Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

download Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

of 32

description

File ini berkaitan dengan mata kuliah fisiologi hewan air. di dalamnya membahas mengenai kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root yang berkaitan dengan hubungan darah dengan kandungan oksigen atau karbon dioksida yang ada di dalamnya

Transcript of Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    1/32

    1

    KURVA DISOSIASI OKSIGEN

    Sifat penting darah dalam transport oksigen adl ikatanyang reversibel oksigen dengan Hb

    Hb + O2 HbO2

    Pd kons. tinggi Hb berkombinasi dgn O2 untukmembentuk Oksihemoglobin (HbO2) dan reaksi bergeser

    ke kanan

    Tiap atom Fe dlm mol. Hb mengikat satu mol. O2

    Bila kita plot jml Oksihemoglobin yg ada pada tiap kons.

    O2 diperoleh kurva disosiasi oksigen - hemoglobin

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    2/32

    2

    Hb + O2 HbO2

    Hemoglobin Oksigen Oksihemoglobin

    100

    80

    60

    40

    20

    20 40 60 80 100 120

    Tekanan oksigen (mmHg)

    (a)

    pH 7,5

    (a)pH 7,2

    pH turun dari 7,5 menjadi 7,2 tanpa merubah PCO

    afinitas

    hemoglobin terhadap oksigen turun, kurva bergeser kekanan

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    3/32

    3

    Bohr effect

    CO2darah menyebabkan pH plasma , kurva disosiasi bergeser

    kekanan - KonsentrasiCO2tinggi menyebabkan oksigen dilepaskanpada PO2tertentu, disebut Bohr effect.

    Jika CO2masuk kedalam darah, Hb melepaskan O2dalam jumlah yang

    lebih besar dari jika tidak adanya efek CO2pada ikatan HbO. Jadi Bohr

    effectmemfasilitasi peningkatan pelepasan O2pada jaringan.

    CO2menurunkan afinitas Hbterhadap O2,karenapengikatan CO2

    secara langsung pada kelompok amino terminalpada molekul Hb

    mengurangi ikatan HbO

    Bohr effect(Efek Bohr) pada hewan kecil > hewan besar, Hb hewan kecil

    lebih sensitif thd asam dari Hb hewan besar, shg memenuhi kebutuhan

    laju metabolik tinggipada hewan kecil. Perubahan pH sedikit

    menyebabkan pelepasan O2 .

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    4/32

    4

    Perubahan Afinitas O2

    Respon senyawa fosfat organikmerupakan keuntunganfisiologis pada ikan. Pada ikan troutyang didedahkan dalam

    air yang kandungan oksigennya rendah, maka kandungan

    ATP dalam eritrositnya menjadi turun(Tabel 3.1.) dan afinitas

    oksigen darahnya meningkat (P50 menurun). Hemoglobinnya

    tidak mengalami perubahan afinitas, jadipeningkatan afinitas

    darah ikan terhadap oksigen ini disebabkan oleh menurunnya

    kandungan ATP dalam darah.

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    5/32

    5

    Tabel 3.1.Tekanan setengah jenuh (P50) pada darah ikanrainbow trout yang diaklimatisasi dalam air dengan level

    oksigen berbeda (Schmidt-Nielsen, 1990).

    Oksigen dalam air

    (mm Hg)

    50 80 150

    P50darah (mm Hg) 16,8 21,7 24,1

    ATP (mmol per liter sel darah merah) 0,5 1,0 1,3

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    6/32

    6

    Disosiasi Oksigen

    Kurva disosiasi oksigen pada ikan berhubungan dengan aktivitasnya.

    Pada ikan yang aktif dan berenang cepat, seperti misalnya ikan tuna, dan

    biasanya hidup di air yang kaya oksigen, kurva disosiasinya lebih

    kekanan dibandingkan ikan-ikan lain. Afinitas oksigen yang rendah

    tersebut diperlukan untuk pelepasan oksigen ke jaringan pada aktivitas

    metabolik tinggi.

    Sebaliknya, pada ikan yang bergerak lamban dan berada di dasar

    perairan yang kandungan oksigennya rendah biasanya toleran terhadap

    kekurangan oksigen. Afinitas oksigen hemoglobin ikan semacam ini

    tinggi, kurva disosiasinya di kiri. Karena ikan ini hidup di perairan yangmiskin oksigen dan laju metaboliknya rendah, maka kebutuhan untuk

    pengambilan oksigen lebih penting daripada kebutuhan untuk

    melepaskan oksigen ke jaringan.

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    7/32

    7

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    8/32

    8

    Disosiasi Oksigen (Lanjutan)

    Pada hewan invertebrata, Hb memiliki afinitas oksigen yang sangattinggi dan kurva disosiasinya terletak dipinggir kiri. Misalnya pada

    moluska bivalvia Phacoidesdan juga larva Chironomus, kedua

    spesies hewan tersebut sering berada pada perairan yang miskin

    oksigen. Nampaknya bilamana oksigen sangat tipis hemoglobin

    menjadi sangat penting.

    Daphniayang dipelihara dalam air yang kandungan oksigennya

    rendah akan memiliki konsentrasi hemoglobin tinggi (lihat Gambar).

    Daphniayang memiliki konsentrasi hemoglobin tinggi akan lulus hidup

    dalam perairan dimana Daphniayang konsentrasi hemoglobinyya

    rendah mati (Kobayashi and Hoshi, 1982). Hal yang sama juga terjadi

    padaArtemia, larva Chironomusdan invertebrata lainnya.

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    9/32

    9

    Hemoglobindalam

    darah

    (

    gHbper100ml)

    1,6

    1,4

    1,2

    1,0

    0,8

    0,6

    0,4

    0,21 2 3 4 5 6 7 8

    Oksigen dalam air (ml O2per liter)Daphniabila dipelihara dalam air yang kandungan oksigennya rendah akan

    memiliki konsentrasi Hb yang meningkat tinggi. Hal ini membantu kelulusan

    hidup dalam air yang kurang oksigen yang bersifat letal pada Daphnia yang

    Hb-nya rendah (Kobayashi and Hoshi, 1982; Scmidt-Nielsen, 1990).

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    10/32

    10

    PENGANGKUTAN CO2

    Bila CO2terlarut dalam air akan berkombinasi dengan air

    membentuk asam karbonat (H2CO3). Reaksinya adalah

    sebagai berikut:

    + H2OCO2 H2CO3 H+ + HCO3

    -

    Pembentukan asam karbonat dipercepat dengan adanya

    enzim karbonat anhidrase. H2CO3mengalami disosiasi

    menjadi ion hidrogen dan ion bikarbonat (HCO3-).

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    11/32

    11

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    12/32

    12

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    13/32

    13

    Hb Sebagai buffer

    Zat penyangga (buffer) terpenting dalam darah adalahsistem asam karbonat-bikarbonat, fosfat dan protein dalam

    darah.

    Protein dapat merupakan buffer yang baik karena

    mengandung kelompok yang dapat berdisosiasi sebagaiasam maupun basa, sehingga protein dapat mengambil

    maupun memberikan ion hidrogen.

    Hb adalah protein yang jumlahnya terbesar dalam darah,

    dan memiliki peranan terpenting sebagai buffer disampingprotein plasma.

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    14/32

    14

    Darah teroksigenasi penuh

    70

    60

    50

    40

    30

    20

    10

    0

    KandunganC

    O2darah

    (ml/100

    ml)

    0 20 40 60 80 100

    PCO2(mm Hg)

    Gambar 3.7.Kurva disosiasi CO2pada darah yang terdeoksigenasi dan yang

    teroksigenasi penuh. Darah yang teroksigenasi memiliki afinitas terhadap CO2

    rendah - kurva bergeser kekanan - disebut Efek Haldane (Kay, 1998).

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    15/32

    15

    SIRKULASI DARAH

    Sistem sirkulasi terbuka, terdapat pd sebagian besar

    invertebrata, darah dipompa jantung melalui arteri ke ruang

    yang berisi cairan yi hemocoelyang terletak diantara

    ektoderm dan endoderm. Cairan yang terdapat dalamhemocoel disebut hemolymph,tidak disirkulasi melalui

    kapiler tetapi membasahi jaringan secara langsung

    Sistem sirkulasi tertutup, darah mengalir dalam suatu

    sistem sirkuit tabung yang kontinu dari arteri hingga vena

    via kapiler

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    16/32

    16

    Jantung diklasifikasikan dalam dua tipeberdasarkan bagaimana denyut jantung

    dimulai yaitu:Jantung neurogenik dan jantung miogenik

    1. Jantung neurogenik

    Ditemukan pd crustacea, laba2 dan beberapa insektaTergantung atas inervasi saraf ekstrinsik untuk memulai

    kontraksi, bila inervasi dikeluarkan jantung berhentiberdenyut

    Pada crustacea denyut jantung diatur oleh aktivitas sarafyang ada di ganglion cardiak. Ganglion bertindak sebagai

    pacemaker

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    17/32

    17

    2.Jantung miogenik

    Memperlihatkan aktivitas spontan

    Ditemukan pd moluska dan vertebrata Kontraksi sebagai konsekwensi aktivitas spontan daerah

    khusus dr jantung yg disebut pacemaker

    Pacemaker adl daerah kecil dari otot jantung yg

    termodifikasi , dimana membran selnya mempunyaipotensial rehat yang tdk stabil. Oleh karena itu potensialmembrannya mudah mencapai ambang. Tiap kali ambang

    dicapai aksi potensial dihasilkan dan denyut jantungdimulai. Depolarisasi dari pacemaker disebar keseluruh

    otot jantung, terjadi kontraksi dan darah dipompa. Pada jantung miogenik semua daerah jantung mempunyai

    kemampuan untuk depolarisasi spontan

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    18/32

    18

    Frekuensi denyut jantung

    Berbanding terbalik dengan ukuran tubuh

    Ferkuensi denyut jantung manusia dewasa kira-kira 70 per

    menit dan akan meningkat dengan olahraga

    Dua alasan mengapa frekuenasi denyut jantungberbanding terbalik dengan ukuran tubuh yaitu ukuran

    jantung konstan sebagai persentase bobot tubuh,

    peningkatan laju pemompaan pd hewan kecil proporsional

    dengan meningkatnya kebutuhan oksigen

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    19/32

    19

    Luaran jantung

    Volume darah yg dipompa jantung per unit wkt

    Dapat ditentukan dengan metode Ficks

    Bila diketahui perbedaan kadar oksigen darah arteri dan vena dpt

    dikalkulasi luaran jantung (Qh), sebab oksigen yang dikonsumsi (VO2)

    oleh hewan dibawa darah yang dikeluarkan jantung

    VO2= Qh(CaO2CvO2)

    Untuk menentukan luaran jantung harus diketahui laju konsumsi

    oksigen, kadar O2 arteri dan vena

    Luaran jantung jg dpt diukur dengan rumus sbb Qh= fhx Vh

    Qhadl luaran jantung dlm mililiter per menit, fh frekuensi denyut

    jantung (per menit) dan Vhvolume drh yang dikeluarkan pd satu kali

    kontraksi (dlm mililiter)

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    20/32

    20

    Sirkulasi Moluska

    Molusca pada umumnya memiliki sistem sirkulasi terbuka, kecualipada Chepalopoda yaitu Octopus dan cumi-cumi yang mana tekanan

    darahnya tinggi yakni 75 mm Hg.

    Darah moluska memiliki pigmen yang disebut hemocyanin, beberapa

    diantaranya pigmen darahnya berupa hemoglobin. Moluska memiliki jantung yang berdetak sesuai dengan kebutuhan

    fisiologisnya. Detak jantung meningkat manakala darah yang kembali

    melalui vena kejantung jumlahnya meningkat. Peningkatannya

    mencakup amplitudo dan frekuensi detak jantung. Detak jantunghewan ini dipengaruhi oleh neurosekresi. Jantung dihambat oleh

    asetilkolin dan dirangsang oleh serotinin.

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    21/32

    21

    Jantung siput dan

    jantung tubular

    Arthropoda pada bagian

    dorsal berfungsi

    memompa gerakan

    darah. Tanda panah

    menunjukkan arah aliran

    darah. Darah mengalirlangsung ke rongga

    tubuh dalam sistem

    sirkulasi terbuka.

    JANTUNG

    PEMOMPA

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    22/32

    22

    Sirkulasi Ikan

    Vertebrata tertua adalah ikan dan hewan ini memiliki sistem sirkulasi

    primitif. Darah bersirkulasi melalui jantung dan saluran darah.

    Ikan memiliki mekanisme pemompaan untuk membawa darah kotor

    (mengandung oksigen sedikit, karbondioksida tinggi) ke sumber darah

    bersih (mengandung oksigen tinggi) yaitu insang pada ikan. Tetapi, ikan

    tidak memiliki mekanisme untuk memompa darah segar yang

    mengandung oksigen tinggi ke seluruh bagian tubuhnya.

    Darah vena dari tubuh setelah melalui ginjal (sistem portal renal) dan

    hati (sistem portal hepatika) kembali ke jantung. Sistem arteri membawa

    darah dari jantung sedangkan sistem vena membawa darah kearah

    jantung.

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    23/32

    23

    Sirkulasi Ikan (lanjutan)

    Jantung ikan memiliki dua ruang terdiri atas 1 atrium dan 1 ventricle.

    Sirkulasi darah pada ikan merupakan sirkulasi darah tunggal. Darahdipompa oleh jantung melalui bulbus arteriosus menuju aorta ventral.

    Aorta ventral memasok darah vena menuju insang melalui arteribranchialnya. Arteri ini membentuk loops sekitar insang yang terbagi

    kedalam arteriola kemudian kedalam kapiler dan lacunae kedalamlamela insang, yang merupakan tempat utama untuk pertukaran gasantara darah dan air. Dengan demikian didalam kapiler insang terjadi

    reoksigenasi darah dan pelepasan karbondioksida darah secaragradual.

    Darah yang teroksigenasi dari insang dikumpulkan oleh arteri branchial.Pada ikan Teleostoi pada setiap lengkung insang hanya terdapat satu

    arteri branchial efferent.

    Darah selanjutnya mengalir ke jaringan.

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    24/32

    24

    Skema sistem sirkulasi darah pada ikan dengan

    pompa tunggal. Jtg: jantung (0,2% bobot tubuh)

    jtg

    jaringaninsang

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    25/32

    25

    Sirkulasi ikan yg bernafas di udara

    Jantung terdiri atas empat ruang yi sinus venosus, serambi, bilik dan

    conus (bulbus), dan darah mengalir unidirectional Darah mengalirdari conus melalui aorta ventral menuju insang

    (sirkulasi insang), lalu darah bersih mengalir melalui aorta dorsal keseluruh tubuh (sirkulasi sistemik)

    Insang ikan yg bernafas di udar ukuranya lebih kecil sehingga hanya20 % oksigen diperoleh melalui insang

    Insang fungsi utamanya sebagai organ ekskresi

    Ikan berparu-paru memiliki septa parsial di serambi dan bilik jantungdan lipatan spiral dalam bulbus yg memungkinkan pencegahan

    bercampurnya darah bersih dan kotor. Jd darah kotor mengalir ke insang kemudian ke paru-paru, kembali

    ke jantung lagi dan kemudian ke aorta dorsal

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    26/32

    26

    Pada sistem sirkulasi darah crustacea jantung menerimasecara langsung darah teroksigenasi yang kemudian

    dipompa ke jaringan tubuh.

    Sirkulasi pada Crustacea berlawanan dengan sirkulasi padaikan, dimana jantung ikan menerima darah vena

    terdeoksigenasi yang kemudian dipompa ke insang dan

    pada jaringan.

    Jantung ikan disuplai darah teroksigenasi yang langsung

    mencapai otot-otot jantung melalui cabang sirkulasi insang.

    Crustacea vs Ikan

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    27/32

    27

    Sirkulasi Crustacea

    Crustacea yang berukuran kecil sistem sirkulasinyabelum berkembang baik, seringkali tidak memiliki

    jantung untuk memompa darah.

    Pada crustacea yang berukuran besar sepertikepiting dan udang karang memiliki sistem sirkulasi

    yang telah berkembang baik dan darahnya memiliki

    pigmen yang disebut hemocyanin.

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    28/32

    28

    ap

    a

    sbj

    aa

    o

    sv

    sb

    Sirkulasi pada udang karang.a: aorta anterior; sb: saluran branchial; j: jantung; o: ostium;

    ap: aorta posterior; sb: saluran branchial; sv: sinus ventral;

    aa: arteri abdomen (gambar diambil dari Meglitsch dalam

    Scmidt-Nielsen, 1990).

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    29/32

    29

    ap

    a

    sb j

    aa

    o

    sv

    sb

    Darah memasukijantung melalui ostia. Dari jantung darah mengalir

    melalui arteri yang menuju ke arah anterior dan posterior tubuh. Arteri

    bercabang-cabang dan darah mengalir keluar diantara jaringan menuju

    sistem sinus ventral. Darah kemudian mengalir dari sinus ventralmenuju ke insangdan selanjutnya mengalir kembali kejantung. a: aorta

    anterior; sb: saluran branchial; j: jantung; o: ostium; ap: aorta posterior;

    sb: saluran branchial; sv: sinus ventral; aa: arteri abdomen (gambar

    diambil dari Meglitsch dalam Scmidt-Nielsen, 1990).

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    30/32

    30

    Sirkulasi Amfibi

    Disebut sirkulasi ganda parsial

    Jantung amfibi memiliki dua serambi yang terpisah, tetapi hanya

    memiliki satu bilik jantung

    Serambi kiri menerima darah bersih dari paru-paru dan kulit, serambi

    kanan menerima darah kotor dari vena yang mengalirkan darah dari

    organ-organ tubuh

    Kedua serambi mengalirkan darah ke bilik tunggal, yg terbagi dalam

    ruang-ruang sempit

    Ketika bilik kontraksi, darah bersih dr serambi kiri dikirim menuju ke

    arteri karotid lalu ke kepala

    Darah kotor dr serambi kanan dikirim ke arteri pulmokutaneus yg

    menuju kulit dan paru-paru

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    31/32

    31

    Sirkulasi reptilia

    Pada reptilia, kecuali buaya, sistem sirkulasinya memilki jantung ygterdiri atas dua serambi yang terpisah dan bilik yg hanya terpisah

    secara parsial

    Aliran darah bersih dan kotor terpisah dan hanya terjadi sedikitpercampuran

    Reptilia melalukan sirkulasi ganda Pada buaya baik serambi maupun biliknya benar-benar terpisah,

    darah kotor dan bersih senantiasa terpisah

    Kadal memilki septum yg membagi bilik jantung secara parsial. Bila

    bilik kontraksi, septum menutup dan bilik untuk sementara terbagidua ruang terpisah, untuk mencegah percampuran darah. Bilik kirimemompa darah bersih ke jaringan, bilik kanan memompa darah

    kotor ke paru-paru

  • 5/19/2018 Darah (kurva disosiasi, efek bohr, dan efek root)

    32/32

    32

    Sirkulasi burung dan mamalia

    Keduanya memiliki sistem sirkulasi ganda lengkap

    Perbedaan secara fisiologis adl bahwa ginjal pd burung menerimadarah vena bagian posterior tubuh (sirkulasi portal renal)

    Tidak terjadi percampuran darah seperti pada amfibi

    Jantung mamalia merupakan pompa ganda beruang empat

    Darah vena sistemik dibawa ke jantung dari vena cava superior kedalam serambi kanan. Dari serambi kanan darah melalui tricuspid

    valve dan ke dalam bilik kanan lalu ke paru-paru

    Darah bersih dari paru-paru kembali kejantung melalui vena

    pulmonary masuk serambi kiri Darah dr serambi kiri melalui valve bicuspid masuk bilik kiri lalu ke

    aorta