SKENARIO 2

Peol meningkatkan staminanya dengan cara berlari mengelilingi lapangan bola. Setelah satu

jam berlari, badannya terasa lebih panas dan banyak mengeluarkan keringat. Satu jam

kemudian, peol merasakan keletihan dan kehausan sehingga ia beristirahat sejenak. Apa yang

terjadi pada Peol ?

KLARIFIKASI ISTILAH

1. Stamina : kekuatan dan energi fisik dari seseorang yang memungkinkan dia

dapat bertahan dalam bekerja atau dalam kesehatan tubuh.

2. Berlari : berjalan kencang

3. Panas : suhu badan lebih tinggi daripada biasa

4. Keringat : barang cair yang keluar melalui pori-pori tubuh(karena panas).

5. Keletihan : dalam keadaan letih dan kehilangan tenaga.

6. Kehausan : menderita dahaga, berasa kering kerongkongan dan ingin minum

7. Beristirahat : berhenti sebentar untuk melepaskan lelah.

IDENTIFIKASI MASALAH

1. Peol meningkatkan staminanya dengan cara berlari mengelilingi lapangan bola.

2. Setelah satu jam berlari, badannya terasa lebih panas dan banyak mengeluarkan

keringat.

3. Satu jam kemudian, peol merasakan keletihan dan kehausan sehingga ia beristirahat

sejenak.

1

TABEL IDENTIFIKASI MASALAH

NO. OBSERVED EXPECTED CONCERN

1. Peol meningkatkan staminanya

dengan cara berlari mengelilingi

lapangan bola.

Senjang *

2. Setelah satu jam berlari, badannya

terasa lebih panas dan banyak

mengeluarkan keringat.

Senjang

***

3. Satu jam kemudian, peol merasakan

keletihan dan kehausan sehingga ia

beristirahat sejenak.

Senjang

**

ANALISIS MASALAH

1. Peol meningkatkan staminanya dengan cara berlari mengelilingi lapangan bola.

a. Bagaimana metabolisme energi yang terjadi pada Peol ?

Jawab :

Metabolisme energi Peol saat mengelilingi lapangan

- secara anaerob : hidrolisis fosfokreatinin dan glikolisis anaerob.

- secara aerob : pembakaran simpanan karbohidrat, lemak, dan protein melalui

glikolisis

2

b. Jenis aktivitas apa yang termasuk metabolisme aerob dan anaerob ?

Jawab :

- anaerob :

Kegiatan/jenis olahraga yang bersifat ketahanan , membutuhkan energy besar

dan berkangsung cepat seperti angkat berat, push-up, sprint atau juga loncat

jauh

- aerob :

aktivitas yang bergantung terhadap ketersediaan oksigen untuk membantu

proses pembakaran sumber energy biasanya berupa aktivitas olahraga dengan

intensitas rendah-sedang yang dapat dilakukan secara kontinu dalam waktu

cukup lama seperti jogging, marathon, dan juga bersepeda jarak jauh.

c. bagaimana metabolisme energi yang berlangsung secara aerob dan anaerob ?

Jawab :

Metabolisme energy anaerob :

1. Sistem PCr

Fosfokreatin (PCr) + ADP Cr + PO3- + ATP

3

ATP yang terbentuk dapat digunakan untuk aktivitas fisik selama 6-8

detik.

2. Glikolis anaerob,berlangsung tanpa O2

Glukosa/glikogen + 2 ADP + 2Pi 2 asam laktat + 2 ATP + 2 H2O

ATP yang terbentuk dapat digunakan untuk aktivitas fisik selama 45-

120 detik.

Metabolisme energy aerob :

Glikogen/asam lemak + Pi + ADP + O2 à CO2 + H2O + ATP

ATP yang terbentuk dapat digunakan untuk aktivitas fisik dalam waktu

relatif lama.

Metabolisme karbohidrat :

1. Glikolisis aerob, berlangsung di sitosol.

1 mol glukosa + NAD+ + ADP + ATP + Pi à 2 mol asam piruvat + 2

NADH + 4 mol ATP

2. Oksidasi piruvat, berlangsung di mitokondria.

2 mol asam piruvat + NAD+ +KoA à 2 asetil KoA + NADH + CO2

3. Siklus krebs, berlangsung di mitokondria.

Asetil KoA + NAD+ + FAD + ADP + Pi + H2O à NADH + FADH2

+ CO2 + ATP

4. Transpor elektron, berlangsung di mitokondria.

NADH + FADH2 + O2 + ADP + Pi à ATP + H2O + NAD+ +FAD

5. Glikogenolisis

4

2. Setelah satu jam berlari, badannya terasa lebih panas dan banyak mengeluarkan

keringat.

a. Bagaimana mekanisme sekresi keringat ?

Jawab :

5

Merangsang area preoptik

Merangsang di bagian anterior hipothalamus oleh panas yang berlebihan

Impuls saraf dihantarkan melalaui jaras ototnom ke medulla spinalis

Melalui Jaras simpatis mengalir ke kulit di seluruh tubuh

Merangsang kelenjar keringat

Melalui saraf kolinergik

Menyekresi sekret prekursor (primer)

Dialirkan melalui duktus

Terjadi reabsorbsi ion Na+ dan ion Cl-

Keluar lewat pori-pori

Peol berlari

b. Apa faktor-faktor yang menentukan laju pembentukan panas ?

Jawab :

6

Hipofisis posterior

Meningkatkan sekresi ADH

ADH akan meningkatkan reabsorbsi air oleh ginjal dan menimbulkan vasokonstriksi

Mempengaruhi kelenjar suprarenalis untuk mengeluarkan aldosteron dan angiotensin I dan II sehingga sistem RAA

diaktifkan

Keringat dikeluarkan

Faktor Laju Pembentukan

Panas

Laju metabolisme basal

Aktivitas otot

Hormon - hormon

Perangsangan simpatis

Meningkatnya Aktivitas Kimiawi

Efek termogenik makanan

Hipofisis Posterior

c. Bagaimana mekanisme peningkatan suhu tubuh pada Peol ?

Jawab :

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

Beberapa mekanisme pembentukan panas, seperti termogenesis kimia dan

menggigil dihambat dengan kuat.

d. Apa faktor yang mempengaruhi suhu tubuh ?

Jawab :

7

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. Hormone 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.

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.

8

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

Suhu tubuh dapat mengalami pertukaran dengan lingkungan, artinya panas

tubuh dapat hilang atau berkurang akibat lingkungan yang lebih dingin.

Begitu juga sebaliknya, lingkungan dapat mempengaruhi suhu tubuh manusia.

9

Perpindahan suhu antara manusia dan lingkungan terjadi sebagian besar

melalui kulit.

e. Apa saja komposisi yang terkandung dalam keringat ?

Jawab :

Kandungan utama dalam keringat adalah sodium klorida (bahan utama garam

dapur) selain bahan lain (yang mengeluarkan aroma) seperti 2-metilfenol (o-

kresol) dan 4-metilfenol (p-kresol). Tiga mineral utama yaitu natrium, kalium &

klorida

f. Apa saja kompertemen yang terdapat dalam cairan tubuh ?

Jawab :

1. Extra cellular fluids (EFC)

a. Interstitial fluid

b. Plasma

c. Trans cellular fluid (1-2 liters)

- synovial fluid

- peritonel fluid

- pericardial fluid

- Intra ocular fluid

- Cerebrospinal fluid

2.Cairan Intraseluler(ICW)= Intracelluler Cell Water)

- Sel darah

- Sel endotel dan

10

- Sel-sel lain

g. Apa fungsi air bagi tubuh ?

Jawab :

sebagai pembawa zat-zat nutrisi seperti karbohidrat, vitamin dan mineral

berfungsi sebagai pembawa oksigen (O ) ke dalam 2 sel-sel tubuh.

air di dalam tubuh juga akan berfungsi untuk mengeluarkan produk samping

hasil metabolisme seperti karbon dioksida (CO ) dan juga senyawa nitrat.

Selain berperan dalam proses metabolisme, air yang terdapat di dalam tubuh

juga akan memiliki berbagai fungsi penting antara lain sebagai pelembab

jaringan-jaringan tubuh seperti mata, mulut & hidung, pelumas dalam cairan

sendi tubuh, katalisator reaksi biologik sel, pelindung organ dan jaringan tubuh

serta juga akan membantu dalam menjaga tekanan darah & konsentrasi zat

terlarut.

air di dalam tubuh juga akan berfungsi sebagai pengatur panas untuk menjaga

agar suhu tubuh tetapo berada pada kondisi ideal yaitu ± 37 C.

h. Bagaimana mekanisme pergerakan cairan tubuh?

Jawab:

Pergerakan cairan tubuh dikontrol oleh dua faktor,yaitu:

1. Tekanan Hydrostatic adalah tekanan yang diperlukan cairan untuk melawan

dinding permukaan cairan.

2. Tekanan Osmotik adalah tekanan yang diberikan pada larutan yang dapat

menghentikan perpindahan molekul-molekul pelarut ke dalam larutan melalui

membran semipermeabel.

11

i. Bagaimana mekanisme keseimbangan cairan tubuh ?

Jawab :

12

Kenaikan Osmolaritas CES

Osmolaritas CIS ↑

Merangsang Pusat Rasa Haus Merangsang Hipofise

Intake cairan ↑ Sekresi ADH ↑

Cairan tubuh ↑

Osmolaritas↓

Reabsorbsi tubulus ginjal

Sekresi urine↓

Cairan tubuh ↑

Osmolaritas↓

j. Berapa jumlah kebutuhan input dan output air dalam kondisi normal bagi tubuh ?

Jawab :

Intake (ml/day) Output (ml/day)

Norma Hot

Environme

nt

Stenous

Work

Norma

l

Hot

Environment

Stenous

Work

Drinki

ng

water

Water

from

food

Water

of

oxidati

on

1200

1000

300

2200

1000

300

3400

1500

450

Urine

Insensib

le

Water:

- Skin

- Lungs

Sweat

Stool

1400

400

400

100

200

1200

400

300

1400

200

500

400

600

3300

200

Total 2500 3500 5000 2500 3500 5000

13

k. Apa saja elektrolit yang terkandung dalam cairan tubuh ?

Jawab :

Plasma

(mEq/

L)

Air

Plasma

(mEq/L)

Cairan

Interstitial

(mEq/L)

Cairan Intraseluler

(mEq/L)

Kation:

- Na+

- K +

- Ca++

- Mg++

153

142

4

5

2

164,6

152,7

4,3

5,4

2,2

153

145

4

2-3

1-2

195

10

156

3,2

26

Anion:

- HCO3-

- Cl-

- HP04-

153

28

103

2,1

164,6

30,1

110,8

2,3

153

31

116

2,5

195

8

2

125

l. Apa hormon yang mempengaruhi sekresi keringat ?

Jawab :

Hormones regulate metabolism

• Insulin

• Glucagon

• Cortisol

• Epinephrine

14

Suhu Kulit Suhu Inti

Termoreseptor perifer(kulit, membran mukosa)

Termoreseptor Pusat(Hipothalamus,med.spinalis)

PUSAT INTEGRASIPENGATURAN SUHU HIPOTHALAMUS

S. S. Simpatis S. S. Simpatis

P. Darah Kulit Kelenjar Keringat

Vasokontriksi dan Vasodilatasi Berkeringat

Pengendalian Pengeluaran Panas Pengendalian Pengeluaran Panas

m. Bagaimana pengaturan suhu tubuh ?

Jawab :

15

3. Satu jam kemudian, peol merasakan keletihan dan kehausan sehingga ia beristirahat

sejenak.

a. Bagaimana mekanisme haus ?

Jawab :

16

berlari keliling lapangan bola

metabolisme dan suhu ↑

↑ panas tubuh

output air melaui keringat

↑ osmolaritas

& konsentran Na CES, ↓

volume CES stimuli osmoreseptor

↑ sekresi ADH Haus

b. Bagaimana mekanisme penurunan suhu tubuh Peol saat beristirahat ?

Jawab :

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

17

Suhu Tubuh Meningkat

Osmolaritas cairan ekstrasel meningkat (>280mOsm

Stimuli Osmoreseptor Hypothalamus

Pusat Haus Hypothalamus

Sekresi ADH

Pengeluaran urin berkurang

Sistem RAA aktif

(mengaktifkan angiostensin, merangsang aldosteron, mengaktifkan renin)

Merasa HAUS

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.

KERANGKA KONSEP

HIPOTESIS

Peol merasa suhu tubuhnya meningkat dan berkeringat karena berlari mengelilingi lapangan

sehingga mengalami keletihan dan kehausan.

18

1 jam Lebih dari 1 jam

Badan Panas Berkeringat Letih Lesu

Peol beristirahat

Peol Berlari

Tabel Learning Issue

N

O

POKOK

BAHASAN

WHAT I

KNOW

WHAT I

DON’T

KNOW

WHAT I

HAVE TO

PROVE

HOW I WILL

LEARN

1 Metabolisme Metabolism

karbohidrat,

lemak, dan

protein

Pembentukan

Energi

Text book

Internet

Pakar

2 Suhu tubuh Mekanisme

dan yang

mempengaruhi

suhu tubuh

Regulasi

suhu

19

SINTESIS

PERANAN RASA HAUS DALAM PENGATURAN OSMOLARITAS CAIRAN

EKSTRASEL DAN KONSENTRASI NATRIUM

Ginjal meminimalkan kehilangan kehilangan cairan selama terjadi kekurangan air,

melalui sistem umpan balik osmoreseptor-ADH. Akan tetapi, asupan cairan yang adekuat

diperlukan untuk mengimbangi kehilangan cairan yang terjadi melalui keringat dan panas

serta melalui saluran pencernaan. Asupan cairan di atur oleh mekasinme rasa haus, yang

bersama dengan mekanisme osmoreseptor-ADH, mepertahankan kontrol osmoreseptor cairan

ekstrasel dan konsentrasi natrium secara tepat.

PUSAT RASA HAUS DI SISTEM SARAF PUSAT

Daerah yang sama disepanjang dinding anteroventral dari ventrikel ketiga yang

meningkatkan pelepasan ADH juga merangsang rasa haus. Terdapat suatu daerah kecil yang

terletak anterolateral dari nukleus proptik, yang bila distimulasi secara listrik, menyebabkan

kegiatan minum dengan segera dan berlanjut selama rangsangan berlangsung. Semua daerah

ini bersama-sama disebut pusat rasa haus.

Neuron-neuron di pusat rasa haus memberi respon terhadap penyuntikan larutan

garam hipertonik dengan cara merangsang prilaku minum. Sel-sel ini hampir berfungsi

sebagai osmoreseptor untuk mengaktivasi mekanisme rasa haus, dengan cara yang sama saat

osmoreseptor merangsang pelepasan ADH.

Peningkatan osmolaritas cairan serebrospinal diventrikel ketiga memberi pengaruh

yang pada dasarnya sama, yaitu menimbulkan keinginan minum. Organum vaskulosum

lamina terminalis yang terletak tepat dibawah permukaan ventrikel pada ujung inferior

daerah AV3V, agaknya ikut memperantarai respons tersebut.

20

STIMULUS TERHADAP RASA HAUS

Beberapa stimulus rasa haus yang diketahui. Salah satu yang terpenting adalah

a. peningkatan cairan osmolaritas ekstrasel, yang menyebabkan dehidrasi intrasel dipusat

rasa haus, yang akan merangsang sensasi rasa haus. Kegunaan reseptor ini sangat jelas:

membantu mengencerkan cairan ekstrasel dan mengembalikan osmolaritas ke keadaan

normal.

b. Penurunan volume cairan ekstrasel dan tekanan arteri juga merangsang rasa haus

melalui suatu jalur yang tidak bergantung pada jalur yang distimulasi oleh peningkatan

osmolaritas plasma. Jadi, kehilangan volume darah melalui perdarahan akan merangsang

rasa haus walaupun mungkin tidak terjadi perubahan osmolaritas plasma. Hal ini

mungkin terjadi akibat input netral dari baroreseptor kardoipulmonal dan baroreseptor

arteri sistemik disirkulasi.

21

Peningkatan rasa haus Pengurangan rasa haus

↑ Osmolarotas

↓ Volume darah

↓ Tekanan darah

↑ Angiotensin

Kekeringan mulut

↓ Osmolaritas

↑ Volume darah

↑ Tekanan darah

↓ Angiotensin II

Dintensi lambung

c. Stimulus rasa haus ketiga yang penting adalah angiotensin II. Penelitian menunjukan

bahwa angiotensin II bekerja pada organ subfornikal dan pada organum

vaskulosumlamina terminalis. Daerah-daerah ini berada disisi luar sawar darah otak, dan

peptida-peptida seperti angiostensinII berdifusi kedalam jaringan. Karena angiotensin II

juga distimulasi oleh faktor-faktor yang berhubungan dengan hipovolemia dan tekanan

darah rendah, pengaruhnya pada rasa haus membantu memulihkan volume darah dan

tekanan darah kembali normal, bersama dengan kerja lain dari angiotensin II pada ginjal

untuk menurunkan ekskresi cairan.

d. Kekeringan pada mulut dan membran mukosa esopagus dapat mendatangkan sensi haus.

Akibatnya, seseorang yang kehausan dapat segera melepaskan rasa dahaga nya setelah

dia minum air, walaupun air tersebut belum diabsorbsi dari saluran pencernaan dan

belum memberi efek terhadap osmolaritas cairan ekstra sel.

e. Stimulus gastrointestinal dan faring mempengaruhi timbulnya rasa haus.distensi saluran

pencernaan juga dapat sedikit mengurangi rasa haus. Akan tetapi, penurunan sensasi rasa

haus melalui mekanisme gastrointestinal atau faringeal hanya bertahan singkat.

Keinginan untuk minum hanya dapat dipuaskan sepenuhnya bila osmolaritas plasma dan

atau volume darah kembali normal.

22

RESPONS OSMORESEPTOR-ADH DAN MEKANISME RASA HAUS YANG

TERINTEGRASI DALAM PENGATURAN OSMOLARITAS CAIRAN EKSTRA SEL

DAN KONSENTRASI NATRIUM

Pada seseorang yang sehat mekanisme osmoresptor-ADH dan rasa haus bekerja secara

paralel untuk mengatur osmolaritas ekstra sel dan konsentrasi natrium dengan tepat,

walaupun rangsangan dehidrasi bersifat konstan. Bila mekanisme ADH atau mekanisme rasa

haus gagal, mekanisme yang lain biasanya masih dapat mengatur osmolaritas ekstra sel dan

konsentrasi natriun dengan efektifitas yang memadai, selama tersedia asupan cairan yang

cukup untuk mengimbangi volume urin harian dan kehilangan air melalui pernapasan,

keringat,atau saluran pencernaan. Akan tetapi, bila mekanisme ADH dan rasa haus gagal

secara bersamaan konsentrasi natrium dan osmolaritas plasma tidak dapat dikontrol dengan

baik. Jadi, bila asupan natrium meningkat setelah menghambat sistem ADH rasa haus, terjadi

perubahan konsentrasi natrium plasma yang relatif besar. Dalam keadaan tidak adanya

mekanisme ADH rasa haus, tidak ada mekanisme umpan balik lain yang mampu mengatur

konsentrasi natrium dan osmolaritas plasma secara adekuat.

PERANAN ANGIOSTENSIN II DAN ALDOSTERON DALAM MENGATUR

OSMOLARITAS CAIRAN EKSTRASEL DAN KONSENTRASI NATRIUM

Angiostensin II dan aldosteron memainkan peran penting dalam mengatur reabsorbsi natrium

oleh tubulus ginjal. Bila asupan rendah, peningkatan kadar kedua hormon ini akan

merangsang reabsorbsi natrium oleh ginjal. oleh karena itu, akan mencegah kehilangan

natrium yang besar walaupun asupan natrium mungkin menurun ssampai serendah 10% dari

normal dan sebaliknya.

Akibat pentingnya angiostensin II dan aldosteron dalam mengatur ekskresi natrium oleh

ginjal, sesorang dapat salah menduga bahwa kedua hormon tersebut memainkan peran

penting dalam mengatur konsetrasi natrium cairan ekstrasel. Walaupun hormon-hormon ini

meningkatkan jumlah natrium dalam cairan ekstrasel, hormon itu juga meningkatkan volume

cairan ekstrasel dengan meningkatkan reabsorbsi bersam,a dangan natrium. Oleh karena itu

angiostensinII dan aldosteron mempunyai pengaruh yang kecil terhadap konsentrasi natrium,

kecuali dalam kondisi-kondisi ekstrem.

Ada dua alasan utama mengapa perubahan angiostensin II dan aldosteron tdak memberi

pengaruh besar terhadap konsentrasi natrium plasma. Pertama,Angiotensin II dan aldosteron

23

meningkatkan reabsorbsi natrium dan air oleh tubulus ginjal yang menghasilkan peningkatan

volume cairan ekstrasel dan kuantitas natrium tetapi sedikit perubahan pada konsentrasi

natrium. Ke Dua, selama mekanisma ADH rasa haus berfungsi, kecendrungan apa saja yang

mengarah pada peningkatan konsentrasi natrium plasma akan dikompensasi oleh peningkatan

asupan air atau peningkatan sekresi ADH plasma, yang cenderung mengencerkan cairan

ekstrasel kembali normal.sistem ADH rasa haus mengalihkan lebih jauh sistem angiostensin

II dan aldosteron dalam mengatur konsentrasi natrium pada keadaan normal.

Jadi, terdapat keadaan-keadaan ekstrim yang memungkinkan menyebabkan perubahan

konsentrasi natrium plasma secara bermakna, bahkan dengan mekanisme ADH rasa haus

yang fungsional. Walaupun demikian, mekanisme ADH rasa haus merupakan ssistem umpan

balik yang terbaik ditubuh untuk mengatur osmolaritas cairan ekstrasel dan konsentrasi

natrium.

PENGATURAN SUHU DIKENDALIKAN OLEH KESEIMBANGAN ANTARA

PEMBENTUKAN PANAS DAN KEHILANGAN PANAS

Bila laju pembentukan panas di dalam tubuh lebih besar dari pada laju hilangnya panas,

panas akan timbul di dalam tubuh dan suhu tubuh akan meningkat dan sebaliknya.

PEMBENTUKAN PANAS

Pembentukan panas adalah produk utama metabolisme. Faktor-faktor yang paling penting

dalam penbebtukan panas adalah (1) laju metabolisme basal semua sel tubuh (2) laju

metabolisme tambahan yang disebabkan oleh aktifitas otot, termasuk kontraksi otot yang

disebabkan oleh menggigil (3) metabolisme tanbahan yang disebabkan olehpengaruh tiroksin

(ada sebagian kecil hormon lain, seperti hormon pertumbuhan dan testosteron ) terhadap sel

(4) metabolisme tambahan yang disebabkan oleh pengaruh epnefrin, norepinefrin dan

perangsangan simpatis rehadap sel (5) metabolisme tambahan yang disebabkan oleh

meningkatnya aktivitas kimiawi didalam sel sendiri, terutama bila suhu didalam sel

meningkat (6) metabolisme tambahan yang diperlukan untuk pencernaan, absorbsi dan

penyimpanan makanan (efek termogenik makanan).

KEHILANGAN PANAS

Sebagian besar pembentukan panas da dalam tubuh dihasilkan di organ dalam, terutama

dihati, otak, jantung, dan otot rangka selama berolahraga. Kemudian panas ini di hantarkan

24

dari organ dan jaringan yang lebih dalam ke kulit,yang kemudian di buang ke udara dan

lingkungan sekitarnya. Oleh karena itu, laju hilangnya panas hampir seluruhnya di tentukan

oleh dua faktor : (1) seberapa cepat panas yang dapat di konduksi dari tempat sasal panas di

hasilkan yakn in dari dalamm intin tubuh ke dalam kulit ((2). Seberapa cepat panas

kemudian dapat di hantarkan dari kulit ke lingkungan.

Sistem insulator tubuh

Kulit, jaringan subkutan , dan terutama lemak di jaringan subkutan bekerja secara bersama

sama sebagai insulator panas tubuh. Lemak penting karena penyaluran panas hanya seperiga

dibandingkan jaringan lain. Bila tidak ada darah yang mengalir dari oragan dalam panas ke

kulit.

Aliran darah ke kulit dari inti tubuh mrnyediakan terjadinnya perpindahan panas.

Pembuluh darah tersebar sangat luas di bawah kulit. Bagian yang paling penting adalah

pleksus venosum yang di suplai oleh aliran darah dari kapiler kulit. Pada daerah tubuh yang

palinhg banyak terpajan – tangan kaki, dan telinga – darah juga disuplai langsung ke pleksum

dari arteri kecil melalui anastomosis arteriovenosa yang memiliki lapisan otot yang tebal.

Kecepatan aliran darah ke dalam pleksum venosum di kulit dapat sangat berbeda –

diawali dari sedikit di atas 0-30 % dari total curah jantung. Kecepatan aliran darah yang

tinggi di kulit menyebabkan kondisi panas yang disalurkan dari inti tubuh kekulit jadi sangat

efisien, sedangkan kecepatan penurunan aliran darah akan sedikit menurunkan konduksi

panas dari inti tubuh.

Kulit merupakan sistem pengatur radiator panasyang efektif, dan aliran darah kekulit

adalah mekanisme penyaluran panas yang paling efektif dari inti tubuh ke kulit.

PENGATURAN KONDUKSI PANAS KE KULIT OLEH SISTEM SARAF SIMPATIS

Kondisi panas dikulit oleh darah di atur oleh derajat vasokonstriksi arteriol dan anastomosis

arteriovenosa yang menyuplai darah ke pleksus venosus kulit. vasokonstriksi ini hampir

seluruhnya dikontrol oleh sistem saraf simpatis yang memberikan respons terhadap

perubahan suhu inti tubuh dan peranan suhu lingkungan.

25

Mekanisme kehilangan panas dari permukaan kulit

1. Radiasi. Orang yang sedang duduk di suhu kamar yang normal sekitar 60% dari

kehilangan panas total adalah melalui radiasi.Kehilangan panas melalui radiasi berarti

kehilangan dalam bentuk gelombang panas infra merah. Bila suhu tubuh lebih besar dari

pada suhu lingkungan, jumlah panas yang lebih besar akan dipancarkan keluar dari tubuh

dari pada yang dipancarkan ke tubuh.

2. Konduksi. Hanya sejumlah kecil panas, yakni sekitar 3% yang biasanya hilang dari

tubuh melalui konduksi langsung dari permukaan tubuh ke benda-benda padat.

Sebaliknya kehilangan panas melalui konduksi ke udara mencerminkan kehilangan panas

tubuh yang cukup besar (kurang lebih 15%) walaupun dalam keadaan normal.

Sebagaian besar energi dari gerakan ini dapat dipindahkan ke udara bila suhu udara

lebih dingin dari kulit, sehingga meningkatkan kecepatan gerakan molekul-molekul

udara. Sekali suhu udara yang berlekatan dengan kulit menjadi sama dengan suhu kulit,

tidak terjadi lagi kehingan panas dari tubuh ke udara, karena sekarang jumlah panas yang

dikonduksikan dari udara ke tubuh berada dalam keadaan seimbang

3. Konveksi. Perpindahan panas dari tubuh melalui aliran udara konveksi secara umum

disebut kehilangan panas melalui konveksi. Sebenarnya panas pertama-tama harus

dikonduksi ke udara dan kemudian di bawa melalui aliran udara konveksi.

4. 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 tidak berkeringat, mekanisme evaporasi

berlangsung sekitar 450-600 ml/hari.

26

CAIRAN TUBUH DAN ELEKTROLIT

Distribusi Cairan Tubuh

Di dalam tubuh manusia, cairan akan terdistribusi ke dalam 2 kompartemen utama

yaitu

1. cairan intraselular (ICF) : cairan yang terdapat di dalam sel

Air yang berada di dalam cairan ekstrasellular ini kemudian akan terdistribusi

kembali kedalam 2 Sub-Kompartemen yaitu pada cairan interstisial (ISF) dan

cairan intravaskular (plasma darah). 75% dari air pada kompartemen cairan

ekstraselular ini akan terdapat pada sela-sela sel (cairan interstisial)dan 25%-

nya akan berada pada plasma darah (cairan intravaskular).

2. cairan ekstrasellular (ECF) : cairan yang terdapat di luar sel.

Hampir 67% dari total badan air (Body’s Water) tubuh manusia terdapat di

dalam cairan intrasellular dan 33% sisanya akan berada pada cairan

ekstrasellular.

Pendistribusian air di dalam 2 kompartemen utama (Cairan Intrasellular dan

Cairan Ekstrasellular) ini sangat bergantung pada jumlah elektrolit dan

makromolekul yang terdapat dalam kedua kompartemen tersebut. Karena sel membran

yang memisahkan kedua kompartemen ini memiliki permeabilitas yang berbeda untuk

tiap zat, maka konsentrasi larutan (osmolality) pada kedua kompartemen juga akan

berbeda.

ELEKTROLIT

Elektrolit yang terdapat pada cairan tubuh akan berada dalam bentuk ion bebas (free

ions). Secara umum elektrolit dapat diklasifikasikan menjadi 2 jenis yaitu kation dan anion.

Jika elektrolit mempunyai muatan positif (+) maka elektrolit tersebut disebut sebagai kation

sedangkan jika elektrolit tersebut mempunyai muatan negatif (-) maka elektrolit tersebut

disebut sebagai anion.

Pada tubuh manusia, elektrolit-elektrolit ini akan memiliki fungsi antara lain

1. dalam menjaga tekanan osmotik tubuh

2. mengatur pendistribusian cairan ke dalam kompartemen badan air (body’s fluid

compartement)

3. menjaga pH tubuh dan juga akan terlibat dalam setiap reaksi oksidasi dan reduksi

4. ikut berperan dalam setiap proses metabolisme.

27

Dalam komposisi air keringat, tiga mineral utama yaitu natrium, kalium &

klorida merupakan mineral dengan konsentrasi terbesar yang terdapat di dalamnya.

Sehingga dengan semakin besar laju pengeluaran keringat, maka laju kehilangan

natrium , kalium dan klorida dari dalam tubuh juga akan semakin besar. Diantara

ketiganya, natrium dan klorida merupakan mineral dengan konsentrasi tertinggi yang

terbawa keluar tubuh melalui kelenjar keringat (sweat glands).

Di dalam tubuh kalium akan mempunyai fungsi dalam menjaga keseimbangan

cairan-elektrolit dan keseimbangan asam basa. Selain itu, bersama dengan kalsium

(Ca ) dan natrium (Na ), kalium akan berperan dalam transmisi saraf, pengaturan

enzim dan kontraksi otot. Hampir sama dengan natrium, kalium juga merupakan

garam yang dapat secara cepat diserap oleh tubuh. Setiap kelebihan kalium yang

terdapat di dalam tubuh akan dikeluarkan melalui urin serta keringat.

Clorida (Cl)

Elektrolit utama yang berada di dalam cairan ekstraselular (ECF) adalah

elektrolit bermuatan negative yaitu klorida (Cl ). Jumlah ion klorida (Cl ) yang

terdapat di dalam jaringan tubuh diperkirakan sebanyak 1.1 g/Kg berat badan dengan

konsentrasi antara 98-106 mmol / L. Konsentrasi ion klorida tertinggi terdapat pada

cairan serebrospinal seperti otak atau sumsum tulang belakang, lambung dan juga

pankreas.

Sebagai anion utama dalam cairan ekstraselullar, ion klorida juga akan

berperan dalam menjaga keseimbangan cairan-elektrolit. Selain itu, ion klorida juga

mempunyai fungsi fisiologis penting yaitu sebagai pengatur derajat keasaman

lambung dan ikut berperan dalam menjaga keseimbangan asam basa tubuh. Bersama

dengan ion natrium (Na ), ion klorida juga merupakan ion dengan konsentrasi terbesar

yang keluar melalui keringat.

Metabolisme Energi

Inti dari semua proses metabolisme energi di dalam tubuh adalah untuk menresintesis

molekul ATP dimana prosesnya akan dapat berjalan secara aerobik maupun anearobik.

Proses hidrolisis ATP yang akan menghasilkan energi ini dapat dituliskan melalui persamaan

reaksi kimia sederhana sebagai berikut:

ATP + H2O ---> ADP + H+ + Pi -31 kJ per 1 mol ATP

28

Di dalam jaringan otot, hidrolisis 1 mol ATP akan menghasilkan energi sebesar 31 kJ

(7.3 kkal) serta akan menghasilkan produk lain berupa ADP (adenosine diphospate) dan Pi

(inorganik fosfat). Pada saat berolahraga, terdapat 3 jalur metabolisme energi yang dapat

digunakan oleh tubuh untuk menghasilkan ATP yaitu hidrolisis phosphocreatine (PCr),

glikolisis anaerobik glukosa serta pembakaran simpanan karbohidrat, lemak dan juga protein.

Pada kegiatan olahraga dengan aktivitas aerobik yang dominan, metabolisme energi

akan berjalan melalui pembakaran simpanan karbohdrat, lemak dan sebagian kecil (±5%) dari

pemecahan simpanan protein yang terdapat di dalam tubuh untuk menghasilkan ATP

(adenosine triphospate). Proses metabolisme ketiga sumber energi ini akan berjalan dengan

kehadiran oksigen (O ) yang 2 diperoleh melalui proses pernafasan.

Sedangkan pada aktivitas yang bersifat anaerobik, energi yang akan digunakan oleh

tubuh untuk melakukan aktivitas yang membutuhkan energi secara cepat ini akan diperoleh

melalui hidrolisis phosphocreatine (PCr) serta melalui glikolisis glukosa secara anaerobik.

Proses metabolisme energi secara anaerobik ini dapat berjalan tanpa kehadiran oksigen

(O2).orts Science Brief

Proses metabolisme energi secara anaerobik dapat menghasilkan ATP dengan laju

yang lebih cepat jika dibandingkan dengan metabolisme energi secara aerobik. Sehingga

untuk gerakan-gerakan dalam olahraga yang membutuhkan tenaga yang besar dalam waktu

yang singkat, proses metabolisme energi secara anaerobik dapat menyediakan ATP dengan

cepat namun hanya untuk waktu yang terbatas yaitu hanya sekitar ±90 detik. Walaupun

prosesnya dapat berjalan secara cepat, namun metabolisme energi secara anaerobik ini hanya

menghasilkan molekul ATP yang lebih sedikit jika dibandingkan dengan metabolisme energi

secara aerobik (2 ATP vs 36 ATP per 1 molekul glukosa).

Proses metabolisme energi secara aerobik juga dikatakan merupakan proses yang

bersih karena selain akan menghasilkan energi, proses tersebut hanya akan menghasilkan

produk samping berupa karbondioksida (CO2) dan air (H2O). Hal ini berbeda dengan proses

metabolisme secara anaerobik yang juga akan menghasilkan produk samping berupa asam

laktat yang apabila terakumulasi dapat menghambat kontraksi otot dan menyebabkan rasa

nyeri pada otot. Hal inilah yang menyebabkan mengapa gerakangerakan bertenaga saat

berolahraga tidak dapat dilakukan secara kontinu dalam waktu yang panjang dan harus

diselingi dengan interval istirahat.

29

1. Proses metabolisme energi secara aerobik

Glikolisis

β-oksidasi

Asam Piruvat

Asetil Ko-A

Siklus

Asam

Sitrat

a. Pembakaran karbohidrat

Reaksi-reaksi yang terjadi dalam proses yang telah disebutkan dapat dituliskan

melalui persamaan reaksi sederhana sebagai berikut:

Asetil-KoA + ADP + Pi + 3 NAD + FAD + 3H2O

2CO2 + CoA + ATP + 3 NADH + 3H+ + FADH2

30

Lemak Karbohidrat Protein

Asam lemak & gliserol Glikogen / Glukosa Asam Amino

Deaminasi atau Transaminasi

. Persamaan reaksi sederhana untuk mengambarkan proses tersebut dapat

dituliskan sebagai berikut :

Glukosa + 6O2 +38 ADP + 38Pi ---> 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP

b. Pembakaran lemak

Langkah awal dari metabolisme energi lemak adalah melalui proses

pemecahan simpanan lemak yang terdapat di dalam tubuh yaitu trigeliserida.

Trigeliserida di dalam tubuh ini akan tersimpan di dalam jaringan adipose

(adipose tissue) serta di dalam sel-sel otot (intramuscular triglycerides). Melalui

proses yang dinamakan lipolisis, trigeliserida yang tersimpan ini akan dikonversi

menjadi asam lemak (fatty acid) dan gliserol. Pada proses ini, untuk setiap 1

molekul trigeliserida akan terbentuk 3 molekul asam lemak dan 1 molekul gliserol

.

Kedua molekul yang dihasilkan melalu proses ini kemudian akan mengalami

jalur metabolisme yang berbeda di dalam tubuh. Gliserol yang terbentuk akan

masuk ke dalam siklus metabolisme untuk diubah menjadi glukosa atau juga asam

piruvat. Sedangkan asam lemak yang terbentuk akan dipecah menjadi unitunit

kecil melalui proses yang dinamakan ß-oksidasi untuk kemudian menghasilkan

energi (ATP) di dalam mitokondria sel.

Proses ß-oksidasi berjalan dengan kehadiran oksigen serta membutuhkan

adanya karbohidrat untuk menyempurnakan pembakaran asam lemak. Pada proses

ini, asam lemak yang pada umumnya berbentuk rantai panjang yang terdiri dari ±

16 atom karbon akan dipecah menjadi unit-unit kecil yang terbentuk dari 2 atom

karbon. Tiap unit 2 atom karbon yang terbentuk ini kemudian dapat mengikat

kepada 1 molekul KoA untuk membentuk asetil KoA. Molekul asetil-KoA yang

terbentuk ini kemudian akan masuk ke dalam siklus asam sitrat dan diproses untuk

menghasilkan energi seperti halnya dengan molekul asetil-KoA yang dihasil

melalui proses metabolisme energi dari glukosa/glikogen.

31

32

c. Pembakaran protein

2. Proses metabolisme energi secara anaerobik

a. Sistem PCr

Creatine (Cr) merupakan jenis asam amino yang tersimpam di dalam otot

sebagai sumber energi. Di dalam otot, bentuk creatine yang sudah ter-fosforilasi

yaitu phosphocreatine (PCr) akan mempunyai peranan penting dalam proses

metabolisme energi secara anaerobik di dalam otot untuk menghasilkan ATP.

Dengan bantuan enzim creatine kinase, phosphocreatine (PCr) yang tersimpan

di dalam otot akan dipecah menjadi Pi (inorganik fosfat) dan creatine dimana

proses ini juga akan disertai dengan pelepasan energi sebesar 43 kJ (10.3 kkal)

untuk tiap 1 mol PCr. Inorganik fosfat (Pi) yang dihasilkan melalui proses

pemecahan PCr ini melalui proses fosforilasi dapat mengikat kepada molekul

ADP (adenosine diphospate) untuk kemudian kembali membentuk molekul ATP

(adenosine triphospate). Melalui proses hidrolisis PCr, energi dalam jumlah besar

(2.3 mmol ATP/kg berat basah otot per detiknya) dapat dihasilkan secara instant

33

untuk memenuhi kebutuhan energi pada saat berolahraga dengan intensitas tinggi

yang bertenaga. Namun karena terbatasnya simpanan PCr yang terdapat di dalam

jaringan otot yaitu hanya sekitar 14-24 mmol ATP/ kg berat basah maka energi

yang dihasilkan melalui proses hidrolisis ini hanya dapat bertahan untuk

mendukung aktivitas anaerobik selama 5-10 detik.

b. Glikolisis (sistem glikolitik)

Glikolisis merupakan salah satu bentuk metabolisme energi yang dapat

berjalan secara anaerobik tanpa kehadiran oksigen. Proses metabolisme energi ini

mengunakan simpanan glukosa yang sebagian besar akan diperoleh dari glikogen

otot atau juga dari glukosa yang terdapat di dalam aliran darah untuk

menghasilkan ATP.. Jumlah ATP yang dapat dihasilkan oleh proses glikolisis ini

akan berbeda bergantung berdasarkan asal molekul glukosa. Jika molekul glukosa

berasal dari dalam darah maka 2 buah ATP akan dihasilkan namun jika molekul

glukosa berasal dari glikogen otot maka sebanyak 3 buah ATP akan dapat

dihasilkan.

Mokelul asam piruvat yang terbentuk dari proses glikolisis ini dapat

mengalami proses metabolisme lanjut baik secara aerobik maupun secara

anaerobik bergantung terhadap ketersediaan oksigen di dalam tubuh. Pada saat

berolahraga dengan intensitas rendah dimana ketersediaan oksigen di dalam tubuh

cukup besar, molekul asam piruvat yang terbentuk ini dapat diubah menjadi CO2

dan H2O di dalam mitokondria sel. Dan jika ketersediaan oksigen terbatas di

dalam tubuh atau saat pembentukan asam piruvat terjadi secara cepat seperti saat

melakukan sprint, maka asam piruvat tersebut akan terkonversi menjadi asam

laktat.

34

DAFTAR PUSTAKA

Guyton,Arthur c.2007.Buku Ajar Fisiolagi Kedokteran.Jakarta:EGC

Sherwood,Lauralee.2001.Fisiologi Manusia:dari sel ke sistem.Jakarta :EGC

F. Ganong, William. 2008. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Jakarta : EGC.

Utama,Hendra Sp.FK.Gangguan Keseimbangan Air-Elektrolit Dan Asam-Basa.Jakarta: Balai

Penerbit FKUI

35