PENDAHULUAN Fisiologi Veteriner I Semester Gasal 2015/2016 Bagian Fisiologi Departemen Anatomi, Fisiologi dan Farmakologi FKH-IPB
1
Sumber utama: Cunningham, JG. 2002. Textbook of Veterinary Physiology Vander, Sherman, Luciano. 1990. Human Physiology Swenson M.J. and Reece. W.O.1993. Dukes’ Physiology of Domestic Animals.
2
FISIOLOGI (Ilmu Faal)
Studi tentang fungsi biologis (generik) Dapat didefinisikan secara lebih spesifik dengan berbagai cara: 1. Studi tentang proses-proses kehidupan yang terjadi di dalam tubuh pada semua tingkatan organisasi: sel, tenunan, organ, sistem organ, dan interaksi antara unit-unit ini sehingga organisme sebagai suatu keseluruhan dapat menjalankan tugas-tugas khusus yang diperlukan untuk kehidupan 3
2. Studi tentang ‘cause and effect’ dengan penekanan pada mekanisme ‘how does this work?’ Contoh: a) b)
c)
Apa yang menyebabkan jantung memompa darah dan apa efeknya terhadap sirkulasi Apa yang menyebabkan pankreas mensekresi hormon insulin dan apa efek sekresi ini terhadap kadar glukosa darah Apa yang menyebabkan berkeringat setelah melakukan aktivitas 4
Fisiologi membutuhkan pengetahuan yang luas tentang anatomi Fisiologi membutuhkan pengetahuan kimia dan fisika Fisiologi didasarkan pada pengamatan dan percobaan yang akurat menurut kaidah metoda saintifik Tujuan akhir penelitian-penelitian tentang fisiologi ialah untuk dapat memahami fungsi normal dari sel-sel, organ-organ, dan sistem-sistem organ
5
What is a living organism?
An organism is an organised
body, consisting of mutually connected and dependent parts constituted to share a common life.
But what is life?
Sifat-sifat “kehidupan (life)” (karena tidak ada satupun definisi yang tepat!)
1. Mahluk hidup sangat terorganisir (Living organisms are highly organised)
2. Homeostasis – mempertahankan lingkungan internal yang stabil (Maintain a stable internal environment) 3. Reproduksi – menghasilkan lebih banyak mahluk yang sama dengan ketepatan yang nyaris sempurna
(Make more of themselves with virtually perfect fidelity) 4. Menggunakan energi dan merubahnya dari satu bentuk ke bentuk lain (Consume energy and convert it from one form to another)
5. Tanggap terhadap rangsangan (Respond to stimuli) 6. Beradaptasi terhadap lingkungannya (Adapted to their environments)
Terdapat jenis-jenis fisiologi lain: Pathophysiology – studi tentang proses fisiologi sebagaimana dipengaruhi oleh luka atau penyakit Exercise physiology - studi tentang proses fisiologi sebagaimana dipengaruhi oleh exercise Comparative physiology – studi tentang fisiologi kelompok-kelompok berbeda hewan vertebrata dan avertebrata Ecophysiology – studi tentang proses fisiologi yang berkaitan dengan ekologi
8
Much of the knowledge gained from comparative physiology has benefited mankind, because many other animals, (particularly our closer relatives among Mammalia) have the same or similar physiology. The small differences in physiology between human and other mammals can be of crucial importance in the development of pharmaceutical drugs, but these differences are relatively slight in the overall scheme of things 9
ORGANISASI SEL
Sel: Unit terkecil dari organisme yang memiliki karakteristik kehidupan
Pertukaran materi dengan lingkungan
Mendapat energi dari nutrien organik
Mensintesa molekul kompleks
Memperbanyak diri 10
Setiap organisme dimulai dari satu sel : Ovum yang mengalami fertilisasi (zygote).
Satu sel zygote membelah menjadi 2,4,8 dan seterusnya.
Selama perkembangan setiap sel menjadi terspesialisasi, memiliki fungsi tertentu
Diferensiasi sel: Proses transformasi dari sel yang tidak terspesialisasi menjadi sel yang terspesialisasi 11
Sel yang telah terdeferensiasi dan memiliki sifat yang sama akan bergabung membentuk jaringan.
Berbagai jaringan bergabung membentuk organ.
Beberapa organ bersama-sama membentuk sistem.
12
Berdasarkan fungsi dan letaknya, secara garis besar sel dibagi menjadi empat kategori yaitu : 1.
Sel otot
2.
Sel saraf
3.
Sel epitel
4.
Sel jaringan ikat
14
15
Sel Otot •Menghasilkan mekanisme kekuatan yang menghasilkan tenaga dan gerakan. •Berhubungan dengan tulang tungkai
•Melekat pada kulit ekspresi wajah
gerakan
menghasilkan 16
Sel Otot (lanjutan) •Menyelimuti suatu pipa kontraksi mendorong isi
•Pompa jantung •Melapisi dinding pembuluh diameter
perubahan
17
Sel Saraf •Inisiasi dan konduksi listrik
•Sinyalnya menyebabkan sekresi kelenjar ataupun kontraksi otot •Pengatur utama aktifitas sel lain •Kesadaran, persepsi, penentuan 18
19
Sel Epitel •Khusus untuk sekresi dan absorbsi selektif ion dan molekul organik •Menutupi bagian luar organ/tubular/struktur pipa •Membran basal selektif (barrier) 20
SEL JARINGAN IKAT •Penghubung, tempat bertaut, pendukung, labih banyak mengandung materi ekstra seluler. •Jaringan adipose •Tulang
kuat
•Sel darah merah, sel darah putih •Kolagen
TENUNAN (jaringan) PRIMER Otot (muscle tissue) Saraf (nervous tissue) Tenunan epitel (epithelial tissue) Tenunan ikat (connective tissue)
22
Tissue
Structural Characteristics
General Functions
Specific Examples
Epithelial
Tightly packed cells; basement membrane, cuboidal, columnar, squamous shapes; simple of stratified.
Protection, absorption, secretion, lines body surfaces
Mucous membranes, maybe ciliated, lining of blood vessels
Connective
some cells that secrete extracellular matrix of protein fibers in liquid, gel or solid ground substance
Connects and supports other tissues
Loose connective tissue; adipose; fibrous connective tissue; cartilage; bone
Muscle
Long cell fibers with myosin and many microfilaments of actin
Contraction, movement
skeletal (voluntary control); smooth muscle (involuntary control)
Nervous
Neurons with cell bodies, axons, and dendrites
Sense stimuli, conduct impulses
Nerves and Brain, CNS & PNS
24
ORGAN dan SISTEM Organ dibangun oleh sedikitnya 2 dan biasanya seluruh 4 macam tenunan primer Setiap tenunan primer berkontribusi terhadap struktur dan fungsi setiap organ Organ terbesar (luas permukaan) dalam tubuh ialah kulit
25
Sistem adalah kelompok organ-organ yang berada di lokasi yang berbeda-beda dalam tubuh yang melaksanakan fungsifungsi yang berkaitan satu sama lain Sistem Saraf, Sistem Endokrin, Sistem Respirasi, Sistem Kardiovaskuler, Sistem Pencernaan, Sistem Ekskresi, Sistem Kekebalan, Sistem Reproduksi
26
SISTEM ORGAN Sistem
Organ atau Tenunan Utama
Fungsi utama
Sirkulasi
Jantung, pembuluh darah, darah, (limfe)
Pengaliran darah dengan cepat ke seluruh tubuh
Respirasi
Hidung, pharynx, larynx, trachea, bronchi, paru-paru
Pertukaran CO2 dan O2, regulasi konsentrasi ion-H
Pencernaan
Mulut, pankreas, hati, kantung empedu, pharynx,oesophagus, lambung, usus, kelenjar ludah,
Pencernaan dan penyerapan nutrisi organik, garam dan air
27
SISTEM ORGAN (…lanjutan) Sistem
Organ atau Tenunan Utama
Fungsi utama
Ekskresi
Ginjal, ureter, kantung air seni, urethra
Otot kerangka
Tulang rawan, tulang, ligamen, Penopang, perlindungan dan tendon, sendi, otot skelet (kerangka) pergerakan tubuh
Imunitas
BDP, saluran dan nodus limfe, limpa, Pertahanan terhadap penyusup timus, dan tenunan limfe lain asing, pengembalian cairan ekstraseluler ke darah, pembentukan BDP
Regulasi komposisi plasma melalui pengaturan ekskresi organic wastes, garam dan air
28
SISTEM ORGAN (…lanjutan) Sistem
Organ atau Tenunan Utama
Fungsi utama
Saraf
Otak, sumsum tulang belakang, syaraf tepi dan ganglia, organ indera
Endokrin
Semua kelenjar yang Regulasi dan kordinasi banyak menghasilkan hormon, pankreas, aktivitas dalam tubuh testes, ovarium, hipotalamus, hipofise, ginjal, tiroid, paratiroid, adrenal, usus, timus dan pineal 29
Regulasi dan kordinasi banyak aktivitas dalam tubuh, deteksi perubahan lingkungan (internal dan eksternal), status kesadaran, learning, cognition
SISTEM ORGAN (…lanjutan) Sistem
Organ atau Tenunan Utama
Fungsi utama
Reproduksi Jantan: Testes, penis, kelenjar dan Produksi sperma, transfer saluran asesoris. sperma ke betina.
Integumen
Betina: Ovarium, oviduct, uterus, vagina, kelenjar susu
Produksi ovum, penyediaan makanan utk embrio dan fetus, serta nutrisi untuk anak
Kulit
Perlindungan thd internal tubuh 30
Integrasi dan Koordinasi Antar Sistem Organ
HOMEOSTASIS
Studi tentang Fisiologi umumnya berkisar seputar konsep Homeostasis. o o o
Istilah dari Bapak Fisiologi Modern: Claude Bernard (18131878, Perancis) “homeo” Yunani, sama atau serupa. “stasis” Yunani, tetap (fixed or stationary).
Homeostasis – Kecenderungan organisme untuk mengatur dan mempertahankan keadaan internal relatif stabil sehingga dapat mempertahankan kehidupan, walaupun terjadi perubahan-perubahan di dalam atau di luar tubuh, homeostasis diatur oleh sistem saraf dan endokrin.
Sel-sel mengalami lingkungan yang relatif stabil (konstan) dalam hal: suhu, pH, konsentrasi glukosa, kadar oksigen, dsb.
Contoh: suhu tubuh dipertahankan pada 37 C (98.6 F) tidak peduli berapapun suhu di luar tubuh
Karena tubuh terdiri dari kumpulan 75 trilliun sel, survival tubuh adalah survival dari keseluruhan sel-sel tersebut. Semua proses-proses tubuh bekerja bersama-sama mempertahankan homeostasis internal sel-sel agar kita dapat hidup
Semua kebutuhan sel-sel ini disuplai dari lingkungan eksternal (air, makanan, mineral, oksigen) tetapi karena sel-sel tidak berkontak dengan lingkungan eksternal, maka harus ada cara pertukaran untuk mendapatkan apa yang dibutuhkan oleh sel-sel untuk survive dan bagaimana membuang waste (zat-zat yang tidak dibutuhkan)
MEKANISME HOMEOSTASIS Claude Bernard (abad 19): Homeostasis W. B. Cannon (abad 20): Keseimbangan dinamis Mekanisme Umpan Balik Negatif (Negative Feedback Mechanism) Mekanisme Umpan Balik Positif (Positive Feedback Mechanism)
Contoh: Sekresi hormon ketika proses ovulasi dan kelahiran Selain itu ada umpan balik positif meningkatnya LH pada saat fase periovulatori akibat peningkatan produksi estrogen oleh folikel
1.9 Negativedback
Homeostasis bergantung pada Negative feedback
comparator
A. Komponen Sistem Homeostasis
Refleks-refleks Respons Homeostasis Lokal Bahan Kimia Sebagai Messenger Interseluler Hormon Neurotransmitter Neurohormon Parakrin
Eicosanoids Prostaglandin Prostasiklin
Tromboksan Leukotrien
Busur Refleks Pusat Integrasi Jalur Aferen
Reseptor
Stimulus
Jalur Eferen
Efektor
Respons
Contoh homeostasis:
Refleks Pengaturan Suhu Tubuh Pusat Integrasi: Sel-sel syaraf yg spesifik pd otak
Ujung syaraf yg peka suhu
Otot licin sekitar pemb. darah kulit
otot skelet
Pemb. Darah menyempit
Mengigil (shivering)
Heat loss
Heat production
Suhu tubuh
