Pembentukan panas dalam tubuh dan faktor yang mempengaruhi pembunagan panas dari tubuh

Metabolisme Suhu Tubuh

1. Metabolisme Pengaturan Suhu Tubuh

PRINSIP PENGATURAN SUHU TUBUH

Konsep Core temperature yaitu dianggap merupakan dua bagian dalam soal pengaturan suhu yaitu :

• Bagian dalam inti suhu tubuh, yang benar- benar mempunyai suhu rata-rata 370 C, yaitu diukur pada daerah (mulut, otot, membrane tympani, vagina, esophagus.(Tr)

• Bagian luar adalah temperature kulit + 1/3 massa tubuh yaitu penukaran kulit sampai + 2 cm kedalam.(Ts)

• Dari dua bagian tersebut dapat disimpulkan bahwa temperature suhu tubuh rata-rata (tmb : Temperatur Mean Body) dengan rumus ;

• TMB = 0,33 Ts + 0.67 Tr

Organ Pengatur Suhu Tubuh

 Pusat pengatur panas dalam tubuh adalah Hypothalamus, Hipothalamus ini dikenal sebagai thermostat yang berada dibawah otak.Æ

 Hipothalamus anterior berfungsi mengatur pembuangan panasÆ

 Hipothalamus posterior berfungsi mengatur upaya penyimpanan panasÆ

 Mekanisme pengaturan suhuÆ

Æ Kulit --> Reseptor ferifer --> hipotalamus (posterior dan anterior) --> Preoptika hypotalamus --> Nervus eferent --> kehilangan/pembentukan panas

B. SUMBER PANAS

Metabolisme

Kegiatan metabolisme tubuh adalah sumber utama dan pembentukan/pemberian panas tubuh. Pembentukan panas dari metabolisme dalam keadaan basal (BMR) + 70 kcal/jam sedang pada waktu kerja (kegiatan otot) naik sampai 20%. Bila dalam keadaan dingin seseorang menggigil maka produksi panas akan bertambah 5 kalinya.

2. Mekanisme Berkeringat

Kelenjar keringat diperlihat dalam bentuk tubular yang dibagi menjadi 2 bagian

1. Bagian yang bergelung di subdermis dalam menyekresi keringat

2. Bagian duktus yang berjalan keluar melalui dermis dan epidermis kulit. Seperti juga pada kelenjar lainnya, bagian sekretorik kelenjar keringat menyekresi cairan yang disebut dengan secret primer /secret prekusor, kemudian konsemtrasi zat dalam cairan tersebut dimodifikasi sewaktu cairan mengaliri duktus.

Sekret prekusor adalah hasil sekresi aktif dari sel-sel epitel yang melapisi bagian yang bergelung dari kelenjar keringat. Serabut saraf simpatis kolinergik berakhir pada /dekat sel-sel kelenjar yang megeluarkan secret tersebut.

Komposisi secret prekusor mirip dengan yang terdapat dalam plasma, namun tidak mengandung protein plasma. Konsentrasi natrium sekitar 142 mEq/L dan klorida sekitar 104 mEq/L, dengan konsentrasi zat terlarut dlain yang lebih kecil bila dibandingkan di dalam plasma. Sewaktu larutan ini mengalir di bagian duktus kelenjar, larutan ini mengalami modifikasi melalui reabsorbsi sebagian besar ion natrium dan klorida. Tingkat reabsorbsi ini bergantung pada kecepatan berkeringat.

Apabila kelenjar keringat hanya sedikit dirangsang, cairan prekusor mengalir melalui duktus dengan lambat. Dalam hal ini, pada dasarnya semua ion natrium dan klorida direabsorbsi, dan konsentrasi maisng-masing ion ini menurun menjadi 5mEq/L. Hal ini mengurangi tekanan osmotic cairan keringat tersebut hingga nilai yang sangat rendah sehingga sebagian besar cairan kemudian juga direbsorbsi, yang memekatkan sebagian besar kandungan unsure lainnya. Oleh karena itu pada kecepatan berkeringat yang rendah, kandungan unsure seperti urea, asam laktat, dan ion kaium biasanya konsentrasinya sangat tinggi.

Sebaliknya apabila kelenjar keringat dirangsang dengan kuat oleh system saraf simpatis, secret prekusor dibentuk dalam jumlah yang banyak, dan duktus kini hanya mereabsorbsi natrium klorida dalam jumlah yang lebih sedikit dari setengahnya, konsentrasi ion-ion natrium dan klorida kemudian biasanya meningkat (pada orang yang tidak dapat menyesuaikan diri dengan iklim) sampai tingkat maksimum sekitar 50 sampai 60 mEq/L, sedikit lebih rendah dari setengah konsentrasinya di dalam plasma. Lebih lanjut lagi, keringat mengalir melalui tubulus kelenjar begitu cepatnya, sehingga sedikit air yang direabsorbsi. Oleh karena itu, konsentrasi unsure terlarut lainnya dari keringat hanya sedikit meningkat, urea menjadi sekitar dua kali dari plasma, asam laktat sekitar 4 kali dari plasma, dan kalium sekitar 1,2 kali.

Bila orang belum menyesuaikan diri dengan iklim panas, ia akan mengalami kehilangan natrium klorida di dalam keringat dalam jumlah yang bermakna. Kehilangan elektrolit akan jauh lebih sedikit, meskipun kemampuan berkeringat telah ditingkatkan, bila orang telah terbiasa dengan iklim tersebut, seperti berikut ini.

3. Mekanisme Menggigil

Demam adalah peningkatan titik patokan (set-point) suhu di hipotalamus. Dengan meningkatkan titik patokan tersebut, maka hipotalamus mengirim sinyal untuk mningkatkan suhu tubuh. Tubuh berespons dengan menggigil dan meningkatkan metabolisme basal.

Demam timbul sebagai respons terhadap pembentukan interleukin-1, yang disebut pirogen endogen. Interleukin-1 dibebaskan oleh neutrofil aktif, makrofag, dan sel-sel yang mengalami cedera. Interlekin-1 tampaknya menyebabkan panas dengan menghasilkan prostaglandin yang merangsang hipotalamus (http://iwansain.wordpress.com/2007/10/03/pengaturan-suhu-tubuh-thermoregulasi/)

Bila pengeluaran panas melebihi pemasukan panas, maka termostat ini akan berusaha menyeimbakan suhu tersebut dengan cara memerintahkan otot-otot rangka kita untuk berkontraksi(bergerak) guna menghasilkan panas tubuh. Kontraksi otot-otok rangka ini merupakan mekanisme dari menggigil. Contohnya, seperti saat kita berada di lingkungan pegunungan yang hawanya dingin, tanpa kita sadari tangan dan kaki kita bergemetar (menggigil). Hal ini dimaksudkan agar tubuh kita tetap hangat. Karena dengan menggigil itulah, tubuh kita akan memproduksi panas. Hal diatas tersebut merupakan proses fisiologis (keadaan normal) yang terjadi dalam tubuh kita manakala tubuh kita mengalamiperubahan suhu. Lain halnya bila tubuh mengalami proses patologis (sakit). Proses perubahan suhu yang terjadi saat tubuh dalam keadaan sakit lebih dikarenakan oleh toksis (racun) yang masuk kedalam tubuh. Umumnya, keadaan sakit terjadi karena adanya proses peradangan (inflamasi) di dalam tubuh. Proses peradangan itu sendiri sebenarnya merupakan mekanisme pertahanan dasar tubuh terhadap adanya serangan yang mengancam keadaan fisiologis tubuh. Proses peradangan diawali dengan masuknya racun kedalam tubuh kita. Contoh racun yang paling mudah adalah mikroorganisme penyebab sakit. Mikroorganisme (MO) yang masuk ke dalam tubuh umumnya memiliki suatu zat toksin/racun tertentu yang dikenal sebagai pirogen eksogen. Dengan masuknya MO tersebut, tubuh akan berusaha melawan dan mencegahnya yakni dengan memerintahkan tentara pertahanan tubuhantara lain berupa leukosit, makrofag, dan limfosit untuk memakannya (fagositosit). Dengan adanya proses fagositosit ini, tentara-tentara tubuh itu akan mengelurkan senjata berupa zat kimia yang dikenal sebagai pirogen endogen (khususnya interleukin 1/ IL-1) yang berfungsi sebagai anti infeksi. Pirogen endogen yang keluar, selanjutnya akan merangsang sel-sel endotel hipotalamus (sel penyusun hipotalamus) untuk mengeluarkan suatu substansi yakni asam arakhidonat. Asam arakhidonat bisa keluar dengan adanya bantuan enzim fosfolipase A2.

Proses selanjutnya adalah, asam arakhidonat yang dikeluarkan oleh hipotalamus akan pemacu pengeluaran prostaglandin (PGE2). Pengeluaran prostaglandin pun berkat bantuan dan campur tangan dari enzim siklooksigenase (COX). Pengeluaran prostaglandin ternyata akan mempengaruhi kerja dari termostat hipotalamus. Sebagai kompensasinya, hipotalamus selanjutnya akan meningkatkan titik patokan suhu tubuh (di atas suhu normal). Adanya peningkatan titik patakan ini dikarenakan mesin tersebut merasa bahwa suhu tubuh sekarang dibawah batas normal. Akibatnya terjadilah respon dingin/ menggigil. Adanya proses mengigil ini ditujukan utuk menghasilkan panas tubuh yang lebih banyak. Adanya perubahan suhu tubuh di atas normal karena memang setting hipotalamus yang mengalami gangguan oleh mekanisme di atas inilah yang disebut dengan demam atau febris. Demam yang tinggi pada nantinya akan menimbulkan manifestasi klinik (akibat) berupa kejang (umumnya dialami oleh bayi atau anak-anak yang disebut dengan kejang demam)

4. Suhu Tubuh Normal

Tidak ada suhu inti yang dianggap normal, karena pengukuran yang dilakukan sebagian besar orang yang sehat memperlihatkan rentang suhu normal yang diukur per oral, mulai dari dibawah 97ºF (36ºC) sampai lebih dari 99,5ºF (37,5ºC). Suhu inti normal secara rata-rata umum adalah antara 98ºF dan 98,6ºF bila diukur per oral, dan kira-kira 1ºF lebih tinggi bila diukur per rectal.

5. Suhu Inti dan Suhu Kulit

Suhu dari tubuh bagian dalam yaitu “inti” dari tubuh dipertahankan sangat konstan, sekitar ±1ºF (±0,6ºC) dari hari ke hari, kecuali bila seseorang mengalami demam. Bahkan pada organ yang telanjang dapat terpajan dengan suhu yang rendah 55ºF atau suhu yang tinggi sampai 130ºF dalam udara kering, dan tetap dapat mempertahankan suhu inti yang hamper mendekati konstan. Mekanisme pengaturan suhu tubuh menggambarkan system pengendalian yang dibuat sangat baik.

Suhu kulit berbeda dengan suhu inti, dapat naik turun sesuai suhu lingkungan. Suhu kulit merupakan suhu yang penting apabila kita merujuk pada kemampuan kulit untuk melepaskan panas ke lingkungan.

6. 3 Reseptor dalam Tubuh

• Sebagai mahluk hidup, hewan & manusia harus memiliki

kemampuan menanggapi rangsang atau stimulus

• Stimulus merupakan informasi yang dapat diterima oleh hewan &

manusia

• Stimulus dpt datang dari lingkungan luar_salinitas, suhu udara,

kelembaban, cahaya

• Stimulus dpt datang dari dalam tubuh_suhu tubuh, derajad

keasaman (pH) darah/cairan tubuh, kadar gula darah, kadar kalsium

dalam darah

• Alat penerima rangsang_reseptor, sedangkan alat penghasil

tanggapan disebut efektor

BERDASARKAN STRUKTUR

• RESEPTOR SYARAF _YG PALING SEDERHANA HANYA

BERUPA UJUNG DENDRIT DARI SUATU SEL SYARAF

(NEURON) _TDK MEMILIKI SELUBUNG/SELAPUT MEYLIN &

DAPAT DITEMUKAN PADA RESEPTOR RASA NYERI (FREE

NERVE ENDING) ATAU NOCIRESEPTOR

• RESEPTOR BUKAN SYARAF ATAU RESEPTOR KHUSUS _DPT

DIKETEMUKAN DALAM ORGAN PENDENGARAN VERTEBRATA

(BERUPA SEL RAMBUT) & PADA ORGAN PENGLIHATAN

(BERUPA SEL BATANG & SEL KERUCUT _SEL BATANG

UNTUK MELIHAT MALAM HARI (SKOTOP) & SEL KERUCUT

UNTUK MELIHAT SIANG HARI & WARNA (PHOTOP)

BERDASARKAN JENIS RANGSANG

1. KHEMORESEPTOR _PEKA TERHADAP RANGSANG KIMIA

BAIK ASAM, BASA, GARAM ANORGANIK MAUPUN ORGANIK

2. THERMOREESEPTOR _PEKA TERHADAP SUHU BAIK

SUHU PANAS MAUPUN SUHU DINGIN

3. MECHANORESEPTOR _PEKA TERHADAP PUKULAN,

CUBITAN, SENTUHAN, TEKANAN

4. PHOTORESPTOR _PEKA TERHADAP CAHAYA MATAHARI

ATAU LAMPU

5. MEGNETORESEPTOR _PEKA TERHADAP KEKUATAN

MAGNET

6. ELEKTRORESPTOR _PEKA TERHADAP MEDAN LISTRIK _

UMUMNYA UNTUK PENYEMBUHAN seperti KERAM, SEMUTAN,

JANTUNG

BERDASARKAN LOKASI SUMBER RANGSANG

1. INTERORESEPTOR _RESEPTOR YG

BERFUNGSI UNTUK MENERIMA RANGSANG

DARI DLM TUBUH _KHEMORESEPTOR

untuk memantau pH, kadar gula dlm darah dan

kadar kalsium dalam cairan tubuh atau darah

2. EKSTERORESEPTOR _RESEPTOR YG

BER-FUNGSI UNTUK MENERIMA RANGSANG

DARI LINGKUNGAN DI LUAR TUBUH _

RESEPTOR PENERIMA GELOMBANG SUARA

(pd alat pendengaran) & CAHAYA (pd alat

penglihatan)

7. Produksi panas dalam Tubuh

Pembentukan panas adalah produk utama metabolisme. Ada beberapa faktor yang menentukan laju pembentukan panas, yaitu.

a. Laju metabolisme basal semua sel tubuh

Metabolisme basal adalah istilah untuk menunjukkan jumlah keseluruhan aktivitas metabolisme dengan tubuh dalam keadaan istirahat fisik dan mental.

Kecepatan metabolisme basal diukur pada waktu istirahat, di tempat tidur, tidak terganggu oleh apapun, dengan pemasukan oksigen dan pengeluaran karbondioksida diukur.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan metabolisme basal:

Ukuran tubuh.

Umur.

Jenis kelamin.

Iklim.

Jenis pakaian yang dipakai.

Jenis pekerjaan.

b. Laju metabolism tambahan disebabkan oleh aktivitas otot, termasuk kontraksi otot yang disebabkan oleh menggigil

c. Metabolisme tambahan yang disebabkan oleh pengaruh tiroksin (dan sebagian kecil hormone lain, seperti hormone pertumbuhan dan testosterone) terhadap sel

d. Metabolisme tambahan yang disebabkan oleh pengaruh epinefrin, norepinefrin, dan perangsangan simpatis terhadap sel

e. Metabolisme tambahan yang disebabkan oleh meningkatnya aktivitas kimiawi di dalam sel sendiri, terutama bila suhu di dalam sel meningkat

f. Metabolisme tambahan yang diperlukan untuk pencernaan, absorbsi, dan penyimpanan makanan (efek termogenik makanan) (Guyton, Arthur C dan John E Hall, 2008)

8. Kehilangan Panas dalam Tubuh

Sebagian besar pembentukan panas dalam tubuh dihasilkan oleh organ dalam terutama di hati, otak, jantung, dan otot rangka selama berolahraga. Kemudian panas ini dihantarkan dari organ dan jaringan yang lebih dalam ke kulit, yang kemudian dibuang ke udara dan lingkungan sekitarnya, oleh karena itu, laju kehilangan panas hampir seluruhnya ditentukan oleh 2 faktor,

a. Seberapa cepat panas yang dapat dikonduksi dari tempat asal panas dihasilkan, yakni dari dalam inti tubuh ke kulit

b. Seberapa cepat panas kemudian dapat dihantarkan dari kulit ke lingkungan

PELEPASAN PANAS

1. Penguapan (evaporasi)

Penguapan dari tubuh merupakan salah satu jalan melepaskan panas. Walau tidak berkeringat, melalui kulit selalu ada air berdifusi sehingga penguapan dari permukaan tubuh kita selalu terjadi disebut inspiration perspiration (berkeringat tidak terasa) atau biasa disebut IWL (insensible water loss).

Inspiration perspiration melepaskan panas + 10 kcal/jam dari permukaan kulit. Dari jalan pernafasan + 7  panas dari metabolisme dikeluarkan dengan cara evaporasi 20àkcal/jam  - 25%.

2. Radiasi

Bila suhu  permukaan tubuh akan menerima panas,àdisekitar lebih panas dari badan  bila disekitar dingin akan melepaskan panas. Proses ini terjadi dalam àbentuk gelombang elektromagnetik dengan kecepatan seperti cahaya  radiasi.

3. Konduksi

Perpindahan panas dari atom ke atom/ molekul ke molekul dengan jalan pemindahan berturut turut dari energi kinetic. Pertukaran panas dari jalan ini dari tubuh terjadi sedikit sekali (kecuali menyiram dengan air).

4. Konveksi

Perpindahan panas dengan perantaraan gerakan molekul, gas atau cairan. Misalnya pada waktu dingin udara yang diikat/dilekat pada tubuh akan dipanaskan (dengan melalui konduksi dan radiasi) menjadi kurang padat, naik dan diganti udara yang lebih dingin. Biasanya ini kurang berperan dalam pertukaran panas.

9. Set Point dan Peranannya dalam Pengaturan Suhu Tubuh

Set poin adalah tingkat temperature kritis dari mekanisme pengaturan temperature yaitu 37,1ºC. Bila suhu > set point maka kecepatan kehilangan panas > dari kecepatan pembentukan panas kemudian kembali ke tingkat 37,1ºC

Set point suhu kritis pada hipotalamus, terutama ditentukan oleh derajat aktivitas reseptor suhu panas pada area preoptik hipotalamus anterior. Di bagian atas set point menandakan dimulainya berkeringat dan bagian bawah ditandai dengan dimulainya menggigil. Akan tetapi sinyal tubuh yang berasal dari perifer tubuh, terutama dari kulit dan jaringan tubuh bagian dalam tertentu (medulla spinalis dan organ visera abdomen), juga berperan sedikit dalam pengaturan suhu tubuh. Sinyal-sinyal tersebut berperan mengubah set point di pusat pengaturan suhu tubuh, hipotalamus.

Pada saat suhu kulit menurun, maka set point meningkat. Bila suhu kulit meningkat, pengeluaran keringat akan dimulai pada suhu hipotalamus yang lebih rendah daripada ketika suhu kulit sedang rendah. Pengeluaran keringat akan dihambat ketika suhu kulit rendah, jika tidak, efek gabungan dari rendahnya suhu kulit dan pengeluaran keringat dapat menyebabkan kehilangan panas tubuh yang lebih banyak.

Efek yang serupa terjadi juga pada saat menggigil. Bila kulit menjadi dingin, keadaan tersebut mendorong pusat hipotalamus menuju ambang menggigil bahkan saat suhu hipotalamus sendiri masih cukup panas disbanding normal. Suhu kulit yang dingin menyebabkan suhu tubuh menjadi sangat menurun kecuali bila pembentukan panas ditingkatkan. Jadi suhu kulit yang dingin sebenarnya mengantisipasi turunnya suhu tubuh internal dan mencegah agar keadaan tersebut tidak terjadi.

10. Fisiologi Pengaturan Suhu Tubuh dalam Keadaan Panas dan Dingin

Pengaturan Suhu Tubuh Pada Keadaan dingin

Ada dua mekanisme tubuh untuk keadaan dingin yaitu :

1) Secara fisik (prinsif-prinsif ilmu alam) Yaitu pengaturan atau reaksi yang terdiri dari perubahan sirkulasi dan tegaknya bulu-bulu badan (piloerektion) --> erector villi

Pengaturan secara fisik Dilakukan dengan dua cara :

Ø Vasokontriksi pembuluh darah (cutaneus vasokontriksi) : Pada reaksi dingin aliran darah pada jari-jari ini bias berkurang + 1% dari pada dalam keadaan panas. Sehingga dengan mekanisme vasokontriksi maka panas yang keluar dikurangi atau penambahan isolator yang sama dengan memakai 1 rangkap pakaian lagi.

 Limit blood flow slufts (PerubahanØ aliran darah) : Pada prinsifnya yaitu panas/temperature inti tubuh terutama akan lebih dihemat (dipertahankan) bila seluruh anggota badan didinginkan

2) Secara kimia yaitu terdiri dari penambahan panas metabolisme.

Pada keadaan dingin, penambahan panas dengan metabolisme akan terjadi baik secara sengaja dengan melakukan kegiatan otot-otot ataupun dengan cara menggigil. Menggigil adalah kontraksi otot secara kuat dan lalu lemah bergantian, secara synkron terjadi kontraksi pada group-group kecil motor unit alau seluruh otot. Pada menggigil kadang terjadi kontraksi secara simultan sehingga seluruh badan kaku dan terjadi spasme. Menggigil efektif untuk pembentukan panas, dengan menggigil pada suhu 5 0C selama 60 menit produksi panas meningkat 2 kali dari basal, dengan batas maximal 5 kali.

Pengaturan Suhu Tubuh Dalam Keadaan Panas

1. Fisik

• Penambahan aliran darah permukaan tubuh

• Terjadi aliran darah maximum pada anggota badan

• Perubahan (shift) dari venus return ke vena permukaan

• Proses ini terutama efektif pada keadaan temperature kurang/ dibawah 34 0C. penambahan aliran darah penambahan konduktivitas panas (thermal konduktivity)

2. Keringat

• Pada temperature diatas 34 0C, pengaturan sirkulasi panas tidak cukup dengan radiasi, dimana pada kondisi ini tubuh mendapat panas dari radiasi. mekanisme panas yang dipakai dalam keadaan ini dengan cara penguapan (evaporasi).

• Gerakan kontraksi pada kelenjar keringat, berfungsi secara periodic memompa tetesan cairan keringat dari lumen permukaan kulit keringat merupakan mekanisme pendingin yang paling efektif.