Fisiobiologi Homeostasis

Homeostasis Keadaan homeostasis atau steady state

homoios (sama), stasis, (menetap) “tetap sama” “keadaan yang bisa berubah, secara relatif konstan”

Walter B. Cannon bukan sesuatu yang tidak pernah berubah, tidak selalu sama sepanjang waktu.

Sel: untuk survive dalam kondisi sehat seluruh aspek lingkungan harus relatif konstan:

komposisi kimia, tekanan osmosis, [H+], suhu, dsb. perubahan kecil fungsi sel tidak optimal perubahan besar sel dan tubuh mati

HOMEOSTASIS

Homeostasis is the maintenance of a steady state in the body despite changes in the external environmentThe steady state is the optimum level for the body functions

© 2008 Paul Billiet ODWS

Lingkungan kehidupan sel Tidak sama dengan lingkungan kehidupan tubuh.

tubuh di dalam atmosfir; udara luar = lingkungan luar sel di dalam cairan interstitium = lingkungan dalam

Cairan ekstrasel (di luar sel) berada di intersel/interstisium, mengisi ruangan di antara sel plasma, mengalir di pembuluh darah.

Claude Bernard, Perancis: “milieu interne” cairan ekstrasel lingkungan kehidupan sel komposisi fisika/kimia harus dipertahankan konstan

Walter B. Cannon, Amerika menamakan kekonstanan relatif ‘lingkungan dalam’ sebagai homeostasis.

Mempertahankan homeostasis Merupakan tema utama Fisiologi.

melibatkan proses-proses mekanisme homeostasis pelaksanaan fungsi semua organ dan sistem tubuh

Illustrasi mengenai proses homeostasis kolam renang, tinggi permukaan 150-155 cm

sebagai bentuk homeostasis air kalau terjadi sumbatan pada pipa masuk

volume air berkurang, ketinggian akan < 150 cm. mekanisme homeostatis bekerja

sensor otomatis mengaktifkan alat lainmengurangi aliran pada pipa keluar, ketinggian air kembali ke tingkat homeostasis

Dasar mekanisme homeostasis Perubahan lingkungan internal merangsang sensor

mengaktifkan respons pengembalian homeostasis. membalikkan perubahan ke homeostasis.

Respons pembentuk mekanisme homeostasis disebut sebagai respons adaptif (penyesuaian). penyesuaian tubuh dengan perubahan lingkungan perubahan tubuh akibat perubahan lingkungan

dan perubahan lingkungan akibat perubahan tubuh. Adaptasi: penggabungan organisme - lingkungan

kalau berhasil: survival yang sehat kalau gagal: penyakit atau kematian.

A system in homeostasis needs

Sensors to detect changes in the internal environment

A comparator which fixes the set point of the system (e.g. body temperature).

The set point will be the optimum condition under which the system operates

Effectors which bring the system back to the set point

Feedback control. Negative feedback stops the system over compensating (going too far)

A communication system to link the different parts together

© 2008 Paul Billiet ODWS

A system in homeostasis needs

SensorPerturbation

in the internal environment

Return to normal internal

environment

Effector

Comparator

Sensor

Negative feedback

© 2008 Paul Billiet ODWS

Communication systems

These should consist of the following components Linkage

system

Effector

Reponse

Sensor

Stimulus

© 2008 Paul Billiet ODWS

Generalisasi fungsi tubuh Kategori umum fungsi tubuh

fungsi survival (daya bertahan hidup), fungsi homeostasis lingkungan dalam, aktifitas terus menerus, memiliki fungsi-fungsi organ, berubah sesuai dengan perjalanan waktu.

Survival (daya bertahan hidup) urusan tubuh yang paling utama, mencakup survival tubuh dan survival makhluk tergantung pada kemampuan tubuh menjaga atau

mengembalikan homeostatis lingkungan internal.

Homeostasis tergantung kemampuan melaksanakan berbagai aktifitas terus-menerus

Fungsi utama berespons terhadap perubahan lingkungan, pertukaran zat antara lingkungan dan sel metabolisme makanan, dan integrasi aktifitas yang sangat beragam.

Fungsi-fungsi tubuh pada dasarnya adalah fungsi sel-selnya.

Kemampuan melaksanakan fungsi Berubah perlahan

kurang mampu: di 2 ujung kehidupan, bayi/tua. kanak-kanak: fungsi lebih efisien/efektif. remaja: tingkat efisiensi/keefektifan maksimum. menjelang tua: kurang efisien/efektif.

Perubahan fungsi di awal kehidupan proses perkembangan,

dan pada usia senja disebut proses penuaan. perkembangan kapasitas makin baik,

proses penuaan mengurangi kapasitas

Lingkungan dalam

Cairan antar sel: tempat sel hidup lingkungan dalam: millieu interieur adalah lingkungan ‘luar’ untuk sel disebut cairan interstitium (CI)

Jarak terjauh sel dan kapiler 50 plasma, makanan, dan O2 masuk ke CI CI, sisa metabolisme dan CO2 ke kapiler CI dan protein masuk ke pembuluh limfe

Cairan : 60% tubuh dewasa

Ekstrasel 33%, intrasel 67% Cairan ekstrasel: di luar sel

Cairan darah: selalu bergerak cepat curah jantung: 70 ml/denyut x 72 denyut/menit volume darah: sekitar 5000 ml

Cairan interstitium: di antara sel-sel, ‘millieu interieur’ sumber kehidupan sel

Lain: cairan sendi, otak, pleura, dsb.

Cairan ekstrasel dan intrasel

Cairan ekstrasel, terutama berisi ion-ion: Na, Cl, HCO3 O2, glukosa, asam lemak, asam amino CO2 dan produk sisa

Cairan intrasel, terutama berisi ion-ion: K, Mg, PO4

Transport intraselekstrasel: diffusi, transport aktif ion: mekanisme khusus

Cairan interstitium

Cairan interstitium: tempat hidup sel O2 dan makanan: CI sel CO2 dan sisa metabolisme: sel CI pertukaran CI sel: tergantung kadar

Kadar zat di dalam CI harus tetap! homoios + histemi: standing still makanan tak boleh kurang sisa makanan tak boleh berlebih

Pemeliharaan homeostasis Kemampuan sistem untuk

mengatur lingkungan dalam mempertahankan kondisi konstan, stabil

Fungsi bersama semua organ paru-paru jantung, pembuluh, darah ginjal: [ion] konstan, pembuangan pencernaan: makanan hormon, syaraf

Sistem-sistem yang terlibat

Transportasi Perolehan sumber nutrien Pembuangan sisa metabolisme Kontrol oleh syaraf dan hormon Reproduksi

Transportasi

Pergerakan darah di pembuluh darah lewat di organ-organ rest: 1x, sangat aktif: 6x per menit

Pergerakan cairan dari kapiler ke sel kapiler permiabel untuk zat terlarut plasma interstitium: pertukaran interstitium sel jarak kapiler–sel: <50 μm

Sumber nutrien

Respirasi: tebal alveoli-kapiler 0,4-2,0 μm O2 berdiffusi dengan mudah

Pencernaan: penyerapan makanan Hati: metabolisme Muskuloskeleton: mencari makanan

Pembuangan sisa metabolik

Paru-paru CO2, hasil akhir terbesar metabolisme

Ginjal sisa metabolisme sel: asam urat, urea kelebihan air dan ion

Kulit air, mineral

Pengaturan fungsi

Syaraf: Sensoris: panca indera Pusat: otak dan medulla spinalis Motorik: pelaksana keinginan Otonom: kontrol bawah sadar

Hormon: mengatur metabolisme tiroid, insulin, paratiroid kortisol, aldosteron

Reproduksi

Penerusan kehidupan Pengganti generasi yang menjadi tua Dorongan kuat pada usia reproduksi

Sistem-sistem kontrol tubuh

Genetik Kontrol fungsi setiap organ Kontrol hubungan antar organ

Contoh: respirasi: kontrol [CO2] ekstrasel hati/pankreas: [glukosa] ekstrasel ginjal: [H], [Na], [K], [PO4], ekstrasel

Pengaturan [O2] & [CO2]

Fungsi penyangga O2 hemoglobin Paru-paru: Hb mengikat O2

Interstitium: O2 lepas kalau [O2] rendah Penentu: sifat kimia hemoglobin

CO2 adalah sisa utama oxidasi sel CO2 merangsang pusat pernafasan

nafas cepat dan dalam CO2 dibuang menumpuk: reaksi oksidatif terhenti

Pengaturan tek. darah arteri

Baroreseptor: a. karotid dan arkus aorta

TD naik baroreseptor dirangsang pusat vasomotor ditekan simpatis ↓ pembuluh arteriol melebar kekuatan pompa jantung berkurang tekanan darah turun

Pentingnya sistem kontrol

Suhu: naik 7°C kematian sel pH: <6,9; >8.0 kematian [K+]: ↓ lumpuh; depresi jantung [Ca++]: ↓ tetani [Glukosa] ↓: mental kacau, pingsan

Kontrol ‘negative feedback’

Negatif dibandingkan stimulus awal ekstrasel: CO2↑ ventilasi ↑ CO2↓ tekanan darah ↑ reaksi-reaksi TD ↓

Mengembalikan kelebihan atau kekurangan ke angka normal

Positive feedback:

Ruptur pembuluh darah: bekuan darah trombosit:

lobang tertutup

Melahirkan kontraksi uterus serviks teregang

anak lahir

jarang digunakan tubuh berlebihan: efek berbahaya!!

THANK YOU