Keseimbangan Energi dan Pengaturan Suhu Tubuh

Natalia

102012391

F4

Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana

Alamat Korespondensi : Jalan Arjuna Utara Nomor 6 Kebon Jeruk, Jakarta Barat

e-mail: me_donat@yahoo.com

Pendahuluan

Setiap sel memerlukan energi untuk melakukan fungsi-fungsi yang essensial bagi

kelangsungan hidupnya sendiri dan untuk melaksanakan kontribusi khusus bagi pemeliharaan

homeostatis. Di antara faktor-faktor yang secara homeostatis dipertahankan adalah kesediaan

nutrien kaya energi untuk sel dan suhu lingkungan internal. Hipotalamus membantu mengatur

asupan makanan dan membantu mempertahankan suhu tubuh. Asupan makanan sangat penting

untuk menjalankan aktivitas sel. Semua energi yang digunakan oleh sel akhirnya disediakan dari

makanan. Pengeluaran energi menghasilkan panas, yang penting dalam regulasi suhu. Manusia,

biasanya berada di lingkungan yang lebih dingin daripada tubuhnya, sehingga harus secara terus-

menerus menghasilkan panas untuk mempertahankan suhu tubuhnya. Manusia juga memiliki

mekanisme untuk mendinginkan tubuh jika tubuh mendapat terlalu banyak panas. Suhu tubuh

harus dipertahankan pada tingkat yang cukup konstan untuk mencegah perubahan-perubahan tak

diinginkan pada laju reaksi kimia di dalam sel dan mencegah kerusakan pada protein-protein sel

akibat panas.1

Pemasukan dan Pengeluaran Energi

Sebagian besar energi makanan akhirnya diubah menjadi panas di tubuh. Menurut hukum

pertama termodinamika, energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Karena itu energi

menjadi subyek dari proses keseimbangan masukan-keluaran seperti komponen kimia tubuh,

misalnya seperti H2O dan garam.1,2 Kaidah ini merupakan hukum penyimpanan energi. Ini berarti

bahwa dalam keseluruhan sistem tersebut tidak ada energi yang hilang ataupun diperoleh pada

saat terjadi perubahan. Akan tetapi, energi dalam keseluruhan sistem tersebut dapat dialihkan

dari satu bagian ke bagian lain atau dapat ditransformasikan menjadi bentuk energi yang lain.

Contohnya energi kimia dapat ditransformasikan menjadi energi panas.2 Energi yang dibutuhkan

oleh tubuh berasal dari zat gizi yang merupakan sumber utama, ialah karbohidrat, lemak dan

protein.3

Masukan energi tubuh berasal dari makanan yang masuk. Energi kimia yang tersimpan di

dalam ikatan-ikatan yang menyatukan atom-atom dalam molekul nutrien dibebaskan ketika

molekul ini diuraikan dalam tubuh. Sel-sel menyerap sebagian dari energi nutrien ini dalam

ikatan fosfat berenergi tinggi ATP. ATP memainkan peranan sentral dalam pengalihan energi

bebas. Peranan ATP dalam energetika biokimia ditunjukan dalam sejumlah eksperimen yang

memperlihatkan bahwa ATP dan kreatin fosfat akan dipecah selama kontraksi otot, dan bahwa

resistensis kedua senyawa ini bergantung pada pasokan energi dari proses oksidasi dalam otot

tersebut.1,2 Energi yang dipanen dari proses biokimiawi makanan yang masuk langsung

digunakan untuk melakukan kerja biologis atau disimpan dalam tubuh untuk digunakan

kemudian sesuai kebutuhan selama periode dimana tidak terjadi pencernaan dan penyerapan

makanan.

Pengeluaran energi oleh tubuh digolongkan kedalam dua kategori, kerja eksternal dan

kerja internal. Kerja eksternal adalah energi yang dikeluarkan ketika otot rangka berkontraksi

untuk memindahkan benda eksternal atau menggerakan tubuh dalam hubungannya dengan

lingkungan. Kerja internal adalah semua bentuk pengeluaran energi biologis lain yang tidak

melakukan kerja mekanis di luar tubuh. Kerja internal mencakup dua jenis aktivitas yang

dependen energi, 1. Aktivitas otot rangka yang digunakan untuk tujuan selain kerja eksternal,

misalnya kontraksi untuk mempertahankan postur dan menggigil. 2. Semua aktivitas yang

mengeluarkan energi yang harus terus berlangsung hanya untuk mempertahankan kehidupan.

Yang terakhir ini mencakup kerja memompa darah dan bernapas, energi yang diperlukan untuk

memindahkan bahan-bahan penting menembus membran plasma dan energi yang digunakan

selama reaksi sintesis yang esensial untuk pemeliharaan, perbaikan, dan pertumbuhan struktur

sel secara singkat disebut biaya metabolik untuk hidup.1

Tidak semua energi dalam molekul makanan dapat dipanen untuk melakukan kerja

biologis. Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari suatu bentuk

ke bentuk lain. Energi dalam molekul nutrien yang tidak digunakan untuk melakukan kerja

diubah menjadi energi termal atau panas. Selama proses-proses biokimia, hanya sekitar 50%

energi dalam molekul nutrien yang dipindahkan ke ATP, sisanya segera lenyap sebagai panas.

Selama pengeluaran ATP oleh sel, 25% energi lainnya yang berasal dari makanan berubah

menjadi panas. Panas tidak bisa mengubah panas menjadi kerja. Maka, tidak lebih dari 25%

energi nutrien yang tersedia untuk kerja, baik eksternal maupun internal. Sisa 75% nya hilang

sebagai panas selama pemindahan energi dari molekul nutrien ke ATP ke sistem sel. Selain itu,

dari energi yang benar-benar ditangkap untuk digunakan oleh tubuh, hampir semua energi yang

digunakan akhirnya menjadi panas. Karena itu, semua energi yang dibebaskan dari makanan

masuk yang tidak secara langsung digunakan untuk memindahkan benda eksternal atau disimpan

dalam lemak (jaringan adiposa atau pada orang yang sedang tumbuh sebagai protein) akhirnya

menjadi panas tubuh. Namun panas ini bukan sepenuhnya energi yang sia-sia karena sebagian

besar digunakan untuk mempertahankan suhu tubuh.1

Pemeriksaan Taraf Metabolisme Basal (TMB/BMR)

Bahan bakar yang sesuai diperlukan untuk memberikan energi yang memungkinkan

makhluk hidup untuk melaksanakan berbagai proses normal dalam tubuhnya. Bagaimana

memperoleh energi ini dari makanan merupakan landasan bagi pemahaman terhadap gizi/ nutrisi

dan metabolisme yang normal. Kecepatan pelepasan energi, yang diukur lewat kecepatan

metabolisme (metabolic rate), dikendalikan oleh hormon tiroid yang gangguan fungsinya

merupakan penyebab penyakit.2 Laju pemakaian energi tubuh selama kerja eksternal dan internal

dikenal sebagai laju metabolik. Laju metabolik adalah pengeluaran energi per satuan waktu.

Karena sebagian besar pengeluaran energi tubuh akhirnya muncul sebagai panas maka laju

metabolik normalnya dinyatakan sebagai laju produksi panas dalam kalori per jam. Satuan dasar

energi adalah kalori, yaitu jumlah panas yang diperlukan untuk meningkatkan suhu 1 gH2O

sebesar 1oC. Satuan ini terlalu kecil untuk digunakan dalam membahas tubuh manusia karena

besarnya panas yang terlibat sehingga digunakan kilokalori. Ketika 1 g glukosa dioksidasi atau

terbakar, baik di dalam maupun di luar tubuh, dihasilkan 4 kilokalori energi.1 Energi basal ialah

energi yang diperlukan minimal untuk melaksanakan hayat hidup biologis, tanpa melakukan

kerja luar. Energi basal dipergunakan untuk denyut jantung, gerakan alat pernafasan, gerak alat

pencernaan, alat urogenital, sekresi kelenjar-kelenjar, biolistrik syaraf dan sejenisnya.3

Laju metabolik dan karena jumlah panas yang diproduksi bervariasi bergantung pada

beragam faktor, misalnya olahraga, rasa cemas, menggigil, dan asupan makanan. Peningkatan

aktivitas otot rangka adalah faktor yang dapat meningkatkan laju metabolik paling besar. Bahkan

peningkatan ringan tonus otot menyebabkan peningkatan laju metabolik yang nyata, dan

berbagai tingkat aktivitas fisik secara mencolok mengubah pengeluaran energi dan produksi

panas, Karena itu laju metabolik seseorang ditentukan dibawah kondisi basal terstandar yang

diciptakan untuk mengontrol sebanyak mungkin variabel yang dapat mengubah laju metabolik.

Dengan cara ini, aktivitas metabolik yang diperlukan untuk mempertahankan fungsi tubuh dasar

saat istirahat dapat ditemukan.1

Taraf metabolisme basal manusia mengandung pengertian, yaitu seberapa besar jumlah

energi yang dipergunakan untuk individu ketika dalam keadaan istirahat atau laju pengeluaran

energi internal minimal saat terjaga.1,4 BMR diukur di bawah kondisi khusus berikut: 1. Orang

yang bersangkutan dalam keadaan istirahat secara fisik, beristirahat setelah olahraga paling

sedikit 30 menit untuk menghilangkan kontribusi kontraksi otot terhadap produksi panas. 2.

Orang tersebut harus beristirahat secara mental untuk memperkecil tonus otot rangka (orang

menjadi tegang jika cemas) dan mencegah peningkatan epinefrim, suatu hormon yang

dikeluarkan sebagai respon terhadap stres yang meningkatkan laju metabolik. 3. Pengukuran

harus dilakukan pada suhu kamar yang nyaman, sehingga yang bersangkutan tidak menggigil.

Menggigil akan sangat meningkatkan laju metabolik. 4. Orang yang bersangkutan tidak makan

makanan apapun dalam 12 jam terakhir sebelum pengukuran BMR untuk menghindari

termogenesis yang disebabkan oleh makanan atau peningkatan wajib laju metabolik yang terjadi

sebagai konsekuensi asupan makanan. Peningkatan singkat atau kurang dari 12 jam laju

metabolik ini bukan disebabkan oleh aktivitas pencernaan tetapi peningkatan aktivitas metabolik

yang berkaitan dengan pemrosesan dan penyimpanan nutrien, terutama oleh pabrik biokimia

utama, hati.1,4

Setelah dipergunakan oleh tubuh, energi basal akhirnya dibuang keluar, kedalam

lingkungannya, sehinggan kwantumnya dapat diukur dengan menggunakan kalorimetri. Ada dua

cara pelaksanaan kalorimetri untuk mengutur kwantum energi yang dikeluarkan dari tubuh

dalam bentuk energi thermis. (a) Kalorimetri langsung (direct calorimetry) pada cara ini, orang

percobaan dimasukan ke suatu ruangan atau kamar, yang diisolasi secara thermis, sehingga

merupakan suatu sistem adiabatik, tidak mengadakan pertukaran energi dengan lingkungannya.

Orang percobaan yang terdapat dalam kondisi basal di dalam alat tersebut melepaskan energi

thermis dari tubuhnya ke ruang adiabatik tersebut. Kedalam ruangan dialirkan sejumlah air yang

diketahui banyaknya dan suhu air diukur pada permulaan dan akhir percobaan. Nilai air kamar

dan segala peralatannya diketahui (nilai air: W). Bila suhu air sebelum percobaan Tp dan akhir

percobaan terdapat TA, maka kenaikan suhu karena menyerap energi thermis dari tubuh itu

T=TA-Tp, terdapatlah persamaan: Energi yang diserap alat-alat dan air sama banyak dengan

energi yang dikeluarkan tubuh. E=(A+W).T. E=energi yang dikeluarkan tubuh (kalori). A=berat

air (kg). W=nilai air alat. T=TA-Tp-kenaikan suhu selama percobaan (oC). Bila percobaan dalam

24 jam, maka E adalah metabolisme basal (BM). Dalam pelaksanaannya masih harus dilakukan

beberapa koreksi, misalnya untuk panas yang dipakai untuk penguapan keringat dan uap air

dalam udara pernapasan, panas yang diserap oleh hasil sekresi urin dan tinja.

Gambar 1.Ruang kalorimeter langsung3

(b) Kalorimeter tidak langsung (indirect calorimetry) pada kalorimetri ini, energi yang

telah dipergunakan tubuh dihitung berdasarkan reaksi biokimiawi yang dialami zat-zat gizi

sumber utama energi, ialah karbohidrat, lemak, dan protein, menghabiskan oksigen dan

menghasilkan CO2. Pada cara tak langsung terdapat dua sistem, sistem terbuka (open system)

dan sistem tertutup (closed system). Pada sistem terbuka, orang percobaan menarik napas dari

udara luar dan menghembuskannya kedalam suatu ruang (reservoir) tertutup, sehingga oksigen

yang berasal dari udara luar, sisa penggunaan oleh tubuh dan CO2 hasil metabolisme ditambah

dengan yang berasal dari udara luar dikumpulkan didalam reservoir tersebut. Karbon dioksida

yang dhiasilkan dari metabolisme terdapat dengan mengukur kadar gas ini di dalam kantung

DOUGLAS (reservoir) dan didalam udara luar, demikian pula oksigen yang telah dipergunakan

oleh tubuh didapat dengan mengukur kadar oksigen di dalam kantung DOUGLAS dan didalam

udara luar. Alat kalorimetri tak langsung seperti itu misalnya kantung DOUGLAS (sistem

tebuka). Pada sistem tertutup, udara pernapasan mengalir didalam suatu sistem sirkuit pipa-pipa

yang tidak berhubungan dengan udara luar. Sejumlah oksigen diisikan kedalam sirkuit tertutup

itu dan udara pernapasan juga mengalir didalam sistem tertutup tersebut. Aliran gas didalam

sistem terjadi dengan pertolongan suatu pompa. Pada akhir percobaan, kadar oksigen dan CO2

dapat diketahui, sehingga dapat dihitung kwantum oksigen yang telah dipergunakan selama

percobaan dan respiratory quotient (RQ).

Gambar 2. Kalorimeter tak langsung sistim terbuka3

Perhitungan pada kedua sistem kalorimetri tak langsung ini analog, berdasarkan

pengukuran oksigen yang telah dipergunakan dan CO2 yang telah dihasilkan, sehingga dapat

diketahui RQ selama percobaan. Menurut reaksi biokimia, untuk membakar 1 gram zat gizi

tertentu diperlukan sejumlah oksigen tertentu dan dihasilkan kwantum CO2 tertentu puloa dan

menghasilkan energi sejumlah tertentu. Pembakaran suatu jenis zat gizi tertentu mempunyai

karakteristik khusus, yaitu perbandingan CO2 terhadap O2 yang khusus dan setiap penggunaan 1

liter O2 menghasilkan sejumlah energi tertentu pula. Perbandingan CO2/O2 diberi nama

Respiratory Quotient (RQ) dan jumlah energi yang dihasilkan pada pemaikaian setiap liter

oksigen disebut nilai kalori dari oksigen tersebut.

Gambar 3. Data pembakaran berbagai zat gizi3

Pada pembakaran campuran karbohidrat, lemak dan protein seperti yang terdapat rata-

rata di dalam hidangan barat, terdapat nilai RQ 0,85-0.90, sedangkan bagi susunan hidangan

seperti terdapat rata-rata di Indonesia diperkirakan sebesar 0,85. Pembakaran protein di dalam

tubuh tidak berlangsung sempurna menjadi H20, CO2 dan N2O3 saja, tetapi masih terjadi

metabolite (zat antara) ureum (urea) yang masih mengandung sejumlah energi kimiawi, tidak

dilepaskan untuk dipergunakan oleh tubuh. Karena itu protein dikeluarkan dari perhitungan

energi pada cara ini, dipisahkan dari lemak dan karbohidrat. Jumlah protein yang telah dibakar

tubuh dapat dihitung dari kwantum ureum yang diekskresikan di dalam unrine selama 24 jam.

Maka oksigen yang diperlukan dan CO2 yang dihasilkan dapat dihitung dengan mempergunakan

tabel data pada pembakaran berbagai zat gizi. Dan bila keduanya dikurangkan masing-masing

dari percobaan kalorimetri maka akan terdapat O2 dan CO2 yang hanya bersangkutan dengan

pembakaran karbohidrat dan lemak. Dapat dihitung RQ non-protein (RQnp). Dari penelitian

diketahui nilai kalori oksigen untuk pembakaran non-protein, sehinggan energi non protein yang

telah dihasilkan dapat dihitung pula. Total kalori yang telah dipergunakan oleh tubuh selama 24

jam adalah jumlah energi non protein ditambah dengan energi yang dihasilkan oleh protein yang

dihitung melalui jumlah ureum yang diekskresikan.

Metabolisme basal (BM) ialah energi yang diperlukan tubuh selama 24 jam dalam

kondisi basal, jadi BM dinyatakan sebagai kal/24jam. Kalau BM dinyatakan untuk 1 jam, disebut

Basal Metabolic Rate (BMR), sehingga terdapat hubungan : BM=24xBMR.

Setelah dipergunakan oleh tubuh, panas dari energi basal ini dibuang keluar badan

melalui permukaan kulit. Karena itu BM sering pula dinyatakan sebagai kal/m, dimana m adalah

luas permukaan badan, dinyatakan dalam m2. Maka BMR disini dinyatakan sebagai kal/luas

permukaan badan per jam. Luas permukaan badan dapat dicari hubungannya dengan berat badan

dan tinggi badan, menurut rumus empirik yang diberikan oleh DUBOIS: A=B0.425 x T0.725 x C. A=

luas permukaan badan (m). B= berat badan (kg). T= tinggi badan (m). C= bilangan

konstan :71,84. Bila nilai BMR diketahui, maka besar BM dapat dihitung, setelah diketahui luas

permukaan tubuh dari pengukuran berat dan tinggi badan dan mempergunakan rumus DUBOIS.

BMR bagi kelompok umur dan jenis kelamin bisa didapat dari daftar sebagai hasil penelitian

laboratorium, dengan menggunakan kalorimetri.

Nilai BMR menurut kelompok umur dan jenis kelamin memperlihatkan bahwa BMR

menurun dengan bertambahnya umur, dan BMR laki-laki pada umumnya lebih tinggi dari BMR

perempuan, untuk umur yang sama. Penggunaan energi terutama berkaitan dengan kegiatan-

kegiatan otot, khususnya otot skelet. Tubuh seorang laki-laki pada umumnya mengandung lebih

banyak jaringan otot dibandingkan dengan tubuh seorang perempuan pada umur yang sama,

sehingga nilai BMR laki-laki lebih tinggi daripada nilai BMR perempuan.3

Gambar 4. Nilai BMR menurut kelompok umur3

Pengaturan Suhu

Fungsi sel tubuh peka terhadap fluktuasi suhu internal sehingga manusia secara

homeostasis mempertahankan suhu tubuh pad tingkat yang optimal bagi kelangsungan

metabolisme sel yang stabil. Peningkatan suhu, walaupun sedikit, dapat menimbulkan gangguan

fungsi saraf dan denaturasi protein yang ireversibel. Suhu tubuh normal berkisar antara 36-

370C.1 Namun sebenarnya, tidak ada suhu tubuh yang benar-benar normal, karena suhu tiap

organ tubuh berbeda-beda. Suhu inti internal diangaap sebagai suhu tubuh dan menjadi subjek

pengaturan ketat untuk mempertahankan kestabilannya. Beberapa faktor yang dapat

mempengaruhi suhu inti manusia:

- irama biologis inheren (jam biologis), umumnya saat bangun tidur suhu tubuh lebih

rendah dari siang hari (bervariasi sekitar 1oC)

- pada wanita, daur haid mempengaruhi suhu tubuh. suhu inti rata-rata 0,5oC lebih tinggi

selama separuh terakhir siklus dari saat ovulasi ke haid.

- Meningkat selama olahraga akibat produksi panas dari kontraksi otot

- Suhu dapat berubah jika terpajan ke suhu yang ekstrim

Untuk mempertahankan suhu inti, diperlukan kandungan panas total tubuh yang konstan.

Pemasukan panas tubuh (heat intake) harus seimbang dengan pengeluaran panas tubuh (heat

loss). Pemasukan panas tubuh terjadi melalui penambahan panas dari lingkungan eksternal dan

produksi panas internal (merupakan sumber utama panas tubuh).1 Panas internal bersumber dari

metabolisme energi. Pada kenyataannya, produksi panas (heat production) lebih besar dari

kebutuhan, sehingga harus dikeluarkan dari tubuh. Sedangkan pengeluaran panas terjadi melalui

pengurangan panas dari permukaan tubuh yang terpajan ke lingkungan eksternal. Keseimbangan

antara pemasukan dan pengeluaran panas sering terganggu oleh: 1. perubahan produksi panas

internal, 2. perubahan suhu esternal. Jika suhu inti mulai turun, produksi panas ditingkatkan dan

kehilangan panas diminimalkan, sehingga suhu normal dapat dipulihkan. Sebaliknya, jika suhu

mulai meningkat diatas normal, hal tersebut dapat dikoreksi dengan meningkatkan pengurangan

panas, sementara produksi panas juga dikurangi.1

Pertukaran panas antara tubuh dan lingkungan dapat terjadi dengan berbagai cara, yaitu:

1. Radiasi

Merupakan pemindahan energi panas dari permukaan tubuh yang hangat dalam bentuk

gelombang elektromagnetik atau gelombang panas, yang berjalan melalui ruang. Saat energi

pancaran mengenai suatu benda dan diserap, energi gerakan gelombang dipindahkan menjadi

panasi di benda tersebut.

Perpindahan panas secara radiasi sellau dari benda yang lebiih panas ke yang lebih dingin,

seperti tubuh memperoleh tambahan panas dari cahaya matahari, nyala api, dan lain sebagainya.

2. Konduksi

Adalah perpindahan panas antara benda-benda yang berbeda suhunya, kemudian berkontak

langsung antara satu sama lain. Panas berpindah mengiktui penurunan gradien termal dari benda

yang lebih panas ke benda yang lebih dingin. Karena dipindahkan dari molekul ke molekul.

Kecepatan perpindahan panas melalui konduksi bergantung pada perbedaan suhu antara benda-

benda yang bersentuhan dan konduktivitas termal bahan-bahan yang terlibat.

3. Konveksi

Mengacu pada perpindahan energi apnas melalui arus udara. Ketika tubuh kehilangan panas

melalui konduksi ke udara sekeliling yang lebih dingin, udara yang berkontak langsung dengan

tubuh akan menjadi lebih hangat. Hal tersebut terjadi karena adanya perbedaan kepadatan udara.

4. Evaporasi

Merupakan metode terakhir pemindahan panas yang digunakan oleh tubuh. ketika udara

menguap dari permukaan kulit, panas yang diperlukan untuk mengubah air dari keadaan cair

menjadi gas diserap di kulit sehingga tubuh menjadi lebih dingin.

erkeringat merupakan suatu proses evaporatif aktif di bawah kontrol saraf simpatis. Berkeringat

yang menetes kemudian diseka tidak akan mengurangi panas.

Faktor terpenting yang menentukan tingkat evaporasi keringat adalah kelembaban relatif udara

sekeliling. Apabila kelembaban tinggi, kemampuan menyerap tambahan kelembaban dari kulit

berkurang.

Hipotalamus berfungsi sebagai termostat tubuh.1 Bekerja sebagai termoregulator tubuh,

menerima informasi aferen mengenai suhu di berbagai bagian tubuh dan memulai penyesuaian-

penyesuaian terkoordinasi yang sangat rumit dalam mekanisme penambahan atau pengurangan

panas sesuai keperluan. Untuk membuat penyesuaian sehingga terjadi keseimbangan antara

mekanisme pengurangan panas dan penambahan panas serta konservasi panas, hipotalamus

harus secara terus menerus mendapat informasi mengenai suhu kulit dan suhu inti melalui

reseptor khusu yang peka akan suhu. Reseptor tersebut disebut termoreseptor.1 Termoreseptor

perifer memantau suhu kulit di selurh tubuh dan menyalurkan informasi akan perubah suhu

permukaan ke hipotalamus. Sedangkan termoreseptor sentral terdapat di hipotalamus dan tempat

lain di susunan saraf pusat serta organ-organ abdomen.

Pada hipotalamus, diketahui ada dua pusat pengaturan suhu: Regio posterior: diaktifkan oleh

suhu dingin dan kemudian memicu refleks-relfeks yang memperantarai produksi panas dan

konservasi panas. Regio anterior: diaktifkan oleh rasa hangat, memicu relfeks-relfeks yang

memperantarai pengurangan panas.

Mekanisme Demam

Demam adalah peningkatan suhu tubuh diatas suhu normal. Demam dapat disebabkan

oleh beberapa faktor, yaitu:

- infeksi atau peradangan (bahan pyrogenic)

jika tubuh terdapat invasi mikroba, sel darah putih akan mengeluarkan suatu zat kimia

yang dikenal sebagai pirogen endogen, yang memiliki banyak efek melawan infeksi dan

juga bekerja pada pusat termoregulasi hipotalamus untuk meningkatkan patokan

termostat.1

Pirogen endogen meningkatkan titik patokan termostat hipotalamus selama demam

dengan memicu pengeluaran lokal prostaglandin, merupakan zat perantara kimiawi lokal

yang bekerja langsung di hipotalamus. Aspirin yang dikonsumsi sebagai obat penurun

demam, menurunkan demam dengan menghambat sintesis prostaglandin.

Gambar 3. Tahap Terjadinya Demam Akibat Adanya Bahan Pirogenik1

- dehidrasi

- kerusakan jaringan

- sesudah operasi

Terdapat beberapa tingkatan demam, yaitu:

1. Stage of chill

Merupakan fase dimana penderita merasa dingin yang disertai menggigil. Menggigil merupakan

cara involunter primer untuk menignkatkan produksi panas. Dengan menggigil, kontraksi otot

rangka yang ritmik bergetar sangat efektif menghasilkan panas. Walaupun kontraksi otot

merupaka cara utama untuk meningkatkan panas, termogenesis non-menggigil juga berperan

dalam termoregulasi.1 Seperti pada bayi yang memiliki jaringan lemak khusus (lemak coklat)

yang mampu mengubah energi kimia menjadi panas. Pada fase ini, heat loss menurun dan heat

production meningkat.

2. Stage of fastigium

Merupakan fase krisi dari penyakit. Pada fase ini heat loss meningkat, sehingga sering

terjadi berkeringat dan heat production menurun.

Ada tiga gangguan demam, yaitu:

- Heat Cramps

Keadaan dimana demam disertai kejang.

- Heat Exhaustion

Merupakan keadaan kolaps, biasanya bermanifestasi sebagai pingsan, yang disebabkan

oleh penurunan tekanan darah akibat kerja mekanisme pengeluaran panas yang

berlebihan. Keringat berlebihan mengurangi curah jantung karena volume plasma

berkurang dan vasodilatasi kulit yang ekstensif menyebabkan penurunan resistensi perifer

total. Karena tekanan darah ditentukan oleh curah jantung dikalikan dengan resistensi

perifer total, tekanan darah turun dan jumlah darah yang disalurkan ke otak berkurang,

sehingga yang bersangkutan akan mengalami pingsan. Dengan demikian, heat exhaustion

adalah konsekuensi dari aktivitas berlebihan mekanisme pengeluaran panas dan bukan

akibat gangguan dari mekanisme tersebut.1 Karena mekanisme pengeluaran panas sangat

aktif, pada heat exhaustion suhu tubuh hanya sedikit meningkat. Dengan memaksa

aktivitas berhenti setelah mekansime pengeluaran panas tidak lagi mampu mengatasi

penambahan panas yang ditimbulkan oleh olahraga atau lingkungan yang panas, heat

exhaustion berfungsi sebagai ‘katup pengaman’ untuk membantu mencegah konsekuensi

yang lebih serius, yaitu heat stroke.

- Heat Stroke

Merupakan situasi yang sangat berbahaya, timbul akibat rusak totalnya mekanisme

termoregulasi hipotalamus. Heat exhaustion dapat menjadi heat stroke apabila

mekanisme pengeluaran panas terus dipacu secara berlebihan. Gambaran paling

mencolok adalah tidak adanya tindakan kompensasi untuk mengurangi panas (seperti

berkeringat) dalam menghadapi peningkatan suhu tubuh yang cepat. Selama

pembentukan heat stroke, suhu tubuh mulai meningkat karena mekanisme pengeluaran

panas pada akhirnya dikalahkan oleh penambahan panas yang terus menerus dan

berlebihan. Setelah suhu inti mencapai sautu titik ketika pusat kontrol suhu hipotalamus

rusak akibat panas, suhu tubuh meningkat lebih tinggi. Hal tersebut menyebabkan

metabolisme meningkat (karena suhu tubuh yang tinggi meningkatkan metabolisme).

Akibat dari metabolisme yang meningkat, semua rekasi kimia tubuh menjadi semakin

cepat. Hasil yang ditimbulkan adalah produksi panas yang lebih besar. Keadaan tersebut

menghasilkan lonjakan suhu tubuh.1

Untuk pencegahan produksi panas yang semakin besar, dapat dilakukan

pengompresan dengan menggunakan air dingin. Beberapa tempat yang disarankan untuk

melakukan pengompresan adalah kepala, ketiak, lipat paha. Pengompresan dilakukan

dengan tujuan untuk menurunkan suhu termostat. Heat stroke merupakan situasi yang

berbahaya dan sepat mematikan jika tidak ditangani. Suhu tubuh dapat mencapai 40oC

bahkan lebih dan dapat menyebabkan kelumpuhan.

Heat stroke dibagi menjadi dua, yaitu:

- Eksersasional, disebabkan oleh kegiatan tubuh yang berlebihan di suhu atau

kelembaban yang lebih tinggi dari normal

- Noneksersasional, antokolinergik, termasuk antihistamin, obat antiparkinson, diuretik,

dan fenotiazin.5

Pengukuran Suhu Tubuh

Setelah mengetahui suhu tubuh normal manusia, kita dapat melakukan pengukuran suhu

tubuh untuk mengetahui apakah suhu tubuh seseorang berada dalam kondisi normal atau tidak.

Ada beberapa pengukuran suhu tubuh, namun yang paling lazim dilakukan adalah dengan

menggunakan termometer. Terdapat dua macam termometer, yaitu termometer digital,

termometer air raksa, dan termometer membran timpani (tympanic membrane thermometer).

Untuk penggunaan termometer digital dan air raksa, ada beberapa letak yang baik pada

tubuh untuk dilakukan pengukuran suhu tubuh. Letak-letak tersebut antara lain:

- mulut (oral)

suhu rata-rata pada mulut sekitar 36,8o +C dengan level terendah berada pada 06.00 dan

tertinggi pada 16.00-18.00 serta sekitar 37oC pada siang hari. Jika suhu pada pagi hari

melebihi 37oC atau suhu malam melebihi 37,7oC dapat dinyatakan sebagai demam. Suhu

pada mulut umumnya lebih rendah dari suhu pada anal (rektal) yang mungkin disebabkan

adanya aliran udara pernapasan.

- lipat ketiak

- lubang anal (rektal)

umumnya suhu rektal sekitar 0,4oC lebih tinggi dari suhu mulut.5

Pengukuran dengan menggunakan termometer membran timpani dilakukan dengan cara

mengukur radiasi energi panas dari membran timpadi dan dekat dengan canalis auditoris.

Kesimpulan

Setiap sel di tubuh memerlukan energi untuk melaksanakan fungsi-fungsi demi

kelangsungan hidup sel tersebut serta untuk menjalankan peranan khusus terhadap keseimbangan

homeostatik (misalnya sekresi kelenjar dan kontraksi otot). Energi yang didapatkan oleh sel-sel

tersebut berasal bahan makanan berupa karbohidrat, lemak, dan protein. Yang kemudian

dimetabolisme tubuh menjadi ATP dan panas. Terdapat berbagai faktor yang mempengaruhi

metabolisme, seperti olahraga, pemasukan makanan (food intake), menggigil, dan rasa cemas.

Semakin tinggi panas yang dihasilkan tubuh, maka metabolisme akan semakin cepat. Energi dan

panas yang dihasilkan haruslah seimbang. Jika tubuh kelebihan energi dapat menyebabkan

gangguan seperti obesitas, sedangkan jika kelebihan panas dapat menyebabkan meningkatnya

suhu tubuh dari suhu tubuh normal 37oC (demam). Beberapa faktor yang dapat menyebabkan

demam adalah infeksi atau peradangan (bahan pyrogenic), dehidrasi, kerusakan jaringan, dan

sesudah operasi. Ada tiga macam demam, yaitu heat cramps, heat exhaustion, dan heat stroke.

Terdapat pengukuran suhu yang lazim digunakan, yaitu dengan termometer digital, termometer

air raksa, serta termometer membran timpani.

Daftar Pustaka

1. Sherwood L. Fisiologi manusia dari sel ke sistem. Edisi 2. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran

EGC; 2001.h.701-24.

2. Murray RK, Granner DK, Rodwell VW. Biokimia Harper. Edisi 27. Jakarta: Penerbit Buku

Kedokteran EGC; 2009.h.114-17.

3. Sedioetama, AD. Ilmu gizi untuk profesi dan mahasiswa. Jakarta: Dian Rakyat.h.210-16.

4. Dariyo A. Psikologi perkembangan dewasa muda. Jakarta: EGC; 2010.h.16.

5. Braunwald E, Fauci AS, Kasper DL, Hauser SL, Longo DL, Jameson JL. Harrison’s principles

of internal medicine. Vol 1. 15th Ed. USA : McGraw Hill. 2001. p.90-1.