BIOLOGI DASAR TERINTEGRASI FIRMAN ILAHI

termodifikasi melingkupi substrak membentuk kompleks. Enzim memiliki beberapa sifat diantaranya: a. Enzim hanya mengubah kecepatan reaksi (meningkatkan laju reaksi) dan tidak mengubah produk akhir yang dibentuk. b. Enzim bekerja secara spesifik dengan mempengaruhi substrat tertentu saja. c. Enzim merupakan protein atau memiliki sifat seperti protein sehingga bekerja pada suhu optimum (suhu kamar). Enzim akan kehilangan aktivitasnya karena pH yang terlalu asam atau basa kuat, dan pelarut organik. Selain itu, panas yang terlalu tinggi akan membuat enzim terdenaturasi sehingga tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya. d. Enzim diperlukan dalam jumlah sedikit dengan fungsinya sebagai katalisator e. Enzim bekerja secara bolak-balik, artinya tidak menentukan arah reaksi tetapi hanya mempercepat laju reaksi sehingga tercapai keseimbangan. Enzim dapat menguraikan suatu senyawa menjadi senyawa-senyawa lain atau sebaliknya, menyusun senyawa-senyawa menjadi senyawa tertentu. f. Enzim dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti suhu, pH, aktivator (pengaktif), dan inhibitor (penghambat) serta konsentrasi substrat. Chaniago (2016) juga menjelaskan bahwa kerja enzim dapat terhalang oleh zat lain. Zat yang dapat menghambat kerja enzim disebut inhibitor. Zat penghambat atau inhibitor dapat menghambat kerja enzim untuk sementara atau secara tetap. Inhibitor enzim dibagi menjadi dua, yaitu inhibitor kompetitif dan inhibitor nonkompetitif. 1) Inhibitor kompetitif 139

Inhibitor kompetitif adalah molekul penghambat yang bersaing dengan substrat untuk mendapatkan sisi aktif enzim. Contohnya, sianida bersaing dengan oksigen untuk mendapatkan hemoglobin dalam rantai respirasi terakhir. Penghambatan inhibitor kompetitif bersifat sementara dan dapat diatasi dengan cara menambah konsentrasi substrat. 2) Inhibitor nonkompetitif Inhibitor nonkompetitif adalah molekul penghambat enzim yang bekerja dengan cara melekatkan diri pada luar sisi aktif enzim sehingga, bentuk enzim berubah dan sisi aktif enzim tidak dapat berfungsi. Hal ini menyebabkan substrat tidak dapat masuk ke sisi aktif enzim. Penghambatan inhibitor nonkompetitif bersifat tetap dan tidak dapat dipengaruhi oleh konsentrasi substrat. Selain inhibitor, terdapat juga aktivator yang mempengaruhi kerja enzim. Aktivator merupakan molekul yang mempermudah enzim berikatan dengan substratnya. Contohnya, ion klorida yang berperan dalam aktivitas amilase dalam ludah. substrat tempat aktif enzim Inhibitor kompetitif Inhibitor nonkompetitif Gambar 54. Inhibitor kompetitif dan nonkompetitif pada enzim (Sumber: Campbell, Reece dan Mitchel, 2002) 140

Beberapa racun yang diserap organisme dari lingkungan, seperti pestisida menjadi inhibitor terhadap enzim dalam sistem saraf. Banyak antibiotik adalah inhibitor terhadap enzim pada bakteri, seperti penisilin yang membatasi tempat aktif suatu enzim yang digunakan oleh bakteri untuk berkembang. Setelah mempelajari kajian mengenai metabolisme ini, kita memahami bahwa di dalam tubuh berlangsung reaksi-reaksi kimia yang sangat kompleks dan teratur yang menyebabkan adanya „proses kehidupan‟ pada tubuh seseorang dan tidak dikendalikan secara sadar melainkan sebagai tanda-tanda kekuasaan Sang Pencipta yang mengatur kehidupan makhluk hingga pada reaksi-rekasi di dalam struktur terkecil (sel) seorang manusia. “Kami akan memperlihatkan kepada mereka tanda-tanda (kebesaran) Kami disegenap penjuru dan pada diri mereka sendiri, sehingga jelaslah bagi mereka bahwa Al-Qur‟an itu adalah benar. Tidak cukupkah (bagi kamu) bahwa Tuhan-mu menjadi Saksi atas segala sesuatu?” (Q.S Fushshilat:53) 141

BAB XIV SISTEM PENCERNAAN PADA MANUSIA Sistem pencernaan atau disebut juga digestive system merupakan sistem organ di dalam tubuh yang melibatkan organ-organ dan kelejar pencernaan dalam pengolahan makanan mulai dari ketika makanan masuk ke dalam rongga mulut selanjutnya dicerna dan diserap sari-sari makanannya oleh darah hingga pembuangan zat sisa hasil pencernaan. Menurut Campbell, Reece dan Mitchell (2004) empat tahapan utama dalam pengolahan makanan adalah penelanan, pencernaan, penyerapan dan pembuangan. Penelanan (ingestion), tindakan memakan adalah tahapan pertama pengolahan makanan. Pencernaan (digestion), tahapan kedua, adalah proses perombakan makanan menjadi molekul-molekul yang cukup kecil sehingga dapat diserap oleh tubuh. Pada tahap ketiga, penyerapan (absorption), sel-sel hewan akan mengambil (menyerap) molekul kecil seperti asam amino dan gula sederhana dari kompartemen pencernaan. Akhirnya, pembuangan (eliminasi) terjadi, ketika bahan yang tidak tercerna keluar dari saluran pencernaan. A. Mekanisme dalam Organ Pencernaan 1. Mulut Mulut merupakan organ pertama yang terlibat dalam pencernaan. Pencernaan pada mulut berlangsung secara mekanis dan kimiawi dengan bantuan gigi, lidah dan kelenjar ludah. Makanan dihancurkan secara 142

mekanis oleh gigi yang terdiri atas gigi seri untung memotong makanan, gigi taring untuk merobek makanan dan gigi geraham untuk mengunyah makanan. Jumlah gigi anak-anak dan dewasa menunjukkan perbedaan sebagaimana dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Gambar 55. Struktur gigi anak-anak dan dewasa (Sumber: Berdasarkan gambar di atas maka dapat juga ditulis rumus atau bagan jumlah gigi anak-anak dan dewasa sebagai berikut. Bagian kiri Bagian kanan GG GT GS GS GT GG GA 2 1 2 2 1 2 GB 2 1 2 2 1 1 Bagan rumus gigi anak-anak Bagian kiri Bagian kanan GGB GGD GT GS GS GT GGD GGB GA 3 2 1 2 2 1 2 3 GB 3 2 1 2 2 1 1 3 Bagan rumus gigi dewasa Keterangan: GGD = Gigi geraham depan 143

GS = Gigi seri GGB = Gigi geraham belakang GT = Gigi taring GA = Gigi Atas GG = Gigi geraham GB = Gigi bawah Bagan di atas menunjukkan perbedaan jumlah gigi anak-anak dan dewasa. Perbedaan ini terletak pada jumlah gigi geraham. Pada anak-anak hanya ada dua geraham namun pada orang dewasa ada penambahan tiga geraham belakang sehingga jumlah gigi anak-anak sebanyak 20 dan gigi dewasa sebanyak 32. Organ lainnya yang terdapat pada rongga mulut dan terlibat pada pencernaan makanan adalah lidah. Campbell, Reece dan Mitchell (2004) menyatakan bahwa lidah akan mengecap makanan dan membantu membentuk makanan menjadi sebuah bola yang disebut bolus. Selama penelanan, lidah akan mendorong bolus ke bagian belakang rongga mulut dan akhirnya ke dalam faring. Adanya makanan di dalam rongga mulut maka akan memicu refleks saraf pada kelenjar ludah (kelenjar air liur) untuk mensekresikan ludah melalui saluran ke rongga mulut. Bahkan sebelum makanan ini benar-benar ada di dalam mulut seperti hanya mencium aroma masakan saja, kelenjar ludah tetap mensekresikan ludah. Inilah yang secara umum kita kenal adanya rasa „ngiler‟ atau keinginan untuk makan atau minum sesuatu karena melihat atau mencium aroma dari makanan atau minuman tersebut. Campbell, Reece dan Mitchell (2004) menjelaskan bahwa pada manusia, lebih dari satu liter ludah disekresikan ke dalam rongga mulut setiap hari. Terlarut dalam ludah adalah glikoprotein licin (kompleks karbohidrat-protein) yang disebut musin, yang melindungi lapisan lunak rongga mulut dari kerusakan akibat gesekan dan melumasi makanan supaya lebih mudah ditelan. Ludah mengandung buffer (penyangga) yang membantu mencegah pembusukan geligi/gigi dengan cara menetralkan asam 144

dalam mulut. Zat anti bakteri dalam ludah juga akan membunuh banyak bakteri yang memasuki mulut melalui makanan. Ludah mengandung enzim amilase yang berfungsi dalam mencerna karbohidrat sebagai sumber energi kimia utama tubuh. Pencernaan yang menghidrolisis pati (polimer glukosa dari tumbuhan) dan glikogen (polimer glukosa dari hewan). Produk utama dari pencernaan oleh enzim ini adalah polisakarida yang lebih kecil dan disakarida maltosa. 2. Faring Menurut Campbell, Reece dan Mitchell (2004) daerah yang kita sebut kerongkongan adalah faring (pharynx), persimpangan yang menuju ke esofagus dan trakea (batang tenggorokan). Ketika kita menelan, bagian atas batang tenggorokan akan bergerak ke atas sehingga lubang permukaannya, glotis, tertutup oleh penutup dari tulang rawan, yaitu epiglotis. Anda dapat melihat pergerakan ini dalam naik turunnya jakun selama penelanan. Penutup lubang batang tenggorokan akan melindungi sistem respirasi terhadap masuknya makanan atau cairan selama penelanan. Mekanisme penelanan secara normal akan menjamin bahwa bolus akan dipandu ke dalam jalan masuk esofagus. 3. Kerongkongan Esofagus adalah tabung berotot yang dilalui oleh makanan dari mulut menuju ke lambung. Makanan melalui esofagus dengan gerakan peristaltik. Gerakan peristaltis ini merupakan gerakan kontraksi dan relaksasi otot esofagus. 145

epiglotis bolus makanan Gerakan peristaltis esofagus Gambar 56. Gerakan peristaltis pada esofagus (Sumber; Campbell, Reece dan Mitchell, 2004) 4. Lambung Lambung terletak pada rongga perut/abdomen sebelah kiri. Organ ini berukuran cukup besar karena berperan menampung makanan. Dinding lambung memiliki struktur yang elastis sehingga dapat meregang dalam menampung kapasitas makanan. Dikutip dari Wahyuningsih dan Kusmiyati (2017) lambung dibagi menjadi tiga daerah, yaitu: a. Kardiak, yaitu bagian lambung yang paling pertama untuk tempat masuknya makanan dari esofagus. b. Fundus, yaitu bagian lambung tengah yang berfungsi sebagai penampung makanan serta proese pencernaan secara kimiawi dengan bantuan enzim. 146

c. Pilorus, yaitu bagian lambung terakhir yang berfungsi sebagai jalan keluar makanan menuju usus halus Lambung mengandung asam klorida yang membantu pencernaan makanan. Menurut Campbell, Reece dan Mitchell (2004) dengan konsentrasi asam klorida yang tinggi, getah lambung mempunyai pH sekitar 2-cukup untuk melarutkan paku besi. Satu fungsi asam tersebut adalah memecahkan matriks ekstraseluler yang mengikatkan sel satu sama lain pada materi daging dan tumbuhan. Asam itu juga membunuh sebagian bakteri yang tertelan bersama dengan makanan. Pada lambung terdapat enzim pepsin yang berfungsi menghidrolisis protein. Pencernaan makanan yang melibatkan enzim mengubah tekstur makanan yang semula padat menjadi bubur nutrient atau dikenal juga dengan kim asam. Bagian akhir lambung yang disebut pilorus mengatur aliran kim sedikit demi sedikit ke usus halus. Lama pengosongan lambung hingga kim habis dialirkan ke usus halus lebih kurang dua hingga enam jam dan hal ini juga yang mempengaruhi selang waktu makan seseorang. Gambar 57. Struktur lambung (Sumber: Sloane 2012 dalam Wahyuningsih dan Kusmiyati, 2017) 5. Usus Halus/Usus Kecil 147

Usus halus merupakan organ utama pencernaan dan penyerapan. Dengan panjang lebih dari 6 m pada manusia, usus halus adalah bagian saluran pencernaan yang paling panjang. Usus halus adalah organ dimana sebagian besar hidrolisis enzimatik makromolekul dalam makanan terjadi. Organ ini juga bertanggung jawab dalam penyerapan sebagian besar nutrien ke dalam darah. Sekitar 25 cm pertama dari usus halus disebut duodenum. Disnilah kim asam yang disemprotkan dari lambung bercampur dengan getah pencernaan dari pancreas, hati, kantung empedu dan sel-sel kelenjar pada dinding usus halus itu sendiri. Pankreas menghasilkan beberapa enzim hidrolitik dan larutan alkali yang kaya akan bikarbonat. Bikarbonat bekerja sebagai buffer yang menetralisir keasaman kim dari lambung. Hati memproduksi empedu yang mengandung garam empedu yang membantu dalam pencernaan dan penyerapan lemak. Empedu juga mengandung pigmen yang merupakan hasil sampingan perusakan sel darah merah dalam hati; pigmen empedu ini dikeluarkan dari tubuh bersama-sama dengan feses. Beberapa jenis pencernaan dan penyerapan yang berlangsung pada usus halus disertai keterangan enzim yang terlibat, dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Jenis Makromolekul Pencernaan oleh Enzim Karbohidrat - Amilase pancreas menghidrolisis (Polisakarida berupa polisakarida menjadi disakarida dan pati dari tumbuhan maltosa dan glikogen dari - Maltase mencerna maltosa menjadi dua hewan) molekul glukosa (gula sederhana) - Sukrase menghidrolisis sukrosa (gula 148 pasir) - Laktase menghidrolisis gula susu (laktosa)

Protein (polipeptida) - Pepsin, tripsin dan kimotripsin; ketiga jenis enzim ini memutus polipetida besar menjadi komponen asam amino atau peptide kecil. -Karboksipeptidase memecah asam amino satu persatu pada salah satu ujung polipetida - Aminopeptidase memecah asam amino pada ujung lainnya (berlawanan arah dengan enzim sebelumnya) -Dipeptidase mempercepat pencernaan dengan memecah peptide kecil - enteropeptidase memicu aktivasi enzim- enzim didalam usus halus *tripsin, kimotripsin dan karboksipeptidase disekresi oleh pankreas Asam Nukleat -nuklease menghidrolisis DNA dan RNA dalam makanan menjadi nukleotida komponennya Lemak -Garam empedu melapisi droplek lemak yang sangat kecil dan mencegah agar tidak menyatu (emulsifikasi) -Lipase menghidrolisis lemak *Lemak sampai di usus halus dalam kondisi belum tercerna *molekul lemak tidak larut dalam air Semua jenis pencernaan makromolekul oleh enzim di atas terjadi pada bagian awal usus halus yang berhubungan dengan lambung yang disebut dengan duodenum. Bagian usus halus lainnya yang disebut jejunum dan ileum berfungsi dalam penyerapan nutrien dan air. Nutrien atau disebut juga dengan sari-sari makanan akan diserap oleh darah dan diedarkan sebagai energi bagi sel tubuh. 6. Usus Besar 149

Usus besar atau disebut juga dengan colon merupakan organ pencernaan setelah usus halus yang juga terkait dengan penjuluran mirip usus namun berukuran kecil yang disebut usus buntu (appendix). Peran utama usus besar dalam sistem pencernaan adalah menyerap kembali air yang ada pada sisa hasil pencernaan. Usus besar terbagi atas tiga bagian yaitu bagian naik (ascending), mendatar (tranverse), dan menurun (descending). Zat sisa hasil pencernaan makanan akan dibusukkan oleh bakteri Escheria coli yang hidup sebagai flora normal di dalam usus besar. Bakteri ini bertahan hidup dari zat organik sisa hasil pencernaan. Hasil samping metabolisme bakteri ini diantaranya menghasilkan gas (metana dan hidrogen sulfida) dan beberapa diantaranya juga menghasilkan vitamin seperti vitamin K yang dapat diserap kembali ke dalam darah.. Gambar 58. Struktur usus besar (colon) (Sumber: Sherwood 2001 dalam Wahyuningsih dan Kusmiyati, 2017) 7. Rektum Pada bagian akhir usus besar atau kolon organ yang bernama rektum. Zat sisa hasil pencernaan yang disebut feses akan melalui rektum sebelum dikeluarkan. Apabila bagian akhir dari usus besar yaitu desedens telah penuh menampung feses maka akan diturunkan ke bagian rektum dan bersamaan dengan itu seseorang akan merasakan hasrat untuk buang air 150

besar. Dinding organ ini dikendalikan oleh otot sadar sehingga seseorang bisa menahannya. Namun demikian apabila ini terjadi dalam jangka waktu cukup lama maka feses akan kembali masuk ke usus besar pada bagian desendens dan dilakukan kembali penyerapan air. Hal ini yang akhirnya apat mengakibatkan seseorang mengalamai konstipasi atau sembelit. B. Ancaman Kesehatan dari Obesitas dan Kolesterol 1. Kegemukan (Obesitas) Rasulullah bersabda, “Tidaklah seorang anak Adam mengisi sebuah bejana yang lebih buruk dari perutnya. Cukuplah bagi anak Adam untuk makan beberapa suap makanan sekadar untuk menegakkan tulang punggungnya. Jika tidak, maka sepertiganya untuk makanan, sepertiga untuk minuman dan sepertiga lagi untuk udara (napas)” (HR. Ahmad, Tirmidzi dan Ibnu Majah) Menurut Thayyarah (2013) manusia membutuhkan makanan dalam porsi tertentu setiap hari, tergantung usia dan pekerjaannya. Bila kalori yang dikonsumsi melebihi kebutuhan, maka tubuh akan mengeluarkan sisa- sisanya dengan memforsir kinerja jantung, hati, ginjal dan paru-paru. Kelebihan kalori itu juga akan menumpuk dalam tubuh manusia sehingga membentuk lemak di bawah kulit, dihati dan otot-otot, serta di dalam pembuluh darah. Akibatnya, terjadi penyempitan pembuluh darah dan serangan jantung. Sebuah riset di Amerika Serikat menyimpulkan bahwa dalam setiap 10% kelebihan berat badan akan disertai dengan peningkatan tekanan darah hingga 6,5 ml merkuri, peningkatan kolesterol hingga 12 mg dan gula hingga 2 mg di setiap 100 cm3 darah dan penambahan berat badan hingga lebih dari 20% dapat membuat pemiliknya rentan terserang penyakit diabetes hingga 10 kali lipat dibanding orang yang berbobot normal. 151

Rasulullah telah mengajarkan pola makan yang baik dengan tidak bersikap berlebihan. Beliau juga mengingatkan melalui hadits di atas agar kita tidak mengisi lambung secara penuh dengan makanan karena ini dapat mempengaruhi kesehatan tubuh dan termasuk sikap berlebihan. Nabi juga bersabda kepada Abu Juhfah saat ia bersendwa, “Pendekkan sendawamu dari kami, karena manusia yang paling panjang rasa laparnya dihari kiamat adalah yang paling sering kenyang di dunia.” (HR.Tirmidzi) Program diet dengan mengkonsumsi obat-obatan untuk mengurangi berat badan sangat tidak dianjurkan karena dapat menimbulkan efek samping bagi kesehatan. Pengobatan paling ideal bagi penderita obesitas dan pencegahannya adalah dengan mengikuti sunnah dan petunjuk Nabi sebagaimana hadits di atas yaitu tidak bersikap boros atau berlebihan dalam mengkonsumsi makanan. 2. Kolesterol Kolesterol merupakan salah satu jenis lemak yang terdapat di dalam tubuh yang diproduksi secara alami oleh organ hati. Fungsi kolesterol ini di dalam tubuh adalah membentuk sel-sel sehat, memproduksi sejumlah hormon, dan menghasilkan vitamin D. Kolesterol juga dapat berasal dari makanan seperti makanan yang mengandung lemak hewani, susu full cream dan makanan yang diolah menggunakan cukup banyak minyak. Kolesterol menjadi berbahaya apabila kadarnya tinggi di dalam tubuh. Dikutip dari alodokter bahwa pada dasarnya, kolesterol tidak bisa larut dalam darah. Oleh sebab itu, hati memproduksi zat yang bernama lipoprotein untuk menyalurkan kolesterol ke seluruh tubuh. Ada tiga jenis lipoprotein yang utama, yaitu: 152

a. Low-density lipoprotein (LDL) LDL berfungsi membawa kolesterol ke seluruh tubuh melalui pembuluh darah arteri. Apabila kadarnya terlalu tinggi (kadar normal kurang dari 100 mg/dL), LDL akan menumpuk di dinding pembuluh arteri. LDL dikenal sebagai “kolesterol jahat”. b. High-density lipoprotein (HDL) HDL berfungsi mengembalikan kolesterol berlebih ke hati, untuk dikeluarkan dari tubuh. Oleh karena itu, HDL dikenal sebagai “kolesterol baik” c. Trigliserida Lemak jenis ini digunakan sebagai sumber tenaga. Trigliserida terbentuk ketika tubuh mengubah sisa kalori yang tidak terpakai oleh tubuh. Jika tubuh terus mendapat asupan kalori secara berlebihan (kadar normal kurang dari 150 mg/dL) dibandingkan dengan pemakaiannya, kadar trigliserida akan naik. Kadar kolesterol normal di dalam tubuh meski kurang dari 200 mg/dL (gabungan antara LDL, HDL dan trigliserida). Kadar kolesterol HDL yang tinggi akan baik bagi tubuh sebaliknya kadar kolesterol LDL dan trigliserida yang tinggi membahayakan kesehatan karena akan menumpuk didinding pembuluh darah arteri dan membentuk plak sehingga membuat arteri menyempit. Kondisi ini disebut dengan “aterosklerosis”. Apabila tidak ditangani dapat membuat aliran darah tersumbat dan menimbulkan komplikasi serius seperti penyakit jantung koroner, serangan jantung, penyakit ginjal, stroke, tekanan darah tinggi dan berbagai penyakit lainnya. 153

BAB XV SISTEM PERNAPASAN PADA MANUSIA Bernapas merupakan salah satu ciri makhluk hidup. Manusia akan kesulitan jika mencoba menahan napas selama beberapa menit saja. Bernapas diartikan menghirup udara (oksigen) yang dalam konsep teoretis merupakan pertukaran gas oksigen dengan karbondioksida antara tubuh dengan lingkungan dengan bantuan organ-organ pernapasan. Oksigen merupakan kebutuhan utama manusia yang dibawa oleh darah ke seluruh jaringan tubuh. Tanpa oksigen maka metabolisme di dalam tubuh juga tidak akan dapat terjadi. Setiap udara yang kita hirup mengandung 20% oksigen dan hanya seperempat atau ± 550 liter oksigen murni masuk ke paru-paru. Jika kita bandingkan dengan oksigen murni yang dijual melalui tabung yang biasa digunakan pada tindakan medis yaitu Rp25.000 per liter maka biaya yang harus kita keluarkan untuk memenuhi oksigen bagi sel-sel tubuh agar dapat bekerja optimal adalah Rp13.750.000 per hari. Kita dapat membayangkan betapa besar biaya yang harus dikeluarkan jika seseorang karena kondisi tertentu mengharuskannya menggunakan tabung oksigen pada waktu yang cukup lama. Namun demikian dalam kondisi sehat mungkin tanpa kita sadari kita memperoleh oksigen secara bebas dari alam setiap saat bahkan setiap detiknya. Subhanallah “Maka nikmat Tuhan-mu yang manakah yang kamu dustakan”? (Q.S Ar-Rahman:13) 154

Ayat di atas diulang sebanyak 31 kali di dalam Al Qur‟an. Jika kita mebaca surah dan ayat ini berulang kali maka kita akan merasa haru, mengingat betapa banyaknya nikmat yang telah Allah berikan. A. Organ-Organ Pernapasan 1. Rongga Hidung Bagian pada hidung yang terlibat dalam proses pernapasan adalah rambut-rambut hidung, selaput lendir dan pembuluh darah. Rambut-rambut hidung berperan dalam menyaring debu atau kotoran yang masuk bersama udara pernapasan, selaput lendir mengatur kelembapan udara pernapasan dan pembuluh darah menghangatkan udara yang masuk atau menyesuaikannya dengan suhu tubuh. Pada hidung juga terdapat saraf pembau yang dapat meransang “bersin” ketika partikel asing masuk ke hidung. Islam juga mengajarkan adab ketika seseorang bersin. Dalam hadis yang diriwayatkan Abu Hurairah, beliau bersabda, \"Jika salah seorang dari kalian bersin, hendaknya ia mengucapkan 'alhamdulillah, dan saudara atau temannya hendaknya mengucapkan yarhamukallah', Dan jika ia telah membaca yarhamukallah, maka yang bersin hendaknya mengucapkan yahdikumullah wa yushlih balakum (semoga Allah memberimu petunjuk dan memperbaiki hatimu)\" (HR. Bukhari). Bersin adalah keluarnya udara dari paru-paru melalui hidung dan mulut. Udara itu keluar membawa debu, kotoran dan bakteri yang masuk ke dalam sistem pernapasan. Oleh sebab itu, wajar jika bersin termasuk rahmat Allah karena bermanfaat bagi kesehatan tubuh (Thayyarah (2013). 2. Faring 155

Faring merupakan persimpangan antara saluran (jalur) pernapasan dengan pencernaan. Pada bagian ini terdapat „epiglotis‟ yang berperan penting dalam membuka dan menutup secara bergantian antara saluran pencernaan dengan saluran pernapasan. Ketika makanan melewati faring maka epiglotis akan menutup saluran pernapasan sehingga makanan bisa melewati esofagus dan turun ke lambung dan sebaliknya ketika udara yang melewatinya maka epiglotis menutup saluran pencernaan sehingga udara dapat melewati tenggorokan dan masuk hingga ke paru-paru. 3. Laring Laring dapat juga disebut dengan pangkal tenggorokan. Dindingnya terdiri dari tulang rawan terdapat organ pita suara. Menurut Campbell, Reece dan Mitchell (2004) laring diadaptasikan sebagai kotak suara. Ketika udara dihembuskan, udara tersebut akan melintasi sepasang pita suara (vocal cord) dalam laring, kemudian suara dihasilkan ketika otot sadar dalam kotak suara menjadi tegang dan meregangkan pita suara tersebut sehingga pita suara bergetar. Suara bernada tinggi akan dihasilkan ketika pita suara sangat teregang dan bergetar cepat; suara bernada rendah berasal dari pita suara yang tidak terlalu tegang yang bergetar secara perlahan. 4. Trakea Trakea disebut juga dengan batang tenggorokan. Strukturnya tersusun atas tulang rawan dengan bentuk cincin atau huruf C. Trakea bercabang masuk ke paru-paru belahan kiri dan kanan. Cabang trakea ini disebut dengan bronkus. 5. Paru-Paru Paru-paru sebagai organ pernapasan terbagi atas tiga bagian yaitu brokus yang merupakan percabangan dari trakea, bronkiolus yang merupakan cabang bronkus dan alveolus yang merupakan bagian yang 156

berperan utama sebagai tempat terjadinya pertukaran gas oksigen dan karbondioksida. Gambar 59: Sistem Respirasi pada Manusia (Sumber:Campbell, Reece dan Mitchell, 2004) B. Mekanisme Pernapasan Bernapas meliputi dua proses yaitu menghidup udara (inhalasi) dan menghembuskan kembali udara (ekshalasi). Kedua proses ini terjadi secara bergantian pada setiap detik kita bernapas. Menurut Mekanisme pernapasan dapat dibedakan atas dua yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut. 157

Gambar 60: Mekanisme inhalasi dan ekshalasi pada pernapasan dada dan pernapasan perut (Sumber:Campbell, Reece dan Mitchell, 2004) Perbedaan pernapasan dada dengan pernapasan perut juga dapat diperhatikan pada tabel di bawah ini. Pernapasan Dada Menghirup udara Menghembuskan udara (inhalasi) (exhalasi) - Otot tulang rusuk - Otot tulang rusuk berkontraksi berelaksasi - Tulang rusuk - Tulang rusuk kembali terangkat/naik keposisi semula - Volume rongga dada - Volume rongga dada dan paru-paru dan paru-paru kembali meningkat seperti semula - Tekanan udara paru- - Tekanan udara paru- paru mengecil paru membesar - Udara masuk ke dalam - Udara keluar dari paru- paru-paru paru - Otot diafragma - Otot diafragma berkontraksi berelaksasi - Diafragma bergerak ke - Diafragma bergerak ke bawah atas Pernapasan Perut Keadaan volume rongga dada tekanan udara dalam paru-paru sama seperti pernapasan dada di atas Berdasarkan gambar dan tabel di atas dapat dipahami bahwa perbedaan pernapasan dada dengan pernapasan perut terletak pada jenis otot yang terlibat. Pernapasan dada melibatkan otot tulang rusuk sedangkan pernapasan perut melibatkan otot diafragma. Pernapasan dada dan pernapasan perut dapat terjadi bersamaan. Pernapasan yang kita lakukan setiap saat merupakan jenis pernapasan dada. Pernapasan perut dapat terjadi ketika kita tidur maupun dalam kendali sadar ketika berupaya menghirup 158

oksigen lebih maksimal untuk mengisi volume diafragma. Seseorang yang membaca alquran dengan suara nyaring maupun seseorang yang bernyanyi biasanya akan mengatur pola napas melalui pernapasan perut agar mendapatkan napas yang lebih panjang sehingga suara yang dikeluarkannya menjadi lebih teratur. C. Ancaman kesehatan dari perilaku „Merokok‟ Ada banyak faktor yang dapat menimbulkan masalah gangguan sistem pernapasan. Namun faktor yang berasal dari kebiasaan umum atau banyak terjadi disekitar kita adalah perilaku “merokok”. Dampak yang ditimbulkan oleh rokok sangat membahayakan kesehatan. Tidak hanya menjadi gangguan dalam sistem pernapasan namun juga terhadap fungsi organ tubuh lainnya. Dampak tidak langsung terhadap rokok juga terkait dengan nilai jual rokok yang cukup tinggi dan ketergantungan terhadapnya akan menimbulkan masalah pada faktor ekonomi atau keuangan. “Dan belanjakanlah (harta bendamu) di jalan Allah, dan janganlah kamu menjatuhkan dirimu sendiri ke dalam kebinasaan, dan berbuat baiklah, karena sesungguhnya Allah menyukai orang-orang yang berbuat baik”. (Q.S Al-Baqarah:195) Merokok tidak hanya merugikan kesehatan orang yang merokok saja, tetapi juga orang-orarıg yang berada di sekitarnya. Salah satu hal yang paling mengganggu dari rokok adalah asapnya. Asap tidak hanya akan terhirup oleh orang yang merokok saja, tetapi juga oleh para perokok pasif. Perokok pasif adalah sebutan bagi orang yang menghirup asap rokok atau tembakau dari rokok orang lain. Risiko perokok pasif yang akan langsung dirasakan ketika menghirup asap rokok adalah iritasi pada mata, sakit kepala, pusing, mual, dan batuk. Asap rokok yang dihirup oleh perokok 159

pasif, sama bahayanya dengan rokok dan asap yang dihirup oleh perokok aktif (orang yang merokok). Karenanya, penyakit perokok pasif hampir sama dengan penyakit yang diderita oleh perokok aktif. Penyakit seperti kanker paru-paru, jantung, stroke, serta kanker mulut dan gusi (Thayyarah, 2013). Nabi bersabda, “ Tidak boleh ada bahaya untuk diri sendiri dan orang lain” Dalam hadits lain, “Siapa yang menghirup racun dan bunuh diri, maka racun itu akan menghirupnya di neraka Jahanam, dan ia tetap berada di sana selamanya.” (HR.Bukhari) Rokok mengandung banyak sekali zat berbahaya yang dapat disebut sebagai racun. Diantara zat tersebut serta dampaknya dapat dilihat pada table di bawah ini. No Nama Zat Dampak yang ditimbulkan 1. Karbon Monoksida (CO) Menggantikan posisi oksigen (O2) 2. Nikotin yang berikatan dengan haemoglobin (Hb) dalam darah sehingga 3. Sianida membahayakan metabolisme tubuh 4. Tar *gas CO disebut juga silent killer Meningkatkan tekanan darah, 5. Kadmiun memacu jantung, meningkatkan 6. Hidrogen Sianida/HCN kadar gula darah, kolesterol LDL 7. Fenol dan menimbulkan efek kecanduan 8. Hidrogen Sulfida Mengakibatkan kerusakan pada saraf penglihatan dan lain-lain Substansi hidrokarbon yang dapat 160 menempel pada paru-paru dan menimbulkan resiko kanker Meracuni ginjal Merusak saluran pernapasan Mengikat protein dan menghalangi aktifitas enzim Menghalangi oksidasi enzim

BAB XVI SISTEM PEREDARAN DARAH PADA MANUSIA Sistem peredaran darah disebut juga dengan sistem sirkulasi. atau sistem kardiovaskuler. Peredaran darah manusia melalui sirkulasi tertutup yang terjadi di dalam pembuluh dan berperan utama sebagai transport internal tubuh. Darah membawa oksigen dan hasil metabolisme ke seluruh tubuh. Tanpa adanya peran organ-organ dalam sistem peredaran darah maka distribusi zat serta gas tidak dapat dilakukan dan sel juga tidak dapat menjalankan aktifitas atau fungsinya. Menurut Fortiana (2012) sirkulasi darah adalah sistem transpor yang mensuplai zat-zat yang diabsorpsi dari saluran pencernaan dan O2 ke jaringan, mengembalikan CO2 ke paru-paru dan produk- produk metabolisme lainnya ke ginjal, mengatur temperatur tubuh dan mendistrisbusikan hormon-hormon dan zat-zat lain yang mengatur fungsi sel. A. Organ-Organ Peredaran Darah 1. Jantung Jantung memiliki atrium atau biasa juga disebut serambi yang merupakan ruangan yang menerima darah masuk atau kembali ke jantung. Terdapat dua atrium yang dibedakan atas atrium kanan dan atrium kiri. Ruangan lain dari jantung disebut dengan ventrikel atau biasa juga disebut 161

bilik yang merupakan ruangan yang memompa atau mengalirkan darah ke luar dari jantung. Ventrikel juga terdiri atas dua bagian yaitu ventrikel kiri dan ventrikel kanan. Gambar 61. Struktur ruang jantung (Sumber: Putekkom kemdikbud, 2015) Jantung terdiri atas beberapa ruang yang memiliki fungsi yang berbeda. Ada ruang jantung yang mengandung darah bersih (O2) dan ada ruang yang mengandung darah kotor (CO2). Begitu teraturnya sistem sirkulasi hingga kedua darah dengan kandungan yang berbeda ini tidak bercampur. Ukuran jantung yang lebih kurang sebesar kepalan tangan menjalankan peran besar dalam mengatur peredaran darah di dalam tubuh dan tidak pernah berhenti sedetikpun selama seseorang masih hidup. Jantung merupakan organ pertama yang terbentuk saat seseorang masih di dalam rahim. Sebelum adanya organ-organ tubuh lain seperti anggota gerak (kaki dan tangan) serta wajah, jantung telah terbentuk dengan sempurna dan menjalankan fungsinya memompa darah. Oleh karena itu pada wanita yang baru menyadari kehamilannya selama beberapa minggu dan melakukan pemeriksaan USG, maka dokter hanya akan memeriksa 162

detak jantung calon janin untuk mengetahui kenormalannya. Pemeriksaan kandungan pada usia ini belumlah dapat melihat jenis kelamin apalagi wajah calon bayi. Adanya jantung yang telah bekerja optimal meski fisik belum terbentuk dengan sempurna menandakan telah adanya kehidupan. Di dalam Al-Quran terdapat banyak ayat yang menyinggung tentang „hati‟. Beberapa hasil penelitian menunjukkan dan menjelaskan bahwa hati yang dimaksud di dalam alquran adalah „jantung‟ bukan organ hati (liver). Menurut Muhammad Diponegoro (2013) hadis-hadis yang berbicara tentang qalb mengarah pada organ jantung. Temuan-temuan ilmiah mengisyaratkan bahwa fungsi jantung yang sesungguhnya adalah lebih dari sekadar memompa darah dan menyuplai oksigen, namun juga berfungsi untuk berfikir dan merasakan berbagai emosi yang terjadi dalam diri. Pola denyut jantung berubah secara signifikan, begitu seseorang mengalami perubahan beragam emosi. Emosi seperti marah, frustasi digambarkan sebagai pola jantung yang tidak beraturan, kuat dan tidak berirama. Sebaliknya, emosi positif seperti cinta, penghargaan dan kasih sayang menunjukkan aktifitas ritme jantung yang berirama teratur. Mimi Guarneri, seorang ahli bedah jantung, mengungkap penelitian baru tentang jantung yang merupakan organ kompleks. Jantung memiliki kecerdasan, memori dan kemampuan untuk mengambil keputusan tanpa ada ikatan dengan otak (Zion, 2012 dalam Muhammad Diponegoro, 2013). Heart Math Institut telah melakukan banyak percobaan untuk membuktikan jantung memancar getaran elektromagnetik yang memengaruhi otak dan seluruh tubuh. Karenanya jantung memengaruhi kesadaran dan pemahaman manusia. Jantung, menghasilkan ritme medan elektromagnetik yang jauh lebih kuat dan luas dibandingkan dengan medan elektromagnetik yang dihasilkan otak. Aktivitas gelombang ini dapat 163

dideteksi dengan alat magnetometer yang sensitif dalam radius sekitar 2,5 meter dari tubuh. Tak heran seseorang dapat merasakan seseorang yang berada disekitarnya sedang marah atau kesal, meski dia tidak mengatakan apa-apa. Sebuah medan energi dalam tubuhnya terus menerus memvibrasikan pesan kesan atau marah tersebut hingga jarak 2,5 m (Muhammad Diponegoro, 2013). “Ketahuilah bahwa dalam jasad terdapat segumpal daging. Jika daging itu baik maka seluruh tubuh akan baik. Dan jika ia rusak maka seluruh tubuh akan rusak, ia adalah hati (jantung)” (HR. Muttafaq „Alaih) 2. Pembuluh darah “Dan sungguh, Kami telah Menciptakan manusia dan Mengetahui apa yang dibisikkan oleh hatinya, dan kami lebih dekat kepadanya daripada urat lehernya” (Q.S Qaf:16) Ayat di atas menyebutkan tentang “urat leher” dan ini dapat dipahami sebagai “pembuluh darah” yang merupakan organ peredaran darah yang tersebar diseluruh tubuh sebagai saluran aliran darah. Salah satu pembuluh ini terdapat dibagian leher dan dapat dirasakan dengan dengan jelas. Oleh karena itu ayat ini menerangkan bahwa Allah sebagai Sang Pencipta sangat dekat dengan kita bahkan melebihi dekatnya kita dengan pembuluh darah pada leher. Pembuluh darah terbagi atas tiga yaitu pembuluh arteri, vena dan kapiler. Campbell (2004) menyatakan bahwa arteri, vena dan kapiler adalah tiga jenis pembuluh darah, yang dalam tubuh manusia panjangnya ditaksir mencapai sekitar 100.000 km. a. Arteri 164

Pembuluh arteri merupakan pembuluh darah yang membawa darah keluar atau meninggalkan jantung dan beredar ke seluruh tubuh. Pembuluh ini sering juga disebut dengan pembuluh nadi. Hampir semua pembuluh arteri membawa darah yang mengandung oksigen (O2) kecuali arteri pulomonalis yang membawa darah yang mengandung CO2 keluar dari jantung menuju paru-paru. Berdasarkan hal ini dapat dipahami bahwa ciri utama pembuluh arteri dilihat dari arah peredaran yang keluar dari jantung. Pembuluh arteri di dalam tubuh terutama di dalam organ memiliki cabang yang lebih kecil yang disebut arteriola. Pembuluh arteriola selanjutnya terhubung dengan pembuluh yang lebih halus yang disebut dengan kapiler. b. Vena Pembuluh vena merupakan pembuluh darah yang membawa darah masuk ke jantung. Pembuluh ini sering juga disebut dengan pembuluh balik karena membawa darah kembali ke jantung. Hampir semua pembuluh vena membawa darah yang mengandung karbondioksida (CO2) kecuali vena pulomonalis yang membawa darah mengandung O2 masuk ke jantung yang berasal dari paru-paru. Berdasarkan hal ini maka ciri utama pembuluh vena adalah peredarannya yang menuju ke jantung. Pembuluh vena di dalam tubuh atau di dalam organ juga memiliki cabang yang lebih kecil yang disebut venula dan pembuluh ini selanjutnya juga terhubung dengan kapiler. c. Kapiler Pembuluh kapiler (capillary) merupakan pembuluh halus atau mikroskopis yang menghubungkan antara arteriola dan venula. Struktur pembuluh kapiler berupa hamparan dengan dinding yang sangat tipis dan berpori. Menurut Campbell (2004) melalui dinding tipis kapiler inilah zat- zat kimia termasuk gas dipertukarkan antara darah dan cairan intertisial yang mengelilingi sel-sel tersebut. Pada ujung “muara”-nya, kapiler 165

membentuk arteriola dan arteriola menyatu membentuk arteri yang membawa darah keluar atau berasal dari jantung. Muara lainnya kapiler menyatu membentuk venula dan venula menyatu membentuk vena yang membawa darah kembali ke jantung. Kapiler Arteri Vena Arteriola Venula Gambar 62. Struktur pembuluh darah (Sumber: Campbell, Reece dan Mitchell, 2004) 3. Darah Darah terdiri atas beberapa jenis sel yang tersuspensi dalam suatu matriks cairan yang disebut plasma. Tubuh manusia pada umumnya mengandung kurang lebih 4 sampai 6 liter darah. Jika sampel darah diambil, sel-sel darah dapat dipisahkan dari plasma dengan cara memasukkan darah tersebut ke dalam alat sentrifugasi dan memutarnya dengan kecepatan tertentu (Campbell, 2004). Berdasarkan hal ini maka secara umum darah dapat dikelompokkan atas plasma dan sel-sel darah. 166

Gambar 63. Komponen dan struktur plasma darah (Sumber: Campbell, Reece dan Mitchell, 2004 ) a. Plasma Plasma darah mengandung sekitar 90% air. Diantara berbagai zat yang larut dalam air terdapat garam-garam anorganik, yang kadang-kadang disebut elektrolit darah dan terdapat di dalam plasma dalam bentuk ion terlarut. Kelompok zat terlarut penting yang lain adalah protein plasma, yang membantu mempertahankan keseimbangan osmotik antara darah dan cairan interstisial dan turut mempengaruhi viskositas atau kekentalan darah (Campbell, 2004). b. Sel-Sel Darah Sel darah dibedakan atas dua yaitu sel darah merah, yang membawa oksigen yang diperlukan bagi respirasi sel dan sel darah putih yang berfungsi sebagai pertahanan tubuh dari zat asing. 1) Sel darah merah Sel darah merah atau biasa disebut juga dengan eritrosit merupakan sel darah yang dominan di dalam tubuh. Menurut Campbell (2004: 54) setiap millimeter kubik darah manusia mengandung 5 sampai 6 juta sel 167

darah merah dan terdapat sekitar 25 triliun jenis sel ini dalam keseluruhan 5 L darah dalam tubuh. Eritrosit manusia berbentuk cakram bikonkaf dengan bagian tengah yang lebih tipis atau agak cekung. Ukurannya kecil dengan diameter ±12µm. Sel ini tidak memiliki inti (nukleus) dan juga tidak memiliki mitokondria. Meski berukurang sangat kecil eritrosit mengandung jutaan hemoglobin yang merupakan protein yang berfungsi mengikat oksigen dalam darah dengan kandungan zat besi yang dimilikinya. 2) Sel darah putih Sel darah putih atau disebut juga leukosit terbagi lima yaitu monosit, neutrophil, basophil, eosinophil dan limfosit. Fungsi sel ini secara umum adalah sebagai pertahanan tubuh atau melawan zat asing seperti infeksi yang menyerang tubuh. Campbell (2004: 55) juga menyatakan bahwa secara normal, satu millimeter kubik darah manusia mempunyai sekitar 5.000 sampai 10.000 leukosit . Jumlah sel ini akan meningkat untuk sementara waktu ketika tubuh sedang berperang melawan suatu infeksi. 3) Keping Darah Keping darah atau biasa juga disebut trombosit merupakan fragmen- fragmen sel yang memiliki diameter ±2 - 3 µm. Keping darah juga tidak mempunyai inti (nukleus) dan memiliki peran penting dalam proses penggumpalan darah. Ketika mengalami luka hingga mengeluarkan darah kita tidak sampai mengalami pendarahan yang beresiko kematian. Hal ini dikarenakan adanya keping darah yang berfungsi menyumbat atau menghentikan aliran darah dari bagian luka tersebut. Mekanisme keping darah (trombosit) dalam menghentikan aliran darah saat luka dimulai dengan melepaskan zat-zat kimia yang membuat trombosit yang berdekatan menjadi saling menempel dan membentuk 168

sumbat sebagai perlindungan darurat agar darah tidak semakin banyak keluar. Protein plasma yang bernama Protrombin selanjutnya diaktifkan menjadi thrombin dengan bantuan unsur kalsium dan vitamin K. Trombin kemudian mempengaruhi perubahan fibrinogen menjadi benang-benang fibrin. Benang-benang fibrin saling terjalin membentuk lapisan yang menutupi luka dan mengentikan aliran darah yang keluar. Gambar 64. Mekanisme Pembekuan Darah (Sumber: Campbell, Reece dan Mitchel, 2004) B. Mekanisme Peredaran Darah Mekanisme peredaran darah di dalam tubuh dapat dibedakan atas peredaran darah sistematik atau besar dan peredaran darah pulmonalis atau kecil. Peredaran darah sistemik atau disebut juga peredaran besar merupakan peredaran darah yang bermula dari keluarnya darah dari jantung tepatnya pada ruang ventrikel kiri melalui pembuluh aorta dengan membawa darah yang mengandung oksigen (O2) yang diperlukan bagi respirasi atau metabolisme sel. Pembuluh aorta yang berukuran besar selanjutnya tersambung dengan pembuluh arteri yang lebih kecil dan mengedarkan darah ke seluruh tubuh. Hasil respirasi atau metabolisme sel 169

merupakan darah yang mengandung karbondioksida (CO2) selanjutnya dibawa kembali ke jantung melalui pembuluh vena menuju ruang atrium kanan. Peredaran darah kecil (pulmonalis) merupakan peredaran darah yang bermula dari ventrikel kanan dengan membawa darah yang mengandung karbondioksida (CO2) menuju ke paru-paru. Hasil metabolisme di paru-paru maka akan dihasilkan darah yang mengandung oksigen (O2) yang akan dibawa kembali ke jantung melalui atrium kanan. Bagan peredaran darah ini dapat dilihat pada gambar di bawah ini Anggota tubuh bagian atas Hamparan Paru-paru yang pembuluh kapiler terdiri atas bagian kanan dan kiri Pembuluh darah vena; Ruang jantung: bagian atas mengandung CO2 (atrium kanan dan kiri), bagian bawah (ventrikel kanan dan kiri) Pembuluh darah arteri; mengandung O2 Anggota tubuh bagian bawah Gambar 65. Mekanisme Peredaran Darah di dalam Tubuh (Sumber: Campbell, Reece dan Mitchel, 2004) 170

C. Aterosklerosis sebagai Penyakit Utama Kardiovaskuler Campbell (2004) menyebutkan bahwa lebih dari separuh semua kematian di Amerika Serikat disebabkan oleh penyakit kardiovaskuler; akibat akhirnya umumnya adalah serangan jantung dan stroke. Serangan jantung adalah kematian jaringan otot jantung yang disebabkan penyumbatan dalam jangka waktu yang lama satu atau lebih arteri coroner, yang merupakan pembuluh darah yang mengalirkan darah yang kaya oksigen ke jantung. Stroke adalah kematian jaringan saraf dalam otak, umumnya disebabkan oleh penyumbatan arteri di kepala. Selama perjalanan penyakit ini, gumpalan yang disebut plak (plaque) atau kerak berkembang pada dinding bagian dalam arteri dan menyempitkan luas penampangnya. Plak akan terbentuk pada tempat dimana lapisan otot polos suatu arteri menebal secara abnormal. Sementara aterosklerosis berkembang, arteri semakin tersumbat oleh plak dan ancaman serangan jantung atau stroke menjadi lebih besar. Kadang-kadang muncul peringatan. Sebagai contoh aterosklerosis, seseorang mungkin merasakan sakit di bagian dada yang kadang-kadang terjadi, keadaan yang dikenal sebagai angina pectoris. Rasa sakit itu merupakan pertanda bahwa sebagian dari jantung tidak menerima persediaan oksigen yang mencukupi dan hal tersebut paling mungkin terjadi ketika jantung bekerja keras akibat cekaman fisik dan emosional. Hipertensi (tekanan darah tinggi) turut menyebabkan aterosklerosis dan meningkatkan risiko serangan jantung dan stroke. Ateroskerosis cenderung meningkatkan tekanan darah akibat penyempitan lubang pembuluh darah dan mengurangi elastisitasnya. Sampai keadaan tertentu, kecendrungan untuk mengalami hipertensi dan aterosklerosis merupakan sesuatu yang diturunkan. Faktor bukan 171

turunan yang telah berkorelasi dengan peningkatan risiko penyakit kardiovaskuler meliputi gaya hidup merokok, kurang olahraga, makanan yang kaya akan lemak hewan dan kolesterol tinggi dalam darah. Salah satu cara mencegah serangan jantung menurut Thayyarah (2013) adalah dengan cara menghindari peningkatan kolesterol dan obesitas. Peningkatan kolesterol biasanya terjadi saat seseorang mengonsumsi lemak hewani yang berlebihan seperti daging, mentega, keju, minyak samin dan sebagainya. Semakin tinggi kolesterol dalam darah, maka semakin besar potensi terkena serangan jantung. Sedangkan obesitas (kegemukan) berpotensi mengundang penyakit diabetes dan darah tinggi. Sebagaimana juga berpotensi menimbulkan serangan jantung. 172

BAB XVII GENETIKA A. DNA sebagai “Warisan” Setiap orang menyadari adanya kemiripan dirinya dengan orang tuanya. Baik berupa sifat yang terlihat seperti bentuk fisik maupun sifat yang tidak terlihat berupa bakat dan karakter. Penurunan sifat ini merupakan proses alamiah yang terjadi dari adanya perkawinan atau persilangan antara kromosom ayah dan ibu. Kromosom merupakan struktur halus seperti benang-benang yang terdapat di dalam nukleus (inti sel). Menurut Chaniago (2016) kromosom terdiri atas satuan kecil yang disebut gen. Gen tersusun atas basa nukleotida yang disebut dengan DNA (deoxiribo nucleid acid) atau asam deoksiribonukleat. Istilah DNA cukup sering kita dengar dalam media televisi. Sebagai contoh ketika terjadi kecelakaan pesawat terbang atau kapal dan jasad korban tidak lagi dikenali maka akan dilakukan “tes DNA”. Contoh lainnya ketika seseorang ingin membuktikan apakah bayi yang baru terlahir merupakan anak kandungnya atau tidak maka juga dilakukan tes DNA. Jika demikian kita meyakini bahwa DNA orang tua akan diturunkan kepada anaknya. Agama Islam menetapkan larangan pernikahan dengan saudara kandung hingga saudara sepersusuan. Hal ini tak lepas dari kaitan terhadap DNA yang sangat berpengaruh pada keadaan keturunan yang dihasilkan. Menurut Taufiqul Hulam dalam skripsi Intan Purnama Sari (2020) penelitian ilmiah terkini mengemukakan adanya unsur gen dalam ASI orang yang menyusui, dimana ASI tersebut akan mengakibatkan terbentuknya 173

organ-organ pelindung pada orang yang disusui apabila dilakukan antara 3 sampai 5 susuan. Maka akan menurunkan sifat-sifat khusus seperti pemilik ASI dan saudara-saudara sepersusuan yang lainnya. “Telah menceritakan kepada kami dari Ahmad bin Manih dari Ismail bin Ibrahim dari Ali bin Zaid dari Said bin Musayyab dari Ali bin Abi Thalib berkata, Rasulullah SAW bersabda: Sesungguhnya Allah mengharamkan untuk dinikahi (beberapa orang) sebab hubungan persusuan, seperti halnya Allah mengharamkan untuk dinikahi sebab hubungan keturunan”. (Hadits Riwayat Tirmidzi) Pada sumber lainnya yaitu skripsi Muhammad Hasnnan Nahar (2016) dinyatakan disebutkan juga bahwa dampak yang diakibatkan dari pernikahan sepersusuan serupa dengan pernikahan sedarah yakni dapat menurunkan generasi yang mempunyai kemunduran tabiat (cacat). Begitu luas tinjauan pengaruh DNA sebagai sifat yang diturunkan sehingga kita dapat menyatakan bahwa “DNA adalah warisan terbaik dan terbesar dari orang tua dan menjadi kekayaan utama pada diri setiap orang”. Kajian mengenai DNA bermula dari penelitian mengenai pewarisan sifat. Ilmu yang mempelajari tentang pewarisan sifat dikenal dengan Genetika. Ilmuwan yang berjasa dalam bidang ini bernama Gregor Johann Mendel (1858–1866). Hasil penelitiannya menetapkan suatu hukum yang dikenal dengan hukum Mendel. B. Hukum I Mendel Mendel atau dikenal juga sebagai “bapak genetika” melakukan percobaan dan penelitian pada tanaman kacang ercis (Pisum sativum). Tanaman ini dipilih karena memiliki varietas yang banyak seperti bentuk dan warna biji, bentuk dan warna polong, warna dan posisi bunga hingga panjang batang (gambar). Adanya varietas ini apabila dilakukan persilangan 174

maka akan menghasilkan keturunan yang berbeda-beda. Hal inilah menjadi dasar bagi Mendel dalam mengkaji penurunan sifat atau disebut juga dengan hereditas. Percobaan pertama Mendel dengan melakukan persilangan atas satu sifat beda (monohybrid) seperti dikhususkan pada warna bunga saja antara kacang ercis warna ungu dengan kacang ercis warna putih. Persilangan satu sifat beda lainnya juga dapat dilakukan antara kacang ercis biji bulat dengan biji keriput atau juga pada sifat-sifat beda yang lain. Gambar 66. Sifat beda pada kacang ercis (Pisum sativum) sebagai objek percobaan Mendel (Sumber: Campbell, dkk 2012 ) 175

Gambar 67. Persilangan pertama dengan satu sifat beda (warna bunga) (Sumber: Campbell, dkk 2012) Pada gambar atau diagram persilangan di atas diketahui turunan yang dihasilkan merupakan perpaduan antara warna bunga ungu dengan putih. Warna ungu merupakan karakter dominan (unggul) dan dituliskan dengan lambang genotip huruf kapital (U). dan karakter putih merupakan sifat resesif yang dituliskan dengan lambang genotip huruf kecil (u). Keturunan yang dihasilkan (Uu) masih menunjukkan warna ungu namun tidak persis sama dengan induknya (P). Apa yang akan terjadi apabila keturunan (fenotip) satu ini disilangkan sesamanya? Gambar 68. Persilangan kedua dengan satu sifat beda (warna bunga) (Sumber: Campbell, dkk 2012) Pada hasil persilangan kedua muncul sifat resesif dari induk berupa bunga putih. Perbandingan genotipnya dapat ditulis UU (1) : Uu (2) : uu (1) artinya 1 bunga ungu yang dominan (homozigot), 2 bunga ungu dominan (heterozigot) dan 1 bunga putih resesif. Perbandingan fenotip (sifat yang tampak) dapat dituliskan bunga ungu (3) : bunga putih (1) artinya dihasilkan 3 bunga ungu dan 1 bunga putih. Mendel juga melakukan persilangan monohybrid terhadap sifat-sifat beda lainnya dari tanaman kacang ercis ini. Hasil penelitiannya menunjukkan persentase genotip dan fenotip yang sama sebagaimana hasil 176

dari percobaan pertama. Berdasarkan hal ini Mendel menyatakan bahwa “Pada waktu berlangsung pembentukan gamet, setiap pasang gen akan disegregasi ke dalam masing-masing gamet yang terbentuk”. Ini selanjutnya dikenal dengan Hukum I Mendel atau disebut juga hukum pemisahan atau segresi. C. Hukum II Mendel Percobaan dan penelitian terhadap tanaman kacang ercis (Pisum sativum) oleh Mendel dilanjutkan dengan persilangan atas dua sifat beda (dihibrid). Tanaman dengan biji bulat warna kuning disilangkan dengan tanaman kerikut biji hijau. Sifat biji bulat dominan terhadap keriput dan warna biji kuning dominan terhadap warna biji hijau. Genotip atas sifat dominan dilambangkan dengan „YYRR‟ dan genotip atas sifat resesif dilambangkan dengan „yyrr‟. 177

Gambar 69. Persilangan kacang ercis (Pisum sativum) dengan dua sifat beda (Sumber: Campbell, dkk 2012) Hasil persilangan menunjukkan adanya variasi sifat atau karakter induk. Berdasarkan tabel pada gambar di atas dapat diuraikan perbandingan generasi yang dihasilkan yaitu: - Biji bulat warna kuning(YYRR atau YyRr) berjumlah 9 - Biji keriput warna kuning (YYrr atau Yyrr) berjumlah 3 - Biji bulat warna hijau (yyRR atau yyRr) berjumlah 3 dan - Biji keriput warna hijau (yyrr) berjumlah 1 Mendel juga melakukan persilangan terhadap tujuh karakter kacang ercis lainnya dalam berbagai kombinasi dengan dua sifat beda (dihybrid). Hasil penelitiannya selalu menunjukkan persentase yang sama dari percobaan yang dilakukan sebelumnya dengan perbandingan 9:3:3:1. Berdasarkan hal ini Mendel menyatakan bahwa “setiap karakter diwarisi secara independen pada penyilangan dihibrid atau dua sifat beda”. Pada percobaan ini dua alel warna biji akan memisah secara independen dari dua alel bentuk biji. Ini selanjutnya dikenal dengan Hukum II Mendel atau hukum pemilahan independen. 178

BAB XVIII BIOTEKNOLOGI A. Defenisi Bioteknologi Dalam kurun waktu 20 tahun terakhir ini, bioteknologi telah mengalami perkembangan sangat pesat. Di beberapa negara maju, bioteknologi mendapatkan perhatian serius dan dikembangkan secara intensif dengan harapan dapat memberi solusi untuk mengatasi berbagai permasalahan yang dihadapi manusia pada saat ini maupun yang akan datang yang menyangkut; kebutuhan pangan, obat-obatan, penelitian, yang pada gilirannya semuanya bertujuan untuk meningkatkan kesejahteraan hidup umat manusia (Nurcahyo, 2011). Bioteknologi berasal dari bahasa latin, yaitu bio (hidup), tehnos (teknologi=penerapan) dan logos (ilmu) yang berarti ilmu yang menerapkan prinsip-prinsip biologi. Jadi, sebenarnya bioteknologi bukan suatu disiplin ilmu, melainkan suatu ilmu terapan. Menurut Sardjoko (1991) dalam Chaniago (2016) bioteknologi adalah proses-proses biologi oleh mikroorganisme yang dimanfaatkan untuk kepentingan manusia. Bioteknologi bisa diartikan suatu pemanfaatan makhluk hidup atau rekayasa organisme sistem atau proses biologis untuk menghasilkan suatu produk yang bermanfaat bagi manusia yang menghasilkan suatu barang, atau dapat dikatakan pemanfaatan prinsip-prinsip ilmiah dengan menggunakan makhluk hidup untuk menghasilkan produk bagi kepentingan manusia. 179

B. Bioteknologi Konvensional Menurut Chaniago (2016) bioteknologi sudah diterapkan sejak dahulu, misalnya adanya minuman sejenis bir dan anggur. Minuman ini merupakan minuman yang berasal dari fermentasi (peragian) dari penggunaan jasad hidup seperti bakteri dan jamur. Penggunaan bakteri dan jamur ini dimanfaatkan dengan kemampuan metabolismenya untuk mensintesis suatu produk tertentu yang bermanfaat bagi manusia. Bioteknologi tradisional merupakan bioteknologi yang memanfaatkan mikroba, proses biokimia dan proses genetik secara alami, misalnya mutasi dan rekombinasi genetik. Salah satu produk hasil fermentasi yang dianggap menjadi pioner dalam teknologi fermentasi adalah roti. Berdasarkan catatan sejarah, roti telah dikembangkan sejak 10.000 tahun yang lalu di wilayah Mesopotamia dan Mesir. Gandum dihancurkan dan dibuat menjadi suatu bahan yang lengkep mirip pasta untuk kemudian dipanggang menjadi bahan pangan yang merupakan cikal bakal roti. Pembuatan roti akhirnya berkembang dengan memanfaatkan proses fermentasi mikroorganisme pada tahun 1.000 SM dengan diperkenalkannya ragi oleh Bangsa Mesir sebagai bahan dasar roti. Bangsa Mesir Kuno mengembangkan fermentasi gandum dan beberapa jenis biji-bijian lain untuk membuat roti putih hingga berhasil menciptakan 30 variasi roti. Teknologi pembuatan roti ini pun akhirnya menyebar dari bangsa Mesir hingga ke Yunani dan meluas ke Eropa dan Asia. Berbeda dengan perkembangan fermentasi di Mesir, di Indonesia, perkembangan bioteknologi konvensional melalui teknologi fermentasi justru dimulai dengan mengubah bahan baku lokal tradisional Indonesia menjadi olahan pangan unik. Tempe, merupakan produk fermentasi asli Indonesia. Tempe adalah satu-satunya produk olahan kedelai fermentasi 180

yang asli Indonesia dan bukti sejarah menunjukkan bahwa tempe kedelai merupakan produk fermentasi yang awalnya dibuat oleh masyarakat Jawa Tengah pada tahn 1700an (Dewi, dkk 2021). Aplikasi bioteknologi tradisional yang mencakup berbagai aspek kehidupan manusia dikemukakan oleh Chaniago (2016), sebagai berikut: 1. Pangan Bioteknologi tradisional di bidang pangan diantaranya: a. Tempe, bahan dasar dari kedelai, merupakan hasil fermentasi dari jamur Rhizopus. b. Tape, bahan dasarnya singkong atau beras ketan, merupakan hasil fermentasi dari Saccharomyces cereviceae. c. Kecap, bahan dasarnya kacang kedelai hasil, fermentasi dari jamur Aspergillus. 2. Peternakan Bioteknologi dibidang peternakan diantaranya: a. Hasil mutasi alam yang menghasilkan domba ankon, yaitu domba yang berkaki pendek dan bengkok b. Sapi Jersey yang dapat menghasilkan susu dan kandungan krim yang lebih bagus. 3. Pertanian Bioteknologi tradisional di bidang pertanian diantaranya: a. Hidroponik; cara bercocok tanam tanpa menggunakan tanah, tetapi dengan media air sebagai pengganti tanah untuk pertumbuhan tanaman, b. Tanaman jenis mustard alami yang diteliti yang dapat menghasilkan tanaman, kubis, kembang kol, dan lain sebagainya. 4. Kesehatan 181

Bioteknologi di bidang kesehatan diantaranya: a. Vaksin merupakan mikroorganisme yang toksinnya dimatikan dan dapat bermanfaat untuk meningkatkan imunitas. b. Antibiotik, merupakan hasil isolasi dari bakteri dan jamur yang dapat dimanfaatkan untuk pengobatan. Penerapan bioteknologi konvensional memiliki keunggulan dan kekurangan. Hal ini dikemukakan oleh Dewi, dkk (2021) sebagai berikut: 1. Keunggulan penerapan bioteknologi konvensional a. Relatif tidak membutuhkan dana yang besar b. Hanya memerlukan tingkat teknologi yang sederhana c. Pengaruh jangka panjang dari proses yang dilakukan umumnya sudah diketahui d. Sistem pelaksanaannya sudah mapan (established) 2. Kekurangan penerapan bioteknologi konvensional a. Perbaikan sifat genetik yang dilakukan tidak terarah b. Tidak dapat mengatasi ketidaksesuaian genetik (inkompatibilitas) c. Hasil yang diperoleh tidak dapat diperkirakan sebelumnya d. Prosesnya memerlukan waktu yang relatif lama Dewi, dkk (2021) juga mengemukakan bahwa pada bioteknologi konvensional, prinsip teknologinya adalah sebatas menyeleksi bahan, mikroorganisme, dan lingkungan demi didapatkannya produk unggul. Sedangkan pada bioteknologi modern, sudah sampai pada tahapan memanipulasi makhluk hidup melalui penyisipan materi genetik baru yang dapat mempengaruhi fenotipnya. Level teknologi pada bioteknologi konvensional masih sebatas pada tingkat sel, sedangkan pada bioteknologi modern sudah mencapai tingkat gen (DNA dan RNA). 182

C. Perkembangan Bioteknologi Modern Perkembangan dan kemajuan bioteknologi tidak dapat dilepaskan dari kemajuan ilmu-ilmu lainnya seperti mikrobiologi, biokimia, biologi molekuler, dan genetika. Bioteknologi modern terlahir diawali dengan inovasi para ilmuwan untuk mengembangkan teknologi DNA rekombinan. Perusahaan bioteknologi pertama di dunia, Genetech, di Amerika Serikat berhasil memproduksi protein hormon insulin rekombinan yang diintroduksikan ke dalam sel bakteri E. coli menggunakan teknologi DNA rekombinan. Bioteknologi molekuler berperan dalam proses memanipulasi organisme pada taraf seluler dan molekuler (Prasetya). Beberapa perkembangan dalam bioteknologi modern yang cukup mutakhir hingga saat ini adalah kultur jaringan, DNA rekombinan dan kloning sel. 1. Kultur Jaringan Kultur jaringan merupakan teknik perbanyakan (propagasi) tumbuhan secara vegetatif buatan yang dilakukan dengan mengambil bagian tertentu pada tumbuhan untuk mendapatkan „exsplain‟ yaitu potongan atau bagian jaringan yang diisiolasi dari tumbuhan dan kemudian menumbuhkembangkannya pada media invitro atau media yang steril dengan nutrisi yang lengkap serta menggunakan ZPT (zat pengatur tumbuh) serta pengaturan suhu dan cahaya yang sesuai bagi pertumbuhannya. Tujuan teknik ini adalah menghasilkan tanaman baru yang memiliki sifat yang sama dengan induknya, dalam waktu singkat dan jumlah lebih banyak. 183

Gambar 70. Perbanyakan tumbuhan melalui kultur jaringan (Sumber: Bardono.Technology-Indonesia.com) 2. Teknologi DNA rekombinan Teknologi DNA rekombinan adalah suatu metode untuk merekayasa genetik dengan cara menyisipkan (insert) gen yang dikehendaki ke dalam suatu organisme. Teknologi transgenik bertujuan untuk mengubah sifat alami suatu individu menjadi sifat yang dikehendaki oleh manusia. Dengan demikian, istilah transgenik digunakan untuk menyebut suatu individu yang telah mengalami perubahan gen aslinya. Sebagai contoh; bakteri Escherichia coli (E. coli) yang hidup simbiotik dalam kolon (usus besar) manusia yang semula (aslinya) tidak dapat mensintesis hormon insulin, karena telah disisipkan gena insulin manusia, maka ia dapat menghasilkan insulin (Nurcahyo,2011). 184

Gambar 71. Teknologi DNA Rekombinan pada Escherichia coli dengan penyisipan gen insulin (Sumber: PPKU IPB) 3. Transplantasi Nukleus (Kloning) Transplantasi nukleus atau yang dikenal dengan teknik kloning merupakan teknik yang dilakukan untuk menghasilkan keturunan baru yang memiliki salinan genetik sama dengan induk namun tanpa melalui reproduksi seksual. Teknik ini dilakukan pertama kali pada tahun 1997 terhadap domba yang kemudian dikenal dengan “domba dolly”. 185

Gambar 72. Transplantasi nukleus (kloning sel) yang menghasilkan domba dolly (Sumber:roboguru-ruangguru.com) Teknologi kloning menjadi hottest topic yang dibicarakan hingga saat ini terutama terkait dengan kloning yang dapat diujicobakan terhadap manusia. Pro kontra begitu besar hingga masyarakat melihat teknologi ini sebagai sesuatu yang fenomenal. Menurut La Jamaa (2016) pada satu sisi kloning hewan dan tumbuhan memberikan manfaat bagi manusia namun pada sisi lain kloning manusia dapat menimbulkan problema bagi kemanusiaan (martabat manusia). Muhajir (2001) dalam La Jamaa (2016) menjelaskan bahwa kloning tumbuhan dan hewan mempunyai manfaat baik terhadap perkembangan ilmu pengetahuan maupun kesejahteraan manusia. Dengan ditemukannya DNA unggul dan DNA cacat, dapat dikembangkan DNA dari pohon jati unggul untuk memperluas, mempercepat dan meningkatkan kualitas reboisasi. Juga keberhasilan kloning domba, maka dapat dikembangkan produk domba atau hewan masa depan untuk memenuhi kebutuhan protein hewani manusia. Kloning juga dapat dimanfaatkan untuk penelitian di bidang medis untuk kebutuhan pengobatan. Jika dilihat dari pemeliharaan keturunan (hifz al-nasl), kloning terhadap manusia perlu dipertanyakan karena proses kloning hanya mewarisi gen dari pemilik sel tubuh. Jika pemilik sel tubuh yang dimasukkan ke dalam sel telur itu berasal dari laki-laki yang terikat perkawinan yang sah (suami dari pemilik sel telur) , maka menurut Islam anak yang dilahirkan itu adalah anak sah, namun secara genetika ia hanya mewarisi gen ayahnya. Apalagi jika sel tubuh berasal dari istri, maka secara genetika anak itu hanya mempunyai ibu tanpa ayah. Hal itu akan lebih parah lagi jika sel tubuh dan rahim berasal 186

dari donor, maka anak yang dilahirkan dari proses kloning itu semakin tidak jelas nasabnya. Sebab rahim wanita yang menjadi tempat pemindahan sel telur yang telah dibuahi oleh inti sel donor hanya sekedar penampung saja. Jelasnya, anak yang dilahirkan melalui proses kloning tidak mempunyai status nasab yang jelas. Padahal nasab seseorang sangat erat kaitannya dengan syariat Islam seperti perkawinan, waris, dan hubungan kemahraman (La Jamaa, 2016). 4. Stem Cell Setiap manusia berasal dari satu sel yang telah difertilisasi atau mengalami zigot dari peleburan sel gamet kedua orang tuanya. . Zigot terus membelah menghasilkan sel dan jaringan hingga akhirnya berkembang menjadi fetus (janin). Namun beberapa sel dapat bertahan secara fleksibel dan dapat menjadi berbagai tipe sel dalam tubuh. Sel bertindak sebagai reservoir yang menyediakan sel baru untuk mengganti kerusakan jaringan atau usia. Pada tahap perkembangan manusia sel tersebut dikenal sebagai Embrionik Stem Cell (ESC) (Zulfiani, Juanengsih dan Fadhilah, 2013). Stemcell merupakan sel dengan potensi untuk tumbuh menjadi terspesialisasi atau sel yang terdiferensiasi. Sel ini dapat digunakan untuk mengembangkan organ baru untuk transplantasi, memperbaiki jaringan rusak seperti otot jantung karena serangan jantung atau jaringan otak setelah mengalami stroke. ESC (Embrio Stem Cell) dapat membantu menyembuhkan gangguan imum atau memperbaiki pasien dengan kelainan genetik. Walaupun demikian riset HSC (Human Stem Cell) masih memunculkan kontroversi public. Selain teknik ESC memberikan janji, namun memunculkan pertanyaan etik, agama, yang memerlukan pertimbangan karena beberapa tipe stem cell dihasilkan dengan membunuh embrio manusia usia 4-7 hari. Berdasarkan hal ini maka penerapan ESC 187

masih menjadi perdebatan hingga saat ini dalam memperoleh legalitasnya (Zulfiani, Juanengsih dan Fadhilah, 2013). Dewi, dkk (2021) mengemukakan keunggulan dan kelemahan dari penerapan bioteknologi modern sebagai berikut: 1. Keunggulan penerapan bioteknologi modern a. Perbaikan sifat genetik dilakukan secara terarah b. Dapat mengatasi kendala ketidaksesuaian genetik c. Hasil proses dapat diperhitungkan d. Dapat menghasilkan jasad/organisme baru dengan sifat baru yang tidak terdapat pada organisme alami (wild type) e. Mampu meningkatkan kualitas organisme melalui rekayasa genetika 2. Kekurangan penerapan bioteknologi modern a. Proses pengerjaannya memerlukan biaya yang relatif mahal b. Memerlukan teknologi yang canggih dan mapan (established) c. Pengaruh jangka panjang belum diketahui Terkait dengan perkembangan bioteknologi modern yang seringkali menuai pro kontra di tengah masyarakat, kita dapat memahami melalui makna ayat di bawah ini. Yang menciptakan tujuh langit berlapis-lapis. Tidak akan kamu lihat sesuatu yang tidak seimbang pada ciptaan Tuhan Yang Maha Pengasih. Maka lihatlah sekali lagi, adakah kamu lihat sesuatu yang cacat? Kemudian ulangi pandangan(mu) sekali lagi (dan) sekali lagi, niscaya pandanganmu akan kembali kepadamu tanpa menemukan cacat dan ia (pandanganmu) dalam keadaan letih. (Q.S Al-Mulk 3-4) 188