena porta Mengantar 4/5 darah ke hati yang memiliki tingkat kejenuhan oksigen sebesar 70% hal tersebut terjadi karena beberapa oksigen telah diambil oleh limfa dn usus. c. Vena hepatika Mengembalikan darah dari hati ke vena kava inferior. Didalam vena hepatica tidak terdapat katup . d. Saluran empedu Terbentuk



dari



penyatuan



kapiler-kapiler



empedu



mengumpulkan empedu dari sel hati.



312



Anatomi dan Fisiologi Manusia



yang



Gambar 10.5 Struktur Hati Manusia



Fungsi Hati Fungsi yang amat penting yang bersangkutan dengan “isi normal darah”, antara lain (Iriana, 2012:287): 1. Membentuk sel darah merah pada masa hidup janin 2. Berperan dalam penghancuran sel darah merah 3. Menyimpan hematin yang dibutuhkan untuk penyempurnaan sel darah merah baru 4. Membersihkan bilirubin dari darah 5. Hati berkenaan dengan hasil protombin dan fibrinogen yang penting untuk pembentujan darah 6. Hati membantu mempertahankan suhu tubuh karena ukurannya yang besar dan benyaknya kegiatan metabolikyang berlangsung mengakibatkan darh mengalir melalui organ itu suhunya naik. 7. Vitamin A dan D dapat larut dalam lemak disimpan dalam hati.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



313



Proses Pembentukan Empedu Proses pembentukan empedu adalah (Iriana, 2012:286): -



sel-sel darah merah dirombak di dalam hati.



-



Hemoglobin dipecah menjadi zat besi, globin dan heme/hemin.



-



Zat besi dan globin didaur ulang dikirim ke sumsum merah tulang belakang menjadi darah baru, sedangkan heme dirombak menjadi bilirubin dan biliverdin yang berwarna hijau kebiruan dikirim ke kantung empedu.



-



Didalam usus zat empedu ini mengalami oksidasi menjadi urobilin berwarna kuning sehingga feses dan urin kekuningan.



Mekanisme Ekskresi Pada Hati Hati merupakan kelenjar terbesar pada manusia, warnanya merah tua, dan massanya lebih kurang 2 kg. Hati terbagi dalam dua belahan utama, yaitu belahan kanan dan kiri. Hati berperan sebagai alat ekskresi sekaligus alat sekresi, karena hati menghasilkan cairan empedu yang berguna dalam proses pencernaan lemak. Mekanisme Fungsi hati dalam sistem ekskresi yaitu mengekskresikan cairan empedu secara terus-menerus. Setiap harinya, hati mampu mengekskresikan cairan empedu 800–1.000 ml. Cairan empedu mengandung air, asam empedu, garam empedu, kolesterol, fosfolipid



314



Anatomi dan Fisiologi Manusia



(lesitin), zat warna empedu (pigmen bilirubin, dan biliverdin), serta beberapa ion. Cairan empedu berperan mencerna dan mengelmusikan lemak dalam usus, mengaktifkan lipase, mengubah zat yang tidak larut dalam air menjadi zat yang larut dalam air, serta membentuk urea dan amonia. Cairan empedu berasal dari penghancuran hemoglobin dari eritrosit yang telah tua. Hemoglobin ini akan diuraikan menjadi hemin, zat besi, dan globin. Zat besi dan globin akan disimpan di dalam hati kemudian dikirim ke sumsum tulang merah. Zat-zat tersebut digunakan dalam pembentukan antibodi atau hemoglobin baru. Sementara itu, hemin akan dirombak menjadi bilirubin dan biliverdin. Bilirubin dan biliverdin ini



merupakan



zat



warna



bagi



empedu dan mengandung warna hijau biru. Zat warna tersebut di dalam



usus



akan



mengalami



oksidasi



menjadi



urobilin. Urobilin kemudian diekresikan dari dalam tubuh dan memberi warna kekuningan pada feses dan urine. Pembuluh yang mengangkut darah keluar dari hati yaitu vena hepatika. Pertemuan antara pembuluh arteri hepatika dan vena porta hepatika membentuk sinusoid. Pada sinusoid terjadi spesialisasi sel yang membentuk sel kupffer. Sel ini bertugas memfagositosis organisme asing atau zat-zat berbahaya. Dari fagositosis ini akan menghasilkan bilirubin. Bilirubin ini kemudian diekskresikan oleh kanalikuli dalam wujud empedu. Jaringan hati tersusun oleh sel-sel hepatosit. Antar lapisan hepatosit



Anatomi dan Fisiologi Manusia



315



dipisahkan oleh lakuna, sedangkan antara hepatosit satu dengan hepatosit yang lain dipisahkan oleh kanalikuli. 10.7 Kulit A. Lapisan 1. Epidermis adalah bagian terluar kulit. Bagian ini tersusun dari jaringan epitel skuamosa bertingkat



yang mengalami



keratinisasi. Jaringan ini tidak memiliki pembuluh darah dan sel-selnya sangat rapat. Bagian epidermis yang paling tebal dapat ditemukan pada telapak tangan dan telapak kaki yang mengalami stratifikasi menjadi lima lapisan berikut : a. Stratum



basalis



(Germinativum)



adalah



lapisan



tunggal sel-sel yang melekat pada jaringan ikat dari lapisan kulit di bawahnya, dermis. Pembelahan sel yang cepat berlangsung pada lapisan ini, dan sel baru didorong masuk ke lapisan berikutnya. b. Stratum spinosum adalah lapisan sel spina atau tanduk, disebut demikian karena sel-sel tersebut disatukan oleh tonjolan yang menyerupai spina. Spina adalah bagian penghubung intraselular yang disebut desmosom. c. Stratum granulosum terdiri dari 3 atau 5 lapisan atau barisan sel dengan granula-granula keratohialin yang merupakan prekursor pembentukan keratin. d. Stratum lusidum adalah lapisan jernih dan tembus cahaya dari sel-sel gepeng tidak bernukleus yang mati atau hampir mati dengan ketebalan 4-7 lapisan sel. 316



Anatomi dan Fisiologi Manusia



e. Stratum korneum adalah lapisan epidermis teratas, terdiri dari 25-30 lapisan sisik tidak hidup yang sangat terkeratinisasi dan semakin gepeng saat mendekati permukaan kulit. Epidermis tipis yang melapisi seluruh tubuh, kecuali pada telapak tangan dan telapak kaki, tersusun hanya dari lapisan basalis dan korneum. Keseluruhan lapisan epidermis akan diganti dari dasar ke atas setiap 15-30 hari.



Gambar 10.6 Struktur Lapisan Epidermis Kulit Manusia



2. Dermis dipisahkan dari lapisan epidermis dengan adanya membran dasar, atau lamina. Membran ini tersusun dari dua lapisan jaringan ikat (Sloane, 2003:86). a. Lapisan papilar (gambar 5) adalah jaringan ikat areolar renggang dengan fibroblas, sel mast, dan makrofag. Lapisan ini mengandung banyak pembuluh darah, yang



Anatomi dan Fisiologi Manusia



317



memberi nutrisi pada epidermis diatasnya (Sloane, 2003:86). (1) Papila dermal serupa jari yang mengandung reseptor sensorik taktil dan pembuluh darah, menonjol ke dalam lapisan epidermis. (2) Pada telapak tangan dan telapak kaki, papila yang ada sangat banyak dan tinggi, jumlahnya sekitar 65.000/inci persegi (10.400/cm2). (3) Pola tonjolan dan guratan pada telapak tangan dan telapak kaki pada setiap orang sangat unik dan mencerminkan Kegunaan



pengaturan



guratan



mempermudah



tangan



papila



dermal.



adalah



penggenggaman



untik melalui



peningkatan friksi. b. Lapisan reticular terletak lebih dalam dari lapisan papilar. Lapisan ini tersusun dari jaringan ikat ireguler yang rapat, kolagen dan serat elastik. Sejalan dengan penambahan usia, deteriorasi normal pada simpul kolagen dan serat elastik mengakibatkan pengeriputan kulit (Sloane, 2003:86). 3. Lapisan subkutan atau hipodermis (fasia superfisial) mengikat kulit secara longgar dengan organ-organ terdapat di bawahnya (Gambar 10.7). Lapisan ini mengandung jumlah sel lemak yang beragam, bergantung pada area tubuh dan



318



Anatomi dan Fisiologi Manusia



nutrisi individu, serta berisi banyak pembuluh darah dan ujung saraf (Sloane, 2003:86).



Gambar 10.7 Struktur Kulit



B. Fungsi kulit Kulit pada manusia mempunyai fungsi yang sangat penting selain menjalin kelangsungan hidup secara umum yaitu fungsi proteksi. fungsi absorbs, fungsi kulit sebagai pengatur panas dan yang paling utama pada pembahasan ini yaitu sebagai alat ekskresi dimana kelenjar-kelenjar kulit mengeluarkan zat-zat



Anatomi dan Fisiologi Manusia



319



yang tidak berguna lagi atau zat sisa metabolism dalam tubuh berupa NaCl, urea, asamurat, dan amonia. Sebum yang diproduksi oleh kulit berguna untuk melindungi kulit karena lapisan sebum (bahan berminyak yang melindungikulit) ini menahan air yang berlebihan sehingga kulit tidak menjadi kering. Produksi kelenjar lemak dan keringat menyebabkan keasaman pada kulit (Sloane, 2003:84).



C. Proses Berkeringat Panas merangsang hipotalamus anaterior (area preoptik), impuls dipindahkan melalui jaras otonom ke medula spinalis dan kemudian melalui saraf simpatis ke kulit ke seluruh tubuh. Saraf simpatis merangsang kelenjar keringat untuk memproduksi keringat (Sloane, 2003:88).



Mekanisme Kulit sebagai Organ Ekskresi Kulit adalah lapisan jaringan yang terdapat di permukaan tubuh. Pada permukaan kulit terdapat kelenjar keringat yang mengekskresi zat-zat sisa. Zat-zat sisa yang dikeluarkan melalui poripori kulit berupa keringat yang tersusun dari air dan garam-garam mineral terutama garam dapur (NaCl) yang merupakan hasil metabolisme protein. Mekanismenya



320



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Bila suhu tubuh kita meningkat atau suhu udara di lingkungan kita tinggi, pembuluh-pembuluh darah di kulit akan melebar. Hal ini mengakibatkan banyak darah yang mengalir ke daerah tersebut. Karena pangkal kelenjar keringat berhubungan dengan pembuluh darah maka terjadilah penyerapan air, garam dan sedikit urea oleh kelenjar keringat. Kemudian air bersama larutannya keluar melalui pori-pori yang merupakan ujung dari kelenjar keringat. Keringat yang keluar membawa panas tubuh, sehingga sangat penting untuk menjaga agar suhu tubuh tetap normal. Proses pengeluaran keringat diatur oleh hipotalamus



(otak).



Hipotalamus



dapat



menghasilkan



enzim



bradikinin yang bekerja mempengaruhi kegiatan kelenjar keringat. Jika hipotalamus mendapat rangsangan, misalnya berupa perubahan suhu pada pembuluh darah, maka rangsangan tersebut diteruskan oleh saraf simpatetik ke kelenjar keringat. Selanjutnya kelenjar keringat akan menyerap air garam dan sedikit urea dari kapiler darah dan kemudian mengirimnya ke permukaan kulit dalam bentuk keringat.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



321



10.7 Rangkuman Sistem ekskresi memegang peranan penting bagi tubuh manusia karena memiliki fungsi sebagai menjaga keseimbangan cairan dan elektrolit, pengatur tekanan darah, keseimbangan asambasa, serta membuang zat-zat yang tidak diperlukan lagi oleh tubuh. Organ utama ekskresi adalah ginjal. Ginjal beserta organ paru-paru, hati dan kulit mempertahankan homeostasis tubuh dan membuang zat-zat yang tidak diperlukan tubuh.



10.8 Latihan 1. Jelaskan mengapa sisa metabolisme protein menghasilkan urea. Bagaimana proses pengeluran urea pada manusia. 2. Jelaskan mekanisme pembentukan dan pengeluaran urine. 3. Jelaskan mengapa kulit, paru-paru dan hati termasuk organ ekskresi.



10.9 Referensi Budiyono, S. 2013. Anatomi Tubuh Manusia. Jakarta: Laskar Aksara. Campbell, Reece. 2003. Biologi Jilid 2 Edisi ketiga. Jakarta: Erlangga. Sloane, Ethel. 2003. Anatomi dan Fisiologi untuk Pemula. Jakarta: EGC. Ganong, W. F. 2013. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Jakarta: EGC. Guyton, dan Hall. 2008. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Jakarta: EGC



322



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Iriana, K. 20012. Anatomi dan Fisiologi Manusia untuk Mahasiswa. Bandung: Alfabet Sloane, Ethel. 2004. Anatomi dan Fisiologi Untuk Pemula. Jakarta: EGC.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



323



BAB XI. ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM REPRODUKSI PADA MANUSIA



11.1 Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari



materi tentang anatomi dan fisiologi



sistem reproduksi pada manusia, mahasiswa diharapkan dapat: -



Membedakan organ reproduksi pada pria dan wanita



-



Menjelaskan fungsi organ reproduksi pada pria dan wanita



-



Menjelaskan struktur dan proses pembentukan gamet pada sistem reproduksi pria dan wanita



-



Menjelaskan struktur sperma dan ovum sebagai produk sistem reproduksi



-



Menjelaskan



konsep



dan fertilisasi sebagai



fenomena



proses ovulasi, seputar



sistem



reproduksi manusia. -



Menjelaskankonsep proses kehamilan, dan pemberian ASI sebagai fenomena seputar sistem reproduksi manusia.



324



Anatomi dan Fisiologi Manusia



11.2 Sistem Reproduksi Manusia Sistem Reproduksi pada Manusia Sistem reproduksi termasuk sistem utama dalam tubuh yang merupakan sistem yang sangat berbeda di dua jenis kelamin dan satusatunya sistem yang belum bekerja sampai pubertas tiba (Parker, 2007). Manusia bereproduksi untuk melestarikan jenisnya melalui kelahiran anak-anaknya. Sistem reproduksi manusia diperlukan untuk bereproduksi.



Dalam



sistem



reproduksi



penyusunnya yaitu organ penyusun sistem



terdapat



organ-organ



reproduksi laki-laki



maupun wanita, hormon-hormon kelamin, pembentukan sel kelamin, kehamilan dan persalinan.



11.3.1 Sistem Reproduksi Laki-laki Sistem reproduksi laki-laki tersusun dari organ-organ yang terletak di luar tubuh dan di dalam tubuh. Organ yang terletak di luar tubuh berupa penis dan skrotum, sedangkan organ yang terletak di dalam tubuh berupa saluran pengeluaran dan kelenjar yang menghasilkan hormon-hormon kelamin. Organ Reproduksi Dalam Laki-laki Organ reproduksi dalam pada laki-laki terdiri dari testis, saluran pengeluaran, dan kelenjar asesoris (Gambar 11.1).



Anatomi dan Fisiologi Manusia



325



Gambar 11.1 Anatomi Reproduktif Laki-laki Bagian Dalam (Sumber: Campbell, 2010)



Testis Testis terdapat dalam kantong skrotum yang berfungsi untuk memproduksi sperma. Sel-sel yang menghasilkan sperma disebut tubulus seminiferus, Proses pembentukan sperma ini disebut spermatogenesis. Sperma yang dihasilkan oleh seorang laki-laki dewasa normal kurang lebih 100 juta sel sperma setiap hari. Sperma ini berfungsi dalam meneruskan keturunan. Testis juga menghasilkan hormon reproduksi yaitu, testosteron. Hormon ini dihasilkan oleh selsel Leydig yang terletak di celah-celah antara tubulus seminiferus.



326



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Saluran pengeluaran



Saluran pengeluaran pada organ reproduksi terdiri dari epididimis, vas deverens, saluran ejakulasi, dan uretra. Epididimis Epididimis merupakan saluran berkelok-kelok yang memiliki panjang 7 meter berjumlah sepasang di sebelah kanan dan kiri, dan menghubungkan antara testis dengan vas deferens. Epididimis berfungsi sebagai penyimpan sperma sampai sperma matang. Di dalam epididimis ini, sperma yang dihasilkan di dalam testis akan ditampung untuk beberapa saat, kurang lebih selama 2 minggu dan mengalami proses pematangan hingga sperma menjadi dewasa. Sebelum matang, sperma tidak dapat membuahi sel telur. Vas deverens Vas deferens berfungsi menyalurkan sperma menuju uretra. Di bagian ujungnya terdapat ampula, yang merupakan pelebaran saluran vas deverens, fungsinya sebagai muara dari kantong semen (vesika seminalis). Saluran ejakulasi Saluran



ejakulasi



merupakan



saluran



pendek



yang



menghubungkan kantung semen dengan uretra. Saluran ini berfungsi untuk mengeluarkan sperma agar masuk ke dalam uretra.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



327



Uretra Uretra merupakan saluran akhir reproduksi yang terdapat penis. Uretra befungsi sebagai saluran kelamin yang berasal dari kantung semen dan saluran untuk membuang urin dari kantung kemih.



Kelenjar asesoris Selama



sperma



melalui



saluran



pengeluaran,



terjadi



penambahan getah-getah yang dihasilkan oleh kelenjar asesoris dan berfungsi untuk mempertahan hidup dan perreproduksian sperma. Kelenjar asesoris terdiri dari vesikula seminalis, kelenjar prostat, dan kelenjar cowper.



Vesikula seminalis Vesikula seminalis atau kantung semen (kantung mani) merupakan kelenjar berlekuk-lekuk yang terletak di belakang kantung kemih. Dinding vesikula seminalis menghasilkan zat makanan yang merupakan sumber makanan bagi sperma.



Kelenjar prostat Kelenjar prostat tersusun melingkar, terletak pada bagian atas uretra dan di bagian bawah kantong kemih. Getah yang dihasilkan oleh kelenjar prostat mengandung kolestrol, fosfolipid, garam yang berperan untuk kelangsungan hidup sperma.



328



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Kelenjar cowper Kelenjar cowper (bulbouretra) memiliki saluran yang langsung menuju uretra. Getah yang dihasilkan kelenjar cowper bersifat basa. Organ Reproduksi Luar Laki-laki Organ reproduksi luar pada laki-laki terdiri dari penis dan skrotum (Gambar 2.2).



Gambar 11.2 Anatomi Reproduktif Laki-laki (Ventral) (Sumber: Campbell, 2010)



Penis Penis merupakan alat reproduksi yang berfungsi untuk kopulasi (persetubuhan). Pada penis terdapat tiga rongga, dua rongga di antaranya di bagian bawah. Ketiga rongga tersebut dibentuk dari



Anatomi dan Fisiologi Manusia



329



jaringan spons. Rongga bagian atas tersusun dari jaringan spons korpus kavernosa sedangkan rongga bagian bawah tersusun dari jaringan spons korpus spongiosum. Di dalam penis terdapat saluran yang disebut uretra. Ketika terjadi ejakulasi, sperma keluar melalui saluran uretra dalam penis. Penis bagian dalam juga disusun oleh jaringan erektil dengan rongga-rongga yang banyak mengandung pembuluh darah. Bagian ini juga dilengkapi dengan ujung-ujung saraf perasa. Pada saat ereksi penis menjadi tegang dan mengembang yang disebabkan rongga-rongga jaringan erektil terisi penuh oleh darah. Skrotum Skrotum disebut juga kantong pelir. Di dalam skrotum terdapat alat reproduksi dalam yang disebut testis. Pada alat reproduksi lakilaki terdapat dua skrotum yaitu skrotum bagian kanan dan kiri. Spermatogenesis Spermatogenesis adalah proses pembentukan dan pematangan spermatozoa yang terjadi di dalam testis, tepatnya pada tubulus seminiferus. Pematangan sel terjadi di tubulus seminiferus yang kemudian di simpan dalam epididimis. Tubulus seminiferus terdiri dari sejumlah besar epitel germinal atau sel epitel benih yang di sebut spermatogonia (spermatogonium= tunggal). Spermatogonia terletak di dua sampai tiga lapisan luar sel-sel epitel tubulus seminiferus



330



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Gambar 11.3 Siklus Spermatogenesis Dan Oogenesis Gambar 11.3 mengkorelasikan tahapan meiosis dalam perkembangan sperma dengan struktur tubula seminiferus. Sel-sel kecambah (germinal) primodial testis embrio berdiferensiasi menjadi spermatogonia, yaitu sel diploid yang merupakan prekursor sperma. Terletak



di



dekat



dinding



bagian



luar



tubula



seminiferus,



spermatogonia mengalami mitosis berulang-ulang, yang menghasilkan sperma potensial dalam jumlah besar. Pada jantan dewasa, sekitar 3 juta spermatogonia per hari berdiferensiasi menjadi spermatosit primer. Jumlah kromosom berkurangseparuh ketika spermatosit primer mengalami pembelahan meiosis pertama. Dalam diagram yang disederhanakan ini jumlah diploid (2n) hanya 4. Jumlah 2n sesungguhnya pada manusia adalah 46. Perhatikan bahwa masingmasing spermatosit sekunder hanya mempunyai dua kromosom



Anatomi dan Fisiologi Manusia



331



(jumlah haploid), dan kromosom ini masih tetap diduplikasi, dan masing-masing terdiri atas dua kromatid yang identik. Pembelahan meiosis kedua menghasilkan empat spermatid, masing-masing dengan dua kromosom tunggal. Spermatid kemudian berdiferensiasi menjadi spermatozoa dewasa, atau sel sperma. Hal tersebut melibatkan asosiasi sperma yang sedang berkembang itu dengan sel sertoli besar, yang memindahkan nutrien ke spermatid. Selama spermatogenesis, sperma yang sedangberkembang itu secara perlahan-lahan didorong ke arah tengah tubula seminiferus dan menuju ke epididimis, tempat sperma mendapatkan



motilitasnya



(kemampuan



berreproduksi).



Proses



tersebut, dari pembentukan spermatogonia hingga ke sperma yang motil, memerlukan waktu 65 sampai 75 hari pada laki-laki.



Hormon Reproduksi Laki-laki Proses spermatogenesis atau pembentukan sperma distimulasi oleh sejumlah hormon. Bebagai hormon tersebut adalah sebagai berikut. Testosteron Testosteron di sekresi oleh sel-sel leydig yang terdapat di antara tubulus seminiferus. Hormon ini penting bagi pembelahan sel-sel germinal untuk membentuk sperma, terutama meiosis untuk membentuk spermatosit sekunder.



332



Anatomi dan Fisiologi Manusia



LH (Luteinizing Hormone) LH di sekresi oleh kelenjar hifofisi anterior. LH berfungsi menstimulasi sel-sel leydig untuk mensekresi testosteron.



FSH (Follicle Stimulating Hormone) FSH juga di sekresi oleh sel-sel kelenjar hifofisis anterior dan berfungsi menstimulasi sel-sel sertoli. Tanpa stimilasi ini, pengubahan spermatid menjadi sperma tidak akan terjadi.



Estrogen Estrogen di bentuk oleh sel-sel sertoli ketika di stimulasi oleh FSH. Sel-sel sertoli juga mensekresi suatu protein pengikat androgen yang mengikat testosteron dan estrogen serta membawa keduanya ke dalam cairan pada tubulus seminiferus. Kedua hormon ini tersedia untuk pematangan sperma.



11.3.2 Sistem Reproduksi Wanita Sistem reproduksi pada wanita meliputi organ reproduksi dan proses



oogenesis,



fertilisasi,



kehamilan



dan



persalinan.organ



reproduksi atau kelamin pada wanita terdiri dari orgn reproduksi dalam dan organ reproduksi luar.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



333



Organ Reproduksi Dalam Wanita Organ reproduksi dalam pada wanita terdiri atas ovarium, oviduk, uterus, dan vagina (Gambar 11.4).



Gambar 11.4 Anatomi Reproduktif Wanita Bagian Dalam (Sumber: Campbell, 2010) Ovarium Sepasang ovarium terdapat di rongga perut dan berfungsi menghasilkan



sel



telur



(ovum)



dan



hormon



(estrogen



dan



progesteron). Sel telur yang dihasilkan oleh ovarium ini terbungkus dalam kantong yang disebut folikel. Proses pembentukan ovum di ovarium bersiklus selama 30 hari sekali dan disebut oogenesis,. Sel telur yang sudah matang akan dikeluarkan dari ovarium, peristiwa ini disebut ovulasi.



334



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Oviduk Oviduk ini merupakan saluran yang panjang menuju ke rahim. Oviduk disebut juga saluran tuba fallopi. Merupakan saluran telur yang berjumlah sepasang (kanan dan kiri) dengan panjang 12 cm. Bentuknya mirip corong dan berfungsi untuk menangkap sel telur (ovum) serta menyalurkan ovum ke arah rahim dengan reproduksian peristaltik dan dibantu oleh reproduksian silia yang terdapat di dinding tuba fallopi. Pada saluran inilah terjadi pembuahan ovum oleh sperma. Uterus Uterus (rahim) merupakan suatu rongga pertemuan dari dua saluran tuba falopi bagian kiri dan kanan. Uterus berbentuk seperti buah pir. Bagian bawah dari uterus disebut serviks (leher rahim). Jaringan yang menyusun uterus berupa otot polos dan lapisan endometrium (dinding rahim) yang tersusun dari epitel dan menghasilkan banyak lendir dan pembuluh darah. Ketika terjadi ovulasi, lapisan endometrium akan menebal, tetapi ketika menstruasi lapisan endometrium akan meluruh. Fungsi uterus (rahim) ini adalah sebagai tempat menempelnya janin. Di sinilah janin akan tumbuh besar yang kemudian kehidupannya ditopang oleh plasenta. Plasenta akan mencukupi kebutuhan janin yang berupa O2 dan makanan yang diperoleh dari ibunya.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



335



Vagina Organ ini merupakan suatu saluran tempat berlangsungnya proses kopulasi, yaitu pertemuan antara dua alat kelamin. Vagina juga merupakan jalan keluar bayi apabila sudah siap dilahirkan. Vagina bermuara pada vulva. Vagina terdiri atas bagian-bagian berikut. Selaput lendir (membran mukosa), Selaput lendir merupakan bagian terluar dari vagina yang dapat mensekresikan lendir pada saat terjadi rangsangan seksual. Lendir tersebut dihasilkan oleh kelenjar bartholin. Jaringan otot, Vagina tersusun dari otot-otot polos yang dapat berkontraksi



untuk



memperlebar



saluran



dan



uterus



serta



mengembalikan ke bentuk semula. Ini sangat penting dalam proses persalinan. Jaringan ikat, Jaringan otot dan ikat ini juga sangat berperan dalam melebarkan uterus ketika janin akan dilahirkan. Pada saat janin sudah dilahirkan maka kedua jaringan ini akan mengembalikan uterus ke bentuk semula.



Organ Reproduksi Luar Wanita Organ reproduksi luar wanita terdiri dari vulva, labium mayor, dan labium minor (Gambar 11.5).



336



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Gambar 11.5 Anatomi Reproduktif Wanita (Ventral) (Sumber: Campbell, 2010)



Vulva Vulva memiliki fungsi seksual, organ-organ eksternal kaya akan sensor saraf dan memberikan kenikmatan ketika dirangsang dengan baik. Dalam berbagai macam cabang seni, vulva telah digambarkan sebagai organ yang mempunyai kekuatan, baik untuk "memberikan kehidupan" (sering dikaitkan dengan kandungan), dan memberikan kenikmatan seksual bagi umat manusia. Vulva juga bagian dari pembukaan uretra wanita, tapi selain dari ini, hanya sedikit relevansinya dengan fungsi berkemih pada wanita.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



337



Labium mayor Terdiri atas bagian kanan dan kiri lonjong mengecil ke bawah dan bersatu di bagian bawah. Bagian luar labia mayora terdiri dari kulit berambut, kelenjar lamak, dan kelenjar keringat. Bagian dalamnya tidak berambut dan mengandung kelenjar lemak, bagian ini mengandung banyak ujung syaraf sehingga sensitif terhadap hubungan seks.



Labium minor Merupakan lipatan kecil di bagian dalam labia mayora. Bagian depannya mengelilingi klitoris. Kedua labia ini mempunyai pembuluh darah, sehingga dapat menjadi besar saat keinginan seks bertambah. Labia ini analog dengan kulit skrotum pada laki-laki. Oogenesis



Oogenesis Proses pembentukan sel telur disebut oogenesis, proses ini berlangsung di dalam ovarium (indung telur). Sel telur berasal dari sel induk telur yang disebut oogonium. Dalam oogonium, terkandung kromoson sebanyak 23 pasang. Sel-sel oogonium ini bersifat diploid. Di dalam ovarium ini, sel-sel oogonium membelah secara mitosis. Pada proses oogenesis ini, oogonia akan berkembang menjadi oosit primer. Oosit primer masih memiliki kromosom yang sama dengan sel 338



Anatomi dan Fisiologi Manusia



induknya, yaitu 23 pasang dan badan kutub I, kemudian oosit sekunder akan mengalami pembelahan lagi secara mitosis membentuk ootid dan badan kutub II. Selanjutnya ootid inilah yang akan berkembang menjadi ovum. Ovum yang dihasilkan dari proses ini hanya berjumlah satu (Gambar 11.6).



Gambar 11.6 Oogenesis (Sumber: Campbell, 2010)



Anatomi dan Fisiologi Manusia



339



Hormon Reproduksi Wanita Macam-macam hormon reproduksi pada wanita adalah sebagai berikut. Progesteron Hormon ini dihasilkan oleh badan kuning atau korpus luteum di dalam ovarium. Berperan dalam proses pembentukan lapisan endometrium pada dinding rahim untuk menerima ovum yang telah dibuahi. Pada saat terjadi kehamilan, progesteron bersama-sama dengan hormon estrogen menjaga agar endometrium tetap mengalami pertumbuhan, membentuk plasenta, menahan agar otot uterus tidak berkontraksi, dan merangsang kelenjar susu memproduksi ASI. LH (Luteinizing Hormone) Hormon ini juga dihasilkan oleh kelenjar hipofisis. Hormon ini dapat merangsang proses pembentukan badan kuning atau korpus luteum di dalam ovarium, setelah terjadi poses ovulasi (pelepasan sel telur). FSH (Follicle Stimulating Hormone) Fungsi hormon FSH adalah sebagai berikut: Mengatur proses pertumbuhan sel telur Menghasilkan hormon estrogen, hormon estrogen pada kadar tertentu dapat menghambat produksi hormon FSH Mempengaruhi sel-sel folikel yang berfungsi untuk memberi nutrien pada sel telur.



340



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Estrogen Hormon ini dihasilkan oleh folikel graaf di dalam ovarium. Hormon ini berperan alam oogenesis dan penampakan ciri-ciri kelamin sekunder pada wanita. Di samping itu, hormon ini juga



berperan



untuk



merangsang



produksi



LH



dan



menghambat produksi FSH.



Masa Pubertas dan Menstruasi Wanita Tubuh manusia mengalami perubahan dari waktu ke waktu sejak lahir. Perubahan yang cukup menyolok terjadi ketika anak perempuan dan anak laki-laki memasuki usia antara 9 sampai 15 tahun. Pada saat itu mereka tidak hanya tumbuh menjadi lebih tinggi dan lebih besar, tetapi terjadi juga perubahan-perubahan di dalam tubuh yang memungkinkan untuk bereproduksi. Pada wanita, pola sekresi hormon dan berbagai peristiwa reproduktif yang diatur oleh hormon terjadi secara bersiklus, sangat berbeda dari pola laki-laki. Wanita membebaskan hanya satu telur setiap satu siklus. Pengaturan siklus wanita sangat kompleks. Masa Pubertas Memasuki masa remaja, beberapa jenis hormon, terutama hormon estrogen dan progesteron, mulai berperan aktif sehingga pada diri perempuan mulai menunjukkan ciri-ciri sebagai berikut: tumbuh payudara, pinggul mulai melebar dan



Anatomi dan Fisiologi Manusia



341



membesar, mengalami menstruasi, beberapa remaja tumbuh jerawat pada wajah, kulitdan rambut mulai berminyak. Perubahan fisik yang terjadi pada laki-laki sama halnya dengan remaja perempuan. Hormon tertosteron akan mengakibatkan beberapa hal, seperti: tumbuhnya rambut-rambut halus di sekitar



ketiak, kemaluan, janggut, dan kumis. Terjadi perubahan suara mulai diproduksinya sperma yang pada waktu-waktu tertentu keluar sebagai mimpi basah. Keringat bertambah banyak, pundak dan dada bertambah besar dan bidang, mulai tumbuh jakun, datangnya mimpi basah pertama tidak sama pada setiap orang. Banyak faktor yang menyebabkan perbedaan tersebut, salah satunya adalah masalah gizi.



Siklus Menstruasi Siklus menstruasi berkaitan dengan pembentukan sel telur dan pembentukan endometrium. Pada manusia umumnya siklus menstruasi rata-rata 28 hari, namun tidak semua orang mempunyai siklus yang sama, ada yang masanya 21 hari, 28 hari dan ada pula yang 30 hari. Siklus ini dikendalikan oleh hormon-hormon reproduksi yang dihasilkan oleh hipotalamus, hipofisis, dan ovarium (Gambar 11.7).



342



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Gambar 11.7 Siklus Menstruasi (Sumber: Campbell, 2010)



Siklus menstruasi terdiri atas empat fase, yaitu fase menstruasi, fase pra-ovulasi, fase ovulasi, dan fase pasca-ovulasi.



Fase menstruasi Fase menstruasi terjadi bila ovum tidak dibuahi oleh sperma, sehingga korpus luteum akan menghentikan produksi hormon estrogen dan progesteron. Turunnya kadar estrogen dan progesteron menyebabkan lepasnya ovum dari dinding uterus yang menebal.



Lepasnya ovum tersebut menyebabkan



Anatomi dan Fisiologi Manusia



343



endometrium sobek atau meluruh, sehingga dindingnya menjadi tipis. Peluruhan pada endometrium yang mengandung pembuluh darah menyebabkan terjadinya pendarahan pada fase menstruasi. Volume darah yang dikeluarkan rata-rata sekitar 50 mL.



Fase pra-ovulasi Pada fase pra-ovulasi atau akhir siklus menstruasi, hipotalamus mengeluarkan



hormon



gonadotropin.



Gonadotropin



merangsang hipofisis untuk mengeluarkan FSH. Adanya FSH merangsang pembentukan folikel primer di dalam ovarium yang mengeliligi satu oosit primer. Folikel primer dan oosit primer akan tumbuh sampai hari ke 14 hingga folikel menjadi matang atau disebut folikel degraaf dengan ovum didalamnya. Selama pertumbuhannya, folikel juga melepaskan hormon estrogen.



Adanya



estrogen



menyebabkan



pembentukan



kembali (proliferasi) sel-sel penyusun dinding dalam uteus atau endometrium. Peningkatan konsentrasi estrogen selama pertumbuhan folikel juga mempengaruhi serviks untuk mengeluarkan lendir yang bersifat basa. Lendir yang bersifat basa berguna untuk menetralkan sifat asam pada serviks agar lebih mendukung lingkungan hidup sperma.



344



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Fase ovulasi Pada saat mendekati fase ovulasi atau mendekati hari ke 14 terjadi perubahan produksi hormon. Peningkatan kadar estrogen selama fase pra ovulasi menyebabkan reaksi umpan balik negatif atau penghambatan terhadap pelepasan FSH lebih lanjut dari hipofisis. Penurunan konsentrasi FSH menyebabkan hipofisis melepaskan LH. LH merangsan pelepasan oosit sekunder dari folikel degraaf. Pada saat inilah disebut ovulasi, yaitu saat terjadi pelepasan oosit sekunder dari folikel degraaf dan siap dibuahi oleh sperma. Umumnya ovulasi terjadi pada hari ke 14.



Fase pasca-ovulasi Pada fase pasca ovulasi, folikel degraaf yang ditinggalkan oleh oosit sekunder karena pengaruh LH dan FSH akan berkerut dan berubah menjadi korpus luteum. Korpus luteum tetap memproduksi estrogen (namun tidak sebanyak folikel degraaf memproduksi



estrogen)



dan



hormon



lainnya,



yaitu



progesteron. Progesteron mendukung kerja estrogen dengan menebalkan dinding dalam uterus atau emdometrium dan menumbuhkan pembuluh-pembuluh darah pada endometrium. Progesteron juga merangsang sekresi lendir pada vagina dan pertumbuhan kelenjar susu pada payudara. Keseluruhan fungsi progesteron



(juga



estrogen)



Anatomi dan Fisiologi Manusia



tersebut



berguna



untuk 345



menyiapkan penanaman (implantasi) zigot pada uterus bila terjadi pembuahan atau kehamilan. Fertilisasi (Pembuahan) Fertilisasi mengaktifkan sel telur yang menyatukan nukleus sperma dan nukleus sel telur. Gamet, yaitu sperma dan sel telur yang menyatu selama fertilisasi atau pembuahan, merupakan jenis sel yang sangat terspesialisasi yang dihasilkan melalui serangkaian peristiwa perkembangan yang kompleks dalam testis dan ovarium induk. Fungsi utama fertilisasi adalah untuk menyatukan kumpulan kromosom haploid dari dua individu menjadi sebuah sel diploid tunggal, yaitu zigot. Sekresi dalam saluran reproduksi betina mamalia mengubah molekul tertentu pada permukaan sel sperma yang telah didepositkan atau dimasukkan selama ejakulasi jantan dan juga meningkatkan motilitas sperma tersebut. Peningkatan fungsi sperma dalam saluran reproduksi betina ini, yang disebut sebagai kapasitasi, memerlukan waktu sekitar 6 jam pada manusia (Gambar 2.8). Sel telur mamalia diselubungi oleh sel-sel folikel yang dilepaskan dan dibebaskan bersama dengan sel telur itu selama ovulasi. Sebuah sel sperma yang dikapasitasi harus bermigrasi melalui lapisan sel folikel ini sebelum mencapai zona pelusida, atau matrik ekstraseluler sel telur. Zona pelusida terdiri atas tiga glikopeotein berbeda yang membentuk filamen yang berikatan silang dalam suatu jaringan tiga dimensi.



346



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Gambar 11.8 Fertilisasi pada Manusia (Sumber: Campbell, 2010) Keterangan gambar: Sperma bermigrasi melalui lapisan pembungkus sel folikel dan berikatan dengan molekul reseptor pada zona pelusida sel telur. Pengikatan tersebut menginduksi reaksi akrosomal, dimana sperma membebaskan enzim-enzim pencernaan ke dalam zona pelusida. Dengan bantuan enzim hidrolitik ini, sperma mencapai membran plasma sel telur, dan protein membran sperma berikatan dengan reseptor pada membran sel telur.Membran plasma menyatu, yang memungkinkan isi sel sperma memasuki sel telur. Enzim yang dibebaskan selama reaksi kortikal sel telur mengeraskan zona pelusida, yang sekarangberfungsi sebagai penghambat terjadinya polispernia.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



347



Tahap Perkembangan Embrio Selama kopulasi manusia, 2-5 mL semen ditransfer dengan 70130 juta sperma dalam setiap milliliter. Alkalinitas semen membantu menetralisasi lingkungan vagina yang asam sehingga melindungi dan meningkatkan motilitasnya. Keyika pertama kali diejakulasi semen berkoagulasi untuk menjaga posisi ejakulat hingga sperma mencapai serviks, kemudian antikoagulan mencairkan semen dan sperma mulai berenang melalui uterus dan oviduk (Campbell, 2010). Pada mamalia berplasenta, kehamilan atau gestasi adalah kondisi mengandung satu atau lebih embrio, yaitu individu yang baru berkembang dalam uterus. Kehamilan diawali oleh konsepsi, yaitu proses fertilisasi atau pembuahan telur oleh sebuah sel sperma, dan berlangsung terus sampai kelahiran anak. Kehamilan (Gestasi) Zigot akan diimplantasikan pada endometrium uterus. Dalam perjalanannya ke uterus, zigot membelah secara mitosis berkali-kali. Hasil pembelahan tersebut berupa sekelompok sel-sel yang sama besarnya dengan bentuk seperti buah arbei yang disebut morulla. Morulla akan terus membelah sampai terbentuk blastosit. Tahap ini disebut blastula dengan rongga di dalamnya yang disebut blastocoel atau blastosol. Blastosit terdiri dari sel-sel bagian luar dan sel-sel bagian dalam (Gambar 2.9). 348



Anatomi dan Fisiologi Manusia



A



B



C



Gambar 11.9 Perkembangan Fetus Manusia (Sumber: Campbell, 2010)



Keterangan gambar: Pada umur 5 minggu, tunas tungkai (alat reproduksi), mata, jantung, hati, dan semua organ lain telah mulai berkembang pada embrio, yang hanya panjang sekitar 1 cm. Pertumbuhan dan perkembangan anak, sekarang disebut fetus, terus berlangsung selama trimester kedua. Fetus ini berumur 14 minggu dan panjangnya sekitar 6 cm. Fetus pada foto ini berumur 20 minggu. Pada akhir trimester kedua (pada 24 minggu), fetus tumbuh sampai panjangnya sekitar 30 cm.



Sel-sel bagian luar blastosit Sel-sel bagian luar blastosit merupakan sel-sel trofoblas yang akan membantu implastasi blastosit pada uterus. Sel-sel trofoblas membentuk tonjolan-tonjolan ke arah endometrium yang berfungsi untuk mencerna serta mencairkan sel-sel endometrium.



Cairan



dan



nutrien



tersebut



kemudian



dilepaskan dan ditranspor secara aktif oleh sel-sel trofoblas



Anatomi dan Fisiologi Manusia



349



agar zigot berkembang lebih lanjut. Kemudian, trofoblas beserta sel-sel lain dibawahnya akan membelah atau ber proliferasi dengan cepat membentuk plasenta dan berbagai membran kehamilan. Macam-macam membran kehamilan adalah sakus vitelinus, korion, amnion, dan alantois.



Sakus vitelinus Sakus vitelinus atau kantung telur adalah membran berbentuk kantung yang pertama kali dibentuk dari perluasan lapisan endoderm (lapisan terdalam pada blastosit). Sakus vitelinus merupakan tempat pembentukan sel-sel darah dan pembuluh darah pertama embrio. Sakus vitelinus berinteraksi dengan trofoblas membentok korion.



Korion Korion merupakan membran terluar yang tumbuh melingkupi embrio. Korion membentuk vili korion atau jonjot-jonjot di dalam endometrium. Vili korion berisi pembuluh darah embrio yang berhubungan dengan pembuluh darah ibu yang banyak terdapat di dalam endometrium uterus. Korion dengan jaringan endometrium uterus membentuk plasenta, yang merupakan organ pemberi nutrisi bagi embrio.



Amnion



350



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Amnion merupakan membran yang langsung melingkupi embrio dalam suatu ruang yang berisi cairan amnion (ketuban). Cairan amnion dihasilkan dari membran amnion. Cairan amnion berfungsi untuk menjaga embrio agar dapat berreproduksi dengan bebas, juga melindungi embrio dari perubahan suhu yang drastis serta guncangan dari luar.



Alantois Alantois merupakan membran pembentuk tali pusar (ari-ari). Tali pusar menghubungkan embrio dengan plasenta pada endometrium uterus ibu. Di dalam alantois terdapat pembuluh darah yang menyalurkan zat-zat makanan dan oksigen dari ibu dan mengeluarkan sisa metabolisme, seperti karbondioksida dan urea untuk dibuang oleh ibu.



Sel-sel bagian dalam blastosit Sel-sel bagian dalam blastosit akan berkembang menjadi bakal embrio atau embrioblas. Pada embrioblas terdapat lapisan jaringan dasar yang terdiri dari lapisan luar (ektoderm) dan lapisan dalam (endoderm). Permukaan ektoderm melekuk ke dalam sehingga membentuk lapisan tengah (mesoderm). Selanjutnya, ketiga lapisan tersebut akan berkembang menjadi berbagai organ (organogenesis) pada minggu keempat sampai kedelapan. Persalinan



Anatomi dan Fisiologi Manusia



351



Persalinan merupakan proses kelahiran bayi. Pada persalinan, uterus secara perlahan menjadi lebih peka sampai akhirnya berkontraksi secara berkala hingga bayi dilahirkan. Penyebab peningkatan kepekaan dan aktivitas uterus sehingga terjadi kontraksi dipengaruhi faktor-faktor hormonal dan faktor-faktor mekanis. Hormon-hormon yang berpengaruh terhadap kontraksi uterus yaitu estrogen, oksitosin, prostaglandin, dan relaksin. Estrogen dihasilkan oleh plasenta yang konsentrasinya meningkat pada saat persalinan. Estrogen berfungsi untuk kontraksi uterus. Oksitosin dihasilkan oleh hipofisis ibu dan janin. Oksitosin juga berfungsi untuk kontraksi uterus. Prostaglandin



dihasilkan



oleh



membran



pada



janin.



Prostaglandin berfungsi meningkatkan intensitas konsentrasi uterus. Relaksin dihasilkan oleh korpus luteum pada ovarium dan juga oleh plasenta. Relaksin berfungsi untuk relaksasi atau melunakkan serviks dan melonggarkan tulang panggul sehingga mempermudah persalinan. Faktor-faktor mekanis yang mempengaruhi kontraksi uterus, yaitu peregangan atau relaksasi otot-otot uterus dan serviks. Adanya peregangan pada otot-otot polos di sekitar uterus menyebabkan peningkatan kontraksi otot-otot polos di sekitar uterus. Selain itu, peregangan pada serviks juga dapat menimbulkan kontraksi uterus. Contohnya, yaitu pecahnya



352



Anatomi dan Fisiologi Manusia



amnion menyebabkan kepala bayi dapat meregangkan serviks, sehingga terjadi kontraksi uterus lebih lanjut (Gambar 2.10).



Gambar 11.10 Tiga Tahapan Kelahiran (Sumber: Campbell, 2010)



Kelahiran atau partus (parturisi) terjadi melalui serangkaian kontraksi uterus yang kuat dan berirama, yang umum dikenal sebagai labor. Tahapan pertama adalah pembukaan dan pemipihan serviks yang berakhir dengan dilatasi sempurna. Tahapan kedua adalah ekspulsi atau pengeluaran bayi. Kontraksi yang kuat terus memaksa fetus turun dan keluar dari uterus dan vagina. Tali pusar dipotong dan dijepit setelah bayi keluar. Tahapan ketiga adalah keluarnya plasenta, yang biasanya mengikuti keluarnya bayi.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



353



Laktasi Kelangsungan bayi yang baru lahir bergantung pada persediaan susu dari ibu. Produksi air susu (laktasi) berasal dari sepasang kelenjar susu atau payudara ibu. Sebelum kehamilan, payudara hanya terdiri dari jaringan adiposa (jaringan lemak) serta suatu sistem berupa kelenjar susu dan saluran-saluran kelenjar atau duktus kelenjar yang belum berkembang. Pada masa kehamilan, pertumbuhan awal kelenjar susu dirancang oleh mammotropin. Mammotropin merupakan hormon yang dihasilkan dari hipofisis ibu dan plasenta janin. Selain mammotropin, ada juga sejumlah besar estrogen dan progesteron yang dikeluarkan oleh plasenta, sehingga sistem saluran-saluran kelenjar payudara tumbuh dan bercabang. Secara bersamaan kelenjar payudara dan jaringan lemak disekitarnya juga bertambah besar. Walaupun estrogen dan progesteron penting untuk perkembangan fisik kelenjar payudara selama kehamilan, pengaruh khusus dari kedua hormon ini adalah untuk mencegah sekresi dari air susu. Sebaliknya, hormon prolaktin memiliki efek yang berlawanan, yaitu meningkatkan sekresi air susu. Hormon



ini



disekresikan



oleh



kelenjar



hipofisis



ibu



dan



konsentrasinya dalam darah ibu meningkat dari minggu kelima kehamilan sampai kelahiran bayi. Selain itu, plasenta mensekresi sejumlah besar somatomamatropin karion manusia, yang juga



354



Anatomi dan Fisiologi Manusia



memiliki sifat laktogenik ringan, sehingga menyokong prolaktin dari hipofisis ibu. Berbagai jenis PMS serta HIV/AIDS sangat berpengaruh pada tingkat kesehatan seseorang pada umumya dan kondisi seseorang pada umumnya dan kondisi kesehatan reproduksi pada khususnya karena berbagai penyakit PMS dan HIV/AIDS berkaitan langsung dengan system repoduksi manusia. Bahkan HIV/AIDS dapat berdampk pada kematian. Penyakit menular seksual adalah penyakit yang ditularkan melalui hubungan seksual. Penyakit menular seksual akan lebih berisiko bila melakukan hubungan seksual dengan berganti-ganti pasangan. PMS menyebabkan infeksi alat reproduksi yang harus ditanggapi serius. Bila tidak diobati secara tepat, infeksi dapat meluas dan dapat menyebabkan sakit berkepanjangan, kemandulan dan kematian. Wanita mempunyai resiko untuk terkena PMS lebih besar dari pada laki-laki. Hal ini karena wanita bersifat sebagai “penerima”. Sering kali gejala awal tidak segera di kenali. Akibatnya penyakit telah menyebar dan telah mencapai ke tahap yang parah. Jenis-jenis Penyakit Menular Seksual (PMS) Gonore (GO) Penyakit ini disebabkan oleh bakteri Neisseriagonorrhoeae. Bakteri ini dapat ditularkan melalui kontak seksual. Penderita gonorea akan merasakan sakit pada saat urinasi, kadang-kadang urine mengeluarkan



Anatomi dan Fisiologi Manusia



355



nanah, jika penderita gonorea tidak diobati dapat merusak saluran reproduksi yaitusaluran sperma pada laki-laki dan saluran tuba falopii pada wanita sehingga dapat mengakibatkan kemandulan. Sifilis (Raja Singa) Sifilis disebabkan oleh sejenis bakteri Treponemapallidium, bakteri ini biasa ditularkan melalui kontakseksual, namun demikian bakteri ini juga dapat ditularkan melalui jalan lain, misalnya bayi yang dilahirkan dari ibu penderita sifilis. Penyakit ini akan ditandai dengan adanya luka pada alat kelamin dan jika tidak segera diobati bakteri dapat merusak sel otak, melumpuhkan tulang atau merusak jantung dan pembuluh darah.



HIV/AIDS AIDS (Acquired Immuno Deficiency Syndrome), Acquired berarti diperoleh, Immuno Deficiencyberarti kekebalan yang rapuh dan Syndrom berarti penyakit, sehingga pengidap AIDS mudah sekali terserang penyakit yang berbahaya.



Herpes genital Penyakit ini disebabkan oleh vius Hepes simplex dengan masa inkubasi 4-7 hari sesudah vius masuk kedalam tubuh. Gejala dan tanda-tandanya adalah : Bintil-bintil berair (berklompok seperti anggur) yang sangat nyeri pada sekitar alat kelamin.



356



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Bintil pecah dan meningggalkan luka yang kering menreproduksi, lalu hilang sendiri. Gejala dapat kambuh lagi namun tidak seperti tahap awal, bila ada faktor pencetus (stress, haid, minuman/makanan berakohol) dan biasanya menetap hilang timbul seumur hidup. Pada wanita dalam beberapa tahun dapat memicu kanker mulut rahim. Penyakit belum dapat disembuhkan. Pengobatan anti virus bisa mengurangi rasa sakit dan lamanya episode penyakit.



Klamidia Penyakit ini disebabkan oleh Chlamydia trachomatis. Masa tanpa gejala berlangsung 7-21 hari. Gejalanya adalah timbul peradangan pada alat repoduksi laki-laki dan wanita. Pada wanita, gejalanya yaitu sebagai berikut: Keluarnya cairan dari alat kelamin atau ‘keputihan encer’ berwarna putih kekuningan. Rasa nyeri di rongga panggul pada laki-laki gejalanya adalah: Rasanyeri saat kencing Keluar cairan bening dari saluran kencing. Bila ada infeksi lebih lanjut, cairan semakin sering keluar dan becampur darah Tidak jarang pula gejala tidak muncul sama sekali, meskipun proses infeksi sedang berlangsung. Oleh karena itu penderita tidak sadar sedang menjadi pembawa PMS dan menular kepada pasangannya melalui hubungan seksual.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



357



Pada wanita infeksi klamidia mengakibatkan saluran telur cacat dan mandul, radang saluran kencing, saluran ketuban robek sehingga bayi lahir sebelum waktunya (prematur). Pada laki-laki infeksi klamidia mengakibatkan saluran air mani rusak sehingga mandul, serta radang saluran kencing. Pada bayi, 60%-70% terkena penyakit mata atau saluran pernapasan (pneumonia).



Trikomoniasis Trikomoniasis disebabkan oleh parasit Trichomonas vaginalis (Protozoa).



Cairan vagina encer, bewarna kuning kehijauan, berbusa dan berbau busuk.Vulva agak bengkak, kemerahan, gatal, dan rasa tidak nyaman. Nyeri saat kencing. Kandidiasis vagina Kandidiasis vagina merupakan keputihan yang disebabkan oleh jamur Candidas albicans. Pada keadaan normal, jamur ini terdapat di kulit maupun di dalam liang kemaluan perempuan. Tetapi pada keadaan tertentu, jamur ini meluas dan bereplikasi secara tak terkendali sedemikian rupa sehingga mengakibatkan infeksi dan terjadi keputihan. Gejalanya berupa keputihan berwarna putih seperti susu, bergumpal, disertai rasa gatal panas dan kemerahan pada kelamin dan di sekitarnya. Penyakit ini tidak selalu tergolong PMS, tetapi pasangan seksual dari perempuan yang terinfeksi jamur ini dapat mengeluh gatal dengan gejala bintik-bintik kemerahan di kulit kelamin



358



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Kutil kelamin Disebabkan oleh Human Papiloma Virus. Gejala yang ditimbulkan : tonjolan kulit seperti kutil besar disekitar alat kelamin (seperti jengger ayam). (HPV) dengan gejala yang khas yaitu terdapat satu atau beberapa kutil di sekitar kemaluan. Pada perempuan, dapat mengenai kulit di daerah kelamin sampai dubur, selaput lendir bagian dalam liang kemaluan sampai leher rahim. Bila perempuan hamil, kutil dapat tumbuh sampai besar sekali. Kutil kelamin kadang-kadang bisa mengakibatkan kanker leher rahim atau kanker kulit disekitar kelamin.Pada laki-laki mengenai alat kelamin dan saluran kencing bagian dalam. Kadang-kadang kutil tidak terlihat sehingga tidak disadari. Biasanya laki-laki baru menyadari setelah ia menulari pasangannya. Sampai sekarang belum ada obat yang dapat secara tuntas menyembuhkan kutil kelamin. Pengobatan hanya sampai pada tahap menghilangkan kutilnya saja. Komplikasi yang mungkin terjadi : kutil dapat membesar seperti tumor; bisa berubah menjadi kanker mulut rahim; meningkatkan resiko tertular HIV-AIDS. Tidak perlu mendeteksi laboratorium karena langsung dapat terlihat oleh mata biasa.



11.4 Gangguan pada Organ Reproduksi Manusia Sistem reproduksi pada manusia rentan mengalami penyakit, kelainan juga gangguan. Gejala tersebut bisa disebabkan oleh berbagai faktor. Bisa saja karena tumor, virus, bakteri atau memang disfungsi organ reproduksi yang disebbakan oleh hal-hal yang tak terduga



Anatomi dan Fisiologi Manusia



359



misalnya makanan atau zat-zat kimia yang masuk ke dalam tubuh manusia. Penyakit pada sistem reproduksi manusia dan dibagi ke dalam dua kelompok yakni penyakit dan gangguan pada reproduksi Laki-laki dan penyakit dan gangguan pada organ reproduksi wanita.



Kelainan organ reproduksi pada laki-laki Hipogonadisme Merupakan gejala dimana terdapat penurunan fungsi testis pada lakilaki dan disebabkan oleh adanya gangguan interaksi hormon yakni androgen dan juga estrogen. Penyakit ini bisa berujung pada kemandulan dan juga berkurangnya karakter maskulin pada laki-laki.



Kriptorkidisme Adalah suatu kegagalan satu atapun dua testis untuk turun dari abodemen menuju scrotum saat laki-laki masih bayi. Hal ini membuat hormon testoteronnya tidak berkembang dengan baik. Uretritis Adalah peradangan pada bagian uretra dengan disertai dengan gejala rasa gatal yang berlebih terutama pada bagian penis. Laki-laki yang terkena penyakit ini akan sering buang air kecil. Penyebabnya adalah virus herpes.



360



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Prostatitis Adalah gejala dimana prostat meradang. Penyebabnya adalah bakteri bernama Escherichia colia.



Epididimitis Adalah infeksi yang biasanya terjadi pada sistem reproduksi laki-laki. Penyakit yang satu ini biasanya disebabkan oleh bakteri E. Coli dan juga Chlamydia.



Orkitis Orkitis merupakan peradangan pada testis yang disebabkan oleh virus parotitis. Jika terjadi pada laki-laki dewasa dapat menyebabkan infertilitas.



Gangguan pada organ reproduksi pada wanita Penyempitan saluran telur/oviduct Kelainan ini merupakan faktor bawaan, tetapi adapula yang disebabkan karena infeksi kuman tertentu. Saluran oviduk yang sempit akan membuat sperma sulit untuk menjangkau bagian dalam saluran tersebut, sehingga menyebabkan pembuahan sulit terjadi.



Kanker vagina Kanker vagina tidak diketahui penyebabnya tetapi kemungkinan terjadi karena iritasi yang diantaranya disebabkan oleh virus. Pengobatannya antara lain dengan kemoterapi dan bedah laser.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



361



Kanker serviks Kanker serviks adalah keadaan dimana sel-sel abnormal tumbuh di seluruh lapisan epitel serviks. Penanganannya dilakukan dengan mengangkat uterus, oviduk, ovarium, sepertiga bagian atas vagina dan kelenjar limfe panggul.



Kanker ovarium Kanker ovarium memiliki gejala yang tidak jelas. Dapat berupa rasa berat pada panggul, perubahan fungsi saluran pencernaan atau mengalami pendarahan vagina abnormal. Penanganan dapat dilakukan dengan pembedahan dan kemoterapi.



Kanker payudara Kanker payudara merupakan tumor yang bersifat ganas. Kanker payudara banyak terdapat pada wanita yang telah menopause. Pengobatannya dengan operasi, sinar radio aktif, dan obat-obatan.



Endometriosis Endometriosis adalah keadaan dimana jaringan endometrium terdapat di luar uterus, yaitu dapat tumbuh di sekitar ovarium, oviduk atau jauh di luar uterus, misalnya di paru-paru. Gejala endometriosis berupa nyeri perut, pinggang terasa sakit dan nyeri pada masa menstruasi. Jika tidak ditangani, endometriosis dapat menyebabkan sulit terjadi kehamilan. Penanganannya dapat dilakukan dengan pemberian obatobatan, laparoskopi atau bedah laser. 362



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Infeksi vagina Gejala awal infeksi vagina berupa keputihan dan timbul gatal-gatal. Infeksi vagina menyerang wanita usia produktif. Penyebabnya antara lain akibat hubungan kelamin, terutama bila suami terkena infeksi, jamur atau bakteri. 11.5 Upaya Menjaga Kesehatan Organ Reproduksi Manusia Baik laki-laki maupun wanita perlu menjaga kesehatan organorgan reproduksi nya. Kesehatan organ-organ reproduksi perlu diperhatikan agar fertilisasi (kesuburan) tetap terjaga sehingga dapat menghasilkan keturunan. Kesehatan Organ Reproduksi Wanita Upaya menjaga kesehatan organ reproduksi wanita antara lain dengan menjaga kesehatan vagina. Vagina perlu dijaga kesehatannya karena apabila terjadi infeksi, akan sulit terjadi kehamilan. Bila infeksi vagina tidak segera diatasi, akan meluas ke organ reproduksi yang lain, seperti endometrium. Beberapa cara yang dapat dilakukan untuk menjaga kesehatan vagina adalah sebagai berikut. 1) Selalu membersihkan mulut vagina bagian luar setelah buang air. Lebih baik bila vagina dicuci dengan air hangat dan sabun dengan kadar soda yang rendah. 2) Bila menggunakan obat-obatan antiseptik, cukup dua minggu sekali, yaitu dipertengahan siklus menstruasi.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



363



3) Usai dibersihkan, vagina dilap dengan tisu kering atau handuk khusus agar tidak lembab. Keadaan lembap menjadi tempat berkumpulnya jamur dan bakteri. 4) Tidak menggunakan celana dari nilon, melainkan celana dari bahan katun agar menyerap keringat. 5) Tidak memberi bedak pada daerah vagina karena dapat menimbulkan kanker. 6) Menghentikan kebiasaan menahan buang air kecil karena jika ditahan tanpa sadar urin akan menetes sehingga dapat menumbuhkan kuman-kuman. 7) Segera memeriksa diri ke dokter jika ada keluhan.



Kesehatan Organ Reproduksi Laki-laki Sistem reproduksi laki-laki juga perlu dijaga untuk mencegah infertilitas (ketidaksuburan). Beberapa cara yang dapat dilakukan untuk menjaga kesehatan pada sistem reproduksi laki-laki adalah sebagai berikut: 1) Melakukan pemeriksaan organ reproduksi secara rutin agar kelainan dapat segera ditangani lebih awal. 2) Melindungi testis selama beraktivitas, misalnya dengan tidak menggunakan pakaian terlalu ketat sehingga testis tidak kepanasan.



364



Anatomi dan Fisiologi Manusia



3) Mengurangi



kebiasaan



mandi



dengan



air



panas.



Temperatur yang sejuk diperlukan untuk perkembangan sperma. 4) Menjalankan pola hidup sehat, seperti mengkonsumsi makanan bergizi, cukup olahraga, menghindari penyakit menular seksual, dan menciptakan ketenangan psikis. 5) Menghindari minum beralkohol dan rokok.



11.6 Rangkuman Sistem reproduksi termasuk sistem utama dalam tubuh yang merupakan sistem sistem yang belum berfungsi sampai pubertas tiba. Manusia bereproduksi untuk melestarikan jenisnya melalui kelahiran anak-anaknya. Dalam sistem reproduksi terdapat organ-organ penyusunnya yaitu organ penyusun sistem reproduksi laki-laki maupun wanita, hormon-hormon kelamin, pembentukan selkelamin, kehamilan dan persalinan.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



365



11.7 Latihan 1. Mengapa reproduksi merupakan ciri dari makhluk hidup 2. Jelaskan mengapa organ reproduksi berfungsi setelah pubertas 3. Jelaskan proses pembentukan sperma beserta hormon yang berperan pada proses tersebut 4. Mengapa siklus menstruasi mempengaruhi kadar hormon pada tubuh manusia 5. Jelaskan upaya menjaga kesehatan reproduksi pada pria dan wanita



11.8 Referensi Mutikasari, I., Rahayu N.U., dan Supriyanto.(2012). Efektifitas Pemanfaatan Macromedia Flash dengan Pendekatan SAVI Materi Sistem Reproduksi DI SMAN 1 Kajen.Unnes Journal of Biology Education ISSN 2252-6579.. Parker, S. (2007). Ensiklopedia Tubuh Manusia. Jakarta: Erlangga. Wibowo, D. S dan Widjaya Paryana. 2007. Anatomi Tubuh Manusia. Bandung: GrahaIlmu.



366



Anatomi dan Fisiologi Manusia



BAB XII. ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM INDERA PADA MANUSIA



12.1 Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari anatomi dan fisiologi sistem indera manusia, mahasiswa diharapkan dapat : - Menjelaskan atanomi organ indera - Menjelaskan mekanisme sistem penglihatan - Menjelaskan mekanisme sistem Indera Perasa (Pengecap) - Menjelaskan mekanisme sistem penciuman - Menjelaskan mekanisme sistem pendengaran - Menjelaskan mekanisme sistem peraba



12.2 Sistem Indera Penglihatan Informasi cahaya dapat berupa warna atau intensitas cahaya dan pada manusia yang sederhana cukup dengan polarisasi cahaya. Daerah panjang gelombangnyapun sangat sempit jaraknya yakni daerah panjang gelombang sinar tampak. Sinar tampak berada pada daerah panjang gelombang 380-750nm. Panjang gelombang yang terlalu besar seperti infra merah tidak cukup energinya untuk menghasilkan efek fotokimia sedangkan panjang gelombang yang terlalu pendek seperti ultra violet, sinar x dan lain-lain energinya terlalu besar sehingga dapat menghancurkan materi organik pada sistem fotokimia.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



367



Struktur mata Bola mata dilapisi oleh lapisan pelindung sclera, cahaya masuk melalui anterior sclera yakni kornea. Bagian dalam sclera disebut koroid yang postriornya terdiri dari pembuluh darah dan anteriornya meluas sampai kelensa yang berkaitan dengan regulasi masuknya cahaya.Iris merupakan lempeng otot polos berpigmen dengan pusat sudutnya pupil.



Perubahan akibat refleks oleh pupil meregulasi



masuknya cahaya. Lensa dipegang oleh badan siliari melalui serabut sonular. Celah antara lensa dengn kornea adalah bagian anterior mata dan berisi cairan aquous humor. Aquous humor disekresikan oleh sclera dan akan dibuang kealiran darah melalui kanal Schlemn. Sumbatan kanal ini membuat kondisi yang disebut glukoma. Dibelakang lensa adalah posterior berisi cairan yang disebut vitrous humor yang dibelakangnya lapisan saraf-saraf retina



Retina terlihat



terputus ketika lapisan sel ganglion meninggalkan retina menuju ke otak. Titik ini disebut lempeng optik (optic disk) Titik ini dikenali jika dilihat dibawah optamolskop Lensa mata biasanya jernih, tetapi kelainan pada lensa yakni terjadi kekeruhan sehingga mengurangi kemampuan penglihatan dan bahkan dapat menyebabkan kebutaan. Cahaya yang masuk akan diteruskan dan ditangkap oleh foto resptor retina. Fovea ada didaerah retina dan fungsinya meminimumkan distorsi, terletak dibelakang retina



Dipusat fovea ada foveola , sel



ganglion dan bipolar terdorong kesamping sehingga memungkinkan cahaya dapat mempunyai hubungan langsung dengan fotoreseptor Lapisan choroid dibelakang retina mengandung pigmen yang akan 368



Anatomi dan Fisiologi Manusia



mengabsorbsi cahaya yang tidak dapat ditangkap fotoreseptor., juga meregulasi cahaya yang masuk dan memfokuskan citra.



Gambar 12.1 bola mata dan bagian-bagiannya



Gambar 12.2 Alur perjalanan cahaya yang menuju fotoreseptor dan jatuh di fovea.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



369



Absorbsi cahaya oleh retina Ada dua bentuk retina yakni batang (rods) dan kerucut (cones). Batang sensitif terhadap cahaya dengan panjang gelombang 500nm dari warna hitam, sedikit abu-abu sampai putih. Jadi sensitif terhadap hitam-putih. Absorbsi ini disebut scotopik atau prosesing berupa intensitas dan bukannya warna dan kerucut terhadap cahaya yang terang dan berwarna . disebut fotopik atau untuk intensitas cahaya. Fotopik sensitive terhadap sinar merah, hijau dan biru. Anatomi dari fotoreseptor baik batang maupun kerucut secara umum sama akan tetapi ada beberapa perbedaan yang jelas. Keduanya dibagi menjadi tiga bagian,terminal sinaptik, segmen dalam dan segmen luar Segmen dalam terdiri dari mitokondria,nucleus dan lain-lain struktur sitoplasma. Bagian luar dan dalam dihubungkan dengan mikrotubul yang mempunyai silium. Bagian luar khusus untuk menangkap foton. Bagian luar ini mengandung lempeng-lempeng membran yang mengandung fotopigmen.



Pigmen-pigmen ini terbentuk disekitar



silium dan secara reguler dipagosit oleh epitel.



370



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Gambar 12.3 Struktur Retina Gambar 12.3 menunjukkan alur perjalanan cahaya yang menuju fotoreseptor dan diproses difotoresptor batang dan kerucut berpigmen. Tidak selarasnya laju pemecahan dan pembentukan akan menyebabkan gangguan pada fotoreseptor. Buta warna pada



umumnya



adalah buta warna terhadap



merah atau hijau karena keduanya mempunyai gen yang sama hanya letak proteinnya yang satu dieekor rantai dan yang satu dikepala rantai peptida sehingga sering terjadi salah letak yang akibatnya keduanya menjadi merah atau hijau dan mengakibatkan buta warna. Buta warna ini terjadi pada laki-laki karena terletak dikromosomX.. Buta warna biru sangat



jarang terjadi karena letak kodenya ada



dikromosom 7 sehingga kemungkinan untuk pria dan wanita sama. Buta warna ini karena mutasi. Jumlah fotoreseptor diseluruh sistem



Anatomi dan Fisiologi Manusia



371



penglihatan antara batang dan krucut adalah 10:1 , hanya pada fovea perbandingannya 1:1.



Keduanya mengandung foto pigmen



yang



mengabsorbsi cahaya.



Gambar 12.4 Distribusi Fotoresptor Batang Dan Kerucut Diretina



Ada empat fotopigmen, satu di batang dan tiga di kerucut. Adanya tiga fotopigmen didalam satu tempat yakni kerucut menunjukkan mereka berasal dari satu priomordial gen. Fotopigmen terdiri dari dua bagian, filter yang disebut opsin dan bagian sensitive cahaya yang disebut retinal. Retinal ada disemua fotoreseptor.dan bentuknya sangat mirip karena merupakan turunan dari vitamin A dan pada keadaan gelap strukturnya adalah 11-cis-retinal dan pada waktu terkena cahaya atau foton berubah semuanya menjadi trans retinal.



372



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Gambar 12.5 Perubahan



posisi dari cis ke trans dari molekul



rhodopsin diretina.



pada waktu terkena cahaya dan



kembali ke keadaan semula lagi



Retinal yang terkena cahaya mengalami pelunturan (bleaching) dan tidak dapat berespon terhadap cahaya sebelum kembali kebentuk semula 11-cis-retina. Proses tersebut bergantung kepada energi ATP dengan laju yang lebih lambat dari prosess pelunturan tadi. Pada waktu retina terdedah cahaya yang redup, maka semua posisi kembali ke posisi semula dan disebut teradaptasi dengan gelap. Reseptor batang pada beberapa buku disebut rhodopsin akan tetapi ada juga yang tidak membedakan antara batang dan kerucut dengan nama rhodopsin karena keduanya berasal dari gen primordial yang sama



Anatomi dan Fisiologi Manusia



373



Mekanisme Reaksi Gelap Dan Terang Pada Fotoreseptor Reaksi didalam fotoreseptor Fotoreseptor mempunyai kanal Na dalam keadaan gelap kanal ini +



akan terbuka, cGMP terikat pada kanal Na. Akibatnya Na masuk kedalam sel dan terjadi depolarisasi membrane, struktur molekul fotopigmennya adalah cis. Pada keadaan terang foton atau cahaya akan melunturkan fotopigmen di bagian luar dari membrane, maka terjadi perubahan tata letak molekul rodopsin dan menyebabkan rangkaian pembawa pesan kedua (“2nd messenger cGMP”) menutup kanal Na+.dan membran terhiperpolarisasi. Pada keadaan ini molekul rhodopsin berbentuk transelunturan rodopsin protein G yang disebut transdusin juga terlibat seperti halnya proses seluler lain yang mengaktifkan enzim fosfodiesterase. Enzim ini seperti halnya reaksi enzimatik yang melibatkan pembentukan second messenger akan menghidrolisa second messenger cGMP



kebentuk tidak aktifnya



GMP. Saraf dari retina meninggalkan mata melalui saraf optik di sebelah anterior kelenjar pituitari dan membentuk X optik chiasm. Pada optik chiasm lintasan sarafnya yang nasal akan berseberangan, (yang sebelah dalam dan sebagai patokan hidung), dari temporal (lateral) arah lintasannya tidak berseberangan.Sebelum mencapai thalamus beberapa masuk ke inti yang berfungsi melakukan refleks visual dan masuk ke posterior talamus (lateral geniculate). Dari



374



Anatomi dan Fisiologi Manusia



sini impuls akan ke radiasi optik dan ke korteks visual di lobus osipital untuk membentuk bayangan.



Gambar 12.5 Saraf Optik



Refleks pupil mata Tujuan dari refleks ini adalah melindungi retina dari cahaya yang terlalu banyak tiba dimata. Jumlah cahaya yang masuk dikurangi oleh iris. Terjadi konstriksi pupil yang dikontrol oleh saraf parasimpatis okulomotor



dan dilatasi oleh saraf simpatis . Pada kedokteran



manusia, refleks pupil mata sering dipakai untuk melihat apakah manusia yang tidak sadar masih hidup atau sudah mati, karena refleks tadi diproses diotak dan apabila ada refleks berarti otak belum mati



Anatomi dan Fisiologi Manusia



375



dan



376



manusia



tersebut



boleh



dikatakan



masih



Anatomi dan Fisiologi Manusia



hidup.



Gambar 12.6 Refleks pupil mata yang dikontrol oleh saraf simpatis dan parasimpatis



12.3 Sistem Indera Perasa Rasa-rasa seperti pahit dan rasa



tidak nyaman cenderung untuk



dihindari. Rasa asam menunjukkan kerusakan makanan. Rasa gurih (Ummami) karena kita memerlukan protein, asam amino. Pada manusia cita rasa selalu dihubungkan dengan materi yang dapat mencapai mulut.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



377



Gambar 12.7 Benjolan Perasa Dan Benjolan Papillae Secara anatomi benjolan perasa dan papillae perasa dapat dilihat dilidah sebagai bintil merah yang menonjol seperti lengkungan terutama pada lidah sebelah depan, yang satu ini dikenal sebagai fungiform papillae karena bentuknya seperti jamur. Ada tiga jenis pappilae, foliat, cirumfallate daan non gustatory filiform. Benjolan rasa merupakan kumpulan sel-sel papillae ini dan tidak dapat dilihat kasat mata. Dapat dilihat bahwa benjolan perasa terletak diatas atau disamping



berbagai papillae. Tepi lidah atau fungiform papillae



dikatakan sensitif terhadap NaCl. Pada percobaan ditunjukkan bahwa tempat ini tidak hanya sensitif terhadap NaCl saja tetapi juga sensitif terhadap sukrosa. Respon terhadap NaCl dan sukrosa juga ada pada tempat lain benjolan perasa. Jadi disimpulkan pada waktu itu bahwa fungiform pappilae sensitive terhadap NaCl, akan tetapi bukan tidak mungkin sensitive terhadap lain rasa.



Reseptor rasa pahit tidak



terdistribusi merata dilidah.



378



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Sel-sel di papillae rasa Sel pendukung, mengandung mikrovili , tampaknya untuk mensekresikan materi ke lumen benjolan perasa. Sel reseptor sensorik terproyeksi ke lumen, berbentuk kantung dan mengandung sensor transduksi. Sel basal, terdeferensiasi keresptor sel yang baru, terbentuk dari sel epitel disekelilingnya dan dapat dibedakan dengan sel yang baru terbentuk. Pada manusia diregenerasi setiap 15 hari. Regenerasi bergantung kepada inervasi saraf perasa. Apabila terjadi denervasi maka tidak ada regenerasi. Cita rasa pada hewan tingkat inggi dikatagorikan sebagai pertama rasa anorganik, asin dari NaCl dan asam dari H+. Kedua rasa organik seperti manis dari gula, gurih dari asam amino dan pahit dari senyawa organik.



Karena itu mekanisme kerja cita rasa tersebut



melalui proses pengolahan signal seperti pada



proses neurologi



ataupun membran lain, melibatkan kanal, reseptor



dan second



messenger. Peranan kanal, reseptor dan second messenger dalam proses pengiriman signal citarasa ke otak. Pada rasa asin, Na masuk kedalam sel dan terjadi depolarisasi dan masuknya ion Ca2+, diikuti dengan pelepasan neurotransmitter untuk menembak saraf aferen yang keotak. Pada rasa asam, hydrogen akan memblok kanal K sehingga terjadi depolarisasi yang diikuti dengan masuknya ion Ca2+ kedalam sel dan juga diikuti dengan pelepasan neurotransmitter yang ke otak.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



379



Rasa manis akan dikenali oleh reseptor glukosa dan fruktosa dan karbohidrat lain dan akan mengaktifkan adenilat siklase yang selanjutnya diikuti oleh peningkatan cAMP.



Selanjutnya



protein



kinase A (PKA) mengaktifkan fosforilasi kanal K dan menutup kanal tersebut dan akan mengakibatkan depolarisasi yang diikuti dengan pembukaan gerbang kanal kalsium dan Ca+2 masuk kedalam sel diikuti pelepasan neurotransmitter untuk selanjutnya menembak saraf aferen yang menuju keotak. Rasa pahit akan melibatkan IP3 dan mengakibatkan pelepasan Ca2+ dari gudang intra seluler di endoplasmi retikulum.(Ca2+ dari luar tidak diperlukan).



Terjadi seluler respon diikuti oleh penembakan



neuron yang menuju keotak. Rasa gurih atau umami diidentifikasi pertama kali oleh Kikunae Ikeda dari Imperial University Tokyo pada tahun 1909. Baru sekitar tahun 1996 diidentifikasi sebagai rasa asam amino glutamat, aspartat dan senyawa-senyawa sejenisnya, dapat ditangkap oleh reseptor metabotropik



(mGLUR4).



Ikatannya akan mengaktifkan



protein G dan meningkatkan Ca2+ di intraseluler. Lebih jauh lagi ditemukan bahwa kanal non spesifik terbuka dan mengakibatkan membran terdepolarisasi dan Ca masuk kedalam sel dan melepaskan neurotransmitter yang menembak keotak.



380



Anatomi dan Fisiologi Manusia



12.4 Sistem Indera Penciuman Seperti kita ketahui bau adalah senyawa kimia karena itu penciuman adalah indra kimia. Senyawa kimia agar dapat terdeteksi harus cukup kecil dan dapat menguap,mencapai hidung dan terlarut di mukosa. dan ditangkap oleh reseptor khusus olfaktori epitelium disebut olfactory receptor neuron (ORN) Protein protein pengikat bau (Odorant binding proteins) Protein yang ada di mukosa olfaktori ternyata berikatan dengan molekul bau dan ini dikenal dengan nama protein pengenal bau, odorant binding protein (OBP) . Bau akan terlarut dilarutan/lemak dimukosa , kemudian berikatan dengan OBP. Protein-protein ini akan memfasilitasi perpindahan ligan lipofilik (bau) sepanjang lapisan mukosa menuju reseptor. Juga berfungsi untuk mengkonsentrasikan bau dilapisan mukosa tadi. Kegunaan dari protein pengikat bau tadi adalah (1) transporter agar dapat menyertai ligan untuk berikatan dengan reseptor (2) terminator sehingga odoran yang telah dipakai akan didegradasi sehingga molekul lain dapat berinteraksi. Proteinprotein ini juga berfungsi sebagai pelindung agar bau yang berlebih tidak mencapai reseptor. Reseptor bau (Odorant receptors) Pada hewan vertebrata penciuman menjadi lebih sangat vital. Pada tahun 2004 hadiah Nobel untuk fisiologi diberikan kepada Richard Axel dan Linda Buck untuk penemuan mereka tentang reseptor



Anatomi dan Fisiologi Manusia



381



odorant (pembau) dan organisasi sistem penciuman.



Reseptor



pembau atau odoran terletak dilubang hidung, setiap reseptor pengenal menandai satu macam bau dan setiap reseptor dapat juga menandai beberapa bau secara terbatas. Reseptor pengenal ini adalah protein dan mRNA yang mengkode protein ini telah ditemukan Kehilangan kemampuan untuk membaui akan mengurangi kualitas kehidupan, pada hewan akan mengurangi kemampuan untuk survival karena tidak dapat membedakan mana yang berbahaya dan mana yang tidak, misalnya membaui adanya asap dari suatu kebakaran.



382



Anatomi dan Fisiologi Manusia



3.Signal direley oleh sel glomeruli dibulbus olfaktori Sel reseptor yang sejenis akan berkumpul diglomeruli dan disini mengeksitasi sel mitral menuju keotak dan menuju daerah tertentu diotak



2. Ketika molekul odorant (pembau) berikatan dengan sel reseptor, maka akan mengirim signal listrik keotak



1.Sel odoran akan berikatan dengan sel reseptor yang terletak dinasal epitelium



Gambar 12.8 Struktur Hidung 12.5 Sistem pendengaran Untuk manusia, suara sangat penting dan merupakan alat komunikasi. Pada manusia



studi tentang mekanisme suara sangat



intensif dan telah diketahui dengan baik.



Mekanisme penerimaan



suara dan perjalanan gelombang tampak jelas dari anatomi dan neurologi system pendengaran Disamping sebagai alat pendengaran, telinga juga dipakai sebagai alat keseimbangan Bagian dalam dari telinga atau labirin terdiri dari dua bagian, labirin boni tempat kedudukan sistem pendengaran koclea dan sistem keseimbangan dan labirn membranous karena terdiri dari membran epitel.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Labirin – 383



labirin ini dipisahkan oleh cairan yang disebut perilim sedangkan labirin membranous berisi cairan endolim. Setiap bagian dari sistem keseimbangan terdiri dari dua set struktur utama, tiga set kanal semisirkuler dan sepasang kantung otolit utrikel dan sakul. Ada tiga bagian utama dari telinga manusia yaitu •



Telinga luar berfungsi menangkap getaran bunyi, dan



•



Telinga tengah meneruskan getaran dari telinga luar ke telinga dalam.



•



Reseptor yang ada pada telinga dalam akan menerima rangsang bunyi dan mengirimkannya berupa impuls ke otak untuk diolah. Auditory Ossicles



Kanal semisirkuler



Maleus Maleus Inkus Inkus Stapes Stapes



Kohlea Saraf vestibulo kohlea



Suara



Aurikel



Celah oval Celah bulat Celah timpani



Tabung auditori Bagian luar Membran auditori maetus timpani Telinga bagian luar



Faring



Bagian tengah



Dalam



Gambar 12.9 Struktur Telinga Manusia



384



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Perjalanan Gelombang Suara pada Manusia Gelombang suara masuk telinga



dan diterima membran timpani,



tulang pendengaran, jendela oval, masuk media gel dalam perilim dan mengakibatkan scala vestibule memutar dan menimbulkan getaran membran basilar, sel rambut dan timbul potensial aksi menuju ke saraf kranial VIII ke inti koclea di batang otak dan berakhir di ipsi dan kontra lateral korteks serebri. Persepsi kesadaran suara dan asal suara terjadi di korteks serebri. Alur perjalanan suara, dimulai dari telingan bagian luar, menuju ketelinga bagian tengah dan kebagian dalam sebelum diteruskan oleh saraf ke otak Arah perjalanan signal Telinga bagian tengah memegang peranan penting , dapat menandai suara dan keseimbangan.



Bila kita lihat, maka bagian tengah ini



bentuknya mirip siput, oleh karena itu disebut rumah siput dan detail dari rumah siput. Kemampuan telinga untuk menganalisa frekwensi bergantung kepada kelenturan atau elastisitet membran basilar yang terletak di koclea. Deteksi suara ditangkap oleh sel rambut yang berasosiasi dengan utrikulus dan sakulus dan juga dengan lagena (salah satu dari makula). Apabila diuraikan lagi bentuk dari koclea. ada organ korti di koclea



terdapat sekitar 20.000 sel rambut ke



membran basilar. Sel rambut dikelilingi oleh sekumpulan steriocilia dan sitoplasma, dsebut basal body. Defleksi menuju ke basal body menyebabkan depolarisasi, menjauh hiperpolarisasi.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



385



Labirin oseos Membran labirin



Saluran koclea



Perilim Kanal semisirkuler



Koclea



Utrikel Sakul



Endolim



Ampula Vestibula



Skala vestibula Skala timpani



Celah bulat Saluran kolea



Gambar 12.10 Struktur Telinga Dalam



386



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Mekanisme Kerja Indera Pendengaran Gelombang bunyi yang masuk ke dalam telinga luar menggetarkan gendang telinga. Getaran ini akan diteruskan oleh ketiga tulang pendengaran ke jendela oval. Getaran struktur koklea pada jendela oval diteruskan ke cairan limfa yang ada di dalam saluran vestibulum. Getaran cairan tadi akan menggerakkan membran Reissner dan menggetarkan cairan limfa dalam saluran tengah. Perpindahan



getaran



cairan



limfa



di



dalam



saluran



tengah



menggerakkan membran basiler yang dengan sendirinya akan menggetarkan cairan dalam saluran timpani. Perpindahan ini menyebabkan melebarnya membran pada jendela bundar. Getaran dengan frekuensi tertentu akan menggetarkan selaput-selaput basiler, yang akan menggerakkan sel-sel rambut ke atas dan ke bawah. Ketika rambut-rambut



sel



menyentuh



membran



tektorial,



terjadilah



rangsangan (impuls). Getaran membran tektorial dan membran basiler akan menekan sel sensori pada organ Korti dan kemudian menghasilkan impuls yang akan dikirim ke pusat pendengar di dalam otak melalui saraf pendengaran.



Kontrol turunnya saraf dari auditori korteks 1



Melalui saraf V yang mengkontrol tegangan otot saraf timpani ditelinga bagian luar. menghasilkan tegangan



Otot ini terikat pada maleus membran



Anatomi dan Fisiologi Manusia



timpani



dan



pada waktu



387



berkontraksi. Refleks membatasi pergerakan timpani yang berlebih dan suara yang keras dan frekwensi rendah 2



Turun melalui saraf VII Alur refleks ini merangsang kontraksi otot stapedius yang terletak di stape. Meredam suara yang tiba-tiba keras dan frekwensi tinggi.



3



Kontrol disending (turun) sensitifitas



sel



rambut



sel rambut luar memodulasi bagian



dalam



dengan



cara



berkontraksi/dengan cara berkontraksi/ekspansi badan selnya untuk mengatur tegangan bagian dalam sel rambut.



Gambar 12.11 Perjalanan Saraf ke Korteks auditori Sistem Keseimbangan (Vestibular) Pusat



keseimbangan



ada



disebelah



dalam



dari



telinga



dan



bersebelahan letaknya dengan koclea yakni utrikel, sakul dan kanal semisirkuler. Kanal keseimbangan dan koclea terletak di labirin boni (bony of labirinth) disebelah bagian temporal kiri dan kanan kepala. 388 Anatomi dan Fisiologi Manusia



Diantara labirin boni ada membranous labirin karena terbentuk dari lapisan epitel. Sel epitel kemudian terspesialisasi disatu tempat dan menjadi reseptor sensorik rambut yang disebut silia.Pada silia ada steriosilia dan kinokilium Silia-silia ini akan bersatu untuk terikat menjadi satu oleh gelatinous Makula tempat sel-sel rambut bertumpu pada utrikel dan sakul. Sel-sel rambut akan terproyeksi ke materi gelatinus otolit yang mengandung



kalsium karbonat.



Jika ada



pergerakan gelatinous, maka silia-silia ini akan bergerak kearah yang sama Input dari reseptor yang menuju keotak menandai sudut dari sendi dan signal dari kedudukan atau



panjang otot



memberi



informasi posisi kepala dan tubuh terhadap gravitasi. Informasi keseimbangan



terintegrasi



dengan



sistem



penglihatan,



keseimbangan distabilkan oleh mata selama pergerakan.



dan



Sistem



keseimbangan dapat menandai signal tiga demensi kedudukan tubuh. Utrikel akan berespon terhadap gerakan horisontal dan linear sedangkan sakul berespond terhadap gerakan vertikal linear .



Anatomi dan Fisiologi Manusia



389



Gambar 12.12 Pada Sistem Vestibular, Sel Rambut Berespon Terhadap Posisi Kepala Terhadap Gravitasi Dan Aselerasi.



Indera Pendengaran & Keseimbangan



390



•



Dipersyarafi syaraf kranial viii (oktavus) yang bercabang dua yaitu: syaraf auditorius (pendengaran) dan syaraf vestibularis (keseimbangan)



•



Bunyi merupakan vibrasi (getaran) di uadara yang hanya dapat di dengar oleh telinga manusia antara 20 – 20.000 hertz



•



Vibrasi berjalan melalui udara sekitar 1,238 km/jam



•



Manusia mempunyai kekuatan individu untuk mempersepsi suara Anatomi dan Fisiologi Manusia



•



Persepsi manusia thd suara keras tergantung: amplitudo, suara tinggi tgt frekuensi, kualitas bunyi/timbre berkaitan erat dgn kompleksitas vibrasi



•



Telinga dalam tdd 2 ruangan yang berhubungan satu dengan lainnya → ruang yg tdk teratur → labyrint (oseosa), rumah siput & kanalis semisirkularis & labyrint membranicus (sakula, otrikula & 3 buah saluran rumah siput → skala vestibularis, duktus kokhlearis, skala tympani



•



Bunyi dapat di dengar manusia melalui transmisi getaran bunyi yang terdiri dari:



•



Transmisi udara (aerotymponal) → sumber suara getarkan udara → daun telinga → lubang telinga → membrana tympani → bergetar → osicula auditiva → perylimph → membran basalis bergetar → organ corti bergetar → syaraf auditorius → bunyi



•



Transmisi tulang (craniotymponal) → getaran berjalan melalui penghantar tulang → getaran sumber suara → menggetarkan tulang kepala → menggetarkan perylimph pada skala vestibuli → skala tympani → penghantaran udara



•



Penghantaran melalui tulang dapat dilakukan dengan percobaaan rine, sedangkan penghantaran bunyi melalui tulang kemudian dilanjutkan melalui udara dapat dilakukan dgn percobaan weber



•



Kecepatan penghantaran suara terbatas, makin tmbh usia makin berkurang daya tangkap suara atau bunyi yg dinyatakan antara 30 – 20.000 siklus/detik



Anatomi dan Fisiologi Manusia



391



•



Terlihat skala vestibuli & skala tympani yg berisi cairan perylimph & saluran (duktus) kokhlearis yg berisi cairan endolimph



•



Bila kedua cairan tersebut terganggu (bergelombang) maka keseimbangan tubuh kita kan terganggu



•



Bila kita diputar beberapakali dengan mata tertutup, kemudian secara tiba-2 dihentikan, lalu mata dibuka dan melihat jauh ke depan maka kita akan melihat adanya kunang-2 atau nistagmus



12.6 Indera Peraba



Indera peraba terletak di kulit. Kulit terdiri dari : epidermis (lapisan terluar), dermis, subkutaneus. Pada dermis terdapat kelenjar & saluran keringat, bakal rambut, folikel rambut & akar rambut, kelenjar sebaseus sementara pada bagian subkutaneus terdapat pembuluh darah, syaraf kutaneus & jaringan otot. Sensasi somatis mengacu pada sensasi di permukaan kulit. Syaraf sensoris hanya mengacu pada sistem indera peraba. Kulit berfungsi sebagai: 1.



Mekanoreseptor, berkaitan dengan tekanan, cubitan, pukulan, pijatan, tekanan



2.



Thermoreseptor, berkaitan dengan rasa panas, dingin



3.



Khemoreseptor, berkaitan dengan rasa asam, basa & garam



4.



Reseptor nyeri/sakit, berkaitan dgn mekanisme protektif tubuh Pada kulit terdapat beberapa reseptor yg dpt mendeteksi



sesuatu, misalnya pada bagian epidermis terdapat merkel’s disc untuk mendeteksi sentuhan orang yg kita tdk kenal; meisner’s untuk 392



Anatomi dan Fisiologi Manusia



mendeteksi sentuhan orang yang kita kenal. Pada dermis terdpt reseptor ruffini’s yg mendeteksi rasa panas; reseptor end krause yg mendeteksi rasa dingin serta paccini’s corpuscle yg mendeteksi tekanan atau pijatan. Ada reseptor yg terdapat seluruh bagian dari kulit tubuh yaitu free nerve ending yang mendeteksi rasa nyeri/sakit pada saat tertusuk jarum, kena api. Kulit pada manusia dapat berfungsi sebagai organ ekskresi maupun sebagai indra peraba. Kulit merupakan indra peraba yang mempunyai reseptor khusus untuk sentuhan, panas, dingin, sakit, dan tekanan. Selain itu kulit juga berfungsi sebagai alat pelindung bagian dalam, misalnya otot dan bermacam reseptor yang peka terhadap berbagai rangsangan; sebagai alat ekskresi; serta pengatur suhu tubuh. Dengan fungsinya sebagai alat peraba, kulit dilengkapi dengan reseptor-reseptor khusus. Reseptor untuk rasa sakit ujungnya menjorok masuk ke daerah epidermis. Reseptor untuk tekanan (korpuskula pacini) ujungnya berada di dermis yang jauh dari epidermis. Reseptor untuk rangsang sentuhan dan panas (korpuskula ruffini) ujung reseptornya terletak di dekat epidermis. Kemudian reseptor untuk rangsang dingin (ujung saraf krause) dan reseptor yang lain misalnya korpuskula meissner.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



393



Gambar 12. 13 Reseptor-Reseptor Sensitif Secara Mekanik Pada Kulit



Gangguan Dan Kelainan Sistem Indera Gangguan dan pada Mata



 Miopi adalah cacat mata yang disebabkan oleh lensa mata terlalu cembung sehingga bayangan dari benda yang jauh jatuh di depan retina. Miopi disebut pula rabun jauh, karena tidak dapat melihat benda yang jauh dengan jelas. Penderita miopi hanya mampu melihat jelas benda yang dekat. Untuk menolong penderita miopi dipakai kacamata lensa cekung (lensa negatif).  Hipermetropi adalah cacat mata yang disebabkan oleh lensa mata terlalu pipih sehingga bayangan dari benda yang dekat 394



Anatomi dan Fisiologi Manusia



jatuh di belakang retina. Hipermetropi disebu juga rabun dekat karena tidak dapat melihat benda yang jaraknya dekat. Penderita hipermetropi hanya mampu melihat benda yang jauh. Untuk menolongnya digunakan kacamata lensa cembung.  Presbiopi umumnya terjadi pada orang berusia lanjut. Keadaan ini disebabkan lensa mata terlalu pipih. Selain itu, daya akomodasi



mata



sudah



lelah



sehingga



tidak



dapat



memfokuskan bayangan benda yang berada dekat mata.  Astigmatisma adalah cacat mata yang disebabkan oleh kecembungan permukaan kornea atau permukaan lensa mata yang tidak rata sehingga sinar yang datang tidak difokuskan pada satu titik. Untuk menolong orang yang cacat mata seperti ini dipakai kacamata lensa silindris yang memiliki beberapa fokus.  Katarak



adalah



cacat



mata



yang



disebabkan



adanya



pengapuran pada lensa mata sehingga daya akomodasi berkurang dan penglihatan menjadi kabur. Katarak umumnya terjadi pada orang yang sudah berusia lanjut dan dapat menimbulkan kebutaan.  Hemeralopi (rabun senja) adalah penyakit pada mata yang disebabkan oleh kekurangan vitamin A. Penderita rabun senja tidak dapat melihat dengan jelas pada senja hari. Bila keadaan demikian dibiarkan berlanjut akan mengakibatkan kornea mata rusak dan dapat menyebabkan kebutaan.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



395



 Buta warna merupakan kelainan penglihatan mata yang bersifat menurun. Penderita buta warna tidak mampu membedakan warna-warna tertentu,misalnya warna merah, hijau, atau biru. Seseorang yang buta warna total hanya dapat membedakan warna hitam dan putih saja.  Keratomalasia timbul karena kornea menjadi putih dan rusak.



12.7 Rangkuman



Organ



indera merupakan suatu organ tubuh yang mampu



menerima rangsang tertentu Manusia memiliki lima macam indra, yaitu: (1) indra penglihatan (mata), (2) indra pendengaran (telinga), (3) indra peraba (kulit), (4) indra pengecap (lidah), dan (5) indra pembau (hidung). Untuk dapat melihat benda stimulus berupa cahaya harus jatuh di reseptor (penerima) yang selanjutnya di teruskan ke pusat penglihatan (fovea sentralis) & diperlukan ketajaman (visus) penglihatan. Organ telinga mampu menangkap suara dengan kecepatan penghantaran suara terbatas, makin tambah usia makin berkurang daya tangkap suara atau bunyi yang dinyatakan antara 30 – 20.000 siklus/detik. Manusia dapat



membedakan berbagai macam



bau, bukan karena memiliki banyak reseptor pembau, tetapi mempunyai



suatu kemampuan



yang ditentukan oleh prinsip



komposisi. Organ pembau hanya memiliki 7 reseptor, namun dapat membedakan



600



aroma



yg



berbeda



reseptornya



disebut



khemoreseptor. Pada kulit terdapat beberapa reseptor yang dapat mendeteksi sesuatu, misalnya pada bagian epidermis terdapat merkel’s 396



Anatomi dan Fisiologi Manusia



disc untuk mendeteksi sentuhan orang yang kita tidak kenal dan reseptor meisner’s untuk mendeteksi sentuhan orang yang kita kenal.



12.8 Latihan



1.



Jelaskan mekanisme sistem penglihatan pada manusia



2.



Jelaskan mekanisme sistem indera perasa (pengecap)



3.



Jelaskan mekanisme sistem penciuman



4.



Jelaskan mekanisme sistem pendengaran



5.



Jelaskan mekanisme sistem peraba



12.9 Referensi



Campbell, dkk. 2004. Biologi Jilid 3 Edisi 5. Jakarta: Erlangga. Guyton, AC & Hall, JE. 2006. Textbook of Medical Physiologi, 12nd edition, W.B. Parker, S. (2007). Ensiklopedia Tubuh Manusia. Jakarta: Erlangga. Sanders, T & Scanlon, VC 2007. Essential of Anatomy and Physiology. by F.A. Davis Company Sherwood, lauralee. 2001. Fisiologi Manusia. Jakarta: EGC. Sloane, Ethel. 2003. Anatomi dan Fisiologi untuk Pemula. Jakarta: EGC. Wibowo, D. S dan Widjaya Paryana. 2007. Anatomi Tubuh Manusia. Bandung: GrahaIlmu.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



397



GLOSARIUM Anatomi adalah suatu ilmu yang mempelajari bagian dalam (internal) dan luar (eksternal) dari struktur tubuh dan hubungan fisiknya dengan bagian tubuh yang lainnya. Anemia merupakan penyakit kekurangan darah yang dapat terjadi karena infeksi kuman misalnya apabila terkena cacing tambang, atau dapat juga karena berkurangnya kadar Hb dalam darah. Antidiuretic Hormone (ADH) adalah hormon yang dibuat oleh hipotalamus dan berfungsi untuk mempengaruhi ginjal meningkatkan retensi air sehingga menurunkan volume urin. Atropi merupakan suatu kondisi di mana otot mereduksi atau mengecil sehingga tidak kuat untuk melakukan gerakkan. Fisiologi Manusia adalah ilmu yang mempelajari tentang faal (fungsi) dari tubuh manusia. Fisiologi atau ilmu faal adalah salah satu dari cabang biologi yang mempelajari berlangsungnya fungsi sel, jaringan, organ, sistem organ, dan organisme secara keseluruhan menjalankan fungsi fisik dan kimiawinya untuk mendukung kehidupan. Haemoroid (ambein) merupakan penyakit pelebaran pembuluh darah, biasanya terjadi di bagian dubur. Hemeralopi (rabun senja) adalah penyakit pada mata yang disebabkan oleh kekurangan vitamin A. Penderita rabun senja tidak dapat melihat dengan jelas pada senja hari. Bila keadaan demikian dibiarkan berlanjut akan mengakibatkan kornea mata rusak dan dapat menyebabkan kebutaan. 398



Anatomi dan Fisiologi Manusia



Hemofili merupakan suatu penyakit yang mengakibatkan darah tidak membeku secara genetis. Hipertensi merupakan penyakit di mana terjadi tekanan darah tinggi. Hipertropi merupakan kondisi di mana otot membesar. Leukimia (kanker darah) merupakan penyakit di mana pertambahan sel



darah



putih



secara



tidak



terkendali



(abnormal)



sekitar



500.000/mm3 darah. Miestenia gravis merupakan keadaan di mana otot melemah secara bertahap sehingga menyebabkan kelumpuhan dan bahkan kematian. Saraf aferen (sensorik) adalah saraf yang mentransmisi informasi dari reseptor sensorik ke sistem saraf pusat Saraf eferen (motorik) adalah saraf yang mentransmisi informasi dari sistem saraf pusat ke otot dan kelenjar. Sistem saraf pusat (SSP) adalah sistem saraf yang terdiri dari otak dan medulla spinalis yang dilindungi tulang kranium dan kanal vertebral. Tetanus



merupakan



penyakit



yang disebabkan



oleh



bakteri



Clostridium tetani. Gejala penyakit ini adalah otot terus-menerus berkontraksi. Triasilgliserol/trigliserida yang merupakan sebagian besar lemak makanan, harus dipecah menjadi gliserida dan asam lemak sebelum dapat diabsorpsi. Varises merupakan penyakit pelebaran pembuluh darah, biasanya di tangan dan kaki. Penyakit ini biasanya dialami para wanita setelah melahirkan.



Anatomi dan Fisiologi Manusia



399



Volume residu merupakan volume udara yang masih tersisa di dalam paru – paru setelah kebanyakan ekspirasi kuat dan jumlahnya berkisar kira – kira 1200 mL. Volume tidal merupakan volume udara yang diinspirasikan dan diekspirasikan di setiap pernafasan normal dan jumlahnya kira – kira 500 mL.



400



Anatomi dan Fisiologi Manusia