KURVA DISOSIASI OKSIGEN

Presentasi berjudul: "KURVA DISOSIASI OKSIGEN"— Transcript presentasi:

1 KURVA DISOSIASI OKSIGEN
Sifat penting darah dalam transport oksigen adl ikatan yang reversibel oksigen dengan Hb Hb + O2 ↔ HbO2 Pd kons. tinggi Hb berkombinasi dgn O2 untuk membentuk 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

2 Tekanan oksigen (mmHg)
Hb O HbO2 Hemoglobin Oksigen Oksihemoglobin 100 80 60 40 20 (a) pH 7,2 (a) pH 7,5 Tekanan oksigen (mmHg) pH turun dari 7,5 menjadi 7,2 tanpa merubah PCO2, afinitas hemoglobin terhadap oksigen turun, kurva bergeser kekanan

3 Bohr effect CO2 darah  menyebabkan pH plasma , kurva disosiasi bergeser kekanan - Konsentrasi CO2 tinggi menyebabkan oksigen dilepaskan  pada PO2 tertentu, disebut Bohr effect. Jika CO2 masuk kedalam darah, Hb melepaskan O2 dalam jumlah yang lebih besar dari jika tidak adanya efek CO2 pada ikatan HbO. Jadi Bohr effect memfasilitasi peningkatan pelepasan O2 pada jaringan. CO2 menurunkan afinitas Hb terhadap O2, karena pengikatan CO2 secara langsung pada kelompok amino terminal pada 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 tinggi pada hewan kecil. Perubahan pH sedikit menyebabkan pelepasan O2 .

4 Perubahan Afinitas O2 Respon senyawa fosfat organik merupakan keuntungan fisiologis pada ikan. Pada ikan trout yang 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, jadi peningkatan afinitas darah ikan terhadap oksigen ini disebabkan oleh menurunnya kandungan ATP dalam darah.

5 Oksigen dalam air (mm Hg)
Tabel 3.1. Tekanan setengah jenuh (P50) pada darah ikan rainbow trout yang diaklimatisasi dalam air dengan level oksigen berbeda (Schmidt-Nielsen, 1990). Oksigen dalam air (mm Hg) 50 80 150 P50 darah (mm Hg) 16,8 21,7 24,1 ATP (mmol per liter sel darah merah) 0,5 1,0 1,3

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 yang miskin oksigen dan laju metaboliknya rendah, maka kebutuhan untuk pengambilan oksigen lebih penting daripada kebutuhan untuk melepaskan oksigen ke jaringan.

7

8 Disosiasi Oksigen (Lanjutan)
Pada hewan invertebrata, Hb memiliki afinitas oksigen yang sangat tinggi dan kurva disosiasinya terletak dipinggir kiri. Misalnya pada moluska bivalvia Phacoides dan juga larva Chironomus, kedua spesies hewan tersebut sering berada pada perairan yang miskin oksigen. Nampaknya bilamana oksigen sangat tipis hemoglobin menjadi sangat penting. Daphnia yang dipelihara dalam air yang kandungan oksigennya rendah akan memiliki konsentrasi hemoglobin tinggi (lihat Gambar). Daphnia yang memiliki konsentrasi hemoglobin tinggi akan lulus hidup dalam perairan dimana Daphnia yang konsentrasi hemoglobinyya rendah mati (Kobayashi and Hoshi, 1982). Hal yang sama juga terjadi pada Artemia, larva Chironomus dan invertebrata lainnya.

9 Hemoglobin dalam darah Oksigen dalam air (ml O2 per liter)
(g Hb per 100 ml) 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Oksigen dalam air (ml O2 per liter) Daphnia bila 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).

10 PENGANGKUTAN CO2 Bila CO2 terlarut dalam air akan berkombinasi dengan air membentuk asam karbonat (H2CO3). Reaksinya adalah sebagai berikut: + H2O CO2 H2CO3 H+ + HCO3- Pembentukan asam karbonat dipercepat dengan adanya enzim karbonat anhidrase. H2CO3 mengalami disosiasi menjadi ion hidrogen dan ion bikarbonat (HCO3-).

11

12

13 Hb Sebagai buffer Zat penyangga (buffer) terpenting dalam darah adalah sistem asam karbonat-bikarbonat, fosfat dan protein dalam darah. Protein dapat merupakan buffer yang baik karena mengandung kelompok yang dapat berdisosiasi sebagai asam maupun basa, sehingga protein dapat mengambil maupun memberikan ion hidrogen. Hb adalah protein yang jumlahnya terbesar dalam darah, dan memiliki peranan terpenting sebagai buffer disamping protein plasma.

14 70 60 50 40 30 20 10 Kandungan CO2 darah (ml/100 ml) PCO2 (mm Hg) Darah teroksigenasi penuh Gambar 3.7. Kurva disosiasi CO2 pada darah yang terdeoksigenasi dan yang teroksigenasi penuh. Darah yang teroksigenasi memiliki afinitas terhadap CO2 rendah - kurva bergeser kekanan - disebut Efek Haldane (Kay, 1998).

15 SIRKULASI DARAH Sistem sirkulasi terbuka, terdapat pd sebagian besar invertebrata, darah dipompa jantung melalui arteri ke ruang yang berisi cairan yi hemocoel yang terletak diantara ektoderm dan endoderm. Cairan yang terdapat dalam hemocoel 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

16 Jantung diklasifikasikan dalam dua tipe berdasarkan bagaimana denyut jantung dimulai yaitu :
Jantung neurogenik dan jantung miogenik Jantung neurogenik Ditemukan pd crustacea, laba2 dan beberapa insekta Tergantung atas inervasi saraf ekstrinsik untuk memulai kontraksi, bila inervasi dikeluarkan jantung berhenti berdenyut Pada crustacea denyut jantung diatur oleh aktivitas saraf yang ada di ganglion cardiak. Ganglion bertindak sebagai pacemaker

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 mempunyai potensial rehat yang tdk stabil. Oleh karena itu potensial membrannya mudah mencapai ambang. Tiap kali ambang dicapai aksi potensial dihasilkan dan denyut jantung dimulai. Depolarisasi dari pacemaker disebar keseluruh otot jantung, terjadi kontraksi dan darah dipompa. Pada jantung miogenik semua daerah jantung mempunyai kemampuan untuk depolarisasi spontan

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 jantung berbanding terbalik dengan ukuran tubuh yaitu ukuran jantung konstan sebagai persentase bobot tubuh, peningkatan laju pemompaan pd hewan kecil proporsional dengan meningkatnya kebutuhan oksigen

19 Luaran jantung Volume darah yg dipompa jantung per unit wkt
Dapat ditentukan dengan metode Fick’s 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 (CaO2 – CvO2) Untuk menentukan luaran jantung harus diketahui laju konsumsi oksigen, kadar O2 arteri dan vena Luaran jantung jg dpt diukur dengan rumus sbb Qh = fh x Vh Qh adl luaran jantung dlm mililiter per menit, fh frekuensi denyut jantung (per menit) dan Vh volume drh yang dikeluarkan pd satu kali kontraksi (dlm mililiter)

20 Sirkulasi Moluska Molusca pada umumnya memiliki sistem sirkulasi terbuka, kecuali pada 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 jantung hewan ini dipengaruhi oleh neurosekresi. Jantung dihambat oleh asetilkolin dan dirangsang oleh serotinin.

21 Jantung siput dan jantung tubular Arthropoda pada bagian dorsal berfungsi memompa gerakan darah. Tanda panah menunjukkan arah aliran darah. Darah mengalir langsung ke rongga tubuh dalam sistem sirkulasi terbuka. JANTUNG PEMOMPA

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.

23 Sirkulasi Ikan (lanjutan)
Jantung ikan memiliki dua ruang terdiri atas 1 atrium dan 1 ventricle. Sirkulasi darah pada ikan merupakan sirkulasi darah tunggal. Darah dipompa oleh jantung melalui bulbus arteriosus menuju aorta ventral. Aorta ventral memasok darah vena menuju insang melalui arteri branchialnya. Arteri ini membentuk ‘loops’ sekitar insang yang terbagi kedalam arteriola kemudian kedalam kapiler dan lacunae kedalam lamela insang, yang merupakan tempat utama untuk pertukaran gas antara darah dan air. Dengan demikian didalam kapiler insang terjadi reoksigenasi darah dan pelepasan karbondioksida darah secara gradual. 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.

24 jtg jaringan insang Skema sistem sirkulasi darah pada ikan dengan pompa tunggal. Jtg: jantung (± 0,2% bobot tubuh)

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 mengalir dari conus melalui aorta ventral menuju insang (sirkulasi insang), lalu darah bersih mengalir melalui aorta dorsal ke seluruh tubuh (sirkulasi sistemik) Insang ikan yg bernafas di udar ukuranya lebih kecil sehingga hanya 20 % oksigen diperoleh melalui insang Insang fungsi utamanya sebagai organ ekskresi Ikan berparu-paru memiliki septa parsial di serambi dan bilik jantung dan 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

26 Crustacea vs Ikan Pada sistem sirkulasi darah crustacea jantung menerima secara langsung darah teroksigenasi yang kemudian dipompa ke jaringan tubuh. Sirkulasi pada Crustacea berlawanan dengan sirkulasi pada ikan, 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.

27 Sirkulasi Crustacea Crustacea yang berukuran kecil sistem sirkulasinya belum berkembang baik, seringkali tidak memiliki jantung untuk memompa darah. Pada crustacea yang berukuran besar seperti kepiting dan udang karang memiliki sistem sirkulasi yang telah berkembang baik dan darahnya memiliki pigmen yang disebut hemocyanin.

28 Sirkulasi pada udang karang.
ap a sb j aa o sv 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).

29 ap a sb j aa o sv Darah memasuki jantung 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 ventral menuju ke insang dan selanjutnya mengalir kembali ke jantung. 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).

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

31 Sirkulasi reptilia Pada reptilia, kecuali buaya, sistem sirkulasinya memilki jantung yg terdiri atas dua serambi yang terpisah dan bilik yg hanya terpisah secara parsial Aliran darah bersih dan kotor terpisah dan hanya terjadi sedikit percampuran 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 terbagi dua ruang terpisah, untuk mencegah percampuran darah. Bilik kiri memompa darah bersih ke jaringan, bilik kanan memompa darah kotor ke paru-paru

32 Sirkulasi burung dan mamalia
Keduanya memiliki sistem sirkulasi ganda lengkap Perbedaan secara fisiologis adl bahwa ginjal pd burung menerima darah 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 ke dalam 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