Biologi Universitas — Tahun 1 · Bachelor Year 1

4Pola Tubuh dan Jaringan Hewan

Empat ekor hewan di atas meja laboratorium: seekor hidra sepanjang satu sentimeter, seekor cacing tanah, seekor udang karang, seekor katak. Di balik perbedaan ukuran dan perilakunya mereka dibangun atas segelintir keputusan bersama — apakah tubuhnya berujung depan dan belakang, berapa lapis sel asal pertumbuhannya, apakah ada rongga di sekeliling ususnya, apakah tubuhnya tersusun dari segmen yang berulang, di mana rangkanya — dan setiap satunya dibangun dari empat macam jaringan yang sama. Bab ini memaparkan pola tubuh hewan dan jaringan yang membangunnya, lalu berakhir di tempat bab sebelumnya berhenti: pada dinding usus seekor mamalia, yang dibaca sebagai jaringan yang dirakit menjadi sebuah organ.

4.1 Pola tubuh

Definisi 4.1 (Simetri dan sefalisasi)

Seekor hewan memiliki simetri radial apabila tubuhnya tersusun mengelilingi satu sumbu pusat tanpa kiri dan kanan, seperti hidra atau ubur-ubur: ia menemui lingkungannya sama rata dari segala sisi, dan biasanya menetap atau hanyut. Ia memiliki simetri bilateral apabila satu bidang membaginya menjadi dua belahan cermin, yang menetapkan sisi depan (anterior) dan belakang (posterior), punggung (dorsal) dan perut (ventral): pola tubuh hewan yang bergerak dengan kepala di depan, dengan indra dan pusat sarafnya terpusat di sisi depan (sefalisasi).

Definisi 4.2 (Lapisan lembaga, rongga tubuh)

Embrio seekor hewan membentuk dua atau tiga lapis sel, yaitu lapisan lembaga, yang menurunkan semua jaringannya: ektoderm di luar (kulit, sistem saraf), endoderm di dalam (pelapis usus dan tonjolannya) dan, pada semua kecuali spons dan knidaria, sebuah mesoderm di tengah (otot, rangka, jaringan ikat, darah, ginjal, gonad). Knidaria bersifat diploblastik, selebihnya triploblastik. Di antara hewan triploblastik, mesodermnya dapat memenuhi ruang antara usus dan dinding tubuh (aselomata: cacing pipih), atau menyisakan rongga di antara keduanya: sebuah selom apabila rongga itu seluruhnya dilapisi mesoderm (anelida, moluska, artropoda, ekinodermata, vertebrata). Selom menggantung usus di dalam ruangnya sendiri, membuatnya dapat bergerak lepas dari dinding tubuh, dan memberi hewan bertubuh lunak sebuah rangka hidrostatik.

Sayatan melintang dua pola tubuh triploblastik. Pada aselomata mesoderm memenuhi ruang antara dinding tubuh dan usus; pada selomata sebuah rongga berlapis mesoderm memisahkan keduanya, sehingga ususnya menggantung bebas dan cairan rongga itu dapat bekerja sebagai rangka.

Definisi 4.3 (Protostomia dan deuterostomia)

Di antara hewan selomata, nasib bukaan pertama usus embrio memisahkan dua garis keturunan besar: pada protostomia (anelida, moluska, artropoda) bukaan itu menjadi mulut, selomnya terbentuk lewat pembelahan mesoderm, dan pembelahan awal telurnya berpilin dengan nasib yang tertetapkan sejak dini; pada deuterostomia (ekinodermata, vertebrata) bukaan itu menjadi anus, selomnya terbentuk lewat pengantongan usus, dan sel awalnya tetap lentur nasibnya.

Definisi 4.4 (Segmentasi, rangka)

Sebuah tubuh disebut bersegmen apabila ia dibangun dari satuan berulang sepanjang sumbunya (gelang-gelang cacing tanah, segmen udang karang, ruas tulang belakang dan blok otot seekor ikan), masing-masing dengan perangkat otot, saraf dan sering pula anggota tubuhnya sendiri. Segmen dapat seragam atau terkhususkan menjadi kawasan (kepala, dada, perut). Rangka, tempat otot menarik, dapat bersifat hidrostatik (cairan bertekanan di dalam sebuah selom, seperti pada cacing tanah), berupa rangka luar (kutikula kaku di luar tubuh, berbuku, ditanggalkan agar dapat tumbuh, seperti pada artropoda), atau berupa rangka dalam (tulang rawan atau tulang di dalam tubuh, yang tumbuh bersamanya, seperti pada vertebrata).

Empat pola tubuh. Seekor hidra (radial, dua lapis, tanpa selom), seekor cacing tanah (bilateral, selomata, bersegmen, rangka hidrostatik), seekor udang karang (bersegmen dengan kawasan yang terkhususkan, rangka luar berbuku) dan seekor katak (deuterostomia, rangka dalam dari tulang).

Proposisi 4.5 (Empat pola tubuh dibandingkan)

	hidra	cacing tanah	udang karang	katak
simetri	radial	bilateral	bilateral	bilateral
lapisan lembaga	2	3	3	3
selom	tidak ada	ada	menyusut	ada
garis keturunan	—	protostomia	protostomia	deuterostomia
segmen	tidak	seragam	terkhususkan	ruas tulang, blok otot
rangka	hidrostatik	hidrostatik	rangka luar	rangka dalam
usus	satu bukaan	mulut ke anus	mulut ke anus	mulut ke anus
peredaran	tidak ada	tertutup	terbuka	tertutup, berjantung
sistem saraf	jala	tali perut	tali perut	tali punggung

Pola-pola ini bukan anak tangga sebuah tangga: masing-masing adalah cara yang lengkap dan berhasil untuk menjadi seekor hewan, dan udang karang serta katak adalah sezaman, bukan leluhur satu sama lain.

Contoh 4.6 (Membaca seekor hewan dari pola tubuhnya)

Seekor hewan berujung kepala, berusus tembus, bertubuh gelang-gelang serupa dan tanpa bagian keras: selomata protostomia yang bergerak dengan rangka hidrostatik, dengan cairan selom tiap segmen ditekan bergiliran oleh otot melingkar dan otot memanjang — seekor cacing tanah yang menggali. Seekor hewan berkutikula berbuku dengan segmen yang terkhususkan: seekor artropoda, yang pertumbuhannya harus melewati pergantian kulit. Bersimetri bilateral, dengan blok otot bersegmen mengelilingi sumbu punggung berupa ruas tulang belakang: seekor vertebrata, yang rangka dalamnya tumbuh sinambung.

4.2 Keempat jenis jaringan

Definisi 4.7 (Jaringan)

Yang disebut jaringan adalah sekelompok sel yang serupa struktur dan asal usulnya, beserta bahan ekstrasel yang dihasilkannya, yang tertata untuk menjalankan satu fungsi bersama. Jaringan hewan terbagi menjadi empat jenis: epitel, ikat, otot, saraf. Setiap organ adalah gabungan sekurang-kurangnya dua di antaranya.

Definisi 4.8 (Jaringan epitel)

Yang disebut epitel adalah selembar sel yang tersusun rapat menyelimuti sebuah permukaan atau melapisi sebuah rongga, yang bertumpu pada selapis tipis matriks ekstrasel, yaitu lamina basal. Selnya terkutub: sisi apikalnya menghadap dunia luar atau lumen, sisi basalnya menghadap lamina, dan keduanya membawa protein yang berbeda. Sel itu disatukan sambungan sel: sambungan rapat dekat puncaknya, yang menutup ruang antarsel sehingga tak ada yang melintasi lembar itu kecuali lewat selnya; sambungan lekat dan desmosom, yang mengikat sel secara mekanis; sambungan celah, yaitu saluran yang meloloskan ion dan molekul kecil dari sel ke sel. Epitel digolongkan menurut banyaknya lapisan (selapis, berlapis) dan bentuk selnya (pipih, kubus, silindris), dan mencakup kelenjar, yaitu sel epitel yang terkhususkan dalam sekresi. Epitel menyelimuti, melindungi, menyerap dan menyekresi.

Sebuah epitel silindris selapis, seperti pada usus. Tiap sel memiliki sisi apikal yang membawa mikrovili dan sisi basal yang bertumpu pada lamina basal; tetangganya ditutup sambungan rapat, diikat sambungan lekat dan desmosom, serta dihubungkan sambungan celah.

Definisi 4.9 (Jaringan ikat)

Yang disebut jaringan ikat tersusun dari sel yang tersebar di dalam matriks ekstrasel melimpah yang disekresikannya: serabut protein — kolagen (kekuatan tarik; seperempat seluruh protein seekor mamalia), elastin (kelentingan) — yang terbenam dalam bahan dasar berair dari polisakarida. Perbandingannya menetapkan macamnya: jaringan ikat longgar di bawah epitel dan di sekeliling organ (fibroblas, sedikit serabut, banyak bahan dasar); jaringan ikat padat pada tendon dan ligamen (kolagen sejajar); jaringan lemak (sel penimbun lemak); tulang rawan (gel padat dari kolagen dan polisakarida, tanpa pembuluh); tulang (kolagen yang dimineralkan dengan kalsium fosfat, sel hidup di dalam rongga, pembuluh); dan darah, yang matriksnya adalah plasma. Jaringan ikat mengikat, menopang, menimbun, mengangkut dan mempertahankan.

Definisi 4.10 (Jaringan otot)

Yang disebut jaringan otot tersusun dari sel memanjang yang padat berisi filamen protein yang dapat berkerut (aktin dan miosin). Ada tiga macam: otot rangka, berupa serabut panjang berinti banyak yang memperlihatkan lurik melintang, melekat pada rangka dan berada di bawah kendali sadar; otot jantung, berupa sel berlurik yang bercabang dan tersambung ujung ke ujung oleh sambungan yang meneruskan denyut dari sel ke sel, berkerut menurut iramanya sendiri; otot polos, berupa sel berbentuk gelendong tanpa lurik pada dinding organ berongga (usus, pembuluh, rahim), yang berkerut lambat dan tanpa kehendak. Mekanisme pengerutannya dibahas dalam jilid Tahun ke-2.

Definisi 4.11 (Jaringan saraf)

Yang disebut jaringan saraf tersusun dari neuron, yaitu sel bertubuh dengan juluran panjang (dendrit yang menerima isyarat, sebuah akson yang membawanya pergi) yang menghantarkan isyarat listrik dan meneruskannya ke sel lain pada sinapsis, serta dari sel glia, yang beberapa kali lebih banyak jumlahnya dan menopang, menyekat serta memberi makan neuronnya. Jaringan saraf mengindera, memadukan dan memerintah.

Keempat jenis jaringan di bawah mikroskop. Kiri atas: epitel silindris selapis, satu baris sel yang tinggi. Kanan atas: jaringan ikat longgar, sel yang tersebar di antara serabut kolagen yang berombak. Kiri bawah: serabut otot rangka, berlurik, dengan inti di tepinya. Kanan bawah: sebuah neuron di antara sel glia.

Contoh 4.12 (Asal usul jaringan)

Epitel berasal dari ketiga lapisan lembaga (kulit dari ektoderm, pelapis usus dari endoderm, pelapis pembuluh dan selom dari mesoderm); jaringan ikat, otot dan darah dari mesoderm; jaringan saraf dari ektoderm. Kulit katak adalah epitel ektodermal di atas jaringan ikat mesodermal; ususnya, epitel endodermal yang terbungkus otot mesodermal; otaknya, ektoderm yang terlipat ke dalam.

4.3 Dari jaringan menjadi organ: dinding usus

Proposisi 4.13 (Keempat lapis dinding usus)

Dari lumen ke luar, dinding saluran pencernaan vertebrata dibangun dari empat lapis sepusat, masing-masing berupa gabungan jaringan: mukosa (sebuah epitel — penyerap dan penyekresi — di atas jaringan ikat longgar yang membawa pembuluh darah dan pembuluh limfa, dengan selembar tipis otot polos di bawahnya); submukosa (jaringan ikat padat dengan pembuluh yang lebih besar dan sebuah jala saraf); muskularis (dua lapis otot polos, melingkar di dalam dan memanjang di luar, dengan sebuah jala saraf di antaranya, yang menghasilkan gerak pengadukan dan pendorongan); dan serosa (selapis tipis jaringan ikat yang diselimuti epitel selom). Keempat lapis yang sama membentang dari kerongkongan sampai rektum; yang berubah adalah mukosanya — terlipat menjadi vili di usus halus, berkelenjar di lambung.

Sayatan melintang dinding usus halus. Vili mukosanya menjorok ke dalam lumen; di bawahnya kelenjarnya, selembar tipis otot, submukosa, kedua lapis muskularis dan serosa. Empat lapis, empat jenis jaringan, satu organ.

Metode 4.14 (Membaca sebuah sayatan histologi)

Carilah permukaan bebas atau lumennya: epitel yang melapisinya adalah lapis pertama. Hitunglah barisan intinya (selapis atau berlapis) dan perhatikan bentuk selnya.
Di bawah epitel carilah zona pucat berserabut dengan inti yang tersebar dan pembuluh: jaringan ikat.
Otot tampak sebagai berkas padat sel memanjang: berlurik dengan inti di tepi (rangka), berlurik dan bercabang (jantung), tanpa lurik dengan satu inti di tengah (polos). Perhatikan arah serabutnya terhadap sayatan.
Jaringan saraf pada dinding sebuah organ tampak sebagai gerombolan tubuh neuron besar yang pucat di antara lapisan ototnya.
Namailah organnya dari urutan lapisannya dan pengkhususan mukosanya (vili, kelenjar, keratin).

Contoh 4.15 (Vilus sebagai permukaan pertukaran)

Sebuah vilus usus halus manusia adalah jari setinggi $0.6\,\mathrm{mm}$ dan selebar $0.15\,\mathrm{mm}$ , yang diselimuti selapis sel silindris yang tiap sisi apikalnya membawa sekitar $1500\,$ mikrovili. Vili melipatgandakan permukaan tabung itu sekitar tujuh kali dan mikrovili dua puluh kali lagi: $0.6\,\mathrm{m}^{2}$ sebuah tabung polos menjadi puluhan meter persegi epitel penyerap setebal satu sel, yang tiap selnya berada dalam beberapa mikrometer dari sebuah kapiler dan sebuah pembuluh limfa di dalam teras ikat vilusnya (Bab 22). Epitel itu diperbarui dari kelenjar di pangkalnya setiap empat hari: lembarnya, sambungannya dan kekutubannya dibangun ulang tanpa henti.

Catatan 4.16 (Jaringan kedua organisme model)

Ketiga sistem jaringan tumbuhan pada Bab 3 tidak memiliki padanan yang persis di sini. Epidermisnya adalah epitel dalam fungsinya tetapi selnya dipegang dinding, bukan sambungan; jaringan dasarnya sekaligus penimbun, penopang dan pelaku fotosintesis; ia tidak memiliki otot maupun saraf. Keempat jaringan hewan adalah perkakas sebuah tubuh yang bergerak dan mengindera; ketiga jaringan tumbuhan, perkakas sebuah tubuh yang tumbuh.

4.4 Latihan

Latihan 4.1 ★

Definisikan simetri radial dan simetri bilateral serta berikan satu hewan bagi masing-masing. Mana yang sejalan dengan sefalisasi, dan mengapa?

Solusi

Solusi Latihan 4.1.

Radial: tersusun mengelilingi sebuah sumbu, tanpa kiri dan kanan (hidra, ubur-ubur). Bilateral: satu bidang cermin, sisi depan dan belakang, punggung dan perut (cacing tanah, katak). Sefalisasi sejalan dengan simetri bilateral: hewan yang bergerak dengan kepala di depan menemui dunia pada sisi depannya, tempat indra dan pusat saraf memusat.

Latihan 4.2 ★

Sebutkan ketiga lapisan lembaga dan satu jaringan turunan masing-masing.

Solusi

Solusi Latihan 4.2.

Ektoderm: epidermis kulit, jaringan saraf. Mesoderm: otot, tulang, darah, jaringan ikat. Endoderm: pelapis usus.

Latihan 4.3 ★

Sebutkan keempat jenis jaringan beserta ciri penentunya dan satu fungsi masing-masing.

Solusi

Solusi Latihan 4.3.

Epitel: sel terkutub yang tersusun rapat sebagai lembar di atas lamina basal; penyelimutan, penyerapan, sekresi. Ikat: sel yang tersebar dalam matriks yang melimpah; pengikatan, penopangan, pengangkutan. Otot: sel yang padat berisi filamen yang dapat berkerut; gerak. Saraf: neuron dan glia; penginderaan, pemaduan, perintah.

Latihan 4.4 ★

Dari gambar epitel, sebutkan keempat sambungan dari puncak ke pangkal beserta tugas masing-masing.

Solusi

Solusi Latihan 4.4.

Sambungan rapat, yang menutup celah antarsel; sambungan lekat, yang mengikat dan terhubung ke sabuk aktin; desmosom, paku keling mekanis yang terhubung ke filamen antara; sambungan celah, yaitu saluran di antara kedua sitoplasmanya.

Latihan 4.5 ★★

Seekor hewan memiliki tiga lapisan lembaga, sebuah rongga tubuh berlapis mesoderm, usus tembus, segmen serupa dan tanpa bagian keras. Sebutkan ciri pola tubuhnya satu per satu dan namai sebuah kelompok yang cocok.

Solusi

Solusi Latihan 4.5.

Triploblastik, selomata, berusus tembus, bersegmen, bertubuh lunak dengan rangka hidrostatik: sebuah anelida (cacing tanah).

Latihan 4.6 ★★

Jelaskan bagaimana seekor cacing tanah bergerak dengan memakai selomnya sebagai rangka, dengan kedua lapis otot tiap segmennya.

Solusi

Solusi Latihan 4.6.

Cairan selom tiap segmen tidak dapat dimampatkan. Mengerutkan otot melingkar membuat segmen itu kurus dan panjang (ia mendorong ke depan); mengerutkan otot memanjang membuatnya pendek dan gemuk (ia menambat pada dinding liang dengan rambut kejurnya). Gelombang kedua kerutan yang berjalan mundur sepanjang tubuh menarik cacing itu maju.

Latihan 4.7 ★★

Bandingkan rangka luar udang karang dan rangka dalam katak: pertumbuhannya, perlindungannya, pelekatan ototnya, dan batas ukuran yang dikenakan masing-masing.

Solusi

Solusi Latihan 4.7.

Rangka luar: kaku, melindungi, otot melekat di sisi dalam; tidak dapat tumbuh, sehingga hewan itu harus berganti kulit dan sementara itu lunak serta rentan; di darat massanya tumbuh sebagai pangkat tiga ukurannya sedangkan kekuatannya sebagai pangkat dua, yang membatasi artropoda pada ukuran kecil. Rangka dalam: tumbuh bersama hewannya, tanpa pergantian kulit, perlindungan permukaan lebih sedikit, otot melekat di sisi luar; memungkinkan ukuran yang besar.

Latihan 4.8 ★★

Mengapa sebuah epitel memerlukan sambungan rapat agar menjadi permukaan pertukaran yang berada di bawah kendali organisme? Apa yang akan terjadi pada penyerapan usus tanpa sambungan itu?

Solusi

Solusi Latihan 4.8.

Sambungan rapat memaksa tiap zat melewati sel, yang membrannya membawa pengangkut yang memilih; epitel itu lalu dapat memilih apa yang melintas dan ke arah mana. Tanpa sambungan itu isi lumen akan merembes di antara sel masuk ke lingkungan internal (bakteri, racun, molekul yang belum tercerna), dan zat hara yang terserap akan merembes kembali.

Latihan 4.9 ★★

Sebuah sayatan memperlihatkan, dari lumen ke luar: epitel silindris selapis dengan vili, jaringan ikat longgar, selembar tipis otot, jaringan ikat padat, dua lapis otot yang tebal, selapis tipis di sisi luar. Namailah organnya dan tiap lapisnya.

Solusi

Solusi Latihan 4.9.

Usus halus. Mukosa (epitel dengan vili, jaringan ikat longgarnya, muscularis mucosae yang tipis), submukosa (jaringan ikat padat), muskularis (otot polos melingkar di dalam, memanjang di luar), serosa.

Latihan 4.10 ★★★

Tulang rawan tidak memiliki pembuluh darah dan tulang memiliki banyak. Kaitkan hal ini dengan cara masing-masing diberi makan, secepat apa masing-masing pulih, dan di mana masing-masing dipakai dalam tubuh.

Solusi

Solusi Latihan 4.10.

Sel tulang rawan diberi makan lewat difusi menembus gelnya dari pembuluh di sekelilingnya, sehingga jaringan itu tipis atau bermetabolisme lambat, sukar pulih dan dipakai di tempat yang menuntut permukaan licin, mampat dan tanpa pembuluh: permukaan sendi, telinga, hidung, ujung tulang yang sedang tumbuh. Sel tulang duduk di dalam mineral yang tak tertembus difusi apa pun dan harus diberi makan lewat pembuluh di dalam kanal; tulang pulih dengan baik dan dibangun ulang seumur hidup, serta membentuk rangka pemikul beban.

Latihan 4.11 ★★★

Sebuah obat menghalangi terbentuknya sambungan rapat pada epitel usus. Ramalkan pengaruhnya pada penyerapan, pada susunan lingkungan internal, dan pada infeksi, dengan memakai sifat epitel.

Solusi

Solusi Latihan 4.11.

Penyerapan menjadi tak memilih: zat hara melintas di antara sel menuruni gradiennya dan kerja berarah pengangkutnya hilang, sementara molekul yang telah terserap merembes kembali. Lingkungan internal menerima apa pun yang ada di dalam lumen — ion, air, peptida yang belum tercerna, hasil bakteri — dan kehilangan air serta ion ke dalam usus: diare, udem atau dehidrasi, susunan plasma yang terganggu. Bakteri dan racun yang melintasi sawar itu menimbulkan radang dan infeksi.

Latihan 4.12 ★★★

“Sebuah pola tubuh adalah sehimpunan kendala, bukan sebuah rancangan.” Bahaslah dalam satu paragraf dengan pergantian kulit artropoda, ukuran serangga, segmen vertebrata, dan makna tabel pada bab ini.

Solusi

Solusi Latihan 4.12.

Sebuah pola tubuh diwariskan, bukan dipilih menurut kebutuhan hewannya, dan pola itu menetapkan apa yang dapat dilakukan evolusi kemudian: rangka luar menuntut pergantian kulit dan menahan serangga tetap kecil; seekor vertebrata harus membangun tubuhnya dari segmen bahkan ketika segmen itu tak berguna baginya; hewan bersimetri radial sulit mengembangkan sebuah kepala. Tabel tadi mendaftar pilihan yang diserahkan kepada tiap garis keturunan, masing-masing lengkap dan berhasil di dalam kendalanya — bukan sebuah tangga, sebab pola katak bukanlah perbaikan atas pola udang karang, melainkan hanya sehimpunan kemungkinan yang lain.

4.5 Soal: Dinding Usus Halus

Soal 4.1

Soal akhir pekan — sebuah seri histologi usus halus manusia yang dibaca dari tabungnya sampai ke mikrovilusnya: lapisan, vili, sel, sambungan dan pembaruan, berakhir pada permukaan penyerap sebuah vilus tunggal

Usus halus manusia adalah sebuah tabung sepanjang $6\,\mathrm{m}$ dan bergaris tengah dalam $3\,\mathrm{cm}$ . Lipatan melingkar dindingnya melipattigakan permukaan tabung polos itu. Mukosanya membawa $25\,$ vilus tiap milimeter persegi permukaan yang terlipat, masing-masing berupa tabung setinggi $0.6\,\mathrm{mm}$ dan bergaris tengah $0.15\,\mathrm{mm}$ . Vili itu diselimuti sel silindris yang sisi apikalnya berupa persegi bersisi $5\,\text{µ}\mathrm{m}$ ; tiap sisi apikal membawa $1500\,$ mikrovilus, yaitu tabung sepanjang $1\,\text{µ}\mathrm{m}$ dan bergaris tengah $0.1\,\text{µ}\mathrm{m}$ . Epitelnya diperbarui setiap $4\,$ hari.

Bagian I — Lapisannya. Sebuah sayatan melintang diperiksa di bawah mikroskop.

Sebutkan keempat lapis dindingnya dari lumen ke luar dan jenis jaringan pada masing-masing.
Sayatan itu memperlihatkan vili. Kawasan saluran pencernaan yang mana itu? Apa yang akan diperlihatkan sayatan lambung sebagai gantinya?
Di antara kedua lapis otot muskularisnya terdapat gerombolan sel besar yang pucat. Apakah itu, dan apa yang dikendalikannya?
Jelaskan mengapa kedua lapis otot itu membentang pada arah yang saling tegak lurus.

Bagian II — Permukaan.

Hitunglah permukaan dalam tabung polosnya.
Hitunglah permukaannya setelah lipatan melingkarnya.
Hitunglah permukaan samping satu vilus (sebagai tabung, dengan mengabaikan ujungnya).
Hitunglah permukaan vilus tiap milimeter persegi mukosa yang terlipat dan faktor pelipatgandaan permukaan oleh vili itu.
Hitunglah permukaannya setelah vilinya.
Hitunglah permukaan samping satu mikrovilus dan $1500\,$ mikrovilus pada satu sel.
Hitunglah faktor pelipatgandaan permukaan apikal sebuah sel oleh mikrovilinya.
Hitunglah total permukaan penyerap usus halusnya.

Bagian III — Sel.

Hitunglah banyaknya sel epitel yang menyelimuti satu vilus.
Hitunglah banyaknya vilus dalam usus halus dan banyaknya sel epitel yang menyelimutinya.
Epitelnya diperbarui setiap $4\,$ hari. Berapa banyak sel yang dilepas ke dalam lumen tiap hari, dan tiap sekon?
Di mana sel penggantinya dihasilkan, dan apa yang dikatakan hal ini tentang letak sel yang membelah terhadap sel yang menyerap?
Sebuah sel epitel setinggi $25\,\text{µ}\mathrm{m}$ . Hitunglah volume epitel dalam usus halus dan massanya (massa jenis $1.05\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$ ).

Bagian IV — Sambungan, matriks dan vilus.

Tiap sel ditutup terhadap tetangganya oleh sebuah sambungan rapat yang mengelilingi puncaknya. Hitunglah panjang sambungan rapat tiap sel dan panjang totalnya dalam usus halus.
Jelaskan mengapa sebuah zat di dalam lumen hanya dapat mencapai darah dengan melintasi dua membran sel.
Teras vilusnya adalah jaringan ikat longgar dengan jala kapiler dan sebuah pembuluh limfa di pusatnya. Sebutkan kedua macam serabut ekstrasel yang dikandungnya dan sel yang menyekresikannya.
Sebutkan lapisan lembaga asal epitelnya dan asal terasnya.
Vilus itu juga mengandung seuntai otot polos yang membuatnya memendek berirama. Ajukan fungsinya.
Sebuah penyakit meratakan vilinya (permukaannya kembali menjadi permukaan tabung yang terlipat). Berapa kali lipat permukaan penyerapnya turun, dan apa akibatnya?
Hitunglah permukaan penyerap satu vilus beserta mikrovilinya, dalam milimeter persegi.
Nyatakan hasilnya: permukaan penyerap sebuah vilus tunggal, dan banyaknya vilus dalam usus halus.

Solusi

Solusi Soal 4.1.

1. Mukosa: epitel, jaringan ikat longgar, selembar otot polos. Submukosa: jaringan ikat padat (pembuluh, saraf). Muskularis: otot polos dalam dua lapis, jaringan saraf di antaranya. Serosa: jaringan ikat dengan sebuah epitel. 2. Usus halus; mukosa lambung tidak memiliki vili melainkan kelenjar tabung yang dalam. 3. Tubuh neuron jala saraf usus itu sendiri; keduanya mengendalikan kerutannya (pengadukan dan pendorongan) dan sekresinya. 4. Lapis melingkar menyempitkan tabungnya (segmentasi, pemerasan); lapis memanjang memendekkannya. Pergantian keduanya mendorong isinya maju. 5. $\pi\times 0.03\times 6 = 0.57\,\mathrm{m}^{2}$ . 6. $1.7\,\mathrm{m}^{2}$ . 7. $\pi\times 0.15\times 0.6 = 0.28\,\mathrm{mm}^{2}$ . 8. $25\times 0.28 = 7.1\,\mathrm{mm}^{2}$ tiap mm $^2$ : faktor $7$ . 9. $1.7\times 7.1 = 12\,\mathrm{m}^{2}$ . 10. $\pi\times 0.1\times 1 = 0.31\,\text{µ}\mathrm{m}^{2}$ ; $470\,\text{µ}\mathrm{m}^{2}$ tiap sel. 11. Sisi apikal $25\,\text{µ}\mathrm{m}^{2}$ : faktor $19$ . 12. $12\times 19 = 230\,\mathrm{m}^{2}$ . 13. $0.28\,\mathrm{mm}^{2}/25\,\text{µ}\mathrm{m}^{2} = 11\,000$ sel. 14. $1.7\,\mathrm{m^2}\times 25\times 10^6\,\mathrm{mm^{-2}} = 4.2 \times 10^{7}$ vilus; $4.7 \times 10^{11}$ sel. 15. $1.2 \times 10^{11}$ tiap hari, $1.4 \times 10^{6}$ tiap sekon. 16. Di dalam kelenjar (kripta) di pangkal vilinya; sel yang membelah terlindung di dasarnya dan hasilnya bermigrasi naik sepanjang vilus, menyerap sambil berjalan, lalu dilepas dari ujungnya. 17. $12\,\mathrm{m^2}\times 25\times 10^{-6}\,\mathrm{m} = 3 \times 10^{-4}\,\mathrm{m}^{3} = 300\,\mathrm{cm}^{3}$ , sekitar $315\,\mathrm{g}$ . 18. Kelilingnya $20\,\text{µ}\mathrm{m}$ , yakni $10\,\text{µ}\mathrm{m}$ tiap sel (tiap tepi dipakai bersama); $4.7 \times 10^{11}\times 10^{-5} = 4700\,\mathrm{km}$ . 19. Sambungan rapatnya menutup lintasan antarsel; zat itu harus masuk ke sebuah sel lewat membran apikalnya dan keluar lewat membran basalnya. 20. Kolagen dan elastin, yang disekresikan fibroblas. 21. Epitel: endoderm; teras (jaringan ikat, pembuluh, otot): mesoderm. 22. Pemompaan: memendekkan vilus memeras pembuluh limfa dan kapilernya serta memperbarui cairan di terasnya, sehingga gradien melintasi epitel tetap curam. 23. Sebesar faktor vilusnya, $7$ (mikrovili epitel yang merata tetap ada): salah serap lemak, gula dan vitamin, turun berat badan, diare. 24. $0.28\times 19 = 5.4\,\mathrm{mm}^{2}$ . 25. Sekitar $5\,\mathrm{mm}^{2}$ membran penyerap pada sebuah vilus setinggi $0.6\,\mathrm{mm}$ , dan sekitar empat puluh juta vilus dalam usus halus.

Istilah yang didefinisikan dalam bab ini

Lihat semua 479 istilah di glosarium