Selasa, 02 Februari 2010

BAGAIMANA TUBUH MELAKUKAN REGULASI KADAR CO2 DAN O2 DALAM DARAH SERTA SUHU TUBUH


A.               TUJUAN
1.      Menyebutkan contoh regulasi dalam tubuh manusia.
2.      Menjelaskan mekanisme regulasi dalam rangka homeostasis dalam tubuh manusia.

B.               DASAR TEORI
Homeostasis adalah suatu istilah yang digunakan untuk menjelaskan kelangsungan hidup organisme di dalam suatu ekosistem dan juga secara khusus menggambarkan kelangsungan hidup suatu sel-sel dalam suatu organisme, homeostasis juga menunjukkan lingkungan yang mendukung kelangsungan hidup sel-sel. Semua system tubuh organisme saling bekerjasama untuk mempertahankan homeostasis dalam tubuh kita. Homeostasis dibutuhkan sel dan jaringan tubuh kita untuk dapat bekerja dengan baik menghadapi stressor perubahan lingkungan eksternal. Adapun beberapa mekanisme homeostasis yang penting antara lain thermoregulasi, osmoregulasi, regulasi air dan elektrolit, serta glukoregulasi.
Pada dasarnya, ketika terjadi perubahan dalam tubuh kita, ada 2 mekanisme respon yang mungkin terjadi yaitu
-          Umpan balik negatif, yaitu suatu proses yang terjadi ketika sistem tubuh kita butuh diambatkan atau bahkan memberhentikan secara komplit suatu proses yang sedang terjadi. Contoh ketika tekanan darah meningkat, reseptor di arteri
karotis akan mendeteksinya danmengirimkan sinyal ke otak. Otak kemudian akan mengirimkan pesan ke jantung untuk memperlambat denyutnya sehingga aliran darah yang dipompa lebih sedikit dan mengakibatkan penurunan tekanan darah.     
-          Umpan balik positif, yaitusuatu resp[on untuk menimbulkan atau menguatkan suatu proses fisiologis dan atau aksi dari suatu sistem. Rtespon ini biasanya merupakan suatu proses siklik yang dapat terus berlanjut memperkuat suatu aksi atau suatu proses sampai suatu respon umpan balik negatif mengambil alih.
Berikut adalah beberapa contoh proses regulasi :
1.      Regulasi suhu tubuh ( Thermoregulasi )
Manusia merupakan makhluk homeothermik yang berarti dapat mengatur suhu tubuh sendiri untuk mencapai suatu ekuilibrium (keseimbangan) sehingga suhu tubuh cenderung konstan yang tidak banyak terpengaruh oleh suhu lingkungan.
Enzim manusia bekerja efektif pada suhu 37 ºC. Pusat pengsaturan suhu ada di otak bagian hipotalamus. Terdapat beberapa efektor yang terlibat dimana antar mamalia bervariasi. Temperatur diatur dengan beberapa mekanisme. Fluktuasi temperatur dideteksi oleh reseptor yang disebut thermoreseptor, contohnya adalah kulit.
Jika kita terlalu panas atau dingin baik karena pengaruh dari lingkungan luar atau dalam tubuh kita, maka thermoreseptor akan memgirimkan impuls saraf ke hipotalamus. Selanjutnya Hypothalamus akan mengirimkan pesan respon ke efektor seperti kulit untuk meningkatkan atau mengurangi hilangnya panas dari permukaan dengan :
a.          Peningkatan suhu tubuh direspon dengan berdirinya bulu rambut (piloereksi) karena kontraksi otot-otot kulit sedangkan menurunnyasuhu tubuh direspon dengan pewnahanan panas tubuh dengan mendatarnya bulu rambut karena relaksasi otot-otot kulit.
b.      Kelenjar-kelenjar di bawah kulit akan mensekresi keringat ke ermukaan kulit untuk meningkatkan hilangnya panas dengan evaporasi jika suhu tubuh meningkat. Sekresi keringat akan berhenti jika suhu tubuh sudah kembali normal.
c.       Pembuluh darah yang mengaliri kulit akan melebar untuk membawa lebih banyak panas keluar tubuh (vasodilatasi) jika suhu tubuh meningkat, dan pembuluh darah akan mengkerut (vasokonstriksi) untuk meminimalkan hilangnya panas lewat kulit jika suhu tubuh sudah normal kembali.
Jika terjadi penurunan suhu yang berkepanjangan, maka hypothalamus akan meningkatkan sekresi hormon TRH untuk menstimulasi pengeluaran TSH oleh hipofisis yang akan menstimulasi kenaikan sekresi hormone tiroksin
oleh kelenjar tiroid. Hormon ini akan memacu metabolisme yang memiliki produk sampingan energi panas. Selain itu,mekanisme non spesifik lain untuk mengatasi penurunan suhu tubuh adalah dengan kontraksi otot-otot ekstremitas (menggigil) untuk memproduksi panas.
2.      Regulasi cairan Tubuh ( Osmoregulasi )
Osmoregulasi adalah suatu proses untuk mempertahankan keseimbangan cairan, air, dan elektrolit dalam tubuh kita. Spesifik, osmoregulasi adalah pengaturan konsentrasi cairan di pembuluh darah dan secara efektif juga mengatur jumlah air yang tersedia untuk diserap sel tubuh. Pengaturan homeostasis cairan tubuh dilakukan dengan mekanismesebagai berikut :
a.       Perubahan konsentrasi cairan dideteksi oleh osmoreseptor sistem sirkulasi ke hypothalamus untuk mengaktifkan umpan balik negatif
b.      Hypothalamus kemudian mengirimkan sinyal kimiawi ke kelenjar hipofisis untuk mensekresi hormon ADH (Anti Diuretika Hormone) yang akan bekerja pada organ target ginjal dimana ginjal bertanggung jawab untuk menstabilkan konsentrasi cairan tubuh.
c.       Ketika hormon ADH mencapai organ target, terjadi perubahan pada ginjal yaitu menjadi kurang atau lebih bersifat permeable terhadap air.
3.      Pengaturan Kadar Glukosa Darah ( Glukoregulasi )
Ada 2 hormon yang berperan penting dalam pengaturan kadar glukosa darah yaitu insulin yang dihasilkan oleh sel β islet langerhans pada pankreas dan glukagon yang dihasilkan oleh sel α islet langerhans pada pankreas.Insulin akan menurunkan kadar glikosa dalam darah dengan memasukkannya sel maupun merangsang hati untuk menyimpan kelebihannya
dalam bentuk glikogen. Sedangkan glukagon akan menstimulasi hati untuk membongkar glikogen jika tubuh mengalami kekurangan glukosa.(Pertiwi, Kartika Ratna.2008. Hand Out Biologi Umum Regulasi Jurusan Pendidikan Biologi Semester 1.Yogyakarta:)
      Pada saat istirahat, kira-kira 200ml Oksigen jumlah yanga ada pada 1 Liter darah yang dikonsumsi setiap menit. Selama olahraga berat,penggunaan oksigen dapat meningkat hingga 30 kali lipat. Oleh karena itu harus ada mekanisme untuk menyesuaikan usaha respirasi terhadap tuntutan metabolik. Irama dasar respirasi dikendalikan oleh sistem saraf dalam medula dan pons. Untuk menjawab tuntutan tubuh irama ini dapat diubah. Ukuran rongga dada dipengaruhi oleh kegiatan otot pernafasan. Otot-otot ini berkontraksi dan relaksasi sebagai respon impuls saraf yang ditransmisi kepadanya dari pusat otak. Area penyampai impuls saraf ke otot pernafasan terletak biateral dalam bentuk retikular batang otak,inilah yang disebut pusat pernafasan.yanjhg terdiri dari gugus neuron yang tersebar luas.
      Faktor-faktor  yang mempengaruhi respirasi adalah :
a.       kenaikan suhu tubuh karena kerja otot yang giat atau selama demam, kecepatan respirasi bertambah. Rangsang dingin ysang tiba-tiba seperti misalnyaterjun ke dalam air dingin menyebabkan apnea, yaitu penghentian sementara pernafasan.
b.       Sakit  yang mendadak dan hebat mengakibatkan apnea, tetapi sakityang lama menyebabkan penyesuaian penyakit dan menaikkan kecepatan respirasi.
c.       Peregangan otot sfingter anal menaikkan kecepatan respirasi. Teknik ini kadang-kadang dipergunakan untuk merangsang respirasi selama keadaan darurat.
d.      Iritasi faring atau laring karenassentuhan benda atau zat kimia menimbulkan penghentian pernafasan dengan segera yang diikuti batuk. (Soewolo, dkk.2003.FISIOLOGI MANUSIA.Universitas Negeri Malang.)
Prinsip dasar dari penawaran (pasokan) dan permintaan mengatur ekonomi metabolik. Sel tidak menghamburkan energi untuk membuat bahan tertentu lebih banyak daripada yang dibutuhkan. Mekanisme yang paling umum untuk mengontrol hal ini ialah inhibisi umpan balik: Produk-akhir jalur anabolik menginhibisi (menghambat) enzim yang menngkatalisis langkah awal jalur. Hal ini akan mecegah pengalihan intermediet metabolik utama yang sedang digunakan untuk aktivitas yang lebih penting ke sesuatu yang kurang perlu. Sel juga mengontrol katabolismenya. Jika sel tersebut sedang bekerja keras dan konsentrasi ATP-nya mulai menurun, respirasi akan semakin cepat. Ketika terdapat banyak ATP untuk memenuhi permintaan, respirasi melambat, mencadangkdan molekul organik yang bernilai itu untuk fungsi lain. Sekali lagi, kontrol terutama didasarkan pada pyengaturan aktivitas enzim pada titik titik strategis dalam jalur kataboliknya. (Campbell.2002.BIOLOGI.Jakarta:Penerbit Erlangga.)

C.               ALAT DAN BAHAN
1.      Termometer Badan
2.      Stop Watch
3.      Counter

D.               CARA KERJA
1.            Menentukan  4 orang diantara anggota kelompok praktikum untuk berperan sebagai ”obyek percobaan”
2.            Mengukur suhu tubuh obyek percobaan ini ( dalam mulut atau ketiak) sebagai suhu awal tubuh.
3.            Mengukur frekuensi nadinya (daerah leher depan, daerah pergelangan tangan bagian depan dsb) sebagai frekuensi nadi awal
4.             Mengukur frekuensi respirasi (inspirasi dan ekspirasinya) per menit
5.            Mengamati pula ada tidaknya keringat pada permukaan tubuh (menyatakan dengan sedikit, banyak, atau tidak ada).
6.            Menyuruh 2 dari 4 obyek uji tersebut untuk melakukan aktivitas ringan,misalnya jalan di tempat selama 10 menit (yang 2 orang tetap diam/tidak melakukan aktivitas ini)
7.            Mengukur suhu tubuh, frekuensi nadi, frekuensi respirasi dan keringat pada keempat obyek percobaan. Kalau perlu lakukan dengan 2 atau 3 kali ulangan. Suhu tubuh, frekuensi nadi, frekuensi respirasi dan keringat ini sebagai data kedua.
8.            Mengulangi langkah 6 dan 7 tetapi untuk aktivitas yang lebih berat (misalnya lari di tempat, naik turun tangga gedung, lari-lari di ruangan dsb). Data hasil pengukuran ini dianggap sebagai data ketiga.
9.            Membuat tabulasi data mengenai suhu tubuh, frekuensi nadi, frekuensi respirasi, dan keringat tersebut. 

 E.               DATA HASIL PENGAMATAN
Obyek
Percobaan
Sebelum Beraktivitas
Sesudah Beraktivitas
Suhu Tubuh
Frekuensi Respirasi
Frekuensi Nadi
Keringat
Suhu Tubuh
Frekuensi Respirasi
Frekuensi Nadi
Keringat
Sella
36,9ºC
24/menit
92/menit
Tidak ada
36,9ºC
28/menit
99/menit
Tidak ada
Hida
36,7ºC
20/menit
85/menit
Tidak ada
36,8ºC
27/menit
91/menit
Tidak ada
Aktivitas Ringan

Aktivitas Berat
Obyek
Percobaan
Sebelum Beraktivitas
Sesudah Beraktivitas
Suhu Tubuh
Frekuensi Respirasi
Frekuensi Nadi
Keringat
Suhu Tubuh
Frekuensi Respirasi
Frekuensi Nadi
Keringat
Laily
36,9ºC
20/menit
86/menit
Tidak ada
37ºC
35/menit
88/menit
Sedikit
Riza
36,6ºC
23/menit
68/menit
Tidak ada
36,7ºC
48/menit
76/menit
Sedikit

F.                PEMBAHASAN
Suhu Tubuh
Dari studi pustaka yang diperoleh, adanya suatu aktivitas yang dilakukan manusia, akan menaikkan suhu tubuh. Dari data yang diperoleh, dapat dilihat bahwa terjadi kenaikan suhu tubuh pada obyek percobaan. Pada suhu tubuh obyek percobaan antara sebelum dan sesudah beraktivitas yang ringan tidak sangatlah berbeda. Pada aktivitas yang ringan, suhu tubuh Hida antara sebelum dan sesudah beraktivitas ringan hanya berbeda 0,1 satu saja, bahkan pada Sella suhu tubuhnya tetap atau tidak berubah yaitu 36,9. Suhu tubuh normal manusia berkisar antara 36,8 – 37,4. Ini menandakan bahwa aktivitas yang ringan tidak terlalu banyak menaikkan suhu tubuh manusia. Secara teori, seharusnya pada objek percobaan yang melakukan aktivitas berat terjadi kenaikan suhu tubuh yang lebih tinggi daripada pada aktivitas ringan. Namun dapat dilihat dari data hasil percobaan  bahwa kenaikan suhu tubuh pada aktivitas berat hanyalah 0,1 saja, sama seperti pada aktivitas ringan. Yang berbeda hanyalah, pada aktivitas ringan,objek percobaan yang mengalami kenaikan suhu tubuh hanya 1 orang sedangkan pada aktivitas yang  berat, obek perobaan yang mengalami kenaikan suhu adalah kedua-duanya.
Kenaikan suhu tubuh ini dikarenakan karena proses thermoregulasi yang dilakukan oleh tubuh. Enzim manusia bekerja efektif pada suhu 37 ºC. Pusat pengaturan suhu ada di otak bagian hipotalamus. Terdapat beberapa efektor yang terlibat. Temperatur diatur dengan beberapa mekanisme. Fluktuasi temperatur dideteksi oleh reseptor yang disebut thermoreseptor, contohnya adalah kulit. Jika kita terlalu panas atau dingin baik karena pengaruh dari dalam tubuh kita, maka thermoreseptor akan memgirimkan impuls saraf ke hipotalamus. Selanjutnya Hypothalamus akan mengirimkan pesan respon ke efektor seperti kulit untuk meningkatkan atau mengurangi hilangnya panas dari permukaan dengan berbagai cara.
Frekuensi Respirasi
Dari data yang diperoleh dari percobaan, dapat dilihat bahwa objek percobaan mengalami kenaikan frekuensi respirasi setelah melakukan aktivitas. Baik itu aktivitas ringan ataupun berat sama-sama mengalami kenaikan, hanya saja setelah melakukan aktivitas yang berat, kanaikan frekuensi respirasi akan lebih banyak daripada setelah melakukan aktivitas ringan. Sesuai literatur, pada saat istirahat, kira-kira 200ml Oksigen jumlah yang ada pada 1 Liter darah yang dikonsumsi setiap menit. Selama aktivitas berat,penggunaan oksigen dapat meningkat hingga 30 kali lipat. Oleh karena itu harus ada mekanisme untuk menyesuaikan usaha respirasi terhadap tuntutan metabolik. Irama dasar respirasi dikendalikan oleh sistem saraf dalam medula dan pons. Untuk menjawab tuntutan tubuh irama ini dapat diubah. Ukuran rongga dada dipengaruhi oleh kegiatan otot pernafasan. Otot-otot ini berkontraksi dan relaksasi sebagai respon impuls saraf yang ditransmisi kepadanya dari pusat otak. Selain itu mekanisme yang paling umum untuk mengontrol hal ini ialah inhibisi umpan balik: Produk-akhir jalur anabolik menginhibisi (menghambat) enzim yang menngkatalisis langkah awal jalur. Hal ini akan mecegah pengalihan intermediet metabolik utama yang sedang digunakan untuk aktivitas yang lebih penting ke sesuatu yang kurang perlu. Sel juga mengontrol katabolismenya. Jika sel tersebut sedang bekerja keras dan konsentrasi ATP-nya mulai menurun, respirasi akan semakin cepat. Ketika terdapat banyak ATP untuk memenuhi permintaan, respirasi melambat, mencadangkdan molekul organik yang bernilai itu untuk fungsi lain. Dari studi pustaka, diketahuiu pula bahwa salah satu faktor yang mempengaruhi kenaikan frekuensi respirasi adalah kenaikan suhu tubuh karena kerja otot yang giat, sehingga kecepatan respirasi bertambah.
Frekuensi Nadi
Dari data percobaan yang diperoleh, dpat dilihat bahwa setelah melakukan aktivitas, baik aktivitas ringan maupun berat akan frekuensi nadi meningkat. Sama seperti pada frekuensi respirasi, jumlah kenaikan frekuensi denyut nadi pada aktivitas berat lebih banyak daripada pada aktivitas ringan. Ini menandakan bahwa semakin berat aktivitas yang dilakukan, maka semakin tinggi frekuensi denyut nadi. Ini sesuai dengan salah satu akibat dari teori umpan balik positif bahwa pembuluh darah yang mengaliri kulit akan melebar untuk membawa lebih banyak panas keluar tubuh jika suhu tubuh meningkat, sehingga ini mengakibatkan tekanan darah menurun. Jika tekanan darah menurun, reseptor di arteri karotis akan mendeteksinya dan mengirimkan sinyal ke otak. Otak kemudian akan mengirimkan pesan ke jantung untuk mempercepat denyutnya sehingga aliran darah yang dipompa lebih besar dan mengakibatkan pingkatan tekanan darah.    
            Keringat
Dari data di atas, dapat diketahui bahwa pada objek percobaan yang melakukan aktivitas berat mengeluarkan sedikit keringat. Ini sebagai tanda  bahwa tubuh melakukan regulasi akibat dari tubuh mengalami kenaikan suhu. Jika kita terlalu panas karena pengaruh dari dalam tubuh kita, maka thermoreseptor akan mengirimkan impuls saraf ke hipotalamus. Selanjutnya Hypothalamus akan mengirimkan pesan respon ke efektor seperti kulit untuk meningkatkan hilangnya panas dari permukaan dengan :
-          Peningkatan suhu tubuh direspon dengan berdirinya bulu rambut (piloereksi) karena kontraksi otot-otot kulit
-          Kelenjar-kelenjar di bawah kulit akan mensekresi keringat ke permukaan kulit untuk meningkatkan hilangnya panas dengan evaporasi jika suhu tubuh meningkat. Sekresi keringat akan berhenti jika suhu tubuh sudah kembali normal.
-          Pembuluh darah yang mengaliri kulit akan melebar untuk membawa lebih banyak panas keluar tubuh (vasodilatasi) jika suhu tubuh meningkat, dan pembuluh darah akan mengkerut (vasokonstriksi) untuk meminimalkan hilangnya panas lewat kulit jika suhu tubuh sudah normal kembali.

G.              KESIMPULAN
Dari analisis data yang telah dilakukan, dapat ditarik kesimpulan bahwa, dalam rangka homeostasis untuk kelangsungan hidup sel-sel dari keadaan tubuh yang kurang mendukung,tubuh akan melakukan regulasi. Contoh dari regulasi adalah meningkatnya suhu tubuh, keluarnya keringat, meningkatnya  frekuensi respirasi dan denyut nadi dikarenakan melakukan aktivitas. Aktivitas yang berat akan lebih tinggi menaikkan suhu tubuh, jumlah keringat, frekuensi respirasi dan denyut nadinya daripada melakukan aktivitas yang ringan.
Mekanisme regulasi dalam rangka homeostasis dalam tubuh manusia ada dua macam, yaitu Umpan Balik Negatif, yaitu suatu proses yang terjadi ketika sistem tubuh kita butuh diambatkan atau bahkan memberhentikan secara komplit suatu proses yang sedang terjadi dan Umpan Balik Positif, yaitu suatu respon untuk menimbulkan atau menguatkan suatu proses fisiologis dan atau aksi dari suatu sistem, respon ini biasanya merupakan suatu proses siklik yang dapat terus berlanjut memperkuat suatu aksi atau suatu proses sampai suatu respon umpan balik negatif mengambil alih. Semua system tubuh organisme saling bekerjasama untuk mempertahankan homeostasis dalam tubuh. Homeostasis dibutuhkan sel dan jaringan tubuh untuk dapat bekerja dengan baik menghadapi stressor perubahan lingkungan eksternal. Adapun beberapa mekanisme homeostasis yang penting antara lain thermoregulasi, osmoregulasi, regulasi air dan elektrolit, serta glukoregulasi.

DAFTAR PUSTAKA
 Pertiwi, Kartika Ratna.2008. Hand Out Biologi Umum Regulasi Jurusan Pendidikan  Biologi Semester 1.Yogyakarta:Jurusan Pendidikan Biologi UNY
Soewolo, dkk.2003.FISIOLOGI MANUSIA .Malang:Universitas Negeri Malang Press.
Campbell,dkk.2002.BIOLOGI.Jakarta:Penerbit Erlangga.

Disusun oleh :
Kelompok VI
Pendidikan  Biologi Reguler
Riza Sativani Hayati               08304241029
Nur Hidayah                           08304241030
Laili     Sulhiyah                      08304241031
Sinta Herahmawati                 08304241032
                                     Janti Marchela Sari                  08304241033

Jika menggunakan informasi ini harap mencantumkan sumber

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

Tulis Komentar !!!