A. Pendahuluan

Sistem respirasi merupakan aktivitas terpenting dalam menghasilkan

energi sebagai kebutuhan setiap makhluk hidup untuk melakukan

kegiatannya di lingkungan. Setiap makhluk hidup hususnya vertebrata memiliki

organ respirasi yang berbeda-beda juga fungsi yang berbeda, hal ini

disebabkan dengan keberadaan mereka dilingkungan yang memiliki kondisi

eksternal yang berbeda.

Insang yang dimiliki oleh ikan tidak bisa beradaptasi di darat,

sebab kondisi insang yang basah akan mudah untuk menguap jika terkena

panas/sengatan matahari langsung, begitu pula paru-paru yang secara

fisiologis tidak bisa terlalu lama dalam air, sebab rongga paru-paru jika

kemasukan air akan mengakibatkan paru-paru menjadi penuh dengan air

dan hal itu berbahaya bagi organisme tersebut.

Demikian respirasi sangat penting dalam menjaga stabilitas tubuh

karena pengaruhnya dapat dirasakan secara fisiologis. Struktur organ

respirasi sangat erat kaitannya dengan fungsi yang dihasilkan. Organ

respirasi mamalia yang mudah diamati adalah mencit (Mus musculus L.).

meskipun ukurannya kecil, namun masih dapat terlihat dengan jelas

struktur dari rongga hidung sampai dengan paru-paru. Sel hidup

senantiasa melakukan aktivitasnya dan hampir seluruh jaringan hidup

mengandung oksigen, hal ini dapat dibuktikan dengan berbagai percobaan

salah satunya dengan menyuntikkan senyawa metil blue.

Paru-paru memiliki kemampuan untuk mengembang dan

mengempis, juga memiliki kemampuan difusi yang cepat terhadap CO2

dan O2. Fisiologi sistem respirasi ini membuktikan bagaimana proses

pertukaran udara terjadi di dalam makhluk hidup khususnya mencit.

B. Metodologi Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada hari senin, 19 Oktober 2010

berlokasi di Laboratorium Fisiologi FMIPA UNJ. Alat yang digunakan adalah

pisau bedah, papan bedah, jarum suntik, gunting bedah, jarum pentul, gelas

kimia. Bahan yang digunakan adalah cairan metal blue, 2 ekor mencit

dalam keadaan hidup dan larutan CaCO3. Metode yang digunakan adalah

metode eksperimen atau percobaan langsung. Percobaan tersebut dilakukan

dengan 3 uji, yakni :

• Mengamati Struktur Organ

Respirasi primer dan sekunder pada mencit. Mencit dalam kondisi

hidup dimatikan dan langsung dibedah, kemudian melakukan pengamatan

(warna , struktur, bentuk, dari paru-paru)

• Uji metil blue

Mencit yang masih hidup disuntikkan cairan metil blue kurang lebih

1ml dibagian Saccus lymphaticus Dorsalis kemudian biarkan selama 20

menit. Setelah itu bunuh mencit dan lakukan pembedahan kembali.

Bandingkan bagian-bagian seperti syaraf, otot, paru-paru sebelum dan

sesudah disuntikkan metil blue.

• Uji permeabilitas paru – paru Mencit

Carilah paru-paru mencit yang sudah dibedah, ikat dengan tali rafia

pada bagian bronkus/trakea. Lalu kempiskan kedua paru-paru dengan

menekannya saat menekan kondisi tangan harus basah. Amati struktur

dan warnanya. Lalu celupkan paru-paru tersebut kedalam larutan CaCO3.

Amati warna paru-paru dan bentuknya dan amati pula warna CaCO3

sebelum dan sesudah dicelupkan paru-paru tersebut.

C. HASIL DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan hasil pengamatan diperoleh data sebagai berikut :

• Pengamatan Strukur Organ respirasi Primer dan Sekunder Mencit

• Uji Metil Blue

• Uji Permeabilitas Paru – Paru Mencit

Paru-paru mamalia terletak dalam rongga dada. Paru-paru mamalia

memiliki tekstur yang mirip spons dan berbentuk seperti sarang lebah

dengan epithelium lembab yang berfungsi sebagai permukaan respirasi.

Pada pengamatan Organ respirasi pada mencit diperoleh data

bahwa mencit hanya memiliki organ primer saja, yakni paru-paru. Tidak

ditemukan adanya organ sekunder lainnya. Hal ini diperkuat dengan teori

menurut Knut Schmidt 1997 dalam Animal Physyologi bahwa mamalia hanya

memiliki jenis organ respirasi yakni paru-paru. Paru-paru mencit berwarna

merah muda, warna merah menandakan bahwa paru-paru mencit

mengandung banyak pembuluh darah. Pembuluh darah ini secara structural

melilit alveolus di dalam lobus paru-paru. Selain itu, pembuluh darah juga

membawa darah yang berfungsi untuk mengangkut oksigen dan juga

karbondioksida. Pada percobaan kedua uji metil blue diperoleh data

bahwa sebelum dan sesudah pemberian metil blue terdapat perbedaan pada

mencit. Saat mencit disuntikkan metil blue dan dibiarkan beraktifitas selama 20

menit, terlihat tubuh mencit menjadi membiru. Setelah 20 menit, mencit

kemudian dibunuh dan saat pengamatan , organ respirasi dan organ lain

juga syaraf berwarna menjadi pucat. Hal ini disebabkan metil blue bereaksi

positif terhadap oksigen, saat kondisi mencit masih hidup maka respirasi

berjalan dengan baik dan seluruh tubuhnya mengandung oksigen, sehingga

metil blue semakin menyerap keseluruh tubuh mencit sehingga warna tubuh

mencit menjadi membiru. Sebaliknya saat mencit dibunuh, maka secara

otomatis jaringan hidup akan berhenti melakukan fungsinya, sehingga

asupan oksigen terhenti, ketika asupan oksigen berhenti maka metil blue

tidak dapat berekasi dan warna jaringan menjadi pucat.

Pada uji permeabilitas paru-paru mencit yang telah diambil terdiri

dari 2 lobus, lobus kanan dan lobus kiri. Lobus kanan lebih besar daripada

lobus kiri, hal ini disebabkan lobus kiri terhimpit oleh posisi jantung. Paru-

paru tersusun dari jaringan epitel yang permeable.

Terhadap udara, khususnya oksigen dan karbon dioksida.

Strukturnya yang seperti spons menyebabkan paru-paru dapat melakukan

proses difusi udara. Untuk menguji paru-paru bersifat permeable, paru-paru

mencit dikempiskan terlebih dahulu, sebelum dikempiskan bagian bronkus

diikat terlebih dahulu. Agar tidak ada udara yang masuk.

Kemudian paru-paru dicelupkan ke dalam larutan CaCO3. Paru-

paru terlihat mengembang, namun yang mengembang hanya lobus kanan

saja, hal ini disebabkan saat pemisahan paru-paru dengan tulang rusuk,

paru-paru kiri mengalami kebocoran, karena kesalahan teknis.

Warna paru-paru setelah dicelupkan ke dalam CaCO3, menjadi

lebih pucat dan larutan berwarna bening. Hal ini disebabkan karena, CO2

bereaksi dengan CaCO3, sehingga larutan menjadi bening. Hal ini

menandakan bahwa paru-paru menyerap larutan CaCO3 secara difusi,

sehingga paru-paru menjadi mengembang. Senyawa padat CaCO3 akan

bereaksi dengan air/H2O membentuk karbondioksida dan kalsium hidroksida,

berikut reaksi kimianya :

CaCO3 + H2O CO2 + Ca(OH)2

konsentrasi CO2 di larutan lebih tinggi dari konsentrasi CO2 di

dalam paru-paru maka terjadi proses difusi CO2 melalui membran

alveolus ke dalam paru-paru. Alveolus yang terdapat pada ujung akhir

bronkiolus berupa kantong kecil yang salah satu sisinya terbuka sehingga

menyerupai busa atau mirip sarang tawon. Struktur alveolus yang berselaput

tipis dan terdapat banyak muara kapiler darah maka memungkinkan terjadinya

difusi gas.. Akibat dari proses difusi tersebut paru-paru menjadi

menggembung karena CO2 masuk melalui pluera dan didifusi oleh

dinding alveolus.

Karbondioksida yang terbentuk menyebabkan warna larutan menjadi

putih keruh. Saat paru -paru dicelupkan ke dalam gelas kimia maka paru-paru

akan berdifusi dengan CO2 sehingga warna larutan menjadi bening. Hal ini

membuktikan bahwa paru-paru bersifat permeable terhadap gas dan zat-zat

lainnya.

D. KESIMPULAN

1. Paru-paru mamalia memiliki tekstur yang mirip spons dan berbentuk

seperti sarang lebah dengan epithelium lembab yang berfungsi

sebagai permukaan respirasi.

2. Mencit hanya memiliki organ primer saja, yakni paru-paru.

3. Metil blue bereaksi positif terhadap oksigen.

4. Paru-paru pada mencit tersusun dari jaringan epitel yang permeable.

5. Paru-paru menyerap larutan CaCO3 secara difusi,

6. Paru-paru bersifat permeable terhadap gas dan zat-zat lainnya.

E. JAWABAN PERTANYAAN

1. Mengapa keluar masuknya O2 dan CO2 dari organ respirasi ke

jaringan dan

sebaliknya berlangsung secara difusi?

Jawab : Proses keluar masuknya O2 dan

CO2 dari organ ke jaringan dan sebaliknya

berlangsung secara difusi karena

Reservoir uatama oksigen molekuler di

Bumi adalah atmosfer, yang mengandung

sekitar 21% O2. Lautan, danau, dan bahan

air lainnya juga mengandung oksigen

dalam bentuk O2 terlarut. Sumber oksigen

yang disebut medium respirasi, adalah

uadar bagi hewan darat (terestrial) dan air

untuk hewan air (aquatik). Bagian hewan

tempat oksigen dari lingkungan berdifusi

ke dalam sel hidup dan karbondioksida

berdifusi keluar disebut permukaan

respirasi. Semua sel hidup harus

digenangi air untuk mempertahankan dan

memelihara membrane plasmanya.

Dengan demikian, permukaan respirasi

hewan terrestrial dan hewan akuatik

bersifat lembab,, dan O2 dan CO2 berdifusi

melewatinya setelah larut terlebih dahulu

dalam air. Selain itu, permukaan respirasi

seekor hewan harus cukup besar untuk

bisa menyediakan O2 dan membuang CO2

bagi seluruh tubuh.

2. Buatlah kurva disosiasi HbO2!

Jawab :

Peningkatan PCO2 menggeser kurva

disoiasi O2-Hb ke kanan. Persen saturasi

Hb masih bergantung pada PO2 , tetapi

untuk setiap PO2 , jumlah O2 dan Hb yang

dapat berikatan menurun. Efek ini penting

karena PCO2 dapat meningkat dikapiler

sistemik ketika CO2 berdifusi mengikuti

penurunan gradiennya dari sel ke dalam

darah. Adanya tambahan CO2 dalam

darah ini menyebabkan penurunan afinitas

Hb terhadap O2 , sehingga Hb lebih

banyak membebaskan O2 dijaringan

dibandingkan dengan jika faktor satu-

satunya yang mempengaruhi % saturasi

Hb adalah penurunan PO2 dikapiler

sistemik. Peningatan keasaman juga

menggeser kurva kekanan, karena CO2

menghasilkan asam ditingkat kapiler

sistemik karena menyerap CO2 dari

jaringan. Penurunan afinitas Hb terhadap

O2 akibat peningkatan keasaman ini

membantu meningkatkan jumlah O2 yang

dibebaskan ditingkat jaringan pada PO2

tertentu. Pada sel-sel yang aktif

melakukan metabolisme, misalnya otot

yang sedang bekerja, tidak saja CO2

penghasil asam yang diproduksi, tetapi

juga asam laktat jika sel-sel tersebut

menggunakan metabolisme anaerob.

Akibatnya terjadi peningkatan lokal asam

di otot tersebut yang selanjutnya

mempermudah pembebasan O2 dijaringan

yang sangat membutuhkan O2 tersebut.

Dengan cara serupa,

peningkatan suhu menggeser kurva O2-Hb

ke kanan, menyebabkan lebih banyak O2

yang dibebaskan untuk PO2 tertentu. Otot

yang berolahraga atau sel lain yang aktif

bermetabolisme menghasilkan panas.

Peningkatan local suhu yang terjadi

meningkatkan pembebasan O2 dari Hb

untuk digunakan oleh jaringan yang lebih

aktif. Dengan demikian, peningkatan CO2 ,

keasaman, dan suhu ditingkat jaringan

yang kesemuanya berkaitan dengan

peningkatan metabolisme sel dan

peningkatan konsumsi O2, meningkatkan

efek penurunan PO2 dalam mempermudah

pembebasan O2 dari Hb. Efek ini sebagian

besar dihilangkan ditungkat paru, tempat

kelebihan CO2 pembentuk asam tersebut

dikeluarkan dan lingkungan local lebih

dingin. Dengan demikian, Hb memiliki

afinitas yang lebih besar untuk O2

dilingkungan kapiler paru. Sehingga efek

peningkatan PO2 pada pengikatan O2

dengan Hb meningkat. Perubahan-

perubahan di atas berlangsung

dilingkungan sel darah merah, tetapi suatu

factor di dalam sel darah merah juga dapat

mempengaruhi tingkat pengikatan O2-Hb

=2,3-difosfogliserat (DPG). Konstituen

eritrosit ini, yang dihasilkan selama

metabolisme sel darah merah, dapat

berikatan secara reversible dengan Hb

dan mengurangi afinitasnya terhadap O2 ,

seperti yang dilakukan CO2 dan H+

.

Dengan demikian, peningkatan kadar DPG

seperti factor-faktor lainnya, menggeser

kurva O2-Hb ke kanan, meningkatkan

pembebasan O2 pada saat darah mengalir

ke jaringan. Produksi DPG oleh sel darah

merah secara bertahap meningkat apabila

Hb didarah arteri terus menerus berada

dalam keadaan tidak jenuh (unsaturated)

yaitu apabila HbO2 arteri dibawah normal.

Keadaan ini dapat terjadi pada orang-

orang yang tinggal ditempat yang tinggi

atau mereka yang mengidap jenis-jenis

tertentu penyakit-penyakit sirkulasi,

pernapasan, atau anemia. Dengan

mendorong pembebasan O2 dari Hb di

tingkat jaringan, peningkatan DPG ini

membantu mempertahankan ketersediaan

O2 untuk digunakan oleh jaringan pada

keadaan-keadaan yang berkaitan dengan penurunan pasokan O2 arteri.

Akan tetapi

tidak seperti faktor lain DPG terdapat pada

sel darah merah diseluruh sistem sirkulasi

dan dengan demikian menggeser kurva ke

kanan dengan derajat yang sama baik di

jaringan perifer maupun di paru.

Akibatnya, DPG menurunkan kemampuan

Hb menyerap O2 ditingkat paru, yang

merupakan sisi negative dari peningkatan

produksi DPG.

3. Jelaskan secara singkat mekanisme

sintesis ATP di dalam sel !

Langkah akhir pada fosforilasi

oksidatif adalah mengkonservasi ADP

menjadi ATP. Ini terjadi dalam gabungan

molekul protein yang besar, yang

menonjol ke segala arah melalui bagian

dalam membran mitokondria dan

menonjolkan kepala seperti bongkol ke

bagian dalam matriks. Molekul ini adalah

ATPase, dinamai ATP sintetase.

Dipostulasikan bahwa konsentrasi ion

hidrogen yang lebih tinggi di dalam ruang

antara 2 membran mitokondria dan

perbedaab potensial listrik yang kasar

yang melintasi bagian dalam membran ini

menyebabkan ion hidrogen mengalir ke

dalam matriks mitokondria melalui zat dari

molekul ATPase. Dalam melakukan ini,

energi yang berasal dari aliran ion

hidrogen digunakan oleh ATPase. Untuk

mengubah ADP menjadi ATP dengan

menggabungkan ADP dengan fosfat, pada

waktu yang sama mmbentuk tambahan

ikatan fosfat berenergi tinggi.

Kini dapat ditentukan jumlah total

moleku ATP yang dibentuk untuk energi

dari satu molekul glukosa, jumlahnya

adalah 2 selama glikolisis, 2 selama siklus

asam sitrat dan 34 selama fosforilasi

oksidatif. Yang membuat jumlah total 38

molekul ATP terbentuk untuk tiap molekul

glukosa yang didegradasi menjadi CO2

dan air. Jadi 30.000 kalori energi disimpan

dalam bentuk ATP, sedangkan 686.00

kalri dikeluarkan selama oksidasi lengkap

setiap grm molekul glukosa. Hal ini

menggambarkan efisiensi keseluruhan

transfer energi sebesar 44%. Sisa energi

sebesar 56% menjadi panas, oleh karena

itu tidak dapat digunakan oleh sel untuk

melakukan fungsi spesifik.

4. Sebutkan membran respirasi atau pada

bagian apa pertukaran O2 dan CO2

berlangsung pada ikan, katak, reptilia,

burung dan mamalia !

Ikan : insang (branchia), gelembung

renang (saccus pneumaticus), labirin.

Katak : kulit, paru-paru (pulmo) tepatnya

pada bagian trakea, bronchus,

bronchiolus.

Reptilia : paru-paru (trakea, bronchua,

selat kompleks).

Burung : kantung udara (pundi-pundi

hawa) dan paru-paru (trachea, bronchus,

parabronkhus, kapiler-kapiler udara).

Mamalia : paru-paru (trakhea, bronchus,

bronkheoli, alveoli).

DAFTAR PUSTAKA

Schmidt, Knutt. 1997. Animal Physiology .

America : Cambridge University

Ganong, Wiliam F. 2002. Buku Ajar

Fisiologi Kedokteran Edisi 20.

EGC:Jakarta.

Junqueira,Carlos. Et al. 2002. Histologi Dasar

Edisi ke-8. IKAPI : Penerbit Buku

Kedokteran

Mitchell, Reece. 2000. Campbell Biologi jilid 2.

Jakarta : Erlangga

Hall, Guyton. 2000. Fisiologi Kedokteran. EGC

: Penerbit Buku Kedokteran