makalah biofisika.docx

MAKALAH BIOFISIKA

TERMOREGULASI PADA TUBUH MANUSIA

Dosen Pembimbing:

Dr. Ratnawulan, M.Si

Oleh:

Kelompok 7

Junika Wulandari

Maisa Fitri

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI PADANG

2012

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah Yang Maha Kuasa atas karunia yang telah diberikan, penulis

dapat menyelesaikan makalah ini tepat waktu. Makalah ini disusun setelah presentasi kelompok

dan sebagai objek penilaian Ujian Tengah Semester pada mata kuliah Bio Fisika. Makalah ini

berjudul Termoregulasi Pada Tubuh Manusia. Dalam penyelesaian makalah ini penulis tidak

terlepas dari berbagai bantuan dari banyak pihak. Untuk itu penulis ingin mengucapkan banyak

terima kasih untuk kedua orang tua yang telah memberi bantuan materi dan moril, dosen

pembimbing mata kuliah Bio Fisika, Ibu Dr. Ratnawulan, M.Si yang telah memberikan banyak

bimbingan selama perkuliahan berlangsung, teman-teman seperjuangan yang telah memberikan

semangat dan motivasi di dalam masa perkuliahan serta pihak-pihak lain yang tidak bisa

disebutkan satu per satu dalam makalah ini.

Makalah ini sangat jauah dari kesempurnaan, untuk itu kritik dan saran dari pembaca

yang sifatnya membangun sangat diharapakan, untuk perbaikan di masa yang akan datang.

Padang, Mei 2012

Penulis

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR................................................................................... i

DAFTAR ISI.................................................................................................. ii

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang......................................................................................... 1

..................................................................................................................

B. Tujuan...................................................................................................... 1

C. Rumusan Masalah.................................................................................... 1

BAB II

PEMBAHASAN

A. Penyebab tubuh manusia berfluktuasi setiap saat.................................... 4

B. Mekanisme tubuh saat suhu tubuh berubah

1. Mekanisme tubuh ketika suhu tubuh meningkatkan.......................... 5

2. Mekanisme tubuh ketika suhu tubuh menurun.................................. 5

C. Suhu tubuh tetap konstan........................................................................ 6

D. Hipotalamus............................................................................................. 6

E. Proses Tubuh kehilangan panas melalui kulit

1. Radiasi.......................................................................................... 8

2. Konduksi...................................................................................... 9

3. Evaporasi...................................................................................... 10

F. Radiasi pada tubuh manusia..................................................................... 11

G. Aplikasi dari Hipotalamus....................................................................... 12

BAB III

ii

PENUTUP

A. KESIMPULAN......................................................................................... 14

B. SARAN ................................................................................................ 15

DAFTAR PUSTAKA

iii

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Suhu permukaan bumi selalu berubah sesuai intensitas cahaya matahari yang sampai ke

permukaan bumi. Selain itu, suhu di setiap daerah selalu berbeda, sesuai dengan kelembapan,

ketinggian, dan faktor lain yang data memengaruhi suhu suatu daerah.

Dengan keadaan demikian, seseorang akan sulit beradaptasi dengan adanya siang dan

malam. Pada siang hari suhu sangat tinggi, sementara malam harinya cenderung dingin. Jika

hal ini terus berlanjut, maka manusia rentan diserang penyakit, terutama demam dan flu.

Namun demikian, pergantian siang dan malam saja tidak terlalu mempengaruhi kondisi

kesehatan tuuh seseorang. Mengaa demikian?

Pada makalah ini, kami akan mencoba membahas system pengaturan suhu tubuh manusia

sehingga dapat beradapatasi dengan baik terhadap perubahan suhu dan cuaca.

B. TUJUAN

Tujuan dari penulisan makalah ini adalah:

1. Mengetahui penyebab tubuh manusia berfluktuasi setiap saat.

2. Mengetahui mekanisme tubuh saat suhu tubuh berubah

3. Mengetahui cara kerja tubuh dalam mempertahankan suhu tubuh tetap konstan

4. Mengetahui tentang hipotalamus

5. Mengetahui ada atau tidaknya radiasi yang dikeluarkan oleh tubuh manusia

6. Mengetahui proses tubuh kehilangan panas melalui kulit

7. Mengetahui aplikasi dari hipotalamus

C. RUMUSAN MASALAH

1. Apa yang menyebabkan tubuh manusia berfluktuasi setiap saat?

2. Bagaimana mekanisme tubuh saat suhu tubuh berubah?

1

3. Bagaimana tubuh dapat mempertahankan suhu tetap konstan?

4. Apa itu hypothalamus?

5. Apakah benar tubuh mengeluarkan radiasi?

6. Mengapa tubuh dapat kehilangan panas melalui kulit?

7. Bagaimana aplikasi dari cara kerja hipotalamus?

2

BAB II

PEMBAHASAN

A. Penyebab tubuh manusia berfluktuasi setiap saat.

Suhu tubuh manusia cenderung berfluktuasi setiap saat. Banyak faktor yang dapat

menyebabkan fluktuasi suhu tubuh. Faktor yang mempengaruhi suhu tubuh adalah sebagai

berikut:

1. Kecepatan metabolisme basal

Kecepatan metabolisme basal tiap individu berbeda-beda. Hal ini memberi dampak jumlah

panas yang diproduksi tubuh menjadi berbeda pula. Sebagaimana disebutkan pada uraian

sebelumnya, sangat terkait dengan laju metabolisme.

2. Rangsangan saraf simpatis

Rangsangan saraf simpatis dapat menyebabkan kecepatan metabolisme menjadi 100%

lebih cepat. Disamping itu, rangsangan saraf simpatis dapat mencegah lemak coklat yang

tertimbun dalam jaringan untuk dimetabolisme. Hamper seluruh metabolisme lemak coklat

adalah produksi panas. Umumnya, rangsangan saraf simpatis ini dipengaruhi stress

individu yang menyebabkan peningkatan produksi epineprin dan norepineprin yang

meningkatkan metabolisme.

3. Hormon pertumbuhan

Hormone pertumbuhan ( growth hormone ) dapat menyebabkan peningkatan kecepatan

metabolisme sebesar 15-20%. Akibatnya, produksi panas tubuh juga meningkat.

4. Hormone tiroid

Fungsi tiroksin adalah meningkatkan aktivitas hamper semua reaksi kimia dalam tubuh

sehingga peningkatan kadar tiroksin dapat mempengaruhi laju metabolisme menjadi 50-

100% diatas normal.

3

5. Hormone kelamin

Hormone kelamin pria dapat meningkatkan kecepatan metabolisme basal kira-kira 10-15%

kecepatan normal, menyebabkan peningkatan produksi panas. Pada perempuan, fluktuasi

suhu lebih bervariasi dari pada laki-laki karena pengeluaran hormone progesterone pada

masa ovulasi meningkatkan suhu tubuh sekitar 0,3 – 0,6°C di atas suhu basal.

6. Demam ( peradangan )

Proses peradangan dan demam dapat menyebabkan peningkatan metabolisme sebesar

120% untuk tiap peningkatan suhu 10°C.

7. Status gizi

Malnutrisi yang cukup lama dapat menurunkan kecepatan metabolisme 20 – 30%. Hal ini

terjadi karena di dalam sel tidak ada zat makanan yang dibutuhkan untuk mengadakan

metabolisme. Dengan demikian, orang yang mengalami mal nutrisi mudah mengalami

penurunan suhu tubuh (hipotermia). Selain itu, individu dengan lapisan lemak tebal

cenderung tidak mudah mengalami hipotermia karena lemak merupakan isolator yang

cukup baik, dalam arti lemak menyalurkan panas dengan kecepatan sepertiga kecepatan

jaringan yang lain.

8. Aktivitas

Aktivitas selain merangsang peningkatan laju metabolisme, mengakibatkan gesekan antar

komponen otot / organ yang menghasilkan energi termal. Latihan (aktivitas) dapat

meningkatkan suhu tubuh hingga 38,3 – 40,0 °C.

9. Gangguan organ

Kerusakan organ seperti trauma atau keganasan pada hipotalamus, dapat menyebabkan

mekanisme regulasi suhu tubuh mengalami gangguan. Berbagai zat pirogen yang

dikeluarkan pada saai terjadi infeksi dapat merangsang peningkatan suhu tubuh. Kelainan

kulit berupa jumlah kelenjar keringat yang sedikit juga dapat menyebabkan mekanisme

pengaturan suhu tubuh terganggu.

10. Lingkungan

4

Suhu tubuh dapat mengalami pertukaran dengan lingkungan, artinya panas tubuh dapat

hilang atau berkurang akibat lingkungan yang lebih dingin. Begitu juga sebaliknya,

lingkungan d

apat mempengaruhi suhu tubuh manusia. Perpindahan suhu antara manusia dan lingkungan

terjadi sebagian besar melalui kulit.

B. Mekanisme tubuh saat suhu tubuh berubah.

1. Mekanisme tubuh ketika suhu tubuh meningkat

a. Vasodilatasi

Vasodilatasi pembuluh darah perifer hampir dilakukan pada semua area tubuh.

Vasodilatasi ini disebabkan oleh hambatan dari pusat simpatis pada hipotalamus

posterior yang menyebabkan vasokontriksi sehingga terjadi vasodilatasi yang kuat pada

kulit, yang memungkinkan percepatan pemindahan panas dari tubuh ke kulit hingga

delapan kali lipat lebih banyak.

b. Berkeringat

Pengeluaran keringat melalui kulit terjadi sebagai efek peningkatan suhu yang melewati

batas kritis, yaitu 37°C. pengeluaran keringat menyebabkan peningkatan pengeluaran

panas melalui evaporasi. Peningkatan suhu tubuh sebesar 1°C akan menyebabkan

pengeluaran keringat yang cukup banyak sehingga mampu membuang panas tubuh yang

dihasilkan dari metabolisme basal 10 kali lebih besar. Pengeluaran keringat merupakan

salh satu mekanisme tubuh ketika suhu meningkat melampaui ambang kritis.

Pengeluaran keringat dirangsang oleh pengeluaran impuls di area preoptik anterior

hipotalamus melalui jaras saraf simpatis ke seluruh kulit tubuh kemudian menyebabkan

rangsangan pada saraf kolinergic kelenjar keringat, yang merangsang produksi keringat.

Kelenjar keringat juga dapat mengeluarkan keringat karena rangsangan dari epinefrin

dan norefineprin.

c. Penurunan pembentukan panas

5

Beberapa mekanisme pembentukan panas, seperti termogenesis kimia dan menggigil

dihambat dengan kuat.

2. Mekanisme tubuh ketika suhu tubuh menurun

a. Vasokontriksi kulit di seluruh tubuh

Vasokontriksi terjadi karena rangsangan pada pusat simpatis hipotalamus posterior.

b. Piloereksi

Rangsangan simpatis menyebabkan otot erektor pili yang melekat pada folikel rambut

berdiri. Mekanisme ini tidak penting pada manusia, tetapi pada binatang tingkat rendah,

berdirinya bulu ini akan berfungsi sebagai isolator panas terhadap lingkungan.

c. Peningkatan pembentukan panas

Pembentukan panas oleh sistem metabolisme meningkat melalui mekanisme menggigil,

pembentukan panas akibat rangsangan simpatis, serta peningkatan sekresi tiroksin.

C. Suhu tubuh tetap konstan

Untuk mempertahankan suhu tubuh manusia dalam keadaan konstan, diperlukan regulasi

suhu tubuh. Suhu tubuh manusia diatur dengan mekanisme umpan balik (feed back) yang

diperankan oleh pusat pengaturan suhu di hipotalamus. Apabila pusat temperatur hipotalamus

mendeteksi suhu tubuh yang terlalu panas, tubuh akan melakukan mekanisme umpan balik.

Mekanisme umpan balik ini terjadi bila suhu inti tubuh telah melewati batas toleransi tubuh

untuk mempertahankan suhu, yang disebut titik tetap (set point). Titik tetap tubuh

dipertahankan agar suhu tubuh inti konstan pada 37°C. Apabila suhu tubuh meningkat lebih

dari titik tetap, hipotalamus akan merangsang untuk melakukan serangkaian mekanisme untuk

mempertahankan suhu dengan cara menurunkan produksi panas dan meningkatkan

pengeluaran panas sehingga suhu kembali pada titik tetap.

D. Hipotalamus

6

Hipotalamus (bahasa Inggris: hypothalamus) adalah bagian dari otak yang terdiri dari

sejumlah nukleus dengan berbagai fungsi yang sangat peka

terhadap steroid dan glukokortikoid, glukosa dan suhu. Salah satu di antara fungsi

hipotalamus yang paling penting karena terhubung dengan sistem syaraf dan

kelenjar hipofisis yang merupakan salah satu homeostasis sistem endokrin, adalah

fungsineuroendokrin yang berpengaruh terhadap sistem syaraf otonomi sehingga dapat

memelihara homeostasis tekanan darah, denyut jantung,suhu tubuh dan

perilaku konsumsi dan emosi.

Hipotalamus juga merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari sistem limfatik, dan

merupakan konektor sinyal dari berbagai bagian otakmenuju ke korteks otak

besar. Akson dari berbagai sistem indera berakhir pada hipotalamus (kecuali sistem olfaction)

sebelum informasi tersebut diteruskan ke korteks otak besar. Hipotalamus berfungsi sebagai

monitoring dan mengontrol berbagai aktivitas dari tubuh yang sangat banyak.

Hipotalamus mengirim suatu signal ke kelenjar adrenal yaitu epinephrine dan

neropinephrine. Sekresi yang lain berupa:

antideuretic hormone (ADH), oksitosin, dan regulatory hormones.

GnRH pada area preoptik

GHIH oleh neuron perventrikular

GHRH oleh neuron infudibular pada area mediobasal

Hipotalamus adalah pemimpin umum sistem hormon ia memiliki tugas pentingyaitu

memastikan kemantapan dalam tubuh manusia. Setiap saat, hipotalamusmengkajipesan-pesan

yang datang dari otak dan dari dalam tubuh. Setelah itu,hipotalamusmenjalankan beberapa

fungsi, seperti menjaga kemantapan suhu tubuh,mengendalikantekanan darah, memastikan

keseimbangan cairan, dan bahkan pola tidur yangtepat.

Hipotalamus terletak langsung di bawah otak dan ukurannya sebesar bijikenari.

Sejumlah besar informasi sehubungan dengan keadaan tubuh dikirim

kehipotalamus.Informasi ini disampaikan ke sana dari setiap titik dalam tubuh, termasuk

pusatindra dalamotak. Kemudian hipotalamus menguraikan informasi yang

diterimanya,memutuskan tindakanyang harus diambil dan perubahan yang harus dibuat dalam

tubuh, sertamembuat sel-seltertentu menjalankan keputusannya.

7

Hal mendasar yang harus diperhatikan di sini adalah hipotalamus itusebuahorgan yang

terdiri dari sel-sel tak sadar. Suatu sel yang tidak mengetahui berapa lamamanusiaharus tidur,

ia tidak dapat menghitung berapa seharusnya suhu tubuh. Sel tidak dapatmengambil

keputusan terbaik berdasarkan informasi yang ada, dan tidak dapat membuatsellain yang

berjauhan letaknya dalam tubuh menjalankan keputusan itu. Namun, sel-seldalamhipotalamus

bertindak dalam cara yang luar biasa sadar demi menjamin bahwakeseimbanganyang

dibutuhkan dalam tubuh terjaga.

Beberapa fungsi penting hipotalamus

1. Mengontrol sistem saraf otonom dan sistem endokrin serta mengatur beberapa perilaku yang

berhubungan dengan fungsi-fungsi vegetatif untuk kehidupan :

a. Peningkatan atau penurunan denyut jantung dan tekanan darah.

b. Pengaturan suhu tubuh.

c. Pengaturan rasa lapar dan haus.

d. Sekresi air lewat ginjal (pengeluaran ADH)

e. Pengaturan kontraksi rahim dan pengeluaran ASI.

2. Fungsi afektif sensoris

a. Pusat-pusat ganjaran atau motivasi.

b. Pusat-pusat menyakitkan seperti takut, marah, termasuk nyeri dan

doronganuntuk melarikan diri.

c. Dorongan untuk bereproduksi.c.

d. Pengaturan tidur dan jaga

e. Hipotalamus dorsal berhubungan dengan Sistem Aktivasi Retikularis (SAR).

f. Hipotalamus lateral anterior menghambat SAR.

3. Mengontrol sistem endokrin melalui hormon-hormon yang dihasilkan

hipotalamuskemudian melalui pembuluh darah dihubungkan dengan kelenjar hipofise

anterior.

E. Proses Tubuh kehilangan panas melalui kulit

8

1. Radiasi

Radiasi adalah mekanisme kehilangan panas tubuh dalam bentuk gelombang

panas inframerah. Gelombang inframerah yang dipancarkan dari tubuh memiliki

panjang gelombang 5 – 20 mikrometer. Tubuh manusia memancarkan gelombang

panas ke segala penjuru tubuh. Radiasi merupakan mekanisme kehilangan panas

paling besar pada kulit (60%) atau 15% seluruh mekanisme kehilangan panas.

Panas adalah energi kinetic pada gerakan molekul. Sebagian besar energi pada

gerakan ini dapat di pindahkan ke udara bila suhu udara lebih dingin dari kulit. Sekali

suhu udara bersentuhan dengan kulit, suhu udara menjadi sama dan tidak terjadi lagi

pertukaran panas, yang terjadi hanya proses pergerakan udara sehingga udara baru

yang suhunya lebih dingin dari suhu tubuh.

2. Konduksi

Konduksi adalah perpindahan panas akibat paparan langsung kulit dengan benda-

benda yang ada di sekitar tubuh. Biasanya proses kehilangan panas dengan mekanisme

konduksi sangat kecil. Sentuhan dengan benda umumnya memberi dampak kehilangan

suhu yang kecil karena dua mekanisme, yaitu kecenderungan tubuh untuk terpapar

langsung dengan benda relative jauh lebih kecil dari pada paparan dengan udara, dan

sifat isolator benda menyebabkan proses perpindahan panas tidak dapat terjadi secara

efektif terus menerus.

Cepat tidaknya konduksi berlangsung pada bahan dikhususkan lagi dalam

pembahasan konduktivitas termal. Istilah ini merupakan suatu kostanta pada

persamaan konduktivitas kalor sebagai berikut. H = kA(T2-T1)/L

Dengan:

H =konduktivitas kalor

A =luas daerah bahan

k =koefisien konduktivitas termal

T = suhu (dalam kelvin atau celsius)

L = panjang logam (dalam meter).

9

Satuan k adalah J/s.m.C, jika T menggunakan celsius. Semakin besar nilai

koefisien konduktivitas termal atau konduktivitas termal berarti semakin cepat suatu

bahan mengalami konduksi.

Berikut tabel konduktivitas termal beberapa bahan.

Bahan k (J/s.m.C) Bahan k (J/s.m.C)

Stereofom 0,010 Gelas 0,80

Udara 0,026 Beton 1,1

Wol 0,040 Besi 79

Lemak tubuh 0,20 Aluminium 240

Air 0,60 Perak 4240

Intan 2420

Dari hal di atas, muncul pertanyaan, sendainya manusia bisa hidup pada suhu

15°C selama 2 jam di udara terbuka tampa pakaian. Berapa lama manusia bisa hidup

di air dalam suhu yang sama? Jawabannya adalah sebagai berikut:

Lihat tabel di atas, air memiliki konduktivitas termal sebesar 23 kali daripada

udara. Jadi, manusia tadi dapt hidup 120 menit/23 = 5,2 menit. Hal ini merupakan

perhitungan matematis, bahwa udara merupakan konduktor kalor yang buruk

daripada air.

Energi dalam tubuh yang berasal dari makanan, 20% digunakan untuk kerja

selebihnya merupakan energi kalor. Jika suhu badan 37°C dan suhu kulit pada

lingkungan yang nyaman 33°C sampai dengan 35°C, maka terjadi konduksi kalor

pada tubuh. Karena beda suhu yang cukup kecil dan konduktivitas termal jaringan

10

tubuh kecil, maka sedikit sekalikalor yang dikeluarkan. Darah berfungsi untuk

mengeluarkan kalor ke bawah permukaan kulit secara konveksi.

3. Evaporasi

Evaporasi ( penguapan air dari kulit ) dapat memfasilitasi perpindahan panas

tubuh. Setiap satu gram air yang mengalami evaporasi akan menyebabkan kehilangan

panas tubuh sebesar 0,58 kilokalori. Pada kondisi individu tidak berkeringat,

mekanisme evaporasi berlangsung sekitar 450 – 600 ml/hari.

Hal ini menyebabkan kehilangan panas terus menerus dengan kecepatan 12 – 16

kalori per jam. Evaporasi ini tidak dapat dikendalikan karena evaporasi terjadi akibat

difusi molekul air secara terus menerus melalui kulit dan system pernafasan.

Gambar Keseimbangan antara produksi panas dan pengeluaran panas

(Tamsuri Anas, 2007)

Selama suhu kulit lebih tinggi dari pada suhu lingkungan, panas hilang melalui

radiasi dan konduksi. Namun ketika suuhu lingkungan lebih tinggi dari suhu tubuh,

tubuh memperoleh suhu dari lingkungan melalui radiasi dan konduksi. Pada keadaan

ini, satu-satunya cara tubuh melepaskan panas adalah melalui evaporasi.

Memperhatikan pengaruh lingkungan terhadap suhu tubuh, sebenarnya suhu

tubuh actual ( yang dapat diukur ) merupakan suhu yang dihasilkan dari

11

keseimbangan antara produksi panas oleh tubuh dan proses kehilangan panas tubuh

dari lingkungan.

F. Radiasi pada tubuh manusia

Tubuh manusia mengeluarkan radiasi. Prinsip terjadinya radiasi adalah perpindahan kalor

dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Jika kalor berada dalam tubuh, maka di tubuh kita

pasti terjadi radiasi. Cara menghitungnya adalah dengan menggunakan persamaan radiasi

buatan Stefan-Boltzman, yaitu H = eδAT4.

Dengan

H =radiasivitas kalor

e = emisivitas (0-1)

δ = konstanta Stefan-Boltzman (5,67 x 10-8 J/s.m2.k4)

A = luas daerah

T = suhu (dalam kelvin)

Menghitung radiasi pada tubuh manusia:

Jika suhu tubuh manusia normal adalah 37°C atau 340 K dengan emisivitas tubuh 0,7 dan

perkiraan luas tubuh manusia adalah 1,5 m2 berapakah radiasivitas kalornya?

Jawab:

e = 0,7

δ = 5,67 x 10-8 J/s.m2.k4

A = 1,5 m2

T = 37°C = 310 K

H = eδAT4.

H = (0,70)( 5,67 x 10-8 J/s.m2.k4)(1,5 m2)(310 K)4 = 550 J/s = 550 watt

Nilai ini setara dengan 5 buah lampu bohlam 10 watt.

G. Aplikasi dari Hipotalamus

Aplikasi dari hipotalamus adalah inkubator bayi. Hal yang ditiru oleh incubator bayi dari

hipotalamus adalah cara kerja dari hipotalamus, yaitu menjaga suhu incubator tetap stabil.

12

Inkubator bayi merupakan salah satu alat medis yang berfungsi untuk menjaga

suhu sebuah ruangan supaya suhu tetap konstan /stabil. Pada modifikasi manual-otomatis

inkubator bayi , terdapat sebuah boks kontrol yang dibagi menjadi 2 bagian (bagian atas

dan bagian bawah). Boks bagian atas digunakan untuk meletakkan sensor , display sensor ,

kontroler , rangkaian elektronik. Sedangkan pada boks bagian bawah dibagi menjadi 3

ruangan yang dibatasi dengan sekat , yang digunakan untuk meletakkan heater , tempat /

wadah air dan kipas. Sensor yang digunakan adalah sensor suhu (PT100) dan sensor

kelembapan , dimana sensor suhu PT100 dan sensor kelembapan diletakkan di dalam boks

tidur bayi (di luar boks kontrol).

Pada sensor suhu PT100 dan sensor kelembapan terdapat

display yang sekaligus sebagai driver sensor yang digunakan untuk mengetahui serta

memberikan setting suhu dan kelembapan dalam ruangan boks tidur bayi sesuai yang

dikehendaki. Yang menjadi actuator dari alat ini adalah heater dan kipas. Heater berfungsi

sebagai pemanas ruangan , sedangkan kipas berfungsi untuk menyalurkan udara panas yang

dipancarkan heater menuju ruangan tempat air dan menuju boks tidur bayi melalui selang.

Sebagai kontrolernya , digunakan sebuah PIC Microchip 16F877A. Dimana PIC tersebut

juga berfungsi untuk menghubungkan boks kontrol dengan komputer (CPU) secara serial

supaya dapat memberikan tampilan serta dapat memberikan setting suhu sesuai dengan

yang dikehendaki melalui komputer.

13

BAB IIIPENUTUP

A. KESIMPULAN

1. Ada beberapa faktor penyebab tubuh manusia berfluktuasi setiap saat, yaitu:

a. Kecepatan metabolism basal

b. Rangsangan saraf simpatis

c. Hormon pertumbuhan

d. Hormone tiroid

e. Hormone kelamin

f. Demam ( peradangan )

g. Status gizi

h. Aktivitas

i. Gangguan organ

j. Lingkungan

2. Untuk mempertahankan suhu tubuh manusia dalam keadaan konstan, diperlukan

regulasi suhu tubuh

3. Hipotalamus adalah bagian dari otak yang terdiri dari sejumlah nukleus dengan

berbagai fungsi yang sangat peka terhadap steroid dan glukokortikoid, glukosa dan

suhuAda atau tidaknya radiasi yang dikeluarkan oleh tubuh manusia

14

4. Tubuh manusia mengeluarkan radiasi, prinsipnya adalah perpindahan kalor dalam

bentuk gelombang elektromagnetik.

5. Terdapat tiga proses tubuh kehilangan panas melalui kulit

1. Radiasi

2. Konduksi

3. Evaporasi

6. Aplikasi dari hipotalamus adalah inkubator bayi. Hal yang ditiru oleh incubator bayi

dari hipotalamus adalah cara kerja dari hipotalamus, yaitu menjaga suhu incubator

tetap stabil.

B. SARAN

Demikian yang dapat penulis paparkan mengenai materi yang menjadi pokok

bahasan dalam makalah ini, tentunya masih banyak kekurangan dan kelemahannya,

kerena terbatasnya pengetahuan dan kurangnya rujukan atau referensi yang ada

hubungannya dengan judul makalah ini.

Penulis banyak berharap para pembaca yang budiman memberikan kritik dan

saran yang membangun demi sempurnanya makalah ini dan penulisan makalah di

kesempatan-kesempatan berikutnya. Semoga makalah ini berguna bagi penulis pada

khususnya juga para pembaca yang budiman pada umumnya.

15

DAFTAR PUSTAKA

Masdiisya. 2010. Kalor Dalam Tubuh Manusia. http://masdiisya.wordpress.com. Diakses pada

20 Februari 2012

Prasetyo, Redy Joko. 2009. Termoregulasi Manusia. http://www.inforedia.com. Diakses pada

tanggal 20 Februari 2012

Rika, dkk.2011. Pengaturan Suhu Pada Inkubator Bayi Dengan Kontol On/OF.

http://digilib.its.ac.id/ITS- NonDegree-3100011042015/13524 2011. Di akses tanggal

pada 20 Februari 2012

Yohanes.2010. Inkubator Bayi. http://yohanes-jp.blogspot.com. Di akses pada tanggal 20

Februari 2012

16

http://digilib.its.ac.id/ITS-%09NonDegree-3100011042015/13524%202011.Di

http://www.inforedia.com/

http://masdiisya.wordpress.com/

17

Termoregulasi PadaTubuh Manusia

Oleh:

Maisa FitriJ unika Wulandari

Slide 3

Slide 4

18

Pendahuluan

PANAS

DINGIN

DIPERTAHANKANKONSTAN

MELALUI:- Hipotalamus- Asupan makan- Kelenjar keringat- Pembuluh darah- Otot rangka

Pendahuluan

Suhu tubuh manusia cenderung berfluktuasisetiap saat.

Untuk mempertahankan suhu tubuh manusiadalam keadaan konstan, diperlukan regulasi suhutubuh.

Suhu tubuh manusia diatur dengan mekanismeumpan balik (feed back) yang diperankan olehpusat pengaturan suhu di hipotalamus.

Hipotalamus (bahasa Inggris: hypothalamus) adalah

bagian dari otak yang terdiri dari

sejumlah nukleus dengan berbagai fungsi yang sangat

peka

Hipotalamus memiliki tugas pentingyaitu memastikan

kemantapan dalam tubuh manusia, seperti menjaga

kemantapan suhu tubuh, mengendalikan tekanan darah,

memastikan keseimbangan cairan, dan bahkan pola tidur

yang tepat.

Apa itu hipotalamus?

Slide 6

Slide 7

19

HI POTALAMUS dan KELENJ AR PI TUI TARI

hipotalamus

hypothalamicoHypophysealis tract

infundibulum

Sistem portal

adenohipofisis

neurohipofisis

nukleus

Hipotalamus terletak langsung di bawah otak dan

ukurannya sebesar biji kenari.

Sejumlah besar informasi sehubungan dengan keadaan

tubuh dikirim ke hipotalamus.Informasi ini disampaikan

ke sana dari setiap titik dalam tubuh, termasuk pusat

indra dalam otak. Kemudian hipotalamus menguraikan

informasi yang diterimanya,memutuskan tindakan yang

harus diambil dan perubahan yang harus dibuat dalam

tubuh, sertamembuat sel-seltertentu menjalankan

keputusannya.

Hipotalamus

Slide 9

Slide 10

20

Mekanisme Kehilangan Panas MelaluiKulit

Energi panas akan penetrasi kedalam jaringan

kulit dalam bentuk radiasi atau konduksi

Energi panas menghilang didalam jaringan yang

lebih dalam berupa panas kemudian diangkut ke

jaringan lain dengan cara konveksi

energi panas akan dikeluarkan melalui evaporasi

(keringat)

Sistem Pengaturan Suhu Tubuh

Lokasi pengukuran temperatur tubuh : ketiak (aksila), sub lingual (dibawah lidah) atau rektal (dubur)

Temperatur rata-rata kulit : 0,07 Tkepala + 0,14 Tlengan + 0,05 Ttangan + 0,07 Tkaki + 0,13 Tbetis + 0,09 Tpaha + 0,35 Tbatangtubuh

Temperatur tubuh rata-rata : Mean Body Temperatur= (0,67 x temp rektal) + (0,33 x temp kulit rata-rata)

Tabel Perbedaan derajat suhu normal padaberbagai kelompok usia

Usia Suhu (oC)

3 bulan 37,5

6 bulan 37,7

1 tahun 37,7

3 tahun 37,2

5 tahun 37,0

7 tahun 36,8

9 tahun 36,7

11 tahun 36,7

13 tahun 36,6

Dewasa 36,4

> 70 tahun 36,0

•Hipotermi, bila suhu tubuh kurang dari36°C •Normal, bila suhu tubuh berkisar antara36 - 37,5°C • Febris / pireksia, bila suhu tubuh antara37,5 - 40°C •Hipertermi, bila suhu tubuh lebih dari40°C

(Tamsuri Anas, 2007)

Slide 12

Slide 13

21

Faktor Yang Mempengaruhi SuhuTubuh

1. Kecepatan metabolisme basal2. Rangsangan saraf simpatis3. Hormon pertumbuhan4. Hormon tiroid5. Hormon kelamin6. Demam ( peradangan )7. Status gizi8. Aktivitas9. Gangguan organ10. Lingkungan

Kegiatan

Kecepatan metabolisme(perkiraan pendekatan)

Kkal/ jam Watt

Tidur60 70

Duduk tegak, bekerja di meja, bersantai

100 115

Kegiatan ringan (makan, berpakaian, pekerjaan rumah tangga)

200 230

Kegiatan sedang (bermain tenis, berjalan)

400 460

Berlari (15 km/jam)1000 1150

Bersepeda (balap sepeda)1100 1270

Tabel kecepatanmetabolisme

Contoh Kasus :

Berapa besar energi yang diubah dalam 24 jam oleh seseorang yang

massanya 65 kg dengan menghabiskan waktu 8 jam untuk tidur, 1

jam melakukan pekerjaan fisik sedang, 4 jam kegiatan ringan, 11

jam bekerja di meja atau bersantai ?

Slide 15

Slide 16

22

Penyelesaian :

Q total= { 8 jam x 60 kkal/jam + 1 jam x 400 kkal/jam+ 4 jam x 200 kkal/jam + 11 jam x 100 kkal/jam} xQtotal = 2780 kkal

Catatan : orang ini memerlukan asupan makanan dengan nilaienergi total 2780 kkal atau jika orang ini ingin menurunkanmassa badan harus mengurangi energi sebesar 2780 kkal dansebaliknya jika ingin menambah berat badan.

Komposisi dan konten energi darimakanan

Food Total energi (cal)Egg,1 75Hamburger,1 245Carrot, 1 cup 45Apple 70Doughnut 135

Energi dalam tubuh berasal dari makanan.

20% untuk kerja selebihnya merupakan energi kalor.

J ika suhu badan 37°C dan suhu kulit pada lingkungan yang nyaman 33°C sampai

dengan 35°C, maka terjadi konduksi kalor pada tubuh. Karena beda suhu yang

cukup kecil dan konduktivitas termal jaringan tubuh kecil, maka sedikit

sekalikalor yang dikeluarkan. Darah berfungsi untuk mengeluarkan kalor ke

bawah permukaan kulit secara konveksi.

Energi Tubuh

Slide 18

Slide 19

23

Energi panas dalam bidangkedokteran

Romans (600 a.d) : memakai minyak panas untuk memijat

Faure (1774) : mempergunakan “Hotsbrichs” dalam pengobatan nyeri yang disebabkan rheumatik

Roebereiner (1816) : Pemakaian sinar dalam bidang pengobatan

Reyn (1913) : Menggunakan sinar ungu ultra dalam irradiasi tubuh

Langevin (1917) : mempergunakan ultrasonik dalam pengobatan

Tabel konduktivitas termalBahan k (J/s.m.C) Bahan k (J/s.m.C)

Stereofom 0,010 Gelas 0,80

Udara 0,026 Beton 1,1

Wol 0,040 Besi 79

Lemak tubuh 0,20 Aluminium 240

Air 0,60 Perak 4240

Intan 2420

Sendainya manusia bisa hidup pada suhu 15°C selama 2 jam

di udara terbuka tampa pakaian. Berapa lama manusia bisa

hidup di air dalam suhu yang sama? J awabannya adalah

sebagai berikut. Lihat tabel di atas, air memiliki konduktivitas

termal sebesar 23 kali daripada udara. J adi, manusia tadi dapt

hidup 120 menit/23 = 5,2 menit.

Tubuh mengeluarkan radiasi

Prinsip terjadinya radiasi adalah perpindahankalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik. J ika kalor berada dalam tubuh, maka di tubuhkita pasti terjadi radiasi. Bagaimanamenghitungnya? Kita gunakan persamaan radiasibuatan Stefan-Boltzman, yaitu H = eδAT4.

DenganH =radiasivitas kalore = emisivitas (0-1)δ = konstanta Stefan-Boltzman (5,67 x 10-

8 J /s.m2.k4)A = luas daerahT = suhu (dalam kelvin)

Slide 21

Slide 22

24

J ika suhu tubuh manusia normal adalah 37°C atau

310 K dengan emisivitas tubuh 0,7 dan perkiraan

luas tubuh manusia adalah 1,5 m2, maka

H = (0,70)( 5,67 x 10-8)(1,5) (310)4 = 550 watt.

Nilai ini setara dengan 5 buah lampu bohlam 10

watt.

ADVE

Contoh

Energi yang di butuhkan manusia

Bergantung kepada berat dan tinggi manusiatersebut

Energi yang di konsumsi oleh manusia dalammelakukan aktifitas tertentu di bagi denganluas permukaan tubuhnya hampir samauntuk semua orang

Secara empirikluas tubuh manusia :Luas = 0.202xW0.425x H0.725

W dan H menyatakan berat (kg) dan tinggi manusia (m)

Penerapan

Inkubator Bayiberfungsi untuk menjaga suhusebuah ruangan supaya suhu tetapkonstan/stabil.

Cara kerja alat ini meniru cara kerjahipotalamus di dalam tubuh

25

Bagian I nkubatorTerdapat 2 boks kontrol

Boks bagian atas* sensor (suhu dan kelembapan),

display sensor, kontroler, rangkaianelektronik.

Boks bagian bawah* heater(pemanas ruangan),

tempat/wadah air dan kipas.

makalah biofisika.docx

Documents