2. Osmoregulasi

OSMOREGULASI DAN OSMOREGULASI DAN EKSKRESIEKSKRESI

PUSTAKAPUSTAKA

Rankin, J.C. and J. Davenport. 1981. Animal Osmoregulation. Blackie, Glasgow and London

Scmidt-Nielsen, K. 1990. Animal physilogy: Adaptation and environment. Cambridge University Press, New York.

Smith, L.S. 1982. Introduction to fish physiology T.F.H. Publications, Inc. USA.

Pengaturan konsentrasi osmotik cairan

tubuh

DefinisiDefinisi

Konsentrasi ion & osmolaritas

Tipe-tipe Osmoregulasi :Tipe-tipe Osmoregulasi :

1. Hyperosmotic regulation

2. Hypoosmotic regulation

3. Isoosmotic regulation

Aspek EkofisiologiAspek Ekofisiologi

1. Osmoconformer

2. Osmoregulator

Komponen OsmoregulasiKomponen Osmoregulasi

1. Hormon :

Ikan : 1. Prolactin

2. Neurohypophysial octapeptin

3. Adrenocortical steroid

Krustase : (organ X/kelenjar sinus dan kelenjar pericardial)

2. Protein pada membran sel :

- Pompa ion

- Carrier (pengembang)

- Biokatalisator

- Energy (ATP) for transport aktif

1. Insang

2. Saluran pencernaan

3. Ginjal

4. Permukaan tubuh

Organ-organ :Organ-organ :

Materi :Materi :

1. Air

2. Ion-ion

3. Kimia spesifik

4. Sisa Metabolit

Hewan Air TawarHewan Air Tawar

HyperosmoticHyperosmotic

HH22OO

NaNa++, K, K+ + ClCl--

Garam2 dan Garam2 dan ionion

Salts &Salts &HH22OO

Hewan LautHewan Laut

HypoosmoticHypoosmotic

HH22OO

Air lautAir laut

NaNa++, K, K++ Cl Cl--

NaNa++, K, K+ + ClCl--

CaCa2+2+, Mg, Mg2+2+, , SOSO44

--

Krustase dan organisme lainnya Krustase dan organisme lainnya

(Isoosmotic)(Isoosmotic)

• Air laut mengandung 6 elemen terbesar, yaitu Cl-, Na+, Mg2+, Ca2+, K, dan SO4

2-

• Elemen yang jumlahnya kecil (unsur mikro) seperti Br-, Sr2+, dan B+.

• Ion-ion yang dominan dalam menentukan tekanan osmotik (osmolaritas) air laut adalah Na+(450 mM) dan Cl- (560 mM), dengan porsi 30.61 dan 55.04% dari total konsentrasi ion- ion terlarut

Salinitas dan Air Laut Salinitas dan Air Laut

• Ion-ion yang dominan dalam menentukan tekanan osmotik (osmolaritas) air laut adalah Na+ (450 mM) dan Cl- (560 mM)

• Porsi Na+ dan Cl- masing-masing 30,61 dan 55.04% dari total konsentrasi ion-ion terlarut

Kontribusi ion: Kontribusi ion:

1. Na+ darah > air laut

2. K+ darah air laut

3. Cl- darah = air laut

4. Ca2- darah air laut

5. Mg2+ darah < air laut

6. SO42- darah air laut

• Ion Na+ dan Cl- merupakan kontributor utama

pada osmolaritas cairan tubuh

Na dan ClNa dan Cl

• Pengaturan dan permeabilitasnya terpusat

pada ketahanan gradien salinitas

• Ion Mg2+ menstabilkan struktur ATP dalam

reaksi enzim yang membutuhkan ATP

• Ion Ca2+ memegang peran yang sangat vital

dalam mengatur fungsi sel dan syaraf

• Pada krustase Ca2+ berperan dalam

pembentukan karapas

• Ion K+ merupakan elektrolit intraselluler/

kation yang mempengaruhi tekanan

osmose selluler

• Dalam hubungannya dengan Na+ dan Cl-

di luar sel menyebabkan adanya potensial

muatan dalam dinding sel yang dapat

menyebabkan terjadinya impuls syaraf,

denyut jantung dan lain-lain.

Faktor yang berkontribusi Faktor yang berkontribusi dari perbedaan ion:dari perbedaan ion:

1. Keseimbangan Gibbs-Donnan

2. Kehilangan ion urin

3. Transport aktif ion-ion pada permukaan

tubuh

4. Pengikatan ion oleh protein darah

Mekanisme osmoregulasi Mekanisme osmoregulasi

1. Pengurangan osmolaritas dalam cairan tubuh

2. Pengurangan permeabilitas terhadap air dan

garam

3. Penggunaan organ-organ ekskresi

4. Pengambilan aktif garam-garam

Fungsi Sistem EkskresiFungsi Sistem Ekskresi

1.Membuang limbah yang tidak berguna dan beracun dari dalam tubuh

2.Mengatur konsentrasi dan volume cairan tubuh (osmoregulasi)

3.Mempertahankan temperatur tubuh dalam kisaran normal (termoregulasi)

4.H o m e o s t a s i s

Limbah Nitrogen

• Hasil metabolisme protein

• Gugus amino (NH2-) dilepaskan dari asam

amino sebelum dikonversi menjadi energi, karbohidrat, lemak → deaminasi

• NH2-, + H+ → NH3 (amonia): toksik, harus

dibuang

• Ekskresi ammonia:

Amoniotelik: amonia disekresi secara langsung

Ureotelik: amonia dikonversi dahulu menjadi urea Uricotelik: amonia dikonversi dahulu menjadi asam urat

Amonia – NH3

• Pertama kali terbentuk setelah proses deaminasi (membutuhkan sangat sedikit energi)

• Sangat mudah larut dalam air, BM kecil

• Sangat toksik

• Tidak dapat disimpan dalam tubuh

Urea – CO(NH2)2

• Diproduksi di dalam hepar vertebrata (proses membutuhkan energi lebih banyak)

• Kurang toksik

• Dalam konsentrasi tinggi dapat ditolerir oleh tubuh,

• Kurang larut dalam air,

• Dapat dikonsentrasikan untuk menghemat air

Asam urat – C5H4N4O3 atau 2,6,8-trioxypurine

• Kurang larut dalam air

• Kurang toksik• Untuk mengekskresikan hanya perlu sedikit air

• Dapat terakumulasi dalam telur tanpa menye- babkan kerusakan pada embrio

• Dalam jumlah banyak membentuk endapan (kristal) menyebabkan gout

Limbah Karbondioksida

• Ditranspor dalam darah melalui 3 cara:

Terlarut dalam plasma (7 %)

Terikat pada protein darah, terutama Hb (23 %)

Ion bikarbonat (70 %)

• Diekskresikan melalui sistem respirasi (ventilasi) secara diffusi

Keseimbangan Air dan Garam

• Hewan-hewan isotonik (osmoconformers):

Konsentrasi larutan di dalam tubuh sama dengan yang ada di lingkungannya

Hanya sedikit air yang ditransportasikan keluar masuk tubuh

Pada avertebrata laut

• Hewan-hewan osmoregulators

Ikan laut:

1. Ikan Tulang Keras:

- Konsentrasi larutan dalam tubuh 1:3 dengan yang ada di lingkungan

- Mencegah kehilangan air tubuh dan mencegah diffusi garam dari lingkungannya

- Minum, osmosis melalui insang, ekskresi

garam melalui sel-sel khusus pada insang

2. Ikan Tulang Rawan

- Konsentrasi larutan dalam tubuh > dengan yang ada di lingkungan

- Air masuk ke dalam tubuh melalui osmosis

- Diekskresikan

Ikan air tawar:

- Konsentrasi larutan dalam tubuh > dengan yang ada di lingkungan

- Mencegah masuknya air dan kehilangan garam

- Tidak minum, kulit diliputi mucus, osmosis melalui insang, produksi urin encer, pompa pompa garam melalui sel-sel khusus pada insang