PRAKTIKUM 2 Fisiologi Sistem Respirasi

PRAKTIKUM 2

FISIOLOGI SISTEM RESPIRASI

1. Tujuan Praktikum

Praktikum fisiologi sistem respirasi dilakukan dengan

tujuan untuk:

- mengetahui alat-alat atau organ-organ pernapasan pada

beberapa jenis ikan termasuk alat-alat bantu pernapasan

lainnya

- menganalisis perbedaan alat-alat atau organ-organ

pernapasan yang digunakan oleh beberapa jenis ikan

- mengetahui pengaruh lingkungan hidup ikan terhadap

alat-alat pernapasan yang digunakan

- mengamati terjadinya oksidasi pada jaringan

- mengetahui permeabilitas paru-paru terhadap gas

2. Tinjauan Pustaka

A. Respirasi

Respirasi dapat diartikan :

1. bernapas yaitu proses inspirasi dan ekspirasi,

menghirup O2 dan melepaskan CO2

2. pertukaran gas yaitu pertukaran O2 dan CO2 baik antara

alveolus dan kapiler paru-paru, maupun antara kapiler

jaringan dan sel di jaringan.

Respirasi dapat diartikan sebagai proses peningkatan

oksigen dan pengeluaran karbondioksida oleh darah melalui

permukaan alat pernafasan organisme dengan lingkungannya

atau merupakan proses yang dilakukan oleh organisme untuk

menghasilkan energi dari hasil metabolisme (Triastuti

et.al, 2009). Ada dua macam respirasi yaitu, respirasi

eksternal (luar) dan respirasi internal (dalam).

Respirasi luar meliputi proses pengambilan O2 dan

pengeluaran CO2 dan uap air antara organisme dengan

lingkungannya. Respirasi internal disebut juga pernapasan

seluler karena pernapasan ini terjadi di dalam sel, yaitu

di dalam sitoplasma dan mitokondria. Berdasarkan

kebutuhan akan oksigen, respirasi internal dibagi menjadi

respirasi aerob dan anaerob. Menurut Imam Abror (2010),

respirasi dapat digolongkan menjadi 2 jenis berdasarkan

persediaan O2 di udara, yaitu respirasi aerob dan

anaerob. Respirasi aerob merupakan proses respirasi yang

membutuhkan O2, sebaliknya respirasi anaerob merupakan

respirasi yang berlangsung tanpa membutuhkan O2.

Perbedaan antara keduanya akan terlihat pada proses

tahapan reaksi dalam respirasi. Proses transpor gas-gas

secara keseluruhan berlangsung secara difusi.

Respirasi sel berlangsung dalam 4 tahap yaitu:

glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus rebs, dan

transport elektron. Dari ke-4 tahap respirasi teresebut,

hanya glikolisis yaitu pemecahan glukosa menjadi asam

piruvat yang berlangsung secara anaerob. Pada tahap

dekarboksilasi oksidatif dan siklus krebs, oksigen

diperlukan untuk membentuk CO2. Sedangkan pada tahap

transport elektron, oksigen diperlukan sebagai penerima

elektron terakhir membentuk radikal oksigen dan bereaksi

dengan H+ membentuk air.

Pada tahap pertukaran gas, oksigen dari alveolus masuk

ke kapiler paru-paru dan diikat oleh haemoglobin di dalam

sel darah merah membentuk Hb(O2)4 dan terdapat sejumlah

oksigen yang terlarut dalam plasma darah yang tidak

diikat oleh Hb. Oksigen inilah yang menentukan tekanan

parsial oksigen dalam darah. Setelah sampai di kapiler

jaringan, O2 dilepas oleh Hb dan berdifusi ke dalam sel.

Mengapa O2 selalu dilepas oleh Hb setelah sampai di

kapiler jaringan? Hal ini terjadi karena ada peningkatan

kadar H+ (penurunan pH). Hal inilah yang disebut dengan

efek Bohr. Oksigen yang berdifusi ke dalam otot akan

diikat oleh mioglobin. Pengikatan oksigen oleh

haemoglobin dikatalis oleh 2,3 DPG (2,3 difosfogliserat)

dalam sel darah merah.

Hasil respirasi di dalam sel adalah CO2, H20 dan energi

dalam bentuk ATP dan panas yang hilang ke lingkungan. CO2

akan diangkut oleh vena menuju jantung dan dibuang

melalui organ respirasi yaitu insang, kulit, atau paru-

paru. Energi dalam tubuh berasal dari oksidasi

karbohidrat, lemak, dan protein. Karbohidrat, lemak, dan

protein dapat disimpan dalam tubuh sebagai sumber energi

cadangan. Karbohidrat disimpan dalam bentuk glikogen di

hati, di otot, dan di jaringan lain (common metabolic pool).

Bila tubuh kekurangan suplai makanan sumber energi, maka

sumber energi cadangan di dalam tubuh akan segera

dibongkar. Pertama adalah glikogenolisis (penguraian

glikogen menjadi glukosa 1 fosfat), kedua lipolisis

(penguraian lemak dari jaringan dan ditransfer ke hati,

tempat berlangsungnya glukoneogenesis yaitu pembentukan

glukosa dari bahan non karbohidarat), ketiga adalah

proteolisis (penguraian protein menjadi asam amino

ditransfer ke hati, seperti langkah kedua).

Glukoneogenesis sangat penting karena sumber energi

untuk sel saraf, sel darah, dan sel ginjal yang tidak

memiliki cadangan energi. Glikogen dalam tubuh hanya

bertahan sebagai sumber energi selama 1,5 hari. Oleh

karena itu bila dalam waktu 36 jam tubuh kekurangan

kerbohidrat, maka lemak dan protein akan diubah menjadi

glukosa (glukoneogenesis) agar sel saraf, sel ginjal, sel

darah, dan sel lainnya tidak mati karena kekurangan

energi.

Glukosa, asam lemak, dan asam amino yang diasorbsi oleh

usus halus akan dibawa oleh darah ke jaringan. Glukosa

akan mengalami glikolisis menjadi asam piruvat. Asam

piruvat akan mangalami dekarboksilasi menjadi asetil

koenzim A. Sedangkan asam amino dapat langsung diubah

menjadi asetil koenzim A. Koenzim A selanjutnya masuk ke

matriks mitokondria tempat berlangsungnya siklus Krebs.

Hasil oksidasi seluler dalam mitokondria ini adalah:

1. Energi yang ditangkap oleh ADP menjadi ATP dan ada

yang hilang ke lingkungan dalam bentuk panas. ATP

dapat disimpan dalam bentuk keratin fosfat

(fosfokeratin)

2. Karbondioksida (CO2)

3. Air (H2O)

Karbon dioksida (CO2) yang terbentuk di mitokondria

selanjutnya ditransfer ke sitosol dan berdifusi ke cairan

ekstra sel, dan selanjutnya masuk ke pembuluh darah

kapiler. Dari kapiler, CO2 dibawa ke paru-paru oleh darah

dalam bentuk CO2 terlarut, HbCO2, dan H2CO3. Pengangkutan

CO2 paling banyak dalam bentuk H2CO3 di ertrosit. Hal ini

disebabkan pembentukan H2CO3 dikatalis oleh karbonat

anhidrase yang ada di dalam eritrosit. Setelah sampai di

kapiler paru-paru, CO2 berdifusi ke alveoli.

Laju metabolisme adalah jumlah total energi yang

diproduksi dan dipakai oleh tubuh per satuan waktu

(Seeley, 2002). Laju metabolisme berkaitan erat dengan

respirasi karena respirasi merupakan proses ekstraksi

energi dari molekul makanan yang bergantung pada adanya

oksigen (Tobin, 2005). Secara sederhana, reaksi kimia

yang terjadi dalam respirasi dapat dituliskan sebagai

berikut:

C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + ATP (Tobin, 2005)

Laju metabolisme biasanya diperkirakan dengan mengukur

banyaknya oksigen yang dikonsumsi makhluk hidup per

satuan waktu. Hal ini memungkinkan karena oksidasi dari

bahan makanan memerlukan oksigen (dalam jumlah yang

diketahui) untuk menghasilkan energi yang dapat diketahui

jumlahnya juga. Akan tetapi, laju metabolisme biasanya

cukup diekspresikan dalam bentuk laju konsumsi oksigen.

Beberapa faktor yang mempengaruhi laju konsumsi

oksigen antara lain temperatur, spesies hewan, ukuran

badan, dan aktivitas (Tobin, 2005). Laju konsumsi oksigen

dapat ditentukan dengan berbagai cara, antara lain dengan

menggunakan mikrorespirometer, metode Winkler, maupun

respirometer Scholander. Penggunaan masing-masing cara

didasarkan pada jenis hewan yang akan diukur laju

konsumsi oksigennya.

Mikrorespirometer dipakai untuk mengukur konsumsi

oksigen hewan yang

berukuran kecil seperti serangga atau laba-laba. Alat ini

terdiri atas syringe, kran 3 arah, tabung spesimen, dan

tabung kapiler berskala. Metode Winkler merupakan suatu

cara untuk menentukan banyaknya oksigen yang terlarut di

dalam air. Dalam metode ini, kadar oksigen dalam air

ditentukan dengan cara titrasi. Titrasi merupakan

penambahan suatu larutan yang telah diketahui

konsentrasinya (larutan standar) ke dalam larutan lain

yang tidak diketahui konsentrasinya secara bertahap

sampai terjadi kesetimbangan (Chang, 1996). Dengan metode

Wingkler, kita dapat mengetahui banyaknya oksigen yang

dikonsumsi oleh hewan air seperti ikan. Respirometer

Scholander digunakan untuk mengukur laju konsumsi oksigen

hewan-hewan seperti katak atau mencit. Alat ini terdiri

atas syringe, manometer, tabung spesimen, dan tabung

kontrol.

Terdapat 2 mekanisme Respirasi yaitu:

- mekanisme inspirasi: yaitu pembesaran rongga torax

yang di ikuti mengembangnya paru-paru sehingga tekanan

dalam paru-paru lebih rendah dari tekanan udara luar,

akibatnya udara akan mengalir masuk ke dalam paru-paru.

- mekanisme ekspirasi: yaitu pengecilan dari rongga

thorax dan paru-paru yang diikuti oleh pengeluaran

udara dari paru-paru.

Dikenal dua macam mekanisme pernapasan, yaitu:

1. Pernapasan dada

Inspirasi terjadi di otot antar tulang rusuk

berkontraksi sehingga tulang-tulang rusuk terangkat ke

atas, demikian pula tulang dada ikut terangkat ke atas.

Akibatnya rongga dada membesar. Membesarnya rongga dada

menyebabkan paru-paru ikut membesar, akibatnya tekanan

udara dalam paru-paru berkurang sehingga udara luar

masuk. Ekspirasi terjadi jika otot-otot antar tulang

rusuk relaksasi, yaitu tulang rusuk dan tulang dada

turun kembali pada kedudukan semula sehingga rongga

dada mengecil. Oleh karena itu volume paru-paru

berkurang maka tekanan udara dalam pru-paru bertambah,

akibatnya udara keluar.

2. Pernapasan perut

Inspirasi terjadi jika otot diafragma berkontraksi

sehingga letaknya agak mendatar, rongga dada membesar,

maka paru-paru ikut membesar. Akibatnya tekanan udara

dalam paru-paru berkurang sehingga udara dari luar akan

masuk. Ekspirasi terjadi jika otot diafragma mengendur,

rongga dada mengecil dan paru-paru pun ikut mengecil,

volume paru-paru berkurang, tekanan udara dalam paru-

paru bertambah akibatnya udara keluar.

B. Organ Respirasi pada Ikan

1. Organ Utama

Pernapasan merupakan proses pengambilan oksigen dan

pelepasan karbon dioksida oleh suatu organisme hidup.

Untuk dapat bernapas maka diperlukan organ pernapasan.

Pada ikan, proses pernapasan umumnya dilakukan dengan

menggunakan insang (branchia). Insang berbentuk lembaran-

lembaran tipis berwarna merah muda dan selalu lembap.

Bagian terluar dari insang berhubungan dengan air, sedang

bagian dalam berhubungan erat dengan kapiler-kapiler

darah. Tiap lembaran insang terdiri dari sepasang filamen

dan tiap filamen mengandung banyak lapisan tipis

(lamela). Pada filamen terdapat pembuluh darah yang

memiliki banyak kapiler, sehingga memungkinkan O2

berdifusi masuk dan CO2 berdifusi keluar. Insang ikan

juga mengalami perkembangan sebagaimana organ-organ

lainnya. Pada stadium larva, insang belum sempurna dan

belum dapat berfungsi. Untuk dapat bernafas, larva ikan

biasanya menggunakan kantung telur (yolk sac) atau pada

beberapa ikan tertentu menggunakan insang luar.

Insang ikan terdiri dari beberapa bagian, yaitu:

- Filamen insang (hemibranchia = gill filament), berwarna merah,

terdiri dari jaringan lunak, berbentuk seperti sisir,

melekat pada lengkung insang. Banyak mengandung

kapiler-kapiler darah sebagai cabang dari arteri branchialis

dan merupakan tempat terjadinya pengikatan oksigen

terlarut dari dalam air.

- Tulang lengkung insang (arcus branchialis = gill arch),

merupakan tempat melekatnya filamen dan tapis insang,

berwarna putih, dan memiliki saluran darah (arteri afferent

dan arteri efferent) yang memungkinkan darah dapat keluar

dan masuk ke dalam insang.

- Tapis insang (gill rakers), berupa sepasang deretan batang

tulang rawan yang pendek dan sedikit bergerigi, melekat

pada bagian depan dari lengkung insang, berfungsi untuk

menyaring air pernapasan. Pada ikan-ikan herbivora

pemakan plankton, tapis insangnya rapat dan ukurannya

panjang. Hal ini sesuai dengan fungsinya sebagai alat

penyaring makanan. Sedangkan pada ikan-ikan karnivora,

tapis insang tersebut jarang-jarang dan berukuran

pendek

Ikan-ikan bertulang sejati memiliki insang yang

ditutup oleh penutup insang (apparatus opercularis). Tutup

insang ini terdapat di sebelah kanan dan kiri bagian

belakang dari kepala, berbentuk seperti setengah

membundar. Tutup insang terdiri atas:

- Operculum, yang tersusun atas empat potong tulang,

yaitu:

os operculare, merupakan tulang yang paling besar dan

letaknya paling

dorsal

os preoperculare, merupakan tulang kecil yang melengkung

seperti sabit

dan terletak paling cranial

os interoperculare, merupakan tulang kecil yang terletak di

antara os

operculare dan os preoperculare

os suboperculare, merupakan bagian tulang yang terletak

paling caudal

- Membrana branchiostega, merupakan selaput tipis yang

melekat pada operculum dan berakhir bebas di tepi

belakang dari operculum. Berfungsi sebagai klep untuk

menahan agar supaya air tidak masuk ke dalam rongga

insang dari arah belakang.

- Radii branchiostega, merupakan tulang-tulang kecil yang

terletak pada bagian ventral pharynx, dan berfungsi

untuk menyokong membrana branchiostega. Ikan-ikan

bertulang rawan (Chondrichthyes) tidak memiliki tulang-

tulang penutup insang. Insang ikan tersebut berada di

dalam rongga dan berhubungan keluar melalui celah-celah

insang yang berjumlah sekitar 5 – 7 buah.

2. Organ Pernapasan Tambahan

Ada beberapa jenis ikan tertentu yang selain bernapas

dengan insang juga menggunakan paru-paru sebagai organ

pernapasannya. Ikan-ikan yang

mempunyai organ paru-paru adalah ikan paru-paru

Australia (Neoceratodus forsteri (Krefft, 1870)), ikan paru-

paru Afrika Timur (Protopterus annectens annectens (Owen,

1839)), dan ikan paru-paru Amerika Selatan (Lepidosiren

paradoxa Fitzinger, 1837).

Selain insang dan paru-paru, beberapa jenis ikan

tertentu memiliki alat pernapasan tambahan yang berupa:

a. Labyrinth, lipatan membran seperti bunga mawar yang

merupakan derivat dari lengkung insang. Pada ikan

betok (Anabas testudineus (Bloch, 1792)), organ

labyrinth terletak di bagian atas insang dan

terdapat saluran yang menghubungkan labyrinth dan

insang

b. Arborescent organ, berbentuk seperti bunga karang.

Pada ikan lele (Clarias batrachus (Linnaeus, 1758))

alat pernapasan tambahan ini terletak di bagian

atas depan insang.

c. Diverticula, lipatan kulit pada bagian mulut dan

ruang pharynx, misalnya pada ikan gabus (Channa

striata (Bloch, 1793))

d. Alat pernapasan tambahan berupa tabung, misalnya

pada ikan Heteropneustes microps (Günther, 1864) dan

jenis catfish lainnya.

e. Dinding bagian dalam dari operculum yang banyak

mengandung pembuluh darah, misalnya pada ikan

blodok (Periophthalmus kalalo Lesson, 1831).

Gambar Anatomi Sistem Pernapasan Ikan

3.Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum fisiologi

sistem respirasi yaitu:

a. Alat

- Nampan bedah

- Alat bedah

- Lap

- Stopwatch

- Benang halus

- Gelas kimia 250 ml

- Alat suntik

b. Bahan

- Ikan sapu-sapu

- Ikan Lele (Clarias batrachus)

- Katak (2 ekor)

- Air kapur

- Campuran metilen biru dan larutan garam fisiologis (0,7

% NaCl) dengan perbandingan 1:1000

4.Cara Kerja

1. Pengamatan Alat Pernapasan Ikan

Mengamati insang pada

masing-masing ikan

Membedah ikan secara hati-hati dari

tengah permukaan ventral tubuh kemudian

m

e

2. Pengamatan Oksidasi Jaringan

3. Permeabilitas Paru-Paru terhadap Gas

Mengamati katak tersebut

selama 30 menit dan

dibandingkan perbedaannya

Menekan paru-paru nya

hingga kempis

Membedah katak

Membedah katak yang

disuntikkan metilen biru

dan mengamati organ

Menginjeksikan 2 ml metilen

biru ke dalam saccus lymphaticus

dorsalis pada katak

Mengamati anatomi insang

dan alat pernapasan

tambahannya

n

y

m

e

n

5.Hasil dan Pembahasan

1. Pengamatan Alat Pernapasan Ikan

Ikan Lele

Memotong paru-paru di daerah

trakea (mengusahakan jangan

sampai paru-paru bocor)

Paru-paru diikat dengan

benang halus di daerah

bronkus

Memasukkan paru-paru tersebut ke

dalam air kapur yang telah

ditiup oleh praktikkan sehingga

g

a

n

Tubuh ikan lele pada kepala bagian atas dan bawah

tertutup oleh pelat tulang. Pelat ini membentuk

ruangan rongga diatas insang. Pada bagian ini terdapat

alat pernapasan tambahan yang tergabung dengan busur

insang kedua dan keempat. Lele tidak pernah ditemukan

di air payau atau air asin. Habitatnya di sungai

dengan arus air yang perlahan, rawa, telaga, waduk,

sawah yang tergenang air. Bahkan ikan lele bisa hidup

pada air yang tercemar, misalkan di got-got dan

selokan pembuangan.

Alat pernafasan primer pada ikan lele adalah insang.

Tiap lembaran insang terdiri dari sepasang filamen dan

tiap filamen terdiri dari lamella. Pada filamen

terdapat pembuluh darah yang memiliki banyak kapiler

yang memungkinkan O2 dan CO2 berdifusi masuk dan keluar

dari insang. Insang berhubungan erat dengan kapiler-

kapiler darah. Pada ikan lele insangnya merah pekat

dan filamen pendek . Warna merah pada insang ini

disebabkan karena adanya pembuluh darah yang membawa

darah kaya akan oksigen sehingga menyebabkan

viskositas darah yang rendah. Hal tersebut

dikarenakan, ikan lele hidup di air yang miskin O2.

Ikan lele memiliki alat pernapasan tambahan berupa

labirin. Labirin merupakan perluasan ke atas dari

insang dan membentuk lipatan-lipatan sehingga

merupakan rongga-rongga tidak teratur. Struktur yang

berlipat-lipat berfungsi memperluas permukaan

respirasi. Labirin ini berfungsi menyimpan cadangan O2

sehingga ikan lele tahan pada kondisi yang kekurangan

O2. Pada ikan lele, labirin berbentuk seperti bunga

karang. Labirin kaya dengan kapiler darah. Alat ini

terletak di dalam ruangan sebelah atas insang. Pada

ikan lele tidak terdapat gelembung renang.

Ikan Sapu-Sapu

Alat pernafasan primer pada ikan sapu-sapu adalah

insang. Tiap lembaran insang terdiri dari sepasang

filamen dan tiap filamen terdiri dari lamella. Pada

filamen terdapat pembuluh darah yang memiliki banyak

kapiler yang memungkinkan O2 dan CO2 berdifusi masuk

dan keluar dari insang. Insang berhubungan erat dengan

kapiler-kapiler darah.

Ikan sapu-sapu memiliki alat pernapasan tambahan

yang berupa gelembung renang. Gerakannya memutar

searah pembuluh darah. Gelembung renangnya bisa

kembang kempis. Gelembung renang berwarna putih bening

dengan tipe physostomus, yaitu gelembung renang yang

berhubungan dengan saluran pencernaan (esophagus).

Gelembung renang tersambung ke labirin telinga

bagian dalam dengan weberian, struktur bertulang yang

berasal dari tulang belakang, yang memberikan

informasi yang tepat tentang tekanan air dan kedalaman

serta meningkatkan pendengaran. Gelembung renang

merupakan organ internal yang dipenuhi oleh gas yang

berfungsi memberi kemampuan ikan untuk mengendalikan

daya apung sehingga mampu menghemat energi untuk

berenang. Fungsi lain gelembung renang adalah

digunakan sebagai ruang beresonansi untuk memproduksi

atau menerima suara. Selain itu gelembung renang juga

berfungsi sebagai organ respiratori khusus untuk jenis

physostomus. Udara yang merupakan isi dari gelembung

renang terdiri dari campuran nitrogen, oksigen, dan

karbondioksida.

Gambar labirin bunga karang pada ikan lele

Labirin

Insang

Gambar gelembung renang pada ikan sapu-sapu

2. Pengamatan Oksidasi Jaringan

Praktikum oksidasi jaringan pada katak menggunakan

metilen biru sebagai indikator bahwa telah terjadi

oksidasi jaringan pada katak. Sebelum melakukan

penginjeksian, metilen biru dicampur dengan NaCl.

Pencampuran antara metilen biru dengan NaCl dilakukan

karena adanya NaCl dalam tubuh katak sehingga metilen

biru dapat larut dalam cairan tubuh katak. Jadi NaCl

berfungsi sebagai perantara mengalirnya metilen biru

ke jaringan tubuh katak.

Penginjeksian metilen biru+NaCl dilakukan pada

bagian saccus lymphaticus dorsalis . Penginjeksian dilakukan

di bagian tersebut karena saccus lymphaticus katak

mempunyai ukuran yang lebih besar bila dibandingkan

dengan bagian lain sehingga memudahkan praktikkan

menginjeksikan metilen biru untuk masuk ke dalam

jaringan tubuh katak. Selain itu, tujuan penginjeksian

dilakukan di saccus lymphaticus adalah untuk mengurangi

resiko kematian pada katak karena percobaan ini

dilakukan saat katak dalam keadaan setengah sadar

sehingga metilen biru dan NaCl dapat dialirkan ke

seluruh jaringan tubuh melalui pembuluh darah.

Gelembung renang

Pada kantung limfa ada banyak jalan (saluran)

sehingga ketika cairan

disuntikkan pada kantung limfa maka cairan tersebut

akan menyebar dengan cepat dan memudahkan proses

oksidasi jaringan didalamnya. Kantung limfa ini

memiliki afinitas lebih tinggi sehingga oksigen diikat

oleh hemoglobin lalu oksigen masuk di sepanjang

pembuluh darah. Ketika metilen biru disuntikkan,

menyebabkan metilen biru yang diikat oleh hemoglobin

bukan oksigen. Maka metilen biru masuk ke pembuluh

darah kemudian masuk ke eritrosit dan diikat oleh

hemoglobin membentuk metilen hemoglobin. Setelah 30

menit, diketahui bahwa Metilen biru yang beredar ke

seluruh jaringan berada di saccus lymphaticus akan beredar

ke jantung dan masuk ke dalam pembuluh darah dan

beredar ke seluruh organ dan jaringan melalui

pembedahan.

Berdasarkan hasil pengamatan, warna dari berbagai

jaringan katak antara katak dengan perlakuan pemberian

metilen biru +NaCl berbeda dengan katak yang tidak

diberikan perlakuan apapun (kontrol). Pada waktu pos

mortal, seluruh jaringan di katak kontrol memiliki

warna merah cerah, sedangkan pada katak perlakuan

hampir semua jaringan-jaringannya mengalami perubahan

warna menjadi biru, merah, hingga

kuning kebiruan. Pemeriksaan juga dilakukan 15 menit

setelah pos mortal dan didapatkan hasil bahwa tubuh

katak kontrol menjadi merah pucat. Sementara itu, pada

katak yang diberi perlakuan, seluruh jaringan yang

diamati mengalami perubahan warna menjadi lebih pucat

atau lebih gelap.

Perubahan warna terjadi karena tekanan O2 dalam darah

menurun sehingga ikatan HbO2 terurai. Selain itu pada

kantung limfe memiliki afinitas lebih tinggi sehingga

oksigen diikat oleh hemoglobin lalu oksigen masuk ke

sepanjang pembuluh darah. Metilen biru memiliki

afinitas lebih tinggi daripada gas oksigen terhadap

hemoglobin. Sehingga ketika disuntikkan metilen biru,

yang diikat oleh hemoglobin bukan oksigen tetapi

metilen biru. Sementara itu, warna organ-organ pada

katak control tetap merah segar, karena oksigen dapat

berikatan dengan hemoglobin dalam eritrosit membentuk

oksihemoglobin. Hemoglobin adalah suatu pigmen

(berwarna merah) karena berikatan dengan oksigen dan

berwarna biru apabila mengalami deoksigenasi.

Dengan demikian, darah arteri yang teroksigenasi

sempurna tampak merah, dan darah vena yang telah

kehilangan sebagian oksigennya di jaringan

memperlihatkan rona kebiruan. Di pembuluh darah,

metilen biru yang memiliki afinitas (daya ikat) yang

lebih tinggi dibandingkan oksigen menyebabkan

terbentuknya ikatan metHb (methemoglobin) sehingga

warna organ menjadi kebiruan. Itulah tandanya bahwa

telah terjadi deoksidasi jaringan, karena suplai

oksigen di jaringan berkurang drastis akibat

penambahan metilen biru. Metilen biru yang telah masuk

pembuluh darah akan masuk ke eritrosit dan diikat oleh

hemoglobin dan membentuk metilenhemoglobin (MetHb)

dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

HbO2 Hb + O2

Hb + Met MetHb

Metilen biru yang diikat oleh hemoglobin akan

diserap ke jaringan, sehingga akan terjadi kematian

jaringan (hipoksia) karena jaringan kekurangan oksigen

sehingga tidak dapat memproduksi energi, maka

kemampuan sel eritrosit semakin lama semakin tidak

dapat mempertahankan ikatan Hb dengan metilen biru

menyebabkan organ menjadi warna biru. Hipoksia adalah

kekurangan O2 di tingkat jaringan. Ketika campuran

metilen biru dan hemoglobin pecah maka hemoglobin akan

masuk ke pembuluh darah sehingga peredaran darah tidak

dapat bekerja secara maksimal dan melepaskan metilen

biru ke pembuluh darah dan proses oksidasi jaringan

pun terhenti, 15 menit kemudian setelah pos mortal,

terlihat warna jaringan semakin pucat karena proses

oksidasi jaringan terhenti.

3. Permeabilitas Paru-Paru terhadap Gas

Paru yang digunakan adalah paru katak yang terdiri

dari dua paru (di sebelah kanan dan di sebelah kiri

tubuh katak). Paru katak berwarna merah muda ketika

diambil dari besar laju aliran udara, karena udara

terus mengalir sampai tekanan intra alveolus seimbang

dengan tekanan atmosfer. Sel-sel alveolus mengeluarkan

suatu zat yang dinamakan surfaktan paru, suatu

fosfolipoprotein yang berada di antara molekul-molekul

air dan menurunkan tegangan permukaan, sehingga

compliance paru dapat meningkat dan mencegah

kecenderungan alveolus untuk kolaps. Maka dari itu,

ketika paru katak dimasukkan kedalam air kapur yang

memiliki banyak gas CO2 tidak membuat paru katak

menjadi kolaps.

Setelah paru katak menjadi mengembang, air kapur

menjadi cukup bening karena gas CO2 didalam air kapur

telah masuk kedalam alveolus secara difusi. Sehingga

hanya tertinggal sedikit CO2 didalam air kapur serta

terbentuk endapan Ca(OH)2.

CaCO3 (s) + H2O (l) → H2CO3 (l) + Ca(OH)2 (l)

H2CO3 (l) → H2O (l) + CO2 (g)

Paru katak tersusun atas jaringan epitel pipih

selapis, sehingga bisa terjadi pertukaran gas melalui

membran paru yang tersusun dari jaringan tersebut.

Setelah paru ditekan, paru katak yang diikatkan dengan

benang halus di daerah bronkus bertujuan agar aliran

darah dari pembuluh darah tidak mengalir ke dalam paru

dan tercipta tekanan udara antara lingkungan dengan

bagian dalam paru. Paru yang sudah diikatkan dipotong

pada bagian atasnya untuk dimasukkan ke dalam air

kapur (larutan CaCO3).

Air kapur terlihat lebih keruh dan adanya gelembung,

menandakan adanya CO2 setelah ditiup oleh praktikan.

Setelah dimasukkan, ternyata paru katak menjadi

mengembang. Hal ini karena, adanya perbedaan tekanan

parsial gas CO2 antara di dalam air kapur dengan di

dalam paru. Tekanan parsial ini tidak terlalu beda

jauh, karena gas yang terdapat di dalam air kapur ada

yang menguap ke udara, tetapi masih tersisa gas yang

terlarut didalam air kapur, sehingga tekanan tetap

terjadi walau tidak begitu besar.

Tekanan CO2 pada larutan CaCO3 (air kapur) lebih

besar dibandingkan dengan tekanan CO2 di dalam

alveolus, sehingga CO2 berdifusi dari dalam larutan

CaCO3 ke dalam alveoli sesuai dengan selisih tekanan

sehingga paru-paru terlihat menggembung karena terisi

oleh CO2 yang terdapat dalam larutan air kapur. Serta,

paru katak menjadi berwarna merah pucat karena adanya

akumulasi CO2 ke dalam paru.

Paru-paru katak sebelum dicelup

Paru-paru katak setelah dicelup

6.Kesimpulan

Alat-alat atau organ pernapasan pada ikan

disesuaikan dengan tempat hidupnya. Ikan lele yang

hidup di air yang kurang oksigen memiliki alat

pernapasan tambahan khusus yang berupa labirin.

Sedangkan pada ikan sapu-sapu memiliki alat pernapasan

tambahan yang berupa gelembung renang dengan tipe

physostomus, yang dipenuhi oleh gas yang berfungsi

memberi kemampuan ikan untuk mengendalikan daya apung

sehingga mampu menghemat energi untuk berenang.

Oksigen yang berdifusi dalam alveolus akan diikat

oleh hemoglobin. Ketika metilen biru disuntikkan,

menyebabkan metilen biru yang diikat oleh hemoglobin

bukan oksigen. Maka metilen biru masuk ke pembuluh

darah kemudian masuk ke eritrosit dan diikat oleh

hemoglobin membentuk metilen hemoglobin. Metilen biru

yang diikat oleh hemoglobin akan diserap ke jaringan,

sehingga akan terjadi kematian jaringan (hipoksia).

Adanya perbedaan tekanan parsial gas CO2 antara di

lingkungan dengan di dalam paru menyebabkan CO2

berdifusi dari lingkungan ke dalam alveoli sesuai

dengan selisih tekanan sehingga paru-paru terlihat

menggembung karena terisi oleh CO2, dibuktikan pada

percobaan paru katak dalam air kapur. Setelah paru

katak menjadi mengembang, air kapur menjadi cukup

bening karena gas CO2 didalam air kapur telah masuk

kedalam alveolus secara difusi.

7.Daftar Pustaka

Affandi, R., D.S. Sjafei, M.F. Rahardjo, dan Sulistiono.1992. Iktiologi. Suatu

Pedoman Kerja Laboratorium. Departemen Pendidikan danKebudayaan.

Alamsjah, Z. 1974. Ichthyologi I. Departemen BiologiPerairan. Fakultas

Perikanan.Bogor: IPB.

Andy Omar, S. Bin. 1987. Penuntun Praktikum Ichthyologi.Ujungpandang: Jurusan Perikanan UniversitasHasanuddin.

Bond, C.E. 1979. Biology of Fishes. Philadelphia: W.B.Saunders Company.

Chang, R. 1996. Essential Chemistry. USA: Mc Graw Hill Company,Inc.

Moyle, P.B. and J.J. Cech, Jr. 1988. Fishes. An Introductionto Ichthyology.

Second edition. New Jersey: Prentice Hall, EnglewoodCliffs.

Seeley, R.R., T.D. Stephens, P. Tate. 2003. Essentials ofAnatomy and Physiology fourth edition. McGraw-Hill Companies.

Suryani. 2010. Sistem Pernafasan pada Pisces.http://www.blogger.com/profile/14802441606210946033.

Triastuti, J., L. Sulmartiwi dan Y. Dhamayanti. 2009.Ichtyologi. Surabaya: Fakultas Perikanan dan KelautanUniversitas Airlangga.

Villee, Claude A., Warren F., Walker, Jr. Robert, and D.Barnes. 1984.

Zoologi Umum. Jakarta: Erlangga.

Weichert and K. Charles . 1959. Elements of Chordate Anatomy.New York: Mc Grow Hill.

Wischnitzer, S. 1972. Atlas and Dissection Guide for ComparativeAnatomy.

Second edition. San Francisco: W. H. Freeman andCompany.