Regulasi Tekanan Darah pada Jerapah
Jerapah adalah hewan yang identik dengan leher panjangnya. Jerapah jantan bahkan dapat mencapai tinggi 5,5 meter! Leher panjang yang dimiliki jerapah membawa beberapa keuntungan baik secara fisiologis mauapun secara evolutif, mecakup:
Leher panjang membuat jerapah mampu meraih makanan-makanan yang tidak bisa diambil oleh hewan lain.
Leher panjang akan mempermudah komunikasi antar jerapah melalui jarak pandang yang luas. Jarak pandang yang luas ini juga dapat digunakan untuk mengawasi predator.
Leher panjang menambah luas permukaan tubuh yang dapat digunakan untuk disipasi panas ketika suhu lingkungan tinggi.
Jerapah pada posisi tegak
Semua keuntungan tersebut memiliki konsekuensi fisiologis yang unik untuk jerapah. Dengan leher panjang, ketika posisi tubuh jerapah tegak, jantung harus bekerja keras untuk dapat memompa darah menuju bagian otak melawan arah gravitasi. Otak adalah organ tubuh yang membutuhkan suplai darah yang konstan dan stabil. Oleh karena itu, jerapah wajib memiliki mekanisme untuk mempertahankan tekanan yang cukup untuk membawa darah sampai ke otak setiap saat.
Darah pada tubuh jerapah dapat dianggap sebagai kolom cairan, dimana ; maka jerapah memiliki tekanan hidrostatis sangat tinggi pada bagian dasar, i.e. di bagian kaki. Dengan tekanan yang terlampau tinggi, bisa saja cairan darah pada bagian kaki jerapah keluar dari pembuluh dan membanjiri daerah interstitial, mengakibatkan edema. Jerapah mengatasi tantangan tersebut dengan beberapa adaptasi fisiologis. Dibandingkan hewan mamalia berukuran sebanding, jerapah memiliki tekanan darah yang sangat tinggi. Tekanan tersebut dijaga konstan, sehingga darah mampu mencapai otak setiap saat. Darimana tekanan darah tinggi pada jerapah berasal? Tekanan darah adalah hasil perkalian antara cardiac output dan resistensi pembuluh. Salah satu, atau bahkan kedua dari faktor tersebut harus tinggi pada jerapah.
Jerapah memiliki jantung yang relatif kecil dibanding mamalia berukuran sebanding. Namun, jantung jerapah mengalami hipertrofi. Ventrikel kiri pada jantung jerapah sangat tebal, menyediakan power yang cukup untuk mempertahankan cardiac output pada jerapah. Walaupun begitu, cardiac output pada jerapah tidak jauh berbeda dengan mamalia lain berukuran sebanding. Artinya, tekanan darah yang tinggi lebih dipengaruhi oleh resistensi pembuluh.
Pembuluh arteri dan arteriol yang berada pada dan di bawah level jantung mengalami hipertrofi. Hal ini mengakibatkan pembuluh tersebut mampu berkonstriksi dengan power yang cukup untuk melawan tekanan hidrostatis dari darah. Vasokontriksi akan meningkatkan resistensi sehingga tekanan darah tinggi dan aliran darah ke otak mampu dipertahankan. Edema pada kaki jerapah dapat dihindari dengan fitur anatomi yang unik pada kaki jerapah. Kaki jerapah dilapisi oleh kulit yang tebal dan tidak elastis. Resistensi internal dari kulit ini mampu menahan dan mengompensasi tekanan hidrostatis di kaki sehingga tidak banyak cairan dari pembuluh yang terultrafiltrasi ke jarinagn. Selain itu, mekanisme venous return yang berkembang baik ikut berperan mengurangi dan mencegah ternjadinya penumpukan cairan di jaringan. Dengan demikian, jerapah dapat bertahan dalam posisi tegak tanpa mengalami masalah fisiologis yang signifikan.
Jerapah pada posisi-posisi lain
Leher panjang pada jerapah memang mampu membantu jerapah meraih tempat-tempat tinggi. Namun, itu artinya, terdapat satu tantangan baru; jerapah akan kesulitan meraih tempat-tempat rendah! Kapan jerapah butuh untuk menunduk? Tepatnya, saat jerapah membutuhkan air untuk minum.
Posisi jerapah saat meminum air mendatangkan beberapa konsekuensi. Dengan tekanan darah yang tinggi saat posisi tegak, tiba-tiba posisi kepala (dan otak) berada di bawah jantung. Artinya, otak akan terpapar oleh tekanan hidrostatis yang sedemikian tinggi. Cukup tinggi untuk memecahkan pembuluh darah. Jerapah harus memiliki adaptasi fisiologis yang memungkinkan kontrol tekanan darah dari posisi tegak ke menunduk, ataupun sebaliknya. Nyatanya, jerapah melakukan pergantian posisi itu dalam tempo yang cepat. Untuk menghindari masalah yang mungkin ditumbulkan dari hal tersebut, maka jerapah memiliki beberapa bentuk adaptasi baik secara fisiologis maupun anatomis sebagai berikut.
Pertama, jerapah memiliki pembuluh darah yang elastis. Telah disebutkan bahwa pembuluh arteri dan arteriol di bagian bawah tubuh jerapah mengalami hipertrofi. Selain bisa berkontriksi maksimal, pembuluh tersebut juga bisa berdilatasi. Untuk mengurangi tekanan darah saat menunduk, pembuluh akan berdilatasi untuk memperbesar luas permukaan dan resistensi, sehingga tekanan darah menurun.
Kedua, jerapah memiliki fitur anatomi khusus; sebelum mencapai otak, dua pembuluh eksternal karotid bercabang menjadi banyak pembuluh kecil yang membentuk jaring-jaring, disebut ‘rete mirabile’. Pembuluh rete mirabile sangat elastis. Rete mirabile mampu mengakomodasi darah dari jantung, sebelum darah tersebut memasuki otak. Hal ini supaya otak tidak mendapat darah dalam jumlah yang berlebihan. Untuk meningkatkan keamanan, terdapat percabangan yang menghubungkan arteri karotid dengan arteri vertebralis, sehingga darah dapat ‘dibelokkan’ sebelum mencapai rete mirabile. Rete mirabile juga cukup elastis untuk mampu memompa sebagian darah (yang terkumpul saat posisi menunduk) ke otak ketika jerapah kembali ke posisi tegak. Itulah sebabnya, jerapah tidak perlu merasa ‘pusing’ setelah melakukan pergantian posisi dalam tempo cepat, karena suplai darah ke otaknya dapat terus terjaga.
Ketiga, satu lagi fitur anatomi khusus pada jerapah: keberadaan banyak katup pada vena jugularis. Ketika posisi jerapah menunduk, dikhawatirkan darah yang seharusnya kembali ke jantung melalui inferior vena cava mengalir kembali ke vena jugularis (vena daerah leher) akibat gravitasi. Keberadaan katup yang menutup saat kepala jerapah berada di posisi rendah mencegah backflow tersebut. Akhirnya, darah tetap mampu menuju ke jantung dan cardiac output mampu dipertahankan.
Dengan demikian, jerapah mampu melakukan pergantian posisi kepala untuk memenuhi kebutuhannya akan makanan dan minuman dengan baik. Semua adaptasi fisiologis dan anatomis yang dilakukan jerapah telah memungkinkan hewan tersebut untuk memperoleh keuntungan dari memiliki leher panjang tanpa mengalami kerusakan internal.
Author
Salsabiilaa Roihanah
SMA Semesta, Semarang
TOBI 2017
Edited and Reviewed by
Robin Chandra
