Homeostasis merujuk pada ketahanan atau mekanisme pengaturan lingkungan kesetimbangan dinamis dalam (badan organisme) yang konstan. Homeostasis merupakan salah satu konsep yang paling penting dalam biologi. Bidang fisiologi dapat mengklasifkasikan mekanisme homeostasis pengaturan dalam organisme. Umpan balik homeostasis terjadi pada setiap organisme.
Terdapat 2 jenis keadaan konstan atau mantap dalam homeostasis, yaitu:
1. Sistem tertutup - Keseimbangan statis o Di mana keadaan dalam yang tidak berubah seperti botol tertutup.
2. Sistem terbuka - Keseimbangan dinamik o Di mana keadaan dalam yang konstan walaupun sistem ini terus berubah
contohnya seperti sebuah kolam di dasar air terjun.
Organisme mempunyai 2 lingkungan, yaitu:
1. Lingkungan luar yaitu lingkungan yang mengelilingi organisme secara keseluruhan. Organisme akan hidup berkelompok dengan organisme-organisme (biotik) dan objek-objek yang mati (abiotik).
2. Lingkungan dalam yaitu lingkungan dinamis dalam badan manusia yang terdiri dari fluida yang mengelilingi komunitas sel-sel yang membentuk badan.
Biotik ialah komponen hidup yang meliputi semua organisme hidup. Contoh komponen biosis ialah:
Manusia Tumbuhan Hewan
Abiotik ialah komponen mati, antara lain:
Suhu Nilai pH Cahaya Kelembapan Topografi Iklim
Homeostasis
Organisme unisel tidak dapat bertahan hidup dalam lingkungan yang berubah-ubah karena memiliki sedikit atau hampir tidak memiliki mekanisme perlindungan terhadap lingkungannya. Namun organisme multisel yang kompleks, seperti manusia, dapat hidup di lingkungan yang berubah-ubah karena mempunyai kemampuan mempertahankan keadaan lingkungan dalamnya (milieu interieur). Hal ini akan melindungi sel-sel yang letaknya di dalam tubuh dari perubahan lingkungan luar (milieu exterieur) sehingga menjamin kelangsungan hidup sel-sel tubuh. Pentingnya lingkungan dalam yang stabil telah dikemukakan oleh Claude Bernard, seorang ahli ilmu faal Perancis pada tahun 1859. Dengan mempertahankan lingkungan dalam yang relatif stabil, organisme multisel yang kompleks dapat hidup bebas di lingkungan luar yang sangat bervariasi. Ahli ilmu faal Amerika Serikat Walter Cannon menyebutkan upaya mempertahankan keadaan lingkungan dalam yang stabil ini dengan homeostasis, yang berasal dari kata Yunani homeo (sama) dan stasis (mempertahankan keadaan). (Minarma Siagian, 2004).Homeostasis adalah suatu sistem terbuka atau suatu sistem yang tertutup terutama suatu organisme hidup, yang mengatur lingkungan internalnya supaya memelihara suatu kondisi stabil yang tetap. Berbagai keseimbangan dinamis, penyesuaian, dan mekanisme peraturan. Istilah adalah coined di (dalam) 1932 oleh Walter Bradford Meriam dari Yunani, Homoios yang berarti sama, seperti, suka menirukan dan stasis yang berarti untuk berdiri, mengambil sikap. Sel tubuh mengambil nutrien dari larutan di sekitarnya misalnya plasma atau cairan ekstravaskuler lainnya. Batas konsentrasi bervariasi tergantung pada kebutuhan jaringan. Konsep pengaturan tersebut telah diajukan 100 tahun yang lalu oleh Claude Bernard dan oleh W.N. Cannon pada tahun 1920 dengan istilah homeostasis. Definisi homeostasis adalah proses pengaturan berbagai kondisi fisiologis yang membantu mempertahankan keadaan normal, jika kondisi tersebut terganggu.
Homeostasis merupakan konsep terpenting dalam sejarah perkembangan biologi. Hal itu memberikan kerangka konseptual guna menginterpretasikan berbagai data fisiologis dalam tubuh hewan. Evolusi homeostasis dan sistem fisiologis yang memelihara homeostasis tersebut merupakan faktor penting agar hewan dapat hidup baik dalam lingkungan yang sesuai guna mendukung proses fisiologis, maupun dalam lingkungan yang kurang sesuai bagi proses kehidupan.Fenomena pemeliharaan lingkungan internal tubuh hewan yang disebut homeostasis ini dilakukan oleh semua spesies hewan, secara terus menerus.Homeostasis adalah keseimbangan antara beberapa kekuatan yang bertujuan menjaga kestabilan kondisi tertentu yang disebut sehat. Hampir setiap fungsi tubuh makhluk hidup mempertahankan dirinya melalui sistem homeostasis.
Canon mengajukan 4 postulat yang mendasari homeostasis, yaitu: 1. Peran sistem saraf dalam mempertahankan kesesuaian lingkungan dalam dengan kehidupan.2. Adanya kegiatan pengendalian yang bersifat tonik.3. Adanya pengendalian yang bersifat antagonistik.4. Suatu sinyal kimia dapat mempunyai pengaruh yang berbeda di jaringan tubuh yang berbeda
Selain itu Cannon mengajukan beberapa parameter yang diatur secara homeostatik,yaitu faktor-
faktor lingkungan yang mempengaruhi sel dan yang dibutuhkan sel, serta adanya sekresi internal. Hal-hal yang diajukan oleh Cannon ini sekarang telah terbukti ada dalam tubuh. Dalam menyelenggarakan homeostasis ini tubuh harus senantiasa memantau adanya perubahan-perubahan nilai berbagai parameter, lalu mengkoordinasikan respons yang sesuai sehingga perubahan yang terjadi dapat diredam. Untuk itu sel-sel tubuh harus mampu berkomunikasi satu dengan lainnya. Komunikasi antar sel ini merupakan media yang menopang pengendalian fungsi sel atau organ tubuh.Pemeliharaan lingkungan internal tubuh hewan meliputi mekanisme fisiologi berbagai organ dan mencakup proses fisiologi pada level sel. Organisme uniseluler yang hidup di habitat perairan juga menunjukkan homeostasis. Protozoa dapat hidup dalam lingkungan air tawar dan lingkungan lain yang lebih buruk karena konsentrasi garam, gula, asam amino dan bahan terlarut lainnya diregulasi oleh permeabilitas selaput sel, pengangkutan aktif dan mekanisme lainnya. Permeabilitas selaput, transport aktif memelihara kondisi intraseluler untuk senantiasa berada dalam batas-batas yang sesuai untuk kebutuhan metabolik sel.1. Biological HomeostasisPemeliharaan homeostasis tentang kondisi – kondisi jasmani internal di dalam batas dapat di tolerir adalah satu karakteristik pokok makhluk hidup. Homeostasis tergantung pada interaksi dan tindakan yang dinamis sejumlah badan sistem. Faktor seperti temperatur, berkadar garam, kadar keasaman, bahan gizi lebih dan memboroskan ukuran semua mempengaruhi suatu kompleks kemampuan organisme untuk menopang hidup. Mengenai parameter sistem hidup diberi, suatu oeganisme mungkin adalah suatu penyesuaian diri atau suatu pengantar. Usaha pengatur untuk memliharaparameter pada suatu tingkatan tetap diatas variasi berkenaan dengan luas lingkungan. Pada sisi lain, pihak yang bersangkutan mengizinkan lingkungan untuk menentukan parameter itu.Suatu keuntungan dari peraturan homeostasis yaitu mengizinkan suatu organisme untuk berfungsi secara efektif di suatu jangkauan luas dari kondisi – kondisi lingkungan. Sebagai contoh, ectoterms cenderung untuk menjadi melempem pada temperatur rendah, sedang suatu endoterms co-located mungkin secara penuh aktif. Stabilitas yang berkenaan dengan panas itu datang sejak suatu pengatur otomatis sistem memerlukan energi tambahan. Satu alasan mengapa ular boleh makan hanya sekali seminggu adalah bahwa mereka menggunakan sangat sedikit energi untuk memelihara homeostasis.
Pengendalian yang paling sederhana terjadi secara lokal (intrinsik), yaitu yang dilakukan dengan komunikasi antar sel yang berdekatan. Pengendalian jarak jauh (ekstrinsik) lebih kompleks dan dimungkinkan melalui refleks yang dapat melibatkan sistem saraf (lengkung refleks) maupun sistem endokrin (pengaturan umpan balik). Pengaturan umpan balik negatif (negative feedback) merupakan pengaturan penting dalam homeostasis. Dalam pengaturan umpan balik negatif ini, sistem pengendali senantiasa membandingkan parameter yang dikendalikan (misalnya suhu tubuh, atau tekanan darah) dengan nilai setpoint (misalnya kisaran nilai normalnya). Perubahan-perubahan parameter yang dikendalikan akan mencetuskan respons yang melawan perubahan sehingga mengembalikan parameter tersebut pada nilai setpoint. Selain itu, ada juga pengaturan umpan balik yang positif (positive feedback). Pengaturan ini tidak bersifat homeostatik karena akan memperbesar respons, sampai ada faktor luar yang menghentikan lingkaran setan ini (Minarma Siagian, 2004).
Selain mekanisme feedback, metode fisiologis lain yang terpenting untuk mengendalikan kondisi
internal hewan adalah feedforward. Untuk mengurangi gangguan fisiologis, hewan menunjukkan perilaku yang mencegah terjadinya gangguan tersebut, jadi feedforward merupakan aktivitas antisipatif. Contohnya, sambil makan biasanya hewan minum juga. Masuknya pakan kedalam meningkatkan osmolaritas isi saluran pencernaan yang dapat menyebabkan hilangnya air dari cairan tubuh (melalui osmosis), mengakibatkan dehidrasi dan kesetimbangan osmotik terganggu. Segera setelah makan atau sambil, umumnya hewan minum air untuk mengurangi gangguan homeostasis cairan tubuh. Perilaku menghindari makanan yang menyebabkan muntah membantu hewan untuk memelihara homeostasis.Homeostasis dipertahankan oleh berbagai proses pengaturan yang melibatkan semua sistem organ tubuh melalui pengaturan keimbangan yang sangat halus namun bersifat dinamis (dynamic steady state). Setpoint misalnya, tidak selalu sama, dan dapat berubah bergantung dari kebutuhan saat itu. Irama biologi, seperti irama sirkadian misalnya, merupakan contoh dari perubahan setpoint ini. Pengaturan juga tidak hanya melalui umpan balik, tetapi dapat bersifat ke depan (feedforward control) yang memungkinkan tubuh mengantisipasi perubahan yang akan datang. Bahkan besar respons juga dapat dimodulasi melalui up-regulation atau down-regulation jumlah dan/atau kinerja reseptor sel. Semua mekanisme kendali homeostasis sedikitnya tiga komponen saling tergantung untuk variabel yang sedang diatur. Sel yang peka rangsangan menjadi komponen yang merasakan, yang memonitor dan bereaksi terhadap perubahan di lingkungan itu. Ketika sel yang peka rangsangan pikiran sehat adalah suatu stimulus, mengirimkan informasi kepada pusat kendali, komponen yang menetapkan cakupan dimana suatu variabel dirawat. Pusat kendali menentukan suatu tanggapan sesuai kepada stimulus itu. Hasil tanggapan itu memberi makan kepada sel yang peka rangsangan yang manapun penambahan itu dengan umpan balik positif atau penekanan dengan umpan balik negatif.Homeostasis ini pada dasarnya adalah untuk menstabilkan cairan di sekitar sel-sel organisme multisel yaitu cairan ekstrasel (CES), yang merupakan interface antara sel dan lingkungan luar. Sel-sel tubuh selain harus selalu basah, harus pula mengandung zat-zat terlarut tertentu (solut) dalam kadar yang tertentu pula demi kelangsungan proses-proses dalam sel. Oleh karena itu parameter CES yang harus dipertahankan melalui homeostasis adalah:1. kadar nutrien2. kadar O2 dan CO23. kadar sisa metabolisme4. pH5. kadar air, garam dan elektrolit lainnya6. Suhu7. volume dan tekananBanyak penyakit diakibatkan oleh gangguan homeostasis, suatu kondisi mengenal sebagai ketidakseimbangan homeostasis. Seperti berbagai zaman, tiap – tiap organisme akan kehilangan efisiensi dalam sistem kontrolnya. Pemborosan yang secara berangsur – angsur mengakibatkan suatu lingkungan internal tidak stabil yang meningkatkan resiko untuk penyakit. Sebagai tambahan, ketidakseimbangan homeostasis adalah juga bertanggungjawab untuk perubahan fisik dihubungkan dengan mengeram.Lebih serius lagi dibanding penyakit dan karakteristik lain mengeram, apakah kematian. Kegagalan hati telah dilihat jika umpan balik negatif mekanisme nominal telah meliputi, dan umpan balik positif mekanisme bersifat merusak yang kemudian berlebih.Hampir semua penyakit merupakan kegagalan tubuh mempertahankan homeostasis. Keberadaan
seseorang di lingkungan sangat dingin tanpa pakaian dan perlindungan dapat berakibat fatal jika tubuhnya gagal mempertahankan suhu sehingga suhu inti tubuh turun. Hal ini disebabkan oleh terganggunya proses-proses (ensimatik) sel yang sangat bergantung kepada suhu tertentu. Contoh lain adalah, kehilangan darah dalam jumlah yang kecil mungkin tidak fatal karena tubuh masih mampu mengkompensasi kehilangan tersebut dengan cara meningkatkan tekanan darah, mereabsorpsi cairan di ginjal dan lain sebagainya. Tetapi bila kehilangan darah terjadi dalam jumlah yang besar, upaya kompensasi tubuh mungkin tidak memadai sehingga berakibat fatal. Tanggung jawab dokter dan paramedis adalah untuk membantu mempertahankan homeostasis. Berbagai indikator homeostasis akan dipantau di unit intensif ini, seperti frekuensi denyut jantung, tekanan darah, frekuensi pernapasan, suhu tubuh, kimia darah, dan masuk-keluarnya cairan tubuh. Tujuan unit ini adalah untuk mengambil alih fungsi homeostasis yang tidak dapat dilaksanakan oleh pasien yang sedang sakit parah sehingga tidak mampu melakukan proses homeostasis sendiri.Contoh homeostasis yang ringkas ialah apabila cuaca panas, sistem kulit akan merespon dengan mengeluarkan peluh melalui kelenjar keringat pada epidermis kulit untuk mencegah suhu darahnya meningkat, pembuluh darah akan mengembang untuk mengeluarkan panas ke sekitarnya, hal ini juga menyebabkan kulit berwarna merah. Selain itu apabila kadar glukosa dalam darah telah habis atau berkurang dari jumlah tertentu, hati akan dirangsang oleh insulin untuk mengubah glikogen menjadi glukosa supaya dapat digunakan sebagai tenaga untuk kontraksi otot. Stabilitas lingkungan internal tubuh hewan harus senantiasa dijaga dalam kisaran yang sempit, agar dapat hidup dengan baik dalam habitatnya. Sel-sel dalam tubuh hewan dijaga sedemikian rupa sehingga tidak saja senantiasa berada dalam suhu yang konstan, tetapi pH, konsentrasi gula, tekanan osmotic, konsentrasi ion dan sebagainya juga dalam kondisi konstan.2. Variasi HomeostatisTeori energi yang dinamis untuk anggaran oerganisasi yang berkenaan dengan metabolisme menggambarkan struktur satu atau lebih cadangan di dalam suatu organisme. Perumusannya didasarkan pada tiga format homeostasis:a. Homeostasis kuat, adalah jika cadangan dan struktur tidak berubah di dalam komposisi. Karena jumlah struktur dan cadangan dapat bertukar- tukar, ini mengizinkan perubahan dalam komposisi dari badan utuh sebagai diterangkan oleh teori anggaran energi yang dinamis.b. Homeostasis lemah, adalah dimana perbandingan dari sejumlah struktur dan cadangan menjadi tetap sepanjang ketersediaan makanan tetap, bahkan ketika organisme tumbuh. Alat – alat ini yang keseluruhan komposisi badan adalah tetap selama pertumbuhan di dalam lingkungan tetap.c. Homeostasis struktural, berarti bahwa sub individu struktur tumbuh selaras dengan keseluruhan individu, proporsi sanak keluarga tetap.3. Homeostasis Reaktif.Contoh penggunaan: “homeostasis reaktif adalah suatu tanggapan segera bagi suatu tantangan homeostasis seperti predator”. Bagaimanapun, dimanapun homeostasis mustahil tanpa reaksi, sebab homeostasis adalah reaksi umpan balik. Ungkapan “homeostasis reaktif”secara singkat yaitu : reaksi timbal balik yang menjaga kestabilan homeostatis. Yaitu pendirian ulang suatu titik homeostatis yang tidak dikacaukan oleh suatu titik terpisah.4. Tekanan HomeostasisPara sosiolog dan psikolog boleh mengacu pada cara menekan homeostasis, kecenderungan suatu populasi atau perorangan untuk tinggal bertahan pada suatu tingkatan tekanan tertentu,
sering membangkitkan tiruan menekankan jika yang dialami tingkatan tekanan bukanlah cukup. Jean Francois Lyotard, ahli teori modern telah menerapkan istilah ini ke masyarakat ‘pusat kuasa’ bahwa ini jenis ‘yang diatur oleh suatu prinsip homeostasis’. Sebagai contoh hirarki yang ilmiah, yang kadang – kadang mengabaikan suatu penemuan baru radikal yang bertahun – tahun sebab itu masyarakat sebelumnya menerima norma – norma.5. Sisa HomeostasisAndrew, pembuat barang – barang tembikar telah menggunakan istilah barang sisa pada homeostasis berhubungan dengan ketiadaan netto yang diperoleh dari teknologi penghematan energi. Tahun 2007, studi mengakui temuan yang menunjukkan secara klinis bersifat percakapan homeostasis dimana orang – orang seperti pasangan memadatkan pidato atau suara mereka yang terbanyak bahwa mereka benar – benar lebih buruk pada informasi roman yang berkomunikasi dibanding orang asing, selagi tidak sedang menyadari akan masalah ini.6. Metabolisme HomeostasisBeberapa obat herbal atau kedokteran relah mengenalkan berbagai fungsi sebagai pengatur berkenaan dengan metabolisme tidak beracun yang dapat tingkatkan berkenaan dengan metabolisme homeostasis selama stress. Homeostasis sudah cukup terkenal, namun terdapat berbagai homeostasis biokimia misalnya proses buffer cairan tubuh akibat adanya asam atau alkali, atau pengaturan konsentrasi glukosa plasma. Selama kondisi lingkungan sel normal, maka sel akan berfungsi sebagaimana mestinya. Karena alur metabolisme terdiri dari sejumlah reaksi yang dikatalisasi oleh enzim maka pengaturan metabolisme lebih menyangkut perubahan aktivitas enzim.Terdapat empat faktor yang mempengaruhi jalannya metabolisme dalah tubuh adalah :a. Ketersediaan substratb. Pemindahan produkc. Ketersediaan kofaktord. Pengaturan umpan balik yang terkait dengan jumlah produk dan aktivitas enzim.Homeostasis terdiri dari homeostasis fisiologis dan psikologis.1. Homeostasis FisiologisHomeostasis fisiologis dalam tubuh manusia dapat dikendalikan oleh sistem endokrin dan saraf otonom. Prosesnya terjadi melalui empat cara, yaitu :a. Pengaturan Dini. Sistem ini terjadi secara otomatis pad orang yang sehat. Contohnya : proses pengaturan fungsi organ tubuh.b. Kompensasi Tubuh akan cenderung bereaksi terhadap ketidaknormalan yang terjadi didalamnya. Misalnya apabila secara tiba – tiba lingkungan menjadi dingin, mak pembuluh darah perifer akan mengalami konstriksi dan merangsang pembuluh darah bagian dalam untuk meningkatkan kegiatan (misalnya menggigil) yang dapat menghasilkan panas sehingga suhu tubuh tetap stabil, pelebaran pupil untuk meningkatkan persepsi visual pada saat terjadi ancaman terhadap tubuh, dan peningkatan keringat untuk mengontrol kenaikan suhu tubuh.c. Umpan Balik Negatif. Proses ini merupakan penyimpangan dari keadaan normal. Dalam keadaan abnormal, tubuh secara otomatis akan melakukan mekanisme umpan balik untuk menyeimbangkan penyimpanan yang terjadi.d. Umpan balik untuk mengkoreksi ketidakseimbangan fisiologis. Contoh, apabila seseorang mengalami hipoksia akan terjadi proses peningkatan denyut jantung untuk membawa darah dan oksigen yang cukup ke sel tubuh.2. Homeostasis PsikologisBerfokus pada keseimbangan emosional dan kesejahteraan mental. Proses ini didapat dari
pengalaman hidup dan interksi dengan orang lain serta dipengaruhi oleh norma dan budaya masyarakat. Contohnya adalah mekanisme pertahanan (koping) diri seperti menangis, tertawa, berteriak, memukul dan lain – lain.Hewan berdasarkan kemampuan untuk mengatur suhu tubuhnya dibagi menjadi homeotermik dan poikilotermik. Homeotermik adalah hewan yang mengalami kehilangan panas lebih lambat dibanding laju produksi panas internalnya. Sedangkan poikilotermik adalah hewan yang laju kehilangan panasnya lebih cepat dibanding laju produksi internalnya. Hewan poikilotermik melakukan konfirmitas suhu untuk menghadapi fluktuasi suhu lingkungan sedangkan hewan homeotermik melakukan regulasi suhu (termoregulasi). Pada hewan homeotermik termoregulasi dilakukan menggunakan air plasma. Air merupakan zat yang dapat menyerap banyak panas. Dengan sedikit saja mengalami perubahan suhu. Air plasma akan menyerap kelebihan panas metabolik, kemudian mengangkutnya ke kulit dan paru-paru untuk dibuang. (Soewolo,2000)Pada hewan ada mekanisme yang mempengaruhi kecepatan panas tubuh guna menstabilkan suhu tubuhnya (termoregulasi), diantaranya:1. Mekanisme tingkah laku2. Mekanisme otonomik, seperti mempercepat metabolisme simpanan energi.3. Mekanisme adaptif atau aklimatisasi, yang lebih lamban dibandingkan mekanisme yang lain. Yaitu memproduksi penambahan panas pada metabloisme basal.
Kecepatan transfer panas ke dalam atau keluar tubuh dipengaruhi oleh tiga faktor:1. Luas permukaan. Luas permukaan per gram berbanding terbalik dengan peningkatan massa tubuh. Ini berarti bahwa hewan kecil memiliki suatu aliran panas lebih tinggi per unit berat tubuh.2. Perbedaan suhu. Makin dekat seekor hewan menjaga suhu tubuhnya ke suhu lingkungan makin sedikit panas akan mengalir ke dalam atau keluar tubuhnya.3. Konduktansi panas spesifik permukaan tubuh hewan. Permukaan jaringan poikiloterm memiliki konduktansi panas yang tinggi, sehingga hewan ini memiliki suhu tubuh mendekati suhu lingkungan (kecuali apabilal hewan berjemur di panas matahari).Hewan homeoterm memiliki bulu, rambut atau lapisan lemak untuk mengurangi konduktansi permukaan tubuhnya. Insulasi seperti ini menimbulkan perbedaan suhu antara pusat tubuh dengan lingkungan hewan yang berjarak beberapa milimeter atayu sentimeter, sehingga perbedaan temperatur kurang besar, jadi kecepatan aliran panas dikurangi. Sifat yang penting dari rambut dan bulu adalah menyerap dan menahan panas, sehingga memiliki konduktivitas panas yang rendah, jadi tidak merambatkan panas.
Termoregulasi Termoregulasi pada heawan poikiloterm.Suhu tubuh hewan poikilotermik ditentukan oleh keseimbangannya dengan kondisi suhu lingkungannya, dan berubah seperti berubah-ubahnya suhu lingkungan. Pada hewan poikiloterm air, misalnya kerang, udang, dan ikan, suhu tubuhnya sangat ditentukan oleh keseimbangan konduktif dan konvektif dengan air mediumnya, dan suhu tubuhnya mirip suhu air. Hewan memproduksi panas internal secara metabolik, dan ini mungkin meningkatkan suhu tubuh di atas suhu air. Namun air menyerap panas begitu efektif dan hewan poikilotermik tidak memiliki insulasi sehingga perbedaan suhu hewan dengan air sangat kecil.Paada hewan poikilotermik darat, misalnya katak, keong dan serangga, suhu tubuhnya dapat lebih mendekati suhu udara lingkungan. Input radiasi panas dari matahari atau sumber lain
mungkin meningkatkan suhu tubuh di atas suhu lingkungan, dan penguapan air melalui kulit dan organ-organ respiratori menekan suhu tubuh beberapa derajat di bawah suhu lingkungan.Hewan darat dapat memelihara keseimbangann tubuh dengan mengurangi penguapan dan kehilangan panas lewat konduksi dan memaksimalkan penambahan panas melalui radiasi dan panas metabolik. Sianar matahari digunakan oleh serangga dan reptil sebagai sumber eksternal tubuhnya. Untuk meningkatkan jumlah panas yang dapat diserap, hewan tergantung pada warna tubuh dan orientasinya relatif terhadap matahari. Banyak hewan yang dapat merubah warna kulitnya melalui penyebaran dan kontraksi sel-sel pigmen hitam paada kulitnya. Karena hampir separuh energi matahari berada dalam cahaya tampak, kulit berwarana gelap akan menyerap energi panas matahri daripada berwarna cerah.
Termoregulasi pada hewan homeoterm.Hewan homeoterm mempunyai suhu tubuh yang konstan pada berbagai suhu lingkungan yang berubah-ubah. Kebnyakan burung dan mamalia dan lingkungannya yang normal akan mempertahankan suhu tubuhnya di atas duhu lingkungannya. Suhu bagian dalam mamalia umunya berkisar antara 37-40o C, sedangkan golongan burung mempunyai suhu tubuh sedikit lebih tinggi yaitu 41-42,5o C.Kondisi homeotermik menyangkut keseimbangan yang serasi antar dua faktor, yaitu”1. Produksi panas2. Kehilangan panasLaju produksi panas dan kehilangan panas pada hewan sangat bervariasi, tergantung pada kondisi lingkungannya (panas, dingin), aktivitasnya (diam, aktif). Untuk memelihara keseimbanagn suhu tersebut, hewan homeoterm melakukan regulasi kimiawi dan regulasi fisik. Regulasi kimiawi menyangkut produksi panas metabolik, sedangkan regulasi fisik menyangkut kegiatan fisik untuk memodifikasi kehilangan panas.
Respon terhadap dingin dan panas.Jika hewan homeoterm dihadapkan pada suhu lingkungan yang ekstrem, maka tingkat aktivitas termiregulatori untuk memelihara kekonstanan suhu tubuhnya meningkat sesuai dengan perubahan suhu lingkungan. Hewan endoterm dapat meregulasi suhu tubuhnya dengan mengatur kecepatan kehilangan panas melalui pengaturan hantaran permukaan tubuh. Penyesuaian ini termasuk respon-respon seperti respon vasomotor, perubahan pose tubuh, regulasi pilomotor, dan kefektivan insulasi bulu dan rambut. Dalam rentangan suhu ini bulu dan rambut ditegakkan oleh otot pilomotor dalam kulit untuk menyediakan lapisan udara tenang yang tebal, dan pada ujung atas rentangan suhu ini bulu dan rambut ditempelkan ke kulit.Bila suhu lingkungan diturunkan, hewan endoterm akan merespon dengan berbagai reflek yang cenderung mengkonservasi panas. Pembuluh darah di kulit akan menyempit, rambut dan bulu dapat berdiri, dan hewan akan mempersempit permukaan tubuhnya yang bersinggungan dengan udara. Misalnya menekuk tubuhnya dan menyembunyikan anggota tubuh.Pada suhu yang moderat kecepatan basal produksi panas seimbang dengan kehilangan suhu ke lingkungan. Rentangan suhu moderat ini disebut zona suhu netral. Di bawah suhu netral hewan, endoterm meningkatkan produksi panas di atas tingkat basal agar mengimbangi kehilangan panas (termogenesis). Produksi panas akan meningkat secara linier dengan penurunan suhu sampai di bawah suhu kritis bawah. Antara zona suhu netral dengan suhu kritis bawah ini disbut dengan zona regulasi metabolik. Bila suhu lingkungan berada dibawah suhu kritis bawah, mekanisme regulasi akan gagal, tubuh mendingin, kecepatan metabolik turun. Dalam keadaan ini
hewan berada dala zona hipotermia. Dimana produksi panas metabolik tidak dapat mengimbangi turunnnya suhu lingkungan.Bila suhu lingkungan naik lebih tinggi dari suhu netral, maka hewan akan melakukan aktivitas yang cenderung melepaskan (membuang) panas, misalnya masuk ke dalam air dan sebagainya. Peningkatan suhu hanya dapat ditoleransi oleh hewan homeoterm sampai suhu kritis atas. Antasa zona suhu netral dengan suhu kritis atas disebut zpna termoregulasi fisik. Di atas zona ini pelepasan panas oleh hewan tidak dapat mengimbangi naiknya suhu lingkunan sehingga suhu tubug akan ikut naik.
Termoregulasi pada hewan HeterotermikHeterotermik adalah hewan yang mampu memproduksi panas indotermik dalam berbagai tingkat, tetapi umumnya tidak meregulasi suhu tubuhnya dalam rentangan pendek. Heterotermik mungkin dapat dibedakan menjadi dua kelompok: heterotermik temporal dan heterotermik regional. heterotermik temporal merupakan suatu kategori yang luas, dimana suhu tubuh hewan dapat berbeda setiap saat, misalnya terdapat pada serangga terbang, phyton dann beberapa ikan. Swdangkan heterotermuk regional sebenarny adalah poikilotermik seperti teleostei besar yang dapat mncapai suhu tubuh dalam (suhu jaringan dalam) cukup tinggi melalui aktivitas otot. Contoh pada ikan hiu, tuna dan pada serangga terbang.Keseimbangan OksigenPada manusia, oksgen maksimal yang mampu diikat oleh darah adalah 20,2 mL O2 /100 mL darah. Jika manusia menghirup oksigen lebih banyak dari kapasitas tersebut, maka oksigen akan dikeluarkan kembali bersama CO2 dan uap air melalui system respirasi. Sedangkan jika kebutuhan oksigen meningkat melebihi kapasitas tersebut maka manusia akan melakukan proses respirasi lebih cepat, untuk memperoleh oksigen yang lebih banyak. Bila kebutuhan oksigen meningkat, maka ventilasi organ respirasi harus ditingkatkan. Demikian juga, bila konsentrasi oksigen turun, hewan harus mengkompensasi dengan meningkatkan ventilasi atau dengan meningkatkan jumlah oksigen yang diekstraksi dari udara respirasi atau keduanya.Pada hewan homoiotherm, ventilasi paru – paru sangat ditentukan oleh oksigen. Tetapi yang menarik adalah bahwa factor yang mempengaruhi pengaturan ini adalah konsentrasi karbon dioksida dalam udara paru – paru. Oksigen memiliki efek yang sangat kecil terhadap ventilasi, hal ini ditunjukkan: bila pada udara inhalasi, oksigennya dikurangi 2,5% dari 21% maka pengurangan ini tidak menyebabkan perubahan pada ventilasi.Pusat pengendali pernafasan pada mamalia terdapat dalam medulla oblongata dan pons varollii. Pusat pernafasan tersebut terdiri dari sejumlah sel – sel saraf yang terpisah menjadi pusat – pusat inspirasi dan pusat ekspirasi yang kerjanya berlawanan. Bila neuron inspirasi mengirimkan impuls ke otot-otot pernafasan, maka pengiriman impuls lewat neuron inhibitori dihentikan. Sebaiknya bila aktivitas neuron inspiratori istirahat, maka neuron ekspiratori menjadi aktif.
Conformer dan Regulator Jika hewan air dipaparkan dalam lingkungan yang mengalami perubahan (misalnya perubahan salinitas medium, perubahan kandungan oksigen terlarut, perubahan suhu medium, dll.), maka hewan tersebut dapat memberikan respon konformitas atau regulasi. Perubahan lingkungan eksternal dapat menginduksi perubahan internal tubuh hewan sesuai dengan kondisi eksternal.
1. Conformer
Hewan yang memungkinkan kondisi internalnya berubah bilamana menghadapi variasi lingkungan eksternal disebut konformer (conformer). Suhu tubuh ikan akan rendah ketika berada dalam perairan yang dingin dan akan tinggi ketika berada dalam perairan yang hangat. Jadi, tiap sel dalam tubuh ikan tersebut harus mengatasi pengaruh perubahan suhu eksternal. Batas perubahan eksternal bagi hewan konformer dipengaruhi oleh toleransi jaringan tubuhnya terhadap perubahan internal yang disebabkan oleh adanya perubahan lingkungan eksternal.OsmoconformerBerbagai hewan air tidak dapat memelihara konsentrasi osmotik cairan internal tubuhnya jika salinitas mediumnya berubah-ubah. Bintang laut, Asterias, adalah hewan osmokonformer (osmoconformer) yang cairan internal tubuhnya dengan cepat mencapai kesetimbangan dengan air laut yang mengelilinginya. Hewan ini meningkatkan konsentrasi cairan tubuh jika berada dalam air bersalinitas tinggi dan menurunkan cairan tubuhnya bilamana berada dalam air bersalinitas rendah.OxyconformerCacing Annelida yang bersifat oksikonformer (oxyconformer), yakni hewan yang laju konsumsi oksigennya menyesuaikan dengan ketersediaan O2 terlarut di lingkungan eksternalnya. Jika Annelida berada dalam lingkungan perairan yang kaya akan oksigen, maka konsumsi oksigennya meningkat, sebaliknya jika hewan tersebut berada dalam lingkungan yang kandungan oksigen terlarutnya rendah, konsumsi oksigennya menurun. 2. RegulatorHewan air yang termasuk regulator menggunakan mekanisme perilaku, biokimia maupun fisiologis untuk senantiasa menjaga kondisi internal tubuhnya ketika berada dalam kondisi lingkungan eksternal yang berubah, sehingga senantiasa dalam keadaan homeostasis. OsmoregulatorHewan yang bersifat osmoregulator memiliki konsentrasi cairan internal tubuh lebih tinggi dari konsentrasi mediumnya ketika berada dalam perairan dengan salinitas rendah, sebaliknya konsentrasi carian tubuhnya lebih rendah dari konsentrasi mediumnya ketika berada dalam salinitas tinggi.OxyregulatorOksiregulator yang meliputi hampir semua vertebrata senantiasa mempertahankan level konsumsi oksigen walaupun kandungan oksigen terlarut dalam mediumnya mengalami penurunan. Jika kandungan oksigen terlarut di mediumnya menurun terus sampai batas minimumnya, hewan air dapat teraklimasi menjadi conformer. Setelah teraklimasi, maka konsumsi oksigennya menurun manakala kandungan oksigen terlarut di lingkungan eksternalnya rendah. Diposkan oleh barbie netter di 19.16 Label: laporan
Homeostasis adalah keadaan yang relatif konstan di dalam lingkungan internal tubuh, dipertahankan secara alami oleh mekanisme adaptasi fisiologis. Adaptasi fisiologis terhadap stress adalah kemampuan tubuh untuk mempertahankan keadaan relatif seimbang. Kemampuan adaptif ini adalah bentuk dinamik dari ekuiliblrium lingkungan internal tubuh. Lingkungan internal secara konstan berubah, dan mekanisme adaptif tubuh secara kontinyu berfungsi untuk menyesuaikan diri terhadap perubahan ini dan untuk mempertahankan ekuilibrium atau homeostasis.
Homeostasis dipertahankan oleh mekanisme fisiologis yang mengontrol fungsi tubuh dan memantau organ tubuh. Untuk sebagian besar mekanisme ini dikontrol oleh sistem saraf dan endokrin dan tidak mencakup perilaku sadar. Tubuh membuat penyesuaian dalam frekwensi jantung, frekwensi pernapasan, tekanan darah, suhu tubuh, keseimbangan cairan dan elektrolit, sekresi hormon dan tingkat kesadaran yang semuanya ditujukan untuk mempertahankan adaptasi.
suatu kondisi keseimbangan internal yang ideal, di mana semua sistem tubuh bekerja dan berinteraksi dalam cara yang tepat untuk memenuhi semua kebutuhan dari tubuh. Semua organisme hidup berusaha untuk homeostasis. Ketika homeostasis terganggu (misalnya sebagai respon terhadap stressor), tubuh mencoba untuk mengembalikannya dengan menyesuaikan satu atau lebih proses fisiologis dari mulai pelepasan hormon-hormon sampai reaksi fisik seperti berkeringat atau terengah-engah. Sebagai contoh sederhana dari homeostasis, tubuh manusia menggunakan beberapa proses untuk mengatur suhu agar tetap dalam rentang yang optimal untuk kesehatan. Kenaikan atau penurunan suhu tubuh mencerminkan ketidakmampuan untuk mempertahankan homeostasis, dan masalah terkait. Stres berat atau lama dapat menyebabkan ketidakseimbangan parah kondisi keseimbangan ini. Hal ini dapat menyebabkan tidak hanya tekanan psikologis tetapi juga gangguan psikosomatis.
Dubos (1965) mengemukakan pandangan lebih lanjut ke sifat dinamis respons-respons tersebut. Dia mengatakan bahwa ada dua konsep yang saling mengisi : homestasis dan adaptasi. Homeostasis menekankan pada perlunya penyesuaian yang harus segera dilakukan tubuh untuk menjaga komposisi internal selalu dalam batas yang bisa diterima, sedangkan adaptasi lebih menekankan pada penyesuaian yang berkembang sesuai berjalannya waktu. Dubos juga menekankan bahwa ada batasan respon terhadap stimuli yang dapat diterima dan bahwa respon tersebut bisa berbeda pada setiap individu. Baik homestasis maupun adaptasi dangat diperlukan untuk dapat bertahan dalam dunia yang selalu berubah.
Homeostasis merupakan salah satu konsep yang paling penting dalam biologi, di mana Homeostasis merupakan kemampuan suatu organisme dalam mengatur dan menjaga keseimbangan lingkungan internalnya di bawah pengaruh perubahan lingkungan eksternalnya. Pengaturan keseimbangan ini dapat mempengaruhi fungsi-fungsi sel hingga sistem organ dari suatu organisme.
Homeostasis adalah suatu kondisi keseimbangan internal yang ideal, di mana semua sistem tubuh bekerja dan berinteraksi dalam cara yang tepat untuk memenuhi semua kebutuhan dari tubuh. Semua organisme hidup berusaha untuk homeostasis. Ketika homeostasis terganggu
(misalnya sebagai respon terhadap stressor), tubuh mencoba untuk mengembalikannya dengan menyesuaikan satu atau lebih proses fisiologis dari mulai pelepasan hormon-hormon sampai reaksi fisik seperti berkeringat atau terengah-engah. Sebagai contoh sederhana dari homeostasis, tubuh manusia menggunakan beberapa proses untuk mengatur suhu agar tetap dalam rentang yang optimal untuk kesehatan. Kenaikan atau penurunan suhu tubuh mencerminkan ketidakmampuan untuk mempertahankan homeostasis, dan masalah terkait. Stres berat atau lama dapat menyebabkan ketidakseimbangan parah kondisi keseimbangan ini. Hal ini dapat menyebabkan tidak hanya tekanan psikologis tetapi juga gangguan psikosomatis.
Homeostasis merujuk pada ketahanan atau mekanisme pengaturan lingkungan kesetimbangan dinamis dalam (badan organisme) yang konstan. Homeostasis merupakan salah satu konsep yang paling penting dalam biologi. Bidang fisiologi dapat mengklasifkasikan mekanisme homeostasis pengaturan dalam organisme. Umpan balik homeostasis terjadi pada setiap organisme.
Terdapat 2 jenis keadaan konstan atau mantap dalam homeostasis, yaitu:
Sistem tertutup – Keseimbangan statis
Di mana keadaan dalam yang tidak berubah seperti botol tertutup.
Sistem terbuka – Keseimbangan dinamik
Di mana keadaan dalam yang konstan walaupun sistem ini terus berubah contohnya seperti sebuah kolam di dasar air terjun.
Organisme mempunyai 2 lingkungan, yaitu:
Lingkungan luar yaitu lingkungan yang mengelilingi organisme secara keseluruhan. Organisme akan hidup berkelompok dengan organisme-organisme (biotik) dan objek-objek yang mati (abiotik).
Lingkungan dalam yaitu lingkungan dinamis dalam badan manusia yang terdiri dari fluida yang mengelilingi komunitas sel-sel yang membentuk badan.
Biotik ialah komponen hidup yang meliputi semua organisme hidup. Contoh komponen biosis ialah:
ü Manusia
ü Tumbuhan
ü Hewan
Abiotik ialah komponen mati, antara lain:
ü Suhu
Suhu menunjukkan derajat panas benda. Mudahnya, semakin tinggi suhu suatu benda, semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis, suhu menunjukkan energi yang dimiliki oleh suatu benda. Setiap atom dalam suatu benda masing-masing bergerak, baik itu dalam bentuk perpindahan maupun gerakan di tempat berupa getaran. Makin tingginya energi atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut.
ü Nilai pH
pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Ia didefinisikan sebagai kologaritma aktivitas ion hidrogen (H+) yang terlarut. Koefisien aktivitas ion hidrogen tidak dapat diukur secara eksperimental, sehingga nilainya didasarkan pada perhitungan teoritis. Skala pH bukanlah skala absolut. Ia bersifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar yang pH-nya ditentukan berdasarkan persetujuan internasional.
Konsep pH pertama kali diperkenalkan oleh kimiawan Denmark Søren Peder Lauritz Sørensen pada tahun 1909. Tidaklah diketahui dengan pasti makna singkatan “p” pada “pH”. Beberapa rujukan mengisyaratkan bahwa p berasal dari singkatan untuk powerp (pangkat), yang lainnya merujuk kata bahasa Jerman Potenz (yang juga berarti pangkat), dan ada pula yang merujuk pada kata potential. Jens Norby mempublikasikan sebuah karya ilmiah pada tahun 2000 yang berargumen bahwa p adalah sebuah tetapan yang berarti “logaritma negatif”.
Air murni bersifat netral, dengan pH-nya pada suhu 25 °C ditetapkan sebagai 7,0. Larutan dengan pH kurang daripada tujuh disebut bersifat asam, dan larutan dengan pH lebih daripada tujuh dikatakan bersifat basa atau alkali. Pengukuran pH sangatlah penting dalam bidang yang terkait dengan kehidupan atau industri pengolahan kimia seperti kimia, biologi, kedokteran, pertanian, ilmu pangan, rekayasa (keteknikan), dan oseanografi. Tentu saja bidang-bidang sains dan teknologi lainnya juga memakai meskipun dalam frekuensi yang lebih rendah.
ü Cahaya
Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380–750 nm. Pada bidang fisika, cahaya adalah radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata maupun yang tidak.
Cahaya adalah paket partikel yang disebut foton.
Kedua definisi di atas adalah sifat yang ditunjukkan cahaya secara bersamaan sehingga disebut “dualisme gelombang-partikel”. Paket cahaya yang disebut spektrum kemudian dipersepsikan secara visual oleh indera penglihatan sebagai warna. Bidang studi cahaya dikenal dengan sebutan optika, merupakan area riset yang penting pada fisika modern.
ü Kelembapan
Kelembapan adalah konsentrasi uap air di udara. Angka konsentasi ini dapat diekspresikan dalam kelembapan absolut, kelembapan spesifik atau kelembapan relatif. Alat untuk mengukur kelembapan disebut higrometer. Sebuah humidistat digunakan untuk mengatur tingkat kelembapan udara dalam sebuah bangunan dengan sebuah pengawalembap (dehumidifier). Dapat dianalogikan dengan sebuah termometer dan termostat untuk suhu udara. Perubahan tekanan sebagian uap air di udara berhubungan dengan perubahan suhu. Konsentrasi air di udara pada tingkat permukaan laut dapat mencapai 3% pada 30 °C (86 °F), dan tidak melebihi 0,5% pada 0 °C (32 °F).
ü Topografi
Topografi adalah studi tentang bentuk permukaan bumi dan objek lain seperti planet, satelit alami (bulan dan sebagainya), dan asteroid. Dalam pengertian yang lebih luas, topografi tidak hanya mengenai bentuk permukaan saja, tetapi juga vegetasi dan pengaruh manusia terhadap lingkungan, dan bahkan kebudayaan lokal. Topografi umumnya menyuguhkan relief permukaan, model tiga dimensi, dan identifikasi jenis lahan. Penggunaan kata topografi dimulai sejak zaman Yunani kuno dan berlanjut hingga Romawi kuno, sebagai detail dari suatu tempat. Kata itu datang dari kata Yunani, topos yang berarti tempat, dan graphia yang berarti tulisan. Objek dari topografi adalah mengenai posisi suatu bagian dan secara umum menunjuk pada koordinat secara horizontal seperti garis lintang dan garis bujur, dan secara vertikal yaitu ketinggian. Mengidentifikasi jenis lahan juga termasuk bagian dari objek studi ini. Studi topografi dilakukan dengan berbagai alasan, diantaranya perencanaan militer dan eksplorasi geologi. Untuk kebutuhkan konstruksi sipil, pekerjaan umum, dan proyek reklamasi membutuhkan studi topografi yang lebih detail.
ü Iklim
Iklim adalah kondisi rata-rata cuaca dalam waktu yang panjang. Studi tentang iklim dipelajari dalam meteorologi. Iklim di bumi sangat dipengaruhi oleh posisi matahari terhadap bumi. Terdapat beberapa klasifikasi iklim di bumi ini yang ditentukan oleh letak geografis. Secara umum kita dapat menyebutnya sebagai iklim tropis, lintang menengah dan lintang tinggi. Ilmu yang mempelajari tentang iklim adalah klimatologi. (Naufal, 1991)
1. Perubahan lingkungan
Perubahan kecil dalam lingkungan dinamis dalam tubuh bisa menyebabkan sel-sel mati. Contoh-contoh yang akan menyebabkan sel-sel mati walaupun dalam jumlah kecil ialah seperti:
ü Dehidrasi – Kurang air
Dehidrasi adalah gangguan dalam keseimbangan cairan atau air pada tubuh. Hal ini terjadi karena pengeluaran air lebih banyak daripada pemasukan (misalnya minum). Gangguan kehilangan cairan tubuh ini disertai dengan gangguan keseimbangan zat elektrolit tubuh.
Dehidarasi terjadi karena
ü kekurangan zat natrium;
ü kekurangan air;
ü kekurangan natrium dan air.
Dehidrasi terbagi dalam tiga jenis berdasarkan penurunan berat badan, yaitu :
Dehidrasi ringan (jika penurunan cairan tubuh 5 persen dari berat badan), dehidrasi sedang (jika penurunan cairan tubuh antara 5-10 persen dari berat badan), dan dehidrasi berat (jika penurunan cairan tubuh lebih dari 10 persen dari berat badan).
Selain mengganggu keseimbangan tubuh, pada tingkat yang sudah sangat berat, dehidrasi bisa pula berujung pada penurunan kesadaran, koma, hingga meninggal dunia, atau tidak. Jika ingin menurunkan berat badan bisa dengan cara dehidrasi apabila anda sanggup menanggung resiko gangguan pada ginjal anda.
ü Zat makanan yang kurang
ü Sisa racun dikumpul dalam badan
ü Suhu berubah dengan mendadak
1. Faktor
Setiap faktor mempunyai jumlah tertentu yang dapat memengaruhi lingkungan dinamis. Contoh beberapa faktor dalam fluida yang perlu diatur jumlahnya:
pH – 7,3 – 7,4, berbeda dengan salur alimentari jumlah, pH adalah berbeda-beda pada tempat tertentu.
Suhu – 37oC – 39oC Glukosa – 4,4 – 5,5 mmol/dm3
Urea – 3,3 – 6,6 mmol/dm3
1. Kepentingan
Akibat perubahan kecil pada jumlah, hal ini akan menimbulkan masalah kepada organisme yang senantiasa berada dalam lingkungan luar yang tidak tentu dan cara hidup yang kurang sehat. Maka, untuk mengadaptasi perubahan ini, Tuhan telah menciptakan organ-organ tertentu dalam badan organisme untuk mengimbangi, mengatur, mengstabilkan, menyesuaikan, dan meneruskan lingkungan dalam supaya berada dalam keadaan yang stabil untuk sel-sel terus hidup dan berfungsi secara optimum.
Beberapa kepentingannya ialah:
Memungkinkan organisme beradaptasi pada lingkungan luar yang mempunyai jumlah dan habitat yang lebih luas.
Menyediakan keadaan dalam (lingkungan dinamis dalam badan organisme) yang stabil supaya sel-sel dapat menjalankan hidup dengan efisien.
Memungkinkan kadar metabolisme diatur secara efisien pada saat tertentu. BolehMemungkinkan enzim-enzim menjalankan fungsinya dengan optimum.
1. Mekanisme
Mekanisme ini diatur oleh otak terutama hipotalamus, yang bila terangsang akan merangsang koordinasi tubuh. Proses ini akan terjadi terus menerus hingga lingkungan dinamis dalam tubuh akan berada pada jumlah yang normal.
2 koordinasi badan yang terlibat ialah:
ü Kordinasi kimia – Seperti hormon
ü Kordinasi saraf – Seperti impuls saraf
Beberapa proses-proses yang terlibat ialah:
Umpan balik positif – Contoh demam, badan akan bertambah panas untuk membunuh bakteri dan virus.
Umpan balik negatif – Contoh keadaan panas, badan akan diatur untuk mengurangi panas badan.
Contoh homeostasis yang ringkas ialah
v Apabila cuaca panas, sistem kulit akan merespon dengan mengeluarkan peluh melalui kelenjar keringat pada epidermis kulit untuk mencegah suhu darahnya meningkat, pembuluh darah akan mengembang untuk mengeluarkan panas ke sekitarnya, hal ini juga menyebabkan kulit berwarna merah.
v Apabila kadar glukosa dalam darah telah habis atau berkurang dari jumlah tertentu, hati akan dirangsang oleh insulin untuk mengubah glikogen menjadi glukosa supaya dapat digunakan sebagai tenaga untuk kontraksi otot.
Organ-organ yang terlibat dalam pengaturan homeostasis antara lain:
Hati
Hati (bahasa Yunani: ἡπαρ, hēpar) merupakan kelenjar terbesar di dalam tubuh, terletak dalam rongga perut sebelah kanan, tepatnya di bawah diafragma. Berdasarkan fungsinya, hati juga termasuk sebagai alat ekskresi. Hal ini dikarenakan hati membantu fungsi ginjal dengan cara memecah beberapa senyawa yang bersifat racun dan menghasilkan amonia, urea, dan asam urat
dengan memanfaatkan nitrogen dari asam amino. Proses pemecahan senyawa racun oleh hati disebut proses detoksifikasi.
Lobus hati terbentuk dari sel parenkimal dan sel non-parenkimal.[1] Sel parenkimal pada hati disebut hepatosit, menempati sekitar 80% volume hati dan melakukan berbagai fungsi utama hati. 40% sel hati terdapat pada lobus sinusoidal. Hepatosit merupakan sel endodermal yang terstimulasi oleh jaringan mesenkimal secara terus-menerus pada saat embrio hingga berkembang menjadi sel parenkimal.[2] Selama masa tersebut, terjadi peningkatan transkripsi mRNA albumin sebagai stimulan proliferasi dan diferensiasi sel endodermal menjadi hepatosit.[3]
Ginjal
Ginjal adalah organ ekskresi dalam vertebrata yang berbentuk mirip kacang. Sebagai bagian dari sistem urin, ginjal berfungsi menyaring kotoran (terutama urea) dari darah dan membuangnya bersama dengan air dalam bentuk urin. Cabang dari kedokteran yang mempelajari ginjal dan penyakitnya disebut nefrologi.
Kulit
Kulit manusia terdiri atas epidermis dan dermis. Kulit berfungsi sebagai alat ekskresi karena adanya kelenjar keringat (kelenjar sudorifera) yang terletak di lapisan dermis.
1. Proses pengaturan dalam tubuh manusia
Di antara kemungkinannya ialah:
v Apabila banyak garam dalam badan dan kurang air
v Apabila kurang garam dalam badan dan banyak air
v Apabila kadar garam lebih dari julat normal dan kurang air dalam badan, tekanan osmosis darah akan meningkat, osmoreseptor pada hipotalamus akan terangsang kemudian kelenjar hipofisis akan dirangsang lebih aktif untuk mensekresikan hormon ADH yang bersifat antidiuretik untuk meningkatkan permeabilitas tubulus ginjal terhadap air, kelenjar adrenal (hormon aldosteron) akan kurang dirangsang, maka lebih banyak air diserap dan kurang ion natrium dan ion kalsium diserap kembali masuk dalam tubuh, tekanan osmosis darah akan turun, proses ini akan berulang sehingga tekanan osmosis darah pada jumlah normal.
v Apabila kadar garam lebih rendah dari jumlah normal dalam tubuh dan lebih banyak air dalam tubuh, tekanan osmosis darah akan menurun, osmoreseptor pada hipotalamus akan terangsang kemudian kelenjar pituitari akan kurang dirangsang untuk mensekresikan hormon ADH (antidiuresis) untuk mengurangi permeabilitas tubulus ginjal terhadap air, kelenjar adrenal (hormon aldosteron) akan dirangsang dengan lebih aktif, maka lebih sedikit air diserap dan lebih
sedikit juga natrium dan kalsium diserap kembali masuk dalam tubuh, tekanan osmosis darah akan naik, proses ini akan berulang sehingga tekanan osmosis darah berada pada jumlah normal.
Fungsi hormon antidiuresis ialah:
Merangsang penyerapan kembali air pada tubulus ginjal – Menambah permeabilitas tubulus ginjal terhadap air.
Fungsi hormon aldosteron ialah:
Agar ion natrium dan ion kalsium dalam darah tetap seimbang – Penyerapan ion kalsium dan ion natrium pada tubulus ginjal.
Memelihara keseimbangan air dan garam dalam darah Air yang tidak diserap masuk kembali dalam tubuh dan akan keluar sebagai air kencing.
1. Air kencing
Proses pembentukan air kencing terdiri dari 3 proses yaitu:
v Filtrasi
Pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya pada medium penyaringan, atau septum, yang di atasnya padatan akan terendapkan. Range filtrasi pada industri mulai dari penyaringan sederhana hingga pemisahan yang kompleks. Fluida yang difiltrasi dapat berupa cairan atau gas; aliran yang lolos dari saringan mungkin saja cairan, padatan, atau keduanya. Suatu saat justru limbah padatnyalah yang harus dipisahkan dari limbah cair sebelum dibuang. Di dalam industri, kandungan padatan suatu umpan mempunyai range dari hanya sekedar jejak sampai persentase yang besar. Seringkali umpan dimodifikasi melalui beberapa pengolahan awal untuk meningkatkan laju filtrasi, misal dengan pemanasan, kristalisasi, atau memasang peralatan tambahan pada penyaring seperti selulosa atau tanah diatomae. Oleh karena varietas dari material yang harus disaring beragam dan kondisi proses yang berbeda, banyak jenis penyaring telah dikembangkan
v Reabsorpsi
Dalam fisiologi, reabsorpsi tubular atau reabsorpsi adalah aliran filtrat glomerular dari tubulus proksimal nefron ke dalam kapiler peritubulus, atau dari urin ke dalam darah. Hal ini disebut “reabsorpsi” Karena ini secara teknis kedua kalinya Bahwa Nutrisi yang dimaksud diserap ke dalam darah, pertama kali yang dari usus kecil ke dalam vili. Ini Terjadi sebagai akibat transportasi natrium dari lumen ke dalam darah oleh Na + / K + ATPase di membran basolateral dari sel-sel epitel. Dengan demikian, filtrat glomerular Menjadi lebih terkonsentrasi, yang merupakan salah satu langkah dalam membentuk urin. Dengan cara ini, larutan yang berguna (terutama glukosa dan asam amino), garam dan air itu telah berlalu di tubulus proksimal melalui kapsula Bowman, kembali dalam sirkulasi. Larutan ini diserap isotonically, di Bahwa potensial osmotik dari cairan tubulus proksimal meninggalkan adalah sama dengan filtrat glomerulus awal. Namun, glukosa, asam amino, fosfat anorganik, dan beberapa zat terlarut lainnya diserap melalui
transpor aktif sekunder melalui saluran cotransport didorong oleh gradien natrium keluar dari nefron.
Renin Angiotensin Sistem:
1. Ginjal akal tekanan darah rendah.2. Pelepasan renin ke dalam darah.3. Menyebabkan produksi renin angiotensin I.4. Angiotensin converting enzyme (ACE) Angiotensin I mengkonversi Angiotensin II.5. Angiotensin II merangsang pelepasan Aldosteron, ADH, dan haus.
v Ekskresi
proses pembuangan sisa metabolisme dan benda tidak berguna lainnya.[1] Ekskresi merupakan proses yang ada pada semua bentuk kehidupan. Pada organisme bersel satu, produk buangan dikeluarkan secara langsung melalui permukaan sel. Organisme multiselular memiliki proses ekskresi yang lebih kompleks.
Di antara racun yang disalur keluar ialah:
Urea
Urea adalah suatu senyawa organik yang terdiri dari unsur karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen dengan rumus CON2H4 atau (NH2)2CO. Urea juga dikenal dengan nama carbamide yang terutama digunakan di kawasan Eropa. Nama lain yang juga sering dipakai adalah carbamide resin, isourea, carbonyl diamide dan carbonyldiamine. Senyawa ini adalah senyawa organik sintesis pertama yang berhasil dibuat dari senyawa anorganik, yang akhirnya meruntuhkan konsep vitalisme.
Asam urat
senyawa sukar larut dalam air yg merupakan hasil akhir metabolisme purin. Secara alamiah purin terdapat dalam tubuh kita dan dijumpai pada semua makanan dari sel hidup, yukni makanan dari tanaman (sayur, buah, kekacangan) atau hewan (daging, jeroan, ikan sarden). Juga dalam minuman beralkohol dan makanan kaleng.
Amonia
Amonia adalah senyawa kimia dengan rumus N H 3. Biasanya senyawa ini didapati berupa gas dengan bau tajam yang khas (disebut bau amonia). Walaupun amonia memiliki sumbangan penting bagi keberadaan nutrisi di bumi, amonia sendiri adalah senyawa kaustik dan dapat merusak kesehatan. Administrasi Keselamatan dan Kesehatan Pekerjaan Amerika Serikat memberikan batas 15 menit bagi kontak dengan amonia dalam gas berkonsentrasi 35 ppm volum, atau 8 jam untuk 25 ppm volum. Kontak dengan gas amonia berkonsentrasi tinggi dapat menyebabkan kerusakan paru-paru dan bahkan kematian. Sekalipun amonia di AS diatur sebagai gas tak mudah terbakar, amonia masih digolongkan sebagai bahan beracun jika terhirup,
dan pengangkutan amonia berjumlah lebih besar dari 3.500 galon (13,248 L) harus disertai surat izin.
Amonia yang digunakan secara komersial dinamakan amonia anhidrat. Istilah ini menunjukkan tidak adanya air pada bahan tersebut. Karena amonia mendidih di suhu -33 °C, cairan amonia harus disimpan dalam tekanan tinggi atau temperatur amat rendah. Walaupun begitu, kalor penguapannya amat tinggi sehingga dapat ditangani dengan tabung reaksi biasa di dalam sungkup asap. “Amonia rumah” atau amonium hidroksida adalah larutan NH3 dalam air. Konsentrasi larutan tersebut diukur dalam satuan baumé. Produk larutan komersial amonia berkonsentrasi tinggi biasanya memiliki konsentrasi 26 derajat baumé (sekitar 30 persen berat amonia pada 15.5 °C). Amonia yang berada di rumah biasanya memiliki konsentrasi 5 hingga 10 persen berat amonia.
Amonia umumnya bersifat basa (pKb=4.75), namun dapat juga bertindak sebagai asam yang amat lemah (pKa=9.25).
Obat – Contoh steroid
Kandungan air kencing antara lain:
Ø Air Ø Urea Ø Asam urat Ø Amonia Ø Natrium Ø Klorida Ø Fosfat
1. Pengaturan suhu badan dalam badan manusia
Terdapat 2 kaidah pengaturan suhu badan yaitu:
kaidah fisika Kaidah metabolisme Semua kaidah untuk mengatur suhu tubuh dibantu koordinasi tubuh.
1. Pengaturan suhu dengan kaidah fisik
Dikenali sebagai kaidah fisik karena pengaturan lebih banyak kepada penggunaan otot-otot tubuh dan secara fisik. Di antara kemungkinan yang akan terjadi ialah:
Ø Suhu badan tinggi melebihi normal Ø Suhu badan rendah melebihi normal Ø Apabila suhu badan tinggi, termoreseptor akan mentransfer suhu pada kulit, di otak,
hipotalamus akan berfungsi sebagai termostat untuk mengatur suhu darah yang
melaluinya, mekanisme koreksi akan diarahkan atau dirangsang oleh hipotalamus dengan menggunakan koordinasi tubuh.
Mekanisme koreksi apabila suhu badan tinggi ialah :
Vasodilasi yaitu pembuluh darah mengembang untuk berdekatan dengan kulit (lingkungan luar) yang memungkinkan panas dibebaskan keluar.
Bulu kulit ditegaskkan untuk mengurangi udara yang terperangkap pada kulit supaya panas mudah dibebaskan karena udara adalah konduktor panas yang baik. Bulu kulit diatur oleh otot erektor.
Lebih banyak darah pada kulit (kulit kelihatan merah) – Memudahkan panas darah terbebas keluar melalui proses penyinaran.
Berpeluh – Air keringat yang dirembes oleh kelenjar keringat mempunyai panas pendam tentu yang tinggi dapat menyerap panas yang tinggi dan terbebas ke lingkungan sekitar apabila air peluh menguap.
Apabila suhu tubuh rendah, termoreseptor akan menaikkan suhu pada kulit, di otak hipotalamus akan berfungsi sebagai termostat mengatur suhu darah yang melaluinya, mekanisme koreksi akan diarahkan atau dirangsang oleh hipotalamus dengan menggunakan koordinasi badan.
Mekanisme koreksi apabila suhu badan rendah ialah:
Vasokonstriksi yaitu pembuluh darah menyempit untuk menjauhi kulit agar panas tak banyak keluar ke lingkungan sekitar.
Bulu kulit ditegakkan agar lebih banyak udara yang terperangkap pada kulit supaya panas sukar dibebaskan karena udara adalah konduktor panas yang baik. Bulu kulit diatur oleh otot erektor.
Kurang darah pada kulit (Kulit kurang kelihatan kemerahan atau pucat) – Kurang mengalami proses penyinaran untuk mencegah panas terbebas keluar lingkungan.
Kurangnya keringat – Saat kurang air keringat dirembeskan oleh kelenjar peluh maka panas tak banyak dibebaskan melalui penguapan air peluh.
1. Pengawalan suhu dengan kaidah metabolik
Dikenal sebagai kaidah metabolik karena pengaturan lebih kepada penggunaan kimia badan daripada secara fisik walaupun terdapat pengaturan yang melibatkan otot-otot. Kawalan ini melibat peranan:
ü Otot rangka
sejenis otot berstria yang menghubungkan antara satu tulang ke tulang yang lain. Otot rangka digunakan untuk pergerakan dan postur badan, dengan mengenakan daya kepada tulang dan sendi melalui pengecutan. Otot rangka mengecut secara terkawal melalui stimulasi saraf.
Sel otot rangka mempunyai bentuk silinder panjang dan nukleus berbilang. Nukleus otot ini terdapat di bawah membran plasma yang mengosongkan bahagian tengah gentian otot untuk
miofibril. Aturan unik ini membenarkan pergerakan yang lebih berkesan. Otot ini biasanya mempunyai salah satu hujungnya terlekat kepada tulang pegun seperti skapula, dan hujung satu lagi melintasi sendi dan melekat kepada tulang yang lain seperti humerus).
ü Kelenjar adrenal
Pada mamalia, kelenjar anak ginjal, kelenjar adrenal (atau kelenjar suprarenalis) adalah kelenjar endokrin berbentuk segitiga yang terletak di atas ginjal (ad, “dekat” atau “di” + renes, “ginjal”). Kelenjar ini bertanggung jawab pada pengaturan respon stress pada sintesis kortikosteroid dan katekolamin, termasuk kortisol dan hormon adrenalin.
ü Kelenjar tiroid
Kelenjar tiroid adalah salah satu dari kelenjar endokrin terbesar pada tubuh manusia. Kelenjar ini dapat ditemui di bagian depan leher, sedikit di bawah laring. Kelenjar ini berfungsi untuk mengatur kecepatan tubuh membakar energi, membuat protein, dan mengatur sensitivitas tubuh terhadap hormon lainnya.
Dalam keadaan sejuk, hipotalamus akan mengatur otot rangka untuk vasokonstriksi secara aktif. Hal ini akan menyebabkan seseorang mengigil dan meningkatkan suhu badan. Pada saat yang sama, kelenjar adrenal akan mensekresikan hormon adrenalin dan noradrenalin sedangkan kelenjar tiroid akan mensekresikan hormon tiroksin, semua hormon ini bertujuan untuk meningkatkan suhu badan dengan cara meningkatkan metabolisme tubuh.
Dalam keadaan panas, aktivitas otot rangka akan berkurang, begitu juga dengan sekresi hormon-hormon tertentu oleh kelenjar adrenal dan kelenjar tiroid akan berkurang.
Hormon epinefrin dan norepinefrin bertindak dengan:
Ø Meningkatkan kadar detak jantung dan kadar pernafasan. Ø Meningkatkan tekanan darah Ø Meningkatkan metabolisme badan Ø Meningkatkan kadar gula darah dengan merangsang pengubahan glikogen ke glukosa.
Pengaturan kadar gula sedikit dalam darah atau glukosa. Di antara kemungkinan yang mungkin terjadi ialah:
Kadar gula sedikit atau glukosa terlampau banyak Kadar gula sedikit atau glukosa terlampau sedikit Apabila kadar glukosa terlampau banyak, lebih dari jumlah normal, sel beta pada Pulau
Langerhans akan mensekresikan lebih banyak hormon insulin, kadar glukosa dalam darah akan turun, proses ini akan berlanjut hingga kadar glukosa dalam darah berada pada jumlah yang normal.
Fungsi hormon insulin ialah:
v Merangsang pengubahan glukosa ke glikogen untuk disimpan dalam hati.
v Merangsang oksidasi glukosa untuk tujuan respirasi dalam sel.
v Apabila kadar glukosa terlampau rendah, kurang dari jumlah normal, sel alfa pada kelenjar pulau-pulau Langerhans akan mensekresikan lebih banyak hormon glukagon, kadar glukosa dalam darah akan naik, proses ini akan berlanjut sehingga kadar glukosa dalam darah berada pada jumlah normal.
Fungsi hormon glukagon ialah:
ü Merangsang pengubahan glikogen ke glukosa dalam darah.
ü Sel-sel Langerhans terletak dalam pankreas.
