Proses Homeostasis Pada Tubuh Berkeringat Icha Cloudia Crishtin 102014158 Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana JalanArjuna Utara No.6 Jakarta Barat 11510 [email protected] Abstrak Homeostasis adalah kecenderungan tubuh untuk mempertahankan stabilitas serta pemeliharaan lingkungan internal yang relatif stabil dinamik. Dimana sistem kontrol homeostatis harus mampu mendeteksi dan menahan perubahan. Respon terhadap perubahan yang terdeteksi adalah umpan balik. Ada dua umpan balik yaitu umpan balik positif dan negatif. Jalur umum homeostasis ada yang melibatkan sinyal input, pusat control, dan sinyal output. Dalam homeostasis terdapat lingkungan internal dan ektrinsik serta lengkung reflek untuk mengetahui apakah respon sudah sesuai untuk mempertahankan kondisi normal tubuh. Kompensasi homeostasis untuk mengetahui tentang reaksi tubuh terhadap ketidaknormalan dalam tubuh, dimana jika homeostasis terjadi sangat berat akan menganggu kelangsungan hidup dan menyebabkan kematian. Kata kunci : homeostasis, stabilitas tubuh, umpan balik, lengkung reflek Abstract Homeostasis is the tendency of the body to maintain the stability and the maintenance of a relatively stable internal environment dynamic . Where the homeostatic control system must be able to detect and resist change . The response to the detected change is feedback . There are two feedback is positive and negative feedback . There’s also existing common pathway homeostasis such as input signal, controller, and output signal. In the internal environment and homeostasis are extrinsic and curved reflex to determine whether the response is appropriate to maintain the normal condition of the body . Compensation homeostasis to know about the body's reaction to an abnormality in the body , where if homeostasis occurs very heavy will disturb the survival and causes of death . Keywords : homeostasis, body stability, feedback, reflex loop Pendahulan Mengetahui bagaimana cara kerja sistem yang ada di tubuh manusia sangat penting untukmengetahui bagian mana yang tidak berfungsi secara normal. Setelah mengetahui itu kita dapat menjaga keadaan itu agar tetap bekerja secara normal. Tubuh manusia juga dapat dipengaruhi oleh keadaan luar tubuhnya, seperti suhu, kelembaban udara, polusi udara. Jika keadaan atau kondisi dalam (internal) tubuh manusia tetap konstan walaupun keadaan di luar berubah - ubah maka disebut homeostasis. Keseimbangan (homeostasis) dimasukkan kedalam bagian fisiologi. Karena pada fisiologi dijelaskan bagaimana cara kerja tubuh kita secara normal. Sehingga homeostasis adalah keadaan yang ada pada tubuh yang masih berfungsi secara normal. Jika tubuh mendapat suatu rangsangan maka tubuh akan melakukan sesuatu untuk merespon rangsangan tersebut. Rangsangan dari titik tertentu harus melewati beberapa tahap sebelum akhirnya melakukan tindakan. Dalam tinjauan pustaka ini akan dibahas mengenai homeostasis pada tubuh manusia yang berkaitan dengan skenario, sehingga mampu menjelaskan proses tubuh untuk mempertahankan kondisinya stabil sehingga mampu melaksanakan fungsi-fungsi yang esensial bagi kelangsungan hidup tubuh secara keseluruhan. Skenario B Di hari yang sangat panas, seorang laki-laki berusia 19 tahun sedang tidur di kamar tidur dengan pendingin ruangan dinyalakan, beberapa saat kemudian terjadi pemadaman listrik, ia pun terbangun dari tidurnya dengan tubuh penuh keringat. Homeostatis Homeostatis (keadaan tetap) mengacu pada mempertahankan kondisi fisik dan kimia yang relative konstan dalam lingkungan sel organisme, menurut batas-batas fisiologis. 1 Homeostasis merupakan sebuah proses fisiologis normal untuk menjamin bahwa sistem di dalam tubuh kita seperti metabolisme, tekanan darah dan suhu tubuh tetap berada pada kondisi yang seimbang meskipun kondisi di luar tubuh berbeda-beda. 2 Misalnya ketika suhu tubuh meningkat, tubuh mensekresikan keringat untuk mengeluarkan panas yang ada di dalam tubuh sehingga suhu tubuh dapat kembali ke keadaan normal.3 2 Lingkungan Internal Cairan yang secara kolektif terkandung dalam semua sel tubuh dinamai cairan intrasel (CIS) dan cairan diluarsel disebut cairan extrasel (CES). Cairan ekstra sel adalah lingkungan internal tubuh. Ini adalah lingkungan cair tempat sel hidup. Cairan ekstarsel (lingkungan internal) terbentuk oleh dua kompartmen: plasma,bagian cair darah; dan cairan interstisium, yang mengelilingi dan membasahi sel (inter berarti “antara”;stisium berarti “yang berdiri”). Seberapapun jauhnya sebuah sel dari lingkungan eksternal,sel tersebut dapat melakukan pertukaran-pertukaran untuk mempertahankan hidup dengan lingkungan internal yang mengelilinginya. Sebaliknya, sistem-sistem tubuh tertentu melakukan pemindahan bahan antara lingkungan eksternal dan lingkungan internal nya sehingga komposisi lingkungan internal dipertahankan sesuai untuk menunjang kehidupan dan fungsi sel. Sel-sel tubuh dapat hidup berfungsi hanya jika cairan ekstrasel memungkinkan kelangsungan hidup mereka : karena itu, komposisi kimiawi dan keadaan fisik lingkungan internal ini harus dipertahankan dalam batasbatas yang ketat. Pemiliharaan lingkungan internal yang relative stabil disebut homeostatis.4 Faktor-faktor lingkungan internal yang harus dipertahankan secara homeostasis. Faktor faktor yang dipertahankan adalah : 1. Konsentrasi molekul zat-zat gizi. Sel-sel membutuhkan pasokan molekul nutrient yang tetap untuk digunakan sebagai bahan bakar metabolic untuk menghasilkan energi. Energy kemudian digunakan untuk menunjang aktifitas-aktifitas khusus dan untuk mempertahankan hidup. 2. Konsentrasi O2 dan CO2 Sel membutuhkan O2 untuk melakukan reaksi-reaksi kimia yang menarik sebanyak mungkin energi dari molekul nutrien digunakan oleh sel. CO2 yang dihasilkan selama reaksi-reaksi tersebut berlangsung harus diseimbangkan dengan CO2 yang dikeluarkan oleh paru, sehingga CO2 pembentuk asam ini tidak meningkatkan keasaman di lingkungan internal. 3. Konsentrasi zat-zat sisa 3 Berbagai reaksi kimia menghasilkan proiduk-produk akhir yang berefek toksik bagi sel apabila dibiarkan tertimbun melebihi batas tertentu. 4. PH Diantara efek-efek paling mencolok dari perubahan keasaman lingkungan cairan internal adalah perubahan mekanisme pembentuk sinyal listrik di sel saraf dan perubahan aktifitas enzim di semua sel. 5. Konsentrasi air, garam-garam, dan elektrolit-elektrolit Karena konsentrasi relative garam (NaCl) dan air di dalam cairan ekstrasel (lingkungan internal) mempengaruhi berapa banyak air yang masuk atau keluar sel, konsentrasi keduanya diatur secara ketat untuk mempertahankan volume sel yang sesuai. Sel-sel tidak dapat berfungsi secara normal apabila mereka membengkak atau menciut. Elektrolit lain memiliki bermacam-macam fungsi fital lainnya. Sebagai contoh denyut jantung yang teratur bergantung pada konsentrasi kalium di cairan ekstra sel yang relative konstan. 6. Suhu Sel-sel tubuh berfungsi secara optimal dalam rentan suhu yang sempit. Sel-sel akan mengalami perlambatanaktifitas yang hebat apabila suhunya terlalu dingin dan yang lebih buruk protein-protein structural dan enzimatiknya akan terganggu apabila suhunya terlalu panas. 7. Volume dan tekanan. Komponen sirkulasi pada lingkungan internal, yaitu plasma, harus dipertahankan pada tekanan darah dan volume yang kuat agar penghubung vital antara sel dan lingkungan eksternal ini dapat terdistribusi ke seluruh tubuh.4 Lingkungan Eksternal Lingkungan eksternal adalah lingkungan dimana tubuh manusia hidup atau dapat dikatakan segala sesuatu yang berada di luar tubuh manusia.5 Jalur Umum Homeostasis Terdapat tiga komponen dasar dalam jalur umum homeostatis, yaitu: 1. Sinyal input : berdasarkan skenario yang menjadi sinyal input adalah perubahan yang terjadi di dalam tubuh akibat suhu 4 2. Pusat control : otak 3. Sinyal output : respon yang dihasilkan tubuh. Dalam hal ini adalah berkeringat. Mekanisme Homeostasis Perubahan kondisi lingkungan internal dapat timbul karena dua hal, yaitu adanya perubahan aktifitas sel tubuh dan perubahan lingkungan eksternal yang berlangsung terusmenerus. Untuk menyelenggarakan seluruh aktifitas sel dalam tubuhnya, selalu memerlukan pasokan berbagai bahan dari lingkungan luar secara konstan, misalnya oksigen, nutrient dan garam. Sementara itu, aktivitas sel juga menghasilkan bermacam – macam hasil sekresi sel yang bermanfaat dan berbagai zat sisa, yang di alirkan ke lingkungan internal yaitu cairan ekstraseluler (CES). Apabila aktifitas sel berubah pengambilan zat dari lingkungan internal dan pengeluarran berbagai zat dari dalam sel ke lingkungan internal juga berubah. Perubahan aktifitas sel semacam itu akan mengubah keadaan lingkungan internal. Perubahan lingkungan internal yang ditimbulkan oleh sebab manapun ( penyebab pertama atau kedua ) harus selalu dikendalikan agar kondisi homeostasis selalu terjaga.6 Mekanisme pengendalian kondisi homeostasis berlangsung melalui system system umpan balik. Akan tetapi, kita tidak boleh lupa bahwa ada dua macam system umpan balik, yaitu umpan balik positif dan negative. Sistem umpan balik yang berfungsi dalam pengendalian kondisi homeostasis adalah system umpan balik negative.6 Sistem Kontrol untuk Mempertahankan Homeostasis Mekanisme ini melibatkan hampir seluruh sistem organ tubuh. Walaupun kondisi internal berubah secara konstan, tubuh dilindungi terhadap perubahan yang besar dengan mekanisme kontrol pengaturan sendiri seperti sistem umpan balik. Sisem ini mengacu pada pemberian informasi dari suatu sistem (output) kembali ke dalam sistem (input) untuk menimbulkan respon.1 Secara umum, ada dua jenis mekanisme pengaturan dari dalam tubuh untuk mempertahankan homeostasis, yaitu: 1. Autoregulation, atau pengaturan intrinsic (lokal) dimana sel, jaringan, atau sistem organ yang ada di dalam tubuh manusia mengatur aktivitasnya sendiri secara otomatis untuk merespon perubahan yang terjadi di lingkungan. Seperti misalnya ketika terjadi 5 kekurangan oksigen dalam suatu jaringan, sel akan mengirimkan sinyal berupa zat kimia untuk melakukan dilatasi pembuluh darah sehingga darah yang mengalir akan semakin banyak dan secara otomatis kekurangan oksigen dalam jaringan tersebut dapat teratasi. 2. Extrinsic regulation, dimana aktivitas dari sistem-sistem organ di dalam tubuh dikontrol oleh aktivitas dari sistem saraf dan sistem endokrin. Misalnya ketika manusia berolahraga, sistem saraf akan memerintahkan peningkatan denyut jantung sehingga darah dapat melakukan sirkulasi dengan lebih cepat. Selain itu, saat berolahraga, sistem saraf juga menurunkan aliran darah ke organ-organ yang lebih tidak aktif seperti perut untuk kemudian disalurkan ke tempat-tempat yang lebih membutuhkan seperti otot.7 Meskipun kedua jenis regulasi tersebut berbeda, akan tetapi, dalam kedua jenis regulasi tersebut sama-sama membutuhkan tiga komponen penting dalam melakukan mekanisme untuk mempertahankan homeostasis. Ketiga komponen tersebut beserta fungsinya adalah reseptor yang digunakan untuk menerima stimulus, pusat pengontrolan atau pusat integrasi yang berfungsi untuk menerima dan memproses rangsangan dari reseptor, dan efektor yang digunakan untuk melaksanakan perintah dari pusat pengontrol.7 Lengkung Refleks Unit dasar aktivitas refleks terpadu adalah lengkung refleks. Lengkung refleks ini terdiri atas alat indra, neuron aferen, satu sinaps atau lebih yang umumnya terdapat di pusat integrasi sentral, neuron eferen, dan efektor. Pada mamalia, hubungan (sinaps) antara neuron somatik aferen dan eferen biasanya terdapat di otak atau medulla spinalis. Serat neuron aferen masuk susunan saraf pusat melalui radiks dorsalis medulla spinalis atau melalui nervus kranialis, sedangkan badan selnya akan terdapat di ganglion dorsalis atau di ganglion-ganglion homolog nervi kranialis. Serat neuron eferen keluar melalui radiks ventralis atau melalui nervus cranial yang sesuai. Kenyataan radiks dorsalis medulla spinalis bersifat sensorik dan radiks ventralis bersifat motorik dikenal sebagai hukum Bell-Magendie. 8 Semua lengkung (jalur refleks) terdiri dari komponen yang sama. 1. Stimulus adalah rangsang yang diberikan. 6 2. Reseptor adalah ujung distal dendrit, yang menerima stimulus. 3. Jalur aferen melintas sepanjang sebuah neuron sensorik sampai ke otak atau medulla spinalis. 4. Bagian pusat adalah sisi sinaps, yang berlangsung dalam substansi abu-abu SSP. Impuls dapat ditransmisi, diulang rutenya atau dihambat pada bagian ini. 5. Jalur eferen melintas disepanjang akson neuron motorik sampai ke efektor, yang akan merespons impuls eferen sehingga menghasilkan aksi yang khas. 6. Efektor dapat berupa otot rangka, otot jantung, atau otot polos, atau kelenjar yang merespon. 7. Respon. 8. Umpan balik, bisa berupa feedback negative atau positif.9 Feedback Negatif dan Feedback Positif Feedback negatif merupakan feedback yang terjadi ketika stimulus yang didapat dari lingkungan luar menyebabkan respon yang sebaliknya dari tubuh, sedangkan feedback positif merupakan feedback yang terjadi ketika stimulus yang didapat dari lingkungan luar menyebabkan respon yang sebanding dari tubuh.10 Akan tetapi, dalam kehidupan sehari-hari, feedback jenis ini jarang ditemui dibandingkan dengan feedback negatif karena feedback ini dapat membahayakan tubuh kita seperti layaknya pemanas ruangan yang lupa dimatikan akan membuat ruangan semakin panas dan suhunya semakin tinggi.7 Kompensasi Tubuh akan cenderung bereaksi terhadap ketidaknormalan yang terjadi didalamnya. Misalnya apabila secara tiba – tiba lingkungan menjadi dingin, maka 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, 7 pelebaran pupil untuk meningkatkan persepsi visual pada saat terjadi ancaman terhadap tubuh, dan peningkatan keringat untuk mengontrol kenaikan suhu tubuh.11 Jika satu atau lebih sistem tubuh gagal berfungsi secara benar, homeostasis terganggu dansemua sel akan menderita karena mereka tidak lagi memperoleh lingkungan yang optimal tempatmereka hidup dan berfungsi. Muncul berbagai keadaan patofisiologi. Patofisiologi mengacukepada abnormalitas fungsional tubuh (perubahan fisiologi) yang berkaitan dengan penyakit.Jika gangguan terhadap homeostasis menjadi sedemikian berat sehingga tidak lagimemungkinkan kelangsungan hidup, timbul kematian.12 Kesimpulan Hipotesis diterima. Tubuh mengeluarkan keringat dalam rangka mempertahankan suhu dalam tubuh agar tetap stabil. Ini merupakan proses homeostasis dengan sistem control jarak jauh karena melibatkan sistem saraf dan sistem endokrin. Terjadi feedback negative karena setelah terjadi respon berupa sekresi keringat, keringat akan menguap dan menyerap panas tubuh sehingga suhu tubuh tetap konstan. Respon ini melawan efek penghasil panas dan membantu mengembalikan suhu tubuh kembali normal. Daftar Pustaka 1. Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: EGC; 2003. 2. Marcovitch Harvey. Black’s medical dictionary. 41st ed. London: A & C Black Publishers Limited; 2005. 3. Ann P. BMA illustrated medical dictionary: Essential A-Z quickreference to over 5,000 medical terms. 2nd ed. London: Dorling Kindersley; 2007. 4. Sherwood L. Human physiology . Belmont: Thomson learning;2004. 5. Guy T, Arthur C, Hall. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Ed.11. Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC;2007. 6. Siagian, Minarma. Homeostasis: Keseimbangan yang halus dan dinamis. Jakarta : Departemen Ilmu Faal FKUI; 2004. 7. Martini F, Nath JL. An introduction to anatomy and physiology. Fundamentals of anatomy & physiology. 8th ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings; 2009. p. 12-16 8 8. Ganong, William F. Buku ajar fisiologi kedokteran. Jakarta:Penerit Buku Kedokteran EGC;2001. 9. Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta:Penerit Buku Kedokteran EGC; 2004. 10. Hall J E. Introduction to physiology: The cell and general physiology. Guyton and Hall textbook of medical physiology. 8th ed. Philadelphia: Saunders Elsevier; 2011. p. 7-8. 11. Uliyah M, Hidayat A. Keterampilan dasar klinik untuk kebidanan edisi ke-2. Jakarta: Salembamedika; 2008.h.1-3 12. Hall J, Guyton, Hall. Buku saku fisiologi kedokteran. Editor : Muttaqin H, Yesdelita N. Edisi ke-11. Jakarta: EGC; 2009. h.3-9 9
