I. Aplikasi
Termodinamika dalam Biologi
.Termodinamika adalah kajian mengenai
hubungan panas, kerja, dan energi dan secara khusus perubahan panas menjadi
kerja. Semua mahluk hidup melakukan pekerjaan. Tumbuh-tumbuhan melakukan
pekerjaan ketika mengangkat air dari akar ke cabang-cabangnya, hewan melakukan
pekerjaan ketika berenang, merayap, berlari, terbang, dan sebagainya. Kerja
juga terjadi ketika pemompaan darah melalui pembuluh darah dalam tubuh dan pada
pemompaan ion-ion melewati dinding sel. Semua kerja ini diperoleh dari
pengeluaran energi kimia yang disimpan dalam makanan yang dikonsumsi oleh
mahluk hidup.
Pengaturan
temperatur adalah suatu pengaturan secara kompleks dari suatu proses fisiologi
dimana terjadi keseimbangan antara produksi panas dan kehilangan panas,
sehingga suhu tubuh dapat dipertahankan secara konstan. Organisme homotermal secara umum memiliki
temperatur tubuh yang konstan walaupun suhu lingkungan berubah. Hal ini terjadi
karena ada interaksi berantai antara pembentukan panas dan kehilangan panas.
Kedua proses ini dalam keadaan tertentu aktifitasnya diatur oleh susunan syaraf
pusat yang mengatur metablisme, sirkulasi darah, respirasi dan kerja otot-otot
skeletal. Kontraksi otot banyak menghasilkan panas, rumusnya dapat ditulis:
K = W/H
Dimana K = Efisiensi
H = Energi total ( dalam kalori)
pada waktu kerja
W = Usaha dinyatakan dalam KgM
Dengan mengetahui
temperatur kulit rata-rata, dapat ditentukan temperatur tubuhnya. Kuantitas
temperatur tubuh ini berkaitan dengan panas yang tertampung di dalam tubuh
manusia ( heat storage ). Untuk menghitung banyaknya panas yang tertampung
dalam tubuh manusia harus menghitung perubahan temperatur tubuh rata-rata
dikalikan dengan panas spesifik dan massa tubuh, maka akan diperoleh persamaan:
Heat storage = temperatur change x
spesifik heat x massa
II. Pengaruh Konsumsi Cabai
dalam Metabolime Tubuh
Makanan mempunyai
hubungan dengan aktifitas kelenjar keringat, makanan merupakan salah satu
faktor yang sangat berperan sebagai pemicu keluarnya keringat. Makanan
yang masuk ke dalam darah mempengaruhi proses metabolisme sel tubuh. Proses
tersebut bisa berlangsung lebih cepat jika makanan yang masuk tergolong
merangsang. Misalnya, makanan pedas atau makanan bersuhu tinggi.
Salah
satu komponen yang ada dalam cabai dikenal dengan nama capsaicin.
Komponen kimiawi tersebut bersifat merangsang atau menstimulasi reseptor saraf pada
mulut manusia dan mempengaruhi proses persarafan berikutnya dengan informasi
kimiawi bahwa tubuh berada dalam keadaan panas. Hal tersebut selanjutnya akan
membuat tubuh seakan berada ditengah panas matahari terik dan pengatur suhu
alami tubuh kemudian akan dipicu untuk bereaksi melalui sinyal tubuh untuk
mengaktifasi kelenjar keringat. Kulit kemudian akan berkeringat sebagai reaksi
lebih lanjut yang juga dikenal sebagai efek diaforetik atau meluruhkan keringat
termasuk sisa-sisa metabolisme tubuh.
Salah
satu sifat fisik dan kimia dari capsain adalah mudah larut dalam eter,
benzen, kloroform dan air panas. Capsaisin
(8-metil-N-vanilil-6-nonenamida) sebagai salah satu senyawa kimia yang
terkandung di dalam cabai selain dapat memicu keluarnya keringat, senyawa ini
juga dapat menyebabkan iritasi pada lidah berupa rasa panas. Inilah apa yang
kita sebut sebagai “ rasa “ panas. Skala Scoville adalah skala yang diciptakan
sebagai ukuran tingkat kepedasan suatu senyawa yang terkandung dalam makanan
yang dikonsumsi.Struktur senyawa capsain itu sendiri :
(Brown, Christopher, Brent, Eric 1976)
Dilihat
dari bentuk senyawanya, walaupun terdapat beberapa gugus yang dapat menimbulkan
ikatan hidrogen intermolekular, karena rantai karbon dan adanya gugus benzena
yang menjadi dominan dari senyawa ini, senyawa capsaisin tidak mudah
larut dalam air, melainkan dalam pelarut non polar. Itulah sebabnya jika merasa
pedas, meminum air putih tidak dapat banyak membantu untuk menghilangkan rasa
pedas ini. Larutan yang paling tepat untuk melarutkan senyawa ini pada tubuh
manusia adalah larutan yang dapat diterima oleh tubuh berupa emulsi asosiatif.
Contoh dari zat ini adalah susu, dimana susu mengandung Kasein yang larut dalam
air maupun senyawa non polar.
Jika proses metabolisme sel tubuh
berlangsung cepat karena mengkonsumsi makanan pedas, suhu tubuh akan meningkat.
Sitokin (salah satu protein) pun terpicu muncul. Salah satu bahan yang
tergolong sitokin adalah kalikrein (Hendaryono dan Wijayani 1994). Bahan itu
berpengaruh terhadap pelebaran pembuluh darah yang menuju kelenjar keringat di
kulit.
Pengendalian
suhu tubuh pada manusia terletak di hypotalamus (salah satu bagian
otak). Bila hypotalamus dirangsang
bahan tertentu, termostat di hypotalamus bisa naik atau malah turun.
Parasetamol, sitokin dan antiprostaglandin bisa menurunkan set poin di hypotalamus.
Akibatnya, tubuh berkeringat dan suhu tubuh turun. Keringat akan dikeluarkan
lebih banyak jika seseorang makan pada lingkungan dengan suhu udara serta
kelembapan yang tinggi, termasuk mengkonsumsi makanan atau minuman hangat yang
suhunya lebih tinggi daripada suhu tubuh. Makanan pedas atau makanan yang
mengandung bahan pemacu metabolisme akan membuat tubuh bereaksi, tubuh akan
menetralisasi kondisi yang berubah dengan cepat tersebut dengan mengeluarkan
keringat, sehingga terjadi keseimbangan antara produksi panas dan kehilangan
panas, sehingga suhu tubuh dapat dipertahankan secara konstan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar