LANDASAN TEORI

1. Definisi Fisiologi

Fisiologi adalah ilmu yang mempelajari faal atau pekerjaan dari tiap-tiap

jaringan tubuh atau bagian dari alat-alat dan sebagainya. Fisiologi merupakan

cabang dari ilmu biologi yang mempelajari objek spesifik makhluk hidup dari

sudut pandang struktur dan fungsinya. Fisiologi berasal dari kata Yunani, yaitu

physis (alam, pekerjaan, atau sifat) dan logos (cerita atau ilmu). Jadi fisiologi

tersebut adalah ilmu yang mempelajari fungsi mekanik, fisik dan biokimia dari

makhluk hidup.

Fisiologi adalah cabang dari ilmu biologi yang mempelajari tentang fungsi

normal dari suatu organisme mulai dari tingkat sel, jaringan, organ, sistem organ

hingga tingkat organisme itu sendiri. Fungsi yang dipelajari adalah fungsi kerja

yang meliputi fungsi mekanik, fisik, dan biokimia dari makhluk hidup. Fisiologi

dibagi menjadi fisiologi tumbuhan dan fisiologi hewan tetapi prinsip dari fisiologi

bersifat universal, tidak bergantung pada jenis organisme yang dipelajari.

Fisiologi sel khamir dapat pula diterapkan pada sel manusia. Fisiologi hewan

bermula dari metode dan peralatan yang digunakan dalam pembelajaran fisiologi

manusia yang kemudian meluas pada spesies hewan selain manusia. Fisiologi

tumbuhan banyak menggunakan teknik dari kedua bidang ini. Cakupan subjek

dari fisiologi hewan adalah semua makhluk hidup. Banyaknya subjek

menyebabkan penelitian di bidang fisiologi hewan lebih terkonsentrasi pada

pemahaman bagaimana ciri fisiologi berubah sepanjang sejarah evolusi hewan.

Fisiologi manusia, dikenal pula beberapa istilah yang berkaitan dengan fisiologi,

antara lain elektrofisiologi, berkaitan dengan cara kerja saraf dan otot,

neurofisiologi, mempelajari fisiologi otak, fisiologi sel, menunjuk pada fungsi sel

secara individual.

2. Definisi Kerja

Kerja adalah sesuatu yang dikeluarkan oleh seseorang sebagai profesi,

sengaja dilakukan untuk mendapatkan penghasilan. Pengeluaran energi untuk

kegiatan yang dibutuhkan oleh seseorang untuk mencapai tujuan tertentu. Secara

umum jenis kerja dibedakan menjadi dua bagian yaitu kerja fisik (otot) dan kerja

mental. Kerja mental, pengeluaran energi relatif kecil dibandingkan dengan kerja

fisik dimana pada kerja fisik ini manusia akan menghasilkan perubahan dalam

konsumsi oksigen, heart rate, temperatur tubuh dan perubahan senyawa kimia

dalam tubuh fokus dengan respon tubuh terhadap kebutuhan metabolisme pada

saat bekerja dengan mengukur aktivitas dari cardiovascular,respiratory dan

sistem otot pada saat bekerja dapat mengetahui cara mencegah kelelahan saat

melakukan aktivitas.

Bekerja adalah suatu kegiatan atau aktivitas manusia untuk merubah

keadaan-keadaan tertentu dari lingkungan yang ditujukan untuk mempertahankan

dan memelihara kelangsungan hidupnya. Studi ergonomi dalam kaitanya dengan

kerja manusia hal ini du tujukan untuk mengevaluasi dan merancang kembali tata

cara kerja yang harus di aplikasikan untuk mengevaluasi apakah tata cara kerja

tersebut sudah baik atau belum adalah dengan mengukur penggunaan energi kerja

atau energi otot manusia yang harus dikeluarkan untuk melaksanakan aktifitas-

aktifitas tersebut. Berikut ini beberapa kebutuhan tingkat manusia diantaranya:

1. Kebutuhan fisiologi seperti makanan, minuman dan tempat tinggal untuk

melindungi dari panas matahari, dingin dan hujan.

2. Kebutuhan akan merasa aman terhadap ancaman kehilangan milik dan nyawa

serta jaminan kelangsungan hidup.

3. Kebutuhan sosial, seperti bergaul dengan orang lain.

3. Kelelahan Kerja (Fatigue)

Kelelahan kerja adalah suatu kondisi dimana terjadi pada saraf dan otot

manusia sehingga tidak dapat berfungsi lagi sabagai mana mestinya, jika

seseorang bekerja pada tingkat energi diatas 5,2 kcal permenit, maka pada saat itu

akan timbul rasa lelah (fatigue). Munurut Murrel (1965) kita bisa masih bisa

mempunyai cadangan sebesar 25 kcal sebelum munculnya Asam Laktat sebagai

tanda saat timbulnya waktu istirahat. Cadangan energi akan hilang jika kita

bekerja lebih dari 5,0 kcal per menit. Selama priode istrahat, cadangan tersebut

dibentuk kembali.

Kelelahan otot adalah kelelahan yang terjadi karen kerja, dengan adanya

aktivitas kontraksi dan relaksasi yang diakibatkan oleh pengeluaran sejumlah

energi secara tepat, pekerjaan uang dikerjakan terus menerus, pekerjaan setempat

atau lokal yang terus menerus berulang dengan pngeluaran energi tempat yang

besar, dan sikap yang dibatasi. Berikut ini terdapat beberapa cara untuk

mengurangi kelelahan otot antara lain:

1. Mengatur beban kerja dengan melakukan perancangan kerja.

2. Mengatur periode istirahat yang cukup berdasarkan atas pertimbangan

fisiologis, mengatur regu-regu kerja dengan baik dan menyeimbangkan

tekanan fisiologis diantara anggota pekerja.

3. Menyediakan air dan garam yang cukup bagi pekerja yang bekerja dalam

lingkungan kerja yang panas.

4. Menyeleksi pekerja yang didasarkan atas kemampuan fisik mereka dan tingkat

pelatihan (training) untuk aktivitas tertentu yang membutuhkan energi yang

cukup besar.

Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi tingkat kelelahan dalam

bekerja. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi tingkat kelelahan, adalah

sebagai berikut:

a. Penentuan dan lamanya waktu kerja.

b. Penentuan dan lamanya waktu istirahat.

c. Sikap mental pekerja.

d. Besarnya beban tetap.

e. Kemonotonan pekerjaan dalam lingkungan kerja yang tetap.

f. Kondisi tubuh operator pada waktu melaksanakan pekerjaan.

g. Lingkungan fisik kerja.

h. Kecapaian kerja.

i. Jenis dan kebiasaan olahraga atau latihan.

j. Jenis kelamin.

k. Umur.

l. Sikap kerja

4. Kerja Fisik dan Mental

Menurut Bridger (1995), kerja fisik adalah kerja yang memerlukan energi

fisik otot manusia sebagai sumber tenaganya (power). Kerja fisik disebut juga

manual operation dimana performans kerja sepenuhnya akan tergantung pada

manusia yang berfungsi sebagai sumber tenaga (power) ataupun pengendali kerja.

Kerja fisik juga dapat dikonotasikan dengan kerja berat atau kerja kasar karena

kegiatan tersebut memerlukan usaha fisik manusia yang kuat selama periode kerja

berlangsung. Dalam kerja fisik konsumsi energi merupakan faktor utama yang

dijadikan tolak ukur penentu berat atau ringannya suatu pekerjaan. Secara garis

besar, kegiatan-kegiatan manusia dapat digolongkan menjadi kerja fisik dan kerja

mental. Pemisahan ini tidak dapat dilakukan secara sempurna, karena terdapatnya

hubungan yang erat antar satu dengan lainnya. Kerja fisik akan mengakibatkan

perubahan fungsi pada alat-alat tubuh, yang dapat dideteksi melalui:

a. Konsumsi oksigen.

b. Denyut jantung.

c. Peredaran udara dalam paru-paru.

d. Temperatur tubuh.

e. Konsentrasi asam laktat dalam darah.

f. Komposisi kimia dalam darah dan air seni.

g. Tingkat penguapan.

Menurut Bridger (1995), kerja fisik akan mengeluarkan energi yang

berhubungan erat dengan konsumsi energi. Konsumsi energi pada waktu kerja

biasanya ditentukan dengan cara yang tidak langsung, yaitu dengan cara

pengukuran, pengukuran tersebut meliputi kecepatan denyut jantung dan

konsumsi Oksigen. Sedangkan kerja mental merupakan kerja yang melibatkan

proses berpikir dari otak kita. Pekerjaan ini akan mengakibatkan kelelahan mental

bila kerja tersebut dalam kondisi yang lama, bukan diakibatkan oleh aktivitas fisik

secara langsung melainkan akibat kerja otak kita. Kecepatan denyut jantung

memiliki hubungan yang sangat erat dengan aktivitas faal lainnya:

5. Pengukuran Waktu Istirahat

Terdapat dua cara menentukan waktu istirahat, yaitu berdasarkan

konsumsi energi dan berdasarkan konsumsi oksigen terukur. Berikut adalah rumus

yang digunakan:

1. Berdasarkan konsumsi energi yang di dapatkan dari konversi denyut jantung

Keterangan:

R = waktu istirahat (menit)

T = total waktu kerja

K = energi yang dikeluarkan dalam bekerja (kcal/menit)

S = pengeluaran energi rata-rata yang direkomendasikan (kcal/menit)

Tabel 1 Penentuan Nilai S

Tingkat

Pekerjaan Nilai S

Undully Heavy

Very Heavy

Heavy

Moderate

Light

Very Light

Over 12.5

10 12.5 7.5 10 5 7.5 2.5 5

Under 2.5

2. Berdasarkan kapasitas oksigen terukur. Terdapat rumus sebagai berikut:

Keterangan:

R = waktu istirahat (jam)

W = total waktu kerja (jam)

B = kapasitas oksigen pada saat bekerja (liter/menit)

S = kapasitas oksigen pada saat diam (liter/menit)

Y = 1,80411 0,0229038.X + 4,71733.10-4.X2

KE = Et - Ei

6. Pengukuran Konsumsi Energi dan Konsumsi Oksigen

Satu kalori adalah jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan

temperatur 1 liter air dari 14,5C menjadi 15,5C. Konsumsi energi pada waktu

kerja biasanya ditentukan dengan cara tidak langsung, yaitu dengan pengukuran

tekanan darah, aliran darah, komposisi kimia dalam darah, temperatur tubuh,

tingkat penguapan dan jumlah udara yang dikeluarkan oleh paru-paru.

Menentukan konsumsi energi biasa digunakan parameter indeks kenaikan

bilangan kecepatan denyut jantung. Secara umum adalah regresi kuadratis dengan

persamaan sebagai berikut:

Dimana:

Y : Energi (kilokalori per menit)

X : Kecepatan denyut jantung (denyut per menit)

Setelah besaran kecepatan denyut jantung disetarakan dalam bentuk

energi, maka konsumsi energi untuk kegiatan kerja tertentu bisa dituliskan dalam

bentuk matematis sebagai berikut:

Dimana :

KE : Konsumsi energi untuk suatu kegiatan kerja tertentu (kilokalori/menit)

Et : Pengeluaran energi pada saat waktu kerja tertentu (kilokalori/menit)

Ei : Pengeluaran energi pada saat istirahat (kilokalori/menit)

7. Pengukuran Detak Jantung

Konsumsi energi dapat menghasilkan denyut jantung yang berbeda-beda.

Meningkatnya denyut jantung dikarenakan oleh temperatur sekeliling yang tinggi,

tingginya pembebanan otot statis, dan semakin sedikit otot yang terlibat dalam

suatu kondisi kerja. Berdasarkan berbagai macam alasan itulah, sehingga denyut

jantung telah dipakai sebagai indeks beban kerja:

Tabel 2 Klasifikasi Beban Kerja dan Reaksi Fisiologi

Tingkat

Pekerjaan

Energy Expenditure Detak Jantung Konsumsi

Energi

Kcal/menit Kcal/8jam Detak/menit Liter/menit

Undully

Heavy > 12.5 > 6000 > 175 > 2.5

Very Heavy 10.0 12.5 4800 6000 150 175 2.0 2.5

Heavy 7.5 10.0 3600 4800 125 150 1.5 2.0

Moderate 5.0 7.5 2400 3600 100 125 1.0 1.5

Light 2.5 5.0 1200 2400 60 100 0.5 1.0

Very Light < 2.5 < 1200 < 60 < 0.5

Denyut jantung tentu sangat mempengaruhi hasil kerja, semakin cepat

recovery tentu akan menambah kinerja operator. Ada beberapa definisi Muller

tentang kerja denyut jantung adalah sebagai berikut:

a. Denyut jantung selama istirahat (resting pulse) adalah rata-rata denyut jantung

sebelum suatu pekerjaan dimulai.

b. Denyut jantung selama bekerja (working pulse) adalah rata-rata denyut jantung

selama seseorang bekerja.

c. Denyut jantung untuk kerja (work pulse) adalah selisih antara denyut jantung

selama bekerja dan selama istirahat.

d. Denyut jantung selama istirahat total (total recovery cost or recovery cost)

adalah jumlah aljabar denyut jantung saat suatu pekerjaan selesai dikerjakan

sampai dengan denyut berada pada kondisi istirahatnya.

e. Denyut total (total work pulse or cardiac cost) adalah jumlah denyut jantung

dari mulainya suatu pekerjaan sampai denyut berada pada kondisi istirahat

(resting level).

Pengukuran denyut jantung adalah merupakan salah satu alat untuk

mengetahui beban kerja. Hal ini dapat dilakukan dengan berbagai cara antara lain:

1. Merasakan denyut yang ada pada arteri radial pada pergelangan tangan.

2. Mendengarkan denyut dengan stethoscope.

3. Menggunakan ECG (electrocardiogram), yaitu mengukur sinyal elektrik yang

diukur dari otot jantung pada permukaan kulit dada.