Thursday, February 14, 2013

Regulasi Enzim Dan Sistem Digesti Lambung Majemuk Pada Hewan Ruminansia


Seperti kita tahu, ruminansia atau hewan pemamah biak mempunyai lambung majemuk. Hal ini berarti lambung ruminansia lebih dari satu buah, yaitu rumen, retikulum, omasum dan abomasum. Pada ruminansia dewasa, rumen adalah bagian lambung yang paling besar. Di antara lambung-lambung tersebut lambung sejatinya adalah abomasum, di mana dalam abomasum terjadi proses pencernaan sebagaimana lambung monogastrik lain, karena abomasum menghasilkan cairan lambung (gastric juice).
Saat dilahirkan abomasum bayi ruminansia berukuran 70% dari keseluruhan lambung majemuknya, sangat kontras dengan kondisi saat dewasa dimana abomasum hanya 8% dari total volume lambung majemuknya. Pada bayi ruminansia, sistem digestinya mirip dengan sistem digesti monogastrik. Pada fase prerumiansia ini, pakan cair akan masuk melalui esophageal groove, satu lekukan sehingga makanan langsung masuk ke dalam abomasum tanpa melalui lambung depan (rumen, retikulum, omasum). Abomasum ini secara fisik dan biokimiawi mampu mencerna bahan pakan utama pedet yaitu susu. Pada masa preruminansia ini,abomasum mensekresi renin. Renin mempunyai kemampuan menjendalkan susu dan memisahkkannya menjadi kasein dan whey.Whey masuk ke dalam duodenum dalam 5 menit setelah minum susu, sementara kasein akan tetap berada di dalam abomasum. Renin adalah enzim proteolitik dan bertanggung jawab terhadap pemecahan jendalan susu tersebut pada pedet yang berumur sangat muda sebelum enzim tersebut digantikan oleh pepsin. Jendalan kasein mengalami degradasi secara bertahap oleh renin dan atau pepsin serta asam klorida dan secara partial perncernaan protein ini akan berlangsung selama 24 jam. Setelah masuk ke dalam intestinum maka enzim yang lain akan berperan untuk mencerna bahan pakan tersebut.

Enzim-enzim seperti tripsin, kimotripsin dan karbopeptidase yang disekresikan oleh pankreas serta peptidase lain yang disekresi intestinum kemudian bahan pakan telah menjadi asam amino akan dilanjutkan dengan absorpsi di dalam usus halus.
Pergantian renin oleh pepsin secara gradual di dalam abomasum terjadi dengan semakin dewasanya pedet. Aktifitas renin mencapai puncaknya pada pH 4, sedangkan optimum pH pepsin adalah 2. Walaupun sudah ada, aktifitas pepsin sangat rendah hingga pedet berumur 3 minggu. Setelah itu terjadi peningkatan pepsin karena pedet juga mulai mengkonsumsi pakan selain susu. Sebelum pedet dapat mencerna nonmilk protein (tanaman, hewani atau ikan), cairan abomasum harus mencapai pH 2 agar pepsin dapat berfungsi secara optimal.
Struktur lambung memiliki empat ruangan, yaitu: Rumen, Retikulum, Omasum dan Abomasum. Lambung sapi sangat besar, diperkirakan sekitar 3/4 dart isi rongga perut. Lambung mempunyai peranan penting untuk menyimpan makanan sementara yang akan dimamah kembali (kedua kah). Selain itu, pada lambung juga terjadi proses pembusukan dan peragian.

Lambung ruminansia terdiri atas 4 bagian, yaitu rumen, retikulum, omasum, dan abomasum dengan ukuran yang bervariasi sesuai dengan umur dan makanan alamiahnya. Kapasitas rumen 80%, retikulum 5%, omasum 7-8%, dan abomasum 7-8%. Pembagian ini terlihat dari bentuk gentingan pada saat otot sfinkter berkontraksi. Makanan dari kerongkongan akan masuk rumen yang berfungsi sebagai gudang sementara bagi makanan yang tertelan. Di rumen terjadi pencernaan protein, polisakarida, dan fermentasi selulosa oleh enzim selulase yang dihasilkan oleh bakteri dan jenis protozoa tertentu. Dari rumen, makanan akan diteruskan ke retikulum dan di tempat ini makanan akan dibentuk menjadi gumpalan-gumpalan yang masih kasar (disebut bolus). Bolus akan Jimuntahkan kembali ke mulut untuk dimamah kedua kali. Dari mulut makanan akan ditelan kembali untuk diteruskan ke ornasum. Pada omasum terdapat kelenjar yang memproduksi enzim yang akan bercampur dengan bolus. Akhirnya bolus akan diteruskan ke abomasum, yaitu perut yang sebenarnya dan di tempat ini masih terjadi proses pencernaan bolus secara kimiawi oleh enzim.
Selulase yang dihasilkan oleh mikroba (bakteri dan protozoa) akan merombak selulosa menjadi asam lemak. Akan tetapi, bakteri tidak tahan hidup di abomasum karena pH yang sangat rendah, akibatnya bakteri ini akan mati, namun dapat dicernakan untuk menjadi sumber protein bagi hewan pemamah biak. Dengan demikian, hewan ini tidak memerlukan asam amino esensial seperti pada manusia.


Aktifitas enzim-enzim menjadi glukosa dan galaktosa agar dapat diabsorpsi dan dimanfaatkan tubuh.

Laktase adalah enzim yang disekresi sel-sel mukosa intestinal dan berperan dalam menghidrolisa atau memecah laktosa. Laktase tersedia cukup di dalam intestinal ruminansia yang baru lahir. Neonatal ruminansia umur 1 hari mempunyai laktase dengan derajat aktifitas maksimal pada mukosa intestinal. Aktifitas laktase ini akan semakin menurun dengan bertambahnya umur anak ruminansia, hingga pada akhirnya tidak berperan sama sekali. Penurunan ini mungkin dipengaruhi oleh faktor genetik dan atau hormonal.

Maltase, maltase adalah enzim yang dapat mencerna amilosa menjadi maltosa. Neonatal ruminansia hampir tidak mempunyai enzim maltase. Baru pada umur 7 hari, mulai ditemukan aktifitas enzim ini, itupun dalam jumlah yang sangat sedikit. Berdasarkan kadar gula darah pasca mengkonsumsi pakan, digesti sumber gula pada saluran pencernaan bagian belakang rumen pedet sangat rendah dibandingkan digesti laktosa. Oleh karena rendahnya kadar atau aktifitas amilase dan maltase pada pedet maka ini berarti hampir tidak ada aktifitas pencernan sumber gula (starch).

Sukrase, pedet hampir tidak mempunyai aktifitas enzim sukrase saat lahir dan berkembang sedikit sekali dengan bertambahnya umur. Hal ini sangat berbeda dengan babi, dimana terjadi perkembangan aktifitas sukrase 2-3 minggu setelah lahir dan sangat efisien untuk mencerna sukrosa. Pada pedet preruminansia, sudah mulai terdapat aktifitas sukrosa oleh mikroba intestinal, tapi penggunaan lebih lanjut dari hasil digesti tersebut masih belum banyak diketahui.






§  Sistem Pencernaan RuminansiaPencernaan adalah rangkaian proses perubahan fisik dan kimia yangdialami bahan makanan selama berada di dalam alat pencernaan. Prosespencernaan makanan pada ternak ruminansia relatif lebih kompleks dibandingkan proses pencernaan pada jenis ternak lainnya. 
§  Perut ternak ruminansia dibagi menjadi 4 bagian, yaitu retikulum (perutjala), rumen (perut beludru), omasum (perut bulu), dan abomasum (perut sejati).Dalam studi fisiologi ternak ruminasia, rumen dan retikulum sering dipandangsebagai organ tunggal dengan sebutan retikulorumen. Omasum disebut sebagaiperut buku karena tersusun dari lipatan sebanyak sekitar 100 lembar. Fungsiomasum belum terungkap dengan jelas, tetapi pada organ tersebut terjadipenyerapan air, amonia, asam lemak terbang dan elektrolit. Pada organ inidilaporkan juga menghasilkan amonia dan mungkin asam lemak terbang(Frances dan Siddon, 1993). Termasuk organ pencernaan bagian belakanglambung adalah sekum, kolon dan rektum. Pada pencernaan bagian belakangtersebut juga terjadi aktivitas fermentasi. Namun belum banyak informasi yangterungkap tentang peranan fermentasi pada organ tersebut, yang terletak setelahorgan penyerapan utama. Proses pencernaan pada ternak ruminansia dapatterjadi secara mekanis di mulut, fermentatif oleh mikroba rumen dan secarahidrolis oleh enzim-enzim pencernaan. 
§  Pada sistem pencernaan ternak ruminasia terdapat suatu proses yangdisebut memamah biak (ruminasi). Pakan berserat (hijauan) yang dimakanditahan untuk sementara di dalam rumen. Pada saat hewan beristirahat, pakanyang telah berada dalam rumen dikembalikan ke mulut (proses regurgitasi),untuk dikunyah kembali (proses remastikasi), kemudian pakan ditelan kembali(proses redeglutasi). Selanjutnya pakan tersebut dicerna lagi oleh enzim-enzimmikroba rumen. Kontraksi retikulorumen yang terkoordinasi dalam rangkaianproses tersebut bermanfaat pula untuk pengadukan digesta inokulasi danpenyerapan nutrien. Selain itu kontraksi retikulorumen juga bermanfaat untukpergerakan digesta meninggalkan retikulorumen melalui retikulo-omasal orifice(Tilman et al. 1982). 
§  Di dalam rumen terdapat populasi mikroba yang cukup banyak jumlahnya.Mikroba rumen dapat dibagi dalam tiga grup utama yaitu bakteri, protozoa danfungi (Czerkawski, 1986). Kehadiran fungi di dalam rumen diakui sangatbermanfaat bagi pencernaan pakan serat, karena dia membentuk koloni padajaringan selulosa pakan. Rizoid fungi tumbuh jauh menembus dinding seltanaman sehingga pakan lebih terbuka untuk dicerna oleh enzim bakteri rumen. 
§  Bakteri rumen dapat diklasifikasikan berdasarkan substrat utama yangdigunakan, karena sulit mengklasifikasikan berdasarkan morfologinya.Kebalikannya protozoa diklasifikasikan berdasarkan morfologinya sebab mudahdilihat berdasarkan penyebaran silianya. Beberapa jenis bakteri yang dilaporkanoleh Hungate (1966) adalah : (a) bakteri pencerna selulosa (Bakteroidessuccinogenes, Ruminococcus flavafaciens, Ruminococcus albus, Butyrifibriofibrisolvens), (b) bakteri pencerna hemiselulosa (Butyrivibrio fibrisolvens,Bakteroides ruminocola, Ruminococcus sp), (c) bakteri pencerna pati(Bakteroides ammylophilus, Streptococcus bovis, Succinnimonas amylolytica, (d) bakteri pencerna gula (Triponema bryantii, Lactobasilus ruminus), (e) bakteri pencerna protein (Clostridium sporogenus, Bacillus licheniformis). 
§  Protozoa rumen diklasifikasikan menurut morfologinya yaitu: Holotrichsyang mempunyai silia hampir diseluruh tubuhnya dan mencerna karbohidrat yangfermentabel, sedangkan Oligotrichs yang mempunyai silia sekitar mulutumumnya merombak karbohidrat yang lebih sulit dicerna (Arora, 1989). 

§  Enzim pencernaan
Dilihat dari mekanismenya, pencernaan digolongkan menjadi tiga jenis yaitu percernaan secara mekanis, hidroliti/enzimatis dan fermentatif. Pencernaan enzimatis adalah pencernaan yang dilakukan oleh enzim-enzim pencernaan. Pada pencernaan enzimatis ini polimer dipecah menjadi manomer, misalnya karbohidrat dipecah menjadi glukosa, atau pritein dirubah menjadi asam amino. Pada ternak monogastik pencernaan ini umumnya terjadi di lambung atau pada unggas di proventrikulus, sedangkan pada ruminansia terjadi pada abomasum. Enzim yang membantu dalam proses pencernaan dihasilkan oleh kelenjar-kelenjar yang terdapat dalam mulut, lambung, pankreas dan usus. Enzim yang belum aktif disebut pro enzim atau zimogen. Berikut ini adalah beberapa enzim yang berperan dalam proses pencernaan :
§  Mulut
Di dalam mulut dihasilkan saliva yang mengandung enzim pregastic estrase (lipase) dan α-amilase terutama pada ternak ruminansia muda. Enzim α-amilase berperan dalam memecah pati (pada monogastik dan unggas).
§  Perut
Sel-sel mukosa dalam perut menghasilkan cairan lambum/cairan pencernaan/gastrik juice. Bagian-bagian perut yang terkait dengan enzim pencernaan adalah :
-     Bagian cardiac : mempunyai kelenjar dan menghasilkan lendir.
-     Bagian fundus : terdiri dari sel utama yang menghasilkan pepsinogen, sel  perietalmenghasilkan HCl, serta sel epithel menghasilkan mucin/lendir.
-      Bagian pylorus : menghasilkan hormon gastrin. Hormon ini akan merangsang sel-sel perietal sehingga disekresikan HCl. Kemudian suasana asam oleh kehadiran HCl akan mengaktifkan pepsinogen menjadi pepsin. Sehingga pepsin sebagai enzim aktif akan membantu pengaktifan pepsinogen. Proses pengaktifan proenzim oleh enzimnya sendiri disebut autokatalisis.
§  Pepsin (endopeptidase) merupakan enzim pemecah rangkaian asam amino di bagian dalam/tengah. Enzim ini bekerja optimum pada pH 2,0 (1,5-4,6). Dengan adama amino target yaitu PHE, TYR, TRP (AA aromatik). Gelatinase disebut dengan parapepsin 1. Gelatinase stabil pada pH 7,0 dan inaktif terhadap albumin darah, tidak mengandung fospat serin dan lebih khas untuk pencernaan gelatin.
§  Gastricsin disebut parapeptidase 2 serupa dengan parapesin 1, pH optimum sekitar 3,0. Rennin dihasilkan dalam lambung anak ternak yang minum susu, rennin berfungsi untuk menggumpalkan (koagulasi) kasein (protein susu) menjadi parakasein. Parakasein ditambah Ca menjadi kalsium parakaseinat (menggumpal-mengendap). Kalsium parakasienat dicerna oleh pepsin dan disempurnakan pencernaannya di usus.
§  Usus
Usus adalah tempat pencernaan zat makanan yang paling sempurna dan efisien. Di usus disekresikan 4 macam zat, yaitu :
-      Getah usus (duodenal juice) yang dikeluarkan melalui ductus (saluran) diantara vili, bersifat alkalis dan berfungsi sebagai pelumasdan melindungi dinding duodenum dari HCl yang msuk dari lambung.
-      Getah pankreas disekresikan oleh kelenjar pankreas yang terletak pada lipatan duodenum melalui ductus. Enzim-enzim yang disekresikan oleh pankreas adalah sebagai berikut :
§  Tripsininogen yang diaktifkan menjadi tripsin oleh enterokinase yang disekresikan oleh mukosa duodenum. Tripsi bersifat endopeptidase memecah ikatan peptida pada AA Lys dan Arg. Tripsin berperan sebagai autokatalisis pada tripsinogen.