FisiologiPENDAHULUAN

BatasanFisiologi tubuh manusia (yang lebih lanjut dalam kuliah ini disebut fisiologi saja) adalah ilmu tentang fungsi mekanis, fisis dan

biokimiawi tubuh manusia beserta organ-organ dan sel-selnya di kala sehat(Wikipedia, 2007)

Fisiologi adalah bidang ilmu yang mengungkap tentang bagaimana organisme berfungsi dan mempertahankan hidup di tengah

lingkungannya yang selalu berubah (Ritchison, 2007)

Fisiologi tidak dapat dipisahkan dari anatomi dan biokimia tubuh. Secara sederhana dapat pula dikatakan,fisiologi adalah dinamika dari

anatomi dan biokimiawi tubuh manusia. Anatomi membahas struktur fisik tubuh. Biokimia membahas struktur kimia

tubuh. Fisiologi membahas fungsi atau dinamika dari fisik maupun kimia tubuh.

Ilmu-ilmu dasar seperti biologi, kimia, matematika, fisika dan mekanika tentu diperlukan untuk kemudahan mempelajari fisiologi.

INTEGRASI, KOMUNIKASI dan HOMEOSTASISTiga mekanisme penting harus dipahami bila mempelajari fisiologi, yakni integrasi, komunikasi dan homesostasisTubuh manusia tersusun atas berbagai sistem, tetapi terintegrasi secara fungsional dalam satu komando oleh Sistem Saraf Pusat (SSP). Perubahan pada salah satu sistem akan dimonitor dan direspons oleh SSP, yang kemudian respons yang diberikan oleh SSP itu dapat pula dirasakan/diterima oleh sistem-sistem tubuh yang lain.Peristiwa integrasi itu melalui suatu komunikasi. Jadi dalam fisiologi selalu terjadi komunikasi. Komunikasi langsung secara timbal balik

antara sistem dengan SSP (integratornya), maupun komunikasi secara langsung melalui SSP antara satu sistem dengansistem-sistem

yang lain.

Komunikasi suatu sistem dengan integratornya serta dengan sistem-sistem tubuh yang lain itu, dalam upaya untuk menciptakan

keadaan tubuh yang selalu seimbang, yang selalu stabil, atau homeostase.

Itulah prinsip dasar fisiologi. Koimunikasi antar sistem yang terintegrasi, dalam upaya menjaga stabilitas atau keseimbangan tubuh

atau homeostase (homeostasis = proses menuju homeostase).

APA ITU SISTEM, ORGAN, JARINGAN DAN SEL ?Sistem dalam pengertian fisologi adalah serangkaian organ yang memiliki satu kesatuan fungsi. Misal organ-organ lidah, gigi,

kerongkongan, usus, hati, pankreas, dsb yang berhimpun dalam satu sistem digesti atau sistem pencernaan.

Organ adalah sekumpulan jaringan berbeda, tetapi memiliki satu bentuk dan fungsi tertentu. Misal gabungan antara bagian-bagian dari

jaringan epitel, otot polos, penunjang, saraf dan pembuluh darah yang membentuk bangunan kantung berbentuk biji kacang yang

disebut lambung, dan berfungsi khusus untuk pencernaan

01

Jaringan adalah sekumpulan sel-sel yang memiliki bentuk dan fungsi sama. Misal jaringan epitel, jaringan otot polos, jaringan otot

skelet, jaringan tulang, jaringan saraf, dll.

Sel adalah unit terkecil dari suatu sistem tubuh.

Dalam batasan yang lebih umum, sel juga diartikan sebagai satu kesatuan terkecil dari suatu bentuk kehidupan, yang telah dilengkapi dengan segala perangkat yang dapat mencerminkan fungsi-fungsi dari kehidupan yang lebih tinggi.

APA SAJA SISTEM PADA TUBUH MANUSIASistem pada tubuh manusia meliputi01. Sistem integumen (kulit dan derivat-derivat atau turunannya)

02. Sistem seketal (kerangka tubuh)03. Sistem penunjang (jaringan ikat termasuk lemak tubuh)04. Sistem otot (otot skelet dan otot polos)

05. Sistem saraf (SSP dan Sistem Saraf Tepi atau SST)06. Sistem kardio-vaskuler (jantung & pembuluh darah)07. Sistem darah (sel-sel dan plasma darah)08. Sistem limfatik (limpa, nodi limfatisi, vasa limfatika, limfosit, tonsil)09. Sistem respirasi (dari hidung sampai paru-paru)10. Sistem digesti (saluran dan kelenjar-kelenjar pencernaannya)11. Sistem ekskresi (ginjal &saluran-salurannya, kelenjar-kelenjar ekskresi)12. Sistem hormon13. Sistem reproduksi (maskulin dan feminin)14. Sistem sensor/reseptor dan efektor15. Sistem selubung badan (menings, pleura, perikardium, peritoneum,

selubungsendi)16. Sistem rongga badan (kavum subdurale, kavitas pleuralis, kavitas

perikardii, kavitas peritonii, kavitas sinoviale)Catatan 1

Dalam pembahasan yang menyangkut tubuh manusia, fisiologi lebih lazim membahas sistem dalam pengertian fungsi dari pada

struktur morfologis (anatomis) organ, jaringan atau sel-selnya.

Penggambaran morfologis organ, jaringan atau sel bukanlah bagian yang penting dalam fisiologi (karena sudah menjadi wilayah bidang

anatomi tubuh). Oleh sebab itu, dapat dimengerti apabila dalam bidang fisiologi penggambaran (ilustrasi) sistem, organ, jaringan dan

sel lebih bersifat sketsa-sketsa sederhana. Yang penting, bagaimana cara penggambaran integrasi dan komunikasi antar sistem itu

dapat mudah dipahami.

Tentu saja tidak salah, apabila sesekali ditampilkan pula gambar-gambar morfologi-anatomis yang lebih riil (natural) dari organ, jaringan atau sel, sekedar memberikan review yang lebih jelas terhadap anatominya, agar materi fisiologinyapun menjadi lebih jelas.

02

Catatan 2Dalam pembelajaran fisiologi kali ini, ada 3 kompetensi utama yang ingin ditekankan, yakni:

1. Kompetensi tujuan pendidikan. Materi ajar (kuliah dan praktikum) lebih ditujukan untuk kepentingan penguasaan

keilmuannya sesuai kelulusan yang akan diraihnya.

2. Kompetensi klinis praktis. Materi ajar lebih ditekankan untuk menunjang penguasaan keilmuan siswa sesuai profesi

yang akan digelutinya

3. Kompetensi penguasaan sikap dan ketrampilan. Teori tetap perlu, tetapi tidak harus yang terlalu sarat dan sukar

dimengerti. Yang lebih penting adalah ketercapaian sikap dan ketrampilan terhadap ilmu yang telah dikuasainya, yang

selaras dengan profesi yang akan digelutinya di masa mendatang.

Konsekuensi dari prinsip pembelajaran ini adalah:

Banyak tugas yang harus dikerjakan secara pribadi dan kelompok, untuk kemudian didiskusikannya di depan kelas. Tugas-

tugas menulis dan ketrampilan lain yang relevan dengan materi ajar perlu diberikan. Selain itu, penguasaan bahasa

Inggeris dan komputer juga sangat ditekankan.

HOMEOSTASE dan HOMEOSTASISHomeostase dalam bidang biologi diartikan sebagai suatu keadaan internal tubuh suatu organisme yang dalam keadaan setimbang atau stabil.Homeostasis dalam bidang biologi diartikan sebagai suatu mekanisme di dalam tubuh suatu organisme yang senantiasa mengupayakan keadaan setimbang atau stabil.Istilah ini dikemukakan pertama kali oleh Walter Bradford Cannon pada tahun 1932 dari istilah Yunanihomoios yang berarti sama,

serupa atau menyerupai dan stasis yang berarti kedudukan atau keadaan.

Sebagai contoh:Dalam keadaan homeostase yang terjaga, suhu normal tubuh manusia adalah 36,5º. Dalam cuaca yang panas, agar supaya suhu

tubuh tetap terjaga pada kondisi homeostase, terjadi reaksi homeostasis berupa pembuangan panas tubuh melalui berkeringat dan

pelebaran pembuluh darah (vasodilatasi) pada kulit sehingga wajah dan kulit memerah, rasa haus agar banyak minum sehingga terjadi

pendinginan badan di samping mengganti kembali cairan yang banyak keluar, nafsu makan berkurang agar tidak terjadi peningkatan

metabolisme yang menghasilkan panas, rasa lesu dan kantuk agar badan beristirahat sehingga mengurangi metabolisme, dsb.

Mekanisme kontrol homeostasisPrinsip mekanisme kontrol homeostasis dalam bidang fisiologi ditentukan oleh 3 faktor penting, yakni:reseptor, pusat kontrol dan

efektor.

Reseptor adalah faktor yang menerima dan mengolah setiap rangsang yang timbul dari setiap perubahan lingkungan sekitar, untuk dijadikan stimulus dan dikirim (dilaporkan) ke pusat kontrol.

03

Pusat kontrol adalah faktor yang menerima stimulus dari reseptor untuk diolah dan diinterpretasi dan dijadikan stimulus balik sebagai

reaksi-reaksi untuk menjawab (mengendalikan) perubahan lingkungan yang dilaporkan reseptor.

Efektor adalah faktor penerima stimulus balik dari pusat kontrol, yang mengolah stimulus tersebut menjadi suatu aktifitas gerak untuk menjawab (mengendalikan) perubahan lingkungan sesuai yang dikehendaki pusat kontrolnya.Apakah ujud dari faktor-faktor mekanisme kontrol homeostasis itu ?Pada tingkat sistemik:

Pusat kontrolnya adalah SSP, reseptornya berupa organ-organ reseptor seperti retina pada mata, organ penghidu pada hidung, dsb,

sedang efektornya berupa organ-organ efektor yang terdapat pada jaringan otot-otot polos maupun otot-otot seran lintang (otot skelet)

Pembawa komunikasinya adalah sistem saraf tepi; serabut-serabut saraf aferent yang dari organ reseptor menuju SSP, dan serabut-

serabut saraf eferen yang dari SSP menuju organ efektor.

Bentuk sinyal-sinyal untuk komunikasi (lewat jaringan saraf) disebut impuls, dan mediator penghubung sinyal-sinyal itu berupa hormon atau neurotransmiter.Pada tingkat seluler:

Pusat kontrolnya DNA pada inti sel (nukleus), reseptor dan efektornya berupa rantai-rantai polipeptid yang spesifik pada membran sel,

mediator komunikasinya adalah RNA, dan sinyal-sinyal komunikasinya dihasilkan oleh reaksi-reaksi biokimiawi sesuai dengan stimulus

perubahan lingkungan yang terjadi.

Apa itu reaksi negatif, reaksi positif dan ketidakseimbangan homeostasis ?Reaksi negatif homeostasis adalah reaksi yang bersifat mengurangi terhadap tekanan kuat yang diterima pusat kontrol,

sedang reaksi positif homeostasis adalah reaksi yang bersifat meningkatkan terhadap tekanan lemah yang dialami pusat kontrol,

akibat dari perubahan-perubahan lingkungan yang dimonitor reseptor.

Contoh reaksi negatif adalah: bagaimana pusat kontrol mempertahankan suhu badan terhadap tekanan suhu luar yang terlalu panas,

ataupun terlalu dingin (termoregulasi); bagaimana tetap menjaga kadar gula darah tidak naik (glukoregulasi), atau bagaimana agar

cairan tubuh tidak menjadi pekat akibat dehidrasi (osmoregulasi).

Contoh reaksi positif adalah: pengeluaran oksitosin pada saat partus untuk meningkatkan kontraksi uterus, pengeluaran trombin untuk

pembekuan darah pada saat terjadi perdarahan, dsb

Ketidakseimbangan homeostasis terjadi bila faktor kontrol homeostasis tidak lagi mampumenjaga homeostase kembali setimbang

seperti semula. Faktor-faktor penyakit, keracunan, kurang gizi, kecapaindan usia lanjut bisa menjadi penyebabnya.

CatatanMacam faktor penjaga homeostasis serta mekanisme yang dilakukannya baik pada tingkat sistemik maupun pada tingkat seluler ini

yang menjadi inti utama pembahasan kuliah fisiologi kali ini.

04

Secara sistemik, perlu mempelajari garis besar struktur dan fungsi sistem-sistem pada tubuh manusia terutama SSPnya, kemudian

juga bagaimana peran hormon dan neurotransmiter sebagai mediator antaranya.

Secara seluler, perlu mempelajari garis besar struktur dan fungsi sel dan bagian-bagiannya, kemudian bagaimana peran mediator

antara yang pada umumnya tersusun atas rantai polipeptida itu dihasilkan, terbentuk, berfungsi dan berinteraksi satu sama lain dalam

menuju keadaan homeostase.

Keberhasilan menjaga homeostasis yang berarti sehat, atau kegagalannya yang berarti sakit, memerlukan pula pemahaman tentang masukan nutrien untuk metabolisme serta pembuangan ekskretnya, di samping pengetahuan tentang bagaimana mekanisme kerja faktor-faktor pengganggu homeostasis yang lain (penyakit, usia lanjut, keracunan, dsb)

TINGKATAN ORGANISMERitchison (2007) membagi tingkatan organisme menjadi 5 level, yakni

Level KimiawiLevel SelulerLevel JaringanLevel Organik danLevel SistemikLevel Kimiawi

Disebutkan bahwa organisme pada level ini meliputi semua substansi kimiawi yang diperlukan untuk kehidupan (misal, Grup Hem, bagian kecil dari molekul hemoglobin), yang secara bersama membangun tingkat kehidupan yang lebih tinggi.Level Seluler

Disebutkan bahwa sel adalah basis unit-unit struktural dan fungsional dari tubuh manusia, dan ada beberapa tipe sel yang berbeda, misal sel otot, sel saraf, sel darah, dan lain-lain.Level Jaringan

Jaringan adalah kelompok sel dengan fungsi dan tipe yang sama. Pada tubuh manusia dapat dijumpai kelompok-kelompok sel dengan fungsi dan tipe tertentu yang membentuk jaringan epitel, jaringan otot, jaringan saraf, dan jaringan ikat.Level Organik

Organ terdiri dari 2 atau lebih jaringan yang membentuk suatu fungsi tersendiri, misal jantung, hati, lambung, dan lain-lainLevel Sistemik

Suatu jalinan antar organ yang memiliki fungsi bersama (persekutuan fungsi) tertentu. Pada tubuh manusia sistem-sistem itu antara lain: sistem digesti, sistem saraf, sistem peredaran, sistem respirasi, sistem urinasi dan sistem reproduksi.

05

S E LSetiap organisme tersusun dari salah satu diantara dua jenis sel yang secara struktural berbeda, sel prokariotik dan sel eukariotik. Hanya bakteri dan arkhea; alga hijau biru yang memiliki sel prokariotik. Sedangkan protista, tumbuhan, jamur dan hewan semuanya mempunyai sel eukariotik.Kenapa dinamakan sel prokariotik dan eukariotik? Apa perbedaannya?

Sel Prokariotik. Kata prokariota (prokaryote) berasal dari bahasa Yunani, pro yang berarti sebelum dankaryon yang artinya kernel atau juga disebut nukleus. Sel prokariotik tidak memiliki nukleus. Materi genetiknya (DNA) terkonsentrasi pada suatu daerah yang disebut nukleoid, tetapi tidak ada membran yang memisahkan daerah nukleoid ini dengan bagian sel lainnya.Sedangkan sel eukariotik, eu berarti sebenarnya dan karyon berarti nukleus. Eukariotik mengandung pengertian memiliki nukleus sesungguhnya yang dibungkus oleh selubung nukleus.Tabel perbedaan antara sel prokariotik dan eukariotik

Struktur Prokariotik Eukariotik

Membran nukleus - +

Membran plastida - +

Nukleus - +

Nukleolus - +

Plastida (plasma sel) - +/-

Mitokondria - +

Badan golgi - +

Kromosom + (tunggal) + (ganda)

DNA + (telanjang) + (dengan protein)

RNA + +

Histon - +

Pigmen + +

Pembelahan amitosis mitosis/meiosis

Contoh Hanya bakteri dan arkhea; alga

hijau biru yang memiliki sel

prokariotik

Protista, tumbuhan, jamur dan

hewan

06

Sel Eukariotik

Sel Prokariotik

07

Bagian-bagian SelSel tubuh manusia sebagaimana sel-sel pada hewan pada umumnya tersusun atas:

1. Membran sel

2. Sitoplasma (plasma sel)

1. Mikrotubulus

2. Organela

i. Retikulum endoplasmikum

ii. Kompleks Golgi

iii. Lisosom

iv. Mitokondria

v. Ribosom

vi. Sentriol

vii. Flagela / silia

3. Inti sel (nukleus)

1. Membran nuklei

2. Nukleolus

3. Butir-butir kromatinMembran SelMembran sel terbangun terutamadari protein, kemudian lipid dan sedikit karbohidrat. Unsur utama lipidnya adalah senyawa fosfolipid,

yang molekul-molekulnya membentuk bangunan 2 lapis saling beroposisi, dengan di antaranya ditempati molekul-molekul karbohidrat.

Bangun 2 lapis beroposisi (terpolarisasi) dari molekul-molekul fosfolipid ini disebabkan karena sifatnya yang hidrofilik (mudah bereaksi

dengan air), sedang molekul karbohidratnya bersifat hidrofobik (menolak atau tidak mudah bereaksi dengan air)

Fungsi Membran SelPembungkus/pelindung sitoplasmaAlat transport dari dan menuju dalam selSebagai reseptorSebagai pengenal/identifikasi jenis selFungsi organelaEndoplasmik retikulumPenunjang mekanik, sintesa khususnya protein, alat transportKompleks GolgiSintesa khususnya fosfolipid, pengemas bahan yang akan diangkut, penghasil lisosomLisosomFungsi utama adalah digesti, termasuk terhadap sel itu sendiri bila sudah tuaMitokondriaFungsi utama adalah menghasilkan adenosin trifosfat (ATP)RibosomFungsi utama adalah menghasilkan proteinSentriolFungsinya untuk pembelahan selFlagela/siliaUntuk pergerakan

08