FISIOLOGI VETERINER II (AFF 226) DIVISI FISIOLOGI DEPARTEMEN ANATOMI, FISIOLOGI DAN FARMAKOLOGI FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN IPB

Sistem Pencernan FISIOLOGI VETERINER II (AFF 226) DIVISI FISIOLOGI DEPARTEMEN ANATOMI, FISIOLOGI DAN FARMAKOLOGI FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN IPB

Outline      

Fungsi umum saluran pencernaan (GI) Sekilas perbedaan anatomi antar hewan Pengaturan fungsi gastrointestinal Mekanisme pergerakan makanan Sekresi saluran pencernaan Digesti: - proses non fermentasi - proses fermentasi  Sistem Pencernaan pada unggas  Absorbsi nutrien  Pembentukan feses

Buku Acuan:

1. Cunningham,J.G. 2014. Textbook of Veterinary Physiology. 5th Ed. WB Saunders Co. Philadelphia. Pp: 263-354 2. Swenson, M.J. and Reece, W.O. 2013. Duke’s Physiology of Domestic Animals. 13th Ed. Comstock Publishing Associates. Pp:325435. 3. Dee Unglaub Silverthorn. 2013. Human Physiology An Integrated Approach 6th ed

Sistem Pencernaan meliputi:

 Saluran pencernaan (dari mulut sampai anus)  Organ asesoris (kelenjar saliva, hati, pankreas, kantung empedu)  Pengaturnya: - Syaraf yang terlibat (SSP, SSO, syaraf intrinsik) - Endokrin/hormon saluran pencernaan

Tahapan Proses Digesti : 1. Pergerakan  memotong, mencampur dan . mendorong isi saluran pencernaan melalui sistem pencernaan 2. Sekresi  menghasilkan & menyalurkan enzym, mukus, ion, hormon dan sejenisnya ke lumen saluran pencernaan. 3. Digesti  pemecahan/penguraian bahan makanan/pakan menjadi molekul yang kecil yang dapat menembus epitel usus menuju ke dalam tubuh 4. Absorpsi  transport molekul dari lumen melewati epitel kemudian masuk aliran darah 5. Eliminasi  proses pengeluaran bahan yang tidak tercerna dan bahan yang tidak diperlukan

Sekilas saluran pencernaan  Menerima  Menyalurkan (Conducting) dan menyimpan  Digesti, absorpsi  Absorbsi air, defekasi

I. Fungsi umum saluran pencernaan:

1. Fungsi primer: pencernaan dan absorbsi nutrien esensial  proses metabolisme 2. Sekresi: - Enzym-enzym pencernaan - Asam (HCl) dan basa (NaHCO3)  pH optimal untuk kerja enzym - Mukus

I. Fungsi umum saluran pencernaan:

3. Fungsi transit (makanan ada sementara waktu di sal. pencernaan)

4. Fungsi reabsorbsi sekresi endogenous (pd manusia: sekitar 8 liter/hari) untuk mencegah dehidrasi/terbuangnya zat-zat yang masih bermanfaat.

II. Perbandingan anatomi berbagai hewan

Diklasifikasikan berdasarkan pakan: 1. Carnivora pakan energi tinggi (vol. pakan sedikit) saluran pencernaan pendek, pencernaan terutama enzymatis  aktivitas pencernaan temporal 2. Herbivora pakan tanaman: energi rendah vol. pakan besar (terjadi fermentasi pakan) perluasan saluran pencernaan - foregut fermenter (kambing, sapi, kerbau, dll.) -hindgut fermenter (kuda) 3. Omnivora: pakan kombinasi, saluran pencernaan relatif pendek (manusia, tikus, dll.), pencernaan terutama enzymatis; ada berbagai macam variasi sal. pencernaan

III. Pengaturan

Kontrol intrinsik memungkinkan usus secara otonom mengatur fungsinya berdasarkan kondisi setempat (jumlah dan jenis makanan yang ada di lumen usus) Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5 th ed pp:264

A. Pengaturan saluran pencernaan yang diatur oleh SSP (Proses disadari)

Pengaturan SSP langsung thd sistem pencernaan (proses sadar): 1. Pengambilan pakan 2. Mengunyah 3. Awal proses menelan 4. Relaksasi spincter ani eksterna (dalam proses defekasi)

2. Pengaturan oleh susunan syaraf otonom

a. Syaraf parasimpatis, yaitu: n. vagus (inervasi hampir seluruh saluran pencernaan, kecuali: kolon bag. akhir) dan n. pelvis (inervasi kolon bag. akhir dan internal anal sphinchter)

* aktivasi

parasimpatis (neurotransmitternya asetilkolin) ↑ aktivitas GI

b. Syaraf simpatis, neurotransmitter: adrenalin * aktivasi simpatis  ↓ aktivitas GI

The autonomic nervous system Sympathetic system:

Parasympathetic system:

Noradrenaline

Acetylcholine (Ach)

EFFECTS

ACTION

Cranial nerves

Mid brain 

(+) secretion of saliva

salivary glands

2 (-) vasodilation

 (+) contraction

adrenaline (+) secretion

gut wall, sphincters

Adrenal medulla

Spinal cord

1/2 (-) decrease motility

gut blood vessels

EFFECTS

VII

Pons/ medulla

X  (+) vasoconstriction

ACTION

Salivary glands

(+) secretion of saliva

Gut wall

(+) increased motility and tone

Gut sphincters

(-) reflex relaxation

Gut secretions

(+) e.g acid, enzymes & electrolytes

Pancreas

(+) exocrine & endocrine secretion

Rectum

(+) defaecation

IX

Sistem Syaraf Intrinsik Ada di dalam dinding usus: 1. Pleksus myenterikus (Aurbach) ada diantara lapisan otot longitudinal dan sirkuler

2. Pleksus submucosa (Meissner) Ada di lapisan submucosa

Sistem Syaraf Intrinsik

Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5 th ed pp:266

Sistem syaraf intrinsik ini mengandung:

1. Reseptor: - mekanis: menerima rangsangan peregangan usus (lapisan muskularis) - kimiawi: keadaan kimiawi di lumen GI 2. Neuron Sensoris (aferent)

3. Interneuron

4.Neuron motoris (eferent) inervasi otot pembuluh darah, usus dan kelenjar-kelenjar sal. GI

Sistem GI memiliki Sistem Endokrin intrinsik  Sel-sel endokrin tersebar secara difus sepanjang epitel usus; bag. apeks terjulur ke lumen  merespon isi lumen;  melepaskan hormon ke daerah sub-mukosa, ke pembuluh darah: - ditranspor jauh  endokrin - berdifusi setempat  parakrin - kembali ke sel penghasil  autokrin - dihasilkan oleh neuron  neurokrin Hasil sekresi (hormon-hormon) baik endokrin, parakrin, otokrin maupun neurokrin dalam bentuk peptida  disebut sebagai peptida pengatur

Neuron enterik Neuron

Neuron enterik

Sel endokrin memiliki apex yg sempit dan basis yg lebar (memperluas area sekresi)

Varicosites  percabangan axon Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5 th ed pp:266

Fisiologi Sel Cholecystokinin (CCK) Fatty acid Protein

? Other

Lumen Usus Halus

food intake

gastric emptying

+

-

Apical

I-cell

+

CNS

pancreas

+ basolateral

gallbladder +

CCK circulation n. Vagus

CCK: integrator of brain and gut  Cholecystokinin (CCK)  regulates digestion in the small intestine by:

• stimulating secretion of pancreatic juice • stimulating gallbladder contraction • inhibiting gastric emptying and food intake CCK acts directly on pancreas and gallbladder, and modifies CNS function via the vagus nerve

IV. Gerakan Gastrointestinal (GI)

        

Prehension Mastikasi Deglution Oesophagus Otot polos GI Fungsi Motor dari lambung Fungsi Motor usus besar Gerakan caecum dan colon Defekasi

Mekanisme pengambilan makanan (prehension)

 Prehension: menangkap, mengambil, meraih dan membawa makanan ke mulut  Metoda berbeda-beda pada hewan: - Anjing & kucing  dg gigi seri, lalu masuk ke rongga mulut oleh gerakan rahang dan kepala, mkn cair dg inspirasi + kontraksi lidah - Domba  gigi seri & lidah - Babi  moncong - Kuda bibir - Sapi  lidah (panjang dan kasar)

Mastikasi

 Pemecahan mekanis makanan di mulut  untuk memperluas permukaan yang terkena enzym  Kombinasi gigi berbeda-beda diantara hewan tergantung pakan  Gigi seri digunakan untuk mendapatkan makanan dengan merobek  Geraham  untuk melumatkan

Deglutition (menelan)

 Awalnya proses disadari, ttp kmd refleks  Gerakan mulut dan lidah  bawa mkn ke tengah-tengah antara lidah dan langitlangit kontak dg reseptor di membran mukosa  n. glosopharyngeal  n vagus  n trigeminus  pusat menelan di medulla oblongata

Rangkaian proses menelan

Oesophagus

 Peristaltik: - primary peristaltik  diperoleh dari gerakan menelan - peristaltik sekunder  karena adanya bolus makanan

Gerakan peristaltik  Mendorong makanan ke belakang  Dimulai dari oesophagus s/d anus  Rangsang: peregangan dinding GI  pleksus myenterikus  Aktivitas meningkat bila syaraf parasimpatis dirangsang

Gerakan di usus halus

Gerakan Pencernaan :

Sumber: Dee Unglaub Silverthorn Human Physiology An Integrated Approach 6th ed (2013) pp 704

Gerakan Saluran Gastrointestinal

Fungsi Gerakan Sal. GI: 1. Mendorong ingesta ke belakang 2. Menahan ingesta pd suatu tempat untuk pencernaan, absorbsi atau penyimpanan 3. Untuk pemecahan makanan dan mencampur dg sekresi pencernaan 4. Memutar ingesta shg semua bag. kontak dg permukaan absorbtif

Otot polos GI

 Secara spontan dpt menghasilkan potensial aksi  Impuls menyebar dari satu serabut ke serabut lainnya  Sensitif thd regangan  Aktivitasnya dimodulasi oleh SSO: Stimulasi simpatis  laju depolarisasi Stimulasi parasimpatis  laju depolarisasi

Motilitas Saluran Gastrointestinal:

 Propulsif ; Retentif dan Pencampuran

* transit time ↑ propulsif  ↓ transit time ↑ retentif  ↑ transit time Terapi diare: pilih obat ↑ retentif , ↓ propulsif

Lambung  Secara fisiologis dibagi menjadi dua: - proximal: fungsi penyimpan - distal: fungsi penggiling dan menyaring sampai ukurannya cukup kecil untuk proses pencernaan di usus halus  Adaptive Relaxation  Kontrol motilitas oleh n vagus: - Proximal: menekan kontraksi otot  adaptive relaxation - Distal: ↑ aktivitas peristaltik

Fungsi Motor dari lambung

   

1. mencampur dan menyimpan makanan 2. inisiasi pencernaan protein dan lemak Fundus  penerima dan penyimpan Corpus  pencampuran saliva dan gastric juice dg makanan  Antrum  pompa lambung  mengatur makanan yang lewat pylorus

Lambung monogastrik

Sumber: Guyton & Hall Textbook of Medical Physiology 5th ed pp:784

Receptive relaxation of the body of the stomach (corpus) in response to a meal

Satiety effects

BRAIN STEM

nodose g.

Vagal afferent

CCK receptors

+

Vagal efferent fibres

CCK & DISTENSION

Ach VIP Ach

Ach

Relaxation of corpus to accommodate food

Pengosongan lambung  Laju pengosongan lambung sesuai dg laju penc. & absorpsi usus halus  Laju pengosongan lambung dipengaruhi oleh isi usus halus (pH, osmolalitas, lemak)  refleks enterogastric Kontrol pengosongan lambung oleh duodenum melibatkan sistem saraf intrinsik, ekstrinsik dan endokrin Interdigestive motility complex  bersihkan materi tak tercerna

Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5th ed pp:279

Muntah

 Integrasi, koordinasi dan pusat di batang otak (MO)  Reseptor: mekanoreseptor di pharyng, regangan dan mekanoreseptor di perut dan dinding mukosa; khemoreseptor  Pusat muntah menerima saraf aferen dari berbagai organ lain: chemoreseptor trigger zone (produk inflamasi); dari semicircular canal: motion sickness

Refleks Muntah

Vomit

LOS, UOS & pharynx relaxed

Diaphragm fixed for inspiration Contraction of duodenum, pylorus and antrum

Vomiting centre medulla oblongata

Efferent fibres: phrenic & vagus nerve

Afferent fibres: pain, bloating, inflammation, irritants, toxins.... Intercostal muscles contracted… High abdominal muscular pressure

Mekanisme Muntah

V. Sekresi Saluran Pencernaan

1. Kelenjar Saliva Fungsi: 1. lubrikasi  memudahkan menelan 2. antibakteri (antibodi & lysosim) di mulut >>> bakteri bila saliva tak berfungsi  infeksi

Kelenjar Ludah  Saliva memiliki osmolaritas yang berbeda dibandingkan plasma ([Na+ <<<, K+ >>>>, HCO3- >>>)  Didalam saluran cairan tjd perubahan komposisi  reabsorb Na+ dan sekresi K+ , diikuti reabsorbsi Cl- dan sekresi HCO3-

 Saliva sapi mengandung bikarbonat > hewan lainnya

3. Mengandung enzym pencernaan: a. α Amylase (ptialin)  pd omnivora pada carnivora tidak ada b. Lipase (lingual lipase) pada anak sapi (minum susu) 4. Pendingin (termoregulasi  suhu tubuh) Dampak saliva  pd lambung proximal (pH netral); pada burung: aktif di crop.

Kelenjar Ludah dan Ludah  Saliva disekresikan oleh kelenjar ludah  Unit sekretoris kelenjar ludah adalah acini.  Sel ini mensekresikan cairan yang mengandung: air, electrolytes, lendir (mucus) and enzymes.  Ada tipe sel epitel acinar:  Serous cells, mensekresi cairan banyak air sedikit mucus (lendir)  Mucous cells, memproduksi sekreta yg kaya mucus  Cairan disalurkan ke rongga mulut melalui saluran

 Kebanyakan hewan mempunyai 3 pasang kelenjar ludah utama yg berbeda pada jenis sekreta yg diproduksi:  Kel. Parotid menghasilkan ludah yg serous (banyak air)  Kel. Submaxillary (mandibular) menghasilkan suatu campuran serous and mucous  Kel. Sublingual glands menghasilkan air liur yang berlendir

Fungsi Saliva:  Lubrikasi and pengikat: makanan yg dikunyah menjadi bolus shg mudah ditelan dan tidak merusak mukosa esofagus. Saliva juga melapisi rongga mulut dan esofagus shg makanan tdk dapat bersinggungan langsung dg epitel. Melarutkan makanan kering.  Kesehatan mulut: Rongga mulut selalu dibasuh dengan air liur sehingga menjaga mulut tetap bersih. Sekresi saliva menurun bertahap selama tidur & membiarkan pertumbuhan populasi bakteri mulut sehingga mulut menjadi bau. Saliva juga mengandung lysozyme, suatu enzim melisis bacteria dan mencegah overgrowth populasi microbial.

Fungsi Saliva:  Inisiasi pencernaan karbohidrat: pd kebanyakan species, sel acinar serous mensekresi alphaamylase yg dpt memulai pencernaan karbohidrat menjadi maltosa. Amylase tdk terdapat, atau sangat sedikit, di saliva carnivora atau sapi.  Menyediakan buffer alkali and cairan: ini sangat penting bagi ruminansia, memiliki lambung depan yang tdk bersifat sekretoris.  Pendinginan secara evaporasi: penting pd anjing, yg kel. Keringat tdk berkembang dg baik.

Refleks Sekresi Saliva

Sekresi lambung  Sel mukosa  mukus kental (pelindung dr asam dan remasan lambung); mukus encer, sifat progenitor (dpt membelah dan migrasi)  Sel parietal  HCl  Chief cell  pepsinogen (zymogen) Pepsinogen  pepsin (oleh HCl) Pepsin mengaktivasi pepsinogen  pepsin * Sel G : gastrin (hormon)

Sekresi lambung:

PEPSIN • Secreted by the gastric chief cells in an inactive form, pepsinogen (zymogen)

Produksi HCl oleh Sel Parietal

P : Active pump Sumber: Guyton & Hall Textbook of Medical Physiology 5th ed pp:796

Pengaturan sekresi HCl

Pengaturan Fungsi sel-G Protein/peptides/

H+

amino acids

+ Antrum “muscular pump”

Gastrin releasing peptide (GRP)

+

Sel G +

H.pylori

-

Sel D

-

somatostatin

Corpus

GASTRIN circulation

Vagus nerve fibres

ECL cell & parietal cell

Pengaturan sekresi lambung:

Ingin makan: * Ingin makan  parasimpatis SSI GI  asetilkholin  sel G  gastrin  sel parietal  HCl Mkn di lambung  peregangan  reseptor mekanis (pl. myenterikus)  asetil kholin  sel G: gastrin  sel parietal: HCl Penghambatan sekresi lambung: 1. Gastrin mediated negative feedback 2. Intestinal negative feedback mechanism

Pengaturan sekresi lambung

Pengaturan Hormonal Dan Neuronal Terhadap Sekresi Lambung

+ Stimuli Sensori

+ Vagus nerve

Parietal cell

HCl

-

+

+ Sel ECL

ACh

Histamin

+ +

Sel G

-

Sel D

ECL, enterochromaffin-like cell

Gastrin

Somatostatin

Korteks Serebral

Fase cefalik Fase gastrik

Batang Otak

Distensi Lambung Saraf Vagus

Sekresi Asam Gastrin

Attack and defence in the stomach Acid & pepsin Cell surface phospholipids

pH 2

Mucus-HCO3barrier slows H+ diffusion

MUCUS pH 7 Tight junctions between cells slow H+ diffusion

HCO3Cell migration and regeneration

Mucosal prostaglandins

H+ Mucosal blood flow

Blood supply carries H+ away, helps antioxidant function

Pankreas

 Fungsi endokrin  Fungsi eksokrin: a. sel aciner (mengandung banyak RE) menghasilkan > 10 macam enzym b. sel centro aciner  sekresi HCO3Sekresi dirangsang oleh: 1. asetilkolin 2. cholecystokinin 3. sekretin

Ada 3 fase sekresi pankreas:

1. Fase cephalic  pandangan dan bau 2. Fase gastric  peregangan lambung 3. Fase intestinal  peregangan duodenum Lemak di lambung dan protein di duodenum  stimulasi prod. Cholecystokinin  pH  sekresi sekretin  sekresi HCO3-

Sekresi Empedu  Sekresi dihasilkan oleh selsel hati  Dibentuk dari kholesterol (tak larut air) + 2 hidroksil  cholic acid (sifat detergen: sisi larut air dan sisi larut lemak)  Mengandung fosfolipid, kholesterol, asam-asam empedu dan pigmen empedu (hijau)  Disekresi dalam bentuk garam natrium  Bila tak ada makanan, disimpan di kantung empedu (kuda dan tikus tidak punya kantung empedu) Na+, Cl-, HCO3- dan air diabsorpsi Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5th ed pp:293

Sekresi empedu dirangsang oleh: adanya makanan di duodenum. Makanan berlemak  CCK - relaksasi shincter Oddi - kontraksi kantong empedu - cairan empedu ke usus halus

 Enterohepatic circulation: setelah digunakan cairan empedu akan diserap kembali dan masuk ke hati sehingga tidak ada yang ikut dalam peredaran darah. Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5th ed pp:294

Sekresi Usus Halus

 Peptidase (enteropeptidase; aminopeptidase; dipeptidase)  Enzym pencerna karbohidrat ( maltase, sukrase, laktase; α limit dekstrin)

     

Mukus Enterokinase Sekretin (hormon) Cholecystokinin (CCK) (hormon) Phospholipase Nuklease, nukleotidase, nukleosidase

VI. Pencernaan (Proses non Fermentasi)  Pencernaan: proses pemecahan makanan menjadi molekul sederhana  Proses: 1. Fisik: - partikel diperkecil -  permukaan terkena enzym  mengunyah  kontraksi lambung 2. Kimiawi: hidrolisis: pemotongan ikatan kimia dg H2O - karbohidrat  ikatan glikosida - protein  ikatan peptida - lemak  ikatan ester

Hidrolisis lemak, karbohidrat dan protein

Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5th ed pp:300

Pencernaan kimiawi

1. Fase luminal: oleh enzym-enzym di lumen sal. GI (pencernaan tahap awal)  incomplete hydrolysis nutrient 2. Fase membraneous: oleh enzym-enzym di permukaan membran epitel usus/ enterosit (pencernaan tahap akhir, dilanjutkan dengan absorpsi)

Pencernaan karbohidrat

 Fase luminal: oleh α amilase  hasilnya, maltose, maltotriose (dr amilum) dan isomaltose, limit dekstrin (dr amilopektin)  Fase membraneous: oleh laktase, maltase, sukrase  hasil pencernaan: glukosa, galaktosa dan fruktosa

Digesti Karbohidrat Fase luminal

Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5th ed pp:302-303

Fase membranous

Pencernaan protein:  Fase luminal oleh: 1. Endopeptidase (pepsin, chymosin, tripsin, chymotripsin dan elastase)  hasilnya: rantai AA pendek 2. Eksopeptidase (carboxy peptidase A, carboxy peptidase B)  hasilnya: rantai AA pendek dan AA bebas

Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5th ed pp:302

Perncernaan protein Aktivasi zimogen

Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5th ed pp:304

Pencernaan membranous oleh enzi peptidase

Pencernaan lemak:

 Secara mekanis: di lambung: pemanasan dan pencampuran  globule  Di duodenum: + empedu  droplet (emulsifikasi lemak)  Di jejenum: + lipase dan co-lipase bentuk misel  difusi misel ke enterosit Gb 29-25

VII. Absorpsi (Penyerapan)

 Penyerapan (absorpsi): gerakan hasil pencernaan melewati mukosa usus masuk ke dalam sistem pembuluh darah untuk didistribusikan, meliputi: 1. Difusi: berdasarkan perbedaan komposisi di dalam dan di luar sel 2.Perbedaan polaritas sel membran: dg fungsi Na+, K+ dan pompa ATP ase 3. Fungsi selektif saluran ion

Daerah permukaan usus diperluas oleh adanya vili seperti jari dan invaginasi yg disebut kripta

Usus Halus

BRUSH BORDER Glycocalyx

• Struktur pada permukaan mikrovili yang kaya protein  mengandung enzim dipeptidase  memecah disakarida

INTESTINAL SURFACE AREA

Jenis transport:

1. Transport aktif: - perlu energi (ATP) untuk melawan gradient listrik atau gradient konsentrasi - perlu pompa Na+-K+ ATPase 2. Secondary active transport: - menggunakan gradien listrik-kimia untuk energi - memerlukan protein co-transport (symport) contoh: absorpsi glukosa, protein

 Tertiary active transport: terjadi melalui protein jalur transport yang digerakkan oleh gradient elektrokimia yang tercipta oleh secondary active transport. Contoh: absorbsi Cl- atau HCO3Transport pasif (difusi) melalui atau tight junction Gerakan melalui tight jnction disebut paracellular Absorpsi melalui apical membran disebut: transcelluler Contoh: air, molekul kecil, ion inorganik (K)

Sodium absorbtion

Bicarbonate absorbtion

Chloride absorbtion

Absorpsi nutrient

 Aborpsi karbohidrat  secondary active transport (perlu ko-transport dan Na+)  Absorpsi Protein: secondary active transport (perlu ko-transport dan Na+)  Absorpsi lemak: dg pembentukan khilomikron dari misel (memerlukan protein pembawa)

SGLT- sodium dependent glucose transporter. Glut- facilitated diffusion transporter

Absorbsi Protein

Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5 th ed pp:307

VIII. Pencernaan: Proses Fermentasi  Proses Fermentasi: - pemecahan substrat oleh mikroorganisme (bakteri, protozoa, jamur) - enzim pencerna berasal dari mikroba - kecepatan pencernaan < oleh kelenjar - substrat diubah menjadi berbagai zat - terjadi di tempat khusus, sebelum/setelah perut dan usus:  forestomach (ruminansia dan unta)  hindgut : kuda

SISTEM PENCERNAAN PADA RUMINANSIA

MULUT – ESOPHAGUS – RUMEN & RETICULUM (pencernaan oleh protista & prokariot simbiotik) – MULUT – OMASUM (air dikeluarkan) – ABOMASUM (pencernaan enzimatis, penyerapan) – INTESTINE (penyerapan) – ANUS

Stomach Compartment:

•Rumen •Retikulum •Omasum •Abomasum



 



Tongue  Used more by cattle and goats (also use lips) Teeth  No upper incisors  Used more by sheep (use lips to “sort” feed) Saliva  Continual production  Cattle: 12 gal/d vs Sheep: 2 gal/d  No enzymes; High pH Esofagus  No sphincter valve  Opens into reticulum and rumen  Muscle contractions move in both directions

Sistem pencernaan ruminansia Primarily herbivores Cattle, sheep, goats, deer, elk Camelidsare “pseodu” ruminants 60-75% of ingesta fermented by microbes before exposed to gastric juice

Rumen Characteristics : – Left side of abdomen – Papillae lining – Muscular pillars – Fermentation vat • Primarily anaerobic • Some aerobic microbes – Not functional at birth Rumen Functions : – Storage – Soaking – Physical mixing and breakdown – Fermentation • Synthesizes some vitamins • Synthesizes AA and protein • Breaks down fibrous feeds into VFAs

Reticulum characteristics  Located next to heart  Honeycomb appearance  Catches metal and hardware  Pathways  Esophagus  Rumen  Omasum  No enzymes secreted

Omasum : – “Manyplies” – No enzymes from walls – Function • Reduce particle size • Absorb some water

Abomasum :  “True stomach” that secretes enzymes from walls  Glandular stomach like monogastric fundic region  HCL, Mucin  Pepsinogen, Rennin and Lipase

Ruminant Differences: •

•

Esophageal Groove – By passes reticulum and rumen in young animals Rumination – Chew their cud (food bolus) – Up to 8 hours/day • Decrease particle size for microbes • Increases saliva production to buffer rumen – About 30 times/day – Eructation (belching) – CO2and Methane – Produced by microbial population in rumen – Rumen contracts and forces gas out – Bloat can result if ruminant doesn’t belch

Esophageal groove

Gerakan retikulorumen Kontraksi memindahkan material dari rumen ke reticulum dan kembali lagi ke rumen

Regurgitasi Sumber: Duke’s Physiology of Domestic Animals. 13th Ed. Pp 527

Rumen auscultation

Eruktasi dan Bloat

Eruktasi: membuang fermentasi

gas

hasil

Sumber: Duke’s Physiology of Domestic Animals. 13th Ed. Pp 528

Frothy bloat : kegagalan eruktasi (konsumsi legume tinggi), saponin membentuk gas yg stabil/ sulit dieruktasi

Mucosal surface of forestomach

Sumber: Duke’s Physiology of Domestic Animals. 13th Ed. Pp 522

Ekosistem Mikroba

 Jenis spesies dan populasi sgt banyak (tabel 30-1); bakteri: 1010-1011 sel/g ingesta, protozoa 105-106 sel/g ingesta  Pada umumnya anaerob, ada yang fakultatif  Protozoa memakan bakteri  populasi bakteri terkendali  Terjadi kerjasama antar spesies

Substrat & hasil pencernaan fermentasi

 Rumput & hijauan  substrat utama, tdpt dinding sel molekul KH kompleks; ikatan glikosida ß 1-4  tdk dpt dipecah oleh α amilase ; dipecah oleh selulase mikroba  Protein & KH  juga sbg sumber energi dan pertumbuhan mikroba  Kondisi anaerob hasilkan VFA (asam asetat, propionat, dan butirat)  VFA  sumber energi untuk hewannya

Pencernaan protein oleh mikroba

 Protein yang dimakan mikroba, dicerna oleh protease mikroba  hasilkan protein mikroba dan VFA

Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5 th ed pp:326

Pencernaan protein oleh mikroba Jika protein & energi tersedia seimbang (sama tinggi)  pertumbuhan bakteri cepat penggunaan protein efisien Glukosa + peptida = mikroba + VFA + NH3 +CH4 + CO2

Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5th ed pp:327

Rumen Activities Pembentukan VFA di Rumen

Volatile Fatty Acids (VFAs)

 Acetic Acid (Acetate)  Most comes from cellulose  Important to milk fat in dairy cows

 Propionic Acid (Propionate)  Most comes from starch

 Butyric Acid (Butyrate)  Derived from Acetic acid

Produksi VFA pada berbagai jenis pakan

Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5th ed pp:325

Produk Akhir Pencernaan Ruminansia 1. 2. 3. 4. 5.

VFAs (Sumber energi utama) CO2 CH4(Metan) NH3(Ammonia) Mikroba

Absorbsi VFA

Protein mikroba dpt disintesa dlm rumen dari sumber NPN (amonia, urea, nitrat) Gb. 30-4

 Hewan monogastrik tdk mampu mengguna-kan NPN  Terdapat siklus Nitrogen antar organ: bila [amonia] di rumen tinggi  disimpan di hati dan ekskresinya tinggi; bila [amonia] di rumen rendah  urea hati ke rumen Gb30-6

Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5th ed pp:327

Sifat fisik & kecernaan pakan mempengaruhi

 Laju pengosongan rumen  Laju asupan pakan Pakan cair: 15-20 jam; hijauan: 30 jam; zat susah dicerna: 50 jam

Ruminasi untuk memperkecil partikel – pengunyahan kembali isi rumen; diawali dg regurgitasi

 Pada Rumen dan Retikulum terjadi fermentasi oleh siliata dan bakteri memecah selulose menjadi asam laktat, asam lemak, asam asetat dan gas.  Kuda , Kelinci dan Marmot : tidak memiliki lambung seperti hewan memamah biak (ruminansia) tetapi memiliki sekum yang besar dimana terjadi fermentasi oleh bakteri.

 Kuda, kelinci, dan marmut  proses fermentasi terjadi pada sekum  Proses fermentasi pada sekum tidak seefektif fermentasi yang terjadi di lambung  kotoran kuda, kelinci, dan marmut lebih kasar  Pada kelinci dan marmut kotoran seringkali dimakan kembali  masih mengandung banyak zat makanan  akan dicerna lagi 

Horse hindgut

Left view

Right view

LDC, left dorsal colon; LVC, left ventral colon; RDC, right dorsal colon; RVC, right ventral colon.

Sumber: Duke’s Physiology of Domestic Animals. 13th Ed. Pp 481

Kontrol gerakan rumen retikulum:

 CNS : n vagus  Oleh keadaan intraluminal: - peregangan - konsentrasi - pH - [VFA] - tekanan ion

Fungsi abomasum: menyerap hasil fermentasi rumen

 Fungsi abomasum; usus halus dan usus besar = fungsi hewan monogastrik; demikian juga sekresinya (enzym-enzym yang dihasilkan dan pencernaannya).  Pada ruminansia, mikroba rumen yang memasuki usus halus akan menjadi sumber protein bagi hewannya.

IX. Pencernaan Unggas  Morfologi : istimewa - Tidak ada gigi  fungsi digantikan oleh paruh yang berzat tanduk dan otot lambung (ventrikulus) - Ada crop, bentuk/susunan bervariasi - Proventrikulus (pars glandularis) sekresi, ukuran berbedabeda tergantung pakan - Ventrikulus (pars muskularis)  untuk menggiling dan lokasi bekerjanya enzym proteolitik, mukosa dilapisi koilin (kutikula) - Sekum sepasang (herbivora, granivora; pada beberapa spesies tidak ada (Psittaciformes, Apodiforms), ada yang rudimenter (Columbiformes) - Ada cloaca

Gerakan * Esophagus: - Deglutition, peristaltik primer  Siklus gastrointestinal: oleh pacemaker intrinsic  Refleks duodenum ke gizard  Egestion: memuntahkan bolus makanan dari gizard (pakan tak tercerna: bulu, rambut, tulang)  Usus halus: MMC, intestinal reflux *

Di colon ada antiperistaltik: 10-14 x/menit

* Rektum: ada antiperistaltik terus menerus - urin digerakkan dari kloaka ke kolon untuk absorpsi air, untuk mengisi caecum

Sekresi dan Pencernaan  Saliva lebih kental  lubrikasi  menelan  Di Crop: - banyak mukus - pencernaan oleh bakteri yang diregurgitasi dari duodenum - pada merpati ada invertase, amilase  Lambung: ada 2 kelenjar: 1. mukus 2. Sel oxynticopeptic  HCl & pesinogen

 Usus halus : - hampir sama - tidak ada laktase  Caecum: - pencernaan mikroba thd selulosa - penyerapan air dari urin (dg gerak antiperistaltik dari cloaca) - sintesis vitamin oleh mikroba (Vit. B kompleks) ABSORPSI Dg transport aktif (D-glu, D-galaktosa) dg protein carier &Na+

X. Feses

 Materi feses adalah materi pakan yang tidak tercerna oleh hewan (+ zat warna:stercobilin+ zat-zat lain hasil fermentasi usus + hasil sekresi endogenus), sebagai contoh: bila seekor anjing diberi pakan yang mengandung selulosa, karena tidak ada enzim pemecah selulosa (selulase) di saluran pencernaannya, maka selulosa ini akan keluar sebagai feses.

Komposisi feses - 75% air dan 25% padatan, yang terdiri atas: • 30% bakteri non aktif • 10-20% lemak • 10-20% bahan organik • 2-3% protein • 30% serta tidak tercerna, pigmen empedu, sel epitel - Warna: sterkobilin dan urobilin - Bau : aktifitas bakteri  tergantung tipe bakteri dan makanan yang dikonsumsi - Komposisi feses berbeda antar individu

Refleks pada Kolon dan Rektum Spinal cord

Distention

Food in duodenum

+ Food in stomach

rectum

+ +

+ Colon VIP ATP

FAECES

Mass movements

IAS EAS

Faeces

Ach

Pudendal nerve

anus

Refleks Defekasi

-