HOMEOSTASIS

DISUSUN OLEH : 1. Muhammad Okasarian Ruswandi 2. Reza Angga Pratama 3. Ridho Ahmad Jabbar 4. Ranti Kusuma Dewi 5. Levi Aulia Rachman 6. Ghina Ninditasari 7. Anna Andany Lestari 8. Reynita Setia Dewi 9. Dini Fatriani 10. Silmi Kaaffah 11. Sabilla Sheridan (1010211045) (1010211050) (1010211052) (1010211054) (1010211053) (1010211055) (1010211056) (1010211059) (1010211061) (1010211067) (1010211068)

Tutor : dr. Hikmah

FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS PEMBAGUNAN NASIONAL VETERAN JAKARTA

Lembar Pengesahan

Ketua Kasus

Sekertaris

Dini Fatriani

Anna Andany Lestari

Mengetahui Tutor

dr. Hikmah

Tutorial Case VI (FBS 2)

Page 1.Tour de FranceTour ke Perancis selama 3 minggu dan sepanjang 3500 km sepeda, ini bisa dibilang paling ekstrim dan menuntut dari semua acara atletik. Pesaing berada di sepeda mereka 5 sampai 7 jam sehari, berkuda di kecepatan rata-rata lebih dari 41 km satu jam di daerah yang mencakup pegunungan Alpen Prancis. Tour bisa dibandingkan dengan berjalan 20 maraton dengan kecepatan kelas dunia dalam 20 hari. Pada tahun 2003, Lance Armstrong memenangkan tour ini untuk kelima kalinya. Lance adalah atlet luar biasa terutama karena kapasitas sistem fisiologis nya.

Selama perlombaan, sel-sel di otot kaki Lance Armstrong mengambil oksigen molekul bahan bakar dan melepaskan karbon dioksidan dan asam laktat. Metabolisme memberikan kontribusi panas ke lingkungan internal. Lance berkeringat untuk mengusir panas itu dan dengan demikian kehilangan air dan garam dari lingkungan internalnya. Untuk melanjutkan perlombaan Lance, sel-selnya, jaringan dan organ terus menerus harus memperbaiki komposisi fisik dan kimia lingkungan internalnya sehingga sel-sel otot nya dapat berfungsi optimal.

Halaman 2. Tour de FranceKarena wilayah ini memiliki iklim yang ekstrim, tour telah menjadi begitu menantang. Kinerja dalam hal seperti wisata Perancis, dipengaruhi oleh begitu banyak faktor termasuk asupan kalori dan pakaian yang sesuai. Selama tour Lance membakar sekitar 6500 kalori per hari - 10.000 kalori pada hari puncak. Bayangkan makan tiga sampai empat kali dari diet normal anda dan mampu bekerja secara intensif pada saat yang sama. Lombak minum dan makan banyak. Dia juga memilih pakaian yang sesuai untuk membantu mekanisme termoregulasinya mengikuti dengan iklim ekstrim dari wilayah itu.

TERMINOLOGI1. Nukleat Acid (Asam nukleat) = hasil sisa dari metabolism secara anaerob.

PROBLEM Page 11. Lance bersepeda selama 3 minggu dan 3500 km 2. Dia bersepeda sehari 5-7 jam dengan kecepatan rata-rata 41 km/jam dengan lintasan ekstrim (pengunungan Alpen) 3. Lance menang 5 kali berturut-turut karena kapasitas system fisiologinya 4. Saat berlomba, sel otot lance mengambil O2 dan membakar molekul dan melepaskan CO2 dan asam laktat. Metabolism ini menyebabkan peningkatan suhu tubuh, maka ia mengeluarkan keringat yang mengandung air dan garam. 5. Metabolism ini harus bekerja terus menerus dan berjalan dengan baik untuk mengoptimalkan fungsi sel otot.

Page 21. Dia membutuhkan banyak kalori (makan dan minum banyak) dan emnggunakan pakaian yang cocok.

HIPOTESIS1. Terjadi perubahan homeostasis 2. System tubuh Lance mempertahankan homeostasis 3. Homeostasis penting bagi kelangsungan sel 4. Dia mempertahankan system tubuh dengan mengimbangi jumlah kalori yang dibakar dan menyiasatinya dengan makan dan minum yang banyak.

MORE INFO1. Vital sign 2. Pemulihan 3. Kensentrasi dalam tubuh

I DONT KNOW DAN LEARNING ISSUES1. Homeostasis a. Definisi b. Factor yang mempengaruhi dan mempertahankan homeostasis c. Fungsi homeostasis dalam system tubuh d. Proses pengontrolan homeostasis e. Efek homeostatis bila terganggu 2. Pengaturan suhu tubuh a. Pengeluaran panas tubuh b. Pembentukan panas tubuh 3. Hubungan antara bersepeda dengan homeostasis 4. Regulasi Homeostasis 5. Makanan dan minuman yang dapat menggantikan energy dan cairan tubuh 6. Transportasi makanan dan minuman sehingga bisa menggantikan kalori dan cairan tubuh 7. Transpor membran

Cairan tubuhCairan tubuh (bahasa Inggris: interstitial fluid, tissue fluid, interstitium) adalah cairan suspensi sel di dalam tubuh makhluk multiselular seperti manusia atau hewan yang memiliki fungsi fisiologis tertentu. Cairan tubuh merupakan komponen penting bagi fluida ekstraselular, termasuk plasma darah dan fluida transelular. Cairan tubuh dapat ditemukan pada spasi jaringan (bahasa Inggris: tissue space, interstitial space). Rata-rata seseorang memerlukan sekitar 11 liter cairan tubuh untuk nutrisi sel dan pembuangan residu jaringan tubuh. Kelebihan cairan tubuh dikeluarkan melalui air seni. Kekurangan cairan tubuh menyebabkan seseorang kehausan dan akhirnya dehidrasi. Contoh cairan tubuh adalah:

Darah dan plasma darah Sitosol Cairan serebrospinal Korpus vitreum maupun humor vitreous Serumen Humor aqueous Cairan limfa Cairan pleura Cairan amnion

Distribusi Cairan Tubuh

Cairan Intracellular (dalam sel) = 40 % Cairan Extracellular (luar sel)o o

= 20 %

Cairan Interstitial (diantara & sekeliling sel) = 15 % Plasma Darah = 5 %

Plasma darah pada dasarnya adalah larutan air yang mengandung :o o

albumin bahan pembeku darah

o o o o

immunoglobin (antibodi) hormon berbagai jenis protein berbagai jenis garam

Fungsi Cairan Tubuh Manusia, Gejala Dehidrasi Dan Cara Mengatasi Kehilangan Cairan Tubuh

Air merupakan bagian terbesar dari komposisi tubuh manusia. Hampir semua reaksi di dalam tubuh manusia memerlukan cairan. Agar metabolisme tubuh berjalan dengan baik, dibutuhkan masukan cairan setiap hari untuk menggantikan cairan yang hilang.

Fungsi cairan tubuh antara lain :

1- Mengatur suhu tubuh Bila kekurangan air, suhu tubuh akan menjadi panas dan naik.

2- Melancarkan peredaran darah Jika tubuh kita kurang cairan, maka darah akan mengental. Hal ini disebabkan cairan dalam darah tersedot untuk kebutuhan dalam tubuh. Proses tersebut akan berpengaruh pada kinerja otak dan jantung.

3- Membuang racun dan sisa makanan Tersedianya cairan tubuh yang cukup dapat membantu mengeluarkan racun dalam tubuh. Air membersihkan racun dalam tubuh melalui keringat, air seni, dan pernafasan.

4- Kulit Air sangat penting untuk mengatur struktur dan fungsi kulit. Kecukupan air dalam tubuh berguna untuk menjaga kelembaban, kelembutan, dan elastisitas kulit akibat pengaruh suhu udara dari luar tubuh.

5- Pencernaan Peran air dalam proses pencernaan untuk mengangkut nutrisi dan oksigen melalui darah untuk segera dikirim ke sel-sel tubuh. Konsumsi air yang cukup akan membantu kerja sistem pencernaan di dalam usus besar karena gerakan usus menjadi lebih lancar, sehingga feses pun keluar dengan lancar.

6- Pernafasan Paru-paru memerlukan air untuk pernafasan karena paru-paru harus basah

dalam bekerja memasukkan oksigen ke sel tubuh dan memompa karbondioksida keluar tubuh. Hal ini dapat dilihat apabila kita menghembuskan nafas ke kaca, maka akan terlihat cairan berupa embun dari nafas yang dihembuskan pada kaca.

7- Sendi dan otot Cairan tubuh melindungi dan melumasi gerakan pada sendi dan otot. Otot tubuh akan mengempis apabila tubuh kekurangan cairan. Oleh sebab itu, perlu minum air dengan cukup selama beraktivitas untuk meminimalisir resiko kejang otot dan kelelahan.

8- Pemulihan penyakit Air mendukung proses pemulihan ketika sakit karena asupan air yang memadai berfungsi untuk menggantikan cairan tubuh yang terbuang.

B. Hilangnya Cairan Tubuh Manusia

Kehilangan cairan tubuh dapat bersifat : a. Normal Hal tersebut terjadi akibat pemaakaian energi tubuh. Kehilangan cairan sebesar 1 ml terjadi pada pemakaian kalori sebesar 1 kal.

b. Abnormal Terjadi karena berbagai penyakit atau keadaan lingkungan seperti suhu lingkungan yang terlalu tinggi atau rendah.

Pengeluaran cairan yang banyak dari dalam tubuh tanpa diimbangi pemasukkan cairan yang memadai dapat berakibat dehidrasi.

Dehidrasi adalah keadaan dimana tubuh kehilangan cairan elektrolit yang sangat dibutuhkan organ-organ tubuh untuk bisa menjalankan fungsinya dengan baik.

Saat dehidrasi, tubuh dengan terpaksa menyedot cairan baik dari darah maupun organ-organ tubuh lainnya.

C. Gejala Dehidrasi

Berikut ini adalah berbagai gejala dehidrasi sesuai tingkatannya : - Dehidrasi ringan Muka memerah Rasa sangat haus

Kulit kering dan pecah-pecah Volume urine berkurang dengan warna lebih gelap dari biasanya Pusing dan lemah Kram otot terutama pada kaki dan tangan Kelenjar air mata berkurang kelembabannya Sering mengantuk Mulut dan lidah kering dan air liur berkurang

- Dehidrasi sedang Tekanan darah menurun Pingsan Kontraksi kuat pada otot lengan, kaki, perut, dan punggung Kejang Perut kembung Gagal jantung Ubun-ubun cekung Denyut nadi cepat dan lemah

- Dehidrasi Berat Kesadaran berkurang Tidak buang air kecil Tangan dan kaki menjadi dingin dan lembab Denyut nadi semakin cepat dan lemah hingga tidak teraba Tekanan darah menurun drastis hingga tidak dapat diukur Ujung kuku, mulut, dan lidah berwarna kebiruan Kebutuhan cairan dan elektrolit adalah suatu proses dinamik karena metabolisme tubuh membutuhkan perubahan yang tetap dalam berespons terhadap stressor fisiologis dan lingkungan. Keseimbangan cairan adalah esensial bagi kesehatan. Dengan kemampuannya yang sangat besar untuk menyesuaikan diri, tubuh mempertahankan keseimbangan, biasanya dengan proses-proses faal (fisiologis) yang terintegrasi yang mengakibatkan adanya lingkungan sel yang relatif konstan tapi dinamis. Kemampuan tubuh untuk mempertahankan keseimbangan cairan ini dinamakan homeostasis.

KOMPARTEMEN CAIRANKira-kira 60 % atau sekitar 42 liter pada tubuh manusia dewasa dengan berat rata-rata 70 kilogram berupa cairan, terutama berupa suatu larutan ion dan zat-zat lain di dalam medium air. Presentase ini dapat berubah, bergantung pada umur, jenis kelamin, dan derajat obesitas. Seiring dengan pertumbuhan seseorang, persentase total cairan tubuh terhadap berat badan berangsunr-angsur turun. Hal tersebut adalah sebagian akibat dari penuaan yang biasanya berhubungan dengan peningkatan persentase lemak tubuh, sehingga mengurangi persentase cairan dalam tubuh. Karena wanita pada normalnya memiliki lemak lebih banyak dari pria, wanita memiliki lebih sedikit cairan daripada pria dengan berat badan sebanding. 1. Cairan Intraselular (CIS) = 40% dari BB total Adalah cairan yang terkandung di dalam sel. Pada orang dewasa kira-kira 2/3 dari cairan tubuh adalah intraselular, sama kira-kira 25 L pada rata-rata pria dewasa (70 kg). Sebaliknya, hanya dari cairan tubuh bayi adalah cairan intraselular. 2. Cairan Ekstraselular (CES) = 20% dari BB total Adalah cairan diluar sel. Ukuran relatif dari (CES)menurun dengan peningkatan usia. Pada bayi baru lahir, kira-kir cairan tubuh terkandung didalam (CES). Setelah 1 tahun, volume relatif dari (CES) menurun sampai kira-kira 1/3 dari volume total. Ini hampir sebanding dengan 15 L dalam ratarata pria dewasa (70 kg). Lebih jauh (CES) dibagi menjadi : (a) Cairan interstisial (CIT) : Cairan disekitar sel, sama dengan kira-kira 8 L pada orang dewasa. Cairan limfe termasuk dalam volume interstisial. Relatif terhadap ukuran tubuh, volume (CIT) kira-kira sebesar 2 kali lebih besar pada bayi baru lahir dibanding orang dewasa. (b) Cairan intravaskular (CIV) : Cairan yang terkandung di dalam pembuluh darah. Volume relatif dari (CIV) sama pada orang dewasa dan anak-anak. Rata-rata volume darah orang dewasa kira-kira 5-6 L (8% dari BB), 3 L (60%) dari jumlah tersebut adalah PLASMA. Sisanya 2-3 L (40%) terdiri dari sel darah merah (SDM, atau eritrosit) yang mentranspor oksigen dan bekerja sebagai bufer tubuh yang penting; sel darah putih (SDP, atau leukosit); dan

trombosit. Tapi nilai tersebut diatas dapat bervariasi pada orang yang berbeda-beda, bergantung pada jenis kelamin, berat badan dan faktor-faktor lain. Adapun fungsi dari darah adalah mencakup : - pengiriman nutrien (mis ; glokusa dan oksigen) ke jaringan - transpor produk sisa ke ginjal dan paru-paru - pengiriman antibodi dan SDP ke tempat infeksi - transpor hormon ke tempat aksinya - sirkulasi panas tubuh 3. Cairan Transelular (CTS) : Adalah cairan yang terkandung di dalam rongga khusus dari tubuh. Contoh (CTS) meliputi cairan serebrospinal, perikardial, pleural, sinovial, dan cairan intraokular serta sekresi lambung. Pada waktu tertentu (CTS) mendekati jumlah 1 L. Namun, sejumlah besar cairan dapat saja bergerak kedalam dan keluar ruang transelular setiap harinya. Sebagai contoh, saluran gastrointestinal (GI) secara normal mensekresi dan mereabsorbsi sampai 6-8 L perhari.

Pemasukan ke dan pengeluaran dari simpanan internal suatu konstituatePemasukan ke simpanan internal Pengeluaran dari simpanan internal

Pemasukan dari lingkungan eksternal (melalui ingesti ,inhalasi,penyerapan melalui permukaan tubuh)

Depot simpanan didalam tubuh

Simpanan internal(dikonsentrasi ciaran ekstrasel)suatu bahan

Eksresi ke lingkungan eksternal (melalui ginjal,paru,saluran pencernaan ,permukaan tubuh missal dari keringat,air mata,

HOMEOTASISHomeostasis merupakan suatu keadaan yang kecenderungan untuk tetap stabil dalam keadaan tubuh organism normal (lingkungan internal). Fungsi-fungsi yang dilakukan oleh system tubuh ikut berperan dalam mempertahankan homeostasis, sehingga lingkungan yang diperlukan untuk kelangsungan hidup dan fungsi semua sel yang membentuk tubuh dapat dipertahankan. Kenyataan bahwa lingkungan internal harus dijaga agar relatif stabil tidak berarti bahwa komposisinya, suhu dan sebagainya tidak berubah sama sekali. Factor-faktor eksternal dan internal terus menerus mengancam dan dapat mengacaukan homeostasis. Faktor-faktor lingkungan internal yang harus dipertahankan secara

homeostasis mencakup sebagai berikut : 1. Konsentrsi molekul zat-zat gizi Sel-sel membutuhkan pasokan molekul nutrient yang tetap untuk digunakan sebagai bahan bakar metabolic untuk menghasilkan energy. Energy kemudian digunakan untuk menunjang aktivitas-aktivitas khusus dan untuk mempertahankan hidup. 2. Konsentrasi O2 dan CO2 Sel membutuhkan O2 untuk melakukan reaksi-reaksi kimia yang menarik sebanyak mungkin energy dari molekul nutrient untuk digunakan oleh sel. CO2 yang dihasilkan selama reaksi-reaksi tersebut berlangsung harus diseimbangkan dengan CO2 yang dikeluarkan oleh paru, sehingga CO2 pembentuk asam ini tidak meningkatkan keasaman dilingkungan internal. 3. Konsentrasi zat-zat sisa Berbagai reaksi kimia menghasilkan produk-produk akhir yang berefek toksik bagi sel apabila dibiarkan tertimbun melebihi batas tertentu. 4. pH diantara efek-efek yang paling mencolok dari perubahan keasaman lingkungan cairan internal adalah perubahan mekanisme pembentukan sinyal listrik di sel saraf dan perubahan aktivitas enzim disemua sel. 5. Konsentrasi air, garam-garam, dan elektrolit-elektrolit lain.

Karena konsentrasi relative garam (NaCl) dan air di dalam cairan ekstrasel (lingkungan internal) mempengaruhi berapa banyak air yang masuk atau keluar sel, konsentrasi keduanya diatur secara ketat untuk mempertahankan volume sel yang sesuai. Sel-sel tidak dapat berfungsi secara normal apabila mereka membengkak atau menciut. 6. Suhu Sel-sel tubuh berfungsi secara optimal dalam rentang suhu yng sempit. Selsel akan mengalami perlambatan aktivitas yang hebat apabila suhunya terlalu dingin dan, protein-protein structural dan enzimatiknya akan terganggu apabila suhunya terlalu panas. 7. Volume dan tekanan Komponen sirkulasi pada lingkungan internal, yaitu plasma, harus

dipertahankan pada tekanan darah dan volume yag adekuat agar penghubung vital antara sel dan lingkungan eksternal ini dapat terdistribusi keseluruh tubuh. Selain faktor-faktor internal yang dapat mempengaruhi homeostasis juga terdapat pengaruh eksternal yaitu keadaan lingkungan eksternal. Keadaan lingkungan eksternal tubuh juga berpengaruh besar terdapat homeostasis. Sedangak fungsi dari homeostasis yaitu untuk menyeimbangkan keadaan tubuh agar dapat berjalan dengan normal.

Umpan BalikUntuk mempertahankan homeostasis, tubuh harus mampu mendeteksi penyimpangan-penyimpangan yang terjadi pada faktor-faktor lingkungan internal yang perlu dijaga dalam rentang sempit. Sistem kontrol yang beroperasi untuk mempertahankan homeostasis dapat dikelompokkan menjadi dua kelas : 1. Kontrol intrinsik 2. Kontrol ekstrinsik Kontrol intrinsik (di dalam) terdapat di dalam atau inheren bagi organ yang bersangkutan. Contoh, sewaktu suatu otot yang beraktivitas menggunakan O 2 dan mengeluarkan CO2 untuk menghasilkan energi yang yang diperlukan untuk menjalankan aktivitas kontraktilnya, konsentrasi O2 menurun dan CO2 meningkat di dalam otot tersebut. Melalui kerja langsung pada otot polos di dinding pembuluh darah yang mengaliri otot-otot tersebut, perubahan-perubahan kimiawi lokal tersebut menyebabkan otot polos melemas dan pembuluh terbuka lebar untuk mengakomodasikan peningkatan aliran darah ke otot terdebut. Mekanisme lokal ini ikut mempertahankan kadar O2 dan CO2 yang optimal di dalam lingkungan internal yang mengelilingi sel-sel otot tersebut. Kontrol ekstrinsik (di luar) yaitu mekanisme pengatur yang dicetuskan di luar suatu organ untuk mngubah aktivitas organ tersebut. Kontrol ekstrinsik berbagai organ dan sistem dilaksanakan oleh sistem saraf dan endokrin, dua sistem kontrol utama dalam tubuh. Kontrol ekstrinsik memungkinkan pengaturan beberapa organ sekaligus untuk mencapai suatu tujuan bersama. Contoh, untuk memulihkan tekanan darah ke tingkat yang sesuai jika tekanan turun terlalu besar, sistem saraf secara serentak bekerja pada jantung dan pembuluh darah di seluruh tubuh untuk meningkatkan tekanan darah ke itngkat normal. Mekanisme kontrol homeostatik tubuh terutama beroperasi berdasarkan prinsip umpan balik negatif. Umpan balik negatif terjadi jika suatu perubahan pada sebuah variabel terkontrol mencetuskan respon yang melawan perubahan itu, sehingga variabel itu bergerak dengan arah yang berlawanan dengan perubahan awal.

Gangguan pada homeostasis dapat menyebabkan penyakit dan kematianJika satu atau lebih sistem tubuh gagal berfungsi secara benar, homeostasis terganggu dan semua sel akan menderita karena mereka tidak lagi memperoleh lingkungan yang optimal tempat mereka hidup dan berfungsi. Muncul berbagai keadaan patofisiologis. Jika gangguan terhadap menjadi sedemikian berat sehingga tidak lagi memungkinkan kelangsungan hidup, timbul kematian.

Ketidak Seimbangan KaliumHipokalemiaDefinisi : Kadar kalium serum yang kurang dari 3,5 mEq/L. Gejala : Lelah, tidak enak badan. Otot-otot pernapasan lemah. Menurunnya motilitas usus besar, mual, muntah. Hipotensi postural, perubahan-perubahan pada EKG, depresi segmen ST. Poliura, nokturia (kelainan pemekatan)

Hasil lab : K+ serum < 3,5 mEq/L. PH serum > 7,45.

Penyebab : Asupan K+ dari makanan yang menurun. Kehilangan melalui saluran cerna. Kehilangan melalui ginjal. Kehilangan yang meningkat melalui keringat pada udara panas.

Berpindahnya K+ kedalam sel.

Penanggulangan : Memantau kadar kalium serum. Asupan kalium Penambahan garam kalium. Infus K+.

HiperkalemiaDefinisi : Suatu keadaan dengan kadar kadar kalium serum lebih atau sama dengan 5,5 mEq/L. Gejala : Kelemahan otot yang tidak begitu kentara biasanya merupakan tanda awal. Kelemahan otot asenden. Parastesia pada wajah, lidah, kaki, dan tangan. Mual, diare. Oliguria yang berlanjut menjadi anuria. Disfitmia jantung.

Hasil lab : Kadar K+ serum > 5,5 mEq/L.

Penyebab : Singkirkan pseudohiperkalemia. Ekskresi K+ tidak memadai (gagal ginjal). K+ berpindah dari sel ke CES (Asidosis). Asupan yang berlebihan.

Penanganan :

10 mL kalsium glukonat 10% IV diinfuskan secara perlahan selama 2-3 menit dengan pemantauan EKG; efek terlihat dalam waktu 5 menit tapi hanya bertahan sekitar 30 menit.

500 mL glukosa 10% dengan 10 U insulin regular akan memindahkan K + ke dalam sel; efeknya terlihat dalam waktu 30 menit dan dapat bertahan dalam beberapa jam.

44-88 mEq natrium bikarbonat IV akan memperbaiki asidosis dan memindahkan K+ ke dalam sel; efeknya terlihat setelah 30 menit dan dapat bertahan beberapa jam.

TERMOREGULATION

SUHU INTERNAL SECARA HOMEOSTASIS DIPERTAHANKAN SEBESAR 37,8oC Suhu itu dibagi menjadi 2 menurut termoregulatorik : 1. Suhu inti (37,8oC) Meliputi organ organ abdomen dan toraks, sistem saraf pusat, dan sistem otot rangka. Bersifat konstan. 2. Suhu kulit (20oC 40oC) Terletak dikulit. Sifatnya berfluktuasi karena sebagai tindakan kontrol untuk membantu mempertahankan suhu di tengah agar tetap konstan.

Tubuh menggunakan empat mekanisme pengeluaran panas, terdiri dari : 1. Radiasi adalah perpindahan energi panas dari benda yang lebih panas ke yang lebih dingin dalam bentuk gelombang elektromagnetik (gelombang panas) yang berjalan melalui ruang.

2. Konduksi adalah perpindahan panas dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin dengan berkontak langsung dengan benda yang lebih panas tersebut. 3. Konveksi adalah perpindahan energi panas melalui arus udara. Udara dingin dihangatkan oleh tubuh melalui konduksi bergerak keatas dan digantikan oleh udara yang lebih dingin. 4. Evaporasi adalah panas penguapan diperlukan untuk mengubah suatu cairan misalnya keringat, menjadi uap air diserap dari kulit.

SKEMA TERMOREGULASI

MEKANISME SUHU NAIK Pada saat suhu diluar tinggi, tubuh secara tidak langsung melakukan homeostasis terhadap situasi tersebut. Langkah langkahnya adalah : Hipotalamus

Sistem saraf simpatis

Pembuluh darah kulit

Vasodilatasi kulit

Kontrol pengurangan panas (berkeringat), dan beradaptasi perilaku.

Hipotalamus sebagai termostat tubuh akan langsung bereaksi terhadap suhu diluar supaya suhu inti tetap dalam keadaan konstan. Setelah berkeringat, kita secara tidak langsung akan melakukan adaptasi perilaku dengan cara menggunakan kipas, membasahi tubuh, meminun minuman dingin, untuk semakin meningkatkan pengeluaran panas.

MEKANISME SUHU TURUN Pada saat suhu diluar tinggi, tubuh secara tidak langsung melakukan homeostasis terhadap situasi tersebut. Langkah langkahnya adalah : Hipotalamus

Sistem saraf simpatis

Pembuluh darah kulit

Vasokonstriksi kulit

Kontrol produksi panas (tonus otot menggigil ), dan beradaptasi perilaku.

Hipotalamus sebagai termostat tubuh akan langsung bereaksi terhadap suhu diluar supaya suhu inti tetap dalam keadaan konstan. Hipotalamus menyadari dengan banyak melakukan aktivitas otot rangka, produksi panas akan meningkat. Oleh karena itu hipotalamus memerintahkan neuron motorik lalu otot rangka untuk melakukan produksi panas. Dengan menggigil kita secara tidak langsung sudak melakukan adaptasi perilaku terhadap suhu diluar. Adaptasi perilaku yang dapat

dilakukan adalah duduk membungkuk, menangkupkan lengan didepan dada, meringkuk, dan memakai baju hangat.

Homeostasis pada saat olahragaOlahraga mula-mula mengganggu homeostasis, tapi adaptasi akan terjadi karena olahraga yang dilakukan teratur dan berulang. Contohnya, kecepatan denyut jantung adalah salah satu factor yang mudah dipantau. Sewaktu seseorang mulai melakukan gerak badan, sel-sel yang aktif menggunakan lebih banyak O2 untuk menunjang peningkatan kebutuhan energi. Kecepatan denyut jantung juga meningkat untuk menyalurkan darah yang banyak mengandung oksigen ke otot. Jantung beradaptasi terhadap olahraga teratur dengan intensitas dan durasi yang cukup, dengan meningkatnya kekuatan dan efisiensinya, sehingga jantung dapat memompa darah lebih banyak darah per denyutnya. Peningkatan kemampuan memompa, menyebabkan jantung tidak perlu berdenyut lebih cepat untuk dapat memompa darah dalam jumlah tertentu seperti keadaan sebelum berolahraga. Pada saat berolahraga system energi yang digunakan berbeda-beda.

System AerobikSystem aerobic adalah oksidasi bahan makanan di dalam mitokondria untuk menghasilkan energi. Bahan makanan tersebut yaitu, glukosa, asam lemak, dan asam amino dari makanan setelah melalui beberapa proses perantara bergabung dengan oksigen untuk melepaskan sejumlah energy yang sangat besar yang digunakan untuk mengubah AMP dan ADP menjadi ATP.

REGULASI HOMEOSTASISUntuk menjaga homeostasis diperlukan aktivitas berbagai sitem tubuh. Terdapat 11 sistem tubuh utama yang menyumbang homeostasis: 1. Sistem rangka, menunjang dan melindungi jaringan dan organ-organ yang lemah, serta berfungsi sebagai persediaan kalsium (Ca ++), suatu elektrolit yang dalam plasma harus dijaga dalam jumalh yang terbatas. Bersama dengan sistem otot, sistem rangka juga memungkinkan gerakan tubuh dan bagian-bagiannya. 2. Sitem otot, menggerakan tulang-tulang tempat melekatnya. Dari pandangan homeostasis secara murni, sistem ini memungkinkan suatu individu bergerak ke arah makanan atau menjauhi bahaya. Selanjutnya panas yang ditimbulkan oleh otot rangka sangat penting bagi regulasi suhu. Sebagai tambahan, karena otot rangka dibawah kotrol kesadaran, memungkinkan seseorang menggunakanya untuk melakukan geraka lsin yang tidak langsung kearah pemeliharaan homeostasis. 3. Sistem saraf, adalah salah satu dari dua sistem kontrol tubuh yang utama. Secara umum sistem saraf mengontrol dan mengkoordinir aktivitas tubuh yang memerlikan respon yang cepat. Sistem ini secara khusus pentig dalam maendeteksi dam memberikan reaksi kepada perubahan-perubahan dalam lingkungan ekstetrnal. Selanjutnya, sistem ini bertanggung jawab pada fungsifungsi yang lebih tinggiyang tidak seluruhnya langsing di bawah pemeliharaan homeostasis, seperti kesadaran, memori (ingatan), dam kreativitas. 4. Sistem endokrin, adalah sistem kontrol utama yang lain. Secara umum, hormon yang disekresikan meregulasi aktivitas tubuh yang lambat, sistem ni khususnya penting dalam mengontril konsentrasi nutrien dan pengaturan fungsi ginjal, mengontrol volume dan komposisi elektrolit lingkungan internal. 5. Sistem sirkulasi, adalah sistem transpor yang membawa berbagai zat seperti; zat makanan, O2, CO2, zat sampah, elektrolit, dan hormon dari satu bagian tubuh ke bagian tubuh yang lain. 6. Sistem kekebalan, sebagai pertahanan melawan penyusup asing dan selsel tubuh yang telah menjadi kangker. Sistem ini juga membuka jalan untuk memperbaiki atau mengganti sel-sel yang luka atau usang.

7. Sistem respirasi, mengambil O2 dari ligkungan eksternal dan mengeluarkan CO2 ke lingkungan eksternal. Dengan mengatur kecepatan pemindahan CO2 sebagai pembentuk asam (H2CO3), maka sistem respirasi juga penting dalam pemeliharaan pH yang tepat dalam lingkungan internal. 8. Sistem pencernan, mencerna makann yang kita makan menjadi molrkul zat makann yang siap diabsorbsi ke dalam plasma untuk didistribusikan ke sel-sl tubuh. Sistem ini juga mentransfer air dan elektrolit dari lingkungan eksternal ke dalam lingkungan internal. 9. Sistem integumen, berfungsi sebagai pelindung luar untuk melindingi kehilngan cairan internal dari tabuh dan masuknya microorganisme asing ke dalam tubuh. Sistem ini juga pnting dalam meregulasi suhu tubuh. Jimlah panas yang hilang dari permukaan tubuh ke lingkungan luar dapat diatur dengan mengontrol produksi keringat dan dengan meregulasi aliran darah dan dengan meregulasi aliran darah yang membawa panas ke kulit. 10. Sistem urinaria, mengeluarkan zar sampah selain CO2 dam memegang peranan penting dalam meregulasi volume, komposisi elektrolit, dan

keasaman cairan ekstraseluler. 11. Sistem reproduksi, pada dasarnya tidak esensial untuk homeostasis dan dengan demikian tidak esensial untuk kelangsungan hidup individu. Sistem reproduksi esensial untuk pelestarian spesies.

Makanan dan Minuman yang Dapat Menggantikan Energi dan Cairan TubuhMakanan Yang Dapat Menghasilkan Energi Karbohidrat Karbohidrat merupakan sumber energi. 1 gram karbohidrat menghasilkan 4,0 4,1 kilokalori. Kelebihan karbohidrat akan disimpan dalam bentuk lemak di daerah perut, disekeliling ginjal, jantung atau dibawah kulit yang menyebabkan tubuh menjadi gemuk. Lemak Lemak adalah sumber energi yang sangat tinggi. 1 gram lemak menghasilkan 9 kilokalori Makanan yang mengandung lemak misalnya kacang, kelapa, minyak hewan, dan lemak tumbuhan. Protein Setiap 1 gram protein menghasilkan 4 kilokalori.

Minuman Yang Dapat Menggantikan Cairan TubuhMinuman yang dapat menggantikan cairan tubuh adalah minuman yang mengandung elektrolit. Salah satunya adalah : Air Kelapa Air kelapa mengandung komposisi elektrolit atau mineral yang seimbang dan mirip dengan cairan darah manusia. Kandungan dalam air kelapa adalah air sebanyak 95,5 %, nitrogen sebanyak 0,05 %, asam fosfat 0,56 %, kalium 0,25 %, kalsium oksida 0,69 %, magnesium oksida 0,59 %, serta sedikit zat besi dan gula.

Asam larut yang terkandung dalam air kelapa bermanfaat sebagai antivirus dan antikuman. Sifatnya sebagai minuman isotonik, kandungan gula, kalium, dan rendahnya kandungan natrium sangat cocok sebagai minuman berenergi untuk atlet, karna dapat mengatur elektrolit tubuh dan menghilangkan rasa lelah.

Sistem Tubuh Metabolik Otot dalam LatihanDidalam otot terdapat sistem metabolik dasar yang sama seperti pada bagian tubuh yang lain. Akan tetapi bahasan kuantitatif yang khusus dari aktivitas ketiga metabolik sangat penting dalam memahami batasan aktivitas fisik . Sistem ini dibagi menjadi 3 :

1. Adenin trifosfat :sumber energi yang biasanya digunakan dalam kontraksi otot. Merupakan ikaatan yang berernergi tinggi Adenin PO3- PO3- PO3Note : Setiap ikatan ini menyimpan energi sebanyak 7300 kalori energi per mol atp. Oleh karena itu bila fosfat radikal dipindahkan lebih dari 7300 kalori dilepaskan untyuk menggerakan proses kiontraksi otot. Jumlah atp diotot sangat banyak , terutama didalam tubuh seorang atlet yang terlatih dengan baik dan hanya cukup untuk mempertahankan daya otot sekitar 3 detik maksimal. Oleh karena itu penting bagi atp yang baru terus dibentuk.

2.

Sistem Energi FosfokeratinFosfokeratin adalah senyawa kimi lain yang memilki ikatan fosfat berenergi

tinggi. Dengan rumus: Keratin PO3-. Sewaktu ikatan dilepas akan terbentuk energi dalam jumlah besar. Fosfokeratin memiliki energi sebesar 10.300 kalori per mol . kebanyakan sel otot memiliki fosfokeratin dua sampai empat kali lebih banyak dibandingkan dengan ATP. Dan biasanay digunakan untuk ledakan singkat ( dalam waktu yang singkat) tetapi membutuhkan energi yang besar . seperti pada lari 100 meter.

3.

Sistem Glikogen Asam Laktat

Glikogenesis yang disimpan didalam otot dapat dipecah menjadi glukosa yang akan membentuk atp yang lebih banyak dengan bantuan O 2. Namun pada kenyataannya, saat berolahraga sedikit sekali konsumsi O2 sehingga dapat menyebabkan metabolisme anaerob yang sebagian besar terdiri dari asam laktat yang selanjutnya akan dibawa keluar dari sel oto masuk kedalam cairan interestitial dan ke darah. Oleh karena itu glikogen banyak yang dirubah menjadi asam piruvat akan tetapi ATP yang dihasilkan pun sangat banyak meskipun tanpa memakai oksigen.

4.

Sitem AerobikAdalah oksidsai bahan makanan didalam mitokondria untuk menghasilkan energi. Dengan cara melepaskan energi yang sangat besar yang digunakan untuk mengubah AMP menjadi ADP menjadi ATP.

Perbandingan Suplai Energi dan Ketahanan yang Dihasilkan dari Berbagai Sistem Metabolik.

Suplai energi Mol ATP/ menit Sistem Fosfagen 4

Ketahanan energi dalam waktu

Contoh

8 sampai 10 detik

Lari cepat 100 m, melompat, angkat barbel, lari cepat dalam football

Sistem Glikogen asam laktat

2,5

1,3 sampai 1,6 menit

Lari cepat 400 m, berenang 100 m, tenis, sepak bola

Sistem Aerobik

1

Waktu tidak terbatas selagi nutrisi/ zat tersedia

Lari maraton, jogging

Jadi sistem fosfagen adalah sistem yang digunakan oleh otot untuk ledakan daya selama beberapa detik dan sistem aerobik untuk aktivitas aerobik yang lama , sedangkan sistem glikogen asam laktat penting untuk memberikan energi tambahan

Pemulihan Sistem kerja otot setelah kerja fisikDengan cara yang sama seperti energi dari berbagai sistem digunakan untuk membentuk kembali ATP. Pada sistem Asam laktat, terutama pemindahan asam laktat yang telah berkumpul didalam semua cairan tubuh, karena asam laktat merupakan penyebab kelelahan yang sangat hebat. Pemindahan asam laktat dicapai dengan dua cara : 1.Satu bagian kecil dari asam laktat dirubah kembali menjadi asam piruvat dan dimetabolisme secara oksidatif didalam tubuh. 2.Sisa asam laktat dirubah kembali menjadi glukosa di dalam hati , dan kemudian disimpan didalam otot lagi.

Pemulihan sistem aerobik setelah kerja fisikSelama kerja fisik yang berat pada tahap awal pun, satu bagian dari kemampuan energi aerobik seseorang akan berkurang. Karena ada dua efek : 1. Akibat adanya Hutang Oksigen 2.Akibat adanya pengurangan cadangan Glikogen Otot.

1. Hutang Oksigen Dalam tubuh normal oksigen yang terkandung sekitar 2 liter yang dapat digunakan dalam sistem metabolisme aerobik bahkan tanpa oksigen sekalipun. Pada kerja fisik yang berat hampir semua cadangan oksigen digunakan dalam 1 menit atau lebih dalam metabolisme aerobik. Setelah kerja fisik selesai , maka oksigen yang dihirup harus melebihi dari kebutuhan normal. Kira-kira sekitar 9 liter O2 harus dihirup untuk pembentukan pada sistem asam laktat dan fosfagen .

Semua tambahan O2 ini yang harus dibayar kembali . kira2 sebanyak 11,5 liter yang disebut sebagai hutang oksigen . Sebagai contoh: 1. Pada orang yang sedang melakukan kerja fisik berat, pada 4 menit pertama kecepatan oksigen meningkat 15 X. 2. Lalu setelah kerja fisik seleseai, pengambilan oksigen masih tetap diatas normal, pada awalnya sangat tinggi sementara tubuh sedang membentuk kembali sistem fosfagen dan membayar kembali bagian cadangan oksigen dari hutang oksigen.Yang disebut hutang oksigen alaktasid dan jumlahnya kira-kira 3,5 liter. 3. Untuk 40 menit berikutnya dengan kecepatan yang lebih rendah, selama tubuh memindahkan asam laktat. Yang disebut hutang oksigen asam laktat dan jumlahnya kira-kira 8 liter. Pengurangan cadangan glikogen otot Pemulihan ini akibat Pengurangan cadangan glikogen otot ini membutuhkan waktu berhari-hari. Adapun tipe nya : 1. Pada orang yang menjalani diet tinggi KH Pemulihan pada tipe jenis ini merupakan pemulihan yang paling sempurna kira-kira terjadi dalam 2 hari. 2. Pada orang yang menjalani diet tinggi lemak & protein, maupun tidak makan Pemulihan terjadi sangat lambat sekitar 5 hari.

TRANSPORT PASIFDefinisi : Gerakan substansi biasanya melewati membrane sel melalui proses yang tidak memerlukan pengeluaran energi metabolik Suatu perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasi

Ada 3 metode transport pasif :

1. DifusiPerpindahan/pergerakkan molekul dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah sehingga terjadi gerakan acak ( merata ). Contoh : pemindahan O2 menembus membran paru

Gambar difusi

2. Osmosis ( difusi netto air )Difusi pelarut murni melalui membran akibat adanya gradien konsentrasi, biasanya dari larutan dengan konsentrasi solute lebih rendah ke larutan dengan konsentrasi solute lebih tinggi ( hipotonik-hipertonik ).

Gambar osmosis

3. Difusi terfasilitasiMenggunakan pembawa ( carrier protein ) untuk mempermudah ( membantu ) pemindahan suatu zat tertentu ( molekul-molekul berukuran besar seperti asam amino, glukosa, dan beberapa garam-garam mineral ) melintasi membran turun dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Contoh : transportasi glukosa ke dalam sel

Gambar difusi terfasilitasi

Potensial MembranPotensial Membran mengacu kepada pemisahan muatan-muatan yang berlawanan dikedua sisi membran plasma. Sifat-sifat listrik membran ditentukan oleh distribusi yang tidak merata beberapa ion kunci antara CIS dan CES serta perpindahan selektif ion-ion tersebut melalui membran plasma. Semua membran plasma memiliki potensial membran atau secara listrik mengalami polarisasi. Potensial membran mengacu kepada pemisahan muatan-muatan diantara kedua sisi membran atau perbedaan jumlah relatif kation dan anion di CIS dan CES. Ingatlah bahwa muatan yang berlawanan cenderung saling tarik menarik dan muatan yang sama cenderung saling tolak. Untuk memisahkan muatan yang berlawanan setelah keduanya menyatu, harus dilakukan kerja (pengeluaran energi). Sebaiknya saat partikel-partikel dengan muatan yang berlawanan telah dipisahkan, gaya tarik menarik listrik diantara mereka dapat dimanfaatkan untuk melakukan kerja ketika muatan-muatan tersebut dibiarkan menyatu kembali. Karena muatan yang terpisah memiliki potensi untuk melakukan kerja, pemisahan muatan diantara kedua sisi disebut sebagai potensial membran. Gaya tarik menarik antara muatan yang berpisah tersebut akan menyebabkan muatan itu berkumpul membentuk lapisan tipis di sepanjang permukaan luar dan dalam membran plasma. Dengan demikian potensial membran disebabkan oleh adanya partikel bermuatan di dalam tubuh. Besarnya potensial membran bergantung pada derajat pemisahan muatan-muatan berlawanan ; semakin banyak jumlah muatan yang dipisahkan, semakin besar potensinya. Semua sel memiliki potensial membran yang ditandai oleh sedikit kelebihan muatan positif (Na) diluar dan sedikit kelebihan muatan negatif didalam (K). Didalam tubuh muatan listrik dibawa oleh ion-ion. Ion-ion yang terutama berperan menimbulkan potensial membran adalah K, Na dan A (Anion intra sel yang berukuran besar/protein). Homeostasis Dalam Perspektif Membran Plasma Semua sel tubuh harus memperoleh zat-zat vital, misalnya nutrien dan oksigen dari CES disekitarnya dan harus mengeluarkan zat-zat sisa serta produk sekretorik misalnya zat perantara kimiawi dan enzim pencernaan ke CES untuk

dieliminasi. Dengan demikian, transportasi bahan melintasi membran plasma antara CES dan CIS sangat penting bagi kelangsungan hidup sel dan unsur-unsur pokok di CES harus dipertahankan secara homeostatik agar dapat menunjang pertukaranpertukaran untuk bertahan hidup tersebut. Banyak sel menggunakan transportasi membran untuk melaksanakan aktivitas khusus mereka untuk melaksanakan homeostasis : Penyerapan nutrien dari lumen saluran pencernaan melibatkan transportasi molekul penghasil energi ini melintasi membran sel yang melapisi saluran. Pertukaran Oksigen dan Karbon Dioksida antara udara dan darah di paruparu melibatkan transportasi gas-gas melintasi membran sel-sel yang melapisi kantung udara paru-paru dan pembuluh darah. Pembentukan urin dilakukan oleh perpindahan selektif zat-zat antara darah dan cairan didalam tubulus ginjal. Denyut jantung dicetuskan oleh perubahan siklis transportasi Na, K dan Ca melintasi membran sel-sel jantung Sekresi zat-zat perantara kimiawi misalnya neurotransmitter dari sel saraf dan hormon dari sel endokrin melibatkan transportasi produk-produk regulator setelah sel mendapatkan rangsangan yang sesuai. Homeostasis Dalam Perspektif Potensial Membran Selain menghasilkan transportasi selektif, zat-zat antara CES dan CIS membran plasma mengandung reseptor untuk berikatan dengan zat-zat perantara kimiawi tertentu yang mengatur berbagai aktivitas sel. Banyak diantara aktivitasaktivitas sel tersebut adalah aktivitas khusus yang ditunjukkan untuk mempertahankan homeostasis. Semua sel hidup memiliki potensial membran. Pada keadaan istirahat, bagian dalam sel sedikit lebh negatif daripada cairan yang terdapat disekitarnya. Aktvitas khusus sel-sel saraf dan otot bergantung pada kemampuan sel-sel ini mengubah potensial mereka secara cepat setelah mendapatkan rangsangan yang sesuai. Perubahan potensial yang berlangsung sementara dan cepat ini pada sel saraf berfungsi sebagai sinyal listrik atau impuls saraf yang memberikan cara untuk menyalurkan informasi disepanjang jalur saraf. Informasi ini digunakan untuk

penyesuaian homeostatik, misalnya memulihkan tekanan darah ke normal jika timbul sinyal bahwa tekanan darah turun terlalu rendah. Potensial membran memisahkan muatan-muatan berlawanan dikedua sisi membran plasma. Pompa Na-K memberi sedikit kontribusi langsung terhadap potensial membran melalui transpor ion-ion positif yang tidak setara; pompa ini mengeluarkan lebih banyak Na daripada memasukan K. Namun peran utama Na-K adalah secara aktif mempertahankan konsentrasi Na lebih besar diluar sel dan konsentraasi K di dalam sel. Gradien konsentrasi ini cenderung mendorong secara pasif K keluar sel dan Na masuk ke dalam sel. Karena membran istirahat jauh lebih permeabel terhadap K daripada Na, secara substansial lebih banyak K meninggalkan sel daripada Na yang masuk. Hal ini menyebabkan kelebihan muatan positif diluar sel dan meninggalkan kelebihan muatan negatif dalam bentuk anion protein besar (A) yang terperangkap di dalam sel. Sewaktu potensial membran istirahat, tidak lagi terjadi perpindahan netto K dan Na karena kebocoran lebih lanjut ini mengikuti penurunan gradien konsentrasi mereka dan dengan cepat dipulihkan oleh pompa Na-K

Referensi1. Guyton, Hall. Textbook of Medical physiology.11th ed.WB saunders;2005 2. Sherwood, Lauralee.Human Physiology:From Cells To Systems.2 nd ed.A Davision of International Thomson Publishing Inc.1996