Pendahuluan
PRAKTIKUM FISIOLOGI MODUL METABOLIK ENDOKRIN1. TUJUAN
PRAKTIKUM1.1 Suhu Tubuh Dan Pengaturannya
Tujuan Umum
a. Memahami perbedaan antara binatang hormoidotermik dan
poikilotermik
b. Memahami cara mengukur suhu tubuh manusia
c. Memahami cara menetapkan kelembaban relatif udara
Tujuan Khusus
a. Menerangkan pengaruh suhu keliling pada suhu tubuh binatang
poikilotermikb. Menerangkan cara mengukur suhu ketiak dan suhu
mulut
c. Menerangkan pengaruh bernapas melalui mulut dan berkumur air
es terhadap suhu mulut
1.2 Syok Insulin Pada Ikan Guppy Tujuan Instruksional Umum
Memahami berbagai pengaruh keadaan hipoglikemia terhadap fungsi
otak dan kardiovaskular
Tujuan Perilaku Khusus
Menerangkan berbagai pengaruh keadaan hipoglikemia terhadap
gerakan ikan guppy
2. METODOLOGI 2.1 Suhu Tubuh Dan Pengaturannya
a. Alat dan bahan1. kodok
2. papan fiksasi kodok/katak dan tali
3. termometer maksimum
4. termometer kimia dengan skala -10 C sampai +50C atau +10 C
sampai 100 C
5. alkohol dan kapas
6. waskom besar berisi air es
7. air hangat 40 C dan 70 C
8. termometer bola basah dan kering
9. Psychrometric Chartb. Cara Kerja1. Pengukuran suhu mulut
a. Termometer maksimum dibersihkan dengan alcohol
b. Meniskus air raksa diturunkan sampai di bawah skala dengan
mengayun-sentakkan thermometer tersebut beberapa kali
c. Reservoir termometer diletakkan di bawah lidah dan suuh orang
percobaan menutup mulutnya rapat-rapat
d. Setelah 3 menit baca dan dicatat suhu mulut OP
e. Meniskus air raksa diturunkan lagi di bawah skala seperti
butir 2
f. Reservoir thermometer diletakkan lagi di bawah lidah seperti
butir 3
g. Suhu mulut dibaca dan dicatat setelah 6 menit.
2. Pengaruh bernapas melalui mulut dan bekumur air es pada suhu
muluta. Meniskus air raksa diturunkan sampai di bawah skala dengan
cara percobaan pengukuran suhu mulut langkah 2
b. Reservoir termometer diletakkan di bawah lidah OP
c. Suhu mulut dibaca dan dicatat setelah 3 menit
d. OP diminta bernapas dengan tenang melalui mulut selama 2
menit sambil menutup lubang hidung. Segera setelah tindakan ini
ulangi langkah a s/d ce. OP diminta berkumur berulang-ulang dengan
air es selama 1 menit. Segera setelah tindakan ini ulangi langkah a
s/d c
3. Pengukuran suhu ketiak
a. Ketiak OP dikeringkan
b. Usahakan supaya meniskus air raksa termometer maksimum
terletak di bawah skala dengan mengayun-sentakkan termometer
tersebut beberapa kali
c. OP diminta berbaring terlentang
d. Reservoir termometer klinik di ruang ketiak dan minta OP
menjepitnya dengan baik
e. Setelah 3 menit baca dan catat suhu ketiak OP
4. Pengaruh suhu keliling pada suhu tubuh binatang
poikilometrtika. Suhu uang ditetapkan dengan thermometer kimia (-10
- +50 C)b. Tali diikatkan pada kodok terlentang di atas papan
fiksasi
c. Termometer kimia dimasukkan ke dalam esofagusnya
d. Suhu kodok dibaca dan dicatat setelah 3 menit
e. Dengan termometer tetap di dalam esofagusnya, benamkan kodok
ke dalam airs es setinggi lehernya (jaga jangan sampai air es masuk
ke dalam mulut kodok)
f. Suhu dibaca dan dicatat setelah 3 menit
g. Termometer dikeluarkan dari esofagunya dan tetapkan suhu air
es
h. Kodok dikeluarkan dari air es dan dibiarkan bebeerapa menit
dalam suhu ruang; sementara itu telah disediakan air hangat (40
C)
i. Termometer dimasukkan kembali ke dalam esofagus kodok.
Kemudian, kodok dibenamkan ke dalam air hangat setinggi lehernya
(jaga jangan sampai air hangat masuk ke dalam mulut kodok)
j. Suhu dibaca dan dicatat setelah 3 menit
5. Menetapkan kelembaban relatif udara a.Dilakukan pembacaan
suhu pada thermometer bola basah dan bola kering pada ruangan.
b. Kelembaban Relatif udara (%) dibaca pada psychrometric chart,
berdasakan suhu bola basah dan bola kering pada ruangan tersebut2.2
Syok Insulin Pada Ikan Guppya. Alat dan Binatang Percobaan yang
Diperlukan1. ikan guppy
2. gelas ukur 100ml diisi dengan 50ml air ledeng
3. peralatan untuk aerasi air ledeng dalam gelas ukur
4. larutan glukosa 20%
5. insulin
6. spuit insulin
7. pipet
b. Cara kerja 1. Ikan guppy dimasukkan ke dalam gelas ukur 100ml
yang sudah diisi air ledeng 50ml
2. Gerakan ikan guppy diperhatikan dalam gelas ukur dan catatlah
hasil observasi
3. Insulin 1mU diteteskan ke dalam air dan tunggu selama 3
menit
4. Setiap perubahan gerakan yang terjadi pada ikan guppy
diperhatikan dan dicatat
5. Jika tidak terlihat perubahan pada gerakan ikan guppy,
ditambahkan lagi insulin 1mU ke dalam air dan tunggu selama 3
menit
6. Ulangi langkah di atas hingga terlihat adanya perubahan
gerakan pada ikan guppy
7. Setiap perubahan yang terjadi pada ikan guppy dicatat;
gerakan meloncat tiba-tiba (jerky movement), kehilangan
keseimbangan, kejang atau koma
8. Setelah terlihat adanya perubahan gerakan pada ikan guppy,
segera dimasukkan 1ml larutan glukosa 20% ke dalam air
9. Selama 3 menit ditunggu untuk melihat apakah gerakan ikan
guppy telah berubah dan kembali normal
10.Jika gerakan ikan guppy belum kembali ke gerakan normal,
ulangi kembali langkah 8 dan 911. Hingga gerakan ikan guppy kembali
normal
3. TINJAUAN PUSTAKAA. Pengaturan suhu tubuhPengaturan suhu tubuh
(termoregulasi), pengaturan cairan tubuh, dan ekskresi adalah
elemen-elemen dari homeostasis. Dalam termoregulasi dikenal adanya
hewan berdarah dingin (cold-blood animals/poikiloterm ) dan hewan
berdarah panas (warm-blood animals/homoioterm). Namun, ahli-ahli
Biologi lebih suka menggunakan istilah ektoterm dan endoterm yang
berhubungan dengan sumber panas utama tubuh hewan. Ektoterm adalah
hewan yang panas tubuhnya berasal dari lingkungan (menyerap panas
lingkungan). Suhu tubuh hewan ektoterm cenderung berfluktuasi,
tergantung pada suhu lingkungan. Hewan dalam kelompok ini adalah
anggota invertebrata, ikan, amphibia, dan reptilia. Sedangkan
endoterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari hasil
metabolisme. Suhu tubuh hewan ini lebih konstan. Endoterm umum
dijumpai pada kelompok burung (Aves), dan mamalia (Vander et all,
2001).Dalam pengaturan suhu tubuh, hewan harus mengatur panas yang
diterima atau yang hilang ke lingkungan. Mekanisme perubahan panas
tubuh hewan dapat terjadi dengan 4 proses, yaitu konduksi,
konveksi, radiasi, dan evaporasi. Konduksi adalah perubahan panas
tubuh hewan karena kontak dengan suatu benda. Konveksi adalah
transfer panas akibat adanya gerakan udara atau cairan melalui
permukaan tubuh. Radiasi adalah emisi dari energi elektromagnet.
Radiasi dapat mentransfer panas antar obyek yang tidak kontak
langsung. Sebagai contoh, radiasi sinar matahari. Evaporasi proses
kehilangan panas dari permukaan cairan yang ditranformasikan dalam
bentuk gas (Van de Graaff & Rhees, 2001).Hewan mempunyai
kemampuan adaptasi terhadap perubahan suhu lingkungan. Sebagai
contoh, pada suhu dingin, mamalia dan burung akan meningkatkan laju
metabolisme dengan perubahan hormon-hormon yang terlibat di
dalamnya, sehingga meningkatkan produksi panas. Pada ektoterm
(misal pada lebah madu), adaptasi terhadap suhu dingin dengan cara
berkelompok dalam sarangnya. Hasil metabolisme lebah secara
kelompok mampu menghasilkan panas di dalam sarangnya (Sherwood,
2001).Beberapa adaptasi hewan untuk mengurangi kehilangan panas,
misalnya adanya bulu dan rambut pada burung dan mamalia, otot, dan
modifikasi sistim sirkulasi di bagian kulit. Konstriksi pembuluh
darah di bagian kulit dan countercurrent heat exchange adalah salah
satu cara untuk mengurangi kehilangan panas tubuh. Perilaku adalah
hal yang penting dalam hubungannya dengan termoregulasi. Migrasi,
relokasi, dan sembunyi ditemukan pada beberapa hewan untuk
menurunkan atau menaikkan suhu tubuh. Gajah di daerah tropis untuk
menurunkan suhu tubuh dengan cara mandi atau mengipaskan daun
telinga ke tubuh. Manusia menggunakan pakaian adalah salah satu
perilaku unik dalam termoregulasi.Memahami konsep pengaturan suhu
tubuh penting karena sangat berguna dalam hal penelitian atau
persoalan di klinik seperti : (Ganong,2001)1. Persoalan demam pada
penyakit-penyakit
2. Persoalan pemberian hipotermik pada kasus pembedahan (bedah
jantung)
3. Terapi pada kasus yang disebabkan panas berlebihan (Heat
stroke) atau pada kasus kedinginan yang ekstrem
4. Masalah-masalah militer (latihan dilapangan panas terbuka),
ruang angkasa, atau ditempat -tempat yang memungkinkan mempunyai
panas yang ekstrem
Manusia dan binatang menyusui mempunyai kemampuan untuk
memelihara suhu tubuh relative konstan dan berlawanan dengan suhu
lingkungan. Kepentingan dipertahankan suhu tubuh pada manusia
adalah berhubungan dengan reaksi kimia didalam tubuh kita. Misalnya
kenaikan suhu 100 C bisa mempercepat proses biologis 2 - 3 kalinya.
(Tortora & Derricson, 2007)Suhu inti (core temperature) manusia
berfluktuasi + 10 C dalam kegiatan sehari-hari. Misalnya paling
rendah adalah pada waktu pagi hari (jam 4 - 6 subuh) dan mencapai
puncaknya pada sore hari (jam 2 - 3 sore) (Ganong, 2003).Prinsip
Pengaturan Suhu TubuhKonsep Core temperature yaitu dianggap
merupakan dua bagian dalam soal pengaturan suhu yaitu :Bagian dalam
inti suhu tubuh, yang benar- benar mempunyai suhu rata-rata 370 C,
yaitu diukur pada daerah (mulut, otot, membrane tympani, vagina,
esophagus.(Tr). Bagian luar adalah temperature kulit + 1/3 massa
tubuh yaitu penukaran kulit sampai + 2 cm kedalam.(Ts). Dari dua
bagian tersebut dapat disimpulkan bahwa temperature suhu tubuh
rata-rata (tmb : Temperatur Mean Body) dengan rumus ;
TMB = 0,33 Ts + 0.67 Tr
Organ Pengatur Suhu TubuhPusat pengatur panas dalam tubuh adalah
Hypothalamus, Hipothalamus ini dikenal sebagai thermostat yang
berada dibawah otak. Hipothalamus anteriorberfungsi mengatur
pembuangan panas. Hipothalamus posteriorberfungsi mengatur upaya
penyimpanan panas. Mekanisme pengaturan suhu
Kulit> Reseptor perifer> hipotalamus (posterior dan
anterior)> Preoptika hypotalamus> Nervus eferent>
kehilangan/pembentukan panasSumber panas1. MetabolismeKegiatan
metabolisme tubuh adalah sumber utama dan pembentukan/pemberian
panas tubuh. Pembentukan panas dari metabolisme dalam keadaan basal
(BMR) + 70 kcal/jam sedang pada waktu kerja (kegiatan otot) naik
sampai 20%.
2. Bila dalam keadaan dingin seseorang menggigil maka produksi
panas akan bertambah lima kalinya.
Pelepasan Panas1. Penguapan (evaporasi)
Penguapan dari tubuh merupakan salah satu jalan melepaskan
panas. Walau tidak berkeringat, melalui kulit selalu ada air
berdifusi sehingga penguapan dari permukaan tubuh kita selalu
terjadi disebut inspiration perspiration (berkeringat tidak terasa)
atau biasa disebut IWL (insensible water loss).Inspiration
perspiration melepaskan panas + 10 kcal/jam dari permukaan panas
dari metabolisme dikeluarkan(kulit. Dari jalan pernafasan + 7
kcal/jam dengan cara evaporasi 20 - 25%.
2. Radiasi
Bila suhu permukaan tubuh disekitar lebih panas dari badan akan
menerima panas, bila disekitar dingin akan melepaskan panas. Proses
ini terjadi dalam bentuk gelombang elektromagnetik dengan kecepatan
seperti cahaya radiasi.
3.KonduksiPerpindahan panas dari atom ke atom/ molekul ke
molekul dengan jalan pemindahan berturut turut dari energi kinetic.
Pertukaran panas dari jalan ini dari tubuh terjadi sedikit sekali
(kecuali menyiram dengan air)
4.KonveksiPerpindahan panas dengan perantaraan gerakan molekul,
gas atau cairan. Misalnya pada waktu dingin udara yang
diikat/dilekat menjadi pada tubuh akan dipanaskan (dengan melalui
konduksi dan radiasi) kurang padat, naik dan diganti udara yang
lebih dingin. Biasanya ini kurang berperan dalam pertukaran
panas.
Pengaturan Suhu Tubuh pada Keadaan DinginAda dua mekanisme tubuh
untuk keadaan dingin yaitu :
1. Secara fisik (prinsip-prinsip ilmu alam) yaitu pengaturan
atau reaksi yang terdiri dari perubahan sirkulasi dan tegaknya
bulu-bulu badan (piloerektion) >erector villi
2. Secara kimia yaitu terdiri dari penambahan panas
metabolisme.
Pengaturan secara fisik dilakukan dengan dua cara :1.
Vasokontriksi pembuluh darah (cutaneus vasokontriksi)Pada reaksi
dingin aliran darah pada jari-jari ini bias berkurang + 1% dari
pada dalam keadaan panas. Sehingga dengan mekanisme
vasokontriksimaka panas yang keluar dikurangi atau penambahan
isolator yang sama dengan memakai 1 rangkap pakaian lagi.
2. Limit blood flow slufts (Perubahan aliran darah).Pada
prinsipnya yaitu panas/temperature inti tubuh terutama akan lebih
dihemat (dipertahankan) bila seluruh anggota badan didinginkan
Pengaturan secara kimia
Pada keadaan dingin, penambahan panas dengan metabolisme akan
terjadi baik secara sengaja dengan melakukan kegiatan otot-otot
ataupun dengan cara menggigil. Menggigil adalah kontraksi otot
secara kuat dan lalu lemah bergantian, secara synkron terjadi
kontraksi pada group-group kecil motor unit alau seluruh otot. Pada
menggigil kadang terjadi kontraksi secara simultansehingga seluruh
badan kakudan terjadispasme. Menggigil efektif untuk pembentukan
panas, dengan menggigil pada suhu 50 c selama 60 menit produksi
panas meningkat 2 kali dari basal, dengan batas maximal 5 kali
(Ganong, 2003).Pengaturan Suhu Tubuh Dalam Keadaan Panas1. Fisik
Penambahan aliran darah permukaan tubuh
Terjadi aliran darah maximum pada anggota badan
Perubahan dari venus return ke vena permukaanProses ini terutama
efektif pada keadaan temperature kurang/dibawah 340 C. penambahan
penambahan konduktivitas panas (konduktifitas aliran darah
termal)
2. Keringat
Pada temperature diatas 340 C, pengaturan sirkulasi panas tidak
cukup dengan radiasi, dimana pada kondisi ini tubuh mendapat panas
dari radiasi. mekanisme panas yang dipakai dalam keadaan ini dengan
cara penguapan (evaporasi).
Gerakan kontraksi pada kelenjar keringat, berfungsi secara
keringat periodik memompa tetesan cairan keringat dari lumen
permukaan kulit merupakan mekanisme pendingin yang paling efektif
(Ganong, 2001).B. Perbedaan antara binatang endotermik
(homoiotermik) dan ektotermik (poikilotermik)
Hewan ektotermik (poikilotermik) mendapatkan sebagian besar
panas tubuhnya dari sekelilingnya ; hewan endotermik (homoiotermik)
mendapatkan sebagian besar panas tubuhnya dari metabolism. Seperti
yang diperlihatkan oleh contoh ini, istilah ektotermik dan
endotermik tidak didasarkan pada suhu tubuh, tetapi oleh sumber
panas tubuh itu sendiri. Akan tetapi, bahkan pembedaan antara
sumber panas lingkungan versus panas metabolik tidaklah mutlak.
Banyak serangga dan beberapa ikan mempertahankan panas metaboliknya
untuk menghangatkan bagian tertentu tubuhnya, seperti toraks, di
mana terletak otot yang digunakan dalam lokomosi ; burung dan
mamalia yang merupakan endotermik, bisa menambah panas tubuhnya
dengan cara berjemur di bawah matahari (Silverthorn, 2004).Hewan
endotermik menyesuaikan permasalahan tertentu yang muncul ketika
hidup di darat. Keadaan ini membuat hewan terestrial mampu
mempertahankan suhu tubuh yang konstan menghadapi fluktuasi suhu
lingkungan yang umumnya lebih keras dibandingkan dengan yang
dihadapi oleh hewan akuatik. Secara umum, vertebrata
endotermikburung dan mamalialebih hangat dibandingkan dengan
sekelilingnya, tetapi hewan ini juga mempunyai mekanisme untuk
menyejukkan tubuhnya dengan lingkungan panas. Suhu tubuh yang tersu
menerus hangat memerkukan metabolisme aerobik (respirasi seluler )
yang diperlukan untuk menopang aktivitas fisik yang intensif. Suhu
tubh yang hangat merupakan satu alasan mengapa endotermik umumnya
dapat bertahan dalam aktivitas yang menghabiskan banyak energi
lebih lama dibandingkan dengan hewan ektotermik (Ganong,
2003).Menjadi hewan endotermik sungguh memberi kebebasan, tetapi
keadaan itu juga mahal secara energtik, khususnya dalam lingkungan
yang dingin. Sebagai contoh, pada suhu 20 derajat C, manusia yang
sedang beristirahat mempunyai laju metabolisme 1300 sampai 1800
kkal per hari . sebaliknya, seekor hewan ektotermik yang sedang
beristirahat dengan bobot yang serupa, seperti aligator amerika,
mempunyai laju metabolisme hanya sekitar 60 kkal per hari pada suhu
20 derajat C. Dengan demikian, endotermik umumnya mengkonsumsi
lebih banyak makanan (sebagaimana diukur dalam kilokalori)
dibandingkan dengan ektotermik dengan ukuran tubuh yang ekuivalen
(Ganong, 2003).Hubungan bioenergetik antara suhu tubuh, metabolisme
aerobik yang aktif, dan mobilitas adlah hal penting dalam evolusi
endotermik ; bergerak di darat memerlukan lebih banyak upaya
dibandingkan dengan bergerak dalam air. Sistem respirasi dan
sirkulasi burung dan mamalia yang efisien dapat dinggap sebagai
adaptasi yang menyertai evolusi endotermik dan laju metabolisme
yang tinggi. Hal ini bukan berarti bahwa ektotermik tidak sesuai
dengan keberhasilan hidup di darat. Amfibia dan reptilia mempunyai
adaptasiny sendiri untuk menghadapi perubahan suhu pada lingkungan
trestrial (Guyton & Hall, 1997). C. Pengaruh Insulin Terhadap
Fisiolog TubuhInsulin adalah suatu polipeptida yang mengandung dua
rantai asam amino yang dihubungkan oleh jembatan disulfida.
Terdapat perbedaan kecil dalam komposisi asam amino molekul dari
satu spesies ke spesies lain. Perbedaan ini biasanya tidak cukup
besar untuk dapat mempengaruhi aktivitas biologi suatu insulin pada
spesies heterolog tetapi cukup besar untuk menyebabkan insulin
bersifat antigenik. Insulin dibentuk di retikulum endoplasma sel .
Insulin kemudian dipindahkan ke aparatus golgi, tempat ia mengalami
pengemasan dalam granula-granula berlapis membran. Granula-granula
ini bergerak ke dinding sel melalui suatu proses yang melibatkan
mikrotubulus dan membran granula berfusi dengan membran sel,
mengeluarkan insulin ke eksterior melalui eksositosis. Insulin
kemudian melintasi lamina basalis sel serta kapiler dan endotel
kapiler yang berpori mencapai aliran darah.
Waktu paruh insulin dalam sirkulasi pada manusia adalah sekitar
5 menit. Insulin berikatan dengan reseptor insulin lalu mengalami
internalisasi. Insulin dirusak dalam endosom yang terbentuk melalui
proses endositosis. Enzim utama yang berperan adalah insulin
protease, suatu enzim di membran sel yang mengalami internalisasi
bersama insulin (Ganong, 2003).Faktor-faktor yang merangsang
sekresi insulin
1. Glukosa
2. Asam amino
Beberapa asam amino mempunyai pengaruh kuat terhadap sekresi
insulin yaitu arginin dan lisin. Pada saat kadar glukosa darah
rendah pemberian asam amino hanya menyebabkan peningkatan sekresi
insulin sedikit saja. Akan tetapi jika kadar gula darah tinggi
disertai pemberian asam amino akan menyebabkan sekresi insulin akan
berlipat ganda. Jadi asam amino itu sangat memperkuat rangsangan
glukosa terhadap sekresi insulin.
3. Hormon Gastrointestinal
Campuran beberapa macam hormon pencernaan yang penting (gastrin,
sekretin, kolesistokinin dan peptida penghambat asam lambung) akan
meningkatkan sekresi insulin dalam jumlah yang banyak.
4. Hormon-hormon lain dan Sistem Saraf OtonomHormon-hormon lain
yang secara langsung dapat meningkatkan sekresi insulin atau yang
dapat memperkuat rangsangan glukosa terhadap sekresi insulin
meliputi glukagon, growth hormon, kortisol dan yang lebih lemah
progesteron dan esterogen. Rangsang saraf simpatis dan parasimpatis
pada pankreasjuga meningkatkan sekresi insulin (Martini, 2006).
Efek faal insulin bersifat luas dan kompleks. Efek-efek tersebut
biasanya dibagi menjadi efek cepat, menengah dan lambat.
a. Efek cepat (detik)
Peningkatan transpor glukosa, asam amino dan K+ ke dalam sel
peka insulin.
b. Efek menengah (menit)
Stimulasi sintesis protein, penghambatan pemecahan protein,
pengaktifan glikogen sintetase dan enzim-enzim glikolitik,
penghambatan fosforilase dan enzim-enzim glukoneogenik.
c. Efek lambat (jam)
Peningkatan mRNA enzim lipogenik dan enzim lain.Efek insulin
pada berbagai jaringan
Pada orang normal, pankreas mempunyai kemampuan untuk
menyesuaikan jumlah insulin yang dihasilkan dengan intake
karbohidrat, tetapi pada penderita diabetes fungsi pengaturan ini
hilang sama sekali.
Pengaturan fisiologis kadar glukosa darah sebagian besar
tergantung dari:
- Ekstraksi glukosa
- Sintesis glikogen, dan
- Glikogenesis
Semua peristiwa di atas terjadi di dalam hati. Konsentrasi gula
darah yang konstan perlu dipertahankan karena glukosa merupakan
satu-satunya zat gizi yang dapat digunakan oleh otak, retina dan
epitel germaninativum dalam jumlah cukup untuk menyuplai energi
mereka sesuai dengan yang dibutuhkannya. Oleh karena itu, perlu
mempertahankan konsentrasi glukosa darah pada kadar yang
seimbang.
Setelah masuk ke dalam tubuh, zat gula akan diedarkan ke seluruh
sel tubuh melalui aliran darah. Kelebihan zat gula karena kurangnya
aktivitas akan disimpan oleh tubuh. Bagi mereka yang kurang
melakukan aktivitas seperti jarang berolahraga, kelebihan zat gula
tersebut akan disimpan dalam bentuk lemak. Sedangkan bagi orang
yang sering beraktivitas akan disimpan dalam bentuk otot seperti
pada atlet binaragawan. Proses pengubahan zat gula yang ada dalam
darah menjadi lemak atau otot terjadi dengan bantuan hormon insulin
yang dihasilkan oleh kelenjar pankreas. Jadi hormon insulin
bertugas untuk mendeteksi apabila kadar gula dalam darah tinggi
karena belum dibutuhkan oleh tubuh, yang akan diturunkan dengan
cara mengubahnya menjadi otot dan lemak. Sebaliknya bila zat gula
dalam dibutuhkan oleh tubuh (karena adanya suatu aktivitas) dan
sementara belum ada masukan zat gula melalui makanan maka hormon
glukagon akan merombak lemak tubuh atau otot menjadi zat gula yang
selanjutnya bisa digunakan untuk menghasilkan tenaga.
Mekanisme yang dipakai insulin untuk menyebabkan timbulnya
pemasukkan glukosa dan penyimpanan dalam arti meliputi:
1. Insulin menghambat fosforilasi hari, yang merupakan enzim
utama yang menyebabkan glikogenolisis.
2. Insulin meningkatkan pemasukkan glukosa dari darah oleh
sel-sel hati dengan meningkatkan aktivitas enzim glikokinase yang
mengakibatkan timbulnya fosforilasi awal dari glukoisa
3. Insulin meningkatkan aktivitas enzim-enzim yang bekerja pada
sintesis glikogen termasuk glikogen sintase yang bertanggung jawab
untuk polimerisasi dari glukosa membentuk molekul-molekul
glikogen.
(Guyton & Hall, 1997).Seperti telah disinggung sebelumnya,
insulin merupakan suatu hormon yang dihasilkan oleh sel beta di
pankreas. Insulin berfungsi untuk meningkatkan penyimpanan
karbohidrat, lemak dan protein. Hormon ini bertanggung jawab untuk
proses glikogenesis, yaitu perubahan glukosa menjadi glikogen dalam
hati dan otot, serta menyebabkan lipogenesis, yaitu pembentukan
trigliserida dan lemak. Ia juga menghambat pemecahan lemak dan
meningkatkan penghasilan glukosa dalam hati. Malfungsi insulin
dapat mengakibatkan terjadinya diabetes mellitus (Guyton & Hall
1997).Konsekuensi kelebihan insulin terutama adalah manifestasi
efek hipoglikemia di otak. Pada dasarnya otak mengandalkan pasokan
glukosa darah yang terus menerus sebagai makanannya dan bahwa
penyeraapan glukosa oleh otak tidak bergantung pada insulin. Pada
kelebihan insulin, lebih banyak glukosa yang masuk ke sel-sel tubuh
lain yang tergantung insulin. Akibatnya terjadi penurunan kadar
glukosa darah sehingga glukosa yang mengalir ke otak tidak
mencukupi. Pada dasarnya otak mengalami kelaparan akibat
hipoglikemia. Dengan demikian gejala-gejalanya adalah penekanan
fungsi otak yang apabila cukup parah, dapat dengan cepat
menyebabkan penurunan kesadaran dan kematian. Individu-individu
dengan ketanggapan berlebihan sel biasanya tidak sampai mengalami
hipoglikemia yang dapat menimbulkan konsekuensi-konsekuensi serius
tersebut, tetapi biasanya mereka memperlihatkan gejala penekanan
aktivitas SSP yang lebih ringan. Hipoglikemia yang lebih berat
menyebabkan berkurangnya glukosa ke otak dan menyebabkan pusing,
bingung, lelah, lemah, sakit kepala, perilaku yang tidak biasa,
tidak mampu berkonsentrasi, gangguan penglihatan, kejang dan koma.
Hipoglikemia yang berlangsung lama bisa menyebabkan kerusakan otak
yang permanen (Ganong, 2003).
Gambar 1: Hubungan antara Kadar Glukosa Plasma terhadap
Fisiologi TubuhPada umumnya glukagon melawan efek insulin
Walaupun insulin berperan sentral dalam mengontrol
penyesuaian-penyesuaian metabolik antara keadaan absorptif dan
pasca absorptif, produk sekretorik sel pulau langerhans pancreas,
yaitu glucagon, juga sangat penting. Sel penghasil insulin dan sel
penghasil glukagon adalah pasangan system endokrin yang sekresi
kombinasinya merupakan factor utama dalam mengatur metabolism bahan
bakar. Efek glukagon berlawanan terhadap efek insulin. Glukagon
terutama bekerja dihati, tempat hormon ini menimbulkan berbagai
efek pada metabolisme karbohidrat, lemak dan protein (Ganong,
2003).4. HASIL4.1 Suhu Tubuh dan Pengaturannya
a. Suhu tubuh manusiaSuhu mulut
3 menit pertama : 37,3 C
6 menit kedua : 37,3 C
Suhu mulut yang dipengaruhi
3 menit :37,3 C
Bernapas dari mulut : 37 C
Kumur-kumur : 37 C
Ketiak
3 menit 36,6 Cb. Suhu kodok
Hasil praktikum thermoregulasi pada katak Bufo sp ialah sebagai
berikut
Keadaan normal dengan suhu ruangan 29,5 C, suhu katak adalah
sama yaitu 29,5 C. Pada saat diransang atau dimasukkan kedalam air
dingin (air es) dengan suhu 25 C, suhu katak berubah menjadi 18 C.
Kemudian, ketika katak dimasukkan ke dalam air hangat dengan suhu
39 C, suhu kadak pun berubah menjadi 37 C.
4.2 Syok Insulin pada ikan guppy
Tabel 1. Hasil Percobaan Syok Insulin pada Ikan GuppyNo.Tetes
Insulin(Glukosa((Perilaku
1.Tetes 0Tetes 0Gerakan aktif
2.Tetes 1 -gerakan melemah
3.Tetes 2-Semakin melemah
4.Tetes 3-Kehilangan keseimbangan, gerakan terbalik
5.Tetes 4-Kehilangan keseimbangan +++
6.-Tetes 1 (1ml)gerakan berenang mulai stabil
7.-Tetes 2Gerakan berenang kembali aktif dan kembali ke gerakan
berenang normal seperti sebelum dimulai perlakuan dengan
insulin.
( 2 mili unit tiap tetes
((1 ml tiap tetes5. PEMBAHASAN5.1 Suhu Tubuh dan
Pengaturannya
A. Suhu Tubuh ManusiaBiasanya manusia berada di lingkungan yang
suhunya lebih dingin daripada tubuh mereka, sehingga ia harus terus
menerus menghasilkan panas secara internal untuk mempertahanan suhu
tubuhnya. Pembentukan panas akhirnya bergantung pada oksidasi bahan
bakar metabolik yang berasal dari makanan. Suhu tubuh normal secara
tradisional dianggap berada pada 37oC. namun sebenarnya tidak ada
suhu tubuh normal karena suhu bervariasi dari organ ke organ. Suhu
di inti bagian dalam, yang terdiri dari organ-organ abdomen dan
torak, sistem saraf pusat, serta otot rangka, umumnya relatif
konstan. Suhu inti internal inilah yang dianggap sebagai suhu tubuh
dan menjadi subjek pengaturan ketat untuk mempertahankan
kestabilannya. Jaringan tubuh dibagian tengah ini berfungsi optimum
pada suhu relatif konstan sekitar 37,8oC. kulit dan jaringan
subkutis membentuk lapisan di sebelah luar. Berbeda dengan suhu
ditengah yang tinggi-konstan, suhu di dalam lapisan luar umumnya
lebih dingin dan pada dasarnya dapat berubah-ubah. Suhu kulit dapat
berfluktuasi antara 20oC dan 40oC tanpa mengalami kerusakan
(Sherwood, 2001).Suhu oral istirahat rata-rata adalah 37oC dengan
rentang normal 36,1-37,2oC. suhu rectum rata-rata sekitar 0,6oC
lebih tinggi yaitu 37,6oC yang berkisar dari 36,1-37,8oC. walaupun
suhu inti dipertahankan relatif konstan, terdapat beberapa faktor
yang sedikit dapat mengubahnya antara lain :
Suhu inti manusia bervariasi sesuai dengan irama biologis
inheren atau jam biologis.
Suhu inti wanita mengalami irama bulanan dalam kaitannya dengan
daur haid.
Suhu inti meningkat selama olahraga karena pningkatan luar biasa
produksi panas oleh otot-otot yang berkontraksi.
Karena mekanisme pengatur suhu tidak 100% efektif, suhu inti
dapat sedikit berubah-ubah jika tubuh terpajan ke suhu yang ekstrim
seperti cuaca dingin atau cuaca yang panas.
Asupan makanan.
Pertukaran panas antara tubuh dan lingkungan berlangsung melalui
radiasi, konduksi, konveksi, dan evaporasi. Suhu suatu benda dapat
dianggap sebagai ukuran konsentrasi panas di dalam benda tersebut.
Dengan demikian, panas selalu berpindah mengikuti penurunan gradien
konsentrasinya, yaitu mengikuti penurunan gradien termal dari
daerah yang lebih panas ke daerah yang lebih dingin. Radiasi adalah
emisi energi panas dari permukaan tubuh yang hangat dalam bentuk
gelombang elektromagnetik. Konduksi adalah perpindahan panas antara
benda-benda yang berbeda suhunya yang berkontak langsung satu sama
lain. Kecepatan perpindahan panas melalui konduksi bergantung pada
perbedaan suhu antara benda-benda yang bersentuhan dan
konduktivitas termal bahan-bahan yang terlibat (yaitu seberapa
mudah panas dikonduksikan oleh molekul-molekul bahan tersebut).
Sebagai contoh ketika menggenggam sebuah bola salju panas berpindah
melalui konduksi dari tangan anda ke bola salju sehingga tangan
anda menjadi dingin. Konveksi mengacu pada perpindahan energi panas
melalui arus udara atau H2O. gerakan udara akan membantu membawa
panas menjauhi tubuh. Evaporasi adalah metode terakhir pemindahan
panas yang digunakan oleh tubuh ketika udara menguap dari permukaan
kulit, panas yang diperlukan untuk mengubah air dari keadaan cair
menjadi gas diserap dari kulit sehingga tubuh menjadi lebih dingin.
Pengurangan panas evaporatif ini terus menerus berlangsung melalui
dinding saluran pernapasan dan dari permukaan kulit (Ganong,
2003).Dari hasil praktikum didapatkan hasil pengukuran suhu mulut
sebesar 37,30C pada menit ketiga dan pada menit keenam. Hal ini
terjadi karena manusia adalah kelompok homoiotermik yang suhu
tubuhnya selalu konstan dan tidak dipengaruhi oleh lingkungan.
Selain itu, suhu oral sebesar 37,30C juga masih dalam rentang suhu
oral yang normal.Pada pengukuran suhu mulut yang kedua yaitu
pengukuran suhu mulut setelah bernafas dari mulut dan setelah
berkumur dengan air es didapatkan hasil sebesar 370C. Manusia
tergolong homoiotermik. Hal ini menunjukan bahwa golongan
homoiotermik walaupun suhu lingkungan sekitarnya berubah, tidak
terpengah oleh lingkungan melainkan akan tetap mempertahankan suhu
tubuhnya dalam batas normal sehingga metabolisme tubuhnya tetap
berjalan dan menghasilkan kalor yang nantinya berguna untuk
mempertahankan suhu tubuhnya (Ganong, 2003).Sedangkan pada
pengukuran suhu ketiak didapatkan nilai sebesar 36, 60. Nilai ini
masih dalam rentang suhu ketiak yang normal. Karena ketiak lebih
dekat ke lingkungan seperti yang dijelaskan di atas bahwa ketiak
yang merupakan bagian dari kulit, suhunya dapat bervariasi dan
kulit dapat mentoleranssi panas.Jadi, pengukuran suhu mulut manusia
pada perlakuan tersebut tidak terlalu berbeda. Akan tetapi suhu
mulut setelah berkumur-kumur dengan air es sedikit lebih rendah.
Sedangkan suhu aksilla lebih rendah dari suhu mulut. B. Suhu
Kodok
Dari hasil percobaan yang dilakukan, dapat dilihat bahwa suhu
tubuh katak akan menyesuaikan diri dengan suhu lingkungannya. Pada
saat katak di beri perlakuan air dingin, suhu tubuhnya pun turun,
sedangkan saat diberi perlakuan air hangat, suhu tubuhya akan naik.
Hal ini dikarenakan katak merupakan salah satu hewan berdarah
dingin (poikilotermik) yang dapat menyesuaikan suhu tubuhnya dengan
suhu lingkungan. Hewan ektotermik (poikilotermik) mendapatkan
sebagian besar panas tubuhnya dari sekelilingnya
Pengaruh suhu keliling pada suhu tubuh binatang ektotermik
(poikilotermik)
Seekor hewan ektotermik memanaskan tubuhnya terutama dengan cara
menyerap panas dari sekelilingya. Jumlah panas yang ia peroleh dari
metabolismenya sendiri umumnya dapat diabaikan. Jadi, suhu di
sekeliling/disekitar hewan poikilotermik akan mempengaruhi suhu
tubuh hewan tersebut. Berbeda dengan hewan endotermik yang
mendapatkan sebagian besar atau semua panas tubuhnya dari
metabolismenya sendiri. 5.2 Syok Insulin pada ikan GuppyDalam
mempertahankan homeostasis kadar glukosa plasma dipertahankan dalam
rentang antara 70-110 mg/dl. Kadar glukosa plasma sesaat ini sangat
ditentukan olehkeseimbangan antara glukosa yang masuk ke aliran
darah dan jumlah yang meninggalkan aliran untuk masuk ke sel di
seluruh jatingan tubuh maupun glukosa yang disimpan oleh hati dan
otot sebagai glikogen. Efek-efek yang ditimbulkan akibat perubahan
kadar glukosa plasma sangat bervariasi. Pada kadar glukosa sekitar
80 mg/dl terjadi inhibisi sekresi insulin, dibawah 70 mg/dl mulai
terjadi sekresi glucagon, epinefrin, dan growth hormone. Lebih
lanjut kadar glukosa dibawah 60 mg/dl mulai terjadi sekresi
kortisol dan mulai timbul disfungsi kognitif yang meyebabkan
perubahan perilaku. Pada kadar glukosa 30-45 mg/dl mulai terjadi
lethargy sampai koma, jika sampai dibawah 30 mg/dl dapat terjadi
kejang (convulsion), dan terakhir kerusakan otak permanen pada
kadar glukosa plasma dibawah 15 mg/dl. Oleh karena pentingnya peran
glukosa sebagai sumber energy tersebut, maka kadar glukosa plasma
diatur secara ketat pada rentang yang tidak terlalu lebar oleh
beberapa hormone, yaitu insulin, glucagon, kortisol, dan epinefrin.
Insulin dan glucagon adalah hormone utama yang mengatur homeostasis
glukosa plasma (Ganong, 2003).
Pada praktikum yang dilakukan, pemberian insulin pada ikan
bertujuan untuk memberikan gambaran mengenai efek Insulin yang
diberikan secara berlebihan yang dapat menyebabkan keadaan
hipoglikemia. Hipoglikemia dapat menyebabkan berbagai perubahan
perilaku karena otak sebagai pusat pengaturan fungsi kognitif
sangat terpengaruh oleh glukosa sebagai sumber bahan bakar utama
sehingga harus dipertahankan pada rentang antara 70-110 mg/dl.
Pemberian insulin pada tetes pertama sebanyak 2 mU mulai terjadi
perubahan gerakan pada ikan coba, gerakan yang awalnya aktif
menjadi lemah, hal ini disebabkan pemberian insulin berlebihan pada
ikan menyebabkan meningkatnya uptake glukosa dalam sel-sel jaringan
tubuh yang uptake glukosanya dipengaruhi oelh insulin dengan
bantuan transporter GLUT-4,yaitu otot rangka, jantung, dan jaringan
lainnya. Sementara untuk otak uptake glukosa oleh selnya tidak
dipengaruhi oleh insulin sehingga otak kekurangan glukosa sebagai
satu-satunya sumber energi, Hal ini yang menyebabkan perubahan
gerak ikan dari aktif menjadi lemah. Begitu pula pada tetes
berikutnya, pada tetes ke 2 gerakan ikan semakin melemah bahkan
pada tetes ke 3 ikan mulai kehilangan keseimbangannya dan melakukan
gerakan-gerakan membalik diri (jungkirbalik) beberapa kali. Hal ini
menunjukkan keadaan hipoglikemia yang cukup berat sehingga
fungsi-fungsi otak seperti control gerakan tubuh dan control
keseimbangan yang diatur oleh cerebellum terganggu.
Kondisi ini dapat pula terjadi pada manusia yang lebih dikenal
sebagai syok insulin. Keadaan syok insulin dapat terjadi pada
penderita diabetes yang diterapi dengan insulin (umumnya DM tipe I)
tanpa control glukosa darah yang baik tanpa diseimbangkan denga
asupan kalori, sehingga insulin yang diberikan jauh lebih besar
dari asupan kalori dan tingkat olahraga yang dilakukan. Hal ini
dapat menyebabkan penderita dapat jatuh kekondisi hipoglikemik.
Kondisi hipoglikemik ini dapat menyebabkan penekanan fungsi otak,
bahkan pada tingakt sangat kritis dapat menyebabkan koma dan
kerusakan otak permanen (Ganong, 2003).
Perilaku selanjutnya adalah pemberian glukosa pada ikan coba,
pemberian glukosa ini memulihkan keadaan hipoglikemia pada ikan
coba. Hal ini dibuktikan dengan perubahan perilaku kembali ke
perilaku semula sebelum diberikan perlakuan dengan insulin. Pada
tetes 1 gerakan ikan coba mulai kembali stabil, bahkan pada tetes
ke 2 gerakan ikan telah stabil ke gerakan semula sebelum praktikum.
Peningkatan kadar glukosa pada lingkungan sekitar ikan coba
menyebabkan peningkatan kadar glukosa plasma yang sampai ke otak.
Kemungkinan besar karena dengan jumlah glukosa yang lebih banyak
maka tidak semuanya ditranspor oleh GLUT-4 kedalam sel dan
sebagiannya dibawa oleh aliran darah mencapai otak untuk memberikan
pasokan energy yang digunakan dalam proses glikolisis yang
dilanjutkan dengan siklus krebs dan transport electron yang hasil
akhirnya adalah energy berupa ATP (Ganong, 2003).6. KESIMPULAN
1. Manusia termasuk golongan homoitermik, karenanya pada
berbagai keadaan, manusia akan cenderung mempertahankan derajat
suhu tubuhnya. Berbeda dengan kodok sebagai binatang yang tergolong
poikilotermik. Kodok tidak mampu mempertahankan suhu tubuhnya pada
keadaan suhu lingkungan tertentu. Kodok mempunyai mekanisme
penyesuaian yang relatif kurang sempurna. Maka suhu tubuh kodok
akan sama seperti suhu lingkungannya.
2. Pengukuran suhu tubuh manusia pada mulut dan ketiak akan
diperoleh hasil yang berbeda. Suhu mulut akan lebih tinggi dari
suhu ketiak. Karena suhu mulut lebih menggambarkan suhu inti tubuh,
sedangkan suhu ketiak menggambarkan suhu permukaan tubuh.3.
Bernapas melalui mulut dan berkumur air es berpengaruh terhadap
suhu mulut, karena panas pada manusia berasal dari proses
metabolismenyaDAFTAR PUSTAKAGanong, W. F. (2003). Review of Medical
Physiology 21th ed. Maruzen Asia Ed. Los Altos California : Lange
Medical Publication Guyton, A.C., Hall,J.E. (1991). Buku Ajar
fisiologi Kedokteran. Jakarta : EGC
Martini,F.H. (2006). Fundamental of Anatomy and Physiology. 7th
Edition. USA:Pearson EducationSherwood, L. (2001). Fisiologi
Kedokteran dari Sel ke Sistem. Jakarta : EGCSilverthorn, D.U.
(2004). Human Physiology. 3rd Edition. San Francisco: Benjamin
Cummings
Tortora and Derrickson. (2007). Principles Of Anatomy and
Physiology. 11th Edition. USA: WileyVander et al. (2001).
Physiology : The Mechanism of Body. 8th edition. New York:
McGrawhill CompaniesVan de Graaff, K.M. (2001). Rhees, R.W. Schaums
Easy Outlines Human Anatomy and Physiology. New York:McGrawhill
CompaniesLampiran Jawaban Pertanyaan Fisiologi Suhu Tubuh
Manusia
PERTANYAAN DAN JAWABAN
a. Apakah perbedaan antara termometer maksimum (klinik) dengan
termometer kimia ?
Jawaban : perbedaan antara termometer maksimum (klinik) dengan
termometer kimia terletak pada pipa kapiler. Pada termometer
maksimum, di atas reservoir pipa kapiler terdapat penyempitan
sehingga bila suhu reservoir meninggi, air raksa akan terdorong ke
atas. Namun bila suhu reservoir menurun, air raksa dalam pipa
kapiler tidak dapat turun. Jadi, suhu yang terukur dan ditunjukkan
oleh termometer maksimum hanya suhu maksimum.
Sedangkan pipa kapiler pada termometer kimia tidak mempunyai
penyempitan sehingga air raksa dapat turun naik secara bebas sesuai
dengan suhu yang sedang diukur. Sehingga suhu yang terukur dan
ditujukkan oleh termometer sesuai dengan suhu benda yang
diukur.
b. Apakah ada perbedaan antara hasil pemeriksaan 3 menit dan 6
menit ?Jawaban : setelah dilakukan pengukuran suhu mulut pada OP
dalam waktu 3 menit dan 6 menit didapatkan hasil yang sama. Hal ini
disebabkan manusia merupakan golongan homoitermik.c. Apakah ada
perbedaan suhu mulut pada keadaan setelah bernapas melalui mulut
dan berkumur air es ?
Jawaban : suhu mulut pada keadaan setelah bernapas melalui mulut
dengan suhu mulut setelah berkumur dengan air es menunjukkan hasil
yang berbeda. Suhu mulut setelah berkumur dengan air es lebih
rendah daripada suhu mulut setelah bernapas melalui mulut.
d. Mengapa ketiak harus dikeringkan terlebih dahulu sebelum
diukur suhunya?
Jawaban : karena suhu ketiak sangat dipengaruhi oleh penguapan
keringat sehingga sebelum dilakukan pengukuran suhu, ketiak harus
dikeringkan terlebih dahulu. Jika ketiak tetap kering, maka suhu
yang terukur adalah suhu yang diharapkan.
e. Apakah ada perbedaan antara suhu ketiak dan suhu mulut dan
apa sebabnya?
Jawaban : antara suhu ketiak dan suhu mulut terdapat perbedaan.
Suhu mulut lebih tinggi daripada suhu ketiak. Hal ini disebabkan
karena suhu mulut lebih menggambarkan suhu inti tubuh, sedangkan
suhu ketiak menggambarkan suhu permukaan tubuh.
f. Mengapa air es tidak boleh masuk ke dalam mulut kodok?
Jawaban : kodok tergolong hewan poikilotermik, yaitu hewan yang
menyesuaikan suhu tubuhnya dengan suhu lingkungan sehingga apabila
air es masuk ke dalam mulut kodok dapat mempengaruhi suhu inti
tubuh, yaitu suhu inti tubuh akan turun dan mempengaruhi hasil
pengukuran suhu.
g. Apakah ada perbedaan suhu kodok pada waktu dibenamkan dalam
air es dan pada waktu dibenamkan dalam air hangat ?
Jawaban : Ada. Suhu kodok pada waktu dibenamkan dalam air es
lebih rendah daripada suhu kodok pada waktu dibenamkan dalam air
hangat. Hal ini disebabkan kodok merupakan hewan poikilotermik yang
suhu tubuhnya berubah-ubah sesuai dengan suhu lingkungan yang
mempengaruhinya.1