Modul Olimpiade IPA SD — Bab 16
Saat kamu membaca kalimat ini, jantungmu sudah berdetak sekitar dua puluh kali, paru-parumu menghirup udara beberapa kali, ususmu sedang mencerna sarapan, ginjalmu menyaring darah, dan otakmu memerintahkan matamu bergerak dari kiri ke kanan.
Semua itu berlangsung bersamaan — dan kamu tidak perlu memikirkannya sama sekali.
Bab ini adalah bab terbesar dalam modul IPA. Kita akan menelusuri satu per satu sistem yang bekerja di dalam tubuhmu, mulai dari makanan yang masuk sampai kuman yang dilawan.
Perhatikan Gambar Saluran dan Kelenjar Pencernaan. Organ pencernaan sebenarnya terbagi menjadi dua kelompok yang berbeda tugasnya, dan membedakan keduanya adalah kunci menjawab banyak soal.
Saluran pencernaan adalah jalur yang benar-benar dilewati makanan. Urutannya: mulut → kerongkongan → lambung → usus halus → usus besar → anus.
Kelenjar pencernaan adalah organ yang menghasilkan getah atau enzim, tetapi tidak dilewati makanan. Yang termasuk kelompok ini adalah hati dan pankreas. Keduanya mengirimkan hasil kerjanya lewat saluran khusus menuju usus halus.
Jadi kalau sebuah soal bertanya "manakah yang bukan saluran pencernaan?", jawabannya hampir pasti hati atau pankreas — bukan karena keduanya tidak penting, melainkan karena makanan tidak pernah melewatinya.
Sepanjang saluran itu berlangsung dua macam pencernaan sekaligus. Pencernaan mekanik adalah penghancuran makanan secara fisik: dikunyah gigi, lalu diremas oleh gerak peristaltik otot dinding saluran. Pencernaan kimiawi adalah pemecahan zat makanan oleh enzim menjadi bentuk yang lebih sederhana.
Perhatikan Gambar Gigi Manusia. Manusia memiliki tiga macam gigi, dan bentuk masing-masing mengikuti pekerjaannya.
Gigi seri berbentuk pipih seperti pahat, tugasnya memotong makanan. Gigi taring runcing, tugasnya merobek. Gigi geraham lebar dan permukaannya berbenjol-benjol, tugasnya mengunyah dan melumatkan.
Ketiganya punya nama ilmiah yang kadang dipakai di soal: gigi seri disebut insisor, gigi taring disebut kaninus, dan gigi geraham terbagi menjadi geraham depan (premolar) serta geraham belakang (molar).
Jumlah gigi berubah seiring usia. Anak-anak memiliki gigi susu berjumlah 20 buah. Setelah tanggal satu per satu, tumbuhlah gigi tetap yang berjumlah 32 buah pada orang dewasa.
Selisih 12 gigi itu sebagian besar berupa geraham belakang, termasuk gigi bungsu yang baru muncul pada usia 17–25 tahun. Karena itu keliru kalau ada pernyataan bahwa jumlah gigi anak SD sama dengan jumlah gigi orang dewasa — gigi anak SD masih lebih sedikit.
Di mulut, air liur mengandung enzim amilase (disebut juga ptialin) yang mulai memecah amilum menjadi gula. Inilah sebabnya nasi yang dikunyah lama lambat laun terasa manis.
Perhatikan Gambar Pencernaan di Lambung. Di organ inilah dua jenis pencernaan bekerja bersamaan.
Secara mekanik, otot dinding lambung yang tebal meremas makanan tanpa henti. Secara kimiawi, dinding lambung menghasilkan tiga zat: asam klorida (HCl), pepsinogen, dan renin.
Asam klorida punya dua peran. Pertama, ia membuat suasana lambung menjadi sangat asam sehingga kuman yang ikut tertelan mati. Kedua — dan ini yang sering ditanyakan — HCl mengubah pepsinogen menjadi pepsin. Pepsinogen sendiri belum aktif; ia baru menjadi enzim sungguhan setelah bertemu asam.
Setelah aktif, pepsin memecah protein menjadi pepton. Itulah isi pencernaan kimiawi di lambung. Adapun renin berperan menggumpalkan protein susu, terutama penting pada bayi.
Karena banyaknya asam klorida, lambung adalah organ pencernaan dengan pH paling rendah — paling asam di sepanjang saluran pencernaan.
Makanan yang meninggalkan lambung sudah berbentuk bubur cair yang disebut kimus (chyme).
Ingat! Enzim pepsin bekerja optimal dalam suasana asam, sedangkan enzim amilase bekerja optimal dalam suasana basa. Karena itu amilase dari mulut berhenti bekerja begitu makanan sampai di lambung, lalu bekerja lagi setelah masuk usus halus yang bersuasana basa.
Perhatikan Gambar Usus Halus — Tempat Penyerapan. Usus halus terbagi menjadi tiga bagian berurutan: duodenum (usus dua belas jari), jejunum (usus kosong), dan ileum (usus penyerapan).
Bagian pertama, duodenum, adalah tempat pertemuan penting: saluran dari pankreas dan saluran dari kantong empedu sama-sama bermuara di sini. Jadi kalau soal menanyakan di mana sekresi pankreas dan empedu bertemu, jawabannya duodenum.
Dinding usus halus tidak rata, melainkan berlipat-lipat dan ditumbuhi jutaan tonjolan halus bernama vili atau jonjot usus. Tujuannya satu: memperluas permukaan penyerapan. Dengan vili, luas permukaan penyerap menjadi berlipat ganda dibandingkan bila dindingnya rata.
Penyerapan sari makanan ternyata tidak lewat satu jalur saja. Glukosa, asam amino, vitamin, dan mineral diserap langsung oleh kapiler darah di dalam vili.
Tetapi asam lemak dan gliserol berbeda — keduanya tidak dapat langsung masuk kapiler darah, melainkan diserap oleh pembuluh getah bening (pembuluh limfa) yang juga ada di dalam vili. Perbedaan jalur ini termasuk yang paling sering ditanyakan.
Perhatikan Gambar Enzim-Enzim Pencernaan. Cara termudah menghafal enzim adalah lewat namanya sendiri, karena kebanyakan nama enzim diambil dari bahan yang dipecahnya.
Amilase berasal dari kata amilum, jadi ia memecah karbohidrat menjadi zat gula. Lipase berasal dari kata lipid, jadi ia memecah lemak menjadi asam lemak dan gliserol. Protease memecah protein.
Pankreas menghasilkan tiga enzim sekaligus: amilase (karbohidrat menjadi gula), tripsin (protein dan pepton menjadi asam amino), serta lipase (lemak menjadi asam lemak dan gliserol).
Dinding usus halus sendiri masih menambahkan enzim penyempurna, yaitu maltase, laktase, dan sukrase. Ketiganya memecah gula ganda menjadi gula tunggal agar cukup kecil untuk diserap vili.
Jadi urutan pemecahan protein sepanjang saluran pencernaan adalah: protein → pepton (oleh pepsin di lambung) → asam amino (oleh tripsin di usus halus). Sedangkan karbohidrat: amilum → gula ganda (oleh amilase) → gula tunggal (oleh maltase, laktase, sukrase).
Perhatikan Gambar Hati dan Empedu. Empedu adalah cairan yang dihasilkan hati, lalu disimpan sementara di kantong empedu.
Tugas empedu adalah mengemulsi lemak — memecah gumpalan lemak besar menjadi butiran-butiran kecil agar mudah bercampur dengan air. Kerjanya persis seperti sabun pada minyak. Setelah lemak terpecah menjadi butiran halus, barulah enzim lipase dapat bekerja padanya.
Di sinilah letak salah satu miskonsepsi paling sering: empedu bukan enzim. Ia tidak memecah zat secara kimiawi, hanya secara fisik. Pernyataan "empedu adalah enzim pencerna lemak" selalu salah.
Kantong empedu tidak melepaskan isinya setiap saat. Pemicunya adalah masuknya lemak ke dalam duodenum — begitu lemak terdeteksi, barulah empedu dikucurkan.
Bila saluran empedu tersumbat sejak bayi, terjadilah penyakit atresia bilier. Karena empedu tidak dapat mengalir, hati menjadi rusak dan penderitanya memerlukan transplantasi hati. Donor biasanya diambil dari orang tua kandung agar jaringannya paling cocok sehingga risiko penolakan tubuh lebih kecil.
Perhatikan Gambar Pankreas — Kelenjar Ganda. Kelenjar dalam tubuh dibedakan menjadi dua menurut cara mengirimkan hasilnya.
Kelenjar eksokrin mengalirkan hasilnya lewat saluran. Kelenjar endokrin melepaskan hasilnya langsung ke dalam darah, tanpa saluran.
Pankreas istimewa karena ia keduanya sekaligus — sering disebut kelenjar ganda. Sebagai eksokrin, ia mengalirkan enzim amilase, tripsin, dan lipase lewat saluran menuju duodenum. Sebagai endokrin, ia melepaskan hormon insulin langsung ke darah.
Insulin bertugas menurunkan kadar gula darah. Bila pankreas kekurangan insulin, kadar gula darah menjadi tinggi dan timbullah penyakit diabetes melitus.
Perhatikan Gambar Usus Besar dan Umbai Cacing. Setelah sari makanan diserap habis di usus halus, yang tersisa tinggal ampas bercampur banyak air.
Tugas utama usus besar (kolon) adalah mengatur kadar air pada sisa pencernaan. Air diserap kembali agar tubuh tidak kehilangan cairan, sehingga ampasnya memadat menjadi feses.
Kalau air yang diserap terlalu banyak, feses menjadi keras dan terjadilah sembelit. Kalau terlalu sedikit, terjadilah diare.
Di dalam usus besar hidup bakteri Escherichia coli yang membantu pembusukan sisa makanan dan menghasilkan beberapa vitamin. Hubungan manusia dengan bakteri ini bersifat saling menguntungkan.
Agar kolon bekerja baik, tubuh memerlukan zat yang tidak dapat dicerna tetapi mampu menyerap air, yaitu serat atau selulosa. Serat membuat feses tetap lunak dan mudah didorong keluar.
Umbai cacing (apendiks) terletak di perbatasan antara usus halus dan usus besar. Bila meradang, penyakitnya disebut apendisitis atau usus buntu.
Perhatikan Gambar Zat Gizi dan Perannya. Makanan yang kita makan mengandung lima kelompok zat gizi, dan masing-masing punya peran yang tidak tergantikan.
Karbohidrat adalah sumber energi utama tubuh. Ia dipakai lebih dulu sebelum zat lain. Lemak adalah cadangan makanan jangka panjang, karena tiap gramnya menyimpan energi paling banyak — kira-kira dua kali lipat karbohidrat.
Protein berperan sebagai zat pembangun: menyusun sel baru, memperbaiki jaringan rusak, dan menjadi bahan enzim serta hormon. Vitamin dan mineral berperan sebagai zat pengatur, diperlukan dalam jumlah kecil tetapi mutlak ada.
Ingat! Vitamin A, D, E, dan K larut dalam lemak, sehingga penyerapannya justru memerlukan lemak dalam makanan. Sebaliknya vitamin B dan C larut dalam air, sehingga kelebihannya langsung dibuang lewat urine dan harus dipenuhi setiap hari.
Perhatikan Gambar Organ Pernapasan Manusia. Udara menempuh jalur berurutan: hidung → faring → laring → trakea → bronkus → bronkiolus → alveolus.
Di hidung berlangsung tiga pekerjaan sekaligus: udara disaring oleh rambut hidung dan selaput lendir, dilembapkan, serta dihangatkan agar tidak mengejutkan paru-paru. Karena itu bernapas lewat hidung jauh lebih sehat daripada lewat mulut.
Laring adalah kotak suara yang terletak tepat di atas trakea. Di dalamnya terdapat pita suara. Di pintu masuknya ada katup bernama epiglotis yang menutup saluran pernapasan setiap kali kita menelan, sehingga makanan tidak masuk ke jalan napas. Kalau katup ini terlambat menutup, kita tersedak.
Trakea bercabang dua menjadi bronkus kanan dan bronkus kiri, masing-masing menuju satu paru-paru. Bronkus bercabang lagi berkali-kali menjadi saluran yang makin halus bernama bronkiolus. Pada penderita asma, bronkiolus inilah yang menyempit sehingga napas terasa berat.
Di ujung bronkiolus terdapat alveolus, gelembung udara berdinding sangat tipis dan diselimuti kapiler darah. Di sinilah pertukaran gas berlangsung.
Perhatikan bahwa alveolus tidak ikut menyaring, melembapkan, maupun menghangatkan udara — semua pekerjaan itu sudah selesai di saluran napas atas. Tugas alveolus hanya satu: pertukaran gas.
Perhatikan Gambar Pernapasan Dada dan Pernapasan Perut. Paru-paru sendiri tidak punya otot, jadi ia tidak bisa menyedot udara. Udara masuk karena rongga dada membesar sehingga tekanan di dalamnya turun.
Pernapasan dada digerakkan oleh otot antartulang rusuk. Saat otot ini berkontraksi, tulang rusuk terangkat, rongga dada membesar, dan udara masuk.
Pernapasan perut digerakkan oleh diafragma, yaitu otot berbentuk kubah yang memisahkan rongga dada dari rongga perut. Saat diafragma berkontraksi, kubahnya mendatar, sehingga rongga dada membesar ke arah bawah. Tekanan udara di dalam paru-paru pun turun, dan udara luar mengalir masuk.
Peristiwa masuknya udara disebut inspirasi, dan keluarnya udara disebut ekspirasi. Pada ekspirasi biasa, otot-otot itu hanya perlu mengendur — rongga dada mengecil dengan sendirinya dan udara terdorong keluar.
Perhatikan Gambar Percobaan Meniup Air Kapur. Bagaimana kita membuktikan bahwa udara yang dihembuskan berbeda dari udara yang dihirup?
Caranya sederhana: tiupkan napas ke dalam air kapur yang semula jernih. Air kapur akan berubah menjadi keruh karena terbentuk endapan putih.
Yang menyebabkan kekeruhan itu adalah karbon dioksida. Jadi percobaan ini membuktikan bahwa udara yang kita hembuskan mengandung karbon dioksida — hasil pembakaran zat makanan di dalam sel.
Dua kata ini terdengar mirip tetapi artinya jauh berbeda, dan soal olimpiade suka mempermainkannya.
Pernapasan adalah keluar masuknya udara dari dan ke dalam paru-paru — peristiwa yang bisa kita lihat dari naik turunnya dada.
Respirasi adalah proses pembakaran zat makanan di dalam sel untuk menghasilkan energi. Prosesnya berlangsung di dalam organel bernama mitokondria.
Karena respirasi berlangsung di mitokondria, sel yang banyak bekerja seperti sel otot memiliki mitokondria jauh lebih banyak daripada sel kulit — sebab kebutuhan energinya jauh lebih besar.
Perhatikan Gambar Pernapasan Eksternal dan Internal. Pertukaran gasnya sendiri terjadi di dua tempat. Pernapasan eksternal adalah pertukaran gas antara alveolus dan kapiler darah. Pernapasan internal adalah pertukaran gas antara kapiler darah dan sel-sel tubuh.
Perhatikan Gambar Pengangkutan Oksigen dan Karbon Dioksida. Kedua gas ini diangkut dengan cara yang berbeda.
Oksigen diikat oleh hemoglobin membentuk senyawa oksihemoglobin (HbO₂). Karena hemoglobin berada di dalam sel darah merah, oksigen praktis diangkut di dalam eritrosit.
Karbon dioksida lebih fleksibel — ia diangkut lewat tiga jalur sekaligus: sebagian larut dalam plasma darah, sebagian dibawa eritrosit, dan sebagian diikat molekul hemoglobin. Jadi kalau ada soal bertanya karbon dioksida diangkut oleh apa, jawabannya ketiganya.
Perhatikan Gambar Membaca Kapasitas Paru-Paru. Udara di dalam paru-paru dibagi menjadi beberapa bagian dengan nama masing-masing.
Udara pernapasan biasa (tidal) adalah udara yang keluar masuk saat bernapas normal, sekitar 500 cc. Pada grafik, bagian ini tampak sebagai gelombang kecil yang berulang teratur.
Udara residu adalah udara yang selalu tersisa di paru-paru dan tidak pernah bisa dikeluarkan betapapun kuatnya kita mengembuskan napas, sekitar 1200 cc. Adanya udara residu inilah sebabnya paru-paru tidak pernah benar-benar kempis.
Kapasitas total adalah seluruh udara yang dapat ditampung paru-paru, sekitar 6000 cc. Kapasitas vital adalah udara terbanyak yang masih bisa dikeluarkan setelah menarik napas sedalam-dalamnya — yaitu kapasitas total dikurangi udara residu.
Kapasitas total paru-paru seseorang 6000 cc dan udara residunya 1200 cc. Berapa kapasitas vitalnya?
Pembahasan:
Langkah 1 — pahami definisinya. Kapasitas vital = seluruh udara yang bisa dikeluarkan, yaitu kapasitas total dikurangi udara yang tidak bisa keluar.
Langkah 2 — kurangkan. 6000 - 1200 = 4800.
Jawaban: Kapasitas vitalnya 4800 cc.
Ingat! Di puncak gunung yang tinggi, tekanan udara rendah sehingga jumlah oksigen yang terhirup dalam sekali napas berkurang — itulah sebabnya pendaki bisa pusing. Sebaliknya, olahraga teratur membuat kapasitas vital paru-paru meningkat.
Perhatikan Gambar Beberapa Gangguan Pernapasan. Mengenali penyebabnya penting, karena penyebab itulah yang menentukan obatnya.
Asma disebabkan penyempitan bronkiolus, sering dipicu alergi, dingin, atau kelelahan. Pneumonia adalah peradangan alveolus yang terisi cairan, umumnya karena bakteri atau virus. TBC disebabkan bakteri Mycobacterium tuberculosis yang merusak jaringan paru-paru. COVID-19 disebabkan virus SARS-CoV-2.
Karena asma bukan disebabkan kuman, ia tidak diobati dengan antibiotik melainkan dengan obat pelega saluran napas.
Perhatikan Gambar Komponen Darah. Bila darah dibiarkan mengendap, ia terpisah menjadi dua lapisan yang berbeda.
Lapisan atas berupa cairan kekuningan bernama plasma darah. Bagian ini menyusun sekitar 55% volume darah dan sebagian besar isinya air. Karena sari makanan larut dalam cairan, plasma darahlah yang mengedarkan sari makanan ke seluruh tubuh — bukan sel darah merah.
Lapisan bawah adalah bagian padat, berisi tiga macam sel: eritrosit (sel darah merah), leukosit (sel darah putih), dan trombosit (keping darah).
Tugasnya berbeda-beda. Eritrosit mengangkut oksigen, leukosit melawan kuman, dan trombosit berperan dalam pembekuan darah. Leukosit dapat bergerak amuboid — merayap seperti Amoeba — sehingga mampu menembus dinding kapiler untuk memburu kuman di jaringan. Ketiganya dibuat pertama kali di dalam sumsum tulang.
Perhatikan Gambar Sel Darah Merah. Bentuknya bulat pipih dan cekung di kedua sisinya. Bentuk cekung ini bukan kebetulan — ia membuat luas permukaan sel menjadi maksimal, sehingga oksigen yang bisa diikat lebih banyak.
Ingat! Sel darah merah dewasa tidak memiliki inti sel (nukleus). Ruang yang seharusnya dipakai inti justru diisi hemoglobin, sehingga daya angkut oksigennya bertambah.
Sel darah merah berumur sekitar 120 hari, lalu dirombak di hati dan limpa. Zat warna hasil perombakan itu ada dua: urobilin yang memberi warna kuning pada urine, dan sterkobilin yang memberi warna pada feses.
Perhatikan Gambar Urutan Proses Pembekuan Darah. Ketika kulit terluka, tubuh segera menjalankan rangkaian langkah yang berurutan rapi.
Mula-mula trombosit pecah saat bergesekan dengan pembuluh darah yang rusak. Trombosit yang pecah melepaskan zat bernama tromboplastin.
Tromboplastin lalu bekerja bersama ion kalsium (Ca) dan protrombin untuk membentuk trombin. Terakhir, trombin mengubah fibrinogen yang larut menjadi benang-benang fibrin yang tidak larut.
Benang fibrin itulah yang saling menyilang menutup luka, menjaring sel-sel darah, dan akhirnya mengering menjadi keropeng.
Urutkan peristiwa berikut: (1) trombin dan fibrinogen membentuk fibrin; (2) tromboplastin dilepas trombosit; (3) Ca, tromboplastin, dan protrombin membentuk trombin; (4) trombosit pecah saat bergesekan dengan pembuluh yang rusak.
Pembahasan:
Langkah 1 — cari pemicunya. Semua bermula dari luka, jadi yang pertama adalah trombosit pecah — nomor 4.
Langkah 2 — telusuri hasil tiap langkah. Trombosit pecah menghasilkan tromboplastin (2). Tromboplastin dipakai untuk membentuk trombin (3). Trombin dipakai untuk membentuk fibrin (1).
Langkah 3 — perhatikan polanya. Hasil satu langkah selalu menjadi bahan langkah berikutnya. Kalau ragu, cari saja zat yang muncul di dua pernyataan — ia pasti berada di antara keduanya.
Jawaban: 4 – 2 – 3 – 1.
Perhatikan Gambar Jantung Manusia. Jantung manusia memiliki empat ruang, dan keempatnya punya dua nama yang sama-sama sering dipakai.
Ruang atas disebut serambi, nama lainnya atrium. Ruang bawah disebut bilik, nama lainnya ventrikel. Jadi serambi kanan = atrium kanan, bilik kiri = ventrikel kiri. Soal olimpiade bisa memakai istilah mana saja, kadang bercampur dalam satu soal.
Keempat ruang itu tidak sama tebal dindingnya. Bilik kiri berdinding paling tebal, karena ia harus memompa darah ke seluruh tubuh — jarak yang jauh dan melawan tekanan besar. Bilik kanan cukup memompa ke paru-paru yang letaknya dekat, jadi dindingnya lebih tipis.
Sekarang bagian yang paling sering menjebak: nama pembuluh menunjukkan arah, bukan isi darahnya. "Arteri" berarti pembuluh yang keluar dari jantung, "vena" berarti pembuluh yang masuk ke jantung.
Akibatnya ada dua pengecualian penting. Vena pulmonalis membawa darah kaya oksigen dari paru-paru menuju jantung — padahal namanya vena. Sebaliknya arteri pulmonalis membawa darah kaya karbon dioksida dari jantung menuju paru-paru — padahal namanya arteri.
Jadi dua pembuluh yang membawa darah kaya oksigen adalah vena pulmonalis dan aorta, sedangkan yang kaya karbon dioksida adalah vena kava dan arteri pulmonalis.
Agar darah tidak berbalik arah, jantung dilengkapi katup. Katup trikuspidalis berada di sisi kanan (antara serambi dan bilik kanan), katup bikuspidalis di sisi kiri, dan katup semilunaris di pangkal aorta serta arteri pulmonalis.
Perhatikan Gambar Peredaran Darah Besar dan Kecil. Peredaran darah disebut juga sirkulasi. Manusia memiliki peredaran darah ganda, artinya dalam satu kali putaran lengkap darah melewati jantung dua kali.
Peredaran darah kecil bertujuan mengambil oksigen di paru-paru. Jalurnya: bilik kanan → arteri pulmonalis → paru-paru → vena pulmonalis → serambi kiri.
Peredaran darah besar bertujuan mengantar oksigen ke seluruh tubuh. Jalurnya: bilik kiri → aorta → seluruh tubuh → vena kava → serambi kanan.
Cara mengingatnya: peredaran selalu berangkat dari bilik dan pulang ke serambi. Yang kecil singgah di paru-paru, yang besar singgah di seluruh tubuh.
Perhatikan Gambar Tiga Macam Pembuluh Darah. Ada tiga jenis, dan ciri masing-masing mengikuti tekanan yang harus ditahannya.
Arteri membawa darah keluar dari jantung, sehingga menahan tekanan paling besar. Dindingnya tebal dan elastis, letaknya agak dalam, dan denyutnya terasa.
Vena membawa darah kembali ke jantung dengan tekanan yang sudah jauh melemah. Dindingnya lebih tipis, letaknya dekat permukaan kulit, dan di dalamnya ada katup agar darah tidak berbalik turun karena gravitasi.
Kapiler adalah pembuluh paling halus, dindingnya hanya setebal satu lapis sel. Di sinilah pertukaran zat antara darah dan sel tubuh berlangsung.
Karena perbedaan itu, aliran darah paling cepat di arteri dan paling lambat di kapiler. Lambatnya aliran di kapiler justru disengaja — agar pertukaran zat sempat berlangsung dengan tuntas.
Perlu diingat juga bahwa ada bagian tubuh yang tidak memiliki pembuluh darah maupun urat saraf, yaitu kuku, rambut, dan email gigi. Itulah sebabnya memotong kuku dan rambut tidak terasa sakit.
Perhatikan Gambar Golongan Darah dan Transfusi. Golongan darah ditentukan oleh ada tidaknya zat bernama antigen pada permukaan sel darah merah.
Golongan A memiliki antigen A, golongan B memiliki antigen B, golongan AB memiliki keduanya, dan golongan O tidak memiliki keduanya.
Pemeriksaan dilakukan dengan meneteskan serum anti-A dan anti-B pada darah. Kalau darah menggumpal, berarti antigen yang bersangkutan ada. Kalau tidak menggumpal, berarti antigennya tidak ada.
Peristiwa menggumpalnya darah itu punya nama sendiri: aglutinasi. Aglutinasi terjadi karena antibodi di dalam plasma bertemu antigen yang cocok pada sel darah merah.
Selain golongan A, B, AB, dan O, darah manusia juga digolongkan menurut ada tidaknya antigen lain bernama faktor rhesus. Orang yang memilikinya disebut rhesus positif (Rh+), yang tidak memilikinya disebut rhesus negatif (Rh−). Dalam transfusi, kecocokan rhesus harus diperiksa bersama golongan ABO.
Karena golongan O tidak punya antigen sama sekali, darahnya tidak akan digumpalkan oleh tubuh penerima mana pun — ia disebut donor universal. Sebaliknya golongan AB dapat menerima darah dari semua golongan, sehingga disebut resipien universal.
Pada tes golongan darah, tanda X berarti menggumpal dan √ berarti tidak menggumpal. Hasilnya: Aisah anti-A(X), anti-B(√); Ahmad anti-A(X), anti-B(X); Abdul anti-A(√), anti-B(X). Tentukan golongan darah ketiganya dan siapa yang bisa menjadi donor universal.
Pembahasan:
Langkah 1 — terjemahkan tandanya. Menggumpal pada anti-A berarti punya antigen A. Menggumpal pada anti-B berarti punya antigen B.
Langkah 2 — Aisah. Menggumpal hanya pada anti-A → punya antigen A saja → golongan A.
Langkah 3 — Ahmad. Menggumpal pada keduanya → punya antigen A dan B → golongan AB.
Langkah 4 — Abdul. Menggumpal hanya pada anti-B → punya antigen B saja → golongan B.
Jawaban: Aisah A, Ahmad AB, Abdul B. Tidak ada satu pun yang bergolongan O, jadi tidak ada yang bisa menjadi donor universal. Ahmad justru resipien universal.
Perhatikan Gambar Gangguan Sistem Peredaran Darah. Cara paling aman menjawab soal kelompok ini adalah memilah dulu: gangguan pada sel darah atau pada pembuluh?
Yang berhubungan dengan sel darah: anemia (kekurangan sel darah merah atau hemoglobin), leukemia (sel darah putih berlebihan dan tak terkendali), serta hemofilia (darah sukar membeku karena gangguan trombosit dan faktor pembeku).
Yang berhubungan dengan pembuluh: varises (pelebaran vena, biasanya di betis) dan arteriosklerosis (pengerasan dinding arteri). Hipertensi juga masuk kelompok ini karena berkaitan dengan tekanan di dalam pembuluh.
Perhatikan Gambar Empat Organ Ekskresi Manusia. Ekskresi adalah pengeluaran zat sisa metabolisme, yaitu sisa dari reaksi kimia di dalam sel tubuh.
Ada empat organ ekskresi: ginjal mengeluarkan urine, kulit mengeluarkan keringat, paru-paru mengeluarkan karbon dioksida dan uap air, serta hati mengeluarkan empedu.
Di sinilah letak jebakan yang paling sering. Anus dan usus besar bukan organ ekskresi, meskipun keduanya mengeluarkan sesuatu dari tubuh. Yang dikeluarkannya adalah feses, yaitu sisa makanan yang tidak tercerna — bukan sisa metabolisme sel. Peristiwanya punya nama sendiri: defekasi.
Bedakan pula dengan sekresi, yaitu pengeluaran zat yang masih berguna seperti enzim dan hormon.
Perhatikan Gambar Nefron dan Pembentukan Urine. Satuan penyaring terkecil di dalam ginjal disebut nefron, dan tiap ginjal berisi sekitar satu juta nefron.
Darah masuk ke ginjal lewat arteri renalis dan keluar lewat vena renalis — kata renalis memang berarti "yang berhubungan dengan ginjal".
Pembentukan urine berlangsung dalam tiga tahap berurutan.
Filtrasi adalah penyaringan darah, berlangsung di glomerulus dan kapsul Bowman. Hasilnya disebut urine primer, yang masih mengandung banyak zat berguna.
Reabsorpsi adalah penyerapan kembali zat yang masih berguna — glukosa, asam amino, dan sebagian besar air. Hasilnya urine sekunder.
Augmentasi adalah penambahan zat sisa yang masih tertinggal di darah, sehingga terbentuklah urine sesungguhnya.
Urine normal berisi urea (sisa perombakan protein), air, dan garam NaCl. Yang tidak boleh ada dalam urine normal adalah protein, hormon, dan glukosa — sebab ketiganya masih berguna dan seharusnya sudah diserap kembali saat reabsorpsi. Adanya protein dalam urine menandakan gangguan penyaringan, dan adanya glukosa menandakan diabetes.
Karena banyak zat asing ikut tersaring ginjal dan keluar bersama urine, pemeriksaan penyalahgunaan narkoba dapat dilakukan lewat tes urine.
Perhatikan Gambar Saluran Kemih. Setelah terbentuk, urine menempuh jalur: ginjal → ureter → kandung kemih → uretra, lalu keluar dari tubuh.
Bakteri dari luar tubuh dapat menimbulkan infeksi saluran kemih dengan menempuh jalur yang persis berlawanan. Ia masuk lewat lubang paling akhir, yaitu uretra → kandung kemih → ureter → ginjal. Bila sampai ke ginjal, infeksinya menjadi berat.
Karena itu menahan buang air kecil terlalu lama tidak dianjurkan — urine yang lama tertampung menjadi tempat bakteri berkembang biak.
Perhatikan Gambar Lapisan Kulit dan Fungsinya. Kulit tersusun dari dua lapisan utama: epidermis (lapisan luar) dan dermis (lapisan dalam).
Di lapisan epidermis terdapat zat warna atau pigmen bernama melanin, yang berfungsi melindungi tubuh dari sinar ultraviolet matahari. Makin banyak melanin, makin gelap warna kulit dan makin kuat perlindungannya.
Di lapisan dermis terdapat dua kelenjar yang sering tertukar. Kelenjar keringat menghasilkan keringat — inilah peran kulit sebagai organ ekskresi, sekaligus alat pendingin tubuh. Kelenjar minyak (sebasea) menghasilkan minyak alami yang melembapkan kulit dan mencegah dehidrasi.
Jadi kalau soal menanyakan bagian yang menghasilkan pelembap kulit, jawabannya kelenjar minyak — bukan kelenjar keringat.
Selain itu kulit juga berperan sebagai indra peraba, karena di dalam dermis terdapat ujung-ujung saraf yang peka terhadap sentuhan, tekanan, panas, dingin, dan nyeri.
Perhatikan Gambar Rangka Tubuh Manusia. Sistem rangka tersusun dari tulang keras, tulang rawan (kartilago), persendian, serta jaringan pengikatnya.
Tulang keras tersusun dari satuan-satuan berbentuk silinder bernama osteon yang tersusun rapat, sehingga kuat menahan beban. Tulang rawan atau kartilago lebih lentur dan tidak sekeras tulang biasa — ia terdapat pada daun telinga, ujung hidung, dan permukaan sendi.
Rangka punya empat tugas: memberi bentuk tubuh, menegakkan tubuh, melindungi organ dalam, dan menjadi tempat melekatnya otot. Perlindungan organ dilakukan oleh tulang tertentu — tulang rusuk melindungi jantung, paru-paru, dan ginjal, sedangkan tengkorak melindungi otak.
Yang menarik, jumlah tulang justru berkurang seiring bertambahnya usia. Bayi memiliki sekitar 300 tulang, sedangkan orang dewasa hanya sekitar 206. Penyebabnya adalah sebagian tulang menyatu selama pertumbuhan, misalnya tulang tengkorak dan tulang panggul.
Tulang terkecil dalam tubuh adalah sanggurdi (stapes) di telinga tengah, dan tulang terpanjang adalah tulang paha (femur).
Sebelum masuk ke namanya, sendi dikelompokkan dulu menurut seberapa bebas ia bergerak. Sinartrosis adalah sendi yang tidak dapat digerakkan — contohnya sutura, yaitu sambungan bergerigi antartulang tengkorak. Amfiartrosis adalah sendi yang dapat digerakkan sedikit saja, contohnya sambungan antarruas tulang belakang. Diartrosis adalah sendi yang dapat digerakkan bebas, dan kelompok inilah yang biasa kita sebut sendi gerak.
Perhatikan Gambar Macam-Macam Sendi Gerak. Untuk kelompok diartrosis, nama sebuah sendi ditentukan oleh arah gerak yang dimungkinkannya.
Sendi engsel bergerak satu arah saja seperti engsel pintu — terdapat di siku dan lutut. Sendi peluru bergerak ke segala arah — terdapat di bahu dan pangkal paha. Sendi putar memungkinkan gerak berputar — terdapat antara tulang tengkorak dan tulang leher. Sendi pelana bergerak dua arah — terdapat di pangkal ibu jari. Sendi geser memungkinkan pergeseran sedikit — terdapat pada ruas tulang belakang.
Seluruh sendi gerak dibungkus oleh kapsul sendi, dan di dalamnya ada cairan pelumas bernama cairan sinovial agar tulang tidak saling bergesekan langsung.
Selain tulang, sistem gerak juga memerlukan jaringan pengikat. Ada dua yang perlu kamu bedakan. Ligamen menghubungkan tulang dengan tulang pada sebuah sendi, sehingga sendi itu tetap kokoh dan tidak lepas. Tendon menghubungkan otot dengan tulang, sehingga tarikan otot dapat menggerakkan tulang.
Cara mengingatnya: ligamen mengikat tulang dengan tulang, sedangkan tendon mengikat otot dengan tulang.
Perhatikan Gambar Tiga Macam Otot. Ketiganya dibedakan lewat tiga hal: bentuk sel, jumlah dan letak inti, serta cara kerjanya.
Otot polos berbentuk kumparan (gelendong) dengan satu inti di tengah. Ia bekerja tak sadar, teratur, dan terus-menerus tanpa lelah. Otot polos terdapat pada dinding saluran pencernaan, pembuluh darah, dan saluran kemih.
Otot lurik berbentuk panjang bergaris-garis dengan banyak inti di tepi. Ia bekerja sadar — bisa kita perintah — tetapi cepat lelah. Otot lurik melekat pada rangka, karena itu disebut juga otot rangka.
Otot menyimpan cadangan oksigennya sendiri dalam bentuk mioglobin, yaitu zat mirip hemoglobin yang memberi warna merah pada daging otot.
Otot jantung unik karena menggabungkan sifat keduanya: bentuk selnya bercabang dan bergaris seperti otot lurik, tetapi bekerja tak sadar seperti otot polos. Ia hanya terdapat di jantung dan bekerja seumur hidup tanpa berhenti.
Perhatikan Gambar Kerja Otot Antagonis. Otot hanya bisa menarik, tidak bisa mendorong. Karena itu untuk menggerakkan tulang bolak-balik diperlukan sepasang otot yang bekerja berlawanan.
Pasangan otot yang bekerja berlawanan disebut otot antagonis. Contoh paling terkenal ada di lengan atas: biseps dan triseps.
Saat lengan ditekuk, biseps berkontraksi (memendek) sementara triseps mengendur. Saat lengan diluruskan, kebalikannya yang terjadi. Gerak menekuk dan meluruskan ini dimungkinkan oleh sendi engsel di siku.
Lawannya adalah otot sinergis, yaitu dua otot yang bekerja bersama-sama ke arah yang sama, misalnya otot-otot antartulang rusuk saat menarik napas.
Satuan terkecil sistem saraf adalah sel saraf yang disebut neuron. Rangsang yang merambat di sepanjang neuron disebut impuls saraf.
Perhatikan Gambar Susunan Sistem Saraf Manusia. Sistem saraf terbagi menjadi saraf pusat (otak dan sumsum tulang belakang) dan saraf tepi yang menghubungkan pusat dengan seluruh tubuh.
Saraf tepi sendiri terbagi dua menurut apakah kerjanya bisa kita perintah atau tidak.
Saraf somatik mengatur otot rangka — gerakan yang kita sadari dan perintahkan, seperti berjalan atau menulis.
Saraf otonom mengatur organ dalam tanpa kita sadari, seperti denyut jantung dan gerak usus. Saraf otonom terbagi lagi menjadi dua yang saling berlawanan: simpatik yang mempercepat kerja organ, dan parasimpatik yang memperlambat dan mengembalikannya ke keadaan normal.
Karena itu setelah berolahraga, yang menormalkan kembali denyut jantung adalah saraf parasimpatik.
Otak sendiri terbagi menjadi beberapa bagian. Otak besar mengurus kesadaran, ingatan, dan gerak sadar. Otak kecil mengatur keseimbangan dan koordinasi gerak. Batang otak mengatur denyut jantung dan pernapasan. Karena letaknya, pukulan keras pada rahang bawah dapat mengguncang otak kecil dan batang otak, sehingga seorang petinju bisa langsung kehilangan keseimbangan dan roboh meskipun pukulannya tidak terlalu kuat.
Perhatikan Gambar Gerak Biasa dan Gerak Refleks. Perjalanan rangsang di dalam tubuh selalu melewati urutan yang sama: rangsang → reseptor (penerima) → saraf sensorik → pusat saraf → saraf motorik → efektor (otot atau kelenjar) → tanggapan.
Ingat arah keduanya: saraf sensorik membawa impuls menuju pusat, sedangkan saraf motorik membawa perintah keluar dari pusat menuju efektor.
Bedanya, pada gerak biasa pusat sarafnya adalah otak, sehingga kita menyadari gerakannya. Pada gerak refleks, jalurnya memotong langsung lewat sumsum tulang belakang tanpa menunggu otak.
Karena memotong jalur, gerak refleks jauh lebih cepat. Itulah sebabnya tangan sudah tertarik dari benda panas sebelum kita sempat merasakan sakitnya.
Perhatikan Gambar Bagian Mata dan Fungsinya. Mata bekerja mirip kamera, dan tiap bagiannya punya padanan.
Kornea adalah lapisan bening terluar tempat cahaya pertama kali masuk. Iris adalah selaput berwarna yang mengatur lebar pupil, yaitu lubang tempat cahaya lewat — persis seperti diafragma kamera. Di tempat terang pupil menyempit, di tempat gelap pupil melebar.
Lensa mata bertugas memfokuskan bayangan. Retina adalah layar tempat bayangan jatuh, dan saraf optik meneruskan sinyalnya ke otak.
Di retina terdapat dua macam sel penerima cahaya. Sel batang peka terhadap cahaya redup tetapi tidak dapat membedakan warna. Sel kerucut berperan untuk ketajaman penglihatan dan warna, tetapi hanya bekerja saat cahaya cukup terang. Itulah sebabnya di tempat gelap kita masih bisa melihat bentuk, tetapi warnanya tidak jelas.
Perhatikan Gambar Bagian Telinga dan Fungsinya. Telinga terbagi menjadi tiga bagian.
Telinga luar terdiri atas daun telinga yang mengumpulkan suara dan saluran menuju gendang telinga. Telinga tengah berisi tiga tulang pendengaran yang tersambung berurutan: martil (maleus), landasan (inkus), dan sanggurdi (stapes). Ketiganya berfungsi memperkuat dan meneruskan getaran dari gendang telinga menuju rumah siput.
Telinga dalam berisi rumah siput (koklea) yang mengubah getaran menjadi sinyal saraf, dan saluran setengah lingkaran (kanalis semisirkularis).
Saluran setengah lingkaran itu tidak berperan dalam pendengaran — tugasnya mengatur keseimbangan tubuh. Karena itulah orang yang telinga dalamnya terganggu bisa merasa pusing berputar.
Perhatikan Gambar Kelenjar Penghasil Hormon. Hormon adalah zat pengatur yang dihasilkan kelenjar endokrin dan diedarkan lewat darah. Berbeda dari saraf yang bekerja cepat dan sesaat, hormon bekerja lebih lambat tetapi pengaruhnya bertahan lama.
Kelenjar hipofisis di dasar otak disebut kelenjar induk karena mengatur kerja kelenjar lain, dan menghasilkan hormon pertumbuhan.
Kelenjar tiroid (kelenjar gondok) di leher menghasilkan hormon tiroksin yang mengatur laju metabolisme. Pembuatan tiroksin memerlukan yodium. Bila makanan kekurangan yodium, kelenjar tiroid membengkak dan timbullah penyakit goiter atau gondokan. Itulah sebabnya garam dapur di Indonesia diberi tambahan yodium.
Kelenjar adrenal (anak ginjal) menghasilkan adrenalin, hormon untuk keadaan darurat. Ketika adrenalin dilepaskan, denyut jantung meningkat, pembuluh darah tepi menyempit sehingga tekanan darah meningkat, dan tubuh siap melawan atau melarikan diri.
Pankreas menghasilkan insulin yang menurunkan kadar gula darah.
Perhatikan Gambar Menjaga Keadaan Tubuh Tetap Seimbang. Kemampuan tubuh menjaga keadaan dalamnya tetap stabil disebut homeostasis.
Salah satu bentuknya adalah pengaturan suhu tubuh, yang disebut termoregulasi.
Ketika tubuh kepanasan, pembuluh darah kulit melebar sehingga wajah tampak memerah, dan kelenjar keringat bekerja giat. Keringat yang menguap membawa panas pergi, sehingga suhu tubuh turun.
Ketika tubuh kedinginan, kebalikannya terjadi: pembuluh darah kulit menyempit agar panas tidak terbuang, keringat berhenti, dan otot menggigil untuk menghasilkan panas.
Karena itu saat seseorang berkeringat di cuaca panas lalu keringatnya berhenti setelah masuk ruangan ber-AC, yang terjadi adalah mekanisme termoregulasi yang berfungsi menurunkan suhu tubuh.
Perhatikan Gambar Penyebab Penyakit dan Cara Mengatasinya. Aturan pentingnya satu: obat harus cocok dengan penyebab.
Antibiotik bekerja dengan merusak dinding sel atau menghambat kerja sel bakteri. Karena virus bukan sel, antibiotik sama sekali tidak berguna melawan virus — tidak ada dinding sel yang bisa dirusaknya. Inilah sebabnya flu dan demam berdarah tidak diobati dengan antibiotik.
Demam berdarah disebabkan virus dengue yang ditularkan nyamuk Aedes aegypti. Malaria disebabkan protozoa Plasmodium yang ditularkan nyamuk Anopheles. Pes ditularkan kutu tikus. Ketiganya disebarkan oleh kelompok Arthropoda.
Hewan yang menjadi perantara penularan penyakit seperti nyamuk dan kutu disebut vektor penyakit. Ilmu yang mempelajari penyebaran dan penyebab wabah penyakit disebut epidemiologi.
Perhatikan Gambar Kekebalan Tubuh dan Pencegahan Penyakit. Kekebalan tubuh disebut juga imunitas. Kekebalan dibedakan menurut siapa yang membuat antibodinya.
Kekebalan aktif berarti tubuh sendiri yang membuat antibodi. Karena tubuh sudah belajar mengenali kumannya, kekebalan ini bertahan lama. Kekebalan pasif berarti tubuh menerima antibodi jadi dari luar, sehingga langsung terlindungi tetapi hanya sebentar.
Masing-masing masih dibagi lagi menjadi alami dan buatan. Vaksinasi — pemberian kuman yang telah dilemahkan kepada orang sehat — termasuk kekebalan aktif buatan, karena tubuh sendiri yang membentuk antibodinya, tetapi rangsangannya sengaja diberikan.
Sebaliknya pemberian plasma konvalesen kepada penderita COVID-19 memberikan antibodi jadi dari orang lain, sehingga termasuk kekebalan pasif buatan. Contoh kekebalan pasif alami adalah antibodi yang diterima bayi lewat ASI.
Vaksin bekerja dengan melatih tubuh mengenali kuman, sehingga antibodi sudah siap sebelum kuman aslinya datang. Vaksin tidak membunuh virus secara langsung — ia hanya membuat tubuh siap, sehingga gejala menjadi lebih ringan dan risiko komplikasi menurun.
Pencegahan penyakit menular dilakukan dari dua sisi sekaligus. Dari sisi memutus jalur penularan: mencuci tangan, memakai masker, menjaga jarak, serta menguras dan menutup tempat penampungan air untuk memberantas jentik nyamuk. Dari sisi memperkuat tubuh: makan bergizi tinggi vitamin C, cukup istirahat, dan vaksinasi.
Deteksi materi genetik virus SARS-CoV-2 dilakukan dengan teknik PCR, dan kekebalan komunitas dibentuk lewat vaksinasi massal.
Bab ini panjang, tetapi sebenarnya seluruh isinya menceritakan satu hal: tubuhmu adalah satu kesatuan.
Makanan yang kamu kunyah tidak akan berguna tanpa darah yang mengedarkannya. Oksigen yang kamu hirup tidak ada artinya tanpa hemoglobin yang mengangkutnya. Otot tidak akan bergerak tanpa perintah saraf. Dan semuanya akan kacau tanpa hormon yang mengatur iramanya.
Karena itu, ketika kamu menemui soal tentang tubuh manusia, coba tanyakan: organ ini melayani sistem yang mana, dan apa yang terjadi kalau ia berhenti bekerja?
Dari pertanyaan itu, hampir semua fungsi organ akan terasa masuk akal — bukan sekadar hafalan.