LAPORAN PRATIKUM KONTRAKSI OTOT JANTUNG
untuk memenuhi tugas mata kuliah Fisiologi Hewan dan Tumbuhan yang dibimbing oleh Ibu Dr. Sri Rahayu Lestari, M.Si
Kelompok 5, Oferring I:
Elvi Nuraini
(150342607435) (150342607435)
Etis Prasila Utami
(150342605416) (150342605416)
Farhana Halimah Rusyda
(150342607533) (150342607533)
Lely Rindianti F. T. P
(150342607238) (150342607238)
Made Dewi Saraningsih
(150342607055) (150342607055)
M. Kresnha Pangabdi
(150342606538) (150342606538)
UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS MATEMATIKA MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN BIOLOGI Oktober 2016
A. Tujuan
Praktikum ini bertujuan untuk : 1. Melihat sifat otomatis dan ritmis dari tiap – tiap bagian jantung 2. Memahami peran sinus venosus pada kontraksi otot jantung 3. Mengamati pengaruh beberapa faktor ektrinsik terhadap aktivitas jantung
B. Dasar Teori
Pada amfibia, irama ditentukan oleh sinus venosus. Atrium iramanya kurang cepat dan ventrikel paling rendah tingkat otomasinya. Otot jantung peka terhadap perubahan perubahan metabolik, kimia dan suhu. Kenaikan suhu meningkatkan metabolisme dan frekuensi jantung. Jantung merupakan suatu organ yang berdenyut dengan irama tertentu (kontraksi ritmik). Fungsi utama jantung adalah memompa darah ke arah sirkulasi sistemik maupun pulmoner. Lapisan yang mengitari jantung (pericardium) terdiri dari dua bagian : lapisan sebelah dalam atau “pericardium visceral” dan lapisan sebelah luar atau “pericardium parietal”. Kedua lapisan pericardium ini dipisahkan oleh sedikit cairan pelumas, yang berfungsi mengurangi gesekan pada gerakan memompa dari jantung itu sendiri. Bagian depan dari pericardium itu melekat pada tulang dada (sternum) bagian bawahnya melekat pada tulang punggung, sedang bagian bawah pada diafragma. Perikardium visceral mempunyai hubungan langsung dengan permukaan jantung. Sel-sel otot jantung tidak akan berkontraksi kecuali dipicu oleh input neuron motoris yang mengontrolnya. Akan tetapi, sel-sel otot jantung dapat membangkitkan potensial aksinya sendiri, tanpa suatu input apapun dari sistem saraf. Membran plasma otot jantung mempunyai ciri pacu jantung yang menyebabkan depolarisasi berirama, yang memicu potensial aksi dan menyebabkan sel otot jantung tunggal untuk berdenyut bahkan ketika diisolasi dari jantung dan ditempatkan dalam biakan sel. Potensial aksi sel otot jantung berbeda dari potensial aksi sel otot rangka, yang bertahan sampai dua puluh kali lebih lama. Potensial aksi sel otot rangka hanya berfungsi sebagai pemicu kontraksi dan tidak mengontrol durasi kontraksi tersebut. Pada sel jantung durasi potensial aksi memainkan peranan penting dalam pengontrolan durasi kontraksi (Campbell, 2004:262). Katak dan amfibia lainnya mempunyai jantung berbilik tiga, dengan dua atrium dan satu ventrikel. Ventrikel akan memompakan darah ke dalam sebuah arteri bercabang yang mengarahkan darah melalui dua sirkuit : pulmokutaneuscircuit mengarah ke jaringan pertukaran gas (dalam paru-paru dan kulit pada katak), dimana darah akan mengambil
oksigen sembari mengalir melalui kapiler. Darah yang kaya oksigen kembali ke atrium kiri jantung, dan kemudian sebagian besar di antaranya dipompakan ke dalam sirkuit sistematik. Sirkuit sistemik ( systemiccircuit ) membawa darah yang kaya oksigen ke seluruh organ tubuh dan kemudian mengembalikan darah yang miskin oksigen ke atrium kanan melalui vena. Skema ini,yang disebut sirkulasi ganda (doublecirculation), menjamin aliran darah yang keluar ke otak, otot, dan organ-organ lain, karena darah itu dipompa untuk kedua kalinya setelah kehilangan tekanan dalam hamparan kapiler pada paru-paru atau kulit (Campbell, 2004:45). Kontraksi jantung terdiri dari kontraksi atrium dan kontraksi ventrikel. Kedua macam kontraksi jantung menunjukkan bahwa siklus jantung terdiri dari systole dan diastole. Systole merupakan periode kontraksi ventrikel saat jantung memompakan darahnya dari ventrikel ke sirkulasi pulmonal ( A pulmonalis) dan ke sirkulasi sistemik (aorta). Pada saat systole katub-katub atrioventrikularis (mitralis dan bikuspidalis) menutup sedangkan katub-katub semilunaris (katub aorta dan katub pilmonal) membuka sehingga ventrikel yang berkontraksi (tekanannya meningkat) memompakan darahnya ke aorta dan A pulmonalis. Sedangkan diastole menunjukkan periode relaksasi ventrikel (kontraksi atrium) saat ventrikel menerima darah dari atrium yang sebelumnya telah menerima darah dari paru-paru (V Pulmonalis) dan dari seluruh tubuh (vena cava). Pada saat distole katub-katub semilunaris (katub aorta dan katub pulmonal) menutup sedangkan katub-katub atrioventrikularis (mitralis dan bikuspidalis) membuka sehingga atrium yang berkontraksi
(tekanannya
meningkat)
memompakan
darahnya
ke
ventrikel
(Supripto,1998). Jantung mempunyai kemampuan untuk self excitation sehingga dapat berkontraksi secara otomatis walaupun telah di lepas dari tubuh dan semua syaraf menuju jantung telah di potong. Meskipun jantung berkontraksi dengan sendirinya, namun kuat kontraksi, frekuensi denyut jantung, dan perambatan impuls pada jantung dipengaruhi oleh saraf otonom, yaitu saraf simpatik dan saraf parasimpatik. Pasangan kedua saraf ini kerjanya adalah saling berlawanan yaitu saraf simpatik bekerja meningkatkan baik kuat kontraksi maupun frekuensi denyut jantung dan mempercepat perambatan impuls pada jantung, sedangkan saraf parasimpatik bekerja menurunkan naik kuat kontraksi maupun frekuensi denyut jantung dan melambatkan perambatan impuls pada jantung (Supripto ,1998)
C. Alat dan Bahan
Alat
Bahan
Papan bedah
Katak
Alat seksi
Larutan Ringer
Cawan petri
Asetilkolin (1/5000) 2%
Pipet tetes
Adrenalin 1 %
Lup
KCl 0,9 %
Kait logam/Peniti
CaCl2 1%
Benang
Jarum Pentul ,
NaCl 0,7 %
D. Cara Kerja 1. Sifat Otomatis dan Ritmis Jantung
Seekor katak Disingel pith, dengan cepat membuka rongga dadanya dan dihitung denyut jantung permenit
Dipisahkan jantung dari tubuh dan meletakkan dalam cawan petri yang berisi larutan ringer. Dihitung denyutnya per menit dan diamati apakah denyutnya berirama atau tidak.
Dipisahkan sinus venosus dari jantung, diamati dan dihitung denyut per menit. Bila tidak berdenyut, disentuh pelan-pelan dengan batang gelas.
Dipisahkan atrium kanan, atrium kiri dan ventrikel. Diamati apakah masing-masing bagian tersebut masih berdenyut dan dihitung denyutnya per menit.
2. Pengaruh Faktor Fisik dan Kimia terhadap Aktifita Jantung
Seekor katak Disingel pith, dibuka rongga sehingga jantung terlihat jelas terlihat. Dibuka pericardium sehinggajantung Nampak jelas terlihat.dihitung denyut jantung per menit
Ditetesi jantung dengan larutan Ringer 5°C, dihitung denyut jantung per menit
Dibuang dengan pipet larutan Ringer dingin dan diganti dengan larutan Ringer Normal. Diamati sampai terlihat denyut jantung mendekati normal
Ditetesi jantung dengan larutan Ringer 40°C, dihitung denyut jantung per menit
Dibuang dengan pipet larutan Ringer panas dan diganti dengan larutan Ringer Normal. Diamati sampai terlihat denyut jantung mendekati normal
Ditetesi jantung dengan asetikolin, dihitung denyut jantung per menit
Dibuang dengan pipet asetikolin dan diganti dengan larutan Ringer Normal. Diamati sampai terlihat denyut jantung mendekati normal
Ditetesi jantung dengan adrenalin, dihitung denyut jantung per menit
Dibuang dengan pipet adrenalin dan diganti dengan larutan Ringer Normal. Diamati sampai terlihat denyut jantung mendekati normal
3. Pengaruh Ion Terhadap Aktifitas Jantung
Seekor katak Disingel pith, dengan cepat dibuka rongga dadanya. Dihitung denyut jantung per menit
Dibukalah peniti kecil atau menggunakan kait logam kecit yang diikiat dengan benang
Dipisahkan jantung dari tubuh dan diletakkan dalam cawan petri yang berisi larutan Ringer. Dihitung denyutnya per menit, dan diamati apakah denyutnya berirama atau tidak
Dengan cara yang sama, diberi perlakuan jantung dengan CaCl 2 1%, NaCl 0,7 % dan KCl 0,9%
E. Data Pengamatan 1. Sifat otot dan ritmis
ondisi Jantung
Jumlah denyut /menit
ormal ( sebelum perlakuan )
70
antung dipotong dan ditambah ringer
63
inus venosus
5
antung
67
trium
62
entrikel
22
2. Pengaruh faktor fisik dan kimia terhadap aktivitas jantung
ondisi jantung
Jumlah denyut/menit
ormal (sebelum perlakuan )
66
inger 5°C
39
inger normal
30
inger 40°C
49
inger normal
54
setilkolin
-
inger normal
-
drenalin
-
inger normal
-
3. Pengaruh ion terhadap aktivitas jantung
ondisi jantung
Jumlah denyut jantung /menit
ormal (sebelum perlakuan )
79
inger
71
aCl2 1%
69
aCl 0,7 %
63
Cl 0,9%
56
F. Analisis Data 1. Sifat Otot dan Ritmis Jantung Katak disingle pith, kemudian dibuka rongga dadanya dengan cepat dan serta dibuka bagian pericardium, lalu dihitung denyut jantung yang berdenyut selama 70 kali per menit. Jantung dipisahkan dari tubuh katak dan diletakkan didalam cawan petri yang berisi ringer. Pada saat tersebut jantung masih berdetak secara berirama selama 63 kali per menit. Bagian sinus venosus dipisahkan dari jantung dan dihitung denyutnya yang hasilnya masih berdenyut selama 5 kali per menit. Tetapi bagian jantungnya berdenyut selama 67 kali per menit. Bagian atrium dipisahkan dari ventrikel kemudian menghitung denyut jantungnya. Pada atrium masih berdenyut selama 62 kali per menit, sedangkan bagian ventrikel berdenyut selama 22 kali per menit. 2. Pengaruh Faktor Fisik dan Kimia Terhadap Aktivitas Jantung Katak disingle pith, kemudian dibuka rongga dadanya dengan cepat dan serta dibuka bagian pericardium, lalu dihitung denyut jantung yang berdenyut selama 66 kali per menit. Jantung ditetesi dengan larutan Ringer 50C. Jantung berdenyut selama 39 kali per menit. Kemudian larutan Ringer dingin dibuang dengat pipet dan diganti dengan larutan Ringer normal. Pada saat itu jantung berdenyut selama 30 kali per menit. Berikutnya jantung ditetesi dengan larutan Ringer 40 0C. Jantung berdenyut selama 49 kali per menit. Kemudian Ringer panas dibuang dengan pipet tetes dan diganti dengan larutan normal. Pada saat itu jantung berdenyut selama 54 kali per menit. Setelah itu jantung ditetesi dengan larutan asetilkolin, pada saat itu jantung sudah tidak berdenyut. Kemudian ditetesi lagi dengan Riger normal jantung juga tidak berdenyut.
Berikutnya jantung ditetesi dengan larutan adrenalin tidak berdenyut dan terakhir jantung ditetsi dengan Ringer normal jantung juga tidak berdenyut. 3. Pengaruh Ion terhadap Aktivitas Jantung Katak disingle pith, kemudian dibuka rongga dadanya, lalu dihitung denyut jantung yang berdenyut selama 79 kali per menit. Kemudian dengan menggunakan peniti kecil yang diikat dengan benang jantung dipisahkan dari tubuh dan diletakkan di cawan petri yang berisi larutan Ringer. Pada saat itu jantung berdenyut dengan berirama selama 71 kali per menit. Jantung ditetesi dengan larutan CaCl 1% dan pada saat itu jantung berdenyut selama 69 kali per menit. Berikutnya jantung dibersihkan dari larutan CaCl. Kemudian ditetesi lagi dengan larutan NaCl 0,7%, pada saat itu jantung berdenyut selama 63 kali per menit. Setelah itu jantung dibersihkan dari larutan NaCl. Terakhir jantung ditetesi dengan larutan KCl 0,9% dan denyut jantung jantung semakin lambat yaitu 56 kali per menit. G. Pembahasan
Berdasarkan praktikum yang telah di laksanakan, maka dapat di bahas secara terperinci sebagai berikut : Jantung katak berbeda dengan jantung manusia. Jantung katak maupun mamalia mempunyai centrum automasi sendiri artinya tetap berdenyut meskipun telah diputuskan hubungannya dengan susunan syaraf atau di keluarkan dari tubuh. Secara anatomis jantung katakter bagi menjadi tiga ruang yaitu sinus venosus, dua atrium dan satu ventrikel. Sinus venosus adalah ruang disekitar jantung. Sistem sirkulasi pada katak adalah system peredaran darah tertutup dan system peredaran darah ganda. Darah mengalir melalui sinus venosus kemudian darah mengalir ke atrium dan mengisi ruang ventrikel sebelum darah dipompa kembali olehotot-otot di ventrikel keseluruh tubuh. Darah vena dari seluruh tubuh mengalir masuk kesinus venosus dan kemudian mengalir menujuke atrium. Dari atrium darah mengalir keventrikel yang kemudian dipompa keluar melalui arteri pulmonalis untuk di bawa keparu – paru dan mengalami proses pertukanaran udara di alveolus paru – paru,dan siklus akan berjalan terus dan berkelanjutan. Dari aliran ini, maka dapat terlihat jelas bahwa bagian – bagian jantung berkontraksi bergantian. Di sini siklus jantung akan terjadi 2 urutan peristiwa yang akan terjadi selama satu denyut lengkap. 2 peristiwa itu terdiri atas systole dan diastole. Bentuk kontraksi otot jantung di sebut systole, yang mana bagian ventrikel akan memompa darah keparu – paru danventrikel kiri ke aorta. Keadaan saat kontraksi otot jantung atau systole di tandai oleh warnapucat. Sedangkan bentuk relaksasi otot jantung di
sebut diastole, yang mana darah dari sirkulasi sistemik dibawa kembalike atrium kanan, dan dari paru – paruke atrium kiri. Keadaan saat relaksasi otot jantung di tandai dengan warna jantung merah kecoklatan
Sifat Otomatis dan Ritmis
Pada pengamatan mengenai sifat otomatis dan ritmis jantung. Setelah melakukan double pithing terhadap katak, frekuensi denyut jantung pada menit pertama sebelum diberi perlakuan 70 denyut/menit. Setelah si copot dan diberi ringer 63 denyut/menit .kemudian sinus venosus dipisahkan dari jantung dan dihitung denyut jantung permenit dan didapatkan hasil 67 denyut/menit . Sedangkan pada sinus venosus didapatkan hasil 5 denyut/menit. Kemudian jantung di potong bagian atrium dan ventrikeln ya. Pada bagian ventrikel didapatkan hasil 22 denyut/menit . Pada bagian atrium didapatkan hasil 62 denyut/menit. Dalam percobaan pertama ini ketika sinus venosus di hitung setelah dipisahkan dari jantung seharusnya tetap berdetak sama halnya dengan jantung. Adapun hasil yang diperoleh dari percobaan kami hanya berdetak 5 kali .jantung yang telah di ambil sinus venosusnya seharunya memiliki denyut jantung yang sedikit daripada denyut saat jantung normal. Selanjutnya, pada atrium dan ventrikel setelah sinus venosus dipotong tidak akan berdenyut , namun pada percobaan ini dihasilkan atrium dan ventrikel berdenyut. Semua kesalahan ini di karenakan kesalahan dalam memotong sinus venosus saat praktikum. Menurut Stanius dalam percobaannya, sebuah tali diikatkan pada siniosatrial, ternyata atrium dan ventrikel berhenti sedangkan sinus venosus tetap berdenyut. Sinus venosus adalah tempat dari sumber jantung. (Dukes,1955).
Faktor Fisik dan Zat Kimia Terhadap Denyut Jantung
Pada pengamatan tentang faktor fisik dan zat kimia terhadap denyut jantung , di temukan hasil yang berbeda mengenai denyut jantung permenit. Pada percobaan pertama ketika jantung di tetesi cairan ringer (suhukamar) fekuensi denyut jantung di peroleh 66 denyut permenit. Larutan ringer berfungsi untuk mempercepatdenyut jantung. Hal ini disebabkan karena larutan ringer laktat bersifat hipertonis, sehingga konsentrasi cairan di dalam sel-sel otot jantung meningkat yang menyebabkan otot jantung akan lebih cepat berkontraksi dari frekuensi denyutj antung normal. Pada perlakuan kedua, jantung katak di tetesi dengan larutan ringer dingin dengan suhu50C,mengalami perlambatan denyut jantung, hal ini menunjukan bahwa jantung bersifat termolabil dimana Jantung dapa tberubah denyutnya karena pengaruh suhu
lingkungan. Sebagai contoh kita berpindah dari daerah suhu panas ke daerah bersuhu dingin, maka denyut jantung menurun. Pada perlakuan ketiga jantung katak di beri ringer dalam suhu normal , selanjutnya pada percobaan keempat katak di beri ringer dengan suhu 40 0C. Pemberian ringer suhu normal dan pemberian ringer suhu 400C dapat meningkatkan kembali denyut jantung yang sebelumnya mengalami perlambatan akibat perlakuan kedua. Namun dari praktikum ini di dapatkan hasil yang menunjukan penurunan denyut jantung. Pada perlakuan kelima diberikan ringer suhu normal kembali dan denyut jantung meningkat. Pada perlakuan keenam jantung diberikan larutan aseltakolin.pemberian aseltakolin akan akan membuat penurunan pada denyut jantung. Namun, pada percobaan yang dilakukan pemberian aseltakolin , jantung menjadi sama sekali tidak berdenyut. larutan asetil kolin berperan sebagai neuro transmitter yang dilepaskan oleh saraf – saraf para simpatis dan juga saraf – saraf preganglionik. Penurunan yang terjadi karena asetil kolin meningkatkan permeabilitas membrane sel
terhadap ion K sehingg
amenyebabkan hiper polarisasi, yaitu meningkatnya permeabilitas negativitas dalam selotot jantung yang membuat jaringan kurang peka terhadap rangsang. Di dalam AV node, hiperpolarisasi menyebabkan penghambatan junctional yang berukuran kecil untuk merangsang AV node sehingga terjadi perlambatan kontraksi impuls yang akhirnya menyebabkan
terjadinya
penurunan
kontraksi.
Asetikolin
berfungsi
sebagai
neurotransmitter. Asetilkolin adalah satu dari berbagai neurotransmitter pada system saraf otomatis, dan satu-satunya neuron transmitter pada system saraf sadar. Pada perlakuan tujuh sampai sembilan jantung sudah tidak menunjukan respon apapun . padahal pada percobaan kedelapan , jantung katak di tetesi dengan larutan Adrenalin yang seharusnya akan mengalami kenaikan denyut jantung. Karena , adrenalin dapat meningkatkan permeabilitas membran terhadap Na dan Ca. Di dalam SA node, peningkatan permeabilitas membrane terhadap Na menyebabkan penurunan potensial membrane sampai nilai ambang. Sementara di dalam AV node peningkatan permeabilitas membrane terhadap Na akan mempermudah sabut otot jantung untuk mengkonduks iimplus sabut otot berikutnya sehingga mengurangi waktupeng konduksi animplus dari atrium ke ventrikel. Sedangkan peningkatan permeabilitas terhadap Ca akan meningkatkan kontraksi otot semakin cepat. Semua kesalahan hasil di atas dikarenakan kesalahan dalam memahami prosedur . jantung katak seharusnya di pisahkan dengan tubuhnya. Namun pada saat melakukan percobaan jantung katak tidak di pisahkan dengan organ tubuh . sehingga pada saat di beri
larutan aseltakolin sel-sel yang terdapat di sekitar jantung mati dan menyebabkan jantung tidak dapat berfungsi.
Pengaruh Ion Terhadap Aktivitas Jantung
Pada pengamatan pengaruh ion terhadap aktivitas jantung. Pertama,jantung katak dicelupkan kedalam larutan ringer untuk menetralkan denyut jantungsang katak. Lalu jantung katak tersebut dicelupkan ke dalam larutan Dan kemudian diberikan larutan CaCl2denyut
jantung
menjadi
lemah .selanjutnya Ketika jantung dicelupkan ke
dalam larutan NaCl 0,7%, detak jantung bertambahcepat. disebabkan
perbedaan
jumlah
kandungan
ion
Hal
ini
mungkin
sodium ekstraseluler dengan
intraseluler sehingga membuat perbedaan potensial yang besardan membuat kerja jantung meningkat. Larutan NaCl berfungsi untuk memacu jantung untuk melakukan potensial aksi. selanjutnya diberikan KCL 0,7% danjantung katak melemah atau detak jantungnya melambat jantung,
dari
sebelumnya.
menyebabkan
Inidisebabkan dengan
bertambahnya
ion
K+ pada
terjadinyarepolarisasi pada membrane Paralisis atrium dan
pemanjangan komplek QRS terjadijika kadar K+ bertambah. Setelah saluran K+ terbuka, miokardium terjadi infark. Dengan begitu, serat otot jantung akan melemah dan tidak peka rangsang yang mengakibatkan menurunnya detak jantung. Terjadinya eksitasi pada otot jantung berhubungan dengan pergerakan kalsium ekstrasel melalui membrane sel ke dalamsel miosit melalui saluran kalsium L-type dan pertukaran Na/Ca.Lalu ditambahkan larutan KCl dan denyut jantungnya semakin melemah, bahkanyang berdetak hanya bagian atriumnya saja, dan hanya bagian atrium yang berdetak.Karena saat diberikan larutan KCl dan CaCl2, jantung sedang mengalami potensiistirahat. Larutan Ringer merupakan salah satu larutan laboratorium dari garam dalamair yang digunakan untuk memperpanjang waktu kelangsungan hidup jaringan yangdipotong. Larutan awal.
ini
akan
Larutannya
menetralkan
atau
mengandung natrium
mengembalikan denyut jantung kedenyut klorida, kalium
klorida, kalsium klorida,
dan sodium bikarbonat dengan konsentrasi tertentu di mana mereka terdapat dalam cairan tubuh. Jika
natrium
laktat
digunakan
sebagai
pengganti
natrium bikarbonat,
campuran ini disebut solusi laktat Ringer (Spealman, 1940).Pada cara kerja pengaruh garam anorganik terhadap denyut jantung ini penetralisir.
larutanNaCl
berfungsi
sebagai
Hal ini karena Semua larutan garam sementara menghapuskan aktivitas
ritmis jantung (Buridge, 1912).
H. Kesimpulan
1. Ion Ca2+ dalam larutan CaCl2 akan menimbulkan kontraksi pada otot jantung sehingga denyut jantung meningkat. 2. Ion Na+ dalam larutan NaCl akan mengembalikan kerja jantung ke kondisi normal sehingga denyut jantung berlagsung stabil. 3. Ion K + dalam larutan KCl akan menurunkan potensial aksi jantung sehingga kekuatan kontraksi juga menurun. Oleh karena itu, frekuensi denyut jantung setiap menitnya akan berkurang. I. DAFTAR PUSTAKA
Buridge.
1912.
Researches on
the
perfused Heart: The
effect of Inorganic
Salt.Experimental Physiology (5)347-371. Campbell, N. A., Reece, J. B., & Mitchell, L.G Junqueira, Luiz Carlos and José Carneiro. 2007. Histologi Dasar. Jakarta: EGC. Dukes, H. 1955. The Physiology of Domestic Animal. Comstock Pub. Associated.New York. Campbell, Neil A. Jane B. Reece, dan Lawrence G. Mitchell.2004. Biologi Edisi ke 5 Jilid 3. Jakarta: Erlangga 2004 . Supripto. 1998. Fisiologi Hewan. Penerbit ITB. Bandung
LAMPIRAN
