LAPORAN PRAKTIKUM

BIOLOGI DASAR

HOMEOSTASIS (TERMOREGULASI)

Oleh

Nama

: Dini Nur Afifah

NIM

: H1A009027

Kelompok

: 3 (tiga)

Rombongan: 2 (dua)

Asisten

: Lutfi Hadi Gunawan

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNIK

PURWOKERTO

2010

Hasil dan Pembahasan

A. Hasil

1. Data Pengamatan

No

Nama

Waktu Pengamatan

(wib)

Suhu tubuh

(°C)

Suhu lingkungan (°C)

Catatan

1

Ridwan

14:31

35,8

34,8

Kuliah siang

2

02:42

36.2

35

Bangun malam

3

Dini

22:30

36,7

35,5

Mandi malam

4

23:26

36,6

36,5

Sebelum tidur

5

Yulia

06:00

36,5

35

Sehabis olah raga

6

06:15

37

35,5

Sesudah mandi

2. Grafik Hubungan antara Suhu Tubuh dengan Kegiatan

B. Pembahasan

Praktikum Homeostasis (termoregulasi) dilakukan dengan cara mengukur suhu tubuh praktikan dan suhu lingkungan disekitarnya pada beberapa jenis kegiatan, diantaranya; ketika bangun tengah malam untuk belajar atau tahajjud, bangun pagi, ketika akan berangkat tidur, setelah mandi pagi dengan air dingin, setelah berolahraga, saat di sela kuliah di siang hari yang panas, dan setelah mandi dengan air hangat di malam hari. Setelah praktikum dilaksanakan didapatkan hasil bahwa pada saat bangun malam sekitar pukul 02.42 wib suhu lingkungan mencapai 35˚C, suhu tubuh mencapai 36,2˚C. Ketika akan tidur sekitar pukul 23.26 wib suhu lingkungan mencapai 35,5 ˚C, suhu tubuh mencapai 36,7˚C. Setelah mandi pagi dengan air dingin sekitar pukul 06.15 wib suhu lingkungan mencapai 35,5 ˚C, suhu tubuh mencapai 36,5˚C. Setelah berolahraga sekitar pukul 06.00 WIB suhu lingkungan mencapai 35 ˚C, suhu tubuh mencapai 36,5˚C. Saat di sela sela perkuliahan siang hari sekitar pukul 14.31 WIB suhu lingkungan mencapai 34,8˚C, suhu tubuh mencapai 35,8˚C. Setelah mandi dengan air hangat di malam hari sekitar pukul 22.30 WIB suhu lingkungan mencapai 35˚C, suhu tubuh mencapai 36,7˚C.

Berdasarkan data diatas, tampak hubungan antara jenis aktivitas tubuh, suhu tubuh dan suhu lingkungan disekitarnya. hubungan tersebut menunjukkan bahwa terjadi peningkatan suhu tubuh (melampaui suhu di sekitarnya) setelah kita melakukan aktivitas tertentu. Namun yang perlu diperhatikan dalam hal ini adalah peningkatan suhu tubuh maupun suhu lingkungan tidak terjadi secara signifikan (hanya beberapa derajat).

Metabolisme sangat sensitif terhadap perubahan suhu lingkungan internal makhluk hidup, khususnya hewan dan manusia. Sebagai contoh, laju respirasi seluler meningkat seiring peningkatan suhu sampat titik tertentu dan kemudian menurun ketika suhu itu sudah cukup tinggi sehingga mendenaturasi enzim. Selain itu sifat-sifat membran juga berubah dengan perubahan suhu (Minarma, 2004).

Organisme uniseluler pada umumnya tidak mampu bertahan hidup pada lingkungan yang mengalami perubahan suhu yang cepat. Namun di lain pihak, organisme multiseluler kompleks mampu mempertahankan hidup walaupan suhu disekitarnya sangat cepat berubah. Hal ini dikarenakan, organisme multiseluler memiliki kemampuan untuk mempertahankan kondisi dalam (milieu interieur). Pertahanan kondisi dalam ini akan melindungi bagian dalam tubuh organisme terutama sel dari perubahan suhu mendadak atau drastis. Berdasarkan hasil percobaan suhu badan meningkat dibandingkan dengan kegiatan lain. Namun tubuh tidak mengalami gangguan yang berarti seperti kejang, detak jantung yang sangat cepat dan lain lain. Hal ini mampu menunjukkan bahwa tubuh mampu mengimbangi perubahan suhu lingkungan yang tiba tiba (Minarma, 2004).

Seorang peneliti biologi Walter Cannon menyebut kemampuan mempertahankan keadaan dalam yang dimiliki oleh makhluk hidup multiseluler sebagai homeostasis. Homeostasis berasal dari bahasa yunani yaitu, homeo yang berati sama dan stasis yang berati mempertahankan keadaan. Homeostasis kemudian sering diartikan sebagai semua proses yang terjadi dalam organisme hidup untuk mempertahankan lingkungan internal, dalam kondisi tertentu agar tecipata kondisi yang optimal bagi kehidupan organisme yang bersangkutan. Homeostatis mengenal dua jenis keadaan konstan, yaitu:

1. Sistem tertutup – Keseimbangan statis

· Keadaan dalam, tidak berubah seperti botol tertutup.

2. Sistem terbuka – Keseimbangan dinamik

· Keadaan dalam, konstan walaupun sistem ini terus berubah contohnya seperti sebuah kolam di dasar air terjun

Cannon mengajukan empat postulat penting dalam homeostasis, yaitu:

1. Peran sistem syaraf dalam mempertahankan kesetimbangan antara lingkungan dalam tubuh dengan lingkungan luar.

2. Adanya kegiatan pengendalian yang bersifat tonik.

3. Adanya pengendalian yang bersifat antagonistik.

4. Suatu sinyal kimia dapat memberikan pengaruh yang berbeda pada jaringan yang berbeda (Minarma,2004).

Kemampuan homeostasis suatu organisme dipengaruhi beberapa hal diantaranya adalah

1. Variasi diurnal

Suhu tubuh akan bervariasi pada siang dan malam hari. Suhu terendah manusia yang tidur pada malam hari dan bangun sepanjang siang terjadi pada awal pagi dan tertinggi pada awal malam. Pada hasil pengamatan, hal ini dibuktikan dengan tingginya temperatur tubuh sebelum tidur malam (sekitar pukul 23.30 wib) yaitu 36,6˚C. Temperatur tubuh pada kegiatan yang lain rata rata berada dibawah temperatur tersebut

2. Kerja jasmani / aktivitas fisik

Setelah melakukan latihan fisik atau kerja jasmani suhu tubuh akan naik terkait dengan kerja yang dilakukan oleh otot rangka. Setelah melakukan latihan berat, suhu tubuh dapat mencapai 40 ºC. Pada hasil pengamatan, terlihat bahwa suhu tubuh setelah melakukan olahraga tergolong tinggi dibandingkan setelah melakukan kegiatan lain, yaitu sebesar 36,5˚C

3. Jenis kelamin

Sesuai dengan kegiatan metabolisme, suhu tubuh pria lebih tinggi daripada wanita. Suhu tubuh wanita dipengaruhi daur haid. Pada saat ovulasi, suhu tubuh wanita pada pagi hari saat bangun meningkat 0,3 – 0,5 ºC.

4. Lingkungan

Suhu lingkungan yang tinggi akan meningkatkan suhu tubuh. Udara lingkungan yang lembab juga akan meningkatkan suhu tubuh karena menyebabkan hambatan penguapan keringat, sehingga panas tertahan di dalam tubuh. Pada hasil pengamatan didapatkan bahwa suhu tubuh setelah aktivitas di malam hari lebih tinggi daripada aktivitas yang dilakukan malam hari (anonim, 2009).

Pengaturan suhu tubuh (termoregulasi), pengaturan cairan tubuh, dan ekskresi merupakan elemen-elemen dari homeostasis. Dalam termoregulasi dikenal adanya hewan berdarah dingin (cold-blood animals) dan hewan berdarah panas (warm-blood animals). Namun ahli-ahli Biologi menggunakan istilah ektoterm dan endoterm. Pembagian golongan ini didasarkan pada sumber panas utama tubuh hewan tersebut. 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 hewan 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 (Guyton,1993).

Di alam, pengaturan suhu tubuh oleh hewan dan manusia dilakukan untuk mengatur panas yang diterimanya 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 adalah proses kehilangan panas dari permukaan cairan yang ditranformasikan dalam bentuk gas (Martini, 1998).

Berdasarkan pengaruh suhu lingkungan terhadap suhu hewan, maka hewan dibagi menjadi dua golongan, yaitu poikioterm dan homoiterm. Suhu tubuh hewan poikioterm dipengaruhi oleh lingkungan. Suhu tubuh bagian dalam lebih tinggi dibandingkan dengan suhu tubuh luar. Hewan seperti ini juga disebut hewan berdarah dingin. Di lain pihak hewan homoiterm disebut hewan berdarah panas. Suhu tubuh hewan homoiterm lebih stabil, hal ini dikarenakan adanya reseptor dalam otaknya sehingga dapat mengatur suhu tubuh. Endotermik biasanya mempertahankan suhu tubuh mereka di sekitar 35 - 40°C (Duke, 1985).

Hewan homoiterm dapat melakukan aktifitas pada suhu lingkungan yang berbeda akibat kemampuan mengatur suhu tubuh. Hewan homoiterm mempunyai variasi temperatur normal yang dipengaruhi oleh faktor umur, faktor kelamin, faktor lingkungan, faktor panjang waktu siang dan malam, faktor makanan yang dikonsumsi dan faktor jenuh pencernaan air. Hewan berdarah panas adalah hewan yang dapat menjaga suhu tubuhnya, pada suhu-suhu tertentu yang konstan biasanya lebih tinggi dibandingkan lingkungan sekitarnya. Sebagian panas hilang melalui proses radiasi, berkeringat yang menyejukkan badan. Proses evaporasi yang dilakukan berfungsi untuk menjaga suhu tubuh agar tetap konstan. Contoh hewan berdarah panas adalah bangsa burung dan mamalia (Swenson, 1997).

Hewan ektoterm adalah hewan yang sangat bergantung pada suhu di lingkungan luar untuk meningkatkan suhu tubuhnya karena panas yang dihasilkan dari keseluruhan sistem metabolismenya hanya sedikit. Sedangkan hewan endoterm, adalah hewan yang suhu tubuhnya berasal dari produksi panas di dalam tubuh, yang merupakan hasil samping dari metabolisme jaringan. Suhu tubuh merupakan keseimbangan antara perolehan panas dari dalam (metabolisme) atau luar dengan kehilangan panas. Untuk menghadapi cuaca yang sangat buruk (terlalu dingin atau terlalu panas). Hewan ektoterm perlu menghemat energi dengan cara hibernasi atau estivasi (Guyton,1993).

Hewan ektotermik dan endotermik mempertahankan suhu tubuhya dengan mengkombinasikan empat kategori umum dari adaptasi, yaitu:

1. Penyesuaian laju pertukaran panas antara hewan dengan sekelilingnya.

Insulasi tubuh seperti, rambut, bulu, lemak yang terletak persis di bawah kulit untuk mengurangi kehilangan panas. Penyesuaian ini terdiri dari beberapa mekanisme, diantaranya

a. hewan endotermik mengubah jumlah darah yang mengalir ke kulitnya berdasarkan suhu di sekitarnya. Misal pada suhu dingin maka hewan endotermik akan mengecilkan diameter pembuluh darahnya (vasokontriksi) sehingga terjadi penurunan aliran darah, sedangkan pada musim panas hewan endotermik akan membesarkan diameter pembuluh darahnya (vasodilitasi) sehingga terjadi peningkatan aliran darah.

b. Pengaturan arteri dan vena yang disebut penukar panas lawan arus

( countercurrent heat exchanger). Pengaturan lawan arus ini memudahkan pemindahan panas dari arteri ke vena di sepanjang pembuluh darah tersebut

2. Pendinginan melalui kehilangan panas evaporatif.

Hewan endotermik dan ektotermik terestial kehilangan air melalui pernapasan dan melalui kulit. Jika kelembapan udara cukup rendah, air akan menguap dan hewan tersebut akan kehilangan panas dengan cara pendingin melalui evaporasi. Evaporasi dari sistem respirasi dapat ditingkatkan dengan cara panting (menjulurkan lidah ke luar). Pendinginan melalui evaporasi pada kulit dapat ditingkatkan dengan cara berendam atau berkeringat

3. Respons perilaku.

Banyak hewan dapat meningkatkan atau menurunkan hilangnya panas tubuh dengan cara berpindah tempat. Mereka akan berjemur dibawah terik matahari atau pada batu panas selama musim dingin, menemukan tempat sejuk, lembab atau masuk ke dalam lubang di dalam tanah pada musim panas, dan bahkan bermigrasi ke lingkungan yang lebih sesuai.

4. Pengubahan laju produksi panas metabolik.

Kategori penyesuaian ini hanya berlaku bagi hewan endotermik, khususnya unggas dan mamalia. Hewan endotermik akan meningkatkan produksi panas metaboliknya sebanyak dua tau tiga kali lipat ketika terpapar ke keadaan dingin (Campbell, 2004).

Manusia memiliki rentan suhu normal manusia 36,4 dan 36,7 ˚C. Sedangkan suhu lingkungan normal sekitar 27˚C. Pada hasil pengamatan, suhu lingkungan dapat berada diatas 27˚C dan mengalami perubahan di setiap kegiatan dapat disebabkan karena suhu merupakan besaran yang sangat bergantung pada keadaan lingkungan sekitar. Masing masing tempat memilki keadaan yang berbeda beda, seperti ketinggian dari permukaan laut, tekanan dan kelembapan udara. Jadi tempertur suatu ruang atau daerah dapat berubah ubah menurut fungsi keadaannya. Setelah praktikum, didapatkan hasil bahwa terjadi peningkatan dan penurunan suhu tubuh berdasarkan aktivitas. Hal ini terjadi dikarenakan suatu sistem termoregulasi dalam tubuh, yaitu suatu sistem yang berfungsi mengendalikan naik turunnya suhu tubuh berdasarkan perubahan suhu luar dan aktivitas yang dilakukan oleh organisme. Masing masing organisme yang dalam hal ini adalah manusia , memilki respon tubuh terhadap perubahan suhu yang berbeda. Berikut adalah faktor faktor yang mempengaruhi suhu tubuh manusia

1. Usia

Regulasi suhu tidak stabil sampai anak – anak mencapai pubertas. Rentang suhu normal turun secara berangsur sampai seseorang mendekati masa lansia. Lansia mempunyai rentang suhu tubuh yang lebih sempit daripada dewasa awal. Suhu oral 35º C tidak lazim pada lansia dalam cuaca dingin. Namun, rentang suhu tubuh pada lansia sekitar 35ºC. Lansia terutama sensitive terhadap suhu eskrim, karena kemunduran mekanisme control, terutama pada control vasomotor, penurunan jumlah jaringan subkutan, penurunan aktivitas kelenjar, dan penurunan metabolism.

2. Olahraga

Aktivitas otot memerlukan peningkatan suplai darah dan pemecahan karbohidrat dan lemak. Hal ini menyebabkan peningkatan metabolisme dan produksi panas. Segala jenis olahraga dapat meningkatkan suhu tubuh. Olahraga berat lama, seperti lari jarak jauh dapat meningkatkan suhu tubuh untuk sementara sampai 41ºC.

3. Kadar Hormon

Secara umum wanita mengalami fluktuasi suhu tubuh yang lebih besar daripada pria. Variasi tubuh dapat digunakan untuk memperkirakan masa paling subur pada wanita untuk hamil.

4.Irama Sirkadian

Suhu tubuh berubah secara normal 0,5 – 1 ºC selama periode 244 jam. Bagaimanapun suhu merupakan irama paing stabil pada manusia. Tapi pola suhu tubuh tidak berubah secara otomatis pada orang yang bekerja malam hari dan tidur siang hari. Perlu waktu 1 – 3 minggu untuk perputaran tersebut berubah. Secara umum irama sirkadian tidak berubah secara usia.

5.Stres

Stres fisik dan emosi meningkatkan suhu tubuh melalui stimulasi hormonal dan persyarafan. Perubahan fisiologi tersebut meningkatkan panas. Klien yang cemas saat masuk rumah sakit atau tempat praktik dokter, suhu tubuhnya dapat lebih tinggi dari normal.

6.Lingkungan

Lingkungan mempengaruhi suhu tubuh. Jika suhu dikaji dalam ruangan hangat klien mungkin tidak mungkin meregulasi suhu tubuh melalui mekanisme pengeluaran panas dan suhu tubuh akan naik. Jika klien berada diluar lingkungan luar tanpa baju hangat, suhu tubuh mungkin rendah karena penyebaran yang efektif dan pengeluaran panas yang kondusif ( Potter dan Perry, 1997 ).

Termoregulasi manusia berpusat pada hypothalamus anterior. Terdapat tiga komponen pengatur atau penyusun sistem pengaturan panas, yaitu termoreseptor, hypothalamus, dan saraf eferen. Termoregulasi dapat menjaga suhu tubuh. Dari perubahan keadaan lingkungan yang terjadi secara tiba tiba ataupun karena jenis akitifitas yang dilakukan oleh seseorang. Pada suhu tubuh yang konstan biasanya lebih tinggi dibandingkan lingkungan sekitarnya. Mekanisme pengaturan suhu tubuh merupakan penggabungan fungsi dari organ-organ tubuh yang saling berhubungan. Mamalia Memiliki dua jenis sensor pengatur suhu, yaitu sensor panas dan sensor dingin yang berbeda tempat pada jaringan sekeliling (penerima di luar) dan jaringan inti (penerima di dalam) dari tubuh. (Swenson,1997).

Grafik hubungan antara suhu tubuh dan suhu lingkungan memberikan gambaran bahwa terjadi adanya perubahan suhu tubuh dan suhu lingkungan pada masing masing kegiatan yang dilakukan oleh praktikan. Grafik tersebut menunjukkan adanya keselarasan antara suhu tubuh dan suhu lingkungan. Suhu lingkungan memiliki derajat yang tidak jauh berbeda dari suhu tubuh. Hal ini dapat mengisyaratkan bahwa suhu tubuh dan suhu lingkungan akan saling menyesuaikan. Penyesuaian ini dilakukan untuk mencegah kerusakan dan gangguan sistem dalam tubuh yang dapat mengganggu kestabilan sel sel, sehingga sel sel rusak dan tidak mapu bermetabolisme secara sempurna (Gordon,1992).

Suhu tubuh dapat mengalami pertukaran dengan suhu lingkungan, artinya panas tubuh dapat hilang atau berkurang akibat lingkungan yang lebih dingin atau lebih panas. Begitu juga sebaliknya, lingkungan dapat mempengaruhi suhu tubuh manusia. Perpindahan suhu antara manusia dan lingkungan terjadi sebagian besar melalui kulit (Wasetiawan,2009).

Proses kehilangan panas melalui kulit dimungkinkan karena panas diedarkan melalui pembuluh darah dan juga disuplai langsung ke fleksus arteri kecil melalui anastomosis arteriovenosa yang mengandung banyak otot. Kecepatan aliran dalam fleksus arteriovenosa yang cukup tinggi (kadang mencapai 30% total curah jantung) akan menyebabkan konduksi panas dari inti tubuh ke kulit menjadi sangat efisien. Dengan demikian, kulit merupakan radiator panas yang efektif untuk keseimbangan suhu tubuh (Wasetiawan,2009).

Suhu tubuh manusia cenderung berfluktuasi setiap saat. Banyak faktor yang dapat menyebabkan fluktuasi suhu tubuh. Untuk mempertahankan suhu tubuh manusia dalam keadaan konstan, diperlukan regulasi suhu tubuh. Suhu tubuh manusia diatur dengan mekanisme umpan balik (feed back) yang diperankan oleh pusat pengaturan suhu di hipotalamus. Apabila pusat temperatur hipotalamus mendeteksi suhu tubuh yang terlalu panas, tubuh akan melakukan mekanisme umpan balik. Mekanisme umpan balik ini terjadi bila suhu inti tubuh telah melewati batas toleransi tubuh untuk mempertahankan suhu, yang disebut titik tetap (set point). Titik tetap tubuh dipertahankan agar suhu tubuh inti konstan pada 37°C. Apabila suhu tubuh meningkat lebih dari titik tetap, hipotalamus akan merangsang untuk melakukan serangkaian mekanisme untuk mempertahankan suhu dengan cara menurunkan produksi panas dan meningkatkan pengeluaran panas sehingga suhu kembali pada titik tetap (Guyton, 1993)

Daftar Pustaka

Campbell. 2004. Biology. Erlangga. Jakarta

Duke, NH. 1995. The Physiology of Domestic Animal. Comstock Publishing.New York.

Guyton, D.C. 1993. Fisiologi Hewan, edisi 2. EGC. Jakarta.

Gordon, M.S.1982. Animal Physiology Principles. MacMillan Pub.Co.New York

Martini. 1998. Fundamental of Anatomy and Physiology 4th ed.. Prentice Hall International Inc., New Jersey

Minarma.2004.Homeostasis. www.staff ui.ac.id. Diakses kamis, 8 April 2010 pukul 21.30

Swenson, GM. 1997. Dules Physiology or Domestic Animals. Publishing Co. Inc : USA.

Wasetiawan.2009. Homeostasis.http// blog.unila.ac.id. Diakses Kamis, 8 April 2010 pukul 21.30.