Sistem Pernapasan
1
Sistem dalam tubuh hewan yang melangsungkan pertukaran gas O2 dengan CO2 antara organisme tersebut dengan lingkungan eksternalnya
2
1. Pertukaran gas langsung lewat permukaan tubuh Porifera Nematoda Coelenterata Amfibia
2. Pertukaran gas (pada hewan berukuran besar)
melalui :
Sistem respirasi (untuk pertukaran gas) Sistem peredaran (untuk mengangkut gas antara permukaan respiratorik dan sel-sel tubuh) Respirasi eksternal : pertukaran gas antara darah dan lingkungan luar Respirasi internal : pertukartan gas antara darah dan sel-sel tubuh
3
4
Pada Vertebrata alat respirasi berupa:
Branchia: pada hewan akuatik (ikan dan larva katak)
Pulmo pada hewan terestrial ( katak, reptil, burung,
mamal)
Branchia (insang): tersusun atas filamen dan
lamella branchia berdinding tipis penuh vaskularisasi
darah dialirkan sangat berdekatan dengan permukaan
pertukaran gas O2 & CO2
5
Ontogeni insang
6
7
Saccus pharyngealis (celah insang) pada Vertebrata rendah >> dibandingkan Vertebrata tinggi
Cyclostomata celah insang: 6-14 pasang:
Bdellostoma 14 pasang
Petromyzon 7 pasang
Myxin 6 pasang
Ikan 6 pasang Amfibi & reptil 5 pasang Burung & mamal 4 pasang
8
9
Petromyzon
Larva : dinding pharynx berkembang 8 pasang celah insang, Dewasa : 1 pasang mereduksi sisa 7 pasang 7 pasang celah insang memiliki Apertura branchialis interna dan externa Pharynx berhubungan dengan mulut (caudal esophagus) Pada perkembangan berikutnya terjadi pemisahan esophagus dengan pharynx ( hubungan dengan mulut masih ada) Pharynx saccus buntu, hubungan pharynx dan mulut diatur oleh velum (membrane yang berfungsi sebagai klep) fungsi : mencegah kembalinya air ke rongga mulut 7 pasang celah insang : berhub. dengan pharynx melalui aperture branchialis interna Berhub. Dengan lingkungan luar melalui aperture branchialis externa Pemasukan air melalui aperture branchialis externa adaptasi perilaku Petromyzon selalu melekatkan mulut pada mangsa lubang mulut tertutup
10
11
Myxin
Pharynx berhub. Langsung dengan mulut dan
esophagus Memiliki 6 pasang saccus branchialis dengan 6 pasang aperture branchialis dan I aperture branchialis externa Esophagus dan saluran keluar bersama dihubungkan melalui Ductus esophageo-cutaneus merupakan saluran serupa celah insang namun tidak mengandung insang
12
13
Arcus visceralis berfungsi sebagai penyokong branchia
Arcus visc. I = Arcus Mandibularis
Arcus visc. II = Arcus Hyoideus
Celah insang antara arcus mandibularis dan arcus
hyoideus Celah Hyomandibulare
Pada ikan, celah ini mengalami modifikasi membentuk
spiraculum, atau sama sekali menutup
14
Ikan bertulang rawan:
membelok ke posterior berfungsi: melindungi branchia
Septum interbranchiale berkembang baik di ujung distal
Celah hyomandibulare modifikasi spiraculum
Gill rakers:
berbentuk sisir, asal arcus branchialis, berfungsi mencegah
benda asing masuk celah insang
15
Ikan
bertulang sejati
~ Septum Interbranchiale mereduksi (kadang
menghilang) ~ Celah hyomandibulare menutup ~ Arcus hyoideus membesar tumbuh ke caudal membentuk: operculum sebagai penutup insang ~ Membrana branchiostegalis memanjang dari permukaan dalam operculum dinding tubuh, berfungsi memungkinkan air meninggalkan branchia
16
17
18
19
Mekanisme respirasi pada ikan bertulang rawan
20
Mekanisme respirasi pada ikan bertulang sejati
21
◚ Melindungi filamentum branchiale dari persentuhan
dengan material makanan yang kasar
◚ Menunjukkan adanya spesialisasi morfologik sehubungan
dengan jenis makanan dan kebiasaan makan
¤ Pada Omnivora pendek dan sederhana ¤ Pada Plankton Feeder panjang, banyak, Lamellair, atau
dengan berbagai bangunan tambahan
22
Pada amfibi
Selama perkembangan embrio terbentuk 5 pasang celah
insang (saccus pharyngealis):
I dan V : menutup
II, III, dan IV : berhubungan dengan lingkungan luar
Pada Anura :
Celah Insang I tuba Eustachius dan rongga telinga tengah
Pada kebanyakan amfibi semua celah insang menutup setelah metamorfosis, tapi pada Urodela tertentu celah insang tetap dipertahankan sampai dewasa
23
♫ Celah Insang I : tuba Eustachius dan rongga telinga tengah ♫ Celah Insang yang lain :
Mereduksi Menghilang
Menyokong pembentukan kelenjar endokrin
Contoh :
♪ Kel. Parathyroidea terbentuk dari celah insang III dan IV ♪ Thymus terbentuk dari bagian ventral celah insang III dan
IV
24
25
Pneumatocyst
Saccus berdinding tipis berasal dari penonjolan
dinding dorsal tractus digestivus (pharynx) tumbuh ke dorso caudal terletak di ventral columna vertebralis, ren dan aorta dorsalis Hubungan pneumatocyst dengan oesophagus melalui ductus pneumaticus fungsi untuk jalan keluar masuk udara ke pneumatocyst Fungsi: alat hidrostatik alat respirasi tambahan penghasil suara
26
Berdasarkan ada tidaknya ductus pneumaticus, ada 2 golongan ikan:
Physostomi golongan ikan yang mempunyai ductus pneumaticus Physoclysti, golongan ikan yang tidak mempunyai ductus
pneumaticus Pada Physoclysti: pemasukan dan pengeluaran udara ke dalam pneumatocyst alat tambahan macula rubra berupa anyaman pembuluh darah (= rete mirabile) Macula rubra sebagai kelenjar penghasil gas. Pengeluaran gas dari pneumatocyst dengan absorbsi oleh ovale (bangunan berdinding tipis berbentuk oval terletak di bagian belakang pneumatocyst). Luas sempitnya ovale diatur oleh musculus sphinxter yang mengelilingi ovale Ovale membesar, absorbsi makin banyak dan sebaliknya.
27
28
29
Tulang Weber terdiri dari: Scaphium/stapes Claustrum Intercalarium/incus Tripus/malleus Stimulasi nervus auditorius melalui tulang Weber dan telinga dalam,pengaturan tek.udara dlm pneumatocyst secara reflek
30
Pneumatocyst sebagai alat hidrostatik
Untuk mengetahui tekanan air berhubung dalamnya air Hubungan pneumatocyst dengan alat keseimbangan (dalam labyrinthus): 1. Coeca (lanjutan ke cranial pneumatocyst sebagai kantong buntu) menempel pada membran penutup capsula auditiva 2. Coeca langsung berhubungan dengan alat keseimbangan melalui lubang pada capsula auditiva. 3. Dengan perantaraan tulang2 Weber
31
32
33
34
Ontogeni pulmo
35
Amfibi
Urodela : larynx sederhana Necturus, larynx terdiri dari: cartilago lateralis Proteus, larynx terdiri dari: cartilago arytenoidea cartilago cricoidea
Fungsi larynx amfibi : mengatur pemasukan dan pengeluaran udara; menimbulkan suara
36
Anura :
Larynx:
► Pertama kali ada plica vocalis, tersusun oleh: serabut elastis, tepi
tebal
► Plica vocalis bergetar jika udara melalui larynx timbul
suara ► Berkembang baik pada Anura jantan, dan punya saccus vocalis bila dilatasi sebagai resonator ► Saccus Vocalis diverticula rongga mulut, meluas ke ventral dan lateral
Trachea: sangat pendek Pulmo:berupa saccus berdinding tipis dengan lipatan internal menambah luas permukaan respiratoris
37
38
39
40
♠ Larynx : disokong cartilago arytenoidea dan
cartilago cricoidea
♠ Trachea : panjang, disokong cartilago trachealis
(annulus trachealis) ujung posterior 2 bronchus
♠ Pulmo :
◘ Struktur lebih kompleks dari pulmo amphibi
◘ Permukaan dalam diperluas dengan sekat
pemisah
41
Larynx kurang berkembang, terletak di ujung
anterior trachea, tidak dapat hasilkan suara
Trachea
Saluran panjang dan fleksibel Annulus trachealis berbentuk cincin lengkap
Bag. dorsal : Cartilago, bag. ventral: tulang Ujung posterior membelah menjadi 2 bronchus disokong
annulus bronchialis
Annulus trachealis posterior dan annulus bronchialis anterior
bersama jaringan berdekatan modifikasi jadi syrinx
42
Bronchus
Dinding luar disokong annulus bronchialis yang tidak menutup sempurna dan dinding dalam hanya berupa membran
Pulmo
Kecil, penuh vaskularisasi Kemampuan mengembang sedikit karena pulmo melekat pada costa
dan vertebra thoracalis Mesobronchus: lanjutan bronchus primer masuk ke permukaan ventral pulmo Bronchus sekunder membentuk percabangan terdiri dari saluran kecil = parabronchus Percabangan parabronchus membentuk kapiler udara sebagai membran respiratoris Mesobronchus dan bronchus sekunder meluas membentuk kantong udara (saccus pneumaticus) 43
44
Kantung Udara dibentuk oleh mesobronchus dan bronchus sekunder setelah melalui pulmo
♪Saccus Interclavicularis : di dorsal furcula, menyentuh sisi
dorsal ingluvies
♪Saccus cervicalis : didorsal pangkal leher ♪Saccus thoracalis anterior : pada tiap sisi pericardium ♪Saccus thoracalis posterior : diantara pulmo dan hepar
♪Saccus abdominalis : ditiap sisi rongga tubuh
Saccus-saccus tersebut, dihubungkan ke pulmo oleh saccus
recurrent (sacco-bronchus) bersatu dengan parabronchus
45
Mekanisme respirasi Inspirasi
Udara masuk langsung ke saccus pneumaticus melalui: Trachea bronchus primer mesobronchus bronchus sekunder saccus pneumaticus.
Ekspirasi
Udara dari saccus pneumaticus melalui recurrent bronchus (sacco bronchus) para bronchus kapiler udarta (terjadi pertukaran gas) bronchus sekunder mesobronchus bronchus primer trachea keluar
46
47
48
Pertukaran udara
Pengatur suhu tubuh
Pendingin gonade dan mebantu spermatogenesis
Menghasilkan suara Saccus interclavicularis berhubungan dengan sac.
Subcutaneus sebagai bantalan saat burung menyelam dari
ketinggian
49
Larynx, disokong oleh : Cartilago Arythenoidea Cartilago Cricoidea Cartilago Thyroidea
Epiglottis : struktur khusus pada larynx :
Bentuk bulat
Disusn oleh cartilago elastis, meluas ke arah anterior dorsal
cartilago thyroidea Fungsi : melindungi glottis saat makanan ditelan
50
Trachea
Panjang tergantung panjang leher Ujung posterior bercabang 2 BRONCHUS
Dinding Trachea dan Bronchus terdiri dari : ≈ Lapisan dalam epithel bersilia ≈ Lapisan Luar jaringan pengikat ≈ Lapisan Tengah cincin cartilage dan serabut otot polos
51
Bronchiolus
Bercabang-cabang ductus alveolaris ke kantong udara (pada dindingnya ada rongga berbentuk mangkok= alveolus)
Alveolus
Dinding tipis (satu lapis sel epitel pipih)
Selalu basah Kaya vaskularisasi
52
53
54
55
56
INSPIRASI
¤ Otot costa kontraksi ujung depan costae tertarik kearah
cranio-lateral
¤ Dasar rongga dada dan diaphragma kontraksi kecembungan
< volume rongga dada >> tekanan pulmo <
¤ Bila tekanan pulmo < tekanan atmosfer udara luar masuk
melalui trachea dan cabang saluran pernapasan ke kantong udara dan alveoli
57
EKSPIRASI
• Otot costa relaksasi costa kembali ke
kedudukan semula
• Diaphragma relaksasi organ-organ
abdominal mendorong diaphragma (dibantu otot abdomen) cembung volume rongga dada < pulmo kontraksi udara keluar
58
59
SYRINX
Komponen Syrinx Annulus Trachealis Annulus Bronchialis Membran intra annularis Otot Sterotrachealis Suara dihasilkan dengan cara :
Memperkuat tekanan dalam saccus pneumaticus Mendekatkan trachea ke arah tubuh
Suara dapat diubah dengan cara : Mengubah jarak percabangan dengan pulmo
60
◛ Macam-macam syrinx : Syrinx trachealis Syrinx bronchialis Syrinx bronchotrachealis
Syrinx trachealis
Bagian lateral beberapa annulus trachealis
menghilang bagian ini ditutup membran yang dapat bergetar bila ada udara
Syrinx bronchialis
Membran interannularis pada bronchus melipat
ke dalam rongga bronchus lipatan ini dapat bergetar
61
Syrinx bronchialis
62
Syrinx bronchotrachealis
♪ Annulus trachealis posterior dan annulus
bronchialis pertama modifikasi ruang resonansi = tympanum ♪ Antara kedua lubang bronchus ada septum ke arah trachea ♪ Tepi septum membentuk membran semilunaris, disokong oleh pessulus tulang/tulang rawan melintang dorsoventral ♪ Setiap sisi septum ada membran elastis tipis kearah ventral membentuk dinding dalam bronchus membrana tympaniformis interna 63
Syrinx bronchotrachealis
♪ Membrana tympaniformis externa
membrana berhadapan dengan membrana semilunaris membentuk bibir luar bronchus ♪ Labium externum : bantalan elastis di mediocaudal membrana tympaniformis externa ♪ Labium internum : bantalan elastis di caudal membran semilunaris, di cranial membran tympaniformis externa
64
Syrinx bronchotrachealis
♪ Labium externum dan labium internum:
mengatur besar kecilnya rongga bronchus ♪ Ligamentum interbronchiale (bronchidesmus) : jembatan elastis terletak diantara membrana tympaniformis interna ♪ Foramen interbronchiale : lubang diantara kedua membranatympaniformis interna
65
Syrinx bronchotrachealis
66
Otot Syrinx
Otot yang berperan dalam pembentukan
suara (asal dari sistem otot sternohyoideus yang mengalami modifikasi) Otot extrinsik : Origo sternum Insertio : Trachea Otot intrinsic : origo dan insertio pada trache atau bronchus
67
Otot Syrinx………………..(2)
jumlah dan kedudukan otot tersebut bervariasi
tergantung spesies. Misal : burung merpati sepasang otot extrinsic dan sepasang otot intrinsic Ordo Oscines : 3-9 pasang otot extrinsic dan otot intrinsic Otot sternotrachealis: Bila kontraksi bag. Bawah trachea turun rongga bronchus menyempit (bag mte) bila membran ini tersentuh arus udara expirasi membran bergetar timbul suara
68
Otot Syrinx………………..(3)
Otot Trachealis
◙ O dan I : trachea ◙ Terletak di sebelah dalam otot
sternotrachealis ◙ Bila kontraksi trachea memendek syrinx bergerak keatas rongga bronchus melebar
69
Otot Syrinx………………..(4)
Otot tracheobronchialis ♫ O : Trachea ♫ I : Annulus Bronchialis (dicranial atau caudal MTE) ♫ Bila insertio dicranial MTE kontraksi Rongga bronchus melebar ♫ Bila insertio di caudal MTE kontraksi rongga bronchus menyempit
70
Otot Intrinsik Syrinx Gagak
♥ Otot trachealis lateralis
♥
♥ ♥ ♥
O dan I : Trachea Otot bronchotrachealis anterior O : Trachea, I : Dekat Bronchus Otot bronchotrachealis posterior O : Trachea, I : Bronchus Otot bronchotrachealis brevis O : Trachea, I : Bronchus(terletak di posterior syrinx) Otot bronchialis anterior O dan I : Bronchus (dianterior syrinx)
71
72
Struktur yang membantu timbulnya suara :
◛ Membran semilunaris
◛ Bulla yang melebar, berhubungan dengan syrinx(pada
bebek ♂) ◛ Lidah berdaging pengaturan suara (kakatua) ◛ Lab. Internum dan externum membantu bergetarnya membran dengan mengatur besar kecilnya rongga bronchus) ◛ Panjang trachea dan diameter mempengaruhi kerasnya suara
73
74