Osmoregulasi Pada Unta

Pendahuluan

Termoregulasi adalah kemampuan suatu organisme untuk menjaga suhu tubuh dalam batas-batas tertentu, bahkan ketika suhu sekitarnya sangat berbeda. Proses ini merupakan salah satu aspek homeostasis karena jika tubuh tidak dapat mempertahankan suhu normal maka akan terjadi hipertermia (suhu terlalu tinggi). Kondisi sebaliknya, ketika suhu tubuh menurun di bawah level normal, dikenal sebagai hipotermia. Sedangkan kemampuan untuk mempertahankan jumlah air dan berbagai garam-garam mineral agar tetap konstan disebut osmoregulasi. Menjaga osmolaritas sangat penting dalam mempertahankan kehidupan dalam sel.   Keseimbangan air dan ion ini sebagian terkait dengan ekskresi, penghapusan limbah metabolik dari tubuh.

Ada tiga jenis lingkungan di mana hewan melakukan osmoregulatori  hidup yakni: air tawar, laut, dan darat. Hewan air bergantung pada kemampuannya untuk mentolerir salinitas berbeda. Hewan konsentrasi osmotik internal yang sama dengan lingkungan sekitarnya dianggap osmoconformers, sedangkan hewan yang menjaga perbedaan osmotik antara cairan tubuh mereka dan lingkungan sekitarnya dianggap osmoregulators.

Pengaturan suhu dan pengaturan air berkaitan erat.  Hewan yang hidup di lingkungan panas yang tinggi seperti padang pasir harus mengimbangi kekurangan air. Tikus kangguru menghindari panas siang hari, dan muncul pada malam hari. Tikus ini seperti mamalia gurun lain memiliki ginjal yang bekerja secara efisien, dan mengeluarkan urin terkonsentrasi. Sekitar 90% dari air yang digunakan untuk water balance dan merupakan sumber utama untuk semua hewan padang pasir.

Banyak penyesuaian telah memungkinkan unta bertahan hidup pada lingkungan gurun yang sangat keras. Penyimpanan panas dalam tubuh unta, otak selektif dalam mengontrol panas agar tetap pada suhu normal, bulu, pengaturan ginjal yang unik dalam hal mengatur urin, mekanisme respirasi, dan pengaturan semua hormon sebagai ciri penting bagi unta dalam hal thermoregulasi.
      Unta dapat secara signifikan meningkatkan suhu tubuh mereka ketika berada di gurun yang panas dan menyimpan panas selama suhu gurun panas. Tujuan menyimpan panas adalah untuk menghemat air yang seharusnya dapat hilang unuk penguapan. Konservasi air di padang pasir sangat penting bagi unta pada waktu air langka. Pada malam hari ketika suhu turun, terlihat panas yang disimpan unta berkurang sehingga suhu tubuh unta kembali ke tingkat normal.
      Otak adalah salah satu bagian yang sensitif dari tubuh. Akibatnya unta selektif dalam menggunakan pendinginan otak sehigga dapat menjaga otak pada suhu yang lebih rendah selama masa stres panas, jika  otak sudah mengalami suhu yang sangat tinggi maka berbahaya bagi seluruh tubuh unta.
      Peran ginjal pada unta menjadi penting dalam hal konsentrasi urin. Ginjal dapat menghasilkan urine yang sangat pekat pada kebutuhan air. Kemampuan untuk mengatur urin dapat ditentukan oleh lengkung Henle dan struktur medula ginjal. Semakin lama lengkung Henle bekerja biasanya menunjukan kemampuan untuk menghasilkan urin yang lebih pekat.
      Peran ginjal pada unta menjadi penting dalam hal konsentrasi urin. Ginjal dapat menghasilkan urin yang pekat ketika ada kebutuhan air. Kemampuan untuk mengatur urin dapat ditentukan oleh lengkung Henle dan struktur dari medula ginjal. Semakin lama lengkung Henle bekerja biasanya menunjukkan kemampuan untuk menghasilkan urin yang lebih pekat.
      Kehilangan air dapat meningkatkan suhu tubuh dan frekuensi pernafasan. Untuk alasan ini, unta memiliki mekanisme pernapasan khusus. Kehilangan air dapat dikurangi dengan pendinginan dari proses penghembusan udara di bagian hidung yang memungkinkan untuk pemulihan air.

Hormon memainkan peranan penting dalam konservasi air di masa panas tinggi dan dehidrasi,  dimana konsentrsi urin pada ginjal juga merupakan sebagai hasil dari hormon. Peningkatan suhu yang tinggi menyebabkan hewan melakukan osmoregulator tubuh agar tetap nyaman, dalam makalah ini hanya membahas tentang osmoregulasi tubuh unta dalam menghadapi perubahan suhu yang ektrim karena ketika siang maka suhu menjadi sangat tinggi dan malam menjadi sangat rendah.

Sejarah  Penelitian Osmoregulasi Unta

Schmidt-Nielsens adalah orang pertama yang mempelajari fisiologi unta di Aljazair lalu kemudian diikuti oleh Madamme Gauthier-Pilters di Aljazair dan Mauritania, Charnot di Maroko, MacFarlane di Australia dan Kawashti di Mesir, selain itu juga banyak ilmuwan lain yang terlibat sendiri dalam mempelajari unta. 
     Ditemukan bahwa unta memiliki omset sangat rendah pada tingkat air tubuh (Macfarlane dah Howard, 1974) dan cairan rumen (Faired et al., 1979), serta sangat sedikit berkeringat (El-Zeiny, Wisam, 1986). Unta sangat bergantung pada keringat, akan tetapi unta tidak memiliki kelenjar keringat (Leonard, 1894; Schmidt-Nielsen 1964). Berbeda dengan yang diungkapkan oleh Lee dan Schmidt_Nielsen (1962) bahwa kelenjar keringat terdistribusi di hampir semua permukaan tubuh, sementara itu menurut El-Zeiny (1986) menyatakan bahwa kelenjar keringat berasal dari nunuk, leher dan panggul. Pada waktu lampau, banyak orang menduga bahwa unta memiliki kantong air dibagian dalam rumen dan punuk akan tetapi Farid (1989) menyatakan bahwa unta tidak memiliki kelenjar keringat pada punuk dan lainnya, karena punuk berisikan lemak, sehingga terjadi oksidasi asam lemak pada punuk. Hal ini dilakukan karena defisiensi energi dan bukan karena kekurangan air.
      Suhu tubuh unta meningkat pada siang hari yang didapat dari lingkungan dan yang dihasilkan dari metabolisme. Panas ini kemudian hilang atau kembali dingin pada malam hari dengan memanfaatkan konduksi dan konveksi yang tidak bisa dibangkitkan pada siang hari. Karena ketika malam suhu lingkungan menjadi rendah sehingga memerlukan mekanisme pengaturan panas (evaporasi) yang baik. Berdasarkan hal ini maka pengukuran air tubuh (body water), laju metabolisme, evaporasi tubuh unta dapat dilakukan dengan menggunakan prinsip Brody.

Penyimpanan Panas dan Konservasi Air pada Unta
       Pada saat air langka maka unta akan terkena dehidrasi, sehingga suhu tubuh unta berbeda secara signifikan dibandingkan dengan unta yang sudah dalam keadaan terhidrasi. Dalam keadaan telah terhidrasi maka suhu badan hariannya berfluktuasi dengan hanya 2 derajat celsius, sementara suhu unta dehidrasi akan berbeda sebanyak 7 derajat celsius. Begitu besar variasi suhu tubuh berhubungan dengan kebutuhan untuk menghemat air.

Dehidrasi unta akan meningkatkan suhu tubuh dalam upaya untuk mencegah kehilangan air melalui penguapan (evaporasi). Unta dapat mentolerir suhu tinggi, dan oleh karena itu unta menyimpan panas di siang hari sehingga menyebabkan fluktiasi suhu tubuh yang drastis karena ketika malam yang dingin, tubuh telah memilliki panas yang cukup agar bisa terjadi konduksi dan difusi.

Pendinginan Otak Unta

Pada rusa, suhu badan meningkat saat berjalan dengan kecepatan tinggi untuk waktu lama, namun hal ini dilakukan dengan tidak mempengaruhi bagian yang paling sensitif seperti otak karena otak sebagai kontrol pendinginan. Seperti rusa, unta memiliki kemampuan untuk menahan suhu tubuh sangat tinggi tampa merusak otaknya karena sistem pendinginan ini. Otak sebagai sistem pendingin tidak hanya memberikan perlindungan bagi otak dalam suhu ekstrim, tetapi juga memungkinkan unta untuk memiliki jangkauan yang lebih luas dalam mentoleransi panas.
      Pada unta, darah dari arteri ke jaringan otak melewati pembuluh rete sebelum memasuki otak. Dalam rongga hidung terjadi penguapan panas yang kemudian mendinginkan darah vena (rongga hidung menjadi dingin). Pendinginan darah vena ini bergerak dari tempat vena hidung ke vena oftalmia yang terhubung ke sinus cavernous.
      Sinus cavernous tergabung dengan karotis rete, namun darah arteri karotis rete tidak bercampur dengan darah vena yang dingin dari carvenous sinus. Hal ini merupakan sistem pendingin dari kepala dan otak seekor unta, karena dengan cara ini, darah didinginkan sebelum memasuki otak sehingga suhu otak tetap beberapa derajat lebih rendah dibandingkan suhu tubuh.

Peran Bulu dalam Mengatur Panas (Evaporasi)

Manusia berpakaian agar bisa mengurangi jumlah panas saat mendapatkan cahaya matahari sedangkan unta memiliki penghalang panas berupa mantel bulu. Bulu tebal yang dimiliki unta dapat secara signifikan mengurangi jumlah panas dari lingkungan yang diperoleh, namun ada batas efektifnya, lapisan bulu tidak bisa terlalu tebal agar panas metabolik unta tidak cepat habis. Mantel bulu tidak hanya membatasi jumlah panas yang diperoleh di dalam tubuh, tetapi dengan berbuat demikian unta juga dapat mengurangi jumlah air yang digunakan untuk mengatur suhu tubuhnya.
        Mantel bulu melayani tujuan ganda. dalam musim panas, lapisan bulu yang cukup tebal untuk mencegah jumlah perpindahan panas eksternal yang berlebihan. Namun, pada waktu musim dingin unta yang menggunakan mantel musim dinginnya untuk mencegah hilangnya panas ke lingkungan. Bulu unta mungkin tampak agak tidak penting pada awalnya, tetapi dalam kenyataan itu memainkan peran utama dalam suhu dan control air.

Peran Ginjal Pada Unta

Fungsi ginjal pada unta sama seperti halnya ginjal dari tikus kanguru. Sebagai hewan pengerat yang hidup di gurun, tikus kanguru jarang minum air  karena banyak mendapatkan air dari makanan kering yang dimakan. Akibatnya, hewan pengerat tersebut dapat menghasilkan urin yang dua kali lebih terkonsentrasi seperti air laut.

Dengan cara yang sama, dehidrasi unta yang terkena kondisi panas gurun memiliki kemampuan untuk menghemat air dengan mempekatkan urin sehingga konsentrasi air kencing unta secara signifikan lebih besar dari air laut. Selain mempertahankan lebih banyak air, tingkat garam yang terkonsentrasi dalam urin memungkinkan unta untuk minum air asin misalnya unta memakan tanaman segar pada sungai yang telah mengering dan biasanya tanaman ini mengandung konsentrasi  garam  tinggi.

 Abdalla (1979) menyelidiki struktur ginjal Unta camelian untuk mengetahui apakah ciri-ciri anatomi yang diperlukan untuk memproduksi urin  dengan konsentrasi tinggi yakni dengan menganalisis panjang lengkung Henle dan struktur dari medula ginjal.

Seseorang dapat menentukan seberapa efektif hewan dalam memproduksi urin yang pekat. Ketebalan relatif medula dalam ginjal Unta camelian menunjukkan bahwa ketebalan ini memiliki hubungan langsung dengan kemampuan untuk menghasilkan urin yang sangat pekat. Ketebalan relatif medulla dan ukuran panjang lengkung Henle yang merupakan indikator konsentrasi urin. Ketebalannya adalah 7,89 dibandingkan dengan 8,5 pada tikus kanguru sehingga Abdalla (1979) menyimpulkan dari temuan dan perbandingan dengan mamalia lain bahwa ginjal Unta camelian ternyata memang memiliki ciri-ciri anatomi yang diperlukan dalam memproduksi urin pekat

Etzion dan Yagil (1986) menyelidiki ginjal unta rehidrasi. Ketika unta yang mengalami dehidrasi dan sesegera meminum air maka air dengan cepat diserap ke dalam aliran darah, sehingga ADH ginjal menurun dan ginjal akan berfungsi normal kembali hanya dalam waktu 30 menit setelah minum. Dapat simpulkan bahwa unta tidak hanya beradaptasi dengan baik dalam menahan air, tetapi juga dengan kemampuannya dengan cepat mengembalikan fungsi ginjal serta beberapa fungsi tubuh lain.

 

Mekanisme Respirasi Unta

Walaupun unta memiliki beberapa strategi untuk menghemat air dalam mengatasi lingkungannya, sering kali unta menggunakan sebagian dari air untuk mengatur suhu tubuh. Di bawah stress panas yang parah, unta tidak terengah-engah walaupun tidak meningkatkan frekuensi pernapasan.  

Schmidt-Nielsen et al. (1981) menyelidiki hilangnya air akibat pernapasan di unta menyimpulkan bahwa hilangnya air akan meningkat seiring dengan suhu yang lebih tinggi dan tingkat pernapasan yang lebih besar.

Namun, ditemukan bahwa kehilangan air  akibat pernafasan relatif rendah pada unta dehidrasi dibandingkan dengan unta yang telah lebih dahulu terhidrasi. Kehilangan air akibat pernafasan dihubungkan dengan kemampuan hidung unta ketika air yang berkurang dan pada temperatur udara yang rendah serta hilangnya uap air dari hembusan udara. Ketika mencoba untuk mengkonservasi air, unta memiliki kemampuan untuk mengurangi kehilangan air akibat pernapasan dengan menurunkan suhu udara yang dihembuskan dan dengan menangkap uap air dari udara. Unta mengurangi suhu udara yang dihembuskan oleh pertukaran panas sederhana di dalam hidung. Kemampuan menyimpan air biasanya akan hilang untuk penguapan di bawah temperatur tinggi.

Unta yang dehidrasi memiliki bagian lubang hidung yang bersifat higroskopik karena permukaan akan menyerap uap air dari udara. Proses yang memungkinkan unta untuk mengambil uap air sangat mirip dengan proses pertukaran panas hidung baru saja dijelaskan di atas. Namun demikian, perbedaan adalah bahwa uap air dilepaskan dan kemudian diserap tidak panas karena ketika menghirup maka udara kering melewati bagian hidung dan dihembuskan maka hidung kemudian kering lagi.

Hormon

Ben Goumi et al. (1993) melakukan studi mengenai pengendalian air oleh hormon dan natrium pada unta yang mengalami dehidrasi. Ketika unta dehidrasi, terjadi penurunan volume plasma sehingga dilawan oleh peningkatan konsentrasi natrium plasma. Unta yang dehidrasi mengurangi produksi urin dan juga meningkatkan konsentrasi urine mereka ketika dihadapkan dengan situasi kekurangan air. Peningkatan konsentrasi natrium dalam plasma karena dehidrasi parah sebagai sinyal untuk sekresi hormon yang bertanggung jawab untuk menjaga kadar air.arrginin vasopresin (AVP) dan aktivitas renin plasma (PRA) meningkat secara signifikan di unta ketika mengalami dehidrasi.

Hormon AVP menunjukkan cukup efektif dalam meningkatkan konsentrasi urin. AVP menjadi lebih tinggi secara bermakna ketika unta itu dehidrasi Namun, dalam beberapa jam menjadi terhidrasi tingkat AVP turun kembali normal. Meskipun ginjal itu sendiri memainkan peran utama dalam proses melestarikan air melalui peningkatan osmolaritas urin, peran hormon pada seluruh proses memainkan peran yang signifikan.

BY: La Eddy