Fisiologi hewan
Fisiologi hewan bermula dari metode dan peralatan yang digunakan dalam pembelajaran fisiologi manusia yang kemudian meluas pada spesies hewan selain manusia. Fisiologi tumbuhan banyak menggunakan teknik dari kedua bidang ini. Cakupan subjek dari fisiologi hewan adalah semua makhluk hidup. Banyaknya subjek menyebabkan penelitian di bidang fisiologi hewan lebih terkonsentrasi pada pemahaman bagaimana ciri fisiologis berubah sepanjang sejarah evolusi hewan.
Hewan akan menyesuaikan diri dengan cara;
Adaptasi
Adaptasi adalah cara bagaimana organisme mengatasi tekanan lingkungan sekitarnya untuk bertahan hidup. Organisme yang mampu beradaptasi terhadap lingkungannya mampu untuk: memperoleh air, udara dan nutrisi (makanan).
mengatasi kondisi fisik lingkungan seperti temperatur, cahaya dan panas.
mempertahankan hidup dari musuh alaminya.
bereproduksi.
merespon perubahan yang terjadi di sekitarnya.
Organisme yang mampu beradaptasi akan bertahan hidup, sedangkan yang tidak mampu beradaptasi akan menghadapi kepunahan atau kelangkaan jenis.
Adaptasi, Aklimatisasi, dan Aklimasi
Sejumlah besar vertebrata mampu mengatur kesensitifan tubuhnya sampai mendekati tercapainya temperatur ekstrim. Dalam hal ini, binatang yang berada selama beberapa waktu dengan temperatur yang mendekati batas temperatur yang kritis bagi kehidupannya menjadi lebih toleran temperatur. Selain itu, batas temperatur kritisnya menjadi makin lebar. Sebagai contoh, bila suatu spesies ikan yang biasanya mati pada temperatur air 38 oC dibiarkan selama beberapa hari terus menerus barada dengan temperatur 37 oC, ikan tersebut selanjutnya mungkin bisa bertahan hidup lingkungan temperatur 38 oC. Kematiannya mungkin terjadi bila mereka berada pada temperatur 39 oC atau lebih. Penyesuaian toleransi terhadap panas (hanya melibatkan temperatur saja) disebut aklimasi.
Perubahan faktor lingkungan abiotik utamanya seperti perubahan musiman dalam periode penyinaran (menentukan lama waktu siang hari dan malam hari), ketersediaan pakan, dll. yang berlangsung dalam jangka waktu yang relatif lama dapat mempengaruhi toleransi binatang. Pada kondisi yang demikian itu, berlangsung pengaturan fisiologi secara lebih mendalam sehingga memungkinkan binatang tersebut mampu bertahan hidup pada lingkungan yang berubah tersebut. Bentuk penyesuaian diri terhadap kondisi lingkungan yang berubah atau baru tersebut dan berlangsung dalam jangka waktu lama itu dikenal sebagai aklimatisasi. Sedangkan bentuk penyesuaian diri terhadap berbagai faktor lingkungan itu dikenal sebagai adaptasi. Jadi, aklimasi dan aklimatisasi merupakan macam-macam dari adaptasi.
Akuatik (air)
ekosistem sungai
Ciri-ciri ekosistem air tawar antara lain variasi suhu tidak menyolok, penetrasi cahaya kurang, dan terpengaruh oleh iklim dan cuaca. Macam tumbuhan yang terbanyak adalah jenis ganggang, sedangkan lainnya tumbuhan biji. Hampir semua filum hewan terdapat dalam air tawar. Organisme yang hidup di air tawar pada umumnya telah beradaptasi. Habitat laut (oseanik) ditandai oleh salinitas (kadar garam) yang tinggi dengan ion CI- mencapai 55% terutama di daerah laut tropik, karena suhunya tinggi dan penguapan besar.Di daerah tropik, suhu laut sekitar 25 °C. Perbedaan suhu bagian atas dan bawah tinggi, sehingga terdapat batas antara lapisan air yang panas di bagian atas dengan air yang dingin di bagian bawah yang disebut daerah termoklin. Estuari (muara) merupakan tempat bersatunya sungai dengan laut. Estuari sering dipagari oleh lempengan lumpur intertidal yang luas atau rawa garam. Ekosistem estuari memiliki produktivitas yang tinggi dan kaya akan nutrisi. Komunitas tumbuhan yang hidup di estuari antara lain rumput rawa garam, ganggang, dan fitoplankton. Komunitas hewannya antara lain berbagai cacing, kerang, kepiting, dan ikan. Dinamakan demikian karena yang paling banyak tumbuh di gundukan pasir adalah tumbuhan Ipomoea pes caprae yang tahan terhadap hempasan gelombang dan angin. Tumbuhan yang hidup di ekosistem ini menjalar dan berdaun tebal. Sungai adalah suatu badan air yang mengalir ke satu arah. Air sungai dingin dan jernih serta mengandung sedikit sedimen dan makanan. Aliran air dan gelombang secara konstan memberikan oksigen pada air. Suhu air bervariasi sesuai dengan ketinggian dan garis lintang. Ekosistem sungai dihuni oleh hewan seperti ikan kucing, gurame, kura-kura, ular, buaya, dan lumba-lumba. Ekosistem ini terdiri dari coral yang berada dekat pantai.Efisiensi ekosistem ini sangat tinggi. Hewan-hewan yang hidup di karang memakan organisme mikroskopis dan sisa organik lain. Berbagai invertebrata, mikro organisme, dan ikan, hidup di antara karang dan ganggang. Herbivora seperti siput, landak laut, ikan, menjadi mangsa bagi gurita, bintang laut, dan ikan karnivora. Kehadiran terumbu karang di dekat pantai membuat pantai memiliki pasir putih. Kedalamannya lebih dari 6.000 m.Biasanya terdapat lele laut dan ikan laut yang dapat mengeluarkan cahaya.Sebagai produsen terdapat bakteri yang bersimbiosis dengan karang tertentu.[
Ekosistem lamun.
Lamun atau seagrass adalah satu‑satunya kelompok tumbuh-tumbuhan berbunga yang hidup di lingkungan laut. Tumbuh‑tumbuhan ini hidup di habitat perairan pantai yang dangkal.Seperti halnya rumput di darat, mereka mempunyai tunas berdaun yang tegak dan tangkai‑tangkai yang merayap yang efektif untuk berbiak.Berbeda dengan tumbuh‑tumbuhan laut lainnya (alga dan rumput laut), lamun berbunga, berbuah dan menghasilkan biji. Mereka juga mempunyai akar dan sistem internal untuk mengangkut gas dan zat‑zat hara. Sebagai sumber daya hayati, lamun banyak dimanfaatkan untuk berbagai keperluan.
Terestrial (darat)
ekosistem hutan hujan tropis memiliki produktivitas tinggi.
ekosistem taiga merupakan hutan pinus dengan ciri iklim musim dingin yang panjang.
ekosistem tundra didominasi oleh vegetasi perdu.
Penentuan zona dalam ekosistem terestrial ditentukan oleh temperatur dan curah hujan.Ekosistem terestrial dapat dikontrol oleh iklim dan gangguan. Iklim sangat penting untuk menentukan mengapa suatu ekosistem terestrial berada pada suatu tempat tertentu.Pola ekosistem dapat berubah akibat gangguan seperti petir, kebakaran, atau aktivitas manusia. Hutan hujan tropis terdapat di daerah tropik dan subtropik. Ciri-cirinya adalah curah hujan 200-225 cm per tahun. Spesies pepohonan relatif banyak, jenisnya berbeda antara satu dengan yang lainnya tergantung letak geografisnya.Tinggi pohon utama antara 20-40 m, cabang-cabang pohon tinggi dan berdaun lebat hingga membentuk tudung (kanopi).Dalam hutan basah terjadi perubahan iklim mikro, yaitu iklim yang langsung terdapat di sekitar organisme.Daerah tudung cukup mendapat sinar matahari, variasi suhu dan kelembapan tinggi, suhu sepanjang hari sekitar 25 °C.Dalam hutan hujan tropis sering terdapat tumbuhan khas, yaitu liana (rotan) dan anggrek sebagai epifit.Hewannya antara lain, kera, burung, badak, babi hutan, harimau, dan burung hantu. Sabana dari daerah tropik terdapat di wilayah dengan curah hujan 40 – 60 inci per tahun, tetapi temepratur dan kelembaban masih tergantung musim.Sabana yang terluas di dunia terdapat di Afrika; namun di Australia juga terdapat sabana yang luas.Hewan yang hidup di sabana antara lain serangga dan mamalia seperti zebra, singa, dan hyena. Padang rumput terdapat di daerah yang terbentang dari daerah tropik ke subtropik. Ciri-ciri padang rumput adalah curah hujan kurang lebih 25-30 cm per tahun, hujan turun tidak teratur, porositas (peresapan air) tinggi, dan drainase (aliran air) cepat.Tumbuhan yang ada terdiri atas tumbuhan terna (herbs) dan rumput yang keduanya tergantung pada kelembapan.Hewannya antara lain: bison, zebra, singa, anjing liar, serigala, gajah, jerapah, kangguru, serangga, tikus dan ular. Gurun terdapat di daerah tropik yang berbatasan dengan padang rumput. Ciri-ciri ekosistem gurun adalah gersang dan curah hujan rendah (25 cm/tahun).Perbedaan suhu antara siang dan malam sangat besar. Tumbuhan semusim yang terdapat di gurun berukuran kecil[. Selain itu, di gurun dijumpai pula tumbuhan menahun berdaun seperti duri contohnya kaktus, atau tak berdaun dan memiliki akar panjang serta mempunyai jaringan untuk menyimpan air. Hewan yang hidup di gurun antara lain rodentia, semut, ular, kadal, katak, kalajengking, dan beberapa hewan nokturnal lain. Hutan gugur terdapat di daerah beriklim sedang yang memiliki emapt musim, ciri-cirinya adalah curah hujan merata sepanjang tahun. Jenis pohon sedikit (10 s/d 20) dan tidak terlalu rapat. Hewan yang terdapat di hutam gugur antara lain rusa, beruang, rubah, bajing, burung pelatuk, dan rakun (sebangsa luwak) Taiga terdapat di belahan bumi sebelah utara dan di pegunungan daerah tropik, ciri-cirinya adalah suhu di musim dingin rendah. Biasanya taiga merupakan hutan yang tersusun atas satu spesies seperti konifer, pinus, dan sejenisnya. Semak dan tumbuhan basah sedikit sekali, sedangkan hewannya antara lain moose, beruang hitam, ajag, dan burung-burung yang bermigrasi ke selatan pada musim gugur. Tundra terdapat di belahan bumi sebelah utara di dalam lingkaran kutub utara dan terdapat di puncak-puncak gunung tinggi. Pertumbuhan tanaman di daerah ini hanya 60 hari. Contoh tumbuhan yang dominan adalah sphagnum, liken, tumbuhan biji semusim, tumbuhan perdu, dan rumput alang-alang. Pada umumnya, tumbuhannya mampu beradaptasi dengan keadaan yang dingin. Karst berawal dari nama kawasan batu gamping di wilayah Yugoslavia. Kawasan karst di Indonesia rata-rata mempunyai ciri-ciri yang hampir sama yaitu, tanahnya kurang subur untuk pertanian, sensitif terhadap erosi, mudah longsor, bersifat rentan dengan pori-pori aerasi yang rendah, gaya permeabilitas yang lamban dan didominasi oleh pori-pori mikro Ekosistem karst mengalami keunikan tersendiri, dengan keragaman aspek biotis yang tidak dijumpai di ekosistem lain. Buatan.
sawah merupakan salah satu contoh ekosistem buatan
Ekosistem buatan adalah ekosistem yang diciptakan manusia untuk memenuhi kebutuhannya. Ekosistem buatan mendapatkan subsidi energi dari luar, tanaman atau hewan peliharaan didominasi pengaruh manusia, dan memiliki keanekaragaman rendah. Contoh ekosistem buatan adalah;
perkebunan sawit
ekosistem pemukiman seperti kota dan desa ekosistem ruang angkasa
Ekosistem kota memiliki metabolisme tinggi sehingga butuh energi yang banyak. Kebutuhan materi juga tinggi dan tergantung dari luar, serta memiliki pengeluaran yang eksesif seperti polusi dan panas.
Ekosistem ruang angkasa bukan merupakan suatu sistem tertutup yang dapat memenuhi sendiri kebutuhannya tanpa tergantung input dari luarSemua ekosistem dan kehidupan selalu bergantung pada bumi.
Komponen system umpan balik
Reseptor
Reseptor adalah bagian dari sistem syaraf yang berperan sebagai penerima rangsangan dan sekaligus sebagai pengubah rangsangan yang diterimanya menjadi impuls sensoris. Impuls sensoris inilah yang dikirimkan ke Sistem Syaraf Pusat. Stimulasi pada suatu reseptor merupakan informasi mengenai terjadinya perubahan dari lingkungan eksternal dan internal tubuh terhadap Sistem Syaraf Pusat. Selanjutnya, Sistem Syaraf Pusat akan mengolahnya dan memberikan jawaban berupa pengaturan yang sesuai, sehingga kelestarian hidup tetap terjamin dan terpelihara kelangsungannya. Stimulus, merupakan suatu bentuk energi yang banyak ragamnya di alam ini. Bentuk-bentuk energi tersebut adalah energi mekanis-tekanan, energi thermis-derajad suhu, energi khemis-bau,rasa, kadar O2 dan kadar CO2, energi cahaya-gelombang cahaya, energi suara-gelombang suara. Masing-masing reseptor disesuaikan untuk memberikan respons pada suatu bentuk energi tertentu. Bentuk energi khusus yang memberikan respons reseptor paling peka disebut rangsangan adekwat. Reseptor seringkali berada di dalam suatu wadah yang terbuat dari sel-sel non syaraf, membentuk suatu organ sensorik (mata,telinga dan lain-lain)
efektor
(Bio) organ, jaringan, sel yang mampu mengadakan reaksi terhadap rangsangan
molekul yang konsentrasinya mengatur kegiatan molekul protein dengan bereaksi dengan tapak pengikat spesifik pada protein
struktur dan fungsi organel sel
Secara anatomis sel dibagi menjadi 3 bagian, yaitu:
1. Selaput Plasma (Membran Plasma atau Plasmalemma).
2. Sitoplasma dan Organel Sel.
3. Inti Sel (Nukleus).
1. Selaput Plasma (Plasmalemma)Yaitu selaput atau membran sel yang terletak paling luar yang tersusun dari senyawa kimia Lipoprotein (gabungan dari senyawa lemak atau Lipid dan senyawa Protein).
Lipoprotein ini tersusun atas 3 lapisan yang jika ditinjau dari luar ke dalam urutannya adalah:Protein – Lipid – Protein Þ Trilaminer Layer
Lemak bersifat Hidrofebik (tidak larut dalam air) sedangkan protein bersifat Hidrofilik (larut dalam air); oleh karena itu selaput plasma bersifat Selektif Permeabel atau Semi Permeabel (teori dari Overton).
Selektif permeabel berarti hanya dapat memasukkan di lewati molekul tertentu saja.
Fungsi dari selaput plasma ini adalah menyelenggarakan Transportasi zat dari sel yang satu ke sel yang lain.
Khusus pada sel tumbahan, selain mempunyai selaput plasma masih ada satu struktur lagi yang letaknya di luar selaput plasma yang disebut Dinding Sel (Cell Wall).
Dinding sel tersusun dari dua lapis senyawa Selulosa, di antara kedua lapisan selulosa tadi terdapat rongga yang dinamakan Lamel Tengah (Middle Lamel) yang dapat terisi oleh zat-zat penguat seperti Lignin, Chitine, Pektin, Suberine dan lain-lain. Selain itu pada dinding sel tumbuhan kadang-kadang terdapat celah yang disebut Noktah. Pada Noktah/Pit sering terdapat penjuluran Sitoplasma yang disebut Plasmodesma yang fungsinya hampir sama dengan fungsi saraf pada hewan.
2. Sitoplasma dan Organel Sel.
Bagian yang cair dalam sel dinamakan Sitoplasma khusus untuk cairan yang berada dalam inti sel dinamakan Nukleoplasma), sedang bagian yang padat dan memiliki fungsi tertentu digunakan Organel Sel.
Penyusun utama dari sitoplasma adalah air (90%), berfungsi sebagai pelarut zat-zat kimia serta sebagai media terjadinya reaksi kirnia sel.Organel sel adalah benda-benda solid yang terdapat di dalam sitoplasma dan bersifat hidup(menjalankan fungsi-fungsi kehidupan).
Organel Sel tersebut antara lain :
a. Retikulum Endoplasma (RE.)Yaitu struktur berbentuk benang-benang yang bermuara di inti sel.
Dikenal dua jenis RE yaitu :• RE. Granuler (Rough E.R)• RE. Agranuler (Smooth E.R)
Fungsi R.E. adalah : sebagai alat transportasi zat-zat di dalam sel itu sendiri. Struktur R.E. hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron.
b. Ribosom (Ergastoplasma), Struktur ini berbentuk bulat terdiri dari dua partikel besar dan kecil, ada yang melekat sepanjang R.E. dan ada pula yang soliter. Ribosom merupakan organel sel terkecil yang tersuspensi di dalam sel.
Fungsi dari ribosom adalah : tempat sintesis protein.Struktur ini hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron.
c. Miitokondria (The Power House), Struktur berbentuk seperti cerutu ini mempunyai dua lapis membran.Lapisan dalamnya berlekuk-lekuk dan dinamakan KristaFungsi mitokondria adalah sebagai pusat respirasi seluler yang menghasilkan banyak ATP (energi) ; karena itu mitokondria diberi julukan “The Power House”.
d. Lisosom, Fungsi dari organel ini adalah sebagai penghasil dan penyimpan enzim pencernaan seluler. Salah satu enzi nnya itu bernama Lisozym.
e. Badan Golgi (Apparatus Golgi = Diktiosom) Organel ini dihubungkan dengan fungsi ekskresi sel, dan struktur ini dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya biasa. Organel ini banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal.
f. Sentrosom (Sentriol) Struktur berbentuk bintang yang berfungsi dalam pembelahan sel (Mitosis maupun Meiosis). Sentrosom bertindak sebagai benda kutub dalam mitosis dan meiosis. Struktur ini hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron.
g. Plastida Dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa.
Dikenal tiga jenis plastida yaitu :
1. Lekoplas (plastida berwarna putih berfungsi sebagai penyimpan makanan),terdiri dari:
• Amiloplas (untak menyimpan amilum) dan,• Elaioplas (Lipidoplas) (untukmenyimpan lemak/minyak).• Proteoplas (untuk menyimpan protein).
2. Kloroplas yaitu plastida berwarna hijau. Plastida ini berfungsi menghasilkan klorofil dan sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis.
3. Kromoplas yaitu plastida yang mengandung pigmen, misalnya :• Karotin (kuning)• Fikodanin (biru)• Fikosantin (kuning)• Fikoeritrin (merah)
h. Vakuola (RonggaSel) Beberapa ahli tidak memasukkan vakuola sebagai organel sel. Benda ini dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Selaput pembatas antara vakuola dengan sitoplasma disebut TonoplasVakuola berisi :• garam-garam organik• glikosida• tanin (zat penyamak)• minyak eteris (misalnya Jasmine pada melati, Roseine pada mawar Zingiberine pada jahe)• alkaloid (misalnya Kafein, Kinin, Nikotin, Likopersin dan lain-lain)• enzim• butir-butir patiPada boberapa spesies dikenal adanya vakuola kontraktil dan vaknola non kontraktil.
i. Mikrotubulus Berbentuk benang silindris, kaku, berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel dan sebagai “rangka sel”. Contoh organel ini antara lain benang-benang gelembung pembelahan Selain itu mikrotubulus berguna dalam pembentakan Sentriol, Flagela dan Silia.
j. MikrofilamenSeperti Mikrotubulus, tetapi lebih lembut. Terbentuk dari komponen utamanya yaitu protein aktin dan miosin (seperti pada otot). Mikrofilamen berperan dalam pergerakan sel.k. Peroksisom (Badan Mikro) Ukurannya sama seperti Lisosom. Organel ini senantiasa berasosiasi dengan organel lain, dan banyak mengandung enzim oksidase dan katalase (banyak disimpan dalam sel-sel hati).
3. Inti Sel (Nukleus)Inti sel terdiri dari bagian-bagian yaitu :• Selapue Inti (Karioteka)• Nukleoplasma (Kariolimfa)• Kromatin / Kromosom • Nukleolus(anak inti).Berdasarkan ada tidaknya selaput inti kita mengenal 2 penggolongan sel yaitu :• Sel Prokariotik (sel yang tidak memiliki selaput inti), misalnya dijumpaipada bakteri, ganggang biru.• Sel Eukariotik (sel yang memiliki selaput inti).
Fungsi dari inti sel adalah : mengatur semua aktivitas (kegiatan) sel, karena di dalam inti sel terdapat kromosom yang berisi ADN yang mengatur sintesis protein.
Komposisi kimia sel
Setiap jenis sel dikhususkan untuk melakukan suatu fungsi tertentu. Misalnya sel darah merah yang jumlahnya 25 triliun berfungsi untuk mengangkut oksigen dari paru-paru ke jaringan. Disamping sel darah merah masih terdapat sekitar 75 triliun sel lain yang menyusun tubuh manusia, sehingga jumlah sel pada manusia sekitar 100 triliun sel.
Walaupun banyak sel yang berbeda satu sama lainnya, tetapi umumnya seluruh sel mempunyai sifar-sifat dasar yang mirip satu sama lain, misalnya :
1). oksigen akan terikat pada karbohidrat, lemak atau protein pada setiap sel untuk melepaskan energi
2). mekanisme umum merubah makanan menjadi energi
3). setiap sel melepaskan hasil akhir reaksinya ke cairan disekitarnya
4). hampir semua sel mempunyai kemampuan mengadakan reproduksi dan jika sel tertentu mengalami kerusakan maka sel sejenis yang lain akan beregenerasi
Secara umum sel-sel yang menyusun tubuh manusia mempunyai struktur dasar yang terdiri dari membran sel, protoplasma dan inti sel (nukleus).
Ketiganya mempunyai komposisi kimia yang terdiri dari air, elektrolit, protein, lemak dan karbohidrat.
a. Air
Medium cairan utama dari sel adalah air, yang terdapat dalam konsentrasi 70-85%. Banyak bahan-bahan kimia sel larut dalam air, sedang yang lain terdapat dalam bentuk suspensi atau membranous
b. Elektrolit
Elektrolit terpenting dari sel adalah Kalium, Magnesium, Fosfat, Bikarbonat, Natrium, Klorida dan Kalsium. Elekrolit menyediakan bahan inorganis untuk reaksi selluler dan terlibat dalam mekanisme kontrol sel
c. Protein
Memegang peranan penting pada hampir semua proses fisiologis dan dapat diringkaskan sebagai
berikut :
1. Proses enzimatik
2. Proses transport dan penyimpanan
3. Proses pergerakan
4. Fungsi mekanik
5. Proses imunologis
6. Pencetus dan penghantar impuls pada sel saraf
7. Mengatur proses pertumbuhan dan regenerasi
d. Lemak
Asam lemak yang merupakan komponen membran sel adalah rantai hidrokarbon yang panjang, sedang asam lemak yang tersimpan dalam sel adalah triasilgliserol, merupakan molekul yang sangat hidrofobik. Karena molekul triasilgliserol ini tidak larut dalam air/larutan garam maka akan membentuk lipid droplet dalam sel lemak (sel adiposa) yang merupakan sumber energi. Molekul lemak yang menyusun membran sel mempunyai gugus hidroksil ( fosfolipid dan kolesterol) sehingga dapat berikatan dengan air, sedangkan gugus yang lainnya hidrofobik (tidak terikat air) sehingga disebut amfifatik.
e. Karbohidrat
Suatu karbohidrat tersusun atas atom C,H, dan O. Karbohidrat yang mempunyai 5 atom C disebut pentosa, 6 atom C disebut hexosa adalah karbohidrat-karbohidrat yang penting untuk fungsi sel.
Karbohidrat yang tersusun atas banyak unit disebut polisakarida. Polisakarida berperan sebagai sumber energi cadangan dan sebagai komponen yang menyusun permukaan luar membran sel. Karbohidrat yang berikatan dengan protein (glikoprotein) dan yang berikatan dengan lemak (glikolipid) merupakan struktur penting dari membran sel. Selain itu glikolipid dan glikoprotein menyusun struktur antigen golongan darah yang dapat menimbulkan reaksi imunologis.
Demikian pula dengan mahluk hidup lain, senyawa kimia penyusun selnya sama. Senyawa kimia penyusun sel disebut protoplasma. Protoplasma merupakan substansi yang kompleks. Sebagian besar protoplasma tediri dari air. meski demikian protein memberikan ciri pada strukturnya. Senyawa organik dalam protoplasma berupa karbohidrat, lemak, protein dan asam nukleat.
Sistem transpor membran
Salah satu fungsi dari membran sel adalah sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah. Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2, O2), dan molekul polar yang sangat kecil (air, etanol). Sementara itu, molekul lainnya seperti molekul polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam sel. Banyaknya molekul yang masuk dan keluar membran menyebabkan terciptanya lalu lintas membran. Lalu lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasif untuk molekul-molekul yang mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus dan transpor aktif untuk molekul yang membutuhkan mekanisme khusus. Lalu lintas membran akan membuat perbedaan konsentrasi ion sebagai akibat dari dua proses yang berbeda yaitu difusi dan transpor aktif, yang dikenal sebagai gradien ion.[7] Lebih lanjut, gradien ion tersebut membuat sel memiliki tegangan listrik seluler. Dalam keadaan istirahat, sitoplasma sel memiliki tegangan antara 30 hingga 100 mV lebih rendah daripada interstitium.[8] Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasinya. Transpor pasif ini bersifat spontan. Difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi merupakan contoh dari transpor pasif. Difusi terjadi akibat gerak termal yang meningkatkan entropi atau ketidakteraturan sehingga menyebabkan campuran yang lebih acak. Difusi akan berlanjut selama respirasi seluler yang mengkonsumsi O2 masuk. Osmosis merupakan difusi pelarut melintasi membran selektif yang arah perpindahannya ditentukan oleh beda konsentrasi zat terlarut total (dari hipotonis ke hipertonis). Difusi terfasilitasi juga masih dianggap ke dalam transpor pasif karena zat terlarut berpindah menurut gradien konsentrasinya. Contoh molekul yang berpindah dengan transpor pasif ialah air dan glukosa. Transpor pasif air dilakukan lipid bilayer dan transpor pasif glukosa terfasilitasi transporter. Ion polar berdifusi dengan bantuan protein transpor.
Definisi transport aktif, pertama kali dicetuskan oleh Rosenberg sebagai sebuah proses yang menyebabkan perpindahan suatu substansi dari sebuah area yang mempunyai potensial elektrokimiawi lebih rendah menuju ke tempat dengan potensial yang lebih tinggi.[9] Proses tersebut dikatakan, memerlukan asupan energi dan suatu mekanisme kopling agar asupan energi dapat digunakan demi menjalankan proses perpindahan substansi. Transpor aktif merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein. Contoh protein yang terlibat dalam transpor aktif ialah channel protein dan carrier protein, serta ionofor. Ionofor merupakan antibiotik yang menginduksi transpor ion melalui membran sel maupun membran buatan.[10] Yang termasuk transpor aktif ialah coupled carriers, ATP driven pumps, dan light driven pumps. Dalam transpor menggunakan coupled carriers dikenal dua istilah, yaitu simporter dan antiporter. Simporter ialah suatu protein yang mentransportasikan kedua substrat searah, sedangkan antiporter mentransfer kedua substrat dengan arah berlawanan. ATP driven pump merupakan suatu siklus transpor Na+/K+ ATPase. Light driven pump umumnya ditemukan pada sel bakteri. Mekanisme ini membutuhkan energi cahaya dan contohnya terjadi pada Bakteriorhodopsin.
Metabolisme sel
Metabolisme sel adalah proses-proses pengubahan biokamis yang terjadi di dalam sel dan dapat di bedakan menjadi anabolisme atau penyusunan dan katabolisme atau penguraian. Penyusunan pada sel-sel hewan tidak seperti yang dalam sel tumbuhan, akan tetapi katabolismenya mempunyai kesamaan dengan sel tumbuhan meliputi peristiwa respirasi, yaitu pembokaran zat-zat makanan menjadi energi.
Tanaman dan binatang mengambil makanan yang terdiri atas protoplasma yang dibuat dari bahan protein, karbohidrat, dan lemak bersama-sama vitamin-vitamin, garam-garam dan air. Air dan garam anorganik diserap dari saluran pncernaan tanpa perubahan tetapi material protoplasmatis harus diubah sebelum dipergunakan. Sistim pencernaan ini merupakan suatu laboratorium.
Metabolisme merupakan modifikasi senyawa kimia secara biokimia di dalam organisme dan sel. Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) molekul organik kompleks. Metabolisme biasanya terdiri atas tahapan-tahapan yang melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai jalur metabolisme. Metabolism total merupakan semua proses biokimia di dalam organisme. Metabolisme sel mencakup semua proses kimia di dalam sel. Tanpa metabolisme, makhluk hidup tidak dapat bertahan hidup.
Sel merupakan unit kehidupan yang terkecil, oleh karena itu sel dapat menjalankan aktivitas hidup, di antaranya metabolisme.
Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim.
Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2, yaitu:
1. Anabolisme/AsimilasI/Sintesis,
yaitu proses pembentakan molekul yang kompleks dengan menggunakan energi tinggi.
Contoh : fotosintesis (asimilasi C)
energi cahaya
6 CO2 + 6 H2O ———————————> C6H1206 + 6 02
klorofil 
glukosa
(energi kimia)
Pada kloroplas terjadi transformasi energi, yaitu dari energi cahaya sebagai energi kinetik berubah menjadi energi kimia sebagai energi potensial, berupa ikatan senyawa organik pada glukosa. Dengan bantuan enzim-enzim, proses tersebut berlangsung cepat dan efisien. Bila dalam suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panas reaksinya disebut reaksi endergonik. Reaksi semacam itu disebut reaksi endoterm. 2. Katabolisme (Dissimilasi),
yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut.
Contoh:
enzim
C6H12O6 + 6 O2 ———————————> 6 CO2 + 6 H2O + 686 KKal.
energi kimia Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi pelepasan energi sehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi dilepaskan energi, reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi eksoterm.
Fisiologi saraf
JARINGAN SARAF
Neuron (sel saraf)
Merupakan unit anatomis dan fungsional sistem persarafan
bagian-bagian dari neuron :
- badan sel (inti sel terdapat didalamnya)
- dendrit : menghantarkan impuls menuju badan sel
- akson : menghantarkan impuls keluar dari badan sel
Klasifikasi neuron berdasarkan bentuk :
A Neuron unipolar
Terdpt satu tonjolan yg bercabang dua dekat dengan badan sel, satu cabang menuju perifer & cabang lain menuju SSP (neuron sensorik saraf spinal)
B Neuron bipolar
Mempunyai dua tonjolan, 1 akson dan 1 dendrit
C. Neuron multipolar
Terdpt beberapa dendrit dan 1 akson yg dpt bercabang-cabang banyak sekali
Sebagian besar organela sel pd neuron terdpt pada sitoplasma badan sel
Fungsi neuron : menghantarkan impuls saraf keseluruh tubuh (somatik dan viseral)
Impuls neuron bersifat listrik disepanjang neuron dan bersifat kimia diantara neuron (celah sinap / cleft sinaptik)
Zat kimia yg disinteis neuron & disimpan didalam vesikel ujung akson disebut neurotransmiter yg dpt menyalurkan impuls
Contoh neurotransmiter : asetilcolin, norefineprin, dopamin, serotonin, gama-aminobutirat (GABA)
2. Sel penyokong (Neuroglia pada SSP & sel schwann pada SST). Ada 4 neuroglia
- Mikroglia : berperan sbg fagosit
- Ependima : berperan dlm produksi CSF
- Astrosit : berperan menyediakan nutrisi neuron dan mempertahankan potensial biolelektrik
- Oligodendrosit : menghasilkan mielin pd SSP yg merupakan selubung neuron
3. Mielin
- komplek protein lemak berwarna putih yg menutupi tonjolan saraf (neuron)
- menghalangi aliran ion Na & K melintasi membran neural.
- daerah yg tidak bermielin disebut nodus ranvier
- transmisi impuls pd saraf bermelin lebih cepat dari pada yg tak bermelin, karena adanya loncatan impuls dari satu nodus kenodus lainnya (konduksi saltatorik)
Lima Bagian Utama Otak
Telensefalon(end brain)
Diensefalon (inter brain)
Mesensefalon (mid brain)
Metensefalon (after brain)
Mielensefalon (marrow brain)
Telensefalon(end brain)
à Hemisfer serebri
kortek serebri
sistem limbik (Bangsal ganglia, hipokampus, Amigdala)
Diensefalon (inter brain)
Epitalamus
Talamus
Subtalamus
Hipotalamus
Mesensefalon (mid brain)
Kolikulus superior
Kolikulus inferior
Substansia nigra
Metensefalon (after brain)
Pons
Serebelum
Mielensefalon
Medula oblongata
Pembagian sistem saraf secara anatomi :
SSP
Pembagian saraf tepi berdasarkan fungsinya
SELAPUT OTAK & MEDULA SPINALIS
Duramater
- merupakan lapisan terluar dari meningen
- ruang diantara tengkorak dan durameter disebut epidural
Arachnoid
- merupakan lapisan tengah meningen, terletak diantara lap duramater dan piamater
- ruang diantara lap duramater dan arachnoid disebut epidural
- ruang diantara lap arachnoid dan piamater disebut sub arachnoid
- cairan otak (CSF) berada didalam ruang subarachnoid
3. Piamater
merupakan lapisan terdalam dari meningen yang berhubungan langsung dengan korteks seribri
Supai darah otak
Otak mendapat suplai darah dari 2 arteri besar, yaitu :
1. Arteri karotis interna
2. Arteri vertebro basiler
