PERCOBAAN I

pH SALURAN PENCERNAAN

A. Tujuan

Untuk dapat memahami mekanisme dan fungsi perbedaan pH pada bagian-

bagian saluran pencernaan.

B. Dasar Teori

Pencernaan makanan secara kimiawi terjadi dengan bantuan zat kimia

tertentu. Enzim pencernaan merupakan zat kimia yang berfungsi memecahkan

molekul bahan makanan yang kompleks dan besar menjadi molekul yang lebih

sederhana dan kecil. Molekul yang sederhana ini memungkinkan darah dan

getah bening (limfe) mengangkut ke seluruh sel yang membutuhkan (Guyton,

1993).

Enzim bekerja pada substrat tertentu, memerlukan suhu tertentu dan

keasaman (pH) tertentu pula. Suatu enzim tidak dapat bekerja pada substrat

lain. Molekul enzim juga akan rusak oleh suhu yang terlalu rendah atau terlalu

tinggi. Demikian pula enzim yang bekerja pada keadaan asam tidak akan

bekerja pada suasana basa dan sebaliknya (Swenson, 2007).

Proses pencernaan terbatas pada organ-organ pencernaan, yaitu pada

saluran pencernaan dan kelenjar-kelenjarnya. Saluran pencernaan

(gastrointestinal) disebut juga canalis atau tractus almentary yang terdiri dari

mulut, faring, esofagus, lambung, intestin (usus halus), usus besar dan anus.

Kelenjar pencernaan makanan merupakan bagian sistem pencernaan makanan

yang berfungsi menyediakan enzim-enzim pencernaan. Kelenjar-kelenjar

pencernaan tersebut adalah kelenjar ludah, mukosa lambung atau kelenjar

getah lambung, hati, kelenjar pankreas dan kelenjar getah usus (Soewolo,

2000).

Proses pencernaan sangat terkait dengan kerja enzim-enzim pencernaan.

Aktivitas enzim sangat terpengaruh oleh keadaan suhu dan pH tertentu dan

aktivitasnya dapat berkurang dalam keadaan di bawah atau di atas titik

tersebut. Misalnya enzim pepsin pencerna protein bekerja paling efektif pada

nilai pH 1-2, sedangkan enzim proteolitik lainnya misalnya tripsin menjadi

tidak aktif pada pH tersebut, tetapi akan berkerja sangat efektif pada nilai pH 8

(Kimball, 1983).

Organ pencernaan mempunyai enzim pada kisaran pH optimum masing-

masing, sesuai dengan tempat kerjanya. Misalnya enzim pepsin yang terdapat

di lambung dan bernuansa asam memiliki pH optimum 2 sedangkan enzim

ptialin yang terdapat di mulut dan bernuansa basa memiliki pH optimum 7,5

sampai 8. Setiap enzim dapat berkerja baik pada pH optimum. Perubahan pH

dapat mempengaruhi perubahan kunci asam amino pada sisi aktif enzim,

sehingga dapat menghalangi sisi aktif enzim bergabung dengan substratnya

(Poedjiadi, 2006).

Kelenjar ludah menghasilkan air ludah yang mengandung berbagai zat

kimia, satu diantaranya adalah enzim ptialin atau amilase ludah. Ptialin

berfungsi membantu mempercepat perombakan tepung (polisakarida) menjadi

maltosa (disakarida) dan monosakarida (glukosa, fruktosa, dan galaktosa)

(Soewolo, 2000).

Bersama-sama makanan lain, amilum yang telah tercerna maupun yang

belum akan masuk ke dalam lambung. Protein dan lemak dalam mulut hanya

mengalami pencernaan secara mekanis dan tidak secara enzimatik sebab dalam

mulut tidak ada enzim yang mengkatalisis hidrolisis protein dan lemak

(Sumardjo, 2006).

Derajat keasaman pH dan kapasitas buffer saliva ditentukan oleh susunan

kuantitatif dan kualitatif elektrolit di dalam saliva terutama ditentukan oleh

susunan bikarbonat, karena susunan bikarbonat sangat konstan dalam saliva

dan berasal dari kelenjar saliva. Derajat keasaman saliva dalam keadaan

normal antara 5,6–8,0 dengan rata-rata pH 6,7. Beberapa faktor yang

menyebabkan terjadinya perubahan pada pH saliva antara lain adalah rata-rata

kecepatan aliran saliva, mikroorganisme dalam rongga mulut, dan kapasitas

buffer saliva. Derajat keasaman (pH) saliva optimum untuk pertumbuhan

bakteri adalah 6,5–7,5 dan apabila rongga mulut pH-nya rendah antara 4,5–5,5

akan memudahkan pertumbuhan bakteri asidogenik seperti Streptococcus

mutans dan Lactobacillus (Soesilo, 2005).

Mukosa lambung atau kelenjar getah lambung, menghasilkan HCl, pepsin,

rennin, dan lipase. HCl berfungsi melarutkan partikel-partikel makanan,

membunuh bakteri, dan mengaktifkan pepsin. Pepsin berfungsi mengubah

protein menjadi polipeptida (oligopeptida, proteosa dan pepton). Renin (yang

hanya terdapat pada anak-anak dan hewan) berfungsi mengubah kaseinogen

menjadi asam lemak dan gliserol (Soewolo, 2000).

Pada lumen lambung, kerja enzim ptialin yang masuk bersama-sama

makanan dari mulut dihentikan dengan adanya asam klorida (HCl). Jadi,

polisakarida, oligosakarida dan disakarida dalam labung tidak mengalami

perubahan; protein yang kontak dengan asam klorida lambung akan mengalami

denaturasi sehingga mudah dicerna oleh tubuh. Protein yang berada di dalam

lambung akan diubah oleh pepsin menjadi fraksi-fraksi yang lebih kecil, yaitu

oligopeptida, proteosa dan pepton. Berbeda dengan amilase dan enzim lainnya,

pepsin berkerja dalam suasana sangat asam (pH 1,0-2,5) sesuai dengan kondisi

asam cairan lambung. Hasil semua digesti makanan dalam labung ini bersama-

sama makanan lain akan masuk ke dalam usus halus (Sumardjo, 2006).

Hati merupakan kelenjar pencernaan yang paling besar yang berfungsi

membntuk cairan empedu yang akan dialirkan ke dalam usus halus. Empedu

tidak mengandung enzim tetapi sangat penting untuk mengemulsikan lemak

(Soewolo, 2000).

Kelenjar pankreas menghasilkan getah pankreas yang juga dialirkan ke

dalam usus halus. Getah pankreas mengandung lipase, tripsin, dan amilase.

Lipase berfungsi mengubah lemak yang telah diemulsikan empedu menjadi

asam lemak dan gliserol. Tripsin (tripsinogen yang telah diaktifkan) berfungsi

mengubah protein menjadi peptida dan dan asam amino. Tripsin dapat bekerja

dengan baik dalam hidrolisis protein pada pH antara 8,0-9,0. Amilase berfungsi

mengubah amilum menjadi maltosa dan disakarida yang lain (Soewolo, 2000).

Aktivitas enzim lipase dapat bertambah dengan adanya ion CaH dan asam

empedu, dan bekerja secara optimal pada pH 7,0-8,8. Pemecahan lemak

dengan cara hidrolisis dibantu oleh garam asam empedu yang terdapat dalam

cairan empedu dan berfungsi sebagai emulgator. Dengan adanya garam asam

empedu sebagai emulgator, maka lemak dalam usus dapat dipecah-pecah

menjadi partikel-partikel kecil sebagai emulasi, sehingga luas permukaan

lemak bertambah besar. Hal ini menyebabkan proses hidrolisis berjalan lebih

cepat (Soewolo, 2000).

Enzim amilase umumnya stabil pada kisaran nilai pH 5,5-7,0. Aktivitas

optimum umumnya terjadi pada nilai pH 4,8-6,5. Tetapi nilai pH optimum

aktivitas enzim berbeda-beda tergantung organisme penghasil enzimnya (Dewi,

2005).

Kelenjar dinding usus menghasilkan maltase, sukrase, laktase, dan

peptidase. Peptidase mengubah polipeptida menjadi asam-asam amino. Sukrase

mengubah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. Kedua zat yang dihasilkan

tersebut, struktur kimianya lebih simpel dan lebih mudah diterima sebagai

nutrisi tubuh manusia. Laktase mengubah laktosa menjadi glukosa dan

galaktosa. Maltase mengubah maltosa menjadi dua molekul glukosa. Sehingga

lebih mudah direaksikan secara kimiawi oleh tubuh untuk diserap sebagai

sumber energi. Di samping itu dinding usus halus juga menghasilkan

enterokinase yang berfungsi mengaktifkan tripsinogen dari pankreas menjadi

tripsin. Enzim ini dihasilkan oleh duodenum (Soewolo, 2000).

pH usus halus bersifat alkalis terutama disebabkan oleh garam natrium

bikarbonat dari pankreas dan keadaan alkalis ini sesuai dengan daerah pH

optimum enzim-enzim yang berkerja di dalam usus halus (Sumardjo, 2006).

C. Alat dan Bahan

1. Alat

a. Papan bedah

b. Peralatan bedah

c. Wadah anestesi

2. Bahan

a. Hewan coba (tikus)

b. Kapas

c. Kloroform

d. pH indikator

D. Prosedur Kerja

1. Disiapkan masing-masing satu ekor tikus yang telah dipuasakan makan

selama 12 jam (tetap diberi minum) oleh tiga kelompok. Tiga kelompok

lainnya menyiapkan masing-masing satu ekor tikus yang tidak dipuasakan.

2. Dilakukan anastesi pada stadium ke-3 pada tikus menggunakan kloroform.

3. Dibedah tikus dan dioperasi tiap segmen pada saluran pencernaannya (tanpa

ada pemotongan organ).

4. Dilakukan operasi pada saat gerakan peristaltik masih berlangsung. Dibuka

sayatan dengan lebar secukupnya untuk memasukkan kertas lakmus untuk

mengukur pH tiap bagian. Dilakukan pengukuran pH sebanyak dua kali

untuk tiap bagian dan jika hasilnya berbeda maka dilakukan pengukuran

ketiga.

5. Diukur pH pada segmen mulut, esofagus, permulaan lambung, fundus

lambung, sphincter pylori, bagian permulaan usus halus, bagian tengah usus

halus, bagian akhir usus halus, usus kosong, permulaan usus besar

(ascenden colon), pertengahan usus besar (transversum colon) dan bagian

akhir usus besar (descenden colon) serta bagian anus.

6. Dicatat keseluruhan hasil dan dibahas mekanisme perbedaan pH serta

kegunaannya.

7. Dibahas perbedaan yang terjadi pada tikus yang dipuasakan dan tidak

dipuasakan.

E. Hasil Pengamatan

1. Tikus yang dipuasakan

SEGMEN pH normal pH ke 1 pH ke 2 pH ke 3

Mulut 6-7 7 9 8

Esofagus 5-6 9 7 6

Permulaan Lambung 7 3 3 1

Fundus Lambung 1-3 3 3 1

Sphincter Pylori 4-6 4 3 1

Permulaan Usus Halus 7-8 6 5 6

Bagian Tengah Usus Halus 7-8 7 5 7

Bagian Akhir Usus Halus 7-8 7 5 6-7

Usus Kosong 9 9 7 5

Permulaan Usus Besar 7 8 6 7

Pertengahan Usus Besar 8 7 6-7 6-7

Bagian Akhir Usus Besar 7-8 6 7 6

Anus/Rektum 8 7 7 7

2. Tikus yang tidak dipuasakan

SEGMEN pH normal pH ke 1 pH ke 2 pH ke 3

Mulut 6-7 7 7 7

Esofagus 5-6 7 6 4

Permulaan Lambung 7 2 4 1

Fundus Lambung 1-3 4 6 1

Sphincter Pylori 4-6 4 6 1

Permulaan Usus Halus 7-8 7 7 6

Bagian Tengah Usus Halus 7-8 7 7 7

Bagian Akhir Usus Halus 7-8 7 7 7

Usus Kosong 9 7 8 7

Permulaan Usus Besar 7 7 7 8

Pertengahan Usus Besar 8 7 7 6

Bagian Akhir Usus Besar 7-8 7 7 6

Anus/Rektum 8 7 7 6

F. Pembahasan

Pencernaan makanan pada saluran pencernaan manusia meliputi dua

proses yaitu pencernaan mekanik (pencernaan yang dilakukan oleh gigi di

dalam mulut) dan pencernaan kimiawi (pencernaan yang melibatkan enzim).

Saluran pencernaan manusia terdiri dari mulut (cavum oris), kerongkongan

(esofagus), lambung (ventrikulus), usus halus, usus besar (kolon) dan anus.

Percobaan kali ini bertujuan untuk memahami mekanisme dan perbedaan

pH pada segmen-segmen saluran pencernaan. Hewan coba yang digunakan

yaitu tikus yang telah dipuasakan dan yang tidak dipuasakan. Pada hewan

tersebut dilakukan proses anestesi. Proses anestesi yaitu proses menghilangkan

rasa nyeri dan rasa kesadaran dengan menggunakan kloroform yang telah

dijenuhkan di dalam toples. Setelah dilakukan proses anestesi tersebut,

selanjutnya hewan tersebut dibedah dan dioperasi. Proses pembedahan

mengunakan guntingan bidang median sagital yaitu potongan vertikal

pertengahan tubuh membagi sisi kiri dan kanan yang sejajar dengan bidang

median.

Fase anestesi dibagi menjadi 4 yaitu, stadium 1 (induksi) yaitu proses

menghilangkan rasa sakit dan masih terdapat kesadaran; stadium 2 (eksitasi

involunter) yaitu proses tidak sadarkan diri; stadium 3 (pembedahan atau

operasi) yaitu tahap koma; dan stadium 4 (paralisis) yaitu proses yang tidak

dapat bergerak dan tidak dapat merespon stimulus yang diberikan.

Objek yang diamati perubahan pHnya adalah tikus. Tikus yang diamati

terdiri dari tikus yang dipuasakan dan tikus yang tidak dipuasakan. Segmen -

segmen yang diukur pH-nya adalah mulut, esofagus, permulaan lambung,

fundus lambung, spchincter pylori, usus halus, bagian permulaan, usus halus

bagian tengah, usus halus bagian akhir, usus kosong, permulaan usus besar

(ascenden colon), pertengahan usus besar (transversum colon), dan bagian

akhir usus besar (descenden colon) serta bagian anus.

Mulut adalah rongga lonjong pada permukaan saluran pencernaan. Terdiri

atas dua bagian, bagian luar yang sempit yaitu ruang diantara gusi serta gigi

dengan bibir dan pipi dan bagian dalam yaitu rongga mulut yang dibatasi di

sisi-sisinya oleh tulang maxillaris dan semua gigi dan di sebelah dengan awal

taring. Mulut terdapat tiga kelenjar ludah yaitu kelenjar parotis, kelenjar

submandibularis dan kelenjar sublingualis. Kelenjar saliva berfungsi

mengeluarkan saliva. Saliva memiliki pH 6,0-7,0. Saliva mengandung enzim

ptialin atau amilase yang akan mengubah amilum (polisakarida) menjadi

maltosa. Hasil yang didapatkan pada tikus yang dipuasakan dan tikus yang

tidak dipuasakan yaitu memiliki pH 7, pH mulut pada tikus yang dipuasakan

dan yang tidak dipuasakan tidak memiliki perbedaan, hal ini sesuai dengan

teori.

Esofagus adalah suatu organ silinder berongga dengan panjang lebih 20

cm dan lebarnya 2 cm. Esofagus merupakan saluran panjang dan tipis sebagai

jalan makanan yang telah dikunyah dari mulut ke lambung dengan gerakan

peristaltik. Esofagus memiliki pH 5-6. Hasil yang didapat pada tikus yang

dipuasakan yaitu memiliki pH 9 sedangkan pada tikus yang tidak dipuasakan

yaitu meiliki pH 7. Saluran pencernaan selanjutnya yaitu lambung dan pilorus.

Pilorus merupakan pembukaan dari lambung ke dalam bagian pertama

usus halus (duodenum). Pada kedua ujung lambung terdapat klep yaitu klep

pertama (spinchter esofagus) berfungsi menjaga makanan agar tetap di

lambung dan hanya terbuka pada saat makanan masuk. Klep kedua (spinchter

pilorus) berfungsi tempat batasan dengan duodenum. Getah lambung adalah

campuran zat-zat kimia yang sebagian besar terdiri dari asam lambung (HCl)

serta enzim pepsin, renin dan lipase. Asam lambung berfungsi membunuh

bakteri yang terdapat dalam makanan, mengubah sifat protein dan

mengaktifkan pepsin. Pepsin merupakan enzim yang dapat menghidrolisis

molekul-molekul protein menjadi molekul-molekul peptida. Renin adalah

enzim yang dapat mengubah karsinogen menjadi kasein. Lipase adalah enzim

yang menghidrolisis trigliserida menjadi asam lemak dan gliserol. Lambung

terdiri dari 4 lapisan, yaitu mucosa (tempat diproduksinya enzim dan mucus),

terdiri dari sel goblet (memproduksi mucus atau lendir), sel parietal

(memproduksi asam lambung) dan sel chief (memproduksi enzim pepsinogen).

Lalu ada lapisan submucosa yang terdiri dari arteri dan vena untuk transportasi

makanan dan respirasi. Lalu lapisan muscularis, terdiri dari otot-otot polos

yang berfungsi untuk mencerna makanan secara mekanis dengan cara kontraksi

dan relaksasi. Dan terakhir, lapisan serosa, berfungsi sebagai lapisan epitelium

untuk melindungi lambung. Lapisan ini juga memproduksi semacam

cairan/lendir untuk mengurangi gesekan lambung dengan organ lainnya.

Lambung memiliki pH 1,0-3,5. Hasil yang didapat pada pengukuran pH

lambung pada tikus yang dipuasakan yaitu memiliki pH 3 sedangkan pH pada

tikus yang tidak dipuasakan yaitu memiliki pH 2. Tikus yang dipuasakan

pHnya lebih basa karena tidak ada makanan didalam lambung, sehingga enzim

pada saluran lambung menigkat karena tidak mendapatkan nutrisi. Hanya

enzim tertentu yang dapat bekerja pada suasana asam atau basa (pH) sehingga

mempengaruhi pH tersebut. pH saluran pencernaan ini dapat dipengaruhi oleh

beberapa faktor antara lain banyaknya makanan yang masuk serta sifat

makanan yang masuk. Saat berpuasa tidak ada makanan yang masuk sehingga

lambung yang terus menerus mengeluarkan asam lambung dapat

mengakibatkan pH lambung menjadi semakin asam dan menyebabkan iritasi

pada lambung. Sedangkan pada saat ada makanan, asam lambung akan

diproduksi untuk membantu memecahkan molekul makanan menjadi molekul

yang lebih sederhana. Sifat makanan asam yang masuk ke dalam saluran

pencernaan juga dapat mempengaruhi pH dalam lambung. pH lambung yang

sudah bersifat asam akan meningkat menyesuaikan sifat asam makanan.

Pada saluran pencernaan terdapat kelenjar pankreas, yang dapat

menghasilkan getah pankreas. Getah pankreas mengandung zat-zat yaitu

natrium bikarbonat (berfungsi menetralkan keasaman isi usus, amilase

(berfungsi menghidrolisis pati menjadi glukosa), lipase (berfungsi

mengidrolisis lemak menjadi campuran asam lemak dan monogliserida), tripsin

dan kimotripon (berfungsi memecah molekul protein), peptidase (berfungsi

membantu hidrolisis peptida menjadi asam amino).

Usus halus adalah tempat absorpsi makanan, terdiri dari tiga bagian yaitu

duodenum (usus duabelas jari), jejenum (usus kosong), dan ileum (usus

penyerapan). Usus halus memiliki pH 7,5-8.0.

Usus kosong (jejunum) panjang lebih dari 7 m. Berfungsi sebagai tempat

penyelesaian dari semua proses pencernaan makanan, memiliki pH 9. Hasil

pengujian pada tikus yang dipuasakan adalah 9. Hal ini menunjukkan adanya

kesesuaian dengan literature sedangkan hasil pada tikus yang tidak dipuasakan

pHnya adalah 7, ketidaksesuaian hasil dari literatur kemungkinan disebabkan

karena makanan yang berasal yang dimakan bersifat asam sehingga pH pada

usus halus yang seharusnya basa menjadi netral. Pada tikus yang dipuasakan di

permulaan usus halus memiliki pH 6, bagian tengah usus halus memiliki pH 7,

bagian akhir usus halus memiliki pH 7. Sedangkan pada tikus yang tidak

dipuasakan dari permulaan usus halus sampai bagian akhir usus halus memiliki

pH 7.

Usus besar merupakan kelanjutan dari usus halus. Usus besar dibagi

menjadi tiga yaitu kolon naik (ascending colon), kolon datar (transversum

colon), dan kolon turun (descending colon). Fungsi usus besar tidak untuk

absorpsi, tetapi sebagai organ dehidran dan saluran untuk mengeluarkan feses

(defekasi). Usus besar memiliki pH 7,5-8,0. Hasil dari percobaan tikus uji yang

dipuasakan dari permulaan, pertenghan dan akhir menghasilkan pH berturut-

turut 8, 7 dan 6 sedangkan tikus uji yang tidak dipuasakan berturut-turut pHnya

adalah 7. Pada pH yang sesuai atau tidak sesuai karena adanya flora normal

seperti E.coli. Jadi jika pH sesuai maka flora normal dalam usus besar pun

sesuai namun jika pH tidak sesuai maka flora normal tersebut tidak dalam

jumlah yang sesuai pula.

Terakhir adalah anus, Feses yang terkumpul dalam rektum dikeluarkan

melalui saluran pengeluaran yang dinamakan anus. Proses pengeluaran feses

lewat anus ini disebut proses defikasi. Pada anus terdapat otot sfingter anus

yang berupa otot polos dan otot lurik. Masing -masing otot ini berturut-turut

berada di dalam dan bagian luar lubang anus. Saat feses menyentuh dinding

rektum, otot lurik terangsang melakukan proses defikasi. Akibatnya, secara

sadar akan melakukan kontraksi. Tindakan ini akan menjadikan otot polos

mengendur, sehingga feses keluar dari tubuh. pH normal pada anus adalah 8.

Pada hasil tikus yang dipuasakan maupun yang tidak dipuasakan memiliki pH

7 yang berarti tidak sesuai dengan literatur. pH netral ini kemungkinan

dikarenakan pH sebelumnya pun 7.

G. Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan

bahwa :

1. pH normal pada mulut 6-7; esofagus 5-6; lambung 1-2,5; usus halus 7-8;

usus besar 7,5-8,0; anus atau rektum 7,5-8,0.

2. Perbedaan pH pada saluran pencernaan berfungsi agar enzim pencernaan

dapat bekerja dengan baik dan optimal.

DAFTAR PUSTAKA

Dewi, C., Tjahjadi P., dan Artini P. 2004. Production of Reducing Sugar from

Rice Brans Substrate by Using Rhizopus oryzae. Bioteknologi Vol. 2 (1):

21-26.

Guyton, D.C. 1993. Fisiologi Kedokteran Edisi 2. Jakarta: Penerbit Buku

Kedokteran EGC.

Kimball, John W. 1983. Biologi Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta: Erlangga.

Poedjiadi, Anna, dkk. 2006. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta: Universitas

Indonesia Press.

Soesilo, D., Rinna E. S., dan Indeswati D. 2005. The Role of Sorbitol in

Maintaining Saliva's pH to Prevent Caries Process. Jurnal Kedokteran Gigi

Vol. 38 (1): 25-29.

Soewolo. 2000. Pengantar Fisiologi Hewan. Jakarta: PPGSM.

Sumardjo, D. 2006. Pengantar Kimia: Buku Panduan Kuliah Mahasiswa

Kedokteran. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC.

Swenson, GM. 2007. Dules Physiology or Domestic Animals. USA: Publishing

Co. Inc.