Sistem Sirkulasi Manusia - Materi Biologi Kelas 11 SLTA/SMA/MA

Makanan dan minuman yang kita makan sehari-hari akan dicerna dan dimetabolisme oleh tubuh. Zat makanan dan minuman yang mengandung nutrisi, hormon, gas oksigen dan gas karbondioksida dimetabolisme dengan cara diangkut oleh suatu sistem transportasi. Sistem transportasi tersebut disebut dengan istilah Sistem Sirkulasi. Sistem sirkulasi meliputi sisitem peredaran darah dan sistem peredaran cairan limfa (sistem limfa).

{tocify} $title={Daftar isi}

A. Sistem Peredaran Darah Pada Manusia

Sistem peredaran darah pada manusia merupakan sistem peredaran darah tertutup dan sistem peredaran darah ganda. Disebut sistem peredaran darah tertutup karena darah mengalir dalam pembuluh darah, sedangkan disebut sistem peredaran darah ganda karena dalam satu kali beredar, darah akan melalui jantung sebanyak dua kali.

1. Fungsi Sistem Peredaran Darah

Transportasi = yaitu mengangkut makanan, garam mineral, gas, hormon, enzim dan zat lainnya dalam darah.
Penjaga suhu tubuh = yaitu dengan memetabolime zat makanan untuk menghasilkan energi, dan energi akan menghasilkan panas.
Perlindungan = yaitu melindungi bagian tubuh dari infeksi kuman penyakit.
Penyangga = yaitu protein dalam darah akan melawan perubahan asam-basa dalam cairan tubuh.

2. Darah dan Komponen Darah

Darah merupakan cairan kental yang memiliki bau khas seperti besi dan amis. Terkadang berwarna merah cerah atau merah kebiru-biruan tergantung kadar oksigen dalam darah. Darah juga memiliki beberapa komponen penyusun yaitu plasma darah, sel darah merah (eritrosit), sel darah putih (leukosit) dan keping darah (trombosit). Komposisi plasma darah sebesar 55% dibanding komponen darah lainnya seperti sel darah (merah/putih) dan keping darah yang hanya 45%.

3. Komponen-Komponen Darah

1. Plasma Darah

Plasma darah adalah cairan berwarna bening kekuningan, mengandung 92% air, 7% protein plasma dan 1% bahan campuran kompleks seperti bahan organik, anorganik dan gas darah. Protein plasma darah terdiri dari 3 komponen yaitu:

Albumin, yaitu protein plasma yang paling banyak (55-60%) yang berfungsi untuk menjaga tekanan osmosis koloid darah.
Globulin, yaitu protein plasma yang menyusun 35% protein plasma yang dibedakan menjadi Alfa dan Beta Globolin serta Gamma Globulin (Imunoglobulin). Alfa dan Beta Globulin dibentuk di dalam hati yang berfungsi untuk membawa lipid/lemak, hormon dan substrat lainnya. Sedangkan imunoglobulin dibentuk di jaringan limfoid yang merupakan antibodi untuk melawan benda asing yang masuk ke dalam tubuh (fungsi imunitas).
Fibrinogen, yaitu protein yang menyusun 4% protein plasma, dibentuk di dalam hati dan berfungsi pada mekanisme pembekuan darah untuk menghentikan pendarahan saat terluka.

2. Sel Darah Merah (Eritrosit)

Sel darah merah berbentuk seperti cakram dengan lekukan pada bagian tengahnya (bikonkaf), tidak memiliki inti sel dan berdiameter 7,65 μm dan bersifat elastis. Setiap eritrosit mengandung sekitar 300 juta molekul Hemoglobin (Hem dan Globin) yang berfungsi dalam mengikat oksigen. Sehingga fungsi eritrosit adalah untuk mengikat Oksigen membentuk ikatan Oksihemoglobin dan di edarkan ke seluruh bagian tubuh.

Sel Darah Merah (Eritrosit)

Jumlah eritrosit pada manusia dewasa laki-laki adalah 4,2-5,4 juta sel/mm3, sedangkan pada wanita dewasa antara 3,8-4,8 juta sel/mm3. Jumlah eritrosit pada manusia juga tergantung pada beberapa kondisi seperti orang yang tinggal di dataran tinggi yang rendah kadar oksigennya akan memiliki eritrosit yang lebih banyak jika dibandingkan dengan orang yang tinggal di dataran rendah. Selain itu penyakit gagal jantung dan paru-paru juga akan meningkatkan jumlah eritrosit pada darah.

Sel darah merah hanya memiliki umur selama 120 hari setelah diproduksi, sebelum nantinya menjadi rapuh dan pecah. Sel darah merah yang rusak akan dicerna kembali oleh tubuh dengan cara ditelan (fagositosis) oleh makrofag di dalam limpa, hati dan sumsum tulan untun digunakan sebagai bahan dasar membentuk eritrosit kembali. Globin dipecah menjadi asam amino, sedangkan Hem diubah menjadi biliverdin (warna hijau) dan kemudian diubah kembali menjadi bilirubin (warna kuning). Bilirubin akan diekskresikan ke dalam empedu dan akan dibuang bersama dengan urin dan tinja.

3. Sel Darah Putih (Leukosit)

Sel darah putih pada darah tidak berarti sel darah berwarna putih. Biasanya berwarna transparan dan tidak berwarna merah karena tidak memiliki protein Hem yang mengandung besi. Jumlah leukosit pada manusia normalnya adalah 5000-10.000 sel/mm3. Leukosit diproduksi di dalam sumsum merah dan susmsum kuning tulang. Leukosit berfungsi untuk melindungi dan melawan infeksi yang diakibatkan oleh benda asing, bakteri dan virus.

Sifat-Sifat Leukosit

Diapedesis = mampu keluar menembus pori-pori membran kapiler darah.
Ameboid = bergerak seperti amoeba
Kemotaksis = bergerak mendekati atau menjauhi zat kimia
Fagositosis = mampu menelan mikroorganisme, benda aisng dan sel darah merah yang sudah tua.

Jenis-Jenis Leukosit

1. Granulosit

Merupakan leukosit yang memiliki granula, yang dibedakan menjadi 3 jenis berdasarkan pewarnaan Wright yaitu Neutrofil, Eosinofil dan Basofil.

Neutrofil = berwarna merah nuda, memiliki inti sel, berjumlah 60% dari jumlah sel darah putih. Neutrofil berfungsi sebagai fagosit yang sangat aktif untuk menyerang dan menghancurkan bakteri, virus dan benda asing lainnya.
Eosinofil = berwarna jingga, memiliki inti sel dengan 2 lobus, dan berjumlah 1-3% dari jumlah sel darah putih. Eosinofil berfungsi sebagai fagosit yang lemah dan berperan dalam pembuangan racun penyebab radang pada jaringan yang terluka.
Basofil = berwarna keunguan hingga hitam, memiliki inti sel berbentuk seperti huruf S, jumlahnya kurang dari 1% dari jumlah sel darah putih. Basofil mengandung Histamin yang berfungsi untuk meningkatkan aliran darah ke jaringan yang cidera, dan mengandung Antikoagulan Heparin untuk membantu mencegah penggumpalan darah Intravaskuler.

2. Agranulosit

Merupakan leukosit yang tidak memiliki granula yang dibedakan menjadi 2 jenis yaitu Limfosit dan Monosit.

Limfosit = yaitu sel yang memiliki inti sel bulat berwarna biru gelap yang dilapisi lapisan tipis sitoplasma. Limfosit berjumlah 30% dari darah putih dan memiliki ukuran antara 5-15 μm. Terdapat 2 jenis Limfosit berdasarkan fungsi dan tempa pembentukannya, yaitu Limfosit B dan Limfosit T. Limfosit B diproduksi di Bone Marrow (sumsum tulang) yang berfungsi memproduksi antibodi untuk merespons antigen tertentu. Limfosit T diproduksi di kelenjar Timus yang berfungsi mengenali dan melakukan interaksi dengan antigen melalui protein reseptor dipermukaan sel.
Monosit = merupakan sel darah terbesar, memiliki jumlah 3-8% dari jumlah sel darah putih, memiliki diameter 12-18 μm, dan memiliki nukleus besar berbentuk seperti telur. Monosit berfungsi sebagai fagosit yang sangat aktif dan dapat berpindah melalui pembuluh darah menjadi Histosit atau Makrofag.

Jenis Sel Darah Putih (Leukosit)

4. Keping Darah (Trombosit)

Trombosit merupakan fragmen sel yang tidak memiliki inti sel, berjumlah antara 150.000 - 400.000 sel/mm3, berbentuk tidak beraturan, berdiameter 2-4 μm, tidak berwarna, mudah pecah, dan hanya memiliki umur 5-9 hari setelah diproduksi.

Trombosit berfungsi untuk hemostasis (penghentian pendarahan), perbaikan pembuluh darah yang rusak, dan pembekuan darah dengan cara melepaskan serotonin dan prostaglandin. Kedua senyawa tersebut akan menyebabkan otot polos pada pembuluh darah berkontraksi sehingga terjadi penyempitan ukuran lubang dan menghentikan laju pendarahan.

Mekanisme Pembekuan Darah

Apabila terjadi luka akan menyebabkan pembuluh darah sobek dan terjadi pendarahan. Trombosit juga akan pecah dan mengeluarkan trombokinasi/tromboplastin. Trombokinasi dibantu oleh vitamin K dan ion kalsium akan mengubah Protombin menjadi Trombin. Trombin yang berhasil dibuat akan mengubah Fibrinogen menjadi benang-benang halus yang disebut Fibrin. Fibrin akan menghalangi keluarnya sel-sel darah hingga terjadi pembekuan darah (± 5 menit).

B. Golongan Darah

Golongan darah adalah klasifikasi darah seseorang berdasarkan ada tidaknya zat antigen warisan pada permukaan membran sel darah merah. Antigen tersebut dapat berupa protein, polisakarida atau zat lainnya yang ketika bereaksi akan menghasilkan antibodi.

Reaksi antigen dan antibodi akan menghasilkan gumpalan atau disebut Aglutinasi, sehingga antigen disebut sebagai Aglutinogen (zat yang dapat menyebabkan penggumpalan). Sedangkan antibodi disebut sebagai Aglutinin (zat yang tidak menyebabkan penggumpalan).

Banyak jenis antigen yang sudah ditemukan para ilmuan, tapi yang paling dikenal adalah antigen ABO dan Rh (Rhesus). Sehingga dikenal metode golongan darah sistem ABO dan Rh.

Macam-Macam Penggolongan Darah

1. Sistem ABO

Penggolongan darah ini ditemukan oleh Karl Landsteiner. Penggolongan ini didasarkan pada ada tidaknya antigen (aglutinogen) tipe A dan tipe B pada sel darah, serta antibodi (aglutinin) tipe alfa (α) dan tipe beta (β) di dalam plasma darah. Sehingga terdapat 4 golongan darah manusia yaitu A, B, AB dan O.

2. Sistem Rh (Rhesus)

Penggolongan darah sistem Rhesus ditemukan oleh Karl Landsteiner dan Wiener (1940) setelah melakukan penelitian terhadap Kera Rhesus (Macaca mulatta). Penggolongan darah ini berdasarkan ada tidaknya antigen (aglutinogen) RhD pada permukaan sel darah merah. Jika seseorang mempunya antigen RhD maka disebut golongan Rh+ (Rhesus positif), dan sebaliknya jika tidak mempunyai antigen RhD maka disebut golongan Rh- (Rhesus negatif). Namun seseorang yang memiliki golongan darah Rh- mampu menghasilkan antibodi (aglutinin) dalam plasma darah. Sehingga hal ini menjadi penting dalam proses transfusi darah.

Saat terjadi transfusi darah antara seorang penerima (resipien) yang memiliki golongan darah Rh- dengan seorang donor yang memiliki golongan darah Rh+ akan menyebabkan pecahnya sel darah merah (hemolisis). Hal itu terjadi karena resipien sudah mempunyai banyak antibodi terhadap antigen RhD sehingga sel darah merah dari donor yang masuk ke dalam tubuh akan pecah dan bercampur dengan plasma darah. Pecahnya darah akan mengganggu fungsi ginjal yang harus menyaring untuk membersihkan kotoran sisa sel.

Faktor golongan darah rhesus juga berpengaruh terhadap janin saat terjadi kehamilan. Ketika suami memiliki golongan darah Rh+ dan istri mempunyai golongan darah Rh- akan menghasilkan anak dengan golongan darah bisa Rh- dan Rh+. Apabila anak memiliki golongan darah Rh+, maka janin yang terbentuk akan diserang oleh antibodi ibu dan akan menyebabkan terjadinya hemolisis sel darah merah. Peristiwa ini disebut dengan istilah Eritroblastosis fetalis. Kelainan ini dapat dicegah dengan memberikan suntikan anti-D (Rho) imunogloblulin / RhoGam pada ibu.

C. Cara Uji Golongan Darah

Golongan darah sistem ABO dan Rh dapat secara bersamaan digunakan untuk menentukan golongan darah seseorang. Uji golongan darah dilakukun dengan menggunakan serum seperi serum anti-A, anti-B, anti-AB dan anti-D. Ketika darah seseorang ditetesi dengan serum akan menghasilkan hasil positif apabila terjadi penggumpalan (aglutinasi).

Suatu darah apabila ditetesi dengan serum anti-A dan anti-AB hasilnya menggumpal, ditetesi dengan anti-B hasilnya tidak menggumpal dan ditetesi serum anti-D hasilnya menggumpal maka golongan darah orang tersebut adalah A Rh+ (A+).

D. Transfusi Darah

Dengan mengetahui golongan darah seseorang akan memudahkan petugas medis untuk mengambil tindakan yang tepat saat memberikan transfusi darah kepada pasien yang membutuhkan. Golongan darah O disebut sebagai donor universal yang mana dapat didonorkan ke semua golongan darah yang berbeda. Golongan darah AB disebut sebagai resipien universal atau golongan darah yang dapat menerima darah dari semua golongan darah yang berbeda.

E. Organ Peredaran Darah

Organ peredaran darah pada manusia disusun atas jantung (cardia) dan pembuluh darah (blood vessel).

1. Jantung

Jantung merupakan organ vital yang terletak dibagian dalam rongga dada kiri dan dilindungi oleh tulang rusuk. Jantung memiliki pembuluh darah dan keduanya dibungkus oleh selaput bernama Perikardium. Terdapat juga sel-sel jantung khusus yang berperan dalam sistem penghantaran rangsang disebut sebagai Serat Purkinje.

a. Lapisan Jantung

Jantung juga mempunyai dinding yang tersusun atas 3 lapisan yaitu:

Epikardium = yaitu lapisan bagian luar dinding jantung yang tersusun dari sel-sel mesotelium.
Miokardium = yaitu lapisan tengah dinding jantung yang terdiri atas otot jantung dan mampu berkontraksi untuk memompa darah.
Endokardium = yaitu lapisan paling dalam dari dinding jantung yang tersusun dari endotelium.

b. Ruang Pada Jantung Manusia

Antrium = disebut sebagai ruang serambi jantung, berada di bagian atas, terdiri atas serambi kanan dan kiri yang dipisahkan oleh sekat Septum Interatrial. Fungsi atrium adalah untuk menerima darah dari vena yang membawa darah kembali ke jantung. Atrium kanan menerima darah dari seluruh tubuh kecuali dari paru-paru, sedangkan atrium kiri menerima darah dari paru-paru.
Ventrikel = disebut sebagai ruang bilik jantung, berada dibagian bawah, terdiri atas bilik kanan dan kiri yang dipisahkan oleh sekat Septum Interventrikuler. Ventrikel mempunyai dinding tebal sehingga mempunyai fungsi untuk mendorong darah meninggalkan jantung. Ventrikel kanan berfungsi memompa darah menuju ke paru-paru melalui Batang Pulmonari, sedangkan ventrikel kiri berfungsi untuk memompa darah ke seluruh tubuh melalui Aorta.

C. Katup Jantung

Jantung memiliki 2 jenis katup yaitu katup trikuspid dan katup bikuspid (katup Mitral). Katup trikuspid terletak diantara atrium kanan dan ventrikel kanan serta memiliki 3 daun katup. Fungsi katup trikuspid adalah untuk mencegah aliran balik darah dari ventrikel ke atrium kanan.

Katup bikuspid (katup mitral) terletak diantara atrium kiri dan ventrikel kiri. Katup ini berfungsi untuk mencegah aliran balik darah dari ventrikel kiri ke atrium kiri.

2. Pembuluh Darah

Pembuluh darah merupakan saluran berbentuk tabung panjang yang berfungsi untuk mengalirkan darah dari jantung ke jaringan tubuh dan kemudian kembali lagi ke jantung. Pembuluh darah dibagi menjadi 3 yaitu arteri, kapiler dan vena.

Arteri = yaitu pembuluh darah yang memiliki dinding tebal, kuat, elastis dan memiliki fungsi untuk mengalirkan darah meninggalkan jantung.
Kapiler = yaitu pembuluh darah yang sangat halus, berdinding tipis, dan memiliki fungsi untuk menghubungkan antara arteri dan vena, menyerap zat makanan, dan menyaring darah.
Vena = yaitu pembuluh darah yang memiliki dinding tipis dan elastis. Vena berfungsi untuk mengalirkan darah kembali ke jantung.

Gambar Pembuluh Arteri, Vena dan Kapiler Darah

Macam-Macam Vena

Vena Kava Superior = merupakan vena yang membawa darah kaya karbondioksi dari tubuh bagian atas.
Vena Kava Inferior = merupakan vena yang membawa darah kaya karbondioksi dari tubuh bagian bawah.
Vena Pulmonalis = merupakan vena yang membawa darah kaya oksigen dari paru-paru.

F. Mekanisme Peredaran Darah Manusia

Mekanisme peredaran darah manusia dibagi menjadi 2, yaitu sistem peredaran darah pulmonalis dan sistemik.

1. Peredaran darah pulmonalis

disebut juga peredaran darah kecil/pendek, yaitu darah dialirkan meninggalkan jantung menuju ke paru-paru dan kembali ke jantung lagi. Saat berada di paru-paru terjadi pertukaran gas antara karbondioksida dengan oksigen.

Mekanisme = ventrikel kanan → arteri pulmonalis → paru-paru → vena pulmonalis → atrium kiri

2. Peredaran darah sistemik

disebut juga peredaran darah besar/panjang, yaitu darah dialirkan meninggalkan jantung menuju ke seluruh bagian tubuh dan nantinya kembali ke jantung lagi. Darah yang mengandung oksigen dan nutrisi diedarkan ke seluruh bagian tubuh untuk dimanfaatkan oleh jaringan tubuh.

Mekanisme = atrium kiri → ventrikel kiri → aorta → arteri → ke seluruh jaringan tubuh (kecuali paru-paru) → vena cava → atrium kanan → ventrikel kanan

Peredaran Darah Manusia

G. Mengukur Tekanan Darah dan Denyut Nadi

Tekanan darah terjadi saat jantung memompa darah melalui pembuluh darah. Tekanan darah dapat diukur dengan menggunakan alat tensimeter / sfigmomanometer. Pada saat ventrikel kiri jantung memompa darah masuk ke aorta, tekanan akan naik sampai puncak, yang disebut dengan Sistole. Tekanan darah akan turun sampai titik terendah disebut dengan Diastole. Tekanan darah manusia normal adalah 120 mmHg untuk sistole dan 80 mmHg untuk diastole. Apabila tekanan sistol lebih tinggi dari batas normal, maka terjadi kelainan tekanan darah tinggi atau disebut Hipertensi, sedangkan apabila lebih rendah disebut kelainan tekanan darah rendah atau Hipotensi.

Tekanan darah pada arteri dapat dirasakan dipermukaan tubuh dalam bentuk denyutan, hal ini yang sering disebut dengan denyut nadi. Denyut nadi sering dirasakan di arteri radialis di dekat pergelangan tangan dan di arteri karotis pada leher. Alat yang digunakan untuk memeriksa denyut nadi adalah stetoskop. Frrekuensi denyut nadi tergantung usia seseorang dengan kisaran antara 80 - 120 denyut per menit.

H. Sistem Limfa

Sistem limfa merupakan jalur tambahan pada sistem sirkulasi yang mempunyai fungsi sebagai sistem pengendali cairan tubuh, mengeluarkan zat racun, mengangkut lemak berlebih, mengangkut limfosit, membunuh mikroorganisme, dan menghasilkan antibodi. Sistem limfa terdiri dari organ limfa, pembuluh limfa dan cairan limfa.

1. Organ limfa

Organ limfa terdiri dari:

Nodus limfa, berfungsi untuk menyaring dan menghancurkan partikel asing.
Kelenjar Timus, berfungsi menghasilkan sel limfosit T untuk sistem kekebalan tubuh.
Kelenjar amandel (tonsil), berfungsi untuk menahan mikroorganisme agar tidak masuk kedalam pencernaan/pernafasan.
Limpa (lien), berfungsi untuk untuk menghasilkan limfosit dan zat antibodi.

2. Pembuluh limfa

Pembuluh limfa terdapat diseluruh tubuh kecuali di saraf pusat, bola mata, telinga dalam, epidermis kulit, kartilago dan tulang. Fungsi pembuluh limfa adalah mengalirkan cairan limfa.

3. Cairan limfa

Cairan limfa berupa cairan berwarna kekuningan, pengandung plasma protein, limfosit, keping darah, fibrinogen, lemak, dan sedikit oksigen. Cairan limfa tidak mengandung sel darah merah dan gas karbondioksida.

Aliran Limfa

Sirkulasi cairan limfa berawal cari cairan interstisial jaringan → masuk kapiler limfa → saluran penampung → pembuluh limfa besar → bergabung membentuk cabang besar (trunkus) limfa utama.

Terdapat 2 macam trunkus limfa utama, yaitu duktus limfatikus sinistra (kiri) yang berfungsi untuk mengumpulkan cairan limfa dari seluruh tubuh kecuali bagian tubuh kanan, dan duktus limfatikus dekstra (kanan) yang berfungsi untuk menerima cairan limfa dari kepala kanan, leher kanan, dada kanan, lengan kanan dan rongga paru-paru.

Sistem Limfa Manusia

H. Gangguan Sistem Peredaran Darah

Gangguan sistem peredaran darah yang ditemukan hingga saat ini diantaranya adalah sebagai berikut:

Anemia, yaitu kekurangan jumlah sel darah merah.
Hemofilia, yaitu darah sukar membeku saat terjadi luka.
Leukimia, yaitu produksi sel darah putih yang berlebih sehingga akan 'memakan' sel atau jaringan pada tubuh (autoimun).
Siklemis, yaitu kelainan genetik yang menyebabkan sel darah merah berbentuk seperti bulan sabit, akibatnya akan terjadi penyumbat pembuluh darah dan anemia akut.
Talasemia, yaitu kelainan genetik yang menyebabkan sel darah merah berbentuk tidak normal dan mudah rusak.
Hipertensi, yaitu tekanan darah sistole diatas normal.
Hipotensi, yaitu tekanan darah sistole dibawah normal.
Varises, yaitu pelebaran pada pembuluh vena sehingga menurunkan elastisitasnya.

I. Sumber & Referensi

Irnaningtyas. 2013. Biologi untuk SMA/MA Kelas XI. Penerbit Erlangga, Jakarta.

Blog Masiki