Pada artikel ini akan dibahas tentang Sistem Kardiovaskular pada Ikan misalnya 1. Struktur Jantung 2. Patologi Jantung 3. Persarafan.
Struktur Jantung:
Jantung ikan dikenal sebagai jantung cabang, karena fungsi utamanya adalah memompa darah vena ke aorta ventral ke insang (cabang) dan kemudian ke pembuluh darah somatik. Jadi pembuluh darah cabang dan sistemik diatur secara seri dengan jantung.
Selain jantung, organ mirip jantung hanya ada di Agnatha (Myxine dan Petromyzon). Jantung ikan terdiri dari empat ruang, sinus venosus, atrium, ventrikel, dan konus atau bulbus arteriosus (Gbr. 6.1ab).
Beberapa penulis menganggap atrium dan ventrikel sebagai bilik jantung sementara beberapa menganggap sinus venosus dan conus arteriosus juga sebagai bilik jantung. Ada beberapa kebingungan pada bulbus dan conus arteriosus pada ikan.
Dalam elasmobranchs ruang keempat ditunjuk sebagai conus arteriosus sedangkan itu dikenal sebagai bulbus arteriosus di teleost, aorta ventral khusus di teleosts.
Perbedaan antara keduanya adalah bahwa konus terdiri dari otot-otot jantung yang mirip dengan ventrikel dan umumnya disediakan oleh sejumlah besar katup yang disusun dalam barisan yang berurutan (Gambar 6.1b) sedangkan bulbus arteriosus hanya terdiri dari serat otot polos dan jaringan elastis.
Menurut Torrey (1971), jantung ikan teleostean Cyprinus carpio mengandung conus dan bulbus arteriosus. Namun, para pekerja belakangan berpendapat bahwa hanya bulbus arteriosus yang ada di teleost. Elasmobranch dan aganthan memiliki conus arteriosus bukan bulbus arteriosus.
Denyut Jantung dan Volume Stroke:
Kinerja jantung pada dasarnya bergantung pada dua faktor; denyut jantung dan volume sekuncup. Pada setiap detak jantung, ventrikel memompa keluar darah. Volume disebut stroke volume dan waktu detak jantung dikenal sebagai detak jantung.
Ini dikendalikan baik oleh faktor aneural seperti tingkat pengisian jantung (hukum jantung Jalak) atau zat peredaran darah (hormon) dan oleh persarafan alat pacu jantung dan otot jantung.
Atrium ikan diisi oleh isapan yang diciptakan oleh kekakuan perikardium dan jaringan di sekitarnya. Kembalinya darah vena ke atrium dibantu oleh kontraksi ventrikel pada sistolik yang menyebabkan penurunan tekanan intra-perikardial yang diteruskan melalui dinding tipis atrium untuk menciptakan aspirasi atau melalui efek fonte.
Ini bertentangan dengan situasi pada mamalia di mana tekanan vena sentral menentukan pengisian atrium selama diastole (vis a tergo, kekuatan pendorong dari belakang.)
Sinus Venosus:
Sinus venosus bukanlah bagian jantung yang aktif meskipun alat pacu jantung dimulai dengan benar di ruang ini (Gbr. 6.2a, b).
Ini sebenarnya merupakan kelanjutan dari pembuluh venosus dan fungsi utamanya adalah menerima darah dan meneruskannya ke atrium. Sinus venosus menerima darah melalui dua saluran Cuvieri, vena hepatik mengalirkan darah dari hati. Duktus Cuvieri ventral menerima darah dari vena kardinal anterior dan posterior.
Sinus venosus dibedakan secara histologis menjadi tunica intima, tunica media, dan tunica adventitia. Biasanya sinus venosus murni otot pada beberapa ikan. Matriks ruang ini terdiri dari serat elastis dan kolagen.
Otot-otot dibatasi di sekitar pembukaan sinuatrial secara melingkar membentuk cincin sinuatrial. Sinus venosus membuka ke atrium oleh ostium sinuatrial, yang disediakan oleh dua katup sinuatrial. Farrel dan Jones (1992) melaporkan katup atrioventrikular tunggal pada ikan teleost.
Atrium:
Atrium adalah ruang kontraktil otot besar. Itu terletak dorsal ke ventrikel di hampir semua ikan (Gbr. 6.3). Pada ikan, atrium juga dikenal sebagai daun telinga, tetapi sebenarnya pelengkap atrium disebut daun telinga. Atrium adalah ruang tunggal yang tidak terbagi dalam elasmobranch dan teleost tetapi dalam dipnoi, atrium sebagian dibagi oleh septum interatrial yang tidak lengkap (Gbr. 6.1d).
Darah paru mengalir langsung ke sisi kiri atrium, sedangkan darah vena sistemik dikumpulkan di sinus venosus melalui ducti Cuvieri. Darah dari sinus venosus mengalir ke sisi kanan atrium.
Secara internal, atrium dapat dibagi menjadi dua bagian, kanal sinuatrial dan atrium yang tepat. Yang pertama adalah tabung kaku semi-silinder berdinding agak tebal dan yang terakhir adalah rongga spons berdinding tipis. Signifikansi dan kepentingan fungsional corong ini disebabkan oleh tekanan darah di sinus venosus dan pengisian atrium.
Bagian atrium yang kenyal mengandung otot pektinat (Gbr. 6.3ab). Trabekula pada ostium atrioventrikular membentuk jaringan seperti jala. Ketika mereka berkontraksi, mereka menarik atap dan sisi atrium ke arah ostium atrioventrikular. Massa atrium merupakan 0,25% dari massa ventrikel dan 0,01-0,03% dari berat badan.
Atrium secara histologis dibedakan menjadi epicardium, endocardium dan myocar dium. Endokardium adalah lapisan terdalam, melapisi lumen atrium. Sel-sel endotel datar dengan inti spheroid atau lebih sering memanjang.
Corong Atrioventrikular:
Atrium berkomunikasi dengan ventrikel melalui struktur tubular yang disebut sebagai canalis auricularis atau corong atrioventrikular. Pembukaan atrioventrikular berbentuk bulat dan dijaga oleh katup atrioventrikular.
Mengenai disposisi dan jumlah katup AV pada jantung ikan pada umumnya dan teleost pada khususnya masih banyak diperdebatkan. Umumnya, dalam teleost terdapat dua katup atrioventrikular tetapi Farrel dan Jones (1992) menggambarkan satu katup atrioventrikular.
Katup atrioventrikular pada ketiga genera dipnoans, lungfish, yaitu Protopterus (Afrika), Lepidosiren (Amerika Selatan), dan Neoceratodus (Australia) digantikan oleh struktur lain yang dikenal sebagai sumbat atrioventrikular (Gambar 6.2a).
Sumbat atrioventrikular yang menjaga bukaan atrioventrikular berbentuk tapal kuda, fungsinya mirip dengan katup atrioventrikular. Bentuknya kerucut terbalik dengan puncaknya mengarah ke lumen atrium. Ini diproyeksikan secara dorsal dengan lumen atrium dan mencapai lipatan pulmonalis dan karena ini, ada septasi parsial atrium.
Itu terdiri dari tulang rawan hialin yang dikelilingi oleh jaringan ikat fibrosa. Pada Neoceratodus, kartilago hialin tidak ada dan sumbatnya terbuat dari jaringan ikat fibrosa.
Ventrikel:
Ventrikel teleost berbentuk tubular, piramidal, atau seperti kantung (Gbr. 6.4).
Ini adalah ruang otot yang relatif besar. Itu tidak terbagi dalam elasmobranch dan teleost, tetapi sebagian dibagi menjadi ruang kiri dan kanan oleh septum berotot di Dipnoi. Septum berotot berada di posterior sumbat atrioventrikular pada ketiga genera tetapi meluas ke anterior sepanjang permukaan ventral di Lepidosiren. Margin anterior dan dorsalnya bebas. Pada sebagian besar ikan teleost India, ventrikelnya seperti kantung.
Histologi:
Lapisan-lapisan yang menyusun dinding ventrikel berdiferensiasi cukup baik pada epikardium, miokardium, dan endokardium (Gambar 6.3a & b). Lapisan-lapisan ini pada dasarnya mirip dengan atrium kecuali bahwa miokardium secara substansial lebih tebal daripada atrium.
Arsitektur miokard ventrikel berbeda pada ikan yang berbeda. Susunannya mungkin kompak, campuran, yaitu kompak dan bertrabekula atau sangat lemah kompak tapi trabekula berkembang dengan baik (Spongiosa). Pada miokardium kompak, lapisan bundel otot tersusun rapi di dalam dinding ventrikel.
Pada elasmobranchs, miokardium kompak, pada tingkat orifisium atrioventrikular bersambungan dengan miokardium trabekulasi. Pada teleost, miokardium kompak tidak bergantung pada miokardium yang mengalami trabekulasi dan sejumlah besar serat masuk ke dalam cincin serat bulbo-ventrikular.
Tidak ada deskripsi terperinci yang diberikan mengenai pengaturan miokard di ventrikel ikan India mana pun, tetapi di sebagian besar teleost India terjadi situasi kompak dan trabekulasi. Miokardium ventrikel sepenuhnya trabekula pada ikan paru-paru.
Susunan lapisan miokard membantu dalam mengembangkan tekanan darah tinggi dalam mengkompensasi efek atropik dari suhu rendah dan akomodasi volume sekuncup jantung yang besar.
Sirkulasi Koroner:
Miokardium jantung ikan yang berfungsi, seperti jaringan lain, membutuhkan suplai darah untuk menyediakan oksigen. Ada dua rute untuk suplai oksigen dan digunakan pada tingkat yang berbeda di antara ikan. Karena jantung memompa darah vena, oksigen tersedia dari darah vena yang relatif miskin oksigen yang menggenangi lapisan endokardium bilik.
Selain itu, suplai arteri darah kaya oksigen dapat disediakan oleh sirkulasi koroner ke miokardium. Semua elasmobranch dan teleost yang paling aktif menggunakan suplai oksigen vena dan koroner pada tingkat yang berbeda-beda.
Perkembangan sirkulasi koroner umumnya berhubungan dengan ventrikel yang relatif lebih besar. Pada ikan trout pelangi, Onchorhynchus mykiss, asetilkolin membantu kontraksi arteri koroner dan sebagian besar relaksasi dengan isoproterenol, epinefrin, nor-epinefrin, dan serotonin.
Resistensi pembuluh darah koroner meningkat secara eksponensial saat laju aliran koroner menurun. Resistensi koroner juga dipengaruhi oleh metabolisme jantung dan aklimatisasi. Farrel (1987) secara eksperimental menghasilkan vasokonstriksi pembuluh koroner dengan menyuntikkan adrenalin ke dalam sirkulasi koroner. Dia menganggapnya sebagai tergantung suhu.
Protein Kontraktil:
Bukti yang tersedia menunjukkan bahwa sifat protein kontraktil dari vertebrata yang lebih rendah secara umum mirip dengan yang ditemukan pada otot rangka dan jantung spesies mamalia. Namun, otot jantung dewasa mengandung isotipe myosin, tropomyosin dan troponin yang memiliki struktur kimia yang berbeda dan sifat yang agak berbeda dari yang ditemukan pada otot rangka.
Orientasi serat yang kompleks dan adanya sebagian besar sel non-otot di jaringan jantung membuat sulit untuk mendapatkan sediaan multiseluler untuk mempelajari sifat kontraktilnya. Myosin yang diisolasi dari otot kerangka ikan dan amfibi adalah tipe yang tidak stabil yang mudah kehilangan aktivitas penyimpanan ATPase mereka.
Preparat actomyosin ikan lebih stabil daripada preparat myosin yang sesuai. Sekarang menjadi kepercayaan umum bahwa kesamaan dengan myosin telah terjadi modifikasi selektif dalam urutan tropomyosin dan troponin untuk memungkinkan pengaturan kontraksi yang efisien pada suhu tubuh yang berbeda.
Patologi Jantung:
Otot jantung terinfeksi bakteri dan virus. Infeksi bakteri disebabkan oleh aero-monas dan vibrio. Mereka membentuk koloni di miokardium sehingga endokardium menjadi bengkak dan nukleusnya menjadi pycnotic. Infeksi virus yang umumnya menyerang otot jantung adalah rhabdo-virus.
Infeksi menyebabkan nekrosis miokard yang mengakibatkan peradangan pada ketiga lapisan, yaitu epikardium, endokardium, dan miokardium. Peradangan otot jantung dikenal sebagai miokarditis. Beberapa laporan menangani penyakit katup atrioventrikular. Seperti vertebrata yang lebih tinggi, kemampuan regenerasi otot jantung adalah nihil dan setiap cedera atau infark miokard berkembang menjadi jaringan ikat fibrosa.
Sistem Penghantar Jantung (Jaringan Khusus):
Sistem konduksi jantung vertebrata homoiothermal bertanggung jawab atas inisiasi dan konduksi impuls listrik di tempat dan waktu yang tepat. Sistem ini juga sering disebut “sistem Purkinje” atau “jaringan khusus”.
Pada vertebrata yang lebih tinggi, sistem ini berkembang dengan baik dan terdiri dari simpul sinuatrial (otot alat pacu jantung) yang terletak di atrium kanan, simpul atrioventrikular yang terletak di ujung ekor septum interatrial dekat sinus koroner dan bundel atrioven tricular yang ditempatkan di atas septum ventrikel (bundel His) dan dua cabangnya bersama dengan serat Purkinje terletak sub-endo-kardial baik di atrium maupun ventrikel.
Telah diterima dengan suara bulat bahwa serat Purkinje yang mirip dengan vertebrata tingkat tinggi tidak ada di jantung ikan. Apakah detak jantung pada ikan dihasilkan oleh otot atau saraf belum dipahami dengan jelas sejauh ini. Investigasi fisiologis sedikit dan juga kontroversial seperti penyelidikan morfologis.
Detak jantung berasal dari bagian ostium sinus dan terdapat tiga kelompok alat pacu jantung pada belut, sedangkan empat kelompok dilaporkan oleh Grodzinski (1954). Beberapa peneliti menemukan struktur khusus secara histologis seperti sumbat sinuatrial dan atrioventrikular di jantung ikan.
Kehadiran otot khusus secara histologis yang mengambil noda lebih sedikit daripada otot jantung yang bekerja pada ikan, telah dilaporkan pada beberapa spesies. Di sisi lain, mayoritas pekerja menyangkal adanya jaringan khusus histologis di bagian mana pun dari jantung ikan.
jaringan nodal:
Keith dan Flack (1907) dan Keith dan Mackenzie (1910) menemukan jaringan nodal di dasar katup vena. Kriteria yang memungkinkan perbedaan sel nodal dari sel otot jantung lainnya pada vertebrata yang lebih tinggi adalah relatif miskinnya miofibril dalam sitoplasma seperti yang diungkapkan oleh mikroskop elektron.
Ciri khas ini dilaporkan di beberapa bagian miokardium sinuatrial loaches pada ikan lele dan trout. Penulis ini menegaskan kembali keberadaan jaringan nodal seperti yang dilaporkan oleh Keith dan Flack (1907) dan Keith dan Mackenzie (1910).
Tidak ada kebulatan suara mengenai terjadinya jaringan nodal dalam pengertian histologis yang sebenarnya, tetapi hampir semua peneliti di bidang ini menemukan saraf berat dan hubungan saraf intim di persimpangan sinuatrial di mana potensi alat pacu jantung telah dijelaskan.
Ada kontinuitas otot di berbagai bilik jantung dan bilik tersebut tidak terganggu oleh nodus, bundel, dan serat Punkinje. Nair (1970) menjelaskan sel ganglion dan pleksus saraf pada sinus venosus Protopterus aethiopicus (Gambar 6.5).
Distribusi koneksi saraf (Gbr. 6.6) berhubungan cukup akurat dengan daerah alat pacu jantung yang ditentukan secara elektro-fisiologis dan, oleh karena itu, kemungkinan ada pengaruh kolinergik vagal pada aktivitas alat pacu jantung dipnoans sp.
Seperti ikan dipnoan lainnya, hati juga tidak dibekali dengan persarafan simpatik. Dari daerah sinuatrial gelombang kontraksi berturut-turut menginvasi atrium, corong atrioventrikular dan kemudian ke miokardium ventrikel.
Secara umum diyakini bahwa sistem penghantar jantung pada jantung ikan tidak murni myogenic atau sepenuhnya neurogenik, tetapi merupakan kombinasi kompleks dari keduanya.
Persarafan Jantung:
Jantung ikan dipersarafi oleh sepasang cabang jantung batang vagosimpatis, (Gambar 6.7) kecuali di jantung myxinoid, yang tidak menerima persarafan ekstrinsik. Seperti vertebrata lainnya, jantung berada di bawah kendali otonom.
Sistem saraf otonom pada teleost bersifat simpatik dan parasimpatis. Tidak ada saraf simpatik yang langsung menuju ke jantung. Vagus pada awalnya adalah parasimpatis (aliran kranial) tetapi menerima serat otonom post ganglionik dari rantai simpatik ke daerah kepala.
Berbagai bilik jantung sangat dipersarafi oleh serabut saraf kolinergik dan adrenergik. Ujung saraf yang berbeda (reseptor mekano intra-jantung) hadir di jantung ketika menerima rangsangan yang memadai mengirimkan impuls ke SSP.
Informasi ini kemudian diproses di SSP dan kemudian mengirimkan impuls melalui serat otonom (eferen) ke jantung yang membantu dalam pengisian atrium kopling kardio-ventilasi.
Jantung ikan, seperti vertebrata yang lebih tinggi, berada di bawah kendali penghambatan oleh serat vagal kolinergik. Saraf kolinergik yang ada di jantung mengeluarkan ACh, sebuah neurotransmitter pada penghentiannya sangat penting untuk transmisi impuls dan potensial aksi.
Sekarang diterima bahwa hidrolisis asetilkolin menjadi kolin dan asam asetat dikatalisis oleh enzim, kolinesterase dalam sistem hewan. Enzim mencegah akumulasi asetilkolin yang berlebihan pada sinapsis kolinergik dan pada sambungan neuromuskuler.
Kolinesterase pada sambungan neuromuskuler mampu menghidrolisis sekitar 10 -9 molekul (2,4 x 10 -7 ) asetilkolin dalam satu mili detik.
Kinetika enzim kolinesterase pada jaringan jantung dipelajari oleh Nemcsok (1990) dan kinetika penghambatannya dengan menggunakan pestisida telah dipelajari pada jantung serta jaringan ikan lainnya oleh beberapa peneliti. Km pada jantung normal Cyprinus carpio adalah 1,37 x 10 -3 M dan 1,87 x 10 -3 M pada Channa punctatus.
Dilaporkan bahwa Km berubah menjadi 1,83 x 10 -4 M dan 2,86 x 10 -4 M ketika ikan diberi konsentrasi methidathion 4,6 x 10 -6 dan 2 x 10 -4 . Tren peningkatan serupa dilaporkan oleh Gaur (1992) dan Gaur & Kumar (1993) di jantung Channa punctatus. Itu menjadi 2,78 x 10 -3 M ketika infark buatan diproduksi di jantung Channa.
Ketika jantung normal dirawat dengan 2 ppm dimethoate, Km meningkat menjadi 3,30 x 10 -3 M dan Km lebih jauh meningkat menjadi 4,07 x 10 -3 M ketika jantung yang diinsisi dikenai 2 ppm dimethoate. Vmax konstan dalam semua percobaan menunjukkan bahwa penghambatan bersifat kompetitif (Gbr. 6.8).
Eksperimen ini mendukung bahwa infark dan pengobatan dengan pestisida menunjukkan bahwa dalam kasus ini terjadi penghambatan enzim asetilkolinesterase di jaringan jantung.
