Nutrisi dan Pencernaan Hewan FIswan

Nutrisi dan Pencernaan
[email protected]
Apakah nutrisi itu ?
Mengapa
g p hewan p
perlu makan ?
FOOD CONTAINS NUTRIENTS, OR MOLECULES THAT
PROVIDE ENERGY AND MATERIAL
FOR GROWTH AND REPAIR
Nutrition is the Science or Studyy of how our bodies obtain
Energy, Build Tissue, and Control Body Functions using
materials supplied in the Food We Eat.
P k
Pakan
= nutrien
i sebagai
b
i sumber
b energii
Living things use many different strategies to deal with the
problems of acquiring and using the matter and energy
Hewan perlu makan untuk memperoleh energi agar dapat
tetap hidup,
hidup tumbuh dan berkembang biak
S b N
Sumber
Nutrisi
ti i
Nutrition
• Carbohydrates: major energy source, simple or
complex
• Lipids: cell components and energy sources,
saturated or unsaturated
• Proteins: 20 amino acids
• Vitamins: fat soluble and water soluble
• Minerals: recommended daily allowance
• Fiber: some evidence decreases colon cancer
Determinan dari nutrisi esensial
y Makanan setiap hewan harus meliputi group spesifik dari nutrisi esensial
: asam amino esensial, asam lemak esensial, vitamin dan mineral untuk
melengkapi “raw material” yang diperlukan dalam mensisntesis berbagai
molekul organik
g
agar
g hewan dapat
p hidupp sustain.
y Nutrisi esensial merupakan materi yang harus dimiliki hewan namun
tidak bisa disintesis didalam sel tubuhnya.
y Nutrisi
N t i i esensial
i l berbeda
b b d untuk
t k setiap
ti hewan
h
k
karena
adanya
d
perbedaan
b d
kemampuan mensintesis molekul tertentu secara genetik melalui seleksi
alam.
y Setiap jenis hewan memiliki sejarah evolusi yang unik.
Bagaimana pakan diproses di
dalam tubuh hewan ?
Foraging type :
berdasarkan ukuran dan jenis makanan
y Mikrofag
Mik f (pemakan partikel-partikel kecil): pseupodia
di (amoeba,
(
b
radiolaria), silia (ciliata, moluska bivalvia), setae
(crustacea, paus)
y Makrofag (pemakan partikel-partikel berukuran lebih besar ):
menelan medium sekelilingnya (cacing tanah),
menangkap
k mangsa (coelenterata,
l
vertebrata
b
nonmamalia), menggigit/mengunyah (gastropoda,
insekta, mamalia)
y Pemakan cairan : mengisap cairan ( trematoda,
lintah, insekta), mengabsorbsi ( parasit dan
invertebrata
b
akuatik)
k k
Animals feed by four main mechanisms
SUSPENSION FEEDERS
Baleen
SUBSTRATE FEEDERS
Feces
Caterpillar
FLUID FEEDERS
BULK FEEDERS
Proses p
pencernaan p
pakan
y Ingestion : makanan mulai masuk dari mulut sampai ke saluran
pencernaan
y Secretion: fluid, digestive enzymes and hormones, bile, acid,
alkali, mucus
y Digestion
Di ti : proses pemecahan
h materii secara ki
kimia
i ((enzimatis)
i i)
menjadi fragmen organik/molekul kecil yang dapat diserap.
y Absorption : gerakan substrat organik, elektrolit, vitamin,
melalui
l l i epitel
i l mukosa
k usus kke cairan
i iinterstisial
i i l saluran
l
pencernaan
y Excretion : proses eliminasi sisa dari produksi tubuh
y Defecation : proses pengeluaran sisa zat buangan dan residu
keluar tubuh melalui anus/kloaka
The stages of food processing
Small
molecules
Pieces
of food
Mechanical
digestion
Chemical digestion
(enzymatic hydrolysis)
Nutrient
molecules
enter body
cells
g
Undigested
material
Food
1 INGESTION
2 DIGESTION
3 ABSORPTION
4
ELIMINATION
Variasi Sistem Pencernaan
Esophagus
Crop
Gizzard
Intestine
Pharynx
Anus
Mouth
Typhlosole
Lumen of intestine
Foregut
Midgut
Hindgut
Esophagus
Rectum
Mouth
Crop
Gastric ceca
Esophagus
Gizzard
Mouth
Intestine
Crop
Stomach
Anus
Peristalsis
The Mouth{Teeth}:
Mechanical processing and movement: chewing, mixing
Incisors
Canines
(a) Carnivore
(b) Herbivore
(c) Omnivore
Copyright © 2001 Benjamin Cummings, an imprint of Addison Wesley Longman, Inc.
Molars
Premolars
Pencernaan ruminansia
1 Rumen. When the cow first chews and
swallows a mouthful of grass, boluses
(green arrows) enter the rumen.
2 Reticulum. Some boluses
also enter the reticulum. In
both the rumen and the
reticulum, symbiotic prokaryotes
and protists (mainly ciliates) go
to work on the cellulose-rich
meal. As by-products of their
metabolism, the microorganisms
secrete fatty acids. The cow
periodically regurgitates and
rechews the cud (red arrows),
which
hi h further
f th b
breaks
k d
down th
the
fibers, making them more
accessible to further microbial action.
Intestine
Esophagus
g great
g
numbers of microorganisms,
g
,
4 Abomasum. The cud,, containing
finally passes to the abomasum for digestion by the cow‘s own
enzymes (black arrows).
3 Omasum.
Omasum The cow then reswallows
the cud (blue arrows), which moves to
the omasum, where water is removed.
Ti P
Tipe
Pencernaan
y Pencernaan
P
Intraseluler
I
l l : pencernaan did
didalam
l sell
dilakukan dengan cara endositosis/fagositosis. ->
Paramaecium
y Pencernaan Ekstraseluler : p
pencernaan diluar sel yyaitu
didalam saluran pencernaan, dibantu oleh kelenjarkelenjar yang menghasilkan enzim
Faktorial Digestif
Enzim
Vitamin
Mineral
Hormon
E i : merupakan
Enzim
k biokatalisator
bi k t li t yang mempercepatt
proses hidrolisis dalam pencernaan
ENZIM
y
y
y
y
y
y
y
y
y
y
y
y
Bersifat efektif
Tidak ikut serta dalam proses reaksi
Dapat diperoleh pada akhir reaksi
Bersifat spesifik : suhu, pH, dan substrat
Larut dalam gliserol dan air+gliserol
Mengendap dengan alkohol absolut
Bersifat kolodial, artinya dapat melewati membran semipermeabel
Sensitif terhadap perubahan suhu : hukum Van’t Hoffo Æ “Q10” = k (T+10) /k (T)
kecepatan reaksi meningkat setiap kenaikan suhu 10 C
Sensitif terhadapp ppH : Pepsin
p 1 – 3 optimum
p
ppH 1,5
,
o
Dapat mengalami denaturasi ( > 55 C) : hilangnya aktivitas katalisator akibat
perubahan konfirmasi rantai polipeptida (reversibel)
Dapat mengalami koagulasi yaitu perubahan konfirmasi struktur primer rantai
polipeptida (irreversibel)
M iliki pH
Memiliki
H isoelektrik
i l kt ik yaitu
it pH
H dimana
di
k l t dissosiasi
kelarutan
di i i protein
t i paling
li rendah
dh
Major Digestive Enzymes
Macam Enzim
Golongan I Eksopeptidase : aminopeptidase (memotong rantai
tepi gugus amin) dan karboksipeptidase (memotong rantai tepi
gugus karbon)
Golongan II Endopeptidase : pepsin, tripsin, dan kimotripsin.
Endocrine and Nervous Systems
R
Regulation
l i off Digestion
Di
i
y Regulation dependent on volume and content of food
y Nervous system: stretch receptors in stomach
y Hormones:
y Gastrin: stimulates release of gastric juice
y Secretin: stimulates pancreas to secrete water and bicarbonate
y Cholecystokinin (CCK): signals pancreas to secrete digestive enzymes
Kelenjar yang terlibat dalam pencernaan
Apa yang terjadi selanjutnya ?
Setelah dicerna secara kimiawi ((enzim + bantuan hormon))
Absorbsi
Proses ppenyerapan
y p hasil ppencernaan ppada usus halus
Absorbsi
Finishing digestion -absorbsi
absorbsi
Absorption of Proteins and Carbohydrates
Absorption of Fats
Absorpsi
Proses berlangsung melalui :
y Filtrasi : karena adanya tekanan hidrostatik mendorong air melintasi membran sel,
sel
dan molekul –molekul zat terlarut tertentu akan ditranspor bersama-sama air
y Osmosis : proses difusi air melintasi membran sel, disini membran sel permeabel
p tidak untuk zat terlarut
untuk molekul air tetapi
y Difusi : proses pasif gerakan ion/molekul terlarut yg bergerak dari konsentrasi
tinggi menuju tempat konsentrasi rendah
y Difusi terbantu : Dibantu oleh protein integral , misal untuk difusi NO3- , HCO3y T
Transpor aktif
ktif : Membutuhkan
M b hk ATP , misal
i l vit
i B12,
B12 ion
i Ca
C 2+ , Mg
M 2+, dan
d ion
i
SO42y Kotranspor : Misalnya absorbsi glukosa akan dipermudah bila bersama-sama
d
dengan
i N
ion
Na+
Kecepatan
p
absorpsi
p
Kecepatan absorbsi diketahui dari kecepatan difusi
menggunakan hukum Fick
Fick’ss :
J dif. = - D A (Cl – Cs) / ∆X
J dif.=laju difusi
D = koefisien difusi
Cl = konsentrasi zat dalam lumen
Cs = konsentrasi
k
pada
d permukaan
k sell
y ∆X = tebal lapisan pembatas
y A = luas permukaan
y
y
y
y
Kecepatan Difusi
y Kecepatan difusi zat/molekul bergantung pada :
y JJarak : makin besar jjarak makin lama waktu untuk difusi
y Besarnya gradien konsentrasi : makin tinggi perbedaan konsentrasi
makin cepat proses difusi terjadi
y Ukuran molekul : makin kecil ukuran molekul makin cepat difusi
berlangsung
y Suhu
S h : makin
ki tinggi
i i suhu
h akan
k mempercepat proses dif
difusii
y Tenaga(gradien) elektrik : bila searah dengan gradien elektrik difusi
makin cepat,
p , bila sebaliknya
y maka difusi akan diperlambat
p
P b
Pembuangan/
/D
Defecation
f ti
y Sisa bahan yang tidak tercerna bercampur zat ekskreta
dan bakteri bergerak sepanjang saluran pencernaan
dengan adanya kontraksi propulsive -Æ mendorong
ggumpalan
p
sisa-sisa/feses menuju
j anus/kloaka
y Rangsangan
g g
kontraksi berlangsung
g g karena adanya
y
aktivitas elektrik pada sel-sel otot polos yang
menstimulasi saraf simpatik untuk membebaskan
norepinefrin
Belanja energi
y Neraca keseimbangan antara energi yang masuk dan
energii yang tersimpan/termanfaatkan
i
/
f k dinyatakan
di
k sbb:
bb
C = P + F + U + M +W
C = energi yang masuk
P = energi yang tersimpan / produksi
F = energi terbuang melalui Feses
U = energi terbuang melalui Urin
g metabolisme tubuh ((respirasi)
p )
M = energi
W = energi kerja dalam aktivitas hidup
Contoh belanja energi
y Energi budget pada ayam :
y
y
y
y
y
Energi konsumsi 169
Energi produksi 78
Energi metabolisme 45
Energi feses 24
Energi
g urin 5
A k h neraca keseimbangan
Apakah
k i b
energii pada
d ayam ttersebut
b t sudah
d h bbenar ?
Nutrients:
U ili d or S
Utilized
Stored
dU
Untilil Needed
N d d
Copyright © 2001 Benjamin Cummings, an imprint of Addison Wesley Longman, Inc.
Belanja energi
y Neraca keseimbangan antara energi yang masuk dan
energii yang tersimpan/termanfaatkan
i
/
f k dinyatakan
di
k sbb:
bb
C = P + F + U + M +W
C = energi yang masuk
P = energi yang tersimpan / produksi
F = energi terbuang melalui Feses
U = energi terbuang melalui Urin
g metabolisme tubuh ((respirasi)
p )
M = energi
W = energi kerja dalam aktivitas hidup
Apakah nilai P (Produksi) bisa negatif ?
Pembagian energi
Konsumsi energi kasar ( C )
y Energi Feses F
y
y Energi
g asimilasi yyangg nyata
y ((A= C – F))
y
Energi dalam Urin (U)
y Energi Metabolisme (M = C – F – U )
Pertambahan panas dari makanan (SDE)
y Pertambahan panas dari fermentasi (HF)
y
y Energi bersih/neto (N = M – SDE – HF)
y Maintenance metabolism
Metabolisme standar/dasar (SMR/BMR)
y Termoregulasi
y Aktivitas
y
y Produksi
P d k i (P)
Energi tersimpan (pertumbuhan)
y Reproduksi (telur, semen, susu)
y
y Kerja (W)
y
Energi kerja = energi untuk aktivitas
Weight Control:
Energy
gy Consumed versus Energy
gy Spent
p
y Basic Metabolic Rate (BMR) [easy formula 25 x wt. In kgs.]
y Influencing
fl
ffactors: gender,
d bbody
d composition, age, stress, ffoodd intake,
k
genetics
y Energy
E
balance
bl
andd body
b d weight
i ht , dapat
d t dilakukan
dil k k
berdasarkan :
y Caloric content: fat = 9 Calories, Proteins and sugars = 4 Calories
y Excess
E
iintake
k lleads
d to iincreasedd storage ((weight)
i h)
y Physical activity: uses calories (150 calories/mile walked or
jogged)
d)
y Have to accumulate -1500 calories = one p
pound wt.
loss
Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan
Banyak faktor dalam pertumbuhan yang penting untuk
diperhatikan khusus dalam usaha budidaya perikanan (aspek
)
penerapan knowledge
y Faktor internal : genetis, kelamin, umur)
y Faktor
F k eksternal
k
l : pakan
k (nutrisi),
(
i i) kualitas
k li perairan
i : pH,
H
kadar O2, suhu, parasit, dll. ( contoh budidaya udang Paname )
Beberapa parameter terkait belanja energi
Laju konsumsi (CR)
( )
Laju pertumbuhan (GR)
Laju pertumbuhan spesifik (SGR)
Efisiensi pakan/Feed Eficiency ( FE )
Efisiensi pencernaan/ Eficiency of Digestibility (ED)
Efi i i absorbsi
Efisiensi
b b i (AE)
Cara perhitungan parameter
y Jumlah pakan yang diberikan = a gram; jumlah pakan tersisa kering = b gram; maka
jumlah pakan yang dimakan = C (a –b)
b)
y Berat feses kering = F (gram)
y Berat hewan akhir percobaan = Wt (gram)
y Berat hewan awal percobaan = Wo (gram)
y Lama waktu perlakuan = t (hari)
y Laju Konsumsi CR = C/t (gram/hari)
y Laju Pertumbuhan GR = (Wt – Wo)/t
y Laju Pertumbuhan Spesifik SGR = 100 (ln Wt – ln Wo)/t
y Efisiensi Pakan FE = (Wt – Wo)/C x 100%
y Efisiensi
Efi i i Pencernaan
P
ED = (C – F)/C x 100%
y Efisiensi Absorbsi AE = (Wt –Wo)/ (C-F) x 100%
Summary
Keberhasilan
b h l budidaya
b d d sangat ditentukan
d
k oleh
l h asupan energi
yang diperlukan untuk produksi dan pertumbuhan.
Oleh sebab itu teknologi pakan dan diversifikasi sumber
pakan menjadi sangat penting
Tugas : Nutrisi dan Sistem Pencernaan
Buatlah p
paparan
p
tentang
gp
penyakit
y
–penyakit
p y
yyang
g
berkaitan dengan nutrisi dan sistem pencernaan
(Digestive disease and disorder).
Setiap orang memaparkan 10 macam penyakit atau
kelainan yyang
g berbeda ((TIDAK BOLEH SAMA)) .
P (produksi) negatif
Produksi mempunyai nilai negatif memberikan makna bahwa terjadi
kehilangan berat tubuh
tubuh, misalnya diinvestasikan untuk reproduksi
(pembentukan sperma/telur); sekresi madu pada tawon/lebah;
sekresi mukus pada gastropoda, dsb.
⇒ berat badan turun ~ energi produksi negatif
back