Taraf Metabolisme Basal dan Pengaturan SuhuYunita Verayanti Siokh102012056, F4Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida WacanaJl. Arjuna Utara no. 6, Jakarta Barat, 11470Email : yunita.siokh@civitas.ukrida.ac.id

Pendahuluan Setiap sel tubuh memerlukan energi untuk melaksanakan fungsi-fungsi yang esensial bagi kelangsungan hidup sel itu sendiri. Asupan makanan sangat penting untuk menjalankan aktivitas sel dan masukan bagi energi tubuh. Agar berat tubuh konstan, maka nilai kalori makanan harus sama dengan kebutuhan energi. karena berat tubuh, harus di pertahankan terutama dengan mengontrol asuapan makanan. Di dalam tubuh kita sendiri terjadi metabolisme yang menghasilkan pengeluaran energi yang menghasilkan panas yang penting dalam regulasi suhu. Tubuh kita memiliki mekanisme untuk mempertahankan panas dan mekanisme mendinginkan tubuh. Kasus dalam skenario menyatakan seorang perempuan menderita demam di sertai menggigil, dalam skenario ini akan di bahas mengenai taraf metabolisme dan pengaturan suhu yang berhubungan dengan demam.SkenarioSeorang perempuan berusia 6 tahun, sejak 3 hari yang lalu menderita demam yang kadang-kadang di sertai menggigil. Ia sudah minum obat warung tetapi tidak sembuh sehingga akhirnya ia berobat ke dokter. Pada pemeriksaan fisik di dapatkan suhu 39,50c.Metabolisme Energi Sistem endokrin dapat menyesuaikan aktivitas berbagai sistem tubuh, sehingga sesuai dengan tuntutan lingkungan eksternal dan internal yang selalu berubah. Integritas endokrin di laksanakan oleh hormon yaitu pembawa pesan kimiawi yang di hasilkan oleh kelenjar yang tidak mempunyai saluran dan di sebarkan lewat sirkulasi darah ke sel-sel sasaran.1 Hormon mengatur metabolik, di mana metabolisme merupakan jumlah total berbagai reaksi kimia dan fisika yang berlangsung di jaringan.Metabolisme secara umum di bagi menjadi metabolisme energi dan metaboliosme materi. Nah yang akan di bahas adalah metabolisme energi, dimana metabolisme energi merupakan perubahan energi kimia berupa bahan makanan yang akhirnya akan di keluarkan dalam bentuk panas pada waktu beristirahat, energi panas dan kerja (mekanik) bila otot-otot dalam keadaan aktif bekerja. Menurut hukum termodinamika I, energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Karena itu, energi menjadi subyek dalam proses keseimbangan masukan dan keluaran kompenen kimia tubuh.1 Banyaknya energi yang di bebaskan oleh katabolisme makanan dalam tubuh sama besar dengan jumlah yang di bebaskan kalau makanan tersebut di bakar di luar tubuh atau secara in vitro. Energi yang di dibebaskan oleh proses katabolisme di dalam tubuh di gunakan untuk memelihara fungsi tubuh, mencerna dan memetabolisme makanan, dan aktivitas fisik. jumlah energi yang di bebaskan per satuan waktu di sebut taraf metabolisme. Energi di simpan dengan membentuk senyawa-senyawa kaya energi. Jumlah simpanan energi bervariasi, tetapi pada orang-orang yang sedang berpuasa nilainya nol atau negatif.2 Kalorimetri Satuan standar energi panas adalah kilokalori(kkal). Energi yang di lepaskan oleh pembakaran bahan makanan di luar tubuh dapat di ukur secara langsung (kalorimetri langsung) dengan mengoksidasi senyawa-senyawa dalam sebuah alat yang di sebut sebagai kalorimetri bomb, sebuah bejana logam yang di kelilingi oleh air di dalam sebuah wadah terisolasi. Makanan di bakar dengan percikan listrik. Perubahan suhu air merupakan ukuran kalori yang di hasilkan. Pengukuran serupa untuk energi yang di lepaskan oleh pembakaran senyawa-senyawa dalam binatang dan manusia hidup jauh lebih kompleks, tetapi telah dibuat kalorimeter yang dapat secara fisik untuk manusia. Panas yang di hasilkan oleh tubuh mereka diukur dengan perubahan suhu air yang ada di dinding kalorimeter.2 Nilai kalori bahan makanan umum kalau di ukur dengan kalorimetri bomb menyatakan 4,1 kkal/gr untuk karbohidrat, 9,3 kkal/gr untuk lemak dan 5,3 kkal/gr untuk protein. Di dalam tubuh di dapatkan angka serupa untuk karbohidrat dan lemak, tetapi oksidasi protein tidak sempurna, produk akhir dari katabolisme protein adalah urea dan senyawa nitrogen terkaitnya di tambah CO2 dan H2O. Oleh karena itu nilai kalori protein di dalam tubuh hanya 4,1 kkal/gr. Angka-angka ini dapat di bulatkan menjadi 4,9,4 yang kita sebut sebagai angka atwater yang biasa di gunakan pada gizi.2 Kalorimetri Tidak Langsung Pada kalorimetri tidak langsung digunakan panas yang di produksi di hitung dari hasil pertukaran udara pernapasan antara volume udara O2 yang digunakan dan volume CO2 yang dihasilkan. Dengan ekuivalen termis bahan makanan yang merupakan jumlah kilokalori yang di bebaskan per liter O2 yang di pakai pada oksidasi bahan makanan, berkisar 4,5-5,0 kkal.2 Kalorimetri ini terdapat dua mekanisme yaitu pertama, linggkaran terbuka artinya ada hubungan dengan lingkungan luar. Dimana orang percobaan melakukan inspirasi dari udara luar kemuadian melakukan ekspirasi ke sebuah alat, lalu di tetapkan waktu percobaan dengan tepat. Kedua, lingkaran tertutup artinya tidak ada hubungan dengan udara luar dengan menggunakan spirometer yang diisi dengan O2 dan CO2nya yang di serap. Dimana orang percobaan melakukan inspirasi dari suatu alat dan ekspirasi ke dalam alat, dengan demikian membentuk sistem tertutup. Perubahan volume spirometer adalah jumlah O2 yang dipakai. Volume gas di koreksi ke STPD(standard temperature pressure and dry). Koreksi volume gas ke standar dengan suhu 0oc, tekanan 760 mmHg dan udara yang kering.2 Tujuan pemeriksaan metabolisme energi adalah untuk menentukan keperluan kalori basal dan kalori selama melakukan kerja, menyusun makanan yang sesuai dengan keperluan kalori seseorang dan membantu menegakkan diagnosis berbagai gangguan metabolisme.2Respiratory Quotient Respiratory qoutient (RQ) adalah perbandingan antara volume CO2 yang dibebaskan dengan volume O2 yang diinginkan. Nilai RQ bervariasi sesuai dengan jenis makanan yang di oksidasi. Nilai RQ pada karbohidrat adalah 1,00 dan untuk lemak sekitar 0,70. Ini di sebabkan oleh karena H dan O yang terdapat dalam karbohidrat perbandingannya sama dengan air, sementara pada aneka macam lemak di perlukan kelebihan O2 unutuk pembentukan H2O. RQ protein di dalam tubuh merupakan sebuah proses yang kompleks tetapi angka rata-ratanya adalah 0,82. Jadi, RQ merupakan petunjuk bahan makanan yang di oksidasi, dengan RQ rata-rata adalah 0,85. Biasanya pada pemeriksaan BMR, pemeriksaan kadar gula dara puasa dan 2 jam prapuasa di pakai RQ dengan nilai 0,82. Nah, RQ pada waktu puasan sama dengan ad nuchiti yaitu suatu modifikasi kalorimetri dengan pemakaian O2 secara tidak langsung.2 DAFTAR ZUNTZ & SCHUMBURG

RQ Non proteinKkal/ 1 liter O2

0,7074,686

0,714,690

0,804,801

0,824,825

0,854,802

Tabel 1.1 Daftar Zuntz & SchumburgFaktor-Faktor yang mempengaruhi Kecepatan Metabolisme Kecepatan metabolisme di pengaruhi oleh banyak faktor. Makanan yang baru saja dimakan dapat meningkatkan kecepatan metabolisme karena makanan mempunya kerja dinamik spesifik (SDA= spesific dynamic action). SDA suatu makanan yang mempunyai banyak energi yang harus di keluarkan selama proses asimilasi dalam tubuh.3 Seseorang dalam keadaan basal di beri makan sehingga produksi panasnya meningkat. Kenaikan produksi panas produksi panas 1 jam setelah intake makanan dan mencapai maksimum pada jam ke 3. Dimana SDA yang tertinngi adalah protein 30%, lemak 6% dan karbohidrat 4%. Kecepatan metabolisme yang diukur pada saat istirahat di ruang yang bersuhu nyaman dalam zona termonetral 12-14 jam setelah makan terakhir di sebut taraf metabolisme basal (BMR) merupakan taraf metabolisme pada kondisi basal. Syarat-syarat yang dapat memenuhi BMR adalah sebagai berikut.3 1. Dalam keadaan istirahat fisik dan mental sempurna 2. Dalam keadaan post absorptive di mana sudah berpuasa 12-14 jam 3. Ruang pemeriksaan yang nyaman4. Istirahat selama jam sebelum pemeriksaan(berbaring tenang tapi tidak tidur)5. 1 hari sebelum pemeriksaan mengurangi makanan yang mengandung protein.Di klinik BMR di tetapkan dengan cara kalometri tidak langsung lingkaran tertutup dengan menetapkan penggunaan O2 dalam waktu tertentu lalu di koreksi ke nilai standar.2 Terdapat BMR standar yang merupakan taraf metabolisme dari sekelompok orang normal atau sehat dengan umur dan jenis kelamin yang sama, kemudian mempunyai luas permukaan tubuh yang sama sehingga mengahsilkan nilai standar yang sama. Batas-batas normal BMR adalah 15% sampai -15%. Terdapat rumus untuk memperkirakan BMR sebagai berikut.3BMR = 0,75( PR + 0,74 PP ) 72 =.........%(Penyimpangan)Keterangan : PR = Frekuensi nadi / menit PP = Tekanan nadi (mmHg)Faktor lain adalah suhu, dimana kalau suhu lingkungan lebih rendah dari pada suhu tubuh mekanisme penghemat panas seperti menggigil, diaktifkan dan kecepatan metabolisme meningkat. Kalau suhu cukup tinggi hingga menaikan suhu tubuh maka akan ada percepatan proses metabolisme sehingga kecepatan metabolisme juga naik. Suhu tubuh yang meningkat setiap 1oc akan meningkatkan taraf metabolisme 13-14%(1oF = 7%). Pemeriksaan BMR seharusnya di lakukan di ruangan yang nyaman yaitu tidak menggigil dan tidak berkeringat serta suhu lingkungan antara 280c-310c.3 Suhu Tubuh Pengukuran suhu tubuh terdapat di tiga tempat yaitu ketiak, mulut dan rektum. Di mana suhu tertinggi terdapat pada rektum dan terendah di ketiak. Suhu tubuh yang di ukur di mulut (per oral)secara tradisional sebesar 98,6oF(37oc) di anggap normal. Namun penelitian membuktikan bahwa sepanjang hari suhu tubuh dapat berubah di karenakan pola aktivitas dan suhu eksternal yaitu berkisar 96,0oF(35,5oc) pada pagi hari hingga 99,9oF(37,70 C) pada malam hari. Suhu di dalam inti sentral yang terdiri dari organ abdomen dan toraks, susunan saraf pusat dan otot rangka umumnya konstan. Suhu tubuh normal adalah suhu tubuh orang yang sehat, tidak dalam keadaan stress atau stress suhu baik internal maupun eksternal, biasanya berkisar 36oc-37oc.1 Suhu inti adalah cerminan dari kandungan panas total tubuh. Asupan panas ke tubuh harus di seimbangkan dengan pengeluaran panas agar kandungan panas total konstan sehingga suhu inti juga konstan. Asupan panas berasal dari panas yang di peroleh dari lingkungan luar dan produksi panas internal, dan merupakan sumber terpenting panas tubuh. Sebagian besar pengeluaran energi tubuh akhirnya muncul sebgai panas. Panas ini penting untuk mepertahankan suhu inti. Biasanya panas yang di hasilkan lebih besar dari panas yang di butuhkan untuk mempertahankan suhu tubuh pada kisaran normal sehingga kelebihan panas harus di keluarkan dari tubuh. Pengeluaran panas terjadi melalui terpajannya permukaan tubuh ke lingkungan eksternal.3 Pengeluaran panas yang terjadi melalui radiasi, konduksi, konveksi dan evaporasi.1 Semua penambahan atau kehilangan panas antara tubuh dan lingkungan eksternal harus berlangsung antara permukaan tubuh dan lingkungannya. Pengeluaran panas di atur secara fisika yaitu mengatur perpindahan panas antara benda-benda mati dan mengontrol perpindahan panas antara permukaan tubuh dan lingkungan. Panas selalu mengalir mengikuti penurunan gradien konsentrasi yaitu menuruni gradien termal/suhu dari bagian yang lebih hangat ke yang lebih dingin.1 Radiasi Radiasi adalah emisi energi panas dari permukaan suatu benda hangat dalam bentuk gelombang elektromagnetik atau gelombang panas yang merambat dalam ruangan.1 Ketika suatu energi mengenai sebuah benda dan di serap maka energi gerakan gelombang akan di ubah menjadi panas di dalam benda. Tubuh manusia memancarkan dan menyerap energi radiasi. Apakah tubuh tersebut kehilangan atau memperoleh panas dari energi radiasi bergantung pada perbedaan suhu antara permukaan kulit dan lingkungan.2 Perpindahan panas melalui radiasi selalu dari benda yang lebih hangat ke benda yang lebih dingin maka tubuh memperoleh panas dari benda yang lebih hangat daripaa permukaan kulit. KonduksiKonduksi adalah pemindahan panas antara benda-benda yang berbeda suhunya yang berkontak langsung satu sama lain dengan panas mengalir menuruni gradien suhu dari benda yang lebih hangat ke benda yang lebih dingin melalui perpindahan molekul-molekul.molekul yang lebih hangat bergerak lebih cepat dari molekul yang dingin. Ketika molekul dengan kandungan panas yang saling bersentuhan maka molekul yang hangat dan bergerak cepat mendorong untuk molekul yang dingin dan lambat bergerak cepat sehingga molekul yang tadinya dingin menjadi lebih hangat.1 Dengan demikian molekul yang tadinya lebih panas energinya akan berkurang sehingga bisa menjadi lebih lambat dan dingin. Pada waktu tertentu dua molekul mempunyai suhu yang sama. Panas dapat bertambah dan berkurang dalam konduksi ketika kulit berkontak denga penghantaryang baik.1Konveksi Konveksi adalah perpindahan panas oleh arus udara atau air. Udara dingin di hangatkan oleh tubuh melalui konduksi naik dan diganti oleh udara yang lebih dingin. Proses ini di tingkatkan oleh perpindahan paksa udara melewati permukaan tubuh. Karena pergerakan paksa udara menyapu udara yang lebih dingin secara lebih cepat maka jumlah panas yang di keluarkan tubuh dalam jangka waktu tertentu juga lebih banyak.1Evaporasi Evaporasi atau penguapan adalah metode akhir perpindahan panas yang di gunakan oleh tubuh. Ketika udara menguap dari permukaan kulit panas yang diperlukan untuk mengubah air dan keadaaan cair menjadi gas di serap dari kulit sehingga tubuh menjadi lebih dingin. Pengeluaran panas secara evaporasi terjadi secara terus menerus dari lapisan dalam saluran pernapasan dan dari permukaan kulit. Panas keluar melalui uap air di udara ekspirasi akibat pelembaban udara sewaktu udara melewati saluran pernapasan. Evaporasi dari kulit yang terus menerus tidak berkaitan dengan kelenjar keringat.1 Berkeringat adalah proses pengeluaran panas secara evaporasi aktif di bawah kontrol saraf simpatis. Laju pengeluaran panas evaporasi dapat diubah-ubah dengan mengubah banyaknya keringat yaitu mekanisme homeostatis penting untuk mengeluarkan kelebihan panas sesuai kebutuhan. Ketika suhu lingkungan lebih tinggi dari suhu kulit maka berkeringat adalah salah satu cara untuk mengeluarkan panas karena pada keadaan tersebut tubuh memperoleh panas dari radiasi dan konduksi. Terdapat faktor penting yang menentukan tingkat penguapan keringat yaitu kelembaban relatif udara sekitar.1 Pengaturan Suhu oleh HipotalamusPusat pengaturan suhu terdapat di hipotalamus, menerima informasi aferen tentang suhu di berbagai bagian tubuh yang memicu penyesuaian kompleks dan terkoordinasi dalam mekanisme penerimaan panas dan pembungan panas agar suhu tubuh tetap konstan. Di hipotalamus terdapat dua pusat regulasi suhu yaitu regio posterior dan regio anterior. Regio posterior di aktifkan oleh dingin dan kemudian memicu refleks-refleks yang menyertai produksi dan penghematan panas. Regio anterior di aktifkan oleh panas dan kemudian memicu refleks-relfeks yang menyertai pengeluaran panas.1 Sebagai respons terhadap penurunan suhu inti yang di sebabkan oleh oleh pajanan terhadap dingin, hipotalamus meningkatkan aktivitas otot rangka untuk menghasilkan panas yang lebih banyak. dimana mula-mula hipotalamus meningkatakan tonus otot rangka dalam waktu singkat di mulailah menggigil. Menggigil adalah kontraksi ritmik otot rangka yang berlangsung cepat 10-20 kali per detik.1 Menggigil adalah cara involunter utama untuk meningkatkan produksi panas, semua energi yang dibebaskan selama tremor otot ini di ubah menjadi panas karena tidak terjadi kerja eksternal. Perubahan refleks pada aktivitas otot rangka ini sering di perkuat oleh tindakan-tindakan melompat atau bertepuk tangan. Hipotalamus dan sistem limbik berperan besar dalam mengontrol perilaku bermotivasi. Selain menggigil, hipotalamus posterior memicu pengeluaran panas dengan mengurangi pengeluaran panas melalui vasokonstriksi kulit.1 Sebaliknya jika respons terhadap peningkatan suhu tubuh oleh pajanan panas maka hipotalamus anterior akan bekerja menurunkan tonus otot, menurunkan pergerakan volunter, membuat vasodilatasi kulit, mengeluarkan keringat yang banyak di karenakan konduksi panas dari inti tubuh meningkat ke permukaan sehingga pengeluaran panas meningkat.1Demam Demam merupakan peningkatan suhu akibat infeksi atau peradangan.4 Penyebab demam yang paling sering adalah adanya pirogen, yang kemudian secara langsung mengubah set-point atau suhu normal tubuh di hipotalamus, menghasilkan pembentukan panas dan konversi panas. Pirogen adalah suatu zat yang menyebabkan demam, terdapat 2 jenis pirogen yaitu pirogen eksogen dan pirogen endogen.4 Pirogen eksogen berasal dari luar tubuh seperti toksin, produk-produk bakteri dan bakteri itu sendiri mempunyai kemampuan untuk merangsang pelepasan pirogen endogen yang disebut dengan sitokin yang diantaranya yaitu interleukin-1 (IL-1), Tumor Necrosis Factor (TNF), interferon (INF), interleukin-6 (IL-6) dan interleukin-11 (IL-11).5 Sebagian besar sitokin ini dihasilkan oleh makrofag yang merupakan akibat reaksi terhadap pirogen eksogen. Dimana sitokin-sitokin ini merangsang hipotalamus untuk meningkatkan sekresi prostaglandin, yang kemudian dapat menyebabkan peningkatan suhu tubuh.6 Kemudian hipotalamus memicu proses menggigil yang sering terjadi pada permulaan demam. Karena merasa dingin maka yang bersangkutan memakai selimut sebagai mekanisme volunter untuk membantu meningkatkan suhu tubuh dengan menahan panas. Digunakan juga obat aspirin untuk menghambat pembentukan prostaglandin.6Terdapat dua tingkatan demam sebagai berikut.51) Stage of Chill Fase rasa dingin di sertai menggigil Heat loss Heat production 2) Stage of fastigum Fase dimana suhu tubuh di atas dari set point atau suhu normal.Heat loss Heat production

Kesimpulan Di dalam tubuh kita sendiri terjadi metabolisme yang menghasilkan pengeluaran energi yang menghasilkan panas yang penting dalam regulasi suhu tubuh. Tubuh kita memiliki mekanisme untuk mempertahankan panas dan mekanisme mendinginkan tubuh yang di atur oleh hipotalamus regio anterior dan posterior. Dengan demikian kasus dalam skenario yang menyatakan seorang perempuan menderita demam di sertai menggigil di karenakan gangguan pengendalian suhu tubuh. Hipotesis diterima.

Daftar Pustaka1. Sherwood L. Fisiologi manusia dari sel ke sistem. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2011. 2. William F. Ganong. Buku ajar fisiologi kedokteran. Edisim22. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2008. 3. Guyton AC, Hall JE. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. 11thed. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2007.4. Price SA, Wilson LM. Patofisiologi Konsep Klinis Proses-proses Penyakit. Edisi 6. Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC ; 2005.5. Corwin E.J. Buku saku patofisiologi.ed 3. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2007.6. Mitchell, et al. Dasar patologi penyakit. 7th ed. Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC ; 2008.