Transport in mammals · ⁨Transportasi pada mamalia⁩

Mamalia memiliki peredaran ganda tertutup. "Tertutup" berarti darah tetap berada di dalam pembuluh darah sepanjang waktu. "Ganda" berarti darah melewati jantung dua kali untuk setiap satu putaran penuh di sekitar tubuh. Ini memberikan dua loop yang terhubung, sehingga kita menyebutnya peredaran ganda dan seluruh sistem sebagai sistem peredaran darah:

• peredaran pulmonal mengangkut darah dari jantung ke paru-paru dan kembali.
• peredaran sistemik mengangkut darah dari jantung ke seluruh tubuh dan kembali.

Darah mengalir dengan urutan: arteri → arteriol → kapiler → venula → vena.

Pembuluh utama adalah:

• arteri pulmonal — mengangkut darah miskin oksigen dari jantung ke paru-paru.
• vena pulmonal — mengangkut darah kaya oksigen dari paru-paru kembali ke jantung.
• aorta — arteri besar yang mengangkut darah kaya oksigen dari jantung ke tubuh.
• vena kava — vena besar yang mengembalikan darah miskin oksigen dari tubuh ke jantung.

Bagaimana pembuluh sesuai dengan fungsinya

Sel darah

Anda harus dapat mengenali: sel darah merah (yang mengangkut oksigen), dan tiga jenis sel darah putih — monosit, neutrofil dan limfosit.

Air, plasma dan cairan jaringan

Air adalah komponen utama darah. Air adalah pelarut yang baik, sehingga mengangkut zat terlarut, dan memiliki kalor jenis tinggi, sehingga suhu darah tetap stabil.

Di awal kapiler, tekanan darah yang tinggi mendorong cairan (tetapi tidak sel atau protein besar) keluar dari plasma dan menembus dinding kapiler. Cairan di sekitar sel ini adalah cairan jaringan. Cairan ini menyuplai sel dengan oksigen dan glukosa serta membuang limbah. Sebagian besar darinya kembali ke kapiler di ujung jauh, di mana tekanannya lebih rendah.

Mengangkut oksigen

Oksigen diangkut oleh hemoglobin dalam sel darah merah. Kami menunjukkan bagaimana hemoglobin mengikat oksigen dengan kurva disosiasi oksigen. Grafik berbentuk S ini memplot saturasi (seberapa penuh hemoglobin terisi oksigen) terhadap tekanan parsial oksigen:

• di mana tekanan parsial oksigen tinggi (di paru-paru), hemoglobin memuat dan hampir jenuh sepenuhnya.
• di mana rendah (di jaringan yang bernapas), hemoglobin melepaskan oksigennya agar digunakan oleh sel-sel.

Pergeseran Bohr

Ketika jaringan sangat aktif, mereka melepaskan lebih banyak karbon dioksida, yang menurunkan pH. Hal ini membuat hemoglobin melepaskan oksigen lebih mudah, sehingga kurva bergeser ke kanan. Perubahan yang bermanfaat ini adalah pergeseran Bohr: oksigen dilepaskan tepat di tempat paling dibutuhkan.

Mengangkut karbon dioksida

Sedikit karbon dioksida larut langsung ke plasma, tetapi sebagian besar diangkut setelah reaksi di dalam sel darah merah:

1. enzim karbonat anhidrase mempercepat reaksi karbon dioksida dengan air membentuk asam karbonat.
2. asam karbonat terurai menjadi ion hidrogen dan ion hidrogenkarbonat.
3. ion hidrogenkarbonat keluar ke plasma. Ini adalah cara utama karbon dioksida diangkut.
4. untuk menjaga keseimbangan muatan, ion klorida masuk ke sel darah merah. Pergerakan ini disebut pergeseran klorida.
5. ion hidrogen bergabung dengan hemoglobin membentuk asam hemoglobinik; ini menyerap ion hidrogen dan menjaga pH tetap stabil.

Beberapa karbon dioksida juga bergabung langsung dengan hemoglobin membentuk karbaminohemoglobin.

Contoh kerja. Di paru-paru tekanan parsial oksigen sekitar $12\ \text{kPa}$ dan hemoglobin sekitar 98% jenuh; di otot yang sedang berolahraga tekanan parsialnya sekitar $3\ \text{kPa}$ dan tingkat jenuhnya turun menjadi sekitar 40%. Berapa banyak oksigen yang dilepaskan, dan mengapa kurvanya berbentuk S? Kurangi persentase jenuh: $98 - 40 =$ 58% oksigen dari hemoglobin dilepaskan di otot. Bentuk S berasal dari ikatan kooperatif—oksigen pertama yang berikatan mengubah bentuk hemoglobin sehingga oksigen berikutnya berikatan lebih mudah, itulah sebabnya bagian tengah kurva begitu curam. Kelengkungan ini adalah poin pentingnya: penurunan kecil pada tekanan parsial di jaringan respiratoris menyebabkan pelepasan besar oksigen. Karbon dioksida ekstra di otot yang sedang berolahraga menurunkan pH dan menggeser kurva ke kanan, sehingga lebih banyak lagi oksigen yang dilepaskan pada tekanan parsial yang sama—ini adalah pergeseran Bohr yang menjalankan fungsinya.

Struktur

Jantung memiliki empat bilik. Dua bilik atas adalah atrium (tunggal: atrium); dindingnya tipis karena hanya mendorong darah ke bawah ke bilik di bawahnya. Dua bilik bawah adalah ventrikel; dinding ototnya tebal karena memompa darah keluar dari jantung.

Dinding ventrikel kiri lebih tebal daripada dinding ventrikel kanan, karena sisi kiri harus memompa darah ke seluruh tubuh, sementara sisi kanan hanya memompa ke paru-paru terdekat.

Siklus jantung

Satu detak jantung adalah siklus jantung. Memiliki dua bagian: sistol (ketika otot jantung berkontraksi) dan diastol (ketika relaksasi dan mengisi). Ketika bilik berkontraksi, tekanan di dalamnya naik; perubahan tekanan ini membuka dan menutup katup sehingga darah mengalir satu arah saja.

Mengontrol detak jantung

Jantung mengatur ritmenya sendiri:

• nodus sinoatrial di atrium kanan adalah pacu jantung. Mengirim gelombang eksitasi listrik yang menyebar di seluruh atrium dan membuatnya berkontraksi.
• nodus atrioventrikel menangkap gelombang tersebut, menahannya sejenak (agar atrium kosong terlebih dahulu), lalu meneruskannya.
• jaringan Purkyne membawa gelombang ke bawah dan melalui dinding ventrikel, sehingga ventrikel berkontraksi dari bawah ke atas dan mendorong darah keluar.

• Jejak sirkulasi ganda dan sebutkan bilik, katup, dan pembuluh darah; dinding ventrikel kiri lebih tebal (memompa lebih jauh pada tekanan lebih tinggi).
• Baca grafik tekanan siklus-jantung: katup terbuka/tutup ketika tekanan di kedua sisinya bersilangan.
• Jelaskan kurva disosiasi oksigen (berbentuk S) dan pergeseran Bohr (lebih banyak CO2 menggesernya ke kanan, melepaskan lebih banyak O2 ke jaringan aktif).
• Sebagian besar CO2 dibawa sebagai hidrogenskarbonat (melalui pergeseran klorida).