sistem sirkulasi pada hewan air

SISTEM SIRKULASI
PADA HEWAN AIR
Ani Rahmawati
Jurusan Perikanan
Fakultas Pertanian
UNTIRTA
Prinsip dasar sistem sirkulasi
 Hanya dapat berlangsung jika ada pompa (satu atau lebih) dan saluran
di mana darah mengalir.
 Pompa berfungsi karena otot berkontraksi (memendek)
 Otot yang membungkus tube/ruang memungkinkan untuk
mengurangi volume
 Tipe pompa ada 2 yaitu pompa peristaltik dan pompa berongga
(chamber pumps) yang berkatup (valve)
 Karena otot hanya berkontraksi dengan cara memendek, jantung
tidak dapat menarik darah kembali  membutuhkan sistem tertentu
 Darah vertebrata dialirkan melalui saluran-saluran darah (arteri, kapiler,
dan vena) yang bersifat elastis, dari jantung dan kembali ke jantung.
Tiga jenis pompa yang mensirkulasikan darah dalam tubuh
(Schmidt-Nielsen, 1997)
Pompa peristaltik yang umum terdapat pada
avertebrata
Pompa berongga dengan dinding-dinding
yang dapat berkontraksi terdapat pada
vertebrata (mis. jantung ikan)
Pompa berongga yang mampu mengurangi
volume karena kekuatan tekanan dari
bagian tubuh lainnya, misalnya
pada lengan manusia
 fungsi katup untuk mencegah
aliran balik (back flow)
FUNGSI SISTEM SIRKULASI
 Mengangkut nutrien (mis:glukosa dari usus ke hati; hati ke liver)
 Mengangkut sisa-sisa metabolisme (mis: asam laktat menuju liver)
 Mengangkut produk-produk ekskresi (mis: urea dari hati ke ginjal)
 Mengangkut gas-gas (mis: O2 dari insang menuju otot-otot/daging)
 Mengangkut hormon (mis: adrenalin)
 Mengangkut sel-sel (mis: leucocytes)
 Mengangkut panas
 Mentransmisi kekuatan (mis: mengembangkan sayap pada kupukupu)
 Koagulasi
 Mempertahankan homeostasi (pH & keseimbangan ion, dll)
Mengapa sistem sirkulasi penting?
Untuk hewan yang lebih besar dan lebih aktif, diperlukan
sistem sirkulasi yang efisien untuk kepentingan
pengangkutan di dalam (internal transport).
 Mentransportasikan cairan dengan kandungannya
(oksigen, nutrien, dll) secara cepat dalam jarak tertentu di
mana jika hanya dengan difusi tidak akan cukup atau
terlalu lambat
Komponen sistem sirkulasi
• Pompa berotot (jantung, menggunakan energi hasil metabolisme
untuk meningkatkan tekanan hidrostatik darah – kekuatan
pendorong utama pergerakan cairan)
• Pembuluh-pembuluh darah (blood vessels)
• Darah
Sistem peredaran darah terbuka
- Umum terdapat pada avertebrata
Pengecualian – sirkulasi cumi-cumi yang tertutup
- Cairan dalam(“hemolymph”)
- Sebagian tertutup
+ Pompa (jantung)
+ Arteri-arteri
+ Sinus-sinus terbuka
+ Pori-pori jantung (“ostia”)
= Lubang-lubang dengan katup searah
= Jantung terisi saat tekanan rendah
= Mencegah kehilangan hemolymph saat kontraksi
Cairan sirkulasi (circulatory fluid) Pada sistem peredaran darah terbuka:
Hemolymph = darah + cairan dalam tubuh (interstitial fluid) yang melumuri organorgan dalam sinus-sinus (ruang-ruang di sekitar organ)
Kelebihan dan kekurangan sistem peredaran darah terbuka
Keuntungan – Sel-sel diselimuti oleh hemolymph,
sehingga pertukaran materi dapat dilakukan langsung
antara hemolymph dengan jaringan-jaringan. Tidak
ada hambatan difusi.
Kekurangan – Penyebaran hemolymph dalam tubuh
tidak dapat dikontrol. Tidak ada mekanisme untuk
mengurangi aliran pada organ tertentu.
Sistem peredaran darah semi terbuka – pada lobster
Jantung mendorong
hemolymph melalui
arteri-arteri
anterior dan
posterior
Hemolymph mengalir menuju sinus-sinus
Sirkuit insang ditutup, sehingga
hemolymph kembali ke jantung
Sistem peredaran darah tertutup
Ciri umum vertebrata
Cairan dalam (“darah”)
Semuanya tertutup – dengan sebuah pompa (jantung)
dan beberapa pembuluh-pembuluh (“pipa-pipa”)
Jantung
Arteri-arteri
Kapiler-kapiler
Vena
Cairan sirkulasi (circulatory fluid) Pada sistem peredaran darah tertutup:
Darah yang terdapat pada pembuluh-pembuluh darah,
yakni pada bagian kapiler-kapiler darah yang berukuran
sangat kecil
(dan kapiler-kapiler)
11
(A) Skema peredaran darah pada cumi-cumi dan gurita;
(B) Sistem pusat peredaran darah (central cardiovascular system) pada cumi-cumi
Sistem sirkulasi tertutup
Keuntungan:
• Distribusi darah dapat dikontrol hingga skala
kecil pada berbagai organ tubuh.
• Dinding otot dapat berkontraksi dan
mengendur sesuai dengan jumlah darah
yang dialirkan pada pembuluh tertentu.
• Tekanan darah cukup tinggi sehingga
sirkulasi dapat berjalan lancar.
Adakah organisme tanpa sistem sirkulasi?
Organisme berukuran sangat kecil.
Ukuran kecil memungkinkan nutrien-nutrien dan substansi
lainnya mencapai tubuh organisme melalui difusi
sederhana
Jantung sebagai pemompa darah
Darah yang kaya akan oksigen
masuk melalui sinus venosus
kemudian masuk melalui atrium,
selanjutnya dengan kontraksi
ventrikel darah akan diedarkan ke
seluruh tubuh
Jantung sebagai pemompa darah
Frekuensi detak jantung (heart beat frequncy)  jumlah denyutan per menit
Jumlah detak jantung berbanding terbalik dengan ukuran hewan (semakin besar
ukuran tubuh hewan jumlah denyutan semakin sedikit dan sebaliknya)
Cardiac output (keluaran jantung)  volume darah yang dipompakan oleh jantung
Berguna untuk:
(1) Laju konsumsi oksigen
(2) Kandungan oksigen pada arteri
(3) Kandungan oksigen pada vena
Peningkatan aktivitas meningkatkan konsumsi oksigen, cardiac ouput juga
Meningkat, tetapi tidak proporsional dengan peningkatan konsumsi oksigen
Penyebaran aliran darah ke seluruh tubuh
Darah tidak tersebar merata kepada seluruh bagian tubuh; Beberapa organ
menerima darah lebih banyak dari organ lainya; Organ yang paling banyak
menerima darah adalah ginjal, hati, jantung & otak
Aliran darah ke kulit bervariasi tergantung kepada suhu lingkungan. Saat
Dingin aliran darah menuju kulit minimum (vasoconstriction pada kulit)
Jika suhu meningkat (akibat pengaruh lingkungan atau peningkatan aktivitas),
sebagian panas harus dihilangkan maka aliran darah menuju kulit akan
meningkat
Pengaturan denyut jantung
Jantung bekerja tanpa dipengaruhi rangsangan luar
Dipengaruhi oleh dua faktor:
(1) Impuls syaraf ke pacemaker yaitu syaraf parasympathetic (awal denyutan)
yang diaktivasi oleh acetylcholine; jika terjadi percepatan syaraf yang
bekerja adalah sympathetic
(2) Pengaruh hormon adrenaline
Sistem sirkulasi beberapa ikan yang dapat mengambil oksigen dari udara
(air breathing fishes)
A = Electrophorus sp. yang menggunakan pharingeal dan/atau opercular mucosa
B = Plecostomus sp. yang menggunakan lambung atau usus; C = Amia sp. yang
menggunakan gelembung renang; D = ikan secara umum (Hill & Wyse, 1989)
Sirkulasi pada Annelida
Saluran makanan
Sistem sirkulasi pada Nereis virens (bagian anterior). Aliran darah ditunjukkan
oleh panah (Hill & Wyse, 1989)
Sistem sirkulasi pada moluska (pada Anadonta sp.) dengan cangkang kiri
dihilangkan agar tampak jelas. Usus melewati ventrikel (Hill & Wyse, 1989)