Arsip Kategori: Ilmiah

[ILMIAH] Respirasi Manusia

Manusia membutuhkan suplai oksigen secara terus-menerus untuk proses respirasi sel dan membuang kelebihan karbondioksida sebagai limbah beracun produk dari proses tersebut. Pertukaran gas antara oksigen dengan karbondioksida dilakukan agar proses respirasi sel terus berlangsung. Oksigen yang dibutuhkan untuk proses respirasi sel ini berasal dari atmosfer yang menyediakan kandungan gas oksigen sebanyak 21% dari seluruh gas yang ada. Oksigen masuk ke dalam tubuh melalui perantaraan alat pernapasan yang berada di luar.

Pada manusia, alveolus yang terdapat di paru-paru berfungsi sebagai permukaan untuk tempat pertukaran gas. Manusia dapat bertahan hidup berminggu-minggu tanpa makan, beberapa hari tanpa minum. Namun tanpa bernapas, manusia hanya akan dapat bertahan beberapa menit saja. Bernapas adalah proses pengambilan oksigen dan pengeluaran karbondioksida dengan kembang kempisnya paru-paru, sehingga proses metabolisme di dalam tubuh kita dapat berjalan dengan baik.

Istilah pernapasan sering disama artikan dengan istilah respirasi walaupun istilah tersebut secara harfiah berbeda. Pernapasan (breathing) berarti menghirup udara dari lingkungan luar ke dalam tubuh dan mengeluarkan udara sisa dari dalam tubuh ke lingkungan luar. Sedangkan respirasi (respiration) berarti suatu proses pembakaran (oksidasi) senyawa organik (bahan makanan) di dalam sel guna memperoleh energi. Pernapasan adalah proses pengambilan O2 untuk oksidasi biologi, pengeluaran H2O dan CO2, dan pembentukan energi yang terjadi di dalam sel. Pada vertebrata, termasuk manusia pernapasan terjadi melalui alat pernapasan.

Respirasi merupakan salah satu ciri makhluk hidup yang bertujuan untuk mendapatkan energi yang dibutuhkan dalam metabolisme tubuh melalui pembakaran glukosa yang ada di dalam tubuh. Pernapasan (respirasi) ialah proses ganda, yaitu terjadinya pertukaran gas di dalam jaringan atau atau pernapasan dalam (inspirasi) dan yang terjadi di dalam paru-paru bernama pernapasan luar (ekspirasi).

[ILMIAH] RESPIRASI MANUSIA

Respirasi, atau bernapas, memiliki tiga fungsi utama yaitu untuk mengambil oksigen, untuk mengeluarkan karbon dioksida, dan untuk meregulasi komposisi relatif dari darah. Tubuh membutuhkan oksigen untuk metabolisme makanan. Selama proses metabolisme, oksigen digabungkan dengan atom karbon dalam makanan, memproduksi karbon dioksida (CO2). Sistem pernapasan membawa udara, termasuk oksigen, melalui inspirasi, menghilangkan karbon dioksida melalui ekspirasi.

Berikut Cara Menghitung Volume Tidal, Kapasitas Vital dan Volume Total Paru-Paru Kita

1. Volume Tidal (VT)

  • Praktikan menarik napas secara normal, kemudian cepat-cepat dihembuskan ke dalam gelas kimia yang direndam dalam akuarium berair melalui ujung selang.
  • Ujung selang segera dilepaskan dari mulut. Ujung selang yang lepas harus lebih tinggi dari gelas kimia.
  • Skala pada gelas kimia dilihat dan diamati volume udara yang timbul setelah praktikan menghembuskan napas. Volume tersebut menunjukkan volume tidal udara respirasi.
  • Percobaan tersebut dilakukan juga oleh praktikan dengan jenis kelamin yang berbeda dan melakukan aktivitas berlari, kemudian hasilnya dibandingkan.

2. Kapasitas Vital Paru-paru (KV)

  • Praktikan menarik napas sedalam-dalamnya, kemudian dihembuskan secara cepat ke dalam gelas kimia melalui ujung selang dengan sekuat-kuatnya.
  • Ujung selang dilepaskan dari mulut.
  • Skala pada gelas kimia dilihat dan diamati volume udara yang timbul setelah praktikan menghembuskan napas. Volume tersebut menunjukkan kapasitas vital dari paru-paru.
  • Percobaan tersebut dilakukan juga oleh praktikan dengan jenis kelamin yang berbeda, kemudian hasilnya dibandingkan.

3. Volume Total (VT)

  • Praktikan menarik dan mengeluarkan napas secara normal dan dihitung berapa kali jumlah napasnya selama 1 menit.
  • Untuk menghitung volume total udara paru-paru tinggal mengalikan volume tidal dengan jumlah napas per menit.
  • Percobaan tersebut dilakukan juga oleh praktikan dengan jenis kelamin yang berbeda dan melakukan aktivitas berlari, kemudian hasilnya dibandingkan.

Sistem pernapasan melibatkan beberapa organ, termasuk hidung, mulut, faring, trakea, diafragma, otot perut, dan mulut kemudian melewati faring dan laring untuk trakea. Trakea, tabung berotot membentang ke bawah dari laring, membagi di ujung bawah menjadi dua cabang yang disebut bronkus primer. Setiap bronkus memasuki paru-paru, di mana ia kemudian membagi ke saluran pernapasan sekunder, bronkiolus dan akhirnya duktus alveolar mikroskopis, yang berisi banyak kantung-kantung kecil yang disebut alveoli. Alveoli dan kapiler bertanggung jawab untuk pertukaran oksigen dan karbon dioksida.

Proses pengambilan udara masuk ke dalam tubuh disebut inspirasi atau menarik napas. Pengeluaran udara dari dalam tubuh disebut ekspirasi atau menghembuskan napas. Inspirasi udara proses aktif, disebabkan oleh kontraksi otot. Inspirasi menyebabkan paru-paru untuk mengembang di dalam thorax (dinding dada). Ekspirasi kontras adalah fungsi pasif, dibawa oleh relaksasi paru-paru yang mengurangi volume paru-paru dalam dada. Paru-paru mengisi sebagian besar ruang di dalam torax, yang disebut rongga dada, dan sangat elastis, tergantung di dinding toraks.

Oleh karena itu, jika udara yang masuk ke ruang antara dada dan paru-paru, salah satu atau kedua paru-paru akan runtuh. Ada dua macam mekanisme parnapasan, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut. Pernapasan dada terjadi karena gerakan tulang-tulang rusuk oleh otot-otot antar rusuk (interkostal). Pernapasan perut terjadi karena gerakan otot diafragma (sekat rongga badan yang membatasi rongga dada dan rongga perut).

Inspirasi udara proses aktif, disebabkan oleh kontraksi otot. Inspirasi menyebabkan paru-paru untuk mengembang di dalam thorax (dinding dada). Ekspirasi, kontras adalah fungsi pasif, dibawa oleh relaksasi paru-paru, yang mengurangi volume paru-paru dalam dada. Paru-paru mengisi sebagian besar ruang di dalam torax, yang disebut rongga dada, dan sangat elastis, tergantung di dinding toraks. Oleh karena itu, jika udara yang masuk ke ruang antara dada dan paru-paru, salah satu atau kedua paru-paru akan runtuh.

POIN

Pernapasan adalah proses pengambilan O2 untuk oksidasi biologi, pengeluaran H2O dan CO2, dan pembentukan energi yang terjadi di dalam sel. Pada vertebrata, termasuk manusia pernapasan terjadi melalui alat pernapasan. Sistem pernapasan adalah sistem organ yang digunakan untuk pertukaran gas.

Mekanisme bernafas dibagi menjadi dua yaitu inspirasi dan ekspirasi. Inpirasi terjadi bila diafragma dan otot interkostal berkontraksi yang meningkatkan ukuran dada. Ketika tekanan intrapulmonary turun udara masuk ke paru-paru sampai tekanan intrapulmonary dan tekanan atmosfer sama. Ekspirasi lebih bersifat pasif, terjadi begitu otot-otot inspitasi relaksasi dan paru-paru kembali ke semula. Bila tekanan intrapulmonary mlebihi tekanan atmosfir, udara keluar dari paru-paru.

Oksigen (O2) sangat diperlukan dalam semua kegiatan tubuh. Oleh karena itu, pemasukan oksigen dari luar ke dalam tubuh tidak boleh terhenti. Difusi oksigen dari paru-paru ke sel-sel jaringan tubuh terjadi akibat perbedaan tekanan O2. Dalam keadaan biasa, kita memerlukan oksigen ± 300 liter sehari semalam. Sebagian besar oksigen diangkut oleh Hb (hemoglobin) dalam bentuk oksimioglobin (tersimpan dalam otot) dan oksihemoglobin (tersimpan dalam sel darah merah), hanya 2-3% saja oksigen yang larut dalam plasma.

Hemoglobin dapat mengikat dan melepaskan oksigen dalam reaksi bolak-balik Hb4 + 4 O2 4 HbO2. Difusi CO2 dari jaringan ke aliran darah dan paru-paru juga disebabkan oleh perbedaan tekanan CO2. Tekanan karbondioksida (CO2) dalam jaringan ± 60 mmHg, dalam vena 47 mmHg, dalam arteri 41 mmHg, sedangkan tekanan CO2 dalam alveolus 35 mmHg. Oleh karena itu, CO2 dalam jaringan akan diangkut ke alveolus dalam paru-paru. Dalam keadaan biasa, tubuh kita menghasilkan 200 ml karbondioksida perhari.

Sistem pernapasan adalah sistem organ yang digunakan untuk pertukaran gas. Sistem pernapasan pada manusia mencakup dua hal, yakni saluran pernapasan dan mekanisme pernapasan. Urutan saluran pernapasan adalah sebagai berikut: rongga hidung – faring – trakea – bronkus – paru-paru (bronkiol dan alveolus).

Pernapasan adalah suatu proses yang terjadi secara otomatis walau dalam keadaan tertidur sekalipun karena sistem pernapasan dipengaruhi oleh susunan saraf otonom. Menurut tempat terjadinya pertukaran gas maka pernapasan dapat dibedakan atas 2 jenis, yaitu pernapasan luar dan pernapasan dalam. Pernapasan eksternal (pernapasan luar) adalah difusi gas dari luar masuk ke dalam aliran darah (pertukaran O2 dari darah), sedangkan pernapasan internal (pernapasan dalam) adalah difusi gas atau pertukaran gas dari darah ke sel-sel tubuh.

Pernapasan mempunyai tujuan menghantarkan O2 dari udara ke sel-sel di dalam tubuh seta mengangkut CO2 yang dihasilkan dalam pertukaran zat di dalam sel-sel ke udara luar. Hawa masuk ke dalam paru melewati berturut-turut: rongga hidung, faring, laring, trakea, bronkus besar, bonkrus kecil, bronkiolus sampai ke alveolus.

Fungsi dari sistem pernapasan manusia adalah untuk menyediakan oksigen (O2) ke jaringan dan untuk menghilangkan atau membuang karbondioksida (CO2) yang diproduksi. Sebagian besar O2 yang diangkut oleh darah bereaksi dengan molekul hemoglobin. Pengangkutan CO terjadi dengan cara yang sama, namun afinitas dengan hemoglobin sekitar 250 kali lebih tinggi dari O2 Kehadiran CO dalam darah mengurangi kapasitas paru-paru untuk membawa O2. Oleh karena itu, besarnya konsentrasi CO menyebabkan berkurangnya O2 di jaringan. Hemoglobin akan bereaksi dengan CO. Ikatan antara CO dan hemoglobin disebut carboxyhemoglobin (COHb). Ikatan ini dapat digunakan untuk menghubungkan efek CO dalam tubuh manusia.

[ILMIAH] RESPIRASI MANUSIA

Pertukaran gas antara O2 dengan CO2 terjadi di dalam alveolus dan jaringan tubuh, melalui proses difusi. Oksigen yang sampai di alveolus akan berdifusi menembus selaput alveolus dan berikatan dengan haemoglobin (Hb) dalam darah yang disebut deoksigenasi dan menghasilkan senyawa oksihemoglobin (HbO). Sekitar 97% oksigen dalam bentuk senyawa oksihemoglobin, hanya 2-3% yang larut dalam plasma darah akan dibawa oleh darah ke seluruh jaringan tubuh, dan selanjutnya akan terjadi pelepasan oksigen secara difusi dari darah ke jaringan tubuh. Karbondioksida (CO2) yang dihasilkan dari proses respirasi sel akan berdifusi ke dalam darah yang selanjutnya akan diangkut ke paru-paru untuk dikeluarkan sebagai udara pernapasan. Ada 3 (tiga) cara pengangkutan CO2, antara lain :

  1. Sebagai ion karbonat (HCO3), sekitar 60 – 70%.
  2. Sebagai karbominohemoglobin (HbCO2), sekitar 25%.
  3. Sebagai asam karbonat (H2CO3) sekitar 6 – 10%.
Organ pernapasan utama pada manusia adalah paru-paru (pulmo) dan dibantu oleh alat-alat pernapasan lain. Paru-paru terletak di rongga dada di atas sekat diafragma. Diafragma adalah sekat rongga badan yang membatasi rongga dada dan rongga perut. Paru-paru terdiri dari dua bagian, yaitu paru-paru kiri dan kanan. Paru-paru kanan memiliki tiga gelambir, sedangkan paru-paru kiri memiliki dua gelambir. Volume paru-paru terbagi menjadi 4 bagian, yaitu :
  1. Volume Tidal (VT), adalah volume udara yang diinspirasi atau diekspirasi pada setiap kali pernapasan normal. Besarnya 500 ml pada rata-rata orang dewasa.
  2. Volume Cadangan Inspirasi (VCI), adalah volume udara ekstra yang diinspirasi setelah volume tidal, dan biasanya mencapai 3000 ml.
  3. Volume Cadangan Ekspirasi (VCE), adalah jumlah udara yang masih dapat dikeluarkan dengan ekspirasi kuat pada akhir ekspirasi normal. Pada keadaan normal besarnya 1100 ml.
  4. Volume Residu/sisa (VR), adalah volume udara yang masih tetap berada dalam paru-paru setelah ekspirasi kuat. Besarnya 1200 ml.
Kapasitas paru-paru merupakan gabungan dari beberapa volume paru-paru dan dibagi menjadi empat bagian, yaitu :
  1. Kapasitas Inspirasi (KI), merupakan volume tidal ditambah dengan volume cadangan inspirasi. Besarnya 3500 ml, dan merupakan jumlah udara yang dapat dihirup seseorang mulai pada tingkat ekspirasi normal dan mengembangkan paru-paru sampai jumlah maksimum.
  2. Kapasitas Vital (KV), merupakan volume cadangan inspirasi ditambah dengan volume tidal, dan ditambah volume cadangan ekspirasi. Besarnya 4600 ml, dan merupakan jumlah udara maksimal yang dapat dikeluarkan dari paru-paru, setelah terlebih dahulu mengisi paru-paru secara maksimal dan kemudian mengeluarkannya sebanyak-banyaknya.
  3. Kapasitas Residu Fungsional (KRF), merupakan volume cadangan inspirasi ditambah dengan volume residu. Besarnya 2300 ml, dan merupakan besarnya udara yang tersisa dalam paru-paru pada akhir eskpirasi normal.
  4. Kapasitas Total (KT), merupakan kapasitas vital ditambah dengan volume residu. Besarnya 5800 ml, dan merupakan volume maksimal dimana paru-paru dikembangkan sebesar mungkin dengan inspirasi paksa.
Volume dan kapasitas seluruh paru-paru pada wanita ± 20-25% lebih kecil daripada pria, dan orang yang bertubuh besar volume dan kapasitas seluruh paru-parunya lebih kecil daripada orang yang bertubuh kecil dan astenis. Nilai kapasitas vital pria dewasa lebih tinggi 20-25% daripada wanita dewasa. Pada orang normal, volume udara dalam paru-paru bergantung pada bentuk dan ukuran tubuh.

Posisi tubuh juga mempengaruhi volume dan kapasitas paru-paru, biasanya menurun bila berbaring, dan meningkat bila berdiri. Perubahan pada posisi ini disebabkan oleh dua faktor, yaitu kecenderungan isi abdomen menekan ke atas melawan diafragma pada posisi berbaring dan peningkatan volume darah paru-paru pada posisi berbaring, yang berhubungan dengan pengecilan ruang yang tersedia untuk udara dalam paru-paru.

Faktor utama yang mempengaruhi kapasitas vital adalah bentuk anatomi tubuh posisi selama pengukuran kapasitas vital, kekuatan otot pernapasan dan pengembangan paru-paru dan rangka dada (Compliance paru-paru). Penurunan kapasitas paru-paru dapat disebabkan oleh kelumpuhan otot pernapasan, misalnya pada penyakit poliomyelitis atau cidera syaraf spinal, berkurangnya compliance paru-paru, misalnya pada penderita asma kronik, tuberkulosa, bronchitis kronis, kanker paru-paru dan pleuritis fibrosa dan pada penderita penyakit bendungan paru-paru, misalnya pada payah jantung kiri.

Jalur udara pernapasan untuk menuju sel-sel tubuh adalah rongga hidung faring (rongga tekak) laring trakea (batang tenggorok) bronkus paru-paru alveoli sel-sel tubuh. Mekanisme pernapasan dibedakan atas dua macam, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut.

1. Pernapasan Dada

Pernapasan dada terjadi karena gerakan tulang-tulang rusuk oleh otot-otot antar rusuk (interkostal). Inspirasi terjadi jika otot-otot antar rusuk berkontraksi sehingga tulang-tulang rusuk terangkat ke atas, demikian pula tulang dada ikut terangkat ke atas. Akibatnya, rongga dada membesar. Membesarnya rongga dada menyebabkan paru-paru ikut membesar, akibatnya tekanan udara dalam paru-paru berkurang sehingga udara luar masuk. Sebaliknya, ekspirasi terjadi jika otot-otot antar rusuk relaksasi, yaitu tulang rusuk dan tulang dada turun kembali pada kedudukan semula sehingga rongga dada mengecil. Oleh karena volume paru-paru berkurang, maka tekanan udara dalam paru-paru bertambah, akibatnya udara keluar.

2. Pernapasan Perut

Pernapasan perut terjadi karena gerakan otot diafragma (sekat rongga badan yang membatasi rongga dada dan rongga perut). Inspirasi terjadi jika otot diafragma berkontraksi sehingga letaknya agak mendatar, berarti mendesak rongga perut hingga ± 5 cm ke bawah. Oleh karena rongga dada membesar, maka paru-paru ikut membesar. Akibatnya, tekanan udara dalam paru-paru berkurang sehingga udara luar masuk. Sebaliknya, ekspirasi terjadi jika otot diafragma mengendur kembali pada kedudukan semula, sehingga rongga dada mengecil dan paru-paru pun ikut mengecil. Oleh karena volume paru-paru berkurang, tekanan udara dalam paru-paru bertambah akibatnya udara keluar. Jadi, jelaslah bahwa aliran udara dalam alveolus terjadi karena perbedaan tekanan udara bebas dengan tekanan udara dalam alveolus.

Perbedaan tekanan tersebut di sebabkan oleh perubahan volume rongga dada dan rongga perut dengan adanya gerakan kontraksi dan relaksasi otot interkostalis, otot diafragma, dan otot perut. Perbedaan tekanan udara paru-paru dibandingkan tekanan udara luar pada akhir ekspirasi adalah lebih tinggi ± 2 sampai 3 mmHg, sedangkan pada saat inspirasi dimulai, perbedaannya lebih rendah ± 1 sampai 2 mmHg.

Simpan

IDENTIFIKASI MIKROALGA

KEHIDUPAN BUMI DI MULAI DARI MIKROALGA

KEHIDUPAN BUMI DI MULAI DARI MIKROALGA – Sebelum membahas mikroalga, mari kita mengerti dulu apa itu mikroalga. Mikroalga adalah sejenis fitoplangton. Fitoplankton merupakan tumbuhan mikro yang terdapat didalam perairan. Ada istilah Plankton, fitopalnkton dan zooplankton. Kita sering salah mengartikan. Pernah melihat filem spongbob, disitu ada karekter plakton yang selalu jahat kepada tuan creb, sebenarnya karakter pankton tersebut dalam ilmu biologi disebut  zooplankton yaitu hewan mikro yang hidup dalam perairan. Plankton merupakan nama umum dari fitoplakton dan zooplankton. Nah Mikroalga merupakan jenis dalam  golongan fitoplankton.

Mikroalga sangat berjasa buat bumi ini, karena merupakan pembuka kehidupan di planet bumi ini. Mikroalga memungkinkan adanya makhluk hidup yang lebih tinggi tingkatannya di muka bumi. Menurut evolusi, mikroalga diketahui telah hidup jauh sebelum manusia ada, dengan jarak sekitar beberapa ratus juta tahun. Mikroalga bersifat autotrof (dapat membuat makanan sendiri). Mikroalga mampu merubah hara anorganik menjadi organik dan merupakan organisme penghasil oksigen (O2).

Kemampuan mikroalga dalam memanfaatkan zat anorganik merupakan sebuah kelebihan. Dimana pada saat itu bumi belum ada kehidupan, seluruh lapisan bumi tersusun atas zat anorganik yang beracun bagi makhluk lain, namun mikroalga malah memanfaatkanya.

Sifat mikroalga sangat menguntungkan bagi organisme lain karena memungkinkan organisme yang lebih tinggi tingkatannya seperti ikan untuk dapat hidup dengan produk-produk yang dihasilkan dari mikroalga, salah satunya oksigen. Oksigen merupakan faktor penting penunjang kehidupan bumi ini.

Mikroalga menghasilkan oksigen, oksigen di manfaatkan oleh makhluk hidup lain untuk kehidupan mereka. Bayangkan jika bumi ini tidak ada mahluk hidup sperti mikroalga.  Dan menunggu reaksi terbentunya oksigen hanya oleh reaksi Ozonisasi.

Contoh Usulan Penelitian Mikrobiologi

Latar Belakang Usulan Penelitian

Tanah sawah merupakan salah satu sumber antropogenik utama gas dinitrogen oksida yang memberikan kontribusi terhadap pemanasan global (IPCC 2006). Kosentrasi N2O di atmosfer dilaporkan mengalami peningkatan dengan laju 0,25% setiap tahun  (Hansen & Bakken 1993, Snyder et al. 2009). Sistem sawah tadah hujan dengan kondisi
basah-kering berpengaruh terhadap pola atau dinamika emisi gas dinitrogen oksida. Kondisi tergenang merupakan kondisi ideal bagi pembentukan gas metana (source) dan rosot (sink) bagi gas dinitrogen oksida, sedangkan kondisi kering berfungsi sebagai rosot metana, dan sumber bagi gas dinitrogen oksida (Xiong et al. 2007).

Gas N2O secara alami dihasilkan dalam tanah melalui proses mikrobiologis, denitrifikasi dan nitrifikasi. Proses tersebut dipengaruhi oleh bahan organic tersedia, pasokan nitrat, ketersediaan oksigen, kandungan air tanah, reaksi tanah (pH), suhu tanah dan kehadiran tanaman (Byrnes cit Hansen & Bakken 1993, Snyder et al. 2009).

Tanah pertanian  memberikan kontribusi terhadap emisi N2O sebesar 0,2-2,1 Tg N2O (Hansen & Bakken 1993). Gas N2O di atmosfer relatif lebih lama berada dibandingkan gas CO2 dan metana (Prinn et al. 1990), dengan sifat berpotensi pemanasan global 250-310 kali lebih tinggi daripada CO2 (Watson et al. 1992, Abao et al. 2000, Meiviana et al. 2004).

Bakteri nitrifikasi (Nitrosomonas dan Nitrobacter) yang merupakan bakteri kemoautotrofik berperan dalam proses
nitrifikasidenitrifikasi yang bertanggung jawab terhadap hilangnya N dari lahan sawah (Minami & Fukushi, 1984). Pada kondisi tanah reduktif, bakteri anaerobik fakultatif denitrifikasi mengubah nitrat menjadi molekul nitrogen
(N2O, N2) (Yoshida 1978). Menurut Klemedtson et al. (1988), beberapa mikroorganisme tanah yang mampu menghasilkan gas N2O yaitu bakteri nitrifikasi, bakteri denitrifikasi, bakteri nondenitrifikasi pereduksi nitrat, jamur
pereduksi nitrat atau jamur lain. Peran bakteri nitrifikasi adalah mengoksidasi amonia menjadi nitrit atau nitrat, sedangkan bakteri denitrifikasi akan mereduksi nitrat atau nitrit menjadi dinitrogen oksida (N20) atau gas
nitrogen (Nz).

Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas maka dapat dirumuskan masalah sebagai berikut:

1. Apakah dekomposisi jerami padi mampu menekan pelepasan N2O ke atmosfer pada area sawah tadah hujan ?

2. Bagaimana hubungan N2O dengan populasi mikroba di area sawah tadah huan?

3. Bagaimanakah potensi dekomposisi jerami padi dalam menekan pelepasan N2O ke atmosfer di area sawah
tadah hujan?

Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah:

1. Dekomposisi jerami padi mampu menekan pelepasan N2O ke atmosfer pada area sawah tadah hujan

2. Mengetahuai hubungan  antara N2O dengan populasi mikroba di dalamnya.

3. Mengetahui potensi dekomposisi jerami padi dalam menekan pelepasan N2O ke atmosfer di area sawah
tadah hujan.

Hipotesis

Dekomposisi jerami padi dapat menekan pelepasan N2O ke atmosfer pada area sawah tadah hujan. Ada hubungan antara populasi mikroba dengan jumlah gas N2O yang dihasilkan. Ada potensi dekomposisi jerami padi dalam menekan pelepasan N2O ke atmosfer di area sawah tadah hujan.

Metodologi Penelitian

Kegiatan penelitian dilaksanakan di sawah tadah hujan intensif. Percobaan disusun menggunakan rancangan  faktorial acak lengkap (RAL) dengan empat ulangan. Faktor berupa jerami padi terdiri empat perlakuan (tanpa jerami, jerami segar 5 t ha-1, jerami melapuk 5 t ha-1), (jerami lapuk 5 t ha-1). Data yang diamati meliputi fluks gas dinitrogen oksida, populasi bakteri denitrifikasi (metode Most Probable Number), respirasi tanah (metode jar), dan kandungan nitrat dan C organik. Populasi bakteri denitrifikasi dan respirasi tanah diamati saat tanaman pada fase
pertumbuhan anakan maksimum. Bahan pembenah organik (perlakuan jerami) diberikan bersamaan dengan pengolahan tanah dengan cara dibenamkan, dan lahan dibiarkan dua minggu sebelum dilakukan penanaman.

Penelitian ini menggunakan metode Rancangan Acak Lengkap (RAL)

Aa1

Cb2

Dd3

Ab3

Bc2

Bb1

Da2

Dd4

Ab4

Ad2

Cc1

Ca3

Cc4

Ba4

Bc3

Dd1

 

PERLAKUAN
1
2
3
4
A
√√
_
B
√√
_
C
_
D
_
√√
√√

Analisis Data

Data terkumpul akan dianalisis menggunakan sidik ragam untuk mengetahui pengaruh perlakuan, dan dilanjutkan dengan uji beda nyata terkecil (BNT) taraf 5% yang digunakan untuk membandingkan nilai tengah perlakuan.

Hubungan fluks N2O dengan ketersediaan substrat dan populasi mikroba saat fase pertumbuhan primordia bunga ditunjukkan dengan persamaan regresi berganda Yi = âo + â1X1i + â2X2i +â3X3i +â4X4i dimana Yi = fluk N2O dan peubah bebas X1= kandungan nitrat, X2 = kandungan C organik, X3 = populasi mikroba total, X4 = respirasi tanah, âo = intercept dan â = koefisien regresi. Koefisiensi deterimnasi dihitung menggunakan formula dalam Piegorsch & Bailer (2005).

Tabel 1. Pengaruh pemberian jerami padi dan bahan penghambat nitrifikasi terhadap

Pengelolaan jerami
padi

Fluks N2O

(ug m-2

menit-1)

Kandungan

nitrat (ppm)

Respirasi

tanah (mg

CO2_C g-1

tanah hari-1)

Populasi bakteri

denitrifikasi

Tanpa jerami

1,50

110

5,9

120

Jerami baru

0,76

97

5,3

153

Jerami melapuk

0,43

78

6,2

198

Jerami lapuk

0,64

97

5,1

176

PRAKTIKUM BUDIDAYA JAMUR

Latar Belakang

Jamur merupakan tanaman yang berinti, berspora, tidak berklorofil berupa sel atau benang-benang bercabang. Karena tidak berklorofil, kehidupan jamur mengambil makanan yang sudah dibuat oleh organisme lain yang telah mati. Jamur telah lama diketahui di berbagai negara sebagai sumber makanan yang lezat dan mengandung bernutrisi. Jamur dikonsumsi karena kaya akan nutrisi, yaitu protein, mineral dan vitamin, juga mengandung khasiat sebagai obat. Budidaya jamur sangat menguntungkan, karena menggunakan teknologi yang sederhana dan mudah untuk mendapatkan substrat untuk menumbuhkan jamur (Agromania, 2010).

Jamur disukai tidak hanya karena rasanya yang lezat. Jamur juga dipercaya memiliki banyak manfaat. Dibanding dengan daging, jamur memang punya nilai yang lebih tersendiri. Apabila mengonsumsi daging erat dengan masalah lemak atau kandungan kolesterol yang tinggi. Sedangkan jamur sebaliknya bebas kolesterol serta kaya serat vitamin dan mineral. Karenanya, jamur

dipercaya mampu mengobati berbagai penyakit. Jamur merang, misalnya berguna bagi penderita diabetes dan penyakit kekurangan darah, bahkan dapat mengobati kanker (Agromania, 2010).

Jamur tiram putih (Pleurotus ostreatus) merupakan salah satu jamur kayu yang sekarang telah banyak dibudidayakan orang. Media tanam atau substratnya yang sudah umum digunakan adalah gergajian kayu alba (sengon). Sembarang gergajian kayu sebetulnya dapat digunakan, tentunya kayu yang tidak beracun, kemudian di campur dengan bahan-bahan yang lain dengan berbandingan tertentu (Sritopo, 1999).

Baca Juga : Struktur Jamur

Ling zhi (Cina), reishi (Jepang) atau yeongji (Korea) adalah jamur yang termasuk dalam jenis Ganoderma lucidum. Berdasarkan sejarah Cina, ling zhi pertama kali ditemukan oleh seorang petani yang bernama Seng Nong. Ia dijuluki sebagai petani yang suci (holyfarmer). Menurut Seng Nong, hal terpenting dari sebuah tanaman obat adalah bila dikonsumsi dalam jangka waktu yang lama tidak menimbulkan efek samping. Ling zhi berkhasiat sebagai herbal anti-diabetes, anti-hipertensi, anti-alergi, antioksidan, anti-inflamasi, anti-hepatitis, analgesik, anti-HIV, serta perlindungan terhadap liver, ginjal, hemoroid atau wasir, anti-tumor, dan sistem imun (kekebalan tubuh) (Aditya, 2010).

E-Book >>> Bisnis Olahan Jamut Tiram dengan Omset Milyaran <<<

Usaha budidaya jamur perlu dilandasi pengetahuan yang cukup tentang sifat masing-masing jamur dan kondisi lingkungan yang dibutuhkan. Faktor lingkungan yang berpengaruh pada pertumbuhan jamur meliputi suhu, sinar matahari, pH, CO2, kelembapan, kandungan air, ukuran partikel, viabilitas kultur, dan kontaminan. Terdapat 7 tahap yang harus diperhatikan, yaitu : pemilihan jenis jamur, penyediaan kultur induk, penyediaan bibit, penyiapan medium tanah, penyusihamaan (pasteurisasi dan sterilisasi), inokulasi bibit, dan pemeliharaan pertumbuhan (Sritopo, 1999).

B. Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dalam praktikum ini adalah:

1. Mahasiswa mengetahui tahap-tahap budidaya jamur.

2. Mahasiswa mampu mengaplikasikan budidaya jamur.

II. MATERI DAN METODE

A. Alat

Alat yang digunakan dalam pembuatan media bibit antara lain cawan petri, pembakar spirtus, silet, pisau, jarum inokulum, botol, aluminium foil, wrapping, spidol, pinset, dan Laminar Air Flow (LAF). Alat yang digunakan dalam pembuatan media tanam Baglog adalah karet, ring (potongan bambu), sekop, drum untuk sterilisasi, kompor, ember, plastik polipropilen, dan kertas.

B. Bahan

Bahan yang digunakan dalam pembuatan media bibit antara lain Pleurotus ostreatus, Ganoderma lucidum, alcohol, akuades, biji jagung 1000 gram, biji kacang hijau 800 gram, millet 500 gram, CaCO3 1%, dan glukosa 0,5%. Bahan yang digunakan dalam pembuatan media tanam baglog adalah plastik polipropilen, kapur 3 kg, CaCO3 2 kg, gypsum 2 kg, bekatul 15 kg, 100 kg serbuk kayu (kayu sengan atau kayu lunak).

C. Cara Kerja

a. Inokulasi biakan murni ke media bibit

  • Isolat yang akan dibudidayakan diinokulsikan ke dalam salah satu media, jagung, millet, atau biji kacang hijau sesuai perlakuan yang dilakukan.
  • Media bibit tersebut diinkubasi pada suhu kamar hingga 2 minggu kemudian.
  • Beri tanda dengan spidol untuk mengukur pertumbuhan diameter miselium.
  • Selama 2 minggu tersebut, dihitung laju pertumbuhannya.

b. Pembuatan Media Tanam

  • 100 kg serbuk kayu (kayu sengon atau kayu jenis apaun yang lunak) di campurkan dengan 15 kg Bekatul, 2 kg Gips, 2 kg CaCO3, dan 2,5 kg kapur. Campurkan hingga merata dengan menggunakan bantuan sekop untuk mengaduknya.
  • Masukkan campuran serbuk kayu tersebut kedalam plastik putih yang nantinya akan digunakan untuk melakukan budidaya. Bagian bawah plastik agak dilipat sedikit, dimaksudkan agar baglog tersebut nantinya dapat didirikan. Memasukkan serbuk kayu tersebut sambil di padatkan dengan cara di pukul-pukul.
  • Baglog kemudian di sterilisasi menggunakan autoklaf konvensional. Baglog diletakkan didalam tempat sterilisasi tersebut.
  • Baglog yang telah di sterilisasi siap untuk ditanamkan bibit yang telah kita buat sebelumnya di Laboratorium.

c. Inokulasi bibit ke baglog

  • Buatlah suatu bolongan di tengah-tengah media tersebut, kurang lebih sebesar jempol tangan kita.
  • Masukkan bibit yang berasal dari media jagung, millet, ataupun biji kacang hijau tersebut kedalam media yang telah di sterilisasi tersebut.
  • Masukkan ring yang terbuat dari bambu ke dalam plastik tersebut untuk mengikat plastik tersebut.
  • Tutupi juga dengan kertas koran, kemudian ikat kertas Koran tersebut dengan karet gelang.

d. Inkubasi

  • Letakkan baglog yang telah berisi media dan bibit tersebut di ruang inkubasi. Ruang inkubasi tersebut dibagi menjadi dua, ruang untuk fase vegetatif dan ruang untuk fase generatif.
  • Ruang untuk fase vegetatif, suhu ruangan dijaga 22-28°C, dan kelembapan dijaga pada kisaran 60-80%.
  • Fase generatif, suhu ruangan dijaga pada suhu 22-26°C, dan kelembapan berkisar antara 60-80%.
  • Ruangan tersebut juga dilengkapi dengan selang yang berfungsi untuk mengalirkan air dalam ruangan tersebut. Selang tersebut berfungsi untuk menjaga kelembapan dalam ruangan tersebut.

B. PEMBAHASAN

Jamur tiram cokelat (Pleurotus pulmonarius) tumbuh soliter, tetapi umumnya membentuk massa menyerupai susunan papan pada batang kayu. Di alam, jamur P. pulmonarius banyak dijumpai tumbuh pada tumpukan limbah biji kopi. Jamur P. pulmonarius memiliki tudung dengan diameter 4-15 cm atau lebih, bentuk seperti tiram, cembung kemudian menjadi rata atau kadang-kadang membentuk corong; permukaan licin, agak berminyak ketika lembab, tetapi tidak lengket; berwarna cokelat, atau cokelat tua (kadang-kadang kekuningan pada jamur dewasa); tepi menggulung ke dalam, pada jamur muda sering kali bergelombang atau bercuping.

Daging tebal, berwarna cokelat, kokoh, tetapi lunak pada bagian yang berdekatan dengan tangkai; bau dan rasa tidak merangsang. Bilah cukup berdekatan, lebar, warna putih atau keabuan dan sering kali berubah menjadi kekuningan ketika dewasa. Tangkai tidak ada atau jika ada biasanya pendek, kokoh, dan tidak di pusat atau lateral (tetapi kadang-kadang di pusat), panjang 0,5-4,0 cm, gemuk, padat, kuat, kering, umumnya berambut atau berbulu kapas paling sedikit di dasar (Laununa, 2010).

Klasifikasi jamur tiram cokelat menurut Anonymous (2001) adalah

Kingdom : Plantae

Divisi : Mycota

Kelas : Homobasidiomycetes

Ordo : Himenomycelates

Famili : Agaricaceae

Genus : Pleurotus

Spesies : Pleurotus pulmonarius

Karakteristik dari jamur kuping ini adalah memiliki tubuh buah yang kenyal (mirip gelatin) jika dalam keadaan segar. Namun, pada keadaan kering, tubuh buah dari jamur kuping ini akan menjadi keras seperti tulang. Bagian tubuh buah dari jamur kuping berbentuk seperti mangkuk atau kadang dengan cuping seperti kuping, memiliki diameter 2-15 cm, tipis berdaging, dan kenyal. Warna tubuh buah jamur ini pada umumnya hitam atau coklat kehitaman akan tetapi adapula yang memiliki warna coklat tua.

Jamur kuping memiliki banyak manfaat kesehatan, di antaranya untuk mengurangi penyakit panas dalam dan rasa sakit pada kulit akibat luka bakar. Bila jamur kuping dipanaskan maka lendir yang dihasilkannya memiliki khasiat sebagai penangkal (menonaktifkan) zat-zat racun yang terbawa dalam makanan, baik dalam bentuk racun nabati, racun residu pestisida, maupun racun berbentuk logam berat. Jamur kuping juga telah dijadikan sebagai bahan berbagai masakan seperti sayur kimlo, nasi goreng jamur, tauco jamur, sukiyaki, dan bakmi jamur dengan rasa yang lezat dan tekstur lunak yang terasa segar dan kering.

Klasifikasi jamur tiram cokelat menurut Anonymous (2001) adalah

Kingdom : Fungi
Divisi : Basidiomycota
Kelas : Agaricomycetes
Ordo : Auriculariales
Famili : Auriculariaceae
Genus : Auricularia
Spesies : A. auricula-judae
Faktor yang mempengaruhi budidaya jamur menurut Sumarsih (2010), yaitu:
1. Kadar atau nutrisi baglog
Fungsi bekatul atau tepung jagung adalah untuk pertumbuhan miselium awalnya. Jika kualitas bekatul baik (kandungan beras berbanding sekam tinggi) tampak miselium putih sempurna dan memanjang dengan cepat. Jika kandungan nutrisi kurang atau kualitas nutrisi tidak baik, pertumbuhan miselium cenderung lambat, dan tidak putih sempurna.
2. Kualitas bibit (F2)
Dalam pembuatan bibit, media jagung itu berarti media “murni” jika sudah ada gergajian, maka itu adalah media campuran. Penggunaan jagung inilah yang memacu pertumbuhan miselium dengan cepat. Kualitas bibit F2 yang ditanamkan ke baglog akan teramati jika baik, maka akan cepat memutih, selanjutnya pertumbuhan miselium pun akan cepat.
3. Jenis serbuk kayu yang digunakan
Untuk budidaya, bisa menggunakan kayu sengon laut, mahoni, mindi, kayu nangka, kayu kembang, kayu albasiah, kayu meranti dan sebagainya, dan diusahakan jangan menggunakan bukan kayu cemara, damar, pinus. pemilihan jenis kayu ini pengaruhnya pada berat jenisnya. Disarankan menggunakan kayu yang tidak mudah lapuk. Jenis kayu yang lebih keras tentunya akan menghasilkan jamur lebih banyak. namun, pembudidaya tidak selalu mendapatkan jenis serbuk gergaji yang homogen, seringnya campuran.
4. Kadar air dalam baglog
Kandungan kadar air dalam baglog adalah 65%-75%. Pengukuran kadar air ini sulit dilakukan, biasanya hanyalah berdasarkan perasaan atau pengalaman saja. Indikasinya jika digenggam menggumpal tetapi tidak terlalu basah, itulah kadar air optimalnya. Kadar air dalam baglog ini sangat berpengaruh dalam pertumbuhan jamur tiram nantinya. Jika kadar air kurang, maka pertumbuhan jamur tiram tidak akan bisa optimal. Tetapi jika kadar air berlebih, baglog akan cepat membusuk, bahkan timbul ulat. Bahkan lagi bisa menghambat pertumbuhan miselia. Jadi kadar air harus pas dan optimal.
5. Berat baglog atau volume baglog
Produksi jamur tiram nantinya akan tergantung pada kuantitas/volume serbuk gergaji dalam baglog. Karena jamur adalah saprofit yang memakan sisa tumbuhan yang telah mati. Jadi semakin banyak volume atau bobot serbuk gergaji yang ada di dalam baglog, semakin banyak pula kemungkinan jamur yang dapat dipanen nantinya. Hal ini berhubungan langsung dengan BER (biological efficiency ratio) nya.
6. Perawatan baglog pada masa produksi
Perawatan yang optimal, mengawasi, membersihakan, mengatur sirkulasi, akan menghasilkan jamur lebih daripada yang hanya sekedar ditaruh saja dan mengharapkan hasil panen yang optimal.
Fungsi masing-masing bahan menurut Sumarsih (2010) :
  • Serbuk gergaji memiliki fungsi sebagai pendegradasi selulosa.
  • Gips (CaCO4) berfungsi untuk sumber mineral, terutama kalsium.
  • Kapur (CaCO3) memiliki fungsi sebagai penetral pH.
  • Dedak berfungsi sebagai sumber nutrisi.
  • Biji jagung, kacang hijau, dan millet digunakan sebagai media tanam miseliumya.
Fungsi dari tiap tahapan budidaya jamur menurut Ratnaningtyas (2010), adalah:
  1. Memilih jenis jamur yang akan dibudidayakan à Memutuskan jamur jenis apa yang akan dibudidayakan
  2. Penyediaan kultur induk jamur à berupa pembuatan biakan murni untuk dibuat kultur induk, kemudian dilakukan isolasi terhadap tubuh buah tersebut, baik melalui kultur spora maupun jaringan.
  3. Pembuatan bibit jamur siap tanam à kualitas bibit yang akan digunakan akan menentukan hasil atau produksi jamur, baik kualitas maupun kuantitasnya.
  4. Pembuatan medium tanam jamur à pemilihan bahan dasar untuk pembuatan medium tanam jamur secara buatan bergantung pada substrat asal dimana jamur tumbuh dialam atau modifikasinya. Jamur biasanya ditumbuhkan pada medium yang terbuat dari limbah sisa pertanian atau perkebunan yang mengandung lignoselulosa, dicampur dengan bahan-bahan lain yang dibutuhkan untuk perkembangan jamur.
  5. Sterilisasi medium tanam jamur à sterilisasi medium dapat dilakukan secara sederhana, yakni dengan ‘pengukusan’ atau tepatnya dengan pasteurisasi.
  6. Inokulasi atau penebaran bibit à bibit yang akan diinokulasikan berupa miselium vegetative yang masih sangat rentan terhadap kontaminan, oleh karena itu diperlukan ketrampilan yang memadai.
  7. Pemeliharaan medium tanam jamur à jamur yang telah ditanam diletakkan di ruang inkubasi. Ruang inkubasi tersebut dibagi menjadi dua, ruang untuk fase vegetatif dan ruang untuk fase generative. Ruang untuk fase vegetatif, suhu ruangan dijaga 22-28°C, dan kelembapan dijaga pada kisaran 60-80%. Fase generative, suhu ruangan dijaga pada suhu 22-26°C, dan kelembapan berkisar antara 60-80%. Ruangan tersebut juga dilengkapi dengan selang yang berfungsi untuk mengalirkan air dalam ruangan tersebut. Selang tersebut berfungsi untuk menjaga kelembapan dalam ruangan tersebut.
IV. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil dan pembahasan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
Tahapan-tahapan dalam budidaya jamur yaitu:
  • Memilih jenis jamur yang akan dibudidayakan
  • Penyediaan kultur induk jamur
  • Pembuatan bibit jamur siap tanam
  • Pembuatan medium tanam jamur
  • Sterilisasi medium tanam jamur
  • Inokulasi atau penebaran bibit
  • Pemeliharaan medium tanam jamur
B. Saran
Saran yang dapat saya sampaikan dalam praktikum kali ini yaitu saat perlakuan inokulum harusnya memperhatikan tingkat keaseptisannya. Sehingga mendapatkan hasil yang maksimal.
E-Book >>> Bisnis Olahan Jamut Tiram dengan Omset Milyaran <<<
DAFTAR REFERENSI

Aditya, Rial. 2010. Budidaya Jamur Ling zhi/reishi/Ganoderma lucidum bagian 1.http://organikganesha.wordpress.com/2010/03/15/budidaya-jamur-ling-zhi-reishi-ganoderma-lucidum-bagian-i. Diaksestanggal 6 November 2011

Agromania. 2010. http://groups.yahoo.com/group/agromania/message/61217. Diakses tanggal 16 November 2011

Anonim. 2010. Pertumbuhan dan Perkembangan Jamur Tiram. http://web.ipb.ac.id.

Laununa Agro Jamur. 2010. Budidaya Jamur Tiram Cokelat. Create your own website for free: http://www.webnode.com Diakses tanggal 20 November.

Ratnaningtyas, Nuniek Ira. 2010. Petunjuk Praktikum Biologi Jamur Makroskopis. Laboratorium Mikologi-Fitopatologi Fakultas Biologi Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto.

Sritopo, A. 1999. Budidaya Jamur Tiram Putih. http://www.scribd.com/doc/17335702/Budi-Daya-Jamur-Tiram-Putih. Diakses tanggal 19 November 2011.

Sumarsih, Sri. 2010. Budidaya Jamur Tiram dengan Berbagai Media. Laboratorium Biologi Tanah Jurusan Agroteknologi Fakultas Pertanian.

Laununa Agro Jamur. 2010. Budidaya Jamur Tiram Cokelat. Create your own website for free: http://www.webnode.com Diakses tanggal 20 November.

Analisis Filtrasi Ginjal

Analisis Filtrasi Ginjal

Organ ekskresi utama hewan Vertebrata termasuk mamalia adalah ginjal. Ginjal mamalia umumnya berjumlah sepasang. Pada ginjal mamalia terdapat unit-unit yang disebut nefron dengan fungsi filtrasi. Ginjal memiliki fungsi memfilter darah mamalia agar selalu bersih dari limbah metabolisme yang terjadi di dalam tubuh. Ginjal mamalia umumnya memfilter darah sebanyak 25% dari output jantung. Sehingga banyak cairan darah yang harus dibersihkan setiap harinya. Namun demikian urin yang dihasilkan ginjal umumnya hanya 1% dari seluruh cairan yang difilter oleh ginjal. Ginjal merupakan organ ekskresi dalam vertebrata yang merupakan sebagian dari sistem urin, berfungsi menyaring kotoran (terutama urea) dari darah dan membuangnya bersama dengan air dalam bentuk urin. Unit fungsional terkecil dari ginjal adalah nefron. Tiap ginjal mengandung 1,3 juta nefron. Masing-masing nefron terbentuk atas 2 bagian, yaitu glomerulus yang terdiri dari bundel kapiler berdinding tipis yang berfungsi sebagai filter, dan sebuah tubulus yang berfungsi untuk mengalirkan cairan ultrafiltrat dari glomerulus.

Ginjal merupakan suatu organ yang sangat penting untuk mengeluarkan hasil metabolisme tubuh yang sudah tidak digunakan dan obat-obatan. Laju Filtrasi Glomerulus (LFG) digunakan secara luas sebagai indeks fungsi ginjal yang dapat diukur secara tidak langsung dengan perhitungan klirens ginjal. Klirens adalah volume plasma yang mengandung semua zat yang larut melalui glomerulus serta dibersihkan dari plasma dan diekskresikan ke dalam urin, karena itu nilai klirens mewakili fungsi glomerulus.

Ginjal memegang peranan penting dalam mengendalikan keseimbangan dengan cara mengatur keseimbangan air dalam tubuh, mengatur keseimbangan elektrolit, mengatur keseimbangan asam basa, turut mengatur tekanan darah, dan sebagai eritrhopoetic system. Pada dasarnya fungsi utama ginjal adalah membersihkan plasma darah dari zat-zat yang tidak berguna bagi tubuh dengan suatu mekanisme yaitu filtrasi, absorbsi, kolin 6reabsorbsi dan augmentasi.

Ginjal berperan penting sebagai organ pengatur keseimbangan tubuh dan organ pembuangan zat-zat yang tidak berguna serta bersifat toksik. Fungsi ginjal akan menurun seiring dengan semakin tuanya seseorang dan juga karena adanya penyakit. Kemunduran fungsi ginjal tersebut dapat bersifat akut maupun kronis. Kelainan yang berat dapat diketahui dengan mudah tetapi kelainan yang ringan sukar dideteksi. Pemeriksaan fisik saja sering sukar untuk menentukan adanya dan beratnya gangguan fungsi ginjal. Kelainan dapat mengenai seluruh atau sebagian fungsi ginjal, karena itu dilakukan analisis filtrasi ginjal untuk mengetahui kesehatan fungsi ginjal.

Nefron ginjal yang tersusun oleh glomerulus dan tubulus ginjal menerima pasokan darah dari arteri renal. Glomerulus adalah bagian nefron ginjal untuk tempat filtrasi darah, sedangkan tubulus ginjal berfungsi untuk penyerapan kembali senyawa yang masih berguna bagi tubuh. Glomerulus dalam fungsinya sebagai tempat filtrasi memiliki barier yang memungkinkan senyawa-senyawa tertentu melewatinya dan mencegah senyawa lain melewatinya.Filtrasi mengacu kepada aliran deras plasma menembus kapiler glomerulus masuk ke ruang intestinum yang mengelilingi pangkal nefron, daerah yang disebut sebagai ruang Bowman. Di glomerulus, sekitar 20 % plasma secara terus-menerus disaring ke dalam ruang Bowman. Komposisi filtrate ini sama dengan komposisi plasma, yang berbeda adalah molekul protein biasanya tidak disaring. Filtrat awal berdifusi menembus ruang Bowman dan menuju pangkal bagian tubulus, yaitu kapsula Bowman, untuk selanjutnya melanjutkan perjalanannya melewati bagian tubulus yang lain.

Sebagian besar zat yang masuk ke tubulus di kapsula Bowman tidak menetap di tubulus. Zat-zat tersebut mengalir (atau dialirkan) kembali ke darah melewati kapiler peritubulus melalui proses reabsorpsi. Zat-zat yang lain ditambahkan ke filtrate urine, yang juga melewati kapiler peritubulus, melalui proses sekresi. Melalui proses reabsorpsi dan sekresi inilah nefron memanipulasi komposisi dan volume filtrate urine awal untuk menghasilkan urine akhir.

Filtrasi glomerulus adalah proses pergerakan sekitar 20% plasma yang masuk ke kapiler glomerulus menembus kapiler untuk masuk ke ruang interstisium, lalu menuju kapsula Bowman. Pada ginjal yang sehat, sel darah merah atau protein plasma hampir tidak ada yang mengalami filtrasi. Proses filtrasi pada glomerulus serupa dengan proses filtrasi pada kapiler. Perbedaannya adalah, di ginjal kapiler glomerulus sangat permeable terhadap air dan zat terlarut berukuran kecil. Tidak seperti kapiler lain, dorongan filtrasi plasma sepanjang kapiler glomerulus ke dalam kapsula Bowman lebih besar dibanding dorongan reabsorpsi cairan kembali ke kapiler. Dengan demikian, terjadi filtrasi neto cairan ke dalam ruang Bowman yang mengalir kemudian berdifusi ke dalam kapsula Bowman serta ke seluruh nefron. Di glomerulus, faktor utama yang mendorong filtrasi adalah tekanan kapiler.

Di sebagian besar kapiler lainnya, tekanan ini rata-rata berukuran 18 mmHg; di glomerulus, tekanan rata-rata hampir mencapai 60 mmHg. Hal ini disebabkan oleh rendahnya resistensi terhadap aliran yang dibentuk oleh arteriol eferen yang mengaliri glomerulus , dibandingkan dengan arteriol di tempat lain. Dengan demikian, tekanan hidrostatik yang mencapai glomerulus lebih besar. Tekanan cairan interstisium di ruang Bowman juga lebih besar dibandingkan tekanan di ruang interstisium normal, yaitu sekitar 15 mmHg.

Poin

Berdasarkan hasil percobaan, dapat diperoleh hasil bahwa intensitas warna akuades sebelum filtrasi sama dengan setelah filtrasi, yaitu intensitasnya kuat (biru muda). Larutan protein sebelum filtrasi intensitas warnanya lebih kuat (biru keunguan) dibandingkan dengan filtrat protein setelah filtrasi intensitas warnanya sedang (biru muda). Hal ini menunjukkan bahwa larutan protein tidak dapat melewati filter ginjal, yang mana akan langsung dikeluarkan melalui urin. Hasil ini sesuai dengan pernyataan Despopoulus (1998), yang menyatakan bahwa senyawa atau molekul besar, misalnya protein tidak dapat disaring oleh ginjal. Intensitas warna untuk glukosa sebelum dan sesudah filtrasi tetap sama, tidak terjadi perubahan warna. Intensitasnya kuat (merah bata). Hal ini menunjukkan bahwa larutan glukosa dapat melewati filter ginjal. Hasil sesuai dengan pernyataan Guyton (1996), yang menyatakan bahwa pada umunya molekul dengan raidus 4 nm atau lebih tidak dapat tersaring, sebaliknya molekul 2 nm atau kurang akan tersaring tanpa batasan, bahan-bahan kecil yang dapat terlarut dalam plasma, seperti glukosa, asam amino, natrium, kalium, klorida, bikarbonat, garam lain, dan urea akan melewati saringan dan menjadi bagian dari endapan.

Fungsi utama ginjal adalah membersihkan plasma darah dari zat-zat yang tidak berguna bagi tubuh melalui mekanisme filtrasi, absorbsi, reabsorbsi, dan augmentasi. Berikut penjelasan tentang mekanisme kerja ginjal :

1. Penyaringan (Filtrasi)

Filtrasi darah terjadi di glomerulus, dimana jaringan kapiler dengan struktur spesifik dibuat untuk menahan komponen selular dan medium molekular protein besar ke dalam vascular sistem, menekan cairan yang identik dengan plasma di elektrolitnya dan komposisi air. Cairan ini disebut filtrate glomerular. Tumpukan glomerulus tersusun dari jaringan kapiler. Pada mamalia, arteri renal terkirim dari arteriol afferent dan melanjut sebagai arteriol eferen yang meninggalkan glomerulus. Tumpukan glomerulus dibungkus di dalam lapisan sel epithelium yang disebut kapsula bowman. Area antara glomerulus dan kapsula bowman disebut bowman space dan merupakan bagian yang mengumpulkan filtrat glomerular, yang menyalurkan ke segmen pertama dari tubulus proksimal. Struktur kapiler glomerular terdiri atas 3 lapisan, yaitu endothelium kapiler, membran dasar, epitelium visceral. Endothelium kapiler terdiri satu lapisan sel yang perpanjangan sitoplasmik yang ditembus oleh jendela atau fenestrate.

Dinding kapiler glomerular membuat rintangan untuk pergerakan air dan solute menyebrangi kapiler glomerular. Tekanan hidrostatik darah di dalam kapiler dan tekanan onkotik dari cairan di dalam bowman space merupakan kekuatn untuk proses filtrasi. Normalnya tekanan onkotik di bowman space tidak ada karena molekul protein yang medium atau besar tidak tersaring. Rintangan untuk filtrasi (filtration barrier) bersifat selektif permeable. Normalnya komponen seluler dan protein plasma tetap di dalam darah, sedangkan air dan larutan akan bebas tersaring.

Umumnya molekul dengan raidus 4 nm atau lebih tidak tersaring, sebaliknya molekul 2 nm atau kurang akan tersaring tanpa batasan. Bagaimanapun karakteristik juga mempengaruhi kemampuan dari komponen darah untuk menyebrangi filtrasi. Selain itu beban listirk (electric charged) dari setiap molekul juga mempengaruhi filtrasi. Kation (positive) lebih mudah tersaring dari pada anion. Bahan-bahan kecil yang dapat terlarut dalam plasma, seperti glukosa, asam amino, natrium, kalium, klorida, bikarbonat, garam lain, dan urea melewati saringan dan menjadi bagian dari endapan. Hasil penyaringan di glomerulus berupa filtrat glomerulus (urin primer) yang komposisinya serupa dengan darah tetapi tidak mengandung protein.

2. Penyerapan ( Absorbsi)

Tubulus proksimal bertanggung jawab terhadap reabsorbsi bagian terbesar dari filtered solute. Kecepatan dan kemampuan reabsorbsi dan sekresi dari tubulus renal tidak sama. Pada umumnya pada tubulus proksimal bertanggung jawab untuk mereabsorbsi ultrafiltrate lebih luas dari tubulus yang lain. Paling tidak 60% kandungan yang tersaring direabsorbsi sebelum cairan meninggalkan tubulus proksimal. Tubulus proksimal tersusun dan mempunyai hubungan dengan kapiler peritubular yang memfasilitasi pergerakan dari komponen cairan tubulus melalui 2 jalur, yaitu jalur transeluler dan jalur paraseluler. Jalur transeluler yaitu kandungan dibawa oleh sel dari cairan tubulus melewati epical membrane plasma dan dilepaskan ke cairan interstisial di bagian darah dari sel, melewati basolateral membran plasma.

Jalur paraseluler, kandungan yang tereabsorbsi melewati jalur paraseluler bergerak dari cairan tubulus menuju zonula ocludens yang merupakan struktur permeable yang mendempet sel tubulus proksimal satu daln lainnya. Paraselluler transport terjadi dari difusi pasif. Di tubulus proksimal terjadi transport Na melalui Na, K pump. Di kondisi optimal, Na, K, ATPase pump menekan tiga ion Na ke dalam cairan interstisial dan mengeluarkan 2 ion K ke sel, sehingga konsentrasi Na di sel berkurang dan konsentrasi K di sel bertambah. Selanjutnya di sebelah luar difusi K melalui canal K membuat sel polar. Jadi interior sel bersifat negatif. Pergerakan Na melewati sel apical difasilitasi spesifik transporters yang berada di membran. Pergerakan Na melewati transporter ini berpasangan dengan larutan lainnya dalam satu pimpinan sebagai Na (contransport) atau berlawanan pimpinan (countertransport). Substansi diangkut dari tubulus proksimal ke sel melalui mekanisme ini (secondary active transport) termasuk glukosa, asam amino, fosfat, sulfat, dan anion organik. Pengambilan substansi aktif ini menambah konsentrasi intraseluler dan membuat substansi melewati membran plasma basolateral dan ke darah melalui pasif atau difusi terfasilitasi. Reabsorbsi dari bikarbonat oleh tubulus proksimal juga dipengaruhi gradient Na .

3. Penyerapan Kembali ( Reabsorbsi )

Volume urin manusia hanya 1% dari filtrat glomerulus. Oleh karena itu, 99% filtrat glomerulus akan direabsorbsi secara aktif pada tubulus kontortus proksimal dan terjadi penambahan zat-zat sisa serta urea pada tubulus kontortus distal. Substansi yang masih berguna seperti glukosa dan asam amino dikembalikan ke darah. Sisa sampah kelebihan garam, dan bahan lain pada filtrat dikeluarkan dalam urin. Tiap hari tabung ginjal mereabsorbsi lebih dari 178 liter air, 1200 g garam, dan 150 g glukosa. Sebagian besar dari zat-zat ini direabsorbsi beberapa kali. Setelah terjadi reabsorbsi maka tubulus akan menghasilkan urin sekunder yang komposisinya sangat berbeda dengan urin primer. Pada urin sekunder, zat-zat yang masih diperlukan tidak akan ditemukan lagi. Sebaliknya, konsentrasi zat-zat sisa metabolisme yang bersifat racun bertambah, misalnya ureum dari 0,03 dalam urin primer dapat mencapai 2% dalam urin sekunder. Meresapnya zat pada tubulus ini melalui dua cara. Gula dan asam mino meresap melalui peristiwa difusi, sedangkan air melalui peristiwa osmosis. Reabsorbsi air terjadi pada tubulus proksimal dan tubulus distal.

4. Augmentasi

Augmentasi adalah proses penambahan zat sisa dan urea yang mulai terjadi di tubulus kontortus distal. Komposisi urin yang dikeluarkan lewat ureter adalah 96% air, 1,5% garam, 2,5% urea, dan sisa substansi lain, misalnya pigmen empedu yang berfungsi memberi warm dan bau pada urin. Zat sisa metabolisme adalah hasil pembongkaran zat makanan yang bermolekul kompleks. Zat sisa ini sudah tidak berguna lagi bagi tubuh. Sisa metabolisme antara lain, CO2, H20, NHS, zat warna empedu, dan asam urat.

Mekanisme kerja tersebut dengan percobaan yang dilakukan pada prinsipnya sama yaitu melalui proses filtrasi dengan menggunakan kertas GF/F yang dalam hal ini memiliki fungsi yang sama dengan glomerulus pada ginjal yaitu untuk proses filtrasi. Langkah awal sistem filtrasi sederhana yang dilakukan dalam percobaan ini yaitu dengan menambahkan larutan Biuret ke dalam protein, Benedict’s ke dalam glukosa dan Biuret ke dalam akuades, lalu membandingkan perubahan warna yang terjadi pada larutan sebelum filtrasi dengan setelah filtrasi. Larutan Benedict’s digunakan untuk menguji adanya kandungan glukosa dalam suatu filtrat. Adanya glukosa dalam bahan ditandai dengan warna merah bata. Larutan Biuret dipakai untuk menguji adanya kandungan protein dalam suatu filtrat yang ditandai dengan warna biru atau ungu.

Ginjal semua Vertebrata, misalnya mamalia dalam hal prinsip-prinsip fungsi filtrasi-reabsorpsi dan sekresi tubular adalah sama. Ada keuntungan dan kerugian mekanisme filtrasi. Ultrafiltrasi primer mengandung semua senyawa yang ada dalam darah, kecuali zat-zat bermolekul besar, misalnya protein tidak dapat disaring oleh ginjal. Banyak senyawa yang difiltrasi masih berguna bagi hewan misalnya asam amino, glukosa, vitamin dan senyawa tersebut tidak boleh dibuang. Oleh karena itu zat-zat tersebut harus direabsorpsi. Filtrasi-reabsorpsi ginjal dapat memproses cairan tubuh dalam jumlah besar, dan sering lebih dari 99 % volume yang difilter direabsorbsi dan kurang dari 1 % disekresikan sebagai urin. Ginjal semua vertebrata terdiri atas unit-unit fungsional yang disebut nefron. Pada manusia setiap ginjal tersususun atas satu juta nefron. Nefron merupakan unit fungsional ginjal, yaitu unit paling kecil di dalam ginjal yang mampu melakukan fungsi ginjal, yaitu membentuk urin dan dengan fungsi tersebut nefron juga memelihara kekonstanan komposisi cairan ekstraseluler tubuh.

Manusia memiliki sepasang organ ginjal yang terletak di sebelah kiri dan kanan ruas tulang pinggang di dalam rongga perut. Letak ginjal kiri lebih tinggi daripada ginjal kanan, karena di atas ginjal kanan terdapat hati yang banyak mengambil ruang. Ginjal berfungsi menyaring darah. Ginjal terdiri atas tiga bagian, yaitu kulit ginjal (korteks), sumsum ginjal (medula) dan rongga ginjal (pelris). Pada bagian kulit ginjal terdapat alat penyaring darah yang disebut nefron. Setiap nefron tersusun dari badan Malpighi dan saluran panjang (tubula) yang bergelung. Badan Malpighi tersusun dari glomerolus dan kapsula Bowman. Glomerulus berupa anyaman pembuluh kapiler darah, sedangkan kapsula Bowman berupa cawan berdinding tebal yang mengelilingi glomerulus.

Ginjal dapat rusak akibat infeksi bakteri. Jika salah satu ginjal tidak berfungsi, ginjal yang lainnya mengambil alih tugas penyaringan darah. Jika kedua ginjal tidak berfungsi, urea akan tertimbun didalam tubuh dan dapat meracuni tubuh sehingga dapat mengakibatkan kematian. Jika terjadi penimbunan urea, penderita harus cuci darah secara rutin atau cangkok ginjal. Selain itu ginjal dapat terganggu karena adanya endapan kalsium di dalam rongga ginjal, saluran ginjal atau kantong kemih. Endapan tersebut dikenal dengan batu ginjal. Jika urin mengandung gula berarti tubulus ginjal tidak menyerap gula dengan sempurna. Hal ini dapat diakibatkan oleh kerusakan tubulus ginjal, dapat pula akibat kadar gula dalam darah tinggi sehingga tubulus ginjal tidak dapat menyerap kembali semua gula yang ada pada filtrat glomerulus. Kadar gula darah yang tinggi akibat dari proses pengubahan gula menjadi glikogen terhambat karena produksi hormone insulin terhambat. Orang yang demikian menderita kencing manis (diabetes melitus).

Gangguan lain pada fungsi ginjal yaitu nefritis merupakan kerusakan bagian glomerulus ginjal akibat alergi racun kuman. Albuminuria yaitu urin banyak mengandung protein, karena protein lolos dalam penyaringan. Glikosuria yaitu ditemukannya glukosa pada urin. Hematuria yaitu ditemukannya sel darah merah dalm urin. Ketosis ditemukannya senyawa keton dalam darah. Diabetes insipidus yaitu urin sangat encer dan jumlahnya meningkat. gagal ginjal kronis (chronic renal failure) adalah kerusakan ginjal progresif yang berakibat fatal dimana kemampuan tubuh gagal untuk mempertahankan metabolisme keseimbangan cairan dan elektrolit, menyebabkan uremia (retensi urea dan sampah nitrogen lainnya dalam darah).

Uji saringan glukosa dalam urin adalah petanda seseorang individu itu mempunyai penyakit, misalnya diabetes melitus. Adanya glukosa dalam urin individu yang normal biasanya pada individu yang mempunyai ambang glukosa rendah (glukosurid). Pereaksi Benedict’s yang mengandung kuprisulfat dalam suasana basa akan tereduksi oleh gula yang mempunyai gugus aldehid atau keton bebas (misal oleh glukosa), yang dibuktikan dengan terbentuknya kuprooksida berwarna merah atau coklat. Uji glukosa ini sering tidak valid jika reagen yang digunakan telah kedaluwarsa atau terbuka terlalu lama di udara dan bercampur dengan air (Djuhanda, 1980).

Penyakit ginjal dapat didiagnosis tanpa mengetahui penyebabnya. Kerusakan ginjal biasanya dipastikan oleh tanda bukan oleh biopsi ginjal. Menurutnya, proteinuria yang meningkat adalah tanda utama kerusakan ginjal. Tanda lain dari kerusakan meliputi kelainan dalam sedimen urin, kelainan pada darah dan pengukuran urin secara kimia. Orang dengan GFR normal, tetapi dengan tanda kerusakan ginjal berada pada peningkatan resiko untuk penyakit ginjal kronis. Laju filtrasi glomerulus adalah ukuran terbaik dari keseluruhan fungsi ginjal dalam kesehatan dan penyakit. Tingkat GFR normal bervariasi sesuai dengan umur, jenis kelamin, dan ukuran tubuh. GFR normal pada orang dewasa muda adalah sekitar 120 sampai 130 mL / menit per 1,73 m2 dan menurun seiring dengan usia (12-15). Tingkat fungsi ginjal, terlepas dari diagnosis, menentukan tahap penyakit ginjal kronis.

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil dan pembahasan, dapat disimpulkan bahwa senyawa yang dapat melewati filter ginjal pada umunya molekul dengan radius molekul 2 nm atau kurang dan bahan-bahan kecil yang dapat terlarut dalam plasma, seperti glukosa, asam amino, natrium, kalium, klorida, bikarbonat, garam lain, dan urea melewati saringan tanpa batasan dan menjadi bagian dari endapan. Sedangkan molekul besar dengan radius kurang 4 nm atau lebih seperti protein tidak dapat tersaring.