THERMOREGULASI

Nama      : Ratna Lestyana Dewi

NIM : 11140950000007

Tanggal   : 23 Maret 2016

THERMOREGULASI

Dasar Teori

Thermoregulasi adalah proses dari pengaturan suhu tubuh. Panas tubuh merupakan hasil akhir dari proses oksidasi di dalam tubuh. Pengaturan suhu tubuh (thermoregulasi), pengaturan cairan tubuh, dan ekskresi merupakan elemen dari homeostasis. Apabila suhu tubuh naik, maka proses oksidasi akan naik mencapai keadaan maksimum pada suhu optimal. Kondisi homeostatis temperatur tubuh bisa tercapai karena adanya keseimbangan antara panas yang dihasilkan serta diterima oleh tubuh (produksi panas) dan panas yang hilang dari tubuh masuk ke lingkungan luar (disipasi panas). Saat produksi panas, tubuh memperoleh panas sebagai akibat dari aktivitas metabolisme jaringan tubuh dan dari lingkungan luar bila lingkungan luar itu lebih tinggi temperaturnya (lebih panas) daripada temperatur tubuh (Soewolo, 2000).

Bentuk penyesuaian fisiologinya yaitu apabila panas yang dihasilkan oleh tubuh akan meningkat dengan menurunnya temperatur luar. Sebaliknya, temperatur sekitar yang tinggi akan menurunkan jumlah panas yang panas yang dihasilkan oleh tubuh. Hal itu dapat dikaitkan melambatnya aktivitas metabolisme. Secara umum, mekanisme yang berlangsung untuk menghasilkan panas meliputi peningkatan aktivitas metabolisme jaringan, peningkatan aktivitas otot, dan produksi panas (thermogenesis) tanpa aktivitas menggigil (Soewolo, 2000).

Panas dari dalam tubuh dapat ditransfer ke lingkungan luar. Demikian juga sebaliknya, panas dari lingkungan luar dapat ditransfer ke dalam tubuh. Kecepatan transfer panas ke dalam atau ke lingkungan luar tergantung pada 3 faktor yaitu luas permukaan, terjadinya perbedaan suhu, serta kondisi panas. Jika luas permukaan per gram jaringan berbanding terbalik dengan peningkatan massa tubuh. Sementara pada perbedaan suhu, semakin dekat seekor hewan memelihara suhu tubuhnya ke lingkungan, maka semakin sedikit panas yang mengalir ke dalam atau ke lingkungan luar. Konduksi panas spesifik permukaan tubuh hewan. Permukaan jaringan poikiloterm memiliki konduktansi panas yang tinggi sehingga hewan ini memiliki suhu tubuh mendekati suhu lingkungannya (Soedjono, 1998).

Berdasarkan pada kemampuannya mengatur suhu tubuh berkaitan dengan produksi panas, hewan dibedakan menjadi 2 golongan yaitu hewan poikiloterm dan hewan homoiterm. Suhu tubuh binatang poikiloterm berubah-ubah tergantung pada suhu sekelilingnya, sehingga peoses-proses vital di dalam tubuhnya dipengaruhi oleh perubahan-perubahan suhu lingkungan (Soewolo, 2000). Adapun yang termasuk hewan poikiloterm yaitu pisces, amphibi, dan reptil. Suhu tubuh dari golongan binatang-binatang ini sedikit diatas suhu lingkungannya. Sedangkan, hewan homoioterm merupakan hewan yang suhu tubuhnya konstan, karena binatang ini mempunyai sentrum pengatur suhu tubuh yang baik. Contohnya yaitu aves dan mamalia.

Termoregulasi manusia berpusat pada hypothalamus anterior terdapat tiga komponen pengatur atau penyusun sistem pengaturan panas, yaitu termoreseptor, hypothalamus, dan saraf eferen serta termoregulasi dapat menjaga suhu tubuhnya, pada suhu-suhu tertentu yang konstan biasanya lebih tinggi dibandingkan lingkungan sekitarnya (Syamsiar, 1998).

Mekanisme pengaturan suhu tubuh merupakan penggabungan fungsi dari organ-organ tubuh yang saling berhubungan. didalam pengaturan suhu tubuh mamalia terdapat dua jenis sensor pengatur suhu, yautu sensor panas dan sensor dingin yang berbeda tempat pada jaringan sekeliling (penerima di luar) dan jaringan inti (penerima di dalam) dari tubuh.Dari kedua jenis sensor ini, isyarat yang diterima langsung dikirimkan ke sistem saraf pusat dan kemudian dikirim ke syaraf motorik yang mengatur pengeluaran panas dan produksi panas untuk dilanjutkan ke jantung, paru-paru dan seluruh tubuh. Setelah itu terjadi umpan balik, dimana isyarat, diterima kembali oleh sensor panas dan sensor dingin melalui peredaran darah (Soedjono, 1998).

Prinsip Kerja

Pengaturan suhu tubuh diatur oleh hipotalamus region anterior dan posterior yang masing-masing berespon pada suhu tubuh meningkat dan berkurang. Suhu tubuh diatur hampir seluruhnya oleh mekanisme umpan balik, dan hampir semua mekanisme ini terjadi melalui pusat pengaturan suhu yang teletak pada hipotalamus. Agar mekanisme umpan balik ini dapat berlangsung, harus juga tersedia pendetektor suhu untuk menentukan kapan suhu tubuh menjadi sangat panas atau sangat dingin.

Cara Kerja

Cara Kerja Hasil Pengamatan

1. Pemeriksaan Suhu Tubuh

a. Posisi Terbaring

Orang probandus dibaringkan dengan posisi horizontal

Termometer dibersihkan dengan alkohol

Termometer diletakkan di bawah lidah dan mulut ditutup      

Setelah lima menit lalu dicatat suhunya dan dilakukan dua kali pengulangan

Dilakukan pula pengukuran pada fossa axiliaris (ketiak)

b. Posisi Terbaring Sambil Membuka Mulut

Orang probandus bernapas selama 2 menit dengan mulut terbuka

Termometer diletakkan di lidah kemudian mulut ditutup

Suhu dicatat setelah 10 menit

c. Setelah Berkumur Dengan Es

Orang probandus berkumur dengan es selama 1 menit  

Termometer diletakkan di lidah dengan mulut ditutup    

Setelah lima menit lalu dicatat suhunya dan dilakukan dua kali pengulangan

   

Pengukuran juga dilakukan pada probandus lainnya.

2. Tata Panas

Dua buah beaker glass diisi dengan air panas 70oC sama banyaknya    

Minyak dituangkan pada salah satu beaker glass hingga menutupi permukaan air      

Termometer dipasang pada masing-masing beaker glass    

Suhu kemudian dicatat

3. Pegaruh Suhu Tubuh Terhadap Denyut Jantung Hewan (Bufo sp.)

Seekor katak direntangkan dan diikat pada papan kayu    

Termometer dimasukkan pada esophagusnya selama 5 menit  

  Katak dimasukkan ke dalam air es (suhu 20oC) selama 5 menit    

Termometer tetap dipasang dan dibaca suhu tubuh katak    

Bagian dada katak diraba hingga teraba denyut jantungnya

   

Denyut jantung kemudian dihitung selama 1 menit dengan 3 kali pengulangan    

Setelah selesai kemudian kaki katak diangkat dari baki    

Katak dimasukkan ke dalam air panas (suhu 40oC) selama 5 menit dan dibaca suhu tubuhnya      

Lalu  dihitung denyut jantung katak selama 1 menit dan dicatat hasilnya

HASIL DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan pada percobaan mengenai pemeriksaan suhu tubuh, maka didapat hasil yang disajikan pada tabel berikut:

                                    Tabel 1.1 Pemeriksaan Suhu Tubuh Manusia

Orang Probandus	Pengukuran di Mulut			Pengukuran di Fossa axilaris
	Posisi Terbaring	Posisi Terbaring Sambil Membuka Mulut	Setelah Berkumur dengan Es
1	37°C	36,9°C	34,7°C	35,4°C
2	36,7°C	36,6°C	32,9°C	35,9°C
3	36,8°C	36,4°C	35,9°C	35,8°C
4	36,9°C	36,8°C	36°C	36,1°C

Berdasarkan pada tabel 1.1 dapat diketahui bahwa pada percobaan tersebut dilakuan pemeriksaan suhu tubuh manusia yang diukur di bawah permukaan lidah (cavitas oris) dengan tiga perlakuan yaitu dengan posisi terbaring, posisi terbaring sambil membuka mulut, dan setelah berkumur dengan es. Kemudian dilakukan pula pengukuran suhu tubuh manusia pada Fossa axiliaris. Adapun suhu pada saat posisi terbaring secara keseluruhan menunjukkan suhu yang normal yang berdasarkan pada tabel menunjukkan hasil kisaran suhu 36,7⁰C-37⁰C. Adapun suhu normal yang dimiliki oleh manusia yaitu kisaran pada suhu 36,6⁰C – 37⁰C.

Berdasarkan pada tabel 1.1 dilakukan percobaan pemeriksaan suhu tubuh melalui pernapasan lewat mulut. Berdasarkan pada tabel 1.1 maka diperoleh hasil kisaran suhu tubuh 36,4⁰C - 36,9⁰C yang menandakan bahwa terjadi penurunan suhu yang sangat kecil dan tidak terlalu signifikan. Seharusnya, pada saat orang probandus melakukan pernapasan lewat mulut suhunya akan naik namun tetap dalam batasan normal. Hal ini disebabkan karena pernapasan merupakan proses metabolisme, yaitu proses katabolisme yang menghasilkan energi. Lalu, dari energi yang dihasilkan akan menghasilkan pula panas. Semakin cepat dan lama melakukan proses respirasi semakin besar pula energi panas yang dihasilkan. Jadi, dengan melakukan pernafasan melalui mulut diperoleh energi atau panas yang lebih banyak, sehingga suhu tubuhpun ikut naik (Syamsyiar, 1998).

Kemudian, pada percobaan berikutnya ketika orang probandus berkumur dengan es selama 2 menit yang kemudian diukur suhunya, berdasarkan pada tabel 1.1 kisaran suhu pada orang probandus yaitu 32,9⁰C – 36⁰C. Adapun bila dibandingkan suhu yang terukur antara tanpa perlakuan dengan perlakuan memiliki rentan nilai yang tidak terlalu besar. Hal ini sesuai dengan teori bahwa manusia selalu mempertahankan suhu tubuhnya selalu tetap walaupun dengan suhu lingkungan berbeda. Manusia merupakan organisme homeoterm yang mana suhu tubuhnya selalu tetap. Mekanisme termoregulasi pada manusia tidak jauh berbeda karena tergolong sebagai organisme homeoterm sekaligus. Saat kondisi lingkungan dingin, tubuh meningkatkan produksi panas metabolik dalam otot rangka, antara lain dengan cara menggigil. Sedangkan mekanisme produksi panas bukan dari menggigil antara lain meningkatkan sekresi hormon tiroksin yang dapat meningkatkan aktivitas metabolism didalam sel, menyerap radiasi panas matahari, menegakkan rambut sehingga pelepasan panas secara konveksi dapat diperkecil, mengurangi aliran darah ke organ perifer dengan vasokonstriksi (menyempitkan pembuluh darah) dan memberikan tanggapan perilaku (Syamsiar, 1998).

Adapun pada percobaan selanjutnya yaitu dilakukan pengukuran suhu tubuh manusia  pada Fossa axiliaris. Berdasarkan pada tabel 1.1 kisaran suhu pada keempat orang probandus yaitu 35,4⁰C-36,1⁰C. Hal ini menandakan bahwa suhu lebih kecil dibandingkan dengan pengukuran melalui cavitas oris. Menurut teori, suhu tubuh yang diukur melalui cavitas oris lebih tinggi daripada yang diukur melalui fossa axilaris karena thermometer yang digunakan untuk mengukur suhu tubuh melalui cavitas oris langsung meyentuh dan mengenai pembuluh darah yang berada di bawah lidah. Sehingga pengukurannya lebih cepat daripada pengukuran suhu tubuh melalui fossa axilaris (Isnaeni, 2006).

Gambar 1.1 Grafik Uji Tata Panas I                           Gambar 1.2 Grafik Uji Tata Panas II

Berdasarkan pada gambar 1.1 dan 1.2 mengenai grafik pada percobaan yang telah dilakukan yaitu uji tata panas untuk mengetahui perubahan suhu yang terjadi pada saat air panas (T0 = 70⁰C) tanpa lapisan minyak dan air dengan lapisan minyak. Percobaan ini dilakukan dengan dua kali pengulangan, pada beaker glass yang pertama diberi air tanpa lapisan minyak dan pada beaker glass kedua diberi air dengan lapisan minyak. Setelah dilakukan pengamatan dengan mengukur suhu pada beaker dengan rentang waktu masing – masing 15 menit dapat terlihat pada grafik tersebut memiliki perbedaan hasil yang tidak terlalu signifikan. Adapun pada kedua beaker glass mengalami perubahan suhu, namun pada beaker glass yang tidak diberi lapisan minyak mengalami penurunan suhu yang lebih cepat dibandingkan dengan beaker glass yang berisi air dengan lapisan minyak. Hal ini disebabkan pada penambahan minyak ini berfungsi untuk menahan suhu panas awal yang dimiliki oleh air, dan berdasarkan teori bahwa massa jenis minyak lebih berat dibandingkan dengan massa jenis air. Sehingga adanya penambahan minyak dapat membantu memeperlambat penurunan suhu pada beaker glass tersebut (Soedjono, 1998).

Tabel 1.3 Pengaruh Suhu Tubuh Terhadap Denyut Jantung dan Suhu Tubuh Hewan (Bufo sp.)

	Bufo I		Bufo II
	Suhu Tubuh	Jumlah Denyut Jantung	Suhu Tubuh	Jumlah Denyut Jantung
Suhu Ruang	30°C	-	30°C	-
Suhu 20°C	28°C	70 kali	27°C	90 kali
Suhu 40°C	36,2°C	105 kali	35°C	102 kali

Berdasarkan pada percobaan selanjutnya yaitu mengenai perubahan suhu tubuh terhadap denyut jantung hewan digunakan probandus yaitu Bufo sp. Berdasarkan pada hasil pengamatan yang terdapat pada tabel 1.3 diketahui bahwa saat katak berada pada suhu ruang maka katak tersebut memiliki suhu yang sama. Demikian pula pada saat diberi perlakuan dengan suhu 20⁰C katak mampu mengkondisikan tubuhnya dan begitu pula yang terjadi pada saat kondisi suhu 40⁰C katak juga mampu mengkondisikan suhu tubuhnya. Hal ini disebabkan karena katak termasuk ke dalam kelas amphibi. Hewan amphibi merupakan hewan poikiloterm. Suhu tubuh hewan poikiloterm ditentukan oleh keseimbangannya dengan kondisi suhu lingkungan, dan berubah-ubah seperti berubah-ubahnya   kondisi suhu lingkungan. Hewan ini mampu mengatur suhu tubuhnya sehingga mendekati suhu lingkungan. Pengaturan untuk menyesuaiakan terhadap suhu lingkungan dingin dilakukan dengan cara memanfaatkan input radiasi sumber panas yang ada di sekitarnya sehingga suhu tubuh di atas suhu lingkungan dan pengaturan untuk menyesuaiakan terhadap suhu lingkungan panas dengan penguapan air melalui kulit dan organ-organ respiratori menekan suhu tubuh beberapa derajat di  bawah suhu lingkungan. Oleh karena itu, ketika suhu lingkungan turun, suhu tubuh katak juga ikut turun menyesuaikan dengan lingkungannya. Hal ini juga dikarenakan karena katak belum memiliki centrum pengatur suhu sehingga tidak bisa mempertahankan suhu tubuhnya agar tetap stabil. Demikian halnya pada suhu lingkungan yang panas (Kay, 1998).

Kemudian, pada saat suhu mengalami perubahan maka terjadi pula jumlah perubahan pada denyut jantung katak. Hal ini disebabkan karena jantung katak yang memiliki sifat poikilotermik yang dapat menyesuaikan dengan suhu lingkungan. Saat katak diberi perlakuan pada kondisi suhu 20⁰C, katak tersebut mampu mengkondisikan sehingga suhu tubuhnya menjadi 27⁰C. Hal ini disebabkan karena penurunan suhu menyebabkan penurunan permeabilitas membran sel otot jantung terhadap ion, sehingga diperlukan waktu lama untuk mencapai nilai ambang. Akibatnya kontraksi otot jantung juga mengalami penurunan. Adapun saat katak diberikan perlakuan pada kondisi panas yaitu 40⁰C, katak tersebut mampu mengkondisikan tubuhnya hingga suhunya berada pada 36⁰C. Kenaikan suhu menyebabkan permeabilitas sel otot terhadap ion meningkat sehingga ion inflow meningkat, terjadilah depolarisasi. Saat potensial membran mencapai nilai ambang, maka akan terjadi potensial aksi yang kemudian dikonduksikan ke AV node, lalu ke bundle of his, kemudian kesaraf purkinje dan akhirnya ke seluruh otot ventrikel berkontraksi secara cepat. Akibatnya frekuensi denyut jantung meningkat, tetapi amplitudonya tetap (Chang, 1996).

Berdasarkan pada suatu proses fisiologi, penambahan suhu tubuh yang terjadi pada suatu organisme berhubungan dengan proses metabolisme yang merupakan reaksi kimia yang sangat kompleks di dalam tubuh organisme tersebut. Efek penambahan suhu tubuh ini dapat dipelajari dengan perhitungan matematika sebagai Q10. Q10 ini merupakan perbandingan antara 2 reaksi metabolisme dengan perbedaan temperatur 10 ^oC, yang dirumuskan :

Q₁₀ = K2/K1 ^(10/T2-T1)

Q10 merupakan cara yang paling tepat untuk menunjukkan pengaruh suhu pada laju reaksi atau metabolisme dalam tubuh, tapi ada cara lain yang lebih baik untuk menjelaskan mekanisme hubungan kedua variabel tersebut, yaitu dengan Arrhenius plot.

Penambahan suhu juga akan berpengaruh terhadap meningkatkan nilai dari Q₁₀ nya. Berdasarkan pada suatu proses fisiologi, penambahan suhu tubuh yang terjadi pada suatu organisme berhubungan dengan proses metabolisme yang merupakan reaksi kimia yang sangat kompleks di dalam tubuh organisme tersebut dan Q₁₀ ini merupakan perbandingan antara 2 reaksi metabolisme dengan perbedaan temperatur 10 ^oC (Chang, 1996).

Aktivitas metabolisme pada tubuh hewan akan mempengarhui suhu internal tubuhnya terutama pada hewan endoterm dan juga hewan ektoderm, walau hanya sedikit pengaruhnya. Aktivitas metabolisme tubuh yang tinggi, akan menyebabkan peningkatan suhu pada internal tubuhnya. Sehingga jika panas tubuh yang terlalu tinggi maka perlu adanya suatu proses termoregulasi untuk menjaga agar suhu tubuh hewan tersebut tetap stabil. Begitu pula sebaliknya, apabila aktivitas metabolisme tubuhnya rendah atau lambat, maka penghasilan panas tubuhnya pun akan terlalu rendah. Akibatnya panas tubuh internalnya rendah, sehingga apabila hal tersebut terjadi maka akan diperlukan adanya proses termoregulasi (Kay, 1998).

KESIMPULAN

Thermoregulasi adalah proses pengaturan suhu tubuh. Panas tubuh merupakan hasil akhir dari proses oksidasi di dalam tubuh yang dapat diukur secara akurat melalui cavitas oris. Terjadinya berbagai keadaan pada lingkungan tidak mempengaruhi suhu manusia karena sifatnya yang homeoterm, sedangkan pada katak mampu mengkondisikan suhu tubuhnya sesuai dengan lingkungan karena sifatnya yang poikiloterm.

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, dkk. 2004. Biologi jilid 3. Erlangga. Jakarta

Chang, R. 1996. Essential Chemistry.Mc Graw Hill Company, Inc, USA.Fujaya

Kay, Ian. 1998. Introduction To Animal Physiology. Bios Scientifik Publisher. Manchester

Isnaeni, Wiwi. 2006. Fisiologi Hewan. Penerbit Kanisius. Yogyakarta

Soedjono. 1998. Pengantar Anatomi dan Fisiologi Manusia. LPTK Press. Jakarta

Soewolo, 2000. Pengantar Fisiologi Hewan. Depdiknas. Jakarta

Syamsiar. 1988. Pengantar Fisiologi Manusia. Depdikbud. Jakarta