Materi: Biologi (Bab 41 - Nutrisi Hewan )

Kebutuhan Mencari Makan

Topik	Isi Ringkasan
Contoh Awal	Beruang kodiak memakan ikan salem; ikan diuraikan menjadi molekul kecil untuk diserap tubuh.
Definisi Nutrisi	Proses memasukkan makanan ke tubuh, menguraikan, dan menyerapnya disebut nutrisi.
Sumber Energi	Hewan bergantung pada makanan sebagai sumber energi dan bahan pembentuk jaringan.
Tipe Diet	Herbivora: makan tumbuhan/alga (sapi, ikan kakatua, rayap) Karnivora: makan hewan (hiu, elang, laba-laba) Omnivora: makan tumbuhan dan hewan (beruang, manusia, gagak)
Fleksibilitas Diet	Kebanyakan hewan pemakan oportunistik, bisa menyimpang dari diet utama saat kondisi mendesak.
Contoh Spesifik	Kijang sebagai herbivora kadang makan serangga, cacing, atau telur burung.
Mikroorganisme	Selalu menjadi bagian dari diet hewan sebagai suplemen yang tak terhindarkan.
Keseimbangan Energi	Hewan perlu menyeimbangkan konsumsi, penyimpanan, dan penggunaan makanan. Contoh: kelelawar menyimpan energi sebagai lemak untuk hibernasi.
Risiko Gizi	Makan terlalu sedikit, terlalu banyak, atau komposisi yang salah bisa membahayakan kesehatan.
Tujuan Bab	Mengkaji kebutuhan nutrisi, adaptasi memperoleh makanan, dan regulasi asupan/pengeluaran energi.

Diet hewan harus menyuplai energi kimiawi, molekul organik, dan nutrien esensia

Topik	Isi Ringkasan
Fungsi Energi Kimiawi	Energi dari diet dikonversi menjadi ATP, digunakan untuk aktivitas seluler seperti pembelahan, penglihatan, dan terbang.
Sumber Energi	Karbohidrat, protein, dan lipid digunakan dalam respirasi seluler dan penyimpanan energi.
Prekursor Organik	Hewan butuh: Sumber karbon organik (misalnya gula) Sumber nitrogen organik (biasanya dari asam amino) untuk biosintesis molekul kompleks.
Nutrien Esensial	Diperlukan oleh sel, tidak dapat disintesis tubuh Contoh: mineral, vitamin, asam amino esensial Vitamin C esensial bagi manusia, primata, babi guinea, sebagian burung dan ular, tetapi tidak bagi sebagian besar hewan lain
Tiga Kebutuhan Nutrisi	Diet yang memadai harus memenuhi: Energi kimiawi untuk proses seluler Blok pembangun organik untuk molekul kompleks Nutrien esensial yang tidak bisa disintesis tubuh

Nutrien-nutrien Esensial

Jenis Nutrien Esensial	Deskripsi Singkat
Asam amino esensial	Asam amino yang tidak dapat disintesis tubuh dan harus diperoleh dari makanan.
Asam lemak esensial	Asam lemak tertentu yang tidak bisa dibuat oleh tubuh dan dibutuhkan untuk fungsi biologis penting.
Vitamin	Senyawa organik yang dibutuhkan dalam jumlah kecil untuk mendukung proses metabolik.
Mineral	Elemen anorganik (seperti zat besi, kalsium) yang diperlukan untuk struktur dan regulasi fungsi tubuh.

Asam Amino Esensial

Topik	Penjelasan
Kebutuhan Asam Amino	Hewan memerlukan 20 asam amino untuk sintesis protein; sekitar separuh dapat disintesis tubuh dengan syarat ada nitrogen organik.
Asam Amino Esensial	Harus diperoleh dari makanan; manusia dewasa butuh 8, bayi butuh tambahan 1 (histidin).
Defisiensi Protein	Terjadi jika satu atau lebih asam amino esensial kurang; menyebabkan malnutrisi, khususnya pada anak-anak, berakibat gangguan fisik dan mental.
Sumber Protein Lengkap	Produk hewani (daging, telur, keju) mengandung semua asam amino esensial dalam proporsi seimbang.
Sumber Protein Tidak Lengkap	Sebagian besar protein nabati kekurangan satu atau lebih asam amino esensial. Contoh: Jagung: kurang triptofan & lisin Kacang merah: kurang metionin
Solusi Diet Vegetarian	Gabungkan sumber nabati secara tepat agar melengkapi asam amino yang kurang satu sama lain.
Adaptasi Hewan	Contoh: penguin memanfaatkan protein otot sebagai sumber asam amino saat molting (ganti bulu).

asam lemak esensial

Topik	Penjelasan
Produksi Asam Lemak	Hewan dapat menyintesis sebagian besar asam lemak yang dibutuhkan tubuhnya.
Definisi Asam Lemak Esensial	Asam lemak yang tidak dapat disintesis oleh hewan dan harus diperoleh dari makanan.
Ciri Asam Lemak Esensial	Bersifat tak jenuh (memiliki satu atau lebih ikatan ganda).
Contoh	Asam linoleat diperlukan manusia untuk sintesis fosfolipid membran.
Sumber Makanan	Biji-bijian, padi-padian, dan sayuran menyediakan asam lemak esensial dalam jumlah cukup.
Kasus Defisiensi	Jarang terjadi karena sumber makanan umum sudah mencukupi kebutuhan asam lemak esensial.

vitamin

Topik	Penjelasan
Definisi	Vitamin adalah molekul organik dengan fungsi beragam yang diperlukan dalam jumlah kecil.
Contoh Fungsi	Vitamin B diubah menjadi FAD (koenzim dalam respirasi seluler).
Jumlah yang Dibutuhkan	Untuk manusia, dibutuhkan antara 0,01 – 100 mg per hari, tergantung jenis vitaminnya.
Klasifikasi Vitamin	Larut dalam air: B kompleks (koenzim), Vitamin C (sintesis jaringan ikat) Larut dalam lemak: Vitamin A (penglihatan) Vitamin D (absorpsi kalsium dan pembentukan tulang) Vitamin K (pembekuan darah)
Sintesis Vitamin D	Dapat disintesis oleh tubuh saat kulit terkena sinar matahari.
Suplemen Vitamin	Suplemen berguna bagi yang dietnya tidak seimbang, namun efek dosis tinggi masih belum jelas.
Risiko Konsumsi Berlebih	Larut air: Kelebihan dibuang lewat urin → relatif aman. Larut lemak: Ditumpuk di lemak tubuh → bisa toksik jika berlebihan.

Tabel Kebutuhan Vitamin Manusia untuk

Vitamin	Sumber Makanan Utama	Fungsi Utama dalam Tubuh	Gejala Defisiensi atau Terlalu Berlebih
Vitamin B₁ (tiamin)	Daging, polong-polongan, kacang-kacangan, padi-padian utuh	Koenzim dalam pembuangan CO₂ dari senyawa organik	Beri-beri (gangguan saraf, emasi, anemia)
Vitamin B₂ (riboflavin)	Produk susu, daging, padi-padian diperkaya, sayuran	Komponen koenzim FAD dan FMN	Luka pada kulit seperti pecah-pecah di sudut mulut
Niasin (B₃)	Kacang-kacangan, daging, padi-padian	Komponen koenzim NAD⁺ dan NADP⁺	Luka pada kulit dan gastrointestinal, gangguan saraf, Kerusakan hati
Vitamin B₆ (piridoksin)	Daging, sayur, padi-padian utuh	Koenzim untuk metabolisme asam amino	Iritabilitas, kejang, kedut otot, anemia Sempoyongan, kaki mati rasa, kurang koordinasi
Asam pantotenat (B₅)	Daging, produk susu, padi-padian utuh, dll.	Komponen koenzim A	Lelah, mati rasa, tangan dan kaki kesemutan
Asam folat (B₉, folasin)	Sayuran hijau, jeruk, kacang-kacangan, padi-padian utuh	Koenzim dalam metabolisme asam nukleat dan asam amino	Anemia, cacat lahir Bisa menyamarkan defisiensi vitamin B₁₂
Vitamin B₁₂	Daging, telur, produk susu	Koenzim dalam metabolisme asam nukleat; pematangan sel darah merah	Anemia, gangguan sistem saraf
Biotin	Polong-polongan, sayuran lain, daging	Koenzim dalam sintesis lemak, glikogen, dan asam amino	Peradangan kulit bersisik, gangguan neuromuskular
Vitamin C (asam askorbat)	Buah dan sayur, terutama jeruk, brokoli, kubis, tomat, paprika hijau	Sintesis kolagen (tulang, gusi, kartilago); antioksidan; membantu detoksifikasi; memperbaiki absorpsi besi	Skorbut (degenerasi kulit, pembuluh darah), lemas, luka yang lambat sembuh Gangguan gastrointestinal
Vitamin D	Produk susu, kuning telur; juga disintesis di kulit dengan sinar matahari	Membantu absorpsi dan penggunaan kalsium dan fosfor; pertumbuhan tulang	Riket (cacat tulang) pada anak, pelunakan tulang pada dewasa Kerusakan otak, kardiovaskular, dan ginjal
Vitamin E (tokoferol)	Minyak sayuran, kacang-kacangan, biji-bijian	Antioksidan; membantu mencegah kerusakan membran sel	Degenarasi sistem saraf
Vitamin K (filokuinon)	Sayuran hijau, teh; juga dibuat oleh bakteri kolon	Penting dalam penggumpalan darah	Kelainan penggumpalan darah Kerusakan hati dan anemia

Mineral

Topik	Penjelasan
Definisi	Mineral makanan adalah nutrien anorganik seperti seng dan kalium yang dibutuhkan dalam jumlah kecil (kurang dari 1 mg hingga ±2500 mg per hari).
Variasi Kebutuhan	Bervariasi antar spesies; manusia dan vertebrata lain memerlukan kalsium dan fosfor dalam jumlah besar untuk tulang.
Fungsi Mineral Utama	Kalsium: Fungsi saraf dan otot Fosfor: Komponen ATP dan asam nukleat Besi: Komponen sitokrom dan hemoglobin Magnesium: Kofaktor enzim, terutama yang memecah ATP Yodium: Sintesis hormon tiroid, regulasi metabolisme Natrium, Kalium, Klorida: Fungsi saraf dan keseimbangan osmotik
Kelebihan Mineral	Besi: Kelebihan bisa menyebabkan kerusakan hati, dialami oleh 10% populasi di wilayah Afrika yang airnya kaya besi Garam (Natrium Klorida): Kelebihan tidak toksik, tapi dapat menyebabkan hipertensi (tekanan darah tinggi)
Faktor Genetik	Beberapa populasi memiliki mutasi genetik yang memperparah efek toksik dari kelebihan mineral seperti besi.
Konsumsi Modern	Makanan kemasan di AS sering mengandung natrium berlebih, meskipun tidak terasa asin; konsumsi bisa mencapai 20× kebutuhan harian.

Tabel : Kebutuhan Mineral Manusia

Mineral	Sumber Makanan Utama	Fungsi Utama dalam Tubuh	Gejala Defisiensi*
Kalsium (Ca)	Produk susu, sayuran hijau gelap, polong-polongan	Pembentukan tulang dan gigi, penggumpalan darah, fungsi saraf dan otot	Keterlambatan pertumbuhan, kerusakan tulang, kehilangan massa tulang
Fosfor (P)	Produk susu, daging, padi-padian	Pembentukan tulang dan gigi, keseimbangan asam-basa, sintesis nukleotida	Lemas, kehilangan mineral dari tulang, kehilangan kekuatan
Sulfur (S)	Protein dari banyak sumber	Komponen asam amino tertentu	Gejala-gejala defisiensi protein
Kalium (K)	Daging, produk susu, kebanyakan buah dan sayuran, padi-padian	Keseimbangan asam-basa, keseimbangan air, fungsi saraf	Lemah otot, paralisis, mual, muntah hebat, gagal jantung
Klorin (Cl)	Garam dapur	Keseimbangan asam-basa, pembentukan getah lambung, fungsi saraf, keseimbangan osmotik	Kram otot, nafsu makan berkurang
Natrium (Na)	Garam dapur	Keseimbangan asam-basa, keseimbangan air, fungsi saraf	Kram otot, nafsu makan berkurang
Magnesium (Mg)	Padi-padian utuh, sayuran berdaun hijau	Kofaktor; bioenergetik ATP	Gangguan sistem saraf
Besi (Fe)	Daging, telur, polong-polongan, padi-padian utuh, sayuran berdaun hijau	Komponen hemoglobin dan sitokrom; metabolisme energi; kofaktor enzim	Anemia defisiensi zat besi, lemas, kekebalan tubuh menurun
Fluorin (F)	Air minum, makanan laut (seafood)	Pemeliharaan struktur gigi dan tulang	Kerusakan gigi yang lebih parah
Seng (Zn)	Daging, makanan laut, padi-padian	Komponen enzim untuk pencernaan dan pertumbuhan; metabolisme protein, penyembuhan luka	Kegagalan pertumbuhan, kelainan kulit, gangguan kekebalan
Tembaga (Cu)	Makanan laut, kacang-kacangan, polong-polongan, daging organ	Kofaktor enzim metabolisme besi, sintesis melanin, transport elektron	Anemia, kelainan kardiovaskular
Mangan (Mn)	Kacang-kacangan, padi-padian, sayuran, buah-buahan, teh	Kofaktor enzim	Tulang dan kartilago yang abnormal
Yodium (I)	Makanan laut, produk susu, garam beryodium	Komponen hormon tiroid	Gondok (pembengkakan tiroid)
Kobalt (Co)	Daging dan produk susu	Komponen vitamin B₁₂	Tidak ada, kecuali defisiensi B₁₂
Selenium (Se)	Makanan laut, daging, padi-padian utuh	Kofaktor enzim; antioksidan; berinteraksi dengan vitamin E	Nyeri otot, barangkali kerusakan jantung
Kromium (Cr)	Ragi, hati, makanan laut, daging, beberapa jenis sayuran	Terlibat dalam metabolisme glukosa dan energi	Cacat metabolisme glukosa
Molibdenum (Mo)	Polong-polongan, padi-padian, beberapa jenis sayuran	Kofaktor enzim	Kelainan ekskresi senyawa nitrogen
*Semua mineral ini juga berbahaya jika dikonsumsi berlebihan.

Defisiensi Diet

Istilah	Pengertian	Dampak
Kurang Gizi (Undernourishment)	Terjadi saat diet tidak mencukupi kebutuhan energi kimiawi tubuh secara terus-menerus	Menurunnya fungsi tubuh, risiko penyakit meningkat, gagal tumbuh
Malnutrisi (Malnourishment)	Kekurangan satu atau lebih nutrien esensial dalam jangka panjang	Gangguan fungsi metabolik, kerusakan organ, terganggunya pertumbuhan dan reproduksi
Kedua kondisi di atas berdampak buruk terhadap kesehatan dan kesintasan jangka panjang.

Kurang Gizi

Aspek	Penjelasan
Definisi	Kurang gizi (undernourishment) terjadi saat tubuh tidak mendapat cukup energi dari makanan secara berkelanjutan.
Dampak Fisiologis	Tubuh menggunakan simpanan lemak dan karbohidrat Memecah protein tubuh sendiri → penyusutan otot Otak bisa kekurangan protein Kematian jika defisit energi berlanjut Kerusakan mungkin tidak bisa dipulihkan meski selamat
Penyebab Umum	Krisis pangan: kekeringan, perang, bencana alam Dominasi makanan pokok tunggal (nasi/jagung) tanpa variasi
Data Global	±200 juta orang (terutama di Afrika sub-Sahara) tidak memperoleh cukup makanan akibat konflik dan epidemi AIDS.
Kasus Khusus	Kelainan makan seperti anoreksia nervosa menyebabkan individu dengan sengaja melaparkan diri.

Malnutrisi

Aspek	Penjelasan
Definisi	Malnutrisi adalah kekurangan satu atau lebih nutrien esensial dalam jangka panjang, bukan sekadar kurang energi.
Dampak Umum	Kecacatan, penyakit, dan bahkan kematian jika tidak ditangani.
Contoh pada Hewan	Sapi dan kijang → tulang rapuh jika tanah tempat merumput kekurangan fosfor Beberapa herbivor → konsumsi sumber garam/mineral pekat sebagai kompensasi Laba-laba → memilih mangsa berdasarkan kebutuhan nutrisional (adaptasi terhadap defisiensi)
Contoh pada Manusia	Populasi bergantung pada nasi saja → defisiensi vitamin A Akibat: kebutaan atau kematian
Solusi Inovatif	'Beras Emas': beras hasil rekayasa genetik yang mengandung beta-karoten (prekursor vitamin A) Potensi besar untuk mencegah kematian 1–2 juta anak per tahun akibat kekurangan vitamin A.

Mengkaji Kebutuhan Nutrisional

Topik	Penjelasan
Tantangan Meneliti Nutrisi Manusia	Variasi genetik manusia sangat besar Lingkungan hidup manusia tidak seragam Etika membatasi eksperimen pada manusia, khususnya anak-anak
Perkembangan Metode	Dulu: ilmuwan menggunakan tubuhnya sendiri untuk eksperimen vitamin Sekarang: menggunakan pendekatan genetis dan observasi populasi
Contoh Studi Genetik	Hemokromatosis: kelainan genetik yang menyebabkan penumpukan zat besi. Penanganan: pengambilan darah rutin → mengembalikan homeostasis.
Peran Epidemiologi	Epidemiologi menelusuri distribusi penyakit untuk mengidentifikasi strategi nutrisi. Contoh: Asam folat dapat mengurangi cacat tabung neural pada bayi.
Penemuan Penting	Studi Richard Smithells (1970-an): Suplemen vitamin mencegah cacat tabung neural Asam folat (vitamin B₉) terbukti sebagai nutrien kunci
Respons Kebijakan	FDA mewajibkan fortifikasi asam folat pada produk padi-padian sejak 1998. Hasil: Penurunan signifikan pada kasus cacat tabung neural.
Makna Luas	Intervensi sederhana seperti konsumsi suplemen asam folat dan Beras Emas bisa lebih besar dampaknya terhadap kesehatan publik dibanding teknologi medis mahal.

Tahap Tahap utama,pengolahan makanan adalah ingesti,digesti, absorpsi dan eliminasi

Tahap	Nama	Penjelasan
1	Ingesti	Tindakan makan, yaitu memasukkan makanan ke dalam tubuh. Makanan bisa dalam bentuk cair atau padat. Terdapat berbagai adaptasi cara makan pada spesies berbeda.
2	Digesti	Pemecahan makanan menjadi molekul kecil agar bisa diserap tubuh. Terdiri dari: Digesti mekanis: seperti pengunyahan → memperbesar luas permukaan Digesti kimiawi: dengan enzim melalui hidrolisis enzimatik → memecah makromolekul Contoh: protein → asam amino, polisakarida → gula sederhana, asam nukleat → nukleotida.
3	Absorpsi	Sel tubuh menyerap molekul hasil digesti seperti asam amino dan glukosa.
4	Eliminasi	Pembuangan sisa makanan yang tidak tercerna dari saluran pencernaan.

pemakan suspensi (suspension feeder)

Jenis Hewan	Contoh	Mekanisme Pemakanan
Pemakan Suspensi (Suspension Feeder)	- Paus bungkuk - Kerang - Tiram	Menyaring partikel kecil dari air Paus bungkuk: menggunakan lempeng balin di rahang atas untuk menyaring invertebrata kecil dan ikan Kerang & tiram: menggunakan insang untuk menangkap partikel makanan kecil, dibawa oleh silia dalam mukus menuju mulut

Pemakan Substrat (substrate feeder)

Jenis Pemakan	Contoh Hewan	Cara Makan
Pemakan Substrat (Substrate Feeder)	- Ulat penambang daun - Belatung (larva lalat)	Hidup di dalam atau pada sumber makanannya Ulat penambang daun: menggrogoti jaringan daun dari dalam, meninggalkan jejak feses Belatung: membuat liang dan memakan jaringan daging hewan

Pemakan Cairan (Fluid Feeder)

Jenis Pemakan	Contoh Hewan	Mekanisme Pemakanan
Pemakan Cairan (Fluid Feeder)	- Nyamuk - Afid (kutu daun) - Kolibri - Lebah	Mengisap cairan kaya-nutrien dari inang hidup Nyamuk: menembus kulit manusia dengan alat mulut seperti jarum dan mengisap darah Afid: menyadap getah floem dari tumbuhan Kolibri & lebah: mengisap nektar bunga dan secara tidak langsung membantu penyerbukan

Pemakan Bongkahan (Bulk Feeder)

Jenis Pemakan	Contoh Hewan	Mekanisme Pemakanan
Pemakan Bongkahan (Bulk Feeder)	- Manusia - Piton batu - Sebagian besar hewan predator	Memakan potongan besar makanan Adaptasi: cakar, capit, taring berbisa, rahang, gigi untuk membunuh dan merobek makanan Piton: menelan mangsa utuh berukuran lebih besar dari tubuhnya karena rahang bawah longgar yang terhubung ke tengkorak dengan ligamen elastik Setelah menelan, pencernaan bisa berlangsung lebih dari dua minggu

Kompartemen Pencernaan

Topik	Penjelasan
Masalah Biologis	Enzim pencernaan menghidrolisis bahan biologis seperti protein dan lemak, yang juga menyusun tubuh hewan itu sendiri. → Pertanyaannya: Bagaimana makanan dicerna tanpa mencerna tubuh sendiri?
Solusi Evolusioner	Pengolahan makanan dilakukan di dalam kompartemen khusus agar tidak merusak jaringan tubuh sendiri.
Jenis Kompartemen	Intraseluler: makanan dicerna di dalam vakuola makanan dalam sel Ekstraseluler: makanan dicerna di luar sel, dalam sistem atau organ pencernaan khusus

Digesti Intraseluler

Topik	Penjelasan
Definisi	Digesti intraseluler adalah proses pencernaan makanan yang berlangsung di dalam sel, khususnya di dalam vakuola makanan.
Kompartemen Utama	Vakuola makanan – tempat bertemunya makanan dan enzim hidrolitik yang berasal dari lisosom.
Proses Awal	Makanan padat masuk melalui fagositosis Makanan cair masuk melalui pinositosis
Enzim Pencerna	Dihasilkan oleh lisosom yang menyatu dengan vakuola makanan untuk melakukan hidrolisis secara aman di dalam membran.
Contoh Organisme	Spons (Porifera) adalah contoh hewan yang sepenuhnya mencerna makanan secara intraseluler.

Digesti Ekstraseluler

Topik	Penjelasan
Definisi	Digesti ekstraseluler adalah proses pencernaan makanan di luar sel, yaitu dalam kompartemen yang terhubung dengan lingkungan eksternal tubuh.
Tujuan Evolusioner	Memungkinkan hewan mencerna makanan yang jauh lebih besar daripada yang dapat diambil melalui fagositosis.
Struktur Sederhana	Rongga gastrovaskular (contoh: hidra, cacing pipih) – satu lubang berfungsi sebagai mulut dan anus.
Proses pada Hidra	Mangsa dimasukkan ke rongga gastrovaskular oleh tentakel Sel gastrodermis mengeluarkan enzim untuk mencerna makanan Hidrolisis akhir terjadi secara intraseluler Sisa makanan dikeluarkan lewat mulut
Struktur Kompleks	Kanal alimentaris – saluran pencernaan lengkap dari mulut ke anus dengan kompartemen khusus.
Contoh: Cacing Tanah	Faring → Esofagus → Tembolok (penyimpanan) → Empedal (penggilingan) → Usus (digesti & absorpsi dengan tiflosol)
Contoh: Belalang	Perut depan (esofagus, tembolok) → Perut tengah (utama untuk digesti, cecae lambung) → Perut belakang
Contoh: Burung	Tembolok → Lambung → Empedal → Usus (kimiawi & absorpsi nutrien)

struktur sistem pencernaan mamalia

Tahap	Organ Terspesialisasi	Fungsi Utama	Keterangan Tambahan
Ingesti	Mulut (oral cavity), gigi, lidah	Memasukkan makanan, digesti mekanis awal, pencampuran dengan air liur	3 pasang kelenjar ludah menyekresikan enzim (amilase)
Propulsi	Faring, esofagus	Menelan dan mendorong makanan ke lambung	Gerakan peristalsis dimulai
Digesti Mekanis & Kimiawi	Lambung	Pengadukan makanan, sekresi asam dan enzim pencernaan protein	Sfingter pilorus mengatur aliran ke usus halus
Digesti & Absorpsi	Usus halus (duodenum, jejunum, ileum)	Digesti enzimatik dan absorpsi nutrien utama	Pankreas: enzim pencernaan Hati: menghasilkan empedu Kandung empedu: menyimpan dan melepas empedu
Absorpsi Air & Eliminasi	Usus besar (kolon), rektum, anus	Mengabsorpsi air, membentuk dan membuang feses	Simbiotik bakteri usus memproduksi vitamin

Rongga Mulut, Faring, dan Esofagus

Struktur	Fungsi Utama	Mekanisme	Keterangan Tambahan
Rongga Mulut	Ingesti & digesti mekanis awal	Pengunyahan oleh gigi, pelumasan oleh ludah	Amilase: menghidrolisis pati & glikogen Musin: pelumas & pelindung Buffer & lisozim: antibakteri & penetral asam
Lidah	Evaluasi makanan & pembentukan bolus	Persepsi rasa → manipulasi makanan → dorong ke faring	Berperan dalam pengecapan & menelan
Faring (Pharynx)	Persimpangan saluran pencernaan & pernapasan	Koordinasi arah bolus ke esofagus	Epiglotis menutup glotis saat menelan
Esofagus	Menyalurkan makanan ke lambung	Gerakan peristaltik (kontraksi ritmis otot)	Otot lurik: aktif saat menelan Otot polos: peristalsis sepanjang esofagus

Digesti di lambung

Komponen / Struktur	Fungsi Utama	Proses / Mekanisme	Keterangan Tambahan
Lambung	Menyimpan & mencerna makanan (digesti awal protein)	Pengadukan mekanis + sekresi getah lambung → chyme	Dapat menampung hingga 2 liter makanan & cairan
Getah Lambung	Digesti kimiawi protein	Mengandung HCl & pepsinogen (→ pepsin aktif)	pH sangat rendah (~2), membantu denaturasi protein
Asam Hidroklorat (HCl)	Denaturasi protein & aktivasi pepsinogen	Dihasilkan oleh sel parietal (ion H⁺ + Cl⁻ di lumen)	Membunuh bakteri & membuka ikatan peptida protein
Pepsin	Memecah protein menjadi polipeptida kecil	Dihasilkan dari pepsinogen oleh HCl & pepsin aktif (umpan balik positif)	Protease yang aktif di pH sangat asam
Sel Parietal	Menghasilkan HCl	Pompa ion H⁺ (ATPase) + saluran Cl⁻ → HCl di lumen	Tidak menghasilkan HCl langsung di dalam sel
Sel Chief	Menghasilkan pepsinogen (enzim inaktif)	Diaktifkan oleh HCl dan pepsin → pepsin aktif	Contoh: proses umpan balik positif
Mukus	Melindungi dinding lambung dari HCl & pepsin	Disekresikan secara terus-menerus oleh epitel	Diganti tiap 3 hari → mencegah pencernaan diri
Tukak Lambung	Luka pada pelapis lambung	Disebabkan oleh infeksi Helicobacter pylori	Diobati dengan antibiotik (temuan Nobel, 2005)

Dinamika lambung

Aspek	Deskripsi
Kontraksi Otot Lambung	Lambung mencampur isi setiap 20 detik melalui kontraksi terkoordinasi.
Tujuan Pencampuran	Menjadikan makanan menjadi bubur kaya-nutrien asam (chyme) dengan bantuan enzim dan HCl.
Nama Campuran	Chyme, hasil dari pencampuran makanan dengan getah lambung.
Sfingter Esofagus	Biasanya tertutup, hanya membuka saat bolus tiba. Mencegah refluks asam.
Refluks Asam	Terjadi ketika chyme mengalir kembali ke esofagus bagian bawah, menyebabkan iritasi ('heartburn').
Sfingter Pilorik	Mengatur pelepasan chyme ke usus halus dalam semprotan kecil.
Lama Proses di Lambung	Chyme biasanya meninggalkan lambung dalam 2–6 jam setelah makan.

digesti di usus halus

Aspek	Penjelasan
Alur	Kimus dari lambung → Duodenum → Campur dengan getah pankreas, hati, empedu, dan enzim usus → Pencernaan enzimatik
Struktur	Usus halus (duodenum, jejunum, ileum), pankreas, hati, kandung empedu, sel kelenjar usus
Fungsi	Hidrolisis enzimatik utama, penyerapan nutrisi, mengatur sekresi pencernaan
Lokasi	Setelah lambung, sebelum usus besar, bagian tengah kanal pencernaan
Keterkaitan	Duodenum sebagai pusat persilangan jalur; hormon dari lambung dan usus mengatur sekresi pankreas dan empedu
Cara kerja	1. Kimus masuk ke duodenum 2. Campur dengan getah dari pankreas, empedu, dan usus 3. Terjadi hidrolisis enzimatik 4. Hormon mengontrol sekresi
Contoh	- Enzim: amilase, tripsin, lipase - Empedu untuk emulsifikasi lemak - Hormon: sekretin, kolesistokinin

sekresi pankreas

Aspek	Penjelasan
Alur	Pankreas menghasilkan larutan → Mengandung bikarbonat dan enzim → Disekresikan ke duodenum → Enzim aktifkan di duodenum
Struktur	Pankreas, duodenum, enzim tripsin dan kimotripsin
Fungsi	Menetralisasi kimus asam, mencerna protein melalui enzim protease
Lokasi	Eksternal terhadap usus halus, terhubung ke duodenum
Keterkaitan	Larutan pankreas disekresikan ke duodenum; aktivasi enzim hanya terjadi di luar sel
Cara kerja	1. Kimus asam dari lambung masuk ke duodenum 2. Pankreas sekresikan bikarbonat dan enzim tidak aktif 3. Bikarbonat menetralisasi kimus 4. Enzim diaktivasi di lumen duodenum dan mencerna protein
Contoh	- Enzim: tripsinogen → tripsin, kimotripsinogen → kimotripsin - Senyawa: ion bikarbonat (\(HCO_3^-\))

Produksi empedu di hati

Aspek	Penjelasan
Alur	Hati menghasilkan empedu → Empedu disimpan di kandung empedu → Empedu dilepaskan ke usus halus → Membantu digesti dan absorpsi lemak
Struktur	Hati, kandung empedu, usus halus, garam empedu, pigmen empedu
Fungsi	Mengemulsi lemak, membantu penyerapan lipid, membuang pigmen empedu sebagai limbah
Lokasi	Hati (tempat produksi), kandung empedu (penyimpanan), usus halus (tempat aksi)
Keterkaitan	Empedu terhubung dengan digesti lemak dan ekskresi sisa penguraian sel darah merah
Cara kerja	1. Hati menghasilkan empedu 2. Garam empedu berperan mengemulsi lipid 3. Pigmen empedu dari penguraian sel darah merah ikut dibuang 4. Empedu disimpan di kandung empedu lalu dilepas ke usus halus saat makan
Contoh	- Garam empedu (sebagai emulgator) - Bilirubin (pigmen dari sel darah merah)

Sekresi usus halus : Absorpsi di usus halus

Aspek	Penjelasan
Alur	Makanan → Usus halus → Nutrien melewati epitel vilus → Kapiler darah/lakteal → Hati → Sirkulasi tubuh
Struktur	Vili, mikrovili, sel epitel, kapiler, lakteal, vena portal hepatika
Fungsi	Meningkatkan luas permukaan penyerapan, menyerap nutrien, mengangkut ke hati atau sistem limfatik
Lokasi	Usus halus (epitel vili), hati (pengolah nutrien), limfatik (lemak), darah (karbohidrat dan protein)
Keterkaitan	Terhubung dengan sistem sirkulasi dan sistem limfatik; fungsi hati dalam regulasi dan detoksifikasi
Cara Kerja	1. Nutrien melintasi epitel usus melalui difusi terfasilitasi atau transpor aktif 2. Karbohidrat, asam amino masuk ke kapiler dan dibawa ke hati 3. Lemak → kilomikron → lakteal → limfe → vena besar → jantung 4. Hati mengatur kadar nutrien dan detoksifikasi senyawa asing
Contoh	- Glukosa: diserap aktif → kapiler - Lemak → kilomikron → lakteal - Fruktosa: difusi terfasilitasi

Absorpsi di usus besar

Aspek	Penjelasan
Alur	Usus halus → sfingter → kolon → rektum → anus
Struktur	Kolon, sekum, rektum, anus, sfingter, appendix, flora bakteri
Fungsi	Menyerap kembali air, menyimpan dan mengeluarkan feses, memfermentasi sisa makanan, sintesis vitamin oleh bakteri
Lokasi	Usus besar (colon), khususnya rektum dan anus sebagai terminal akhir
Keterkaitan	Terhubung dengan sistem ekskresi dan sistem kekebalan (melalui appendix dan flora mikroba)
Cara Kerja	1. Material dari usus halus masuk ke kolon melalui sfingter 2. Kolon menyerap air secara osmosis akibat pemompaan ion Na⁺ 3. Feses bergerak oleh peristalsis; padat jika lambat (konstipasi), encer jika terlalu cepat (diare) 4. Flora bakteri menghasilkan vitamin (K, B, biotin) dan gas (metana, H₂S) 5. Rektum menyimpan feses; sfingter dalam (tak sadar) dan luar (sadar) mengatur ekskresi
Contoh	- Penyerapan vitamin K dari E. coli - Pembuangan gas melalui anus - Serat memperlancar pergerakan feses

Adaptasi - adaptasi evolusioner sistem pencernaan vertebrata berkorelasi dengan diet

Jenis Adaptasi	Penjelasan	Contoh
Adaptasi Gigi	Gigi vertebrata menunjukkan diferensiasi sesuai tipe makanan. Karnivor memiliki gigi taring yang tajam untuk merobek daging. Herbivor memiliki geraham datar untuk menggiling tanaman. Omnivor memiliki campuran gigi pemotong, taring, dan geraham.	- Kucing: gigi taring besar - Kuda: geraham lebar - Manusia: kombinasi insisivus, taring, premolar, molar
Adaptasi Lambung dan Usus	Struktur lambung dan panjang usus disesuaikan dengan kompleksitas makanan. Herbivor memiliki usus lebih panjang untuk mencerna selulosa. Karnivor memiliki lambung besar dan usus lebih pendek.	- Sapi: lambung berongga empat (rumen, retikulum, omasum, abomasum) - Manusia: usus sedang (omnivora) - Singa: lambung dominan, usus pendek
Adaptasi Mutualistik	Vertebrata, terutama herbivora, menjalin simbiosis mutualistik dengan mikroba untuk membantu pencernaan bahan tanaman kompleks seperti selulosa. Mikroorganisme ini sering tinggal di rumen, sekum, atau usus besar.	- Ruminansia: bakteri dan protozoa di rumen - Kelinci: bakteri di sekum besar - Manusia: E. coli di kolon menghasilkan vitamin B & K

Adaptasi Gigi

Jenis Vertebrata	Adaptasi Gigi	Fungsi Adaptasi	Contoh Spesifik
Mamalia Karnivor	Gigi terspesialisasi (misalnya gigi taring yang tajam)	Merobek dan mengunyah daging	Singa, harimau
Mamalia Herbivor	Geraham datar dan luas	Menggiling dan menghancurkan bahan tumbuhan	Sapi, kuda
Mamalia Omnivor	Kombinasi insisivus, taring, dan geraham	Mencerna berbagai jenis makanan	Manusia
Vertebrata Nonmamalia (contoh ular)	Taring bisa (berongga atau berlekuk)	Menyuntikkan atau meneteskan racun ke mangsa	Ular beludak

adaptasi lambung dan usus

Jenis Vertebrata	Adaptasi Lambung	Adaptasi Usus	Fungsi Adaptasi	Contoh
Karnivor	Lambung besar dan dapat mengembang	Usus relatif pendek	Menampung makanan dalam jumlah besar dan mencerna daging yang mudah diurai	Singa, harimau
Herbivor	Ukuran lambung bervariasi, kadang kompleks (multi-kompartemen)	Usus sangat panjang	Memungkinkan waktu cerna lebih lama dan penyerapan optimal nutrien dari tumbuhan	Sapi, rusa
Omnivor	Lambung sedang	Usus lebih panjang daripada karnivor, tapi lebih pendek dari herbivor	Fleksibel untuk mencerna baik tumbuhan maupun hewan	Babi, manusia

adaptasi mutualistik

Hewan	Letak Mikroorganisme	Fungsi Mutualisme	Adaptasi Tambahan
Sapi, rusa, domba (ruminansia)	Rumen (lambung kompartemen pertama)	Mikroba memecah selulosa menjadi gula	Sistem lambung 4 ruang untuk fermentasi bertahap
Kuda	Sekum besar	Fermentasi selulosa oleh mikroorganisme	Sekum diperbesar sebagai ruang fermentasi
Kelinci, rodensia	Usus besar dan sekum	Produksi vitamin dan asam amino dari fermentasi	Koprofagi (makan feses sendiri untuk reabsorpsi nutrien)
Koala	Sekum besar	Fermentasi daun ekaliptus	Sekum sangat panjang dan kaya bakteri
Burung hoatzin	Tembolok (crop)	Fermentasi daun-daunan	Dinding tembolok keras untuk menggiling daun
Cacing tabung laut dalam	Sel-sel trofosom (jaringan tubuh)	Bakteri mengubah senyawa anorganik menjadi nutrien	Tidak punya mulut dan usus; simbiosis total

Mekanisme - mekanisme homeostatik berkontribusi terhadap keseimbangan energi

1. Sumber dan Cadangan Energi
Sumber utama energi	Karbohidrat, lipid, dan protein dari makanan
Penyimpanan jangka pendek	Glukosa disimpan sebagai glikogen di hati dan otot
Penyimpanan jangka panjang	Lemak dalam jaringan adiposa
Kelebihan energi	Disimpan sebagai lemak jika cadangan glikogen penuh
Defisit energi	Tubuh memecah glikogen, lalu lemak, terakhir protein
Regulasi homeostatik	Hormon insulin dan glukagon
2. Gizi Berlebih dan Obesitas
Definisi obesitas	Akumulasi lemak berlebih karena asupan energi > pengeluaran
Konsekuensi fisiologis	Diabetes tipe 2, hipertensi, aterosklerosis
Peran hormon leptin	Memberi sinyal kenyang ke hipotalamus
Resistansi leptin	Leptin tidak efektif pada obesitas, otak tidak “merasa kenyang”
Faktor risiko	Diet tinggi kalori, kurang aktivitas fisik, faktor genetik
3. Obesitas dan Evolusi
Hipotesis thrifty gene	Gen leluhur menyimpan energi untuk bertahan di masa kelaparan
Lingkungan modern	Makanan berlimpah + aktivitas rendah → lemak menumpuk
Konflik evolusioner	Dulunya adaptif, kini penyebab penyakit kronis
Contoh preferensi	Suka makanan manis/berlemak dulunya menguntungkan, kini jadi pemicu obesitas

sumber dan cadangan energi

Sumber dan Cadangan Energi pada Hewan
Sumber utama energi	Karbohidrat, lemak, dan protein (melalui respirasi seluler)
Urutan pemakaian energi	Karbohidrat → Lemak → Protein
Kandungan energi lemak	2x lebih besar dari karbohidrat atau protein per gram
Cadangan jangka pendek	Glikogen di hati dan otot
Cadangan jangka panjang	Lemak dalam sel-sel adiposa
Saat kelebihan energi	Disimpan sebagai glikogen atau lemak jika glikogen penuh
Saat kekurangan energi	Urutan penggunaan: glikogen hati → glikogen otot → lemak → protein
Hormon pengatur homeostasis	Insulin dan glukagon
Kapasitas cadangan lemak	Cukup untuk bertahan hidup beberapa minggu tanpa makanan

gizi berlebih dan obesitas

Gizi Berlebih dan Obesitas
Definisi Gizi Berlebih	Konsumsi kalori lebih banyak dari kebutuhan metabolisme
Konsekuensi utama	Obesitas (penumpukan lemak berlebih)
Dampak kesehatan obesitas	Diabetes tipe 2, kanker kolon/payudara, penyakit kardiovaskular, serangan jantung, stroke
Jumlah kematian akibat obesitas (AS)	±300.000 jiwa per tahun
Mekanisme homeostatik	Sirkuit umpan balik hormon yang memengaruhi pusat kenyang di otak
Hormon utama pengatur nafsu makan	Leptin (diproduksi oleh sel lemak)
Fungsi Leptin	Menurunkan nafsu makan saat kadar lemak meningkat
Gen penting dalam kontrol nafsu makan	ob (menghasilkan leptin), db (reseptor leptin)
Masalah leptin pada manusia obes	Kadar leptin tinggi, tetapi otak tidak merespons (resistensi leptin)
Kesimpulan ilmiah sementara	Fungsi leptin kompleks, dan masih banyak hal belum diketahui

obesitas dan evolusi

Obesitas dan Evolusi
Masalah utama saat ini	Obesitas sebagai risiko kesehatan
Kondisi leluhur manusia	Hidup sebagai pemburu-pengumpul, diet tidak stabil
Hipotesis seleksi alam	Individu dengan dorongan menyimpan lemak → bertahan lebih lama saat kelaparan
Adaptasi leluhur	Kecenderungan menyukai makanan berlemak sebagai respons terhadap kelangkaan makanan
Contoh evolusi modern	Keturunan burung petrel (burung laut)
Strategi orang tua petrel	Membawa makanan kaya lemak agar efisien secara kalori
Kebutuhan anak petrel	Butuh banyak protein untuk pertumbuhan, tapi makanannya miskin protein → konsumsi berlebih
Akibat fisiologis	Petrel muda menjadi obes untuk bertahan saat paceklik makanan
Proses transisi	Sebelum bisa terbang, anak petrel harus berpuasa untuk menurunkan berat badan
Makna biologis	Obesitas bisa merupakan bentuk adaptasi yang bermanfaat dalam konteks evolusi dan survival