Fisiologi sistem kardiovaskular pada hewan

Fisiologi sistem

kardiovaskular pada hewan

Zalfa Adinia Nabilla 2620210007 Mata Kuliah Bioteknologi Hewan

Dosen Pengampu: Dr. Handayani,

M. Si

Sistem

kardiovaskular

Sistem kardiovaskular merupakan suatu sistem organ untuk

memindahkan zat (nutrien seperti asam amino dan elektrolit, hormon, sel darah dll) dari dan menuju sel-sel tubuh. Sistem ini juga menolong stabilisasi suhu dan pH tubuh (bagian dari homeostasis / keseimbangan).

Ada tiga jenis sistem peredaran darah yaitu tanpa sistem peredaran darah, sistem peredaran darah terbuka, dan sistem peredaran darah tertutup.

Sistem peredaran darah juga merupakan bagian dari kinerja jantung dan

jaringan pembuluh darah (sistem kardiovaskuler). Sistem ini menjamin

kelangsungan hidup organisme, didukung oleh metabolisme setiap sel

dalam tubuh dan mempertahankan sifat kimia dan fisiologis cairan

tubuh. Sistem kardiovaskular terdiri dari jantung, pembuluh darah, dan

saluran limfe (Pearce,2007; Smeltzer & Bare, 2002).

Sistem kardiovaskular berfungsi sebagai sistem regulasi melakukan mekanisme yang bervariasi dalam merespons seluruh aktivitas tubuh. Salah satu contoh adalah mekanisme meningkatkan suplai darah agar aktivitas jaringan dapat

terpenuhi. Pada keadaan tertentu, darah akan lebih banyak dialirkan pada organ-organ vital seperti jantung dan otak untuk memelihara sistem sirkulasi organ tersebut. Ketika oksigen telah diserap oleh jaringan, pembuluh vena

membawa balik darah yang berwarna biru dan mengandung sedikit sekali oksigen ke jantung (Pearce, 2007; Smeltzer &

Bare, 2002).

Fungsi sistem kardiovaskular

Jantung

Jantung adalah pompa berotot didalam dada yang bekerja terus menerus tanpa henti memompa darah ke seluruh tubuh. Jantung berkontraksi dan relaksasi sebanyak 100.000 kali dalam sehari, dan semua pekerjaan ini memerlukan suplai darah yang baik yang

disediakan oleh pembuluh arteri koroner. Bagian kanan dan kiri jantung masing-masing memiliki ruang sebelah atas (atrium) yang

mengumpulkan darah dan ruang sebelah bawah (ventrikel) yang mengeluarkan darah. Agar darah hanya mengalir dalam satu arah, maka ventrikel memiliki satu katup pada jalan masuk dan satu katup pada jalan keluar (Pearce,2007; Smeltzer & Bare, 2002). Fungsi utama jantung adalah memberikan dan mengalirkan suplai oksigen dan nutrisi ke seluruh jaringan dan organ tubuh yang diperlukan dalam proses

metabolisme. Secara normal setiap jaringan dan organ tubuh akan

menerima aliran darah dalam jumlah yang cukup sehingga jaringan dan

organ tubuh menerima nutrisi dengan kuat.

Jantung dibagi menjadi separuh kanan dan kiri, dan memiliki empat bilik (ruang), bilik bagian atas dan bawah di kedua belahannya. Bilik-bilik atas, atria (atrium, tunggal) menerima darah yang kembali ke jantung dan memindahkannya ke bilik- bilik bawah, sedangkan ventrikelyang memompa darah dari jantung. Kedua belahan jantung dipisahkan oleh septum yang mencegah pencampuran darah dari kedua sisi jantung. Pemisahan ini sangat penting, karena separuh kanan jantung menerima dan memompa darah beroksigen rendah sementara sisi kiri jantung menerima dan memompa darah beroksigen tinggi.

Darah adalah cairan jaringan tubuh yang fungsi utamanya adalah mengangkut oksigen yang diperlukan oleh sel-sel di seluruh tubuh. Darah juga menyuplai jaringan tubuh dengan nutrisi, mengangkut zatzat sisa metabolisme, dan mengandung berbagai bahan penyusun sistem imun yang bertujuan

mempertahankan tubuh dari berbagai penyakit. Hormon-hormon dari sistem endokrin juga diedarkan melalui darah. Darah berwarna merah, antara merah

terang apabila kaya oksigen sampai merah tua apabila kekurangan oksigen. Warna merah pada darah disebabkan oleh hemoglobin, protein pernapasan (respiratory protein) yang mengandung besi dalam bentuk heme, yang merupakan tempat terikatnya molekul-molekul oksigen.

Jantung adalah pusat sistem kardiovaskuler

Dengan sisi kanan yang hanya menerima dan memompakan darah yang miskin oksigen, sisi kiri

yang hanya menangani darah yang kaya oksigen, dan katup yang memungkinkan darah untuk mengalir

masuk hanya satu arah. Jantung secara bergantian berkontraksi dan berelaksasi dalam siklus yang

berirama. Ketika berkontraksi, jantung memompakan

darah; ketika berelaksasi, bilik-bilik jantung akan terisi

dengan darah. Satu urutan lengkap pemompaan dan

pengisian disebut siklus jantung (cardiac cycle). Fase

kontraksi siklus itu disebut sistol, dan fase relaksasi

disebut diastol.

Siklus jantung

Sistem Kardiovaskular pada Hewan

1. PROTOZOA 2. PORIFERA

3. COELENTERATA 4. PLATYHELMINTHES 5. ANNELIDA

6. MOLUSCA 7. ARTHROPODA

Sistem Kardiovaskular pada Hewan

Invertebrata

Protozoa

Hewan bersel satu atau protozoa tidak memiliki sistem sirkulasi darah karena tubuhnya hanya terdiri dari atas satu sel.

Sari-sari makanan yang yang telah dicerna di dalam vakuola diserap oleh protoplasma dan sekelilingnya. O2 diserap secara difusi, dan CO2 dikeluarkan melalui difusi. Contoh dari protozoa adalah amoeba dan

paramaecium. Sistem sirkulasi pada

paramecium lebih sempurna dari amoeba.

Pada paramecium, makanan yang berupa materi halus diserap melalui permukaan tubuhnya. Namun materi makan yang besar akan memasuki sitosma (mulut sel).

Porifera

Organisme ini belum memiliki sistem

peredaran darah khusus, dengan kata lain sistem sirkulasinya tergabung dengan sistem pencernaan. Tubuhnya terdiri atas dua lapisan sel yaitu, sel ameboid dan koanosit. Sel-sel amboid yang berfungsi mengedarkan makanan. Makanan melalui porifera diperoleh melalui aliran air yang melintas ostia atau pori dan keluar melalui oskulum. Makanan ditangkap dan dicerna oleh sel-sel leher (kanosit), kemudian

diberikan kepada selsel ameboid. Kemudian sel-sel ameboid mengembara ke sel-sel yang lain untuk mengedarkan makanan.

Coelenterata

Pada coelenterata juga belum memiliki sistem peredaran khusus, misalnya hydra, transportasinya dilakukan oleh sistem gastrovaskuler. Yakni saluran pencernaan yang berfungsi sekaligus sebagai alat

peredaran. Saluran pencernaan pada hydra bercabang-cabang dan bercabang-cabang lagi kesemua bagian tubuh. Percabangan ini menyebabkan permukaan dalam saluran pencernaan semakin luas, sehingga saluran ini akan lebih efisien dalam melakukan

penyerapan zat serta sekaligus

menghantarkan zat yang diserapnya ke seluruh jaringan tubuh.

Platyhelminthes

Pada platyhelminthes khususnya planaria juga belum mempunyai sistem peredaran darah khusus, namun menggunakan sistem gastrovaskuler. Awal mulanya makanan masuk ke dalam usus.

Selanjutnya, dari usus bercabang- cabang ke seluruh tubuh untuk

mengedarkan makanan. Percabangan

tersebut menyebabkan usus lebih

besar sehingga lebih efisien dalam

menyerap makanan.

Annelida

Sistem sirkulasi pada cacing tanah merupakan peredaran darah tertutup. Selama peredarannya darah tetap berada di dalam pembuluh. Alat

peredaran darah cacing tanah terdiri atas pembuluh darah punggung (dorsal), pembuluh darah perut (ventral) dan lima pasang lengkung aorta yang

berfungsi sebagai jantung. Karena itu jantung cacing sering disebut jantung aorta. Darah dalam cacing beredar di dalam pembuluh sehingga termasuk

peredaran darah tertutup. Darah yang terdapat pada pembuluh kapiler akan mengikat oksigen. Cacing tanah belum memiliki alat pernapasan khusus.

Oksigen dari udara bebas berdifusi ke dalam darah cacing melalui seluruh permukaan kulit. Oksigen diangkut oleh darah di dalam kapiler bersama-sama dengan darah yang mengangkut zat makanan dari usus menuju ke pembuluh darah punggung.

Selanjutnya darah tersebut dipompakan keseluruh jaringan tubuh. Berbeda dengan darah vertebrata yang hemoglobinnya terikat dalam sel darah merah, hemoglobin darah cacing larut dalam plasma darah.

Mollusca

Pada mollusca sistem peredaran darahnya terbuka, jantung terdiri atas ventrikel dan atrium, aorta interior, dan aorta posterior.

Tidak memiliki arteri dan vena. Ventrikel memompa darah ke dalam aorta anterior, kemudian darah dialirkan tanpa pembuluh ke bagian kaki serta alat-alat tubuh lainnya

kecuali punggung. Ke bagian abdomen, darah dialirkan melalui rectum dan mantel (kulit luar). Darah yang mengandung O2 didalam mantel akan dialirkan ke atrium, darah yang menggandung CO2 dikumpulkam dalam pembuluh kemudian masuk kedalam ginjal dan insang untuk mengikat O2 dan kembali lagi ke jantung.

Arthropoda

Sistem sirkulasi arthropoda meliputi jantung dan arteri, sedangkan vena tidak ada.

contohnya pada belalang mempunyai sistem peredaran terbuka karena darah tidak selalu berada dalam pembuluh darah, darah kembali ke jantung melalui rongga-rongga tubuh (hemocoel). Alat transportasinya berupa pembuluh yang dapat berdenyut sehingga menyerupai jantung. Oleh karena itu, pembuluhnya disebut “jantung pembuluh”. Pada saat jantung pembuluh ini berdenyut, darah keluar dari jantung pembuluh ke bagian depan melalui aorta.

Filogeni vertebrata dalam adaptasi sistem kardiovaskuler

Transpor internal pada manusia dan vertebrata lain dapat dilakukan

melalui sistem sirkulasi tertutup, yang disebut sebagai sistem

kardiovaskuler. Komponen sistem kardiovaskuler (cardiovascular

system) adalah jantung, pembuluh darah, dan darah. Jantung

mempunyai satu atrium atau dua atria (jamak), yaitu ruangan (bilik) yang menerima darah yang kembali ke jantung, dan satu atau lebih

ventrikel, ruangan (bilik) yang

memompakan darah keluar dari

jantung.

Sistem sirkulasi tertutup membatasi darah agar tetap berada di dalam pembuluh. sehingga terpisah dan berbeda dari cairan

interstisial. Ketika darah lewat melalui pembuluh kecil dalam organ, terjadi pertukaran kimia antara darah dan cairan interstisial, dan antara cairan interstisial dengan sel-sel tubuh. Pada seekor cacing tanah, tiga pembuluh utama, satu dorsal dan dua ventral,

bercabang ke dalam pembuluh- pembuluh yang lebih kecil yang mengalirkan darah ke berbagai organ. Pembuluh dorsal berfungsi sebagai jantung utama, yang memompa darah maju ke depan oleh gerak peristaltik. Dekat dengan ujung anterior cacing tersebut, lima pasang pembuluh melengkung mengitari saluran pencernaan,

sehingga menghubungkan pembuluh dorsal dan pembuluh ventral.

Pembuluh berpasangan itu berfungsi sebagai jantung tambahan,

yang mendorong darah ke arah ventral. Darah mengalir ke arah

samping di dalam pembuluh ventral

Pembuluh darah

Arteri, vena, dan kapiler adalah tiga jenis utama pembuluh darah, yang

dalam tubuh manusia panjangnya ditaksir mencapai sekitar 100.000

km. Arteri membawa darah meninggalkan jantung menuju organ-organ

di seluruh tubuh. Di dalam organ-organ ini, arteri bercabang menjadi

arteriola, pembuluh kecil yang mengirimkan darah ke kapiler. Kapiler

(capillary) adalah pembuluh mikroskopis dengan dinding yang sangat

tipis dan berpori. Jaringan kerja pembuluh ini, yang disebut hamparan

kapiler (capillary bed), menginfiltrasi setiap jaringan. Melalui dinding

tipis kapiler inilah zat-zat kimia, termasuk gas, dipertukarkan antara

darah dan cairan interstisial yang mengelilingi sel-sel tersebut. Pada

ujung "muara" nya, kapiler menyatu membentuk venula, dan venula

menyatu membentuk vena. Vena (ren) mengembalikan darah ke

jantung.

Arteri dan vena berbeda dalam hal arah aliran darah yang dibawanya, bukan oleh karakteristik darah yang dikandungnya. Tidak semua arteri membawa darah yang kaya akan oksigen, dan tidak semua vena

membawa darah dengan konsentrasi oksigen yang rendah. Akan tetapi, semua arteri memang membawa darah dari jantung menuju kapiler, dan hanya vena yang mengembalikan darah ke jantung dari kapiler.

Sistem kardiovaskuler vertebrata merupakan variasi dari skema sirkulasi umum. Adaptasi sistem kardiovaskuler berkorelasi dengan pernapasan insang pada vertebrata akuatik dan pernapasan paru-paru pada vertebrata terestrial (darat).

Seekor ikan mempunyai sebuah jantung dengan dua ruangan (bilik)

utama, yaitu satu atrium dan satu ventrikel. Darah yang dipompakan

dari ventrikel mengalir pertama- tama ke insang, tempat terjadinya

pengambilan oksigen oleh darah dan pembebasan karbon dioksida

melewati dinding kapiler.

Warna gelap menandai darah yang kaya akan oksigen, dan warna terang

menggambarkan darah yang miskin oksigen. (a) Ikan mempunyai jantung berbilik dua dan sebuah sirkuit tunggal aliran darah, dengan atrium jantung yang menerima darah yang miskin oskigen dari vena dan ventrikel yang memompakan darah ke insang. (b) Amfibia mempunyai jantung berbilik tiga dan dua sirkuit aliran darah: sirkuit

pulmokutaneus dan sirkuit sistemik. Sirkulasi ganda ini mengirim- kan darah ke organ sistemik dengan tekanan tinggi. Pada ventrikel tunggal itu, terdapat sedikit

percampuran antara darah yang kaya oksigen dengan darah yang miskin oksigen. (c) Mamalia mempunyai sebuah jantung berbilik empat dan sirkulasi ganda. Di dalam jantung, darah yang kaya oksigen dijaga agar sepenuhnya terpisah dari darah yang miskin oksigen.

Skema umum sirkulasi

vertebrata

Pisces

Ikan memiliki pola sirkulasi tunggal, dimana darah melewati jantung hanya sekali selama setiap rangkaian lengkap. Darah yang kekurangan oksigen dari jaringan tubuh datang ke jantung, dimana ia dipompa ke insang. Pertukaran gas terjadi dalam insang, dan darah beroksigen dari insang yang beredar ke seluruh tubuh. Di sisi lain, pada mamalia, darah terdeoksigenasi memasuki jantung, dimana ia

dipompa ke paru-paru untuk oksigenasi. Darah beroksigen dikembalikan ke jantung dari paru-paru, yang akan diangkut ke seluruh tubuh. Kapiler insang mengumpul ke dalam suatu pembuluh yang membawa darah yang kaya akan oksigen ke

hamparan kapiler di semua bagian tubuh lainnya. Darah itu kemudian kembali melalui vena ke atrium jantung. Pada seekor ikan, darah harus mengalir melalui dua hamparan kapiler selama masing-masing sirkuit (perputaran), satu dalam insang dan yang kedua, yang disebut kapiler sistemik, dalam organ selain insang.

Ketika darah mengalir melalui hamparan kapiler, tekanan darah, tekanan

hidrostatik yang mendorong darah mengalir melalui pembuluh, menurun tajam.

Darah yang kaya oksigen dari insang mengalir ke organ-organ lain dengan sangat lambat pada ikan, tetapi proses tersebut dibantu oleh pergerakan tubuh selama berenang.

Katak dan amfibia mempunyai jantung berbilik tiga dengan dua atria dan satu ventrikel. Ventrikel akan memompakan darah ke dalam sebuah arteri bercabang yang mengarahkan darah melalui dua sirkuit: sirkuit pulmokutaneus dan sirkuit sistemik. Sirkuit pulmokutaneus (pulmocutaneous circuit) mengarah ke jaringan pertukaran gas (dalam paru- paru dan kulit pada katak), di mana darah akan

mengambil oksigen mengalir melalui kapiler. Darah yang kaya oksigen kembali ke atrium kiri jantung, dan kemudian sebagian besar di antaranya dipompakan ke

dalam sirkuit sistemik. Sirkuit sistemik (systemic circuit) membawa darah yang kaya oksigen ke seluruh organ tubuh dan kemudian mengembalikan darah yang miskin oksigen ke atrium kanan melalui vena. Skema ini, disebut sirkulasi ganda (double circulation), menjamin aliran darah yang kuat ke otak, otot, dan organ-organ lain, karena darah itu dipompa untuk kedua kalinya setelah kehilangan tekanan dalam kapiler pada paru-paru atau kulit. Keadaan ini sangat berbeda dari sirkulasi tunggal dalam ikan, di mana darah mengalir secara langsung dari organ respirasi (insang) ke organ lain dengan tekanan yang semakin berkurang.

Katak dan

amfibia

Jantung katak

Dalam ventrikel tunggal, terdapat percampuran darah kaya oksigen yang telah kembali dari paru-paru dengan darah yang kurang oksigen yang telah kembali dari bagian tubuh yang lain. Akan tetapi, suatu abungan (ridge) di dalam ventrikel akan mengalihkan sebagian besar dari darah yang kaya oksigen itu dari atrium kiri ke dalam sirkuit sistemik dan

sebagian besar darah yang miskin oksigen itu dari atrium kanan ke dalam sirkuit pulmokutaneus.

Terdapat lebih sedikit percampuran darah yang kaya oksigen dengan darah yang kurang oksigen.

Meskipun jantung reptilia berbilik tiga, ventrikel tunggal terbagi secara parsial. Reptilia mempunyai sirkulasi ganda, yaitu sirkuit sistemik dan sirkuit pulmoner (pulmonary circuit), yang mengalirkan darah dari jantung ke jaringan pertukaran-gas dalam paru-paru dan kembali ke jantung.

Pada ordo crocodilia, ventrikel secara sempurna terbagi menjadi bilik kiri dan bilik kanan.

Reptili

a

Burung dan mamalia

Jantung berbilik empat pada burung dan mamalia mempunyai dua atria dan dua ventrikel yang terpisah secara sempurna. Terdapat sirkulasi ganda (sirkuit sistemik dan sirkuit pulmoner; bagian kiri jantung hanya menangani darah yang kaya oksigen, sementara bagian kanan jantung hanya

menerima dan memompakan darah yang miskin oksigen. Pengiriman

oksigen ke seluruh bagian tubuh akan semakin meningkat karena tidak ada pencampuran darah yang kaya oksigen dengan darah yang kurang oksigen, dan sirkulasi ganda akan memulihkan tekanan setelah darah baru saja

lewat melalui kapiler paru-paru. Sebagai hewan endotermik, yang menggunakan panas yang dibebaskan dari metabolisme untuk

menghangatkan tubuh, burung dan mamalia memerlukan lebih banyak oksigen per gram bobot tubuhnya dibandingkan dengan vertebrata lain dengan ukuran tubuh yang sama. Burung dan mamalia diturunkan dari leluhur reptil yang berbeda, dan jantung masing-masing yang berbilik empat itu berkembang secara independen-sebuah contoh evolusi

konvergen.

Sistem kardiovaskuler

mamalia

Jantung mamalia

Pengamatan yang mendalam mengenai

jantung mamalia berbilik empat memberikan pemahaman yang lebih lengkap mengenai bagaimana sirkulasi ganda bekerja. Jantung manusia yang berada persis di bawah tulang dada (sternum), misalnya, berukuran sekitar satu kepalan tangan. Jantung tersusun dari jaringan otot jantung. Kedua atria mempunyai dinding yang relatif tipis dan berfungsi

sebagai ruangan penampungan bagi darah yang kembali ke jantung, dan hanya

memompa darah dalam jarak yang sangat dekat menuju ventrikel. Ventrikel mempunyai dinding yang lebih tebal dan jauh lebih kuat dibandingkan dengan atrium khususnya

ventrikel kiri, yang harus memompakan darah keluar ke seluruh organ tubuh melalui sirkuit sistemik.

CREDITS: This presentation template was created by Slidesgo, and includes icons by

Flaticon, and infographics & images by Freepik

Thanks