BAB I

PENDAHULUAN

1.1....................................... Latar Belakang

Makhluk hidup di muka bumi ini selalu memerlukan energidalam kehidupannya sehari-hari. Dalam proses penyediaanenergi baik pada tumbuhan maupun manusia, selalu melaluiberbagai rentetan reaksi kimia. Seluruh proses kimia ataureaksi kimia yang terjadi di dalam sel yang berupa reaksipenyusunan energi dan reaksi penggunaan energi biasa kitadisebut dengan Metabolisme. Energi yang ada dalam tubuhmanusia haruslah seimbang sesuai yang dibutuhkan olehtubuhnya jika seseorang kekurangan energi maka ia akanmengalami ketidakseimbangan dalam tubuhnya. Oleh karena itukita harus mengetahui bagaimana cara mengontrol keseimbanganenergi dalam tubuh kita. Agar aktifitas yang kita lakukansehari- hari ini dapat berjalan dengan baik. Kita juga harusmengetahui apa-apa saja faktor yang dapat mempengaruhikecepatan metabolisme kita.

1.2...................................... Rumusan Masalah1. Apa yang dimaksud dengan metabolisme dan energi ?2. Bagaimanakah mengatur keseimbangan energi di dalam tubuh

manusia ?3. Apa yang dimaksud dengan kecepatan metabolisme basal ?4. Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi kecepatan

metabolisme basal ?5. Bagaimana mengontrol homeostatis metabolisme ?6. Bagaimana menjaga keseimbangan antara perolehan dan

pengeluaran panas tubuh?7. Bagaimana cara pengaturan suhu tubuh pada manusia?

1.3.................................... Tujuan Penulisan 1. Untuk mengetahui pengertian metabolisme energi.

1

2. Untuk mengetahui bagaimana mengatur kesembangan energi didalam tubuh manusia.

3. Untuk mengetahui faktor-faktor apa saja yang mempengaruhikecepatan metabolisme.

4. Untuk mengetahui pengertian dari kecepatan metabolismebasal.

5. Untuk mengetahui bagaimana mengontrol homeostatismetabolisme.

6. Untuk megetahui bagaimana cara menjaga keseimbanganantara perolehan dan pengeluaran panas tubuh.

7. Untuk mengetahui cara pengaturan suhu tubuh pada manusia.

1.4.................................... Metode Penulisan Metode penulisan dalam makalah ini menggunakan metodekepustakaan dan browsing internet.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Metabolisme Energi

Metabolisme merupakan salah satu ciri dari mahklukhidup. Metabolisme berasal dari bahasa yunani yaitu darikata metabole yang berarti “perubahan” yang dipakai untukmenunjukan semua transformasi kimia dan tenaga yang timbuldidalam tubuh. Metabolisme adalah suatu proses komplek yangterjadi didalam sel dimana terjadi perubahan makanan menjadienergi dan panas melalui suatu proses kimia, berupa prosespembentukan dan penguraian zat didalam tubuh. Metabolismebertujuan untuk menghasilkan energi yang berguna bagikelangsungan hidup, baik tingkat seluler (pembelahan sel,transpor molekul ke luar dan ke dalam sel) maupun tingkatindividu (membaca, menulis, berjalan, berlari, dsb).

2

Metabolisme sering disebut dengan reaksi enzimatis, karenametabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim.

Metabolisme dapat dibedakan menjadi anabolisme dankatabolisme. Anabolisme adalah suatu reaksi kimia untukmembentuk kompleks molekul yang dibutuhkan untuk pertumbuhandan pertahanan kehidupan, disintesis dari zat yang lebihsimpel yang disertai dengan penggunaan energi. Pada reaksiini diperlukan energi dari luar. Fungsi energi tersebutuntuk mengikat senyawa – senyawa sederhana menjadi senyawayang kompleks. Energi yang diperlukan tidak dibuang,melainkan disimpan dalam bentuk ikatan – ikatan kimia padasenyawa kompleks yang baru terbentuk.

Contoh : Pembentukan ikatan peptida dari asam aminodalam penyusunan molekul protein.

Sedangkan katabolisme adalah suatu proses reaksi kimiauntuk memecahkan kompleks molekul menjadi molekul yangberukuran lebih kecil disertai pelepasan energi. Pada reaksiini energi kimia yang terikat akan lepas sehingga dihasilkanenergi.Contoh:

Glukosa CO2 + H2O + EnergiDalam tubuh mahkluk hidup peristiwa katabolisme dan

anabolisme berlangsung secara bersamaan. Untukberlangsungnya proses katabolisme dan anabolisme diperlukanberbagai molekul zat sebagai bahan reaksi kimia. Makananyang masuk ke dalam tubuh akan mengalami pencernaan melaluisaluran pencernaan. Sehingga akan diperoleh zat – zatmakanan yang dapat diserap oleh tubuh dan digunakan olehtubuh.Namun untuk zat makanan yang tidak dapat dicerna dan

3

diserap oleh tubuh akan dikeluarkan melalui alat ekskresi.

2.2 Keseimbangan Energi

Keseimbangan energi di perlukan dalam tubuh manusia.Energi yang ada di dalam tubuh kita di katakan seimbangapabila energi yang masuk melalui makanan yang di makan samabesar dengan energi yang dikeluarkan oleh tubuh untukkelangsungan hidup. Keadaan energi yang seimbang didalamtubuh ini akan menghasilkan berat badan ideal atau normal.

Ada cara untuk menentukan berat badan ideal orangdewasa adalah dengan mengukur Indeks Masa Tubuh (IMT) (BodyMass Index/BMI). 

Keterangan: BB = Berat badan (kg) TB = Tinggi badan (m) 

 Nilai IMT didapat dihubungkan dengan risiko terhadap

penyakit. Berikut hubungan antara keduanya:

4

IMT Risiko terhadap penyakit20-25 Sangat rendah25-30 Rendah30-35 Sedang35-40 Tinggi   >40 Sangat tinggi

Adapun klasifikasi Indeks Masa Tubuh di Indonesia dapatdilihat di bawah ini:

Kategori IMTKurus Kekurangan berat badan

tingkat berat< 17,0

Kekurangan berat badantingkat ringan

17,0 –18,5

Normal 18,5 –25,0

Gemuk Kelebihan berat badan tingkatringan

>25,0 –27,0

Kelebihan berat badan tingkatringan

>27,0

2.3 Pengertian Kecepatan Metabolisme Basal

Basal metabolisme atau sering disebut dengan EnergiPengeluaran Basal (Basal Energy Expenditure [BEE])merupakan jumlah keseluruhan aktivitas metabolisme dalamkeadaan istirahat fisik dan mental. Dalam hal ini oksigendi perlukan sedikit karena jaringan bekerja paling sedikit.Kecepatan metabolisme basal diukur pada orang yangistirahat di tempat tidur, sebelum makan, sebelum minum danmalam hari.

Disamping itu belum terganggu pemasukan oksigen maupunpengeluaran karbon dioksida.

5

Kecepatan metabolisme bergantung pada kegiatanseseorang, ketegangan saraf juga merupakan faktor pentingyang mempengaruhi pernapasan dan kerja jantung. Adabeberapa penyakit kelainan tiroid, kegiatan kelenjar tiroidyang berlebihan menaikkan kecepatan metabolisme, misalnyapenyakit hipertiroidisme. Pada penyakit kreatinisme danmiksedema, kecepatan metabolisme akan menurun.

Kalori dalam tubuh digunakan untuk menghindarikehilangan berat badan, mempertahankan suhu tubuh danmembiarkan persendian untuk aktivitas fingsional semuajaringan, kelenjar dan organ.

Tujuan dari BEE ini adalah untuk memenuhi kebutuhanenergi untuk mempertahankan kehidupan atau energi yangmendukung proses dasar kehidupan, contohnya :mempertahankan temperature tubuh, kerja paru-paru,pembuatan sel darah merah, detak jantung, filtrasi ginjal,dan lain sebagainya. Untuk menentukan nilai dari BEE iniharus dalam kondisi basal. Kondisi basal tersebutmeliputi : 12-16 jam setelah makan, posisi berbaring, tidakada aktivitas fisik satu jam sebelum pemeriksaan, kondisirileks, temperature tubuh normal, temperature ruangan harus21-250C, dan dalam kondisi yang kelembapannya normal.

BMR rata-rata yang harus dimilki oleh setiap orangadalah 2.000 kalori / hari. Kebutuhan energi manusia lebihdari 2.000 kalori / hari yang dipergunakan untuk BMR,Kegiatan fisik dan aksi dinamik spesifik ( SDA). SDA( specifik Dinamic Action) yaitu energi yang dibutuhkanuntuk metabolisme makanan.

Untuk menghitung kebutuhan energi seseorang, maka harusdiketahui BMR nya dan kegiatan fisiknya, dan untukmemperkirakan jumlah energi yang diperlukan dapat dihitungdengan menggunakan rumus berikut.

6

Dalam menentukan nilai Basal Energy Expenditure (BEE)ini, Harris dan Benedict menemukan sebuah metoda dengancara perhitungan :

Dengan BB adalah nilai dari berat badan normal. Dapat dihitungdengan cara :

Jika umurnya kurang dari 30 tahun(<30)BB = (TB-100)-(10%(TB-100))Jika umurnya lebih dari 30 tahun(>30)BB = (TB-100) → 100%

7

Laki-laki 66 + (13,7 x BBkg)

+ (5 x TBcm)

- (6,8 xumur)

Perempuan 665 + (9,6 x BBkg)

+ (1,7 x TBcm)

- (4,7 xumur)

Over weight → 110-120 %Obesitas       → > 120 %

Dan apabila ingin mengkoreksi berat badan (digunakanuntuk pasien obesitas), dapat dihitung dengan jalan :

Adjusted Body Weight = BB saat ini – (25% (BB saat ini – BBnormal)

Cara mudah mempercepat metabolisme adalah denganmemperbanyak olahraga. Semakin banyak membakar kaloriberarti semakin sedikit yang disimpan dalam tubuh. MenurutProfesor Don Chisholm, olahraga dapat meningkatkanmrtabolisme tubuh antara 20 hingga 30 persen bahkan bisalebih dari 50%. Sebenarnya perbedaan kecepatan metabolismepada setiap orang bukan sesuatu yang alami. Perbedaan ituumumnya lebih terjadi karena perbedaan jumlah konsumsimakanan dan olahraga. Setiap bentuk olahraga akan membantumembakar kalori terutama aerobic.

2.4 Faktor-faktor yang mempengaruhi Kecepatan Metabolisme

Kecepatan metabolisme dipengaruhi oleh banyak faktoryaitu:

1. Ukuran tubuh dan Berat TubuhTubuh tentu saja besar berarti lebih banyak sel untukmempertahankan. Ini berarti bahwa tubuh membutuhkan lebihbanyak kalori untuk berfungsi dan memiliki lebih cepatmetabolik tingkat tubuh orang kecil. Inilah sebabnyamengapa orang-orang yang lebih besar memerlukan lebihbanyak makanan. Hal ini penting untuk memahami bahwakomposisi tubuh Anda menentukan kecepatan metabolismeAnda. Persentase yang lebih tinggi dari berat badanramping mengakibatkan kadar metabolik yang tinggi jikadibandingkan dengan individu-individu dari badan yangsama dengan persentase lemak yang lebih tinggi. Otot-otot

8

lebih berarti metabolisme yang lebih cepat. Ini berartibahwa pelatihan kebugaran biasa dapat membantu seseoranguntuk mempercepat nya atau miliknya metabolik menilai danmenurunkan berat badan lebih mudah daripada tanpa latihanrutin.Namun, penting untuk mengetahui bahwa laki-laki secaraalami memiliki tingkat yang lebih tinggi dari ototdaripada wanita dan dapat tumbuh otot-otot lebih cepat.

2. UmurUsia mempengaruhi metabolisme untuk pria dan wanita. Padaumur di atas 20 tahun, maka BEE akan menurun 2% setiap 10tahunnya. Setelah berusia lebih dari tiga puluh,kecepatan metabolisme akan lambat karena perubahanhormon. Akibatnya, setiap orang yang tidak aktif secarafisik mulai kehilangan jaringan otot dan mendapatkanlemak. Kenaikan dalam beberapa hormon penting tubuhmelalui latihan teratur dapat meningkatkan berat badanberat badan dan kontrol yang ramping.

3. Suhu lingkungan yang tinggi atau rendahJika suhu lingkungan lebih rendah dari suhu tubuh,diaktifkan mekanisme penghasil panas seperti menggigildan kecepatan metabolisme pun meningkat. Ketikapeningkatan suhu tersebut sudah cukup untuk dapatmeningkatkan suhu tubuh, proses metabolismenya umumnyabertambah cepat. Setiap peningkatan temperature sebesar10C (di atas temperature normal, 370C) BEE akan meningkat13%.

4. Jenis kelamin BEE pada laki-laki lebih besar dari wanita  pada umurlebih dari 10 tahun.

5. IklimIklim di sekitar kita mempengaruhi kecepatan metabolisme.Jika Iklim disekitar kita terlalu dingin sel-sel kita

9

akan membakar lebih banyak energi daripada biasanya.Pembakaran ini tujuannya untuk menghasilkan panas untukmenjaga suhu tubuh agar tetap konstan.

6. TidurTidur juga akan mempengarui kecepatan metabolisme basalkita. Pada saat Tidur kecepatan metabolisme kita akanberkurang sebanyak 10%. Kehamilan juga mempengaruhiKecepatan metabolisme basal kita yaitu akan meningkat 15-25%.

7. pengerahan otot selama atau sebelum pengukuran faktor ini yang paling peting yaitu pengerahanotot(muscle exertion). Konsumsi O2 meningkat bukan sajaselama masa pengerahan otot . masa BEE akan lebih tinggipada masa otot yang lebih banyak.

8. Tinggi badan, Berat Badan, dan Luas Permukaan Tubuh BEE paling tinggi pada saat masa pertumbuhan ( masa bayiadan remaja). Orang yang lebih tinggi maka akan memilikiBEE yang lebih tinggi pula.

9. Kehamilan Kehamilan juga mempengaruhi Kecepatan metabolisme basalkita yaitu akan meningkat 15-25%.

10..............................................HormonHormon juga mempengaruhi kecepatan metabolisme bassal.Jika kandungan hormon tiroid tinggi ( Hipertiroid )kecepatan metabolisme basal akan meningkat 75-100%.Sedangkan jika Hormon tiroid rendah makan kecepatanmetabolisme basal akan menurun 30-40%.

2.5 Kontrol Homeostatis metabolisme

Homeostasis dalam bidang biologi diartikan sebagaisuatu mekanisme di dalam tubuh suatu organisme yang

10

senantiasa mengupayakan keadaan setimbang atau stabil.Istilah ini dikemukakan pertama kali oleh Walter BradfordCannon pada tahun 1932 dari istilah Yunani homoios yangberarti sama, serupa atau menyerupai dan stasis yangberarti kedudukan atau keadaan.

Sebagai contoh:

Dalam keadaan homeostase yang terjaga, suhu normaltubuh manusia adalah 36,5º. Dalam cuaca yang panas, agarsupaya suhu tubuh tetap terjaga pada kondisi homeostase,terjadi reaksi homeostasis berupa pembuangan panas tubuhmelalui berkeringat dan pelebaran pembuluh darah(vasodilatasi) pada kulit sehingga wajah dan kulit memerah,rasa haus agar banyak minum sehingga terjadi pendinginanbadan di samping mengganti kembali cairan yang banyakkeluar, nafsu makan berkurang agar tidak terjadipeningkatan metabolisme yang menghasilkan panas, rasa lesudan kantuk agar badan beristirahat sehingga mengurangimetabolisme, dsb.

Homeostasis adalah suatu kondisi keseimbangan internalyang ideal, di mana semua sistem tubuh bekerja danberinteraksi dalam cara yang tepat untuk memenuhi semuakebutuhan dari tubuh. Semua organisme hidup berusaha untukhomeostasis. Ketika homeostasis terganggu (misalnya sebagairespon terhadap stressor), tubuh mencoba untukmengembalikannya dengan menyesuaikan satu atau lebih prosesfisiologis dari mulai pelepasan hormon-hormon sampai reaksifisik seperti berkeringat atau terengah-engah. Sebagaicontoh sederhana dari homeostasis, tubuh manusiamenggunakan beberapa proses untuk mengatur suhu agar tetapdalam rentang yang optimal untuk kesehatan. Kenaikan ataupenurunan suhu tubuh mencerminkan ketidakmampuan untukmempertahankan homeostasis, dan masalah terkait.

Stres berat dan lama dapat menyebabkanketidakseimbangan parah kondisi keseimbangan ini. Hal ini

11

dapat menyebabkan tidak hanya tekanan psikologis tetapijuga gangguan psikosomatis.

Prinsip mekanisme kontrol homeostasis dalam bidangfisiologi ditentukan oleh 3 faktor penting, yakni:

1. Reseptor

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

Reseptor mendeteksi perubahan lingkungan, baiklingkungan eksternal dimana hewan itu hidup (misalnyaperubahan suhu lingkungan) atau lingkungan internalnya(misalnya pH intraseluler).

Reseptor banyak jumlahnya dan masing-masing hanya dapatmemantau aspek lingkungan tertentu.

Fungsi reseptor adalah mengkonversi perubahanlingkungan yang terdeteksi menjadi potensial aksi yangdikirim melalui sistem saraf ke pusat integrasi.

2. Pusat kontrol

Pusat kontrol adalah faktor yang menerima stimulus darireseptor untuk diolah dan diinterpretasi dan dijadikanstimulus balik sebagai reaksi-reaksi untuk menjawab(mengendalikan) perubahan lingkungan yang dilaporkanreseptor.

3. Efektor

Efektor adalah faktor penerima stimulus balik daripusat kontrol, yang mengolah stimulus tersebut menjadisuatu aktifitas gerak untuk menjawab (mengendalikan)perubahan lingkungan sesuai yang dikehendaki pusatkontrolnya.

12

Manusia termasuk dalam kelompok homeotermis yangsenantiasa mempertahankan suhu internal tubuh dalam batasrelatif konstan meskipun suhu lingkungan berubah-ubah.  Didalam tubuh, panas diproduksi secara terus menerus akibatadanya aktivitas metabolisme. Ketika penggunaan energimeningkat  karena aktivitas fisik maka terjadi penambahanpanas.    Demikian juga dengan perubahan yang sangat besardari suhu lingkungan sangat mempengaruhi suhu tubuh yangpada akhirnya,  akan mempengaruhi  sistem kerja enzim yangbekerja pada suhu dengan kisaran yang relatif sempit.Agarsuhu tubuh  tetap relatif konstan maka harus ada mekanismeuntuk menjaga suhu tubuh dalam batas-batas yang masih dapatditerima tanpa memperhatikan kondisi lingkungan. Prosesyang dikenal dengan termoregulasi. 

2.6 Keseimbangan antara Perolehan dan Pengeluaran Panas Tubuh

Produksi panas merupakan suatu fungsi metabolismeenergi.  Dalam keadaan istirahat kira-kira 56% dari panasbasal dihasilkan oleh organ-organ dalam dan hanya kira-kira18% yang dihasilkan oleh otot dan kulit.  Pada waktupengerahan tenaga, terjadi peningkatan produksi panasakibat  peningkatan aktivitas otot  sebanyak 90%. Agar suhu tubuh tetap konstan, panas harus dihilangkan kelingkungan dengan laju yang sama dengan yang dihasilkan.Kegagalan mengontrol suhu tubuh dapat menyebabkanserangkaian perubahan fisiologis.  Sebagai contoh, suhutubuh di bawah 360C atau di atas 400C dapat menyebabkandisorientasi, sedangkan  suhu di atas 420C menyebabkan sawandan kerusakan sel yang permanen. Oleh karena itu, ketikakondisi lingkungan meningkat di atas atau turun di bawah“ideal” tubuh harus mengontrol  perolehan atau pembuangan panas untuk mempertahankan homeostasis.

Mekanisme menghilangkan  panas pada umumnya adalahpengaturan fisika oleh karena melibatkan kerja fisiksedangkan mekanisme perolehan panas banyak melibatkanmekanisme kimiawi.  Pertukaran energi panas antara hewan

13

dan lingkungan tergantung pada nutrisi, metabolisme danmekanisme fisika.

Adapun Mekanisme pengaturan Suhu yaitu :

 Kulit → Reseptor perifer  → hipotalamus (posterior dan anterior) → Preoptika hypotalamus  → Nervus eferent  → kehilangan/pembentukan panas

Mekanisme Pertukaran panas dengan lingkungan meliputi 4proses yaitu:

Radiasi

Apabila kita merasakan panas  matahari maka itu adalahkarena radiasi sinar matahari.  Radiasi (elektromagnetik)dipancarkan dari permukaan yang  suhunya  lebih tinggidan diabsorbsi oleh bagian lain yang suhunya lebih rendah.  Perbedaan suhu yang cukup besar menyebabkanbanyak  panas yang  hilang melalui  radiasi. Panas tubuhkita juga hilang dengan cara yang sama meskipun dalamjumlah yang kecil.  Lebih dari 50% panas  yang hilangdalam ruangan diakibatkan oleh radiasi dan jumlahsesungguhnya bervariasi sesuai dengan suhu tubuh dan suhukulit

14

Konduksi

Merupakan perpindahan langsung energi melalui kontakfisik.  Sebagai contoh ketika kita  duduk di kursiplastik yang dingin maka panas yang berasal dari tubuhkita dipindahkan ke kursi sampai akhirnya terjadikeseimbangan.

Konveksi

Merupakan hasil kehilangan panas secara konduksi ke udarayang melapisi permukaan tubuh.  Udara panas timbul olehkarena lebih ringan dari udara dingin.  Seiring tubuhkita memindahkan panas ke udara  berikutnya maka udarapanas bergerak menjauh dari permukaan kulit.  Udaradingin yang menggantikannya,  pada akhirnya  menjadipanas dan pola ini terjadi  berulang-ulang. Jumlahkonveksi kira-kira 15% dari panas tubuh yang hilang dalamruangan.

Evaporasi

Evaporasi merupakan perubahan dari fase cair ke uapair.  Evaporasi  memerlukan energi dalam jumlah yangbesar, kira-kira  0.58 kal per gram air yangdievaporasikan.  Oleh karena itu, maka mekanisme ini

15

digunakan oleh hewan homeotermis/manusia untukmendinginkan tubuhnya.  Evaporasi juga berlangsung dipermukaan respitatoris dan organ-organ lain termasukkulit.  Laju evaporasi yang berlangsung di kulit sangatbervariasi.

Setiap jam kira-kira 20-25 ml air melintasi epitheliumdan dievaporasikan  melalui permukaan alveolar danpermukaan kulit.  Kehilangan air insensibel ini relatifkonstan.  Pada saat istirahat, jumlahnya kira-kira 20% dari rata-rata kehilangan panas tubuh dalam ruangan. Kelenjar keringat bertanggung jawab terhadap perspirasisensibel yang mencapai kira-kira 2 – 4 L per jam dalamkeadaan aktivitas yang hebat. Evaporasi berlangsung hanyaapabila udara tidak jenuh dengan uap air.

2.6.1. Mekanisme penghilangan panas

16

Perolehan dan penghilangan panas melibatkanaktivitas berbagai sistem yang dikoordinasi olehpusat kehilangan panas (heat-loss centre) dan pusatperolehan panas (heat-gain centre) pada areapreoptik  hipotalamus anterior. Apabila suhu dinukleus preoptik melebihi set point maka pusatkehilangan panas dirangsang sehingga menghasilkan 3pengaruh utama yaitu:

1. Penghambatan pusat vasomotorik yang menyebabkanvasodilatasi peripheral dan darah yang panasmengalir ke permukan tubuh.  Kulit menjadi berwarnakemerah-merahan, suhu kulit meningkat danpeningkatan kehilangan panas melalui konduksi dankonveksi.

2. Perangsangan saraf simpatis untuk meningkatkansekresi kelenjar keringat seiring denganmeningkatnya aliran darah ke kulit.  Perspirasimengalir melintasi permukaan tubuh dan meningkatkankehilangan panas melalui evaporasi. Apabilaevaporasi lengkap maka sekresi maksimal  dapatmemindahkan 2320 kal/jam.

3. Rangsangan terhadap pusat respirasi  sehinggameningkatkan kedalaman respirasi. Sering seseorang melakukan respirasi dengan  mulut terbuka daripadamelalui hidung untuk meningkatkan evaporasi melaluiparu paru.

2.6.2. Mekanisme perolehan  panas

Pembentukan panas (heat production) dalam tubuhmanusia bergantung pada tingkat metabolisme yangterjadi dalam jaringan tubuh tersebut. Hal inidipengaruhi oleh:

17

1. Laju metabolisme basal (basal metabolisme rate, BMR),terutama terkait dengan sekresi hormon tiroid.

2.   Aktivitas otot, terjadi penggunaan energimenjadi kerja dan menghasilkan panas.

3. Termogenesis menggigil (shivering thermogenesis);aktivitas otot yang merupakan upaya tubuh untukmempertahankan suhu tubuh selama terpapar dingin.

4. Termogenesis tak-menggigil (non-shiveringthermogenesis) Hal ini terjadi pada bayi barulahir.

    Sumber energi pembentukan panas ini ialahbrown fat. Pada bayi baru lahir, brown fat ditemukanpada skapula, aksila, dan area ginjal. Brown fatberbeda dengan lemak biasa, ukurannya lebih kecil,mengandung lebih banyak mitokondria, banyakdipersarafi saraf simpatis, dan kaya dengan suplaidarah. Stimulasi saraf simpatis oleh suhu dinginakan meningkatkan konsentrasi cAMP di sel brown fat,yang kemudian akan mengativasi fosforilasi oksidatifdi mitokondria melalui lipolisis. Hasil darifosforilasi oksidatif ialah terbentuknya panas yangkemudian akan dibawa dengan cepat oleh vena yangjuga banyak terdapat di sel brown fat. Brown fat inimerupakan sumber utama diet-induced thermogenesis.

Fungsi pusat perolehan panas di otak adalah untukmencegah hipotermia atau suhu tubuh turun di bawah normal.  Apabila suhu pada nukleus preoptik turun dibawah tingkat yang dapat diterima maka pusatkehilangan panas  di hambat dan pusat perolehanpanas  diaktifkan.Mekanisme untuk memperoleh  panasdapat dibagi dalam 2  kategori besar  yaitu:

a. Shivering thermogenesis (Menggigil)

Pada shivering thermogenesis terjadi peningkatansecara perlahan-lahan tonus otot sehingga

18

meningkatkan konsumsi energi otot skelet di seluruhbagian tubuh.  Dengan demikian, lebih banyak energiyang dikonsumsi dan pada akhirnya lebih banyak panasyang dihasilkan. Derajat stimulasi bervariasi sesuaikebutuhan.  Apabila pusat pengaturan perolehan panassangat aktif, tonus otot meningkat sampai pada titikdimana rangsangan reseptor renggang menghasilkankontraksi yang singkat.   Dengan kata lain kitamulai menggigil.  Menggigil meningkatkan kerja ototdan selanjutnya meningkatkan konsumsi oksigen danenergi.  Panas yang dihasilkan menghangatkanpembuluh darah bagian dalam yang kemudian darahdialirkan ke pusat vasomotorik simpatis.  Menggigilsangat efektif dalam meingkatkan suhu tubuh  dimanalaju perolehan panas dapat mencapai  400%

b. Nonshivering thermogenesis ( Tidak Menggigil)

Proses ini melibatkan pelepasan hormon untukmeningkatkan aktivitas metabolisme di semuajaringan.

1. Epineprin:  Pusat perolehan panas  merangsangkelenjar suprarenalis melalui cabang  simpatissistem saraf otonomi sehingga melepaskan epineprin.  Epineprin meningkatkan laju glikogenolisis di hatidan otot skelet dan laju metabolisme di banyakjaringan

2. Tiroksin:  Nukleus preoptik mengatur produksithyrotropin releasing hormone (TRH) olehhipotalamus.  Pada anak-anak ketika suhu tubuh dibawah normal, TRH dilepaskan merangsang pelepasanthyroid stimulating hormone oleh adenohipofisis. Kelenjar tiroid menanggapi pelepasan TRH denganmeningkatkan sekresi tiroksin.  Tiroksin tidak sajameningkatkan laju katabolisme karbohidtrat tetapijuga semua laju katabolisme nutrient lainnya. 

19

Pengaruh ini berkembang secara perlahan-lahansetelah periode beberapa hari sampai dalam minggu

2.7. Cara Pengaturan Suhu Tubuh

Suhu tubuh diatur oleh hipotalamus yang terletakdiantara dua hemisfer otak. Fungsi hipotalamus adalahseperti termostart yang berada dibawah otak. Suhu yangnyaman merupakan set point untuk operasi system pemanas.Penurunan suhu lingkungan akan mengaktifkan pemanas,sedangkan peningkatan suhu akan mematikan system pemanastersebut. Pada umumnya penjalaran sinyal suhu hampir selalusejajar, namun tidak persis sama seperti sinyal nyeri.Sewaktu memasuki medulla spinalis, sinyal akan menjalardalam traktus lissaueri sebanyak beberapa segmen diatasatau dibawah dan selanjutnya akan berakhir terutama padalamina I, II, III radiks dorsalis sama seperti untuk rasanyeri. Sesudah ada percabangan satu atau lebih neuron dalammedulla spinalis maka sinyal akan menjalarkan keserabuttermal asenden yang menyilang ke traktus sensorikanterolateral sesi berlawanan dan akan berakhir di (1) areareticular batang otak dan (2) kompleks vetro basalthalamus. Setelah dari thalamus sinyal di hantarkan kehipotalamus.

20

Suhu diatur oleh sistem syaraf dan sistem endokrin.Pada Sistem syaraf pemanasan dan pendinginan kulitmenstimulasi ujung syaraf yang sensitif terhadap suhudengan menghasilkan respon yang tepat – menggigil untukkedinginan, berkeringat untuk kepanasan.

Hipotalamus pada otak berespon terhadap suhu dari darahyang mengalir melewati kapiler-kapiler nya. Hipotalamusmengadung 2 pusat pengaturan suhu. Hipotalamus bagiananterior berespon terhadap peningkatan suhu denganmenyebabkan vasoladitasi dan karena nya panas menguap.Hipotalamus bagian posterior berespon terhadap penurunansuhu dengan menyebabkan vasokontriksi dan mengaktivasipembentukan panas lebih lanjut. Melalui hubungan denganotak tersebut, hipotalamus menerima stimulus dari talamusdan dapat melewati sistem syaraf otonom memodifikasiaktivitas humoner, sekresi keringat aktivitas kelenjar danotot-otot.

21

Sedangkan pada Sistem Endokrin, Medula adrenal dinginmeningkatkan sekresi adrenalin yang menstimulasimetabolisme dan karena nya dapat meningkatkan pembentukanpanas. Kelenjar tyroid dingin meningkatkan sekresitiroksin, dengan meningkatkan metabolisme dan pembentukanpanas.

Tubuh manusia akan selalu berusaha mempertahankankeadaan normal dengan suatu system tubuh yang sempurnasehingga dapat menyesuaikan diri dengan perubahan-perubahanyang terjadi di luar tubuh tersebut. Tetapi kemampuan untukmenyesuaikan dirinya dengan temperature luar adalah jikaperubahan temperature luar tubuh tersebut tidak melebihi 20% untuk kondisi panas dan 35 % untuk kondisi dingin darikeadaan normal tubuh (Tjitro, 2004). Suhu udara dianggapnikmat bagi orang Indonesia ialah sekitar 240 C sampai 260 Cdan selisih suhu didalam dan diluar tidak boleh lebih dari50 C. Batas kecepatan angina secara kasar yaitu 0,2 sampai0,5 m/dt. Keseimbangan panas suhu tubuh manusia selaludipertahankan hamper konstan/menetap oleh suatu pengaturansuhu pada tubuh manusia. Suhu menetap ini adalah akibatkeseimbangan antara panas yang dihasilkan didalam tubuhsebagai akibat metabolisme dan pertukaran panas diantaratubuh dan lingkungan sekitar. Dalam hal ini darah sangat

22

berperan dalam membawa panas dari tubuh dalam ke kulitsehingga panas dihamburkan kesekitarnya.

Adapun suhu tubuh dihasilkan dari :

1. Laju metabolisme basal (basal metabolisme rate, BMR) disemua sel tubuh.

2. Laju cadangan metabolisme yang disebabkan aktivitas otot(termasuk kontraksi otot akibat menggigil).

3. Metabolisme tambahan akibat pengaruh hormon tiroksin dansebagian kecil hormon lain, misalnya hormon pertumbuhan(growth hormone dan testosteron).

4. Metabolisme tambahan akibat pengaruh epineprine,norepineprine, dan rangsangan simpatis pada sel.

Metabolisme tambahan akibat peningkatan aktivitaskimiawi di dalam sel itu sendiri terutama bila temperaturmenurun. Suhu tubuh manusia diatur oleh system thermostatdi dalam otak yang membantu suhu tubuh yang konstan antara36.50C dan 37.50C. Suhu tubuh normal manusia akan bervariasidalam sehari. Seperti ketika tidur, maka suhu tubuh kitaakan lebih rendah dibanding saat kita sedang bangun ataudalam aktivitas. Dan pengukuran yang diambil denganberlainan posisi tubuh juga akan memberikan hasil yangberbeda. Pengambilan suhu di bawah lidah (dalam mulut)normal sekitar 37 C, sedang diantara lengan (ketiak)sekitar 36.5 C sedang di rectum (anus) sekitar 37.5 C.Adapun yang mempengaruhi suhu tubuh adalah :

1. Kecepatan metabolisme basal

Kecepatan metabolisme basal tiap individu berbeda-beda. Hal ini memberi dampak jumlah panas yang diproduksitubuh menjadi berbeda pula. Sebagaimana disebutkan padauraian sebelumnya, sangat terkait dengan lajumetabolisme.

23

2. Rangsangan saraf simpatis

Rangsangan saraf simpatis dapat menyebabkankecepatan metabolisme menjadi 100% lebih cepat. Disampingitu, rangsangan saraf simpatis dapat mencegah lemakcoklat yang tertimbun dalam jaringan untuk dimetabolisme.Hamper seluruh metabolisme lemak coklat adalah produksipanas. Umumnya, rangsangan saraf simpatis ini dipengaruhistress individu yang menyebabkan peningkatan produksiepineprin dan norepineprin yang meningkatkan metabolisme.

3. Hormon pertumbuhan

Hormon pertumbuhan ( growth hormone ) dapatmenyebabkan peningkatan kecepatan metabolisme sebesar 15-20%. Akibatnya, produksi panas tubuh juga meningkat.

4. Hormone tiroid

Fungsi tiroksin adalah meningkatkan aktivitas hampersemua reaksi kimia dalam tubuh sehingga peningkatan kadartiroksin dapat mempengaruhi laju metabolisme menjadi 50-100% diatas normal.

5. Hormon kelamin

Hormon kelamin pria dapat meningkatkan kecepatanmetabolisme basal kira-kira 10-15% kecepatan normal,menyebabkan peningkatan produksi panas. Pada perempuan,fluktuasi suhu lebih bervariasi dari pada laki-lakikarena pengeluaran hormone progesterone pada masa ovulasimeningkatkan suhu tubuh sekitar 0,3 – 0,6°C di atas suhubasal.

6. Demam (peradangan)

24

Proses peradangan dan demam dapat menyebabkanpeningkatan metabolisme sebesar 120% untuk tiappeningkatan suhu 10°C.

7. Status gizi

Malnutrisi yang cukup lama dapat menurunkankecepatan metabolisme 20 – 30%. Hal ini terjadi karena didalam sel tidak ada zat makanan yang dibutuhkan untukmengadakan metabolisme. Dengan demikian, orang yangmengalami mal nutrisi mudah mengalami penurunan suhutubuh (hipotermia). Selain itu, individu dengan lapisanlemak tebal cenderung tidak mudah mengalami hipotermiakarena lemak merupakan isolator yang cukup baik, dalamarti lemak menyalurkan panas dengan kecepatan sepertigakecepatan jaringan yang lain.

8. Aktivitas

Aktivitas selain merangsang peningkatan lajumetabolisme, 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 padahipotalamus, dapat menyebabkan mekanisme regulasi suhutubuh mengalami gangguan. Berbagai zat pirogen yangdikeluarkan pada saai terjadi infeksi dapat merangsangpeningkatan suhu tubuh. Kelainan kulit berupa jumlahkelenjar keringat yang sedikit juga dapat menyebabkanmekanisme pengaturan suhu tubuh terganggu.

10. Lingkungan

25

Suhu tubuh dapat mengalami pertukaran denganlingkungan, artinya panas tubuh dapat hilang atauberkurang akibat lingkungan yang lebih dingin. Begitujuga sebaliknya, lingkungan dapat mempengaruhi suhu tubuhmanusia. Perpindahan suhu antara manusia dan lingkunganterjadi sebagian besar melalui kulit.

Cara mengukur tubuh secara kualitatif, kita dapatmengetahui bahwa suhu adalah sensasi dingin atauhangatnya sebuah benda yang dirasakan ketikamenyentuhnya. Secara kuantitatif, kita dapatmengetahuinya dengan menggunakan termometer.

Setelah makan, suhu tubuh meningkat. Karena makananyang masuk ke dalam tubuh memengaruhi proses metabolismesel tubuh. Proses tersebut bisa berlangsung cepat jikamakanan yang masuk tergolong merangsang. Misalnya,makanan pedas atau makanan bersuhu tinggi. Jika prosesmetabolisme sel tubuh berlangsung cepat, suhu tubuhmeningkat. Sitokin (salah satu protein) pun terpicumuncul. Salah satu bahan yang tergolong sitokin adalahkalikrein. Bahan itu berpengaruh terhadap pelebaranpembuluh darah yang menuju kelenjar keringat di kulit.Dampaknya, keringat pun mengucur keluar.

11. Usia

Pada bayi dan balita belum terjadi kematanganmekanisme pengaturan suhu sehingga dapat terjadiperubahan suhu tubuh yang drastis terhadap lingkungan.Pastikan mereka mengenakan yang cukup dan hindari pajananterhadap suhu lingkungan. Seorang bayi baru lahir dapatkehilangan 30 % panas tubuh melalui kepala sehingga diaharus menggunakan tutup kepala untuk mencegah kehilanganpanas. Suhu tubuh bayi lahir berkisar antara 35,5˚Csampai 37,5˚C.Regulasi tubuh baru mencapai kestabilansaat pubertas. Suhu normal akan terus menerus menurunsaat seseorang semakin tua. Para dewasa tua memiliki

26

kisaran suhu tubuh yang lebih kecil dibandingkan dewasamuda.

11. Olahraga

Aktivitas otot membutuhkan lebih banyak darah sertapeningkatan pemecahan karbonhidrat dan lemak. Berbagaibentuk olahraga meningkatkan metabolisme dan dapatmeningkatkan produksi panas sehingga terjadi peningkatansuhu tubuh. Olahraga berat yang lama seperti jalan jauhdapat meningkatkan suhu tubuh sampai 41 C.

12. Kadar Hormon

Umumnya wanita mengalami fluktuasi suhu tubuh yanglebih besar. Hal ini dikarenakan adanya variasi hormonalsaat siklus menstruasi. Kadar progesteron naik dan turunsesuai siklus menstruasi. Saat progesterion rendah suhutubuh dibawah suhu dasar, yaitu sekitar 1/10”nya. Suhuini bertahan sampai terjadi ovulasi. Saat ovulasi, kadarprogesteron yang memasuki sirkulasi akan meningkat danmenaikan suhu tubuh ke suhu dasar atau suhu yang lebihtinggi. Variasi suhu ini dapat membantu mendeteksi masasubur seorang wanita. Perubahan suhu tubuh juga terjadipada wanita saat menopause. Mereka biasanya mengalamiperiode panas tubuh yang intens dan perspirasi selama 30detik sampai 5 menit. Pada periode ini terjadipeningkatan suhu tubuh sementara sebanyak 4 C, yangsering disebut hotflases. Hal ini diakibatkanketidakstabilan pengaturan fasomor.

13. Stres

Stres fisik maupun emosianal meningkatkan suhu tubuhmelali stimulasi hormonal dan syaraf. Perubahanfisiologis ini meningkatkan metabolisme, yang akanmeningkatkan produksi panas. Klien yang gelisah akanmemiliki suhu normal yang lebih tinggi.

27

14. Perubahan suhu

Perubahan suhu tubuh di luar kisaran normal akanmempengaruhi titik pengaturan hypotalamus. Perubahan iniberhubungan dengan produksi panas berlebihan, kehilanganpanas berlebihan, produksi panas minimal, kehilanganpanas minimal, atau kombinasi hal di atas. Sifatperubahan akan mempengaruhi jenis masalah klinis yangdialami klien.

 

BAB III

PENUTUP

3.1..............................................Simpulan

Metabolisme adalah suatu proses komplek yang terjadididalam sel dimana terjadi perubahan makanan menjadi energi

28

dan panas melalui suatu proses kimia, berupa prosespembentukan dan penguraian zat didalam tubuh. Metabolismebertujuan untuk menghasilkan energi yang berguna bagikelangsungan hidup, baik tingkat seluler (pembelahan sel,transpor molekul ke luar dan ke dalam sel) maupun tingkatindividu (membaca, menulis, berjalan, berlari, dsb).Sedangkan energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha.

Keseimbangan energi di perlukan dalam tubuh manusia.Energi yang ada di dalam tubuh kita di katakan seimbangapabila energi yang masuk melalui makanan yang di makansama besar dengan energi yang dikeluarkan oleh tubuh untukkelangsungan hidup. Keadaan energi yang seimbang didalamtubuh ini akan menghasilkan berat badan ideal/ normal.

Basal metabolisme atau sering disebut dengan EnergiPengeluaran Basal (Basal Energy Expenditure [BEE])merupakan jumlah keseluruhan aktivitas metabolisme dalamkeadaan istirahat fisik dan mental. Kecepatan metabolismebergantung pada kegiatan seseorang, ketegangan saraf jugamerupakan faktor penting yang mempengaruhi pernapasan dankerja jantung. Ada beberapa penyakit kelainan tiroid,kegiatan kelenjar tiroid yang berlebihan menaikkankecepatan metabolisme, misalnya penyakit hipertiroidisme.Pada penyakit kreatinisme dan miksedema, kecepatanmetabolisme akan menurun.

Kecepatan metabolisme dipengaruhi oleh banyak faktoryaitu Ukuran tubuh dan Berat Tubuh, umur suhu lingkunganyang tinggi atau rendah, jenis kelamin, iklim, tidur ,pengerahan otot selama atau sebelum pengukuran, hormon dll.

Homeostasis adalah suatu kondisi keseimbangan internalyang ideal, di mana semua sistem tubuh bekerja danberinteraksi dalam cara yang tepat untuk memenuhi semuakebutuhan dari tubuh. Semua organisme hidup berusaha untukhomeostasis. Ketika homeostasis terganggu (misalnya sebagairespon terhadap stressor), tubuh mencoba untukmengembalikannya dengan menyesuaikan satu atau lebih prosesfisiologis dari mulai pelepasan hormon-hormon sampai reaksifisik seperti berkeringat atau terengah-engah. Prinsip

29

mekanisme kontrol homeostasis dalam bidang fisiologiditentukan oleh 3 faktor penting, yaitu reseptor, pusatkontrol dan efektor.

Produksi panas merupakan suatu fungsi metabolismeenergi.  Dalam keadaan istirahat kira-kira 56% dari panasbasal dihasilkan oleh organ-organ dalam dan hanya kira-kira18% yang dihasilkan oleh otot dan kulit.  Pada waktupengerahan tenaga, terjadi peningkatan produksi panasakibat  peningkatan aktivitas otot  sebanyak 90%. Agar suhu tubuh tetap konstan, panas harus dihilangkan kelingkungan dengan laju yang sama dengan yang dihasilkan.Kegagalan mengontrol suhu tubuh dapat menyebabkanserangkaian perubahan fisiologis.  Sebagai contoh, suhutubuh di bawah 360C atau di atas 400C dapat menyebabkandisorientasi, sedangkan  suhu di atas 420C menyebabkan sawandan kerusakan sel yang permanen. Oleh karena itu, ketikakondisi lingkungan meningkat di atas atau turun di bawah“ideal” tubuh harus mengontrol  perolehan atau pembuangan panas untuk mempertahankan homeostasis.

Suhu tubuh diatur oleh hipotalamus yang terletakdiantara dua hemisfer otak. Fungsi hipotalamus adalahseperti termostart. Suhu yang nyaman merupakan set pointuntuk operasi system pemanas. Penurunan suhu lingkunganakan mengaktifkan pemanas, sedangkan peningkatan suhu akanmematikan system pemanas tersebut. Pada umumnya penjalaransinyal suhu hampir selalu sejajar, namun tidak persis samaseperti sinyal nyeri. Sewaktu memasuki medulla spinalis,sinyal akan menjalar dalam traktus lissaueri sebanyakbeberapa segmen diatas atau dibawah dan selanjutnya akanberakhir terutama pada lamina I, II, III radiks dorsalissama seperti untuk rasa nyeri. Sesudah ada percabangan satuatau lebih neuron dalam medulla spinalis maka sinyal akanmenjalarkan keserabut termal asenden yang menyilang ketraktus sensorik anterolateral sesi berlawanan dan akanberakhir di (1) area reticular batang otak dan (2) kompleksvetro basal thalamus. Setelah dari thalamus sinyal dihantarkan ke hipotalamus. Dihipotalamus mengandung dua

30

pusat pengaturan suhu. Hipotalamus bagian anterior beresponterhadap peningkatan suhu dengan menyebabkan vasodilatasidan karenanya panas menguap. Sedangkan hipotalamus bagianposterior berespon terhadap penurunan suhu denganmenyebabkan vasokontriksi dan mengaktivasi pembentukanpanas lebih lanjut.

Suhu diatur oleh sistem syaraf dan sistem endokrin.Pada Sistem syaraf pemanasan dan pendinginan kulitmenstimulasi ujung syaraf yang sensitif terhadap suhudengan menghasilkan respon yang tepat – menggigil untukkedinginan, berkeringat untuk kepanasan.

Hipotalamus pada otak berespon terhadap suhu dari darahyang mengalir melewati kapiler-kapiler nya. Hipotalamusmengadung 2 pusat pengaturan suhu. Hipotalamus bagiananterior berespon terhadap peningkatan suhu denganmenyebabkan vasoladitasi dan karena nya panas menguap.Hipotalamus bagian posterior berespon terhadap penurunansuhu dengan menyebabkan vasokontriksi dan mengaktivasipembentukan panas lebih lanjut. Melalui hubungan denganotak tersebut, hipotalamus menerima stimulus dari talamusdan dapat melewati sistem syaraf otonom memodifikasiaktivitas humoner, sekresi keringat aktivitas kelenjar danotot-otot.

Sedangkan pada Sistem Endokrin, Medula adrenal dinginmeningkatkan sekresi adrenalin yang menstimulasimetabolisme dan karena nya dapat meningkatkan pembentukanpanas. Kelenjar tyroid dingin meningkatkan sekresitiroksin, dengan meningkatkan metabolisme dan pembentukanpanas.

3.2. Saran

Dengan adanya makalah ini mahasiswa dapat mengetahuidan menambah wawasannya tentang fisiologi metabolismeenergi dan pengaturan suhu tubuh. Makalah ini tidaklahsempurna oleh karena itu dengan banyaknya kekurangan dari

31

makalah ini, maka penulis mengharapkan masukan sertamemberikan perbaikan terhadap makalah penulis.

32