BIOLOGI SMA/MA
Kelas XI Semester I
Sistem Sirkulasi
Mengamati Jantung dan Darah pada Manusia
Jantung dan darah membentuk hubungan kerja fungsional dalam sistem sirkulasi. Kemukakan beberapa pertanyaan kepada guru Anda mengenai hal-hal yang ingin Anda ketahui berkaitan dengan sistem sirkulasi tersebut. Misalnya, apakah sel-sel komponen penyusun darah yang bentuknya berlainan memiliki fungsi yang berbeda-beda?
Di dalam tubuh, zat-zat makanan, sisa metabolisme, hormon, enzim, oksigen, serta karbon dioksida perlu diangkut dan diedarkan dari suatu organ ke organ lainnya oleh suatu sistem transportasi. Bagaimanakah sistem transportasi pada tubuh manusia? Komponen apa saja yang berperan pada sistem transportasi? Bagaimanakah mekanisme sistem transportasi tersebut?
Sistem transportasi disebut juga sistem sirkulasi. Sistem sirkulasi meliputi sistem peredaran darah dan sistem peredaran cairan limfa (sistem limfa). Pada bab ini, akan dibahas hal-hal yang berkaitan dengan sistem sirkulasi, yaitu sistem peredaran darah dan sistem limfa pada manusia, gangguan sistem peredaran darah, serta teknologi sistem peredaran darah.
I. Sistem Peredaran Darah pada Manusia
Sistem peredaran darah pada manusia merupakan sistem peredaran darah tertutup dan sistem peredaran darah ganda. Disebut sebagai sistem peredaran darah tertutup karena darah mengalir di dalam pembuluh darah. Disebut juga sebagai sistem peredaran darah ganda karena dalam satu kali peredaran, darah dua kali melewati jantung. Fungsi sistem peredaran darah, yaitu sebagai berikut.
•Transportasi
Makanan, garam mineral, gas, hormon, enzim, dan zat zat lainnya dibawa oleh darah untuk diedarkan ke seluruh tubuh. Zat-zat sisa metabolisme dibawa oleh darah menuju ke paru-paru, ginjal, dan kulit untuk dikeluarkan dari tubuh.
•Penjaga suhu tubuh
Metabolisme menghasilkan energi berupa panas. Darah membawa energi panas tersebut ke seluruh tubuh.
•Perlindungan
Darah melindungi tubuh terhadap cedera dan invasi benda asing. Mekanisme pembekuan darah dapat mencegah tubuh kehilangan darah
•Penyangga (buffering)
Protein darah bertindak sebagai penyangga (buffer) melawan perubahan asam-basa untuk mempertahankan pH optimum darah.
Sistem peredaran darah terdiri atas darah, jantung, dan pembuluh darah (arteri, kapiler, dan vena). Jantung merupakan alat pompa untuk mengalirkan darah. Pembuluh darah merupakan serangkaian saluran (tuba) tempat darah mengalir, sedangkan darah adalah cairan yang mengalir di dalam pembuluh darah.
A. Darah
Darah merupakan jaringan ikat khusus yang terdiri atas sel-sel darah, keping darah, dan matriks yang berbentuk cairan (plasma). Darah memiliki karakteristik sebagai berikut.
•Darah lebih berat dan lebih kental daripada air, berbau khas, dan memiliki pH 7,35-7,45.
•Warna darah bervariasi, merah terang hingga merah tua kebiruan, bergantung pada kadar oksigen yang dibawa oleh sel darah merah.
•Volume darah yang beredar di dalam tubuh adalah 8% dari berat badan. Orang dewasa yang sehat memiliki darah sekitar 5 liter. Biasanya, volume darah pada laki-laki lebih banyak daripada wanita. Hal ini tergantung pada ukuran tubuh dan berbanding terbalik dengan jaringan lemak (adiposa) di dalam tubuh.
Komponen penyusun darah, yaitu plasma darah, sel darah merah (eritrosit), sel darah putih (leukosit), dan keping darah (trombosit). Komposisi plasma darah sekitar 55%, sedangkan sel-sel darah dan keping darah sekitar 45%. Sel darah dan keping darah lebih berat dibandingkan plasma darah sehingga komponen tersebut dapat dipisahkan melalui teknik sentrifugasi (metode yang digunakan untuk mempercepat proses pengendapan partikel-partikel).
1. Plasma Darah
Plasma darah adalah cairan berwarna bening kekuningan, mengandung 92% air, 7% protein plasma, serta 1% bahan campuran kompleks organik, anorganik, dan gas darah.
a. Protein plasma
Ada tiga jenis protein plasma yang utama, yaitu albumin, globulin, dan fibrinogen.
(1) Albumin merupakan protein plasma yang terbanyak, sekitar 55-60% dari jumlah protein plasma, disintesis di hati, bermuatan negatif yang sangat kuat untuk mengikat molekul kecil agar dapat diedarkan melalui darah, dan berperan untuk menjaga tekanan osmosis koloid darah
(2) Globulin membentuk sekitar 35% protein plasma. Ada beberapa jenis globulin, yaitu sebagai berikut.
•Alfa dan beta globulin disintesis di hati serta berfungsi sebagai molekul pembawa lipid, hormon, dan berbagai substrat lainnya.
•Gamma globulin (imunoglobulin) merupakan antibodi yang berfungsi dalam imunitas tubuh dan disintesis di jaringan limfoid.
(3) Fibrinogen membentuk sekitar 4% protein plasma, disintesis di hati, dan berfungsi pada mekanisme pembekuan darah.
Albumin dan globulin merupakan protein penyusun serum sehingga disebut serum albumin dan serum globulin. Serum adalah cairan darah yang tidak mengandung fibrinogen. Pada plasma darah, juga terdapat serum lipoprotein, yaitu senyawa biokimiawi yang mengandung protein dan lemak. Serum lipoprotein dapat berbentuk enzim, antigen, dan toksin.
Gamma globulin merupakan protein dengan muatan negatif yang terlemah dan berfungsi sebagai antibodi. Antibodi adalah protein yang dapat mengenali dan mengikat antigen tertentu. Antigen adalah molekul (protein) asing yang memacu pembentukan antibodi. Jadi, antibodi akan terbentuk jika ada antigen yang masuk ke dalam tubuh.
b. Bahan campuran kompleks
Plasma darah mengandung bahan organik, antara lain glukosa, lemak, urea, asam urat, kreatin, kolesterol, dan asam amino. Garam mineral pada plasma darah, antara lain natrium klorida, natrium bikarbonat, garam kalsium, fosfor, magnesium, besi, dan sulfat. Plasma darah juga mengandung gas darah (oksigen, karbon dioksida, dan nitrogen), enzim, antigen, dan hormon.
2. Sel Darah Merah (Eritrosit)
a. Karakteristik eritrosit
Sel darah merah memiliki bentuk seperti cakram dengan lekukan pada bagian sentralnya (bikonkaf), berdiameter 7.65 m dan dibungkus oleh membran sel dengan permeabilitas yang tinggi Membran sel darah merah juga bersifat elastis dan fleksibel schine memungkinkan sel dapat menembus kapiler (pembuluh darah terkecil).
Setiap eritrosit mengandung sekitar 300 juta molekul hemoglobin yang dapat mengikat sigen. Volume hemoglobin mencapai sepertiga volume sel darah merah. Hemoglobin tersusun dari suatu protein globin. Globin terdiri atas empat rantai polipeptida yang melekat pada empat gugus hem yang mengandung zat besi. Hem berperan dalam pewarnaan darah. Hemoglobin orang dewasa (HgA) memiliki rantai polipeptida dari dua rantai alfa dan dua rantai beta yang identik. Hemoglobin janin (HgF) memiliki rantai polipeptida dari dua rantai alfa dan dua rantai gamma. HgF memiliki afinitas (kecenderungan membentuk ikatan kimia) terhadap oksigen yang lebih besar dibandingkan HgA.
b. Jumlah eritrosit
Jumlah sel darah merah pada laki-laki sehat sekitar 4,2-5,4 juta sel/mm darah, sedangkan pada wanita sehat sekitar 3,8-4,8 juta se mm darah. Satu tetes darah kira-kira setara dengan 50 mm au 50 l (mikroliter). Hematokrit adalah rasio volume eritrosit yang dipisahkan dari plasma darah menggunakan metode sentrifugasi dibandingkan dengan volume total darah. Nilai sampel darah dinyatakan dalam persentase. Hematokrit laki-laki, yaitu 42%-54%, sedangkan hematokrit perempuan, yaitu 37% 47%.
c. Fungsi eritrosit
Eritrosit berfungsi untuk mengedarkan oksigen ke seluruh jaringan melalui pengikatan oksigen oleh hemoglobin. Hemoglobin mengikat oksigen sehingga menjadi oksihemoglobin. Oksihemoglobin berwarna merah terang. Jika hemoglobin melepas oksigen ke jaringan, oksihemoglobin akan berubah menjadi deoksihemoglobin (hemoglobin tereduksi) yang berwarna lebih gelap atau kebiruan. Warna kebiruan ini tampak pada vena dari permukaan kulit. Setiap HgA membawa 1,3 mL oksigen. Sekitar 97% oksigen di dalam darah yang berasal dari paru-paru terikat pada hemoglobin, sedangkan 3% sisanya larut dalam plasma.
Eritrosit juga berfungsi untuk membawa karbon dioksida paru-paru. Hemoglobin berikatan dengan karbon dioksida di bagian asam amino pada globin sehingga disebut karbaminohemoglobin. Hanya 20% karbon dioksida dalam darah yang terikat pada karbaminohemoglobin, 80% sisanya berbentuk ion bikarbonat. Pembentukan ion bikarbonat dipengaruhi oleh enzim karbonat anhidrase yang terdapat di dalam eritrosit. lon bikarbonat berdifusi keluar dari eritrosit menuju ke plasma.
d. Pengaturan produksi eritrosit
Pembentukan eritrosit disebut eritropoiesis, terjadi di sumsum merah tulang, dan diatur oleh hormon eritropoietin, Produksi eritrosit juga dipengaruhi oleh hormon kortison, hormon tiroid, dan hormon pertumbuhan. Hormon eritropoietin merupakan suatu hormon glikoprotein yang diproduksi di ginjal. Kecepatan produksi eritropoietin berbanding terbalik dengan persediaan oksigen di dalam jaringan. Jika penerimaan oksigen pada jaringan berkurang (anoksia), akan menyebabkan peningkatan produksi eritropoietin sehingga produksi sel darah merah (eritrosit) semakin meningkat.
Peningkatan produksi eritrosit dapat terjadi dalam keadaan sebagai berikut.
•Tinggal di dataran tinggi dengan kandungan oksigen yang rendah dalam jangka waktu yang lama.
•Gagal jantung yang mengurangi aliran darah ke jaringan.
•Penyakit paru-paru yang mengurangi absorpsi oksigen oleh darah.
•Kehilangan darah akibat hemoragik (keluarnya darah dari sistem pembuluh darah sebagai akibat adanya luka atau infeksi, misalnya demam berdarah).
Faktor diet (jumlah makanan yang dikonsumsi) yang memengaruhi produksi eritrosit, antara lain sebagai berikut.
•Zat besi yang disimpan di berbagai jaringan, terutama hati, penting untuk menyintesis hemoglobin.
•Vitamin, yaitu asam folat, vitamin C, dan vitamin B12.
•Tembaga merupakan bagian esensial dari protein yang mengubah besi feri (Fe) menjadi besi fero (Fe).
e. Umur dan destruksi eritrosit
Sel darah merah biasanya bersirkulasi selama 120 hari sebelum menjadi rapuh dan pecah. Eritrosit tidak memiliki inti sel, mitokondria, retikulum endoplasma, tetapi enzim sitoplasmanya mampu memproduksi ATP dalam waktu yang terbatas. Fragmen sel darah merah yang rusak akan difagositosis oleh makrofag di dalam limpa, hati, dan sumsum tulang untuk digunakan kembali. Fragmen-fragmen tersebut, yaitu sebagai berikut.
•Globin (bagian protein) terdegradasi menjadi asam amino yang akan disintesis menjadi asam amino sel.
•Hem (bagian yang mengandung besi) akan diubah menjadi biliverdin (pigmen hijau), kemudian diubah menjadi bilirubin pigmen kuning). Bilirubin akan diserap hati dan disekresikan ke dalam empedu.
•Zat besi yang dilepas hem akan digunakan untuk menyintenis eritrosit baru.
3. Sel Darah Putih (Leukosit)
a. Karakteristik leukosit
(1) Jumlah normal leukosit di dalam darah manusia sekitar 5.000-10.000 sel/mm darah. Infeksi atau kerusakan jaringan dapat menyebabkan peningkatan jumlah total leukosit.
(2) Leukosit lebih banyak beraktivitas di dalam jaringan, bukan di dalam pembuluh darah. Leukosit berfungsi untuk melindungi tubuh terhadap benda asing, virus, dan bakteri.
(3) Setelah diproduksi di sumsum merah tulang maupun sumsum kuning tulang, leukosit bertahan di dalam sirkulasi darah hanya sehari sebelum masuk ke jaringan. Leukosit di dalam jaringan mampu bertahan selama beberapa hari hingga beberapa bulan bergantung pada jenis leukositnya.
(4) Sifat-sifat leukosit, yaitu sebagai berikut.
•Diapedesis, yaitu mampu keluar menembus pori-pori membran kapiler menuju ke jaringan.
•Bergerak ameboid, yaitu mampu bergerak seperti Amoeba sehingga sel menjadi lebih panjang hingga mencapai tiga kali panjang sel awal dalam waktu satu menit.
•Kemotaksis, yaitu pelepasan zat kimia oleh jaringan yang rusak yang menyebabkan leukosit bergerak mendekati (kemotaksis positif) atau menjauhi (kemotaksis negatif) sumber zat.
•Fagositosis, yaitu mampu menelan mikroorganisme, benda asing, dan sel-sel darah merah yang sudah tua atau rusak.
b. Jenis leukosit
Berdasarkan ada atau tidaknya granula di dalam sitoplasma, leukosit dibedakan menjadi dua jenis, yaitu granulosit dan agranulosit.
(1) Granulosit dapat dibedakan menjadi tiga jenis berdasarkan warna granulosit setelah diberikan pewarna Wright, yaitu neutrofil, eosinofil, dan basofil.
•Neutrofil, berjumlah 60% dari jumlah sel darah putih. Neutrofil berdiameter 9-12 um, memiliki granula kecil berwarna merah muda, dan memiliki nukleus dengan 3-5 lobus yang dihubungkan oleh benang-benang kromatin tipis. Neutrofil berfungsi sebagai fagosit yang sangat aktif untuk menyerang dan menghancurkan bakteri, virus, dan agen penyebab cedera lainnya.
•Eosinofil berjumlah 1-3% dari jumlah sel darah putih. Eosinofil berdiameter 12-15 um, memiliki granula yang kasar dan besar berwarna jingga kemerahan, dan memiliki nukleus dengan dua lobus. Eosinofil berfungsi sebagai fagosit yang lemah dan berperan dalam pembuangan racun penyebab radang pada jaringan yang cedera.
•Basofil berjumlah kurang dari 1% dari jumlah sel darah putih. Basofil berdiameter 12-15 um, bergranula besar, tidak beraturan, berwarna keunguan hingga hitam, dan memiliki nukleus berbentuk seperti huruf S. Basofil mengandung histamin yang berfungsi untuk meningkatkan aliran darah ke jaringan yang cedera dan antikoagulan heparin untuk membantu mencegah penggumpalan darah intravaskuler. Histamin adalah senyawa yang dikeluarkan oleh sel mast dan basofil sebagai reaksi terhadap antigen, senyawa kimia, dan kerusakan jaringan.
(2) Agranulosit dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu limfosit dan monosit.
•Limfosit berjumlah 30% dari jumlah sel darah putih. Sebagian besar limfosit ditemukan di jaringan limfa dan berumur hingga beberapa tahun. Limfosit memiliki nukleus bulat berwarna biru gelap yang dikelilingi lapisan tipis sitoplasma dengan ukuran yang bervariasi (5-15 pm). Limfosit berasal dari sel-sel batang di sumsum merah tulang, kemudian melanjutkan diferensiasi dan proliferasi di dalam organ lain. Limfosit berfungsi dalam reaksi imunologis (kekebalan tubuh). Terdapat dua jenis limfosit, yaitu limfosit B dan limfosit T.
Limfosit B memproduksi antibodi untuk antigen tertentu. merespons. Limfosit T tidak memproduksi antibodi. Limfosit T mengenali dan melakukan interaksi dengan antigen melalui protein reseptor di permukaan sel. Limfosit T memproduksi zat aktif limfokin untuk membantu limfosit B dalam merespons antigen, membunuh sel-sel asing, dan mengatur respons imunitas.
• Monosit berjumlah 3-8% dari jumlah sel darah putih. Monosit merupakan sel darah terbesar, berdiameter 12-18 um, dan memiliki nukleus besar berbentuk seperti telur atau ginjal yang dikelilingi oleh sitoplasma berwarna biru keabuan pucat. Monosit berfungsi sebagai fagosit yang sangat aktif dan bermigrasi melalui pembuluh darah menjadi histiosit (makrofag) yang berumur panjang di dalam jaringan.
4. Keping Darah (Trombosit)
a. Karakteristik trombosit
(1) Trombosit merupakan fragmen sel, tidak bernukleus, berasal dari megakariosit yang sangat besar di dalam sumsum tulang.
(2) Berjumlah 150.000-400.000 butir sel/mm darah, berbentuk tidak beraturan dengan ukuran setengah dari sel darah merah atau berdiameter 2-4 um, tidak berwarna, dan mudah pecah jika tersentuh benda kasar.
(3) Sitoplasma trombosit terbungkus oleh membran plasma, mengandung berbagai jenis granula yang berperan dalam proses pembekuan darah.
(4) Trombosit merupakan struktur yang sangat aktif, di dalam darah berumur 5-9 hari. Trombosit yang sudah tua diambil oleh makrofag di hati dan limpa pada saat darah melewati organ tersebut.
b. Fungsi trombosit
Trombosit berfungsi dalam hemostasis (penghentian pendarahan), perbaikan pembuluh darah yang robek, dan pembekuan darah. Jika pembuluh darah terpotong, trombosit pada sisi yang rusak akan melepaskan serotonin dan prostaglandin, yang menyebabkan otot polos pembuluh darah berkonstriksi (mengerut) sehingga terjadi penyempitan ukuran lubang pembuluh darah, yang akan mengurangi kehilangan darah Trombosit akan membengkak, menjadi lengket dan menempel pada serabut kolagen dinding pembuluh darah yang rusak untuk membentuk sumbat trombosit, sehingga dapat mengurangi perdarahan sampai proses pembekuan darah terbentuk.
0 Comments