Blok 4 UP 1

1.       Sistem Respirasi Hewan Vetebrata

Pengertian respirasi adalah

·         Rangkaian proses hewan atau tumbuhan menyerap oksigen dan melepas produk (terutama karbondioksida) yang dibentuk melalui suatu aktivitas oksidatif jaringan

·         Respirasi adalah suatu proses pengambilan O2 untuk memecah senyawa-senyawa organik menjadi CO2, H2O dan energi. Namun demikian respirasi pada hakikatnya adalah reaksi redoks, dimana substrat dioksidasi menjadi CO2 sedangkan O2 yang diserap sebagai oksidator mengalami reduksi menjadi H2O. Yang disebut substrat respirasi adalah setiap senyawa organik yang dioksidasikan dalam respirasi, atau senyawa-senyawa yang terdapat dalam sel tumbuhan yang secara relatif banyak jumlahnya dan biasanya direspirasikan menjadi CO2 dan air. Sedangkan metabolit respirasi adalah intermediat-intermediat yang terbentuk dalam reaksi-reaksi respirasi.

2.      Bagaimana anatomi komparatif hewan vertebrata ?

Systema respiration (alat pernafasan)

A.    Pisces

Alat pernafasan pada ikan umumnya berupa insang (branchia).

Pada pokoknya ada 2 macam bentuk insang:

a.       Insang yang mempunyai tutup insang, misalnya pada teleostei

b.      Insang yang tidak mempunyai tutup insang, misalnya pada selachei. Pada selachei ini arcus branchialis nya mempunyai lanjutan yang panjang dan ujungnya melengkung dinamai : septum interbranchiale

Bagian insang

a.       Arcus branchialis (lengkung insang)

v  Tampak memutih dari jaringan tulang atau tulang rawan

v  Pada arcus branchialis ini terdapat rigi rigi sepasang berguna untuk saringan air pernafasan

b.      Hemibranchia

v  Tampak berwarna merah, berupa bangunan seperti sisir

v  Terdiri dari jaringan lunak, melekat pada arcus branchialis

v  Hemibranchia ini mengandung banyak pembuluh darah (kapiler kapiler darah) sebagai cabang cabang arteria branchialis sehingga pada hemibranchialius inilah terjadi pertukaran gas

c.       Holobranchia

v  Pada tiap tiap archus branchialanteris melekat 2 buah hemibrancia. Kedua hemibranchia ini disebut holobranciae

v  Jumlah insang biasanya 5-6 buah

B.     Amphibi

Menggunakan pulmo

Nares anterior – Cavum nasi – Nares Anterior – cavum oris – larynx – bronchus – Pulmo

Pulmo merupakan kantong elastis, pada permukaan dinding sebelah dalam terdapat liupatan lipatan, dengan inoi maka permukaan diperluas. Dalam keadaan baru berwarna kemerah merahan karena banyak kapiler darah. Broncus sangat pendek (trachea tidak ada)

Meknisme pernafasan ini diatur oleh otot otot di daerah mandibula dan otot otot perut.

Mekanisme penafasan kulit

Pernafasan ini berlangsung baik waktu di darat maupun didalam air. Hal ini mungkin dikarenakan kulit yang tipis, dan kaya dengan kapiler darah yang merupakan lanjutan dari arteria kutanae cabang dari arteri pulmonalis

C.     Reptil

v  Rima gloridis sebagai celah di belakang lingua menuju ke ruang Larinx

v  Laryinx dindingnya dibentuk oleh beberapa tulang rawan

v  Trachea sebagai lanjutan Larynx

v  Trachea terdapat di sebelah ventral dari collum

v  Trachea panjang, dindingnya tersusun atas lingkaran tulang rawan (Annulus Trachealis)

v  Didaerah thorax trachea bercabang menjadi 2 broncus yang pendek sinister dan dexter. Percabangan itu disebut : Bifucartio trachealis

v  Bronkus masuk dan bercabang cabang dalam pulmo

v  Pulmo sepasang, Sinister dan dexter. Struktur dalamnya seperti rumah tawon

D.    Aves

Terdiri atas bagian-bagiannya:

Nares Anteriores (lubang hidung)
Sepasang
Terdapat pada bagian Rostrun bagian Dorsal
Nares Posteriores : lubang pada Palatum

Larynx

Terdiri atas tulang rawan
Membatasi suatu ruangan yang disebut : Glottis
Larynx dihubungkan dengan rongga mulut dengan perantaraan celah yang disebut : Rima Glottidis

Trachea

Berupa suatu pipa
Mempunyai cincin tulang yang disebut Annulus Trachealis

Pulmo

Sepasang, seperti spons
Jika dibandingkan dengan dengan besar badan ayam itu, maka pumo relatif kecil
Hanya dapat mengmbang sedikit
Pulmo dibungkus oleh selput yang disebut pleura

Saccus pneumaticus

-          Saccus cervicalis

Sepasang

Terdapat pada leher

-          Saccus interclavicularis

Tunggal

Terdapat antara coracoid

Mempercabangkan ke sebelah laterah ialah Saccus Axillaris

-          Saccus thoracalis anterior

Terdapat pada ruang dada sebelah muka

-          Saccus thoracalis posterior

Terdapat pada ruang dada sebelah belakang

-          Saccus abdominalis

-          Dilindungi oleh lingkar intestinus

Guna saccus pneumaticus

o   Membantu pernafasan terutama pada waktu terbang

o   Membungkus alat alat dalam ruangan udara sehingga dapat menghindari kedinginan

o   Mencegah hilang panas yang banyak

o   Mempengaruhi berat badan pada burung dalam air

o   Membantu memperkeras suara

Mikroanatomi:

1.      Cavitas Nasi

a.       Regio vestibularis

Tempat peralihan dari integumen ke cavitas nasi. Berupa membrana mukosa kutanea ,lamina epitealis mukosae tanpa kornifikasi. Bervariasi menurut spesies. Kadang ditemukan sel pigmen. Lamina propria-tela submukosa menciri. Pada pars kutanea ditemukan rambut-rambut /vibrisae,kelenjar keringat,dan kelenjar sebasea. Kelejar serosa/campuran tubuloalveolar bercabang untuk membantu melembabkan udara

b.      Regio Respiratorius

Epitelium berbentuk pseudokompleks kolumner bersilia dengan sel piala. Lamina propria-tela submukosa menciri. Kelenjar campuran bersifat serosa bentuk tubuloalveoler bercabang disebut ”glandula nasalis”. Membrana mukosa sebagai alat pengatur panas pada jaringan yang berisi darah.

c.       Regio Olfactorius

Terletak diatas etmoturbinata,dekat turbinata dorsal dan septum nasi. Lamina epitealialis mukosae/epitelium alfaktorium berbentuk pseudokolumner kompleks. Terdapat 3 macam sel : Sel Sustentakulum(panjang,apeks lebar),Sel Basal,Sel Alfaktorius (neuron bipoler). Lamina propria mukosae menciri dan mengandung banyak kelenjar serosa tubuloalveoler.

d.      Sinus Paranasales

Epitel yang membatasi berbentuk kuboid,skuamosa,atau pseudokolumner bersilia tipis. Mukosa disebut mukoperiosteum (karena hubungannya sangat erat dengan tulang dibawahnya).

e.       Organ Vomeronasal

Letak sejajar dengan dasar dari septum nasi bagian rostral. Lamina propria –submukosa mengandung kelenjar serosa,mukosa dan seromukosa. Dapat mengenal dengan mudah bahan-bahan volatil, jilatan/inhalasi dan feromon spesifik dan mengenal tingkah laku berkelamin.

2.      Nasofaring

Lamina epitealialis mukosae epitel pseudokolumner kompleks bersilia dengan sel piala. Lamina propriatela submukosa menciri. Tunika muskularis terdiri dari otot skelet tersusun berbagai arah. Tunika adventisia melanjutkan ke fasia otot setempat.

3.      Laring

Epitelium berbentuk skuamus kompleks atau pseudokolumner kompleks bersilia. Lamina propria-tela submukosa menciri dengan serabut elastis. Tunika muskularis terdiri dari otot skelet. Tunika adventisia menciri dan jaringan kolagen longgar.

4.      Trakea

Lamina epitelialis mukosae terdiri dari epitelium pseudokolumner kompleks bersilia dengan sel piala. Tela propria-submukosa kaya serabut elastis dan kelenjar campuran. Kartilago hialin berbentuk tapal kuda. Muskularis trakealis pada dorsal trakea. Tunika adventisia menciri.

5.      Pulmo (mamalia)

Dibungkus oleh Pleura viseralis,dilapisi mesotelium (epitelium skuamu simpleks). Bagian anterior memiliki jala jaringan ikat kaya serabut elastis.

a.       Bronkus

Lumen dibatasi oleh epitelium pseudokolumner kompleks bersilia dengan sel piala. Lamina propria dilapisi selapis otot polos tersusun miring sebagai lamina muskularis mukosae. Jaringan ikat di luar otot polos mengandung kelenjar campuran dan kartilago hialin.

b.      Bronkiolus

Tidak mempunyai kartilago dan kelenjar,Lamina muskularis ukosae tersusun spiral atau miring. Bronkiolus besar dibatasi epitelium kolumner simpleks bersilia,Brokus terminalis proksimal dibatasi oleh epitelium kuboid simpleks bersilia,Bronkus terminalis distal oleh epitelium kuboid simpleks tidak bersilia. Mukosa berlipat-lipat.

c.       Bronkiolus Respiratorius

Dindingnya mengandung beberapa otot polos. Alveoli tersebar diantara epitelium. Berkembang pada anjing dan kucing.

d.      Duktus Alveolaris

Dibatasi oleh epitelium kuboid simpleks, dinding tipis yang dibangun oleh alveoli.

e.       Sakus Alveolaris

Bercabang 3 atau lebih dari duktus alveolaris. Otot polos sudah tidak ada.

f.       Alveolus

Dibatasi oleh sel epitel skuamus tipis(sel tipe I). Antara alveoli dibatasi oleh Porus Alveoli.

6.      Pulmo (unggas)

Bronkus ekstrapulmonalis Bronkus intrapulmonalis (Bronkus primer,mesobronkus) Bronkus sekunder Brokus tersier / Parabronkus Vesikel Udara(Atria) Kapiler Udara

a.       Bronkus primer

Dibatasi oleh pitelium pseudokolumner kompleks bersilis dengan sel piala dan kelenjar mukosa. Kartilago bentuk lempeng. Berkas otot polos (terutama sirkuler) sebagai lamina muskularis mukosae. Banyak serabut elastis di sepanjang jaringan ikat bronkus.

b.      Bronkus sekunder

Dibatasi epitelium kolumner simpleks bersilia dengan kelenjar mukosa, ada lamina propria mukosae, lamina muskularis mukosae mencolok.

c.       Bronkus tersier/parabronkus

Dibatasi oleh epitelium kuboid kompleks, Lamina propria tipis. Lubang pada dinding parabronkus dihubungkan dengan Vesikel udara.

d.      Vesikel udara/atria

Dibatasi oleh epitelium kuboid sampai skuamus simpleks.

e.       Kapiler udara/sel udara

Dibatasi oleh epitelium skuamus simpleks dan terbuka di atria. Banyak kapiler vaskularis. Diantara kapiler vaskularis dan kapiler udara dibatasi oleh mebrana basalis.

7.      Insang Ikan

Terdapat 4 pasang lamella primer yang berperan dalam respirasi, 1 pasang mengalami transformasi ke dalam tulang paringeal. Lamella sekunder semisirkuler membatasi sepanjang kedua sisi dari lamella primer. Lamella primer terdiri atas sistem veskularisasi, epitel multilayer, kartilago. Lamella sekunder lapisan terluar disebut ”epitelium respirasi” (Anonymous, 2012).

3. Perkembangan saluran pernafasan pada vertebrata darat:

a.       Calon organ pernafasan (primordia respiratori) terbentuknya dari lekukan di lantai foregut pada daerah kantung faring ke IV (= laryngo-tracheal groove)  memanjang dan tumbuh ke arah kaudal membentuk divertikulum (pengantungan) respiratori.

b.      Tabung laringo-trakeal menyempit dipangkal lekukan membentuk septa trakea-esofageal sehingga foregut di daerah tersebut tersusun atas primordia esofagus (bagian dorsal) dan primordia tabung laringo-trakeal (bagian ventral).

c.       Bagian kranial septa trakea-esofageal membentuk pharynx.

d.      Tabung laringo-trakeal bagian dalam berasal dari lapisan endodermal, sedangkan  bagian luar berasal dari splangnik mesoderm.

e.       Lapisan endodermal menyusun epitelium respirasi serta  kelenjar di mukosa dan submukosa Lapisan splangnik mesoderm menyusun jaringan ikat di lamina propria, cincin kartilago, otot polos, pembuluh darah dan pembuluh limfe

f.       Larynx berkembang dari bagian kranial tabung laringo-trakeal (daerah arcus visceralis IV-VI yang membentuk kartilago) dan inervasi saraf kranialis X.

g.      Trakea, bronchi dan paru-paru berasal dari tabung laringo-trakea yang memanjang.

Perkembangan saluran pernafasan pada ikan

a.       Kantung insang (branchial pouches)

Terbentuk atas kerjasama dari :

-          Lapisan endoderm di bagian dalam

-          Lapisan ektoderm di bagian luar

-          Arcus visceralis (visceral arches) diantara kedua lapisan endoderm dan ektoderm

Arcus visceralis tersusun atas:

-          Skeletal arch, menjadi kerangka insang

-          Muscle column, menjadi otot insang

-          Arteri insang lanjutan  dari arkus aorta, yang mengangkut gas  pernafasan dari/ke insang.

Jumlah kantung insang:

-          Teleostei: 6 pasang

-          Amphibia : 5 pasang (ke 6 susut)

-          Reptilia, Aves, Mammalia: 4 pasang (ke 4 berasal dari persatuan 2 kantung insang)

Pada  Pisces dan berudu Amphibia terdapat celah ektodermal yang disebut celah insang sebagai muara dari kantung insang.

Jumlah celah insang:

-          Pisces: 5-6 pasang,

-          Amphibia ada 2-3 pasang.

-          Reptilia: pada awal perkembangan terdapat celah insang tetapi kemudian menutup pada perkembangan lanjutan.

Aves dan Mammalia: celah insang tidak tumbuh karena insang tidak terbentuk.

Daftar Pustaka

Anonim. 2012. Zoologi. Yogyakarta : Fakultas Kedokteran Hewan UGM.

Dellman, H.D. dan Eshter M. Brown. 1992. Buku Teks Histologi Veteriner, Edisi ketiga. Jakarta: UI-Press.

Fujaya, Yushinta. 2004. Fisiologi Ikan Dasar Pengembangan Teknologi Perikanan. Jakarta: Penerbit Rineka Cipta.

Frandson, R.D., 1992. Anatomi dan Fisiologi Ternak, Edisi ke-4. Yogyakarta : Gadjah Mada Press.

Isnaeni, W. 2006. Fisiologi Hewan. Yogyakarta: Penerbit Kanisius.

Sisson & Grossman. 1965. The anatomy of the Domestic Animals. London: W. B. Saunders Company.

Yatim, W. 1990. Reproduksi dan Embryologi. Bandung: Penerbit Tarsito.

Yuwanta, T. 2004. Dasar Ternak Unggas. Yogyakarta: Penerbit kanisius.