konsep metabolisme

1. Konsep
Metabolisme
dan Pengaturan
Suhu
Afifa Radhina

2. Materi
• Pengaturan hormonal dalam metabolisme
• Pengaturan suhu
• Perhitungan BMR
• Pengukuran suhu tubuh

3. Pengaturan Hormonal
dalam Metabolisme

4. Pendahuluan tentang Metabolisme
• Metabolisme: semua reaksi kimia yang terjadi dalam sel tubuh.
• Metabolisme intermediet: Reaksi meliputi degradasi, sintesis, dan
transformasi menjadi tiga kelas molekul organik yaitu karbohidrat,
protein, dan lemak.
• Anabolisme: pembentukan atau sintesis molekul organik besar dari
subunit molekul organik yang lebih kecil. Proses ini membutuhkan ATP.
Hasil dari reaksi ini adalah pembentukan material yang dibutuhkan sel
dan penyimpanan nutrient yang berlebih tetapi tidak langsung
digunakan.
• Katabolisme: pemecahan atau degradasi molekul organik besar menjadi
subunit molekul yang lebih kecil. Terdapat dua tahap pemecahan yaitu
hidrolisis molekul besar menjadi subunit lebih kecil dan oksidasi subunit
kecil untuk memperoleh ATP.

6. Pendahuluan tentang Endokrin
• Sistem pengatur tubuh terdiri dari:
• Sistem saraf
• Sistem endokrin
• Sistem endokrin terdiri dari kelenjar endokrin tidak bersaluran yang tersebar di
seluruh tubuh. Kelenjar endokrin berfungsi dengan mensekresi hormon ke
dalam sirkulasi darah dan berinteraksi dengan berbagai kelenjar endokrin
lainnya.
• Begitu hormon disekresi, hormon akan mengalir dalam darah dan menuju ke
sel targetnya yang spesifik.
• Spesifisitas hormon dan sel targetnya disebabkan oleh reseptor pada sel target
yang berikatan dengan hormon tertentu. Berikatan hormon dan reseptornya
akan memulai rangkaian peristiwa dalam sel target yang akan memberikan
pengaruh dari hormon tersebut.

7. Anatomi
kelenjar
hormon dan
jaringan
pada tubuh

8. Hipotalamus dan Pituitari
• Kelenjar pituitari (hipofisis) adalah kelenjar kecil yang berada di rongga bertulang
yang berada di bawah otak dan berhubungan dengan hipotalamus melalui batang
hipofisis.
• Kelenjar pituitari terbagi menjadi dua bagian:
• Pituitari posterior (neurofisis):
terdiri dari jaringan saraf
• Pituitari anterior (adenofisis):
terdiri dari jaringan epitel kelenjar

9. Pituitari Posterior
• Secara fungsi dan anatomi, pituitari posterior
merupakan perpanjangan dari hipotalamus
• Pituitari posterior tidak memproduksi hormon, tetapi
menyimpan hormon peptida vasopressin dan oksitosin
yang disintesis oleh badan sel neuron di hipotalamus.
Hormon ini akan dikeluarkan ketika ada stimulasi pada
hipotalamus.
• Vasopressin atau antidiuretic hormone (ADH) memiliki
dua efek yakni:
• Menjaga H2O ketika pembentukan urin di nefron
ginjal  menjaga kadar air pada urin
• Menyebabkan kontraksi otot polos arteriolar 
berperan kecil dalam mengatur tekanan darah
• Oksitosin menstimulasi kontaksi otot polos di uterus
untuk membantu mengeluarkan bayi ketika persalinan
dan membuat pengeluaran ASI dari kelenjar susu saat
menyusui.

10. • Tidak seperti posterior, pituitari anterior
mensintesis hormon.
• Terdapat lima populasi sel yang berbeda
yang mensekresi enam hormon peptida,
yaitu:
• Sel pituitari anterior (somatotropes) yang
mensekresi growth hormone (GH)
• Thyrotropes yang mensekresi thyroid
stimulating hormone (TSH)
• Corticotropes yang memproduksi dan
mengeluarkan adrenocorticotropic
hormone (ACTH)
• Gonadotropes yang mensekresi dua
hormon yang berperan di organ reproduksi
yaitu follicle stimulating hormone (FSH) dan
luteinizing hormone(LH)
• Lactotropes yang mensekresi prolactin
(PRL) di wanita
Pituitari Anterior

11. Hipotalamus
• Hampir seluruh sekresi di pituitari dikendalikan oleh hormonal atau sistem saraf dari hipotalamus.
hipotalamus merupakan pusat integrasi informasi dalam tubuh dan informasi ini digunakan untuk
mengatur sekresi hormon pituitari.
• Sekresi pituitari posterior diatur oleh sinyal saraf yang berasal dari hipotalamus dan berakhir di pituitari
posterior
• Sekresi pituitari anterior diatur oleh hormon hipotalamus yang berfungsi untuk mengeluarkan atau
menghambat sekresinya. Kedua jenis hormon ini dikeluarkan ke pituitari anterior melalui pembuluh darah
hypothalamic-hypophysial portal vessel

12. Hipotalamus
• Neuron khusus di hipotalamus mensintesis dan mensekresi hormon releasing dan
inhibiting yang mengatur sekresi hormon di pituitari anterior. Hormon-hormon tsb
antara lain:
• Thyrotrophin-releasing hormone (TRH): menyebabkan keluarnya TSH
• Corticotropin-releasing hormone (CRH): menyebabkan keluarnya ACTH
• Growth hormone-releasing hormone (GHRH): menyebabkan keluarnya GH
• Growth hormone-inhibitory hormone (GHIH) atau somatostatin: menghambat GH
• Gonadotropin-releasing hormone (GnRH): menyebabkan keluarnya LH dan FSH
• Prolactin-inhibitory hormone (PIH) atau dopamine: menghambat sekresi prolaktin

14. Jalur Regulasi Hormon
• Jalur umum yang terlibat antara sumbu
hipotalamus-pituitari anterior-kelenjar
endokrin perifer target adalah sbb.
• Contoh jalur yang berujung pada
sekresi kortisol

15. Growth Hormone
• Growth hormone (GH) atau
somatotropin merupakan hormon yang
berperan dalam pertumbuhan jaringan
yang dapat berkembang seperti tulang
dan jaringan lunak (otot, lemak,
pembuluh darah dll).
• Selain untuk pertumbuhan, GH memiliki
fungsi dalam metabolism seperti:
• Meningkatkan laju sintesis protein di sel tubuh
• Meningkatkan mobilisasi asam lemak bebas di
darah dan meningkatkan penggunaan asam
lemak sebagai energi (mengurangi
penyimpanan lemak)
• Menurunkan laju penggunaan glukosa di
tubuh (menjaga karbohidrat).

16. Faktor yang Mempengaruhi Growth
Hormone
MENSTIMULASI GROWTH HORMONE
• Turunnya kadar glukosa darah
• Turunnya kadar asam lemak bebas di
darah
• Meningkatnya kadar asam amino (arginin)
di darah
• Kelaparan akibat puasa, defisiensi protein
• Stress dan trauma
• Latihan fisik
• Testosteron dan estrogen
• Deep sleep (Tahap 2 dan 4)
• Growth Hormone Releasing Hormone
(GHRH)
• Ghrelin
MENGINHIBISI GROWTH HORMONE
• Meningkatnya kadar glukosa darah
• Meningkatnya kadar asam lemak bebas
di darah
• Penuaan
• Obesitas
• Growth Hormone Inhibitory Hormone
(somatostatin)
• Growth hormone dari luar
• Insulin-like Growth Factor
(somatomedin)

17. Kelenjar Tiroid
• Kelenjar tiroid terletak di bawah laring dan di depan
trakea, merupakan kelenjar endokrin mensekresi dua
hormon metabolik yaitu tiroksin (T4) dan triiodotironin
(T3). Selain itu, kelenjar ini juga mensekresi calcitonin
yang berperan dalam metabolisme kalsium.
• Kedua hormon ini meningkatkan laju metabolisme
tubuh. Kekurangan hormon tiroid dapat menurunkan
laju metabolisme basal hingga 50% dibawah normal.
• Sekresi hormon tiroid diatur oleh thyroid stimulating
hormone (TSH) yang berasal dari pituitari anterior.
• Hormon tiroid disekresi di sel epitel kubus yang terdiri
dari glikoprotein thyroglobulin. Sedangkan calcitonin
disekresi oleh sel C.

18. Hormon Tiroid
• Hormon tiroid tidak memiliki organ target
spesifik, tetapi memberikan pengaruh hampir
ke seluruh jaringan di tubuh.
• Hormon tiroid dapat melewati membran
plasma dan berikatan dengan reseptor intrasel
yang membuat terjadinya transkripsi mRNA
spesifik dan sintesis protein spesifik yang baru
yang akan membuat terjadinya respon seluler.
• Kerjanya hormon tiroid bersifat lambat.
Respon terhadap meningkatnya hormon tiroid
baru dapat terdeteksi setelah beberapa jam.
• Durasi respon target terhadap hormon tiroid
juga berlangsung lama.

19. Hormon Tiroid
• Dalam laju metabolisme dan produksi panas: Hormon tiroid meningkatkan laju
metabolisme basal (BMR) tubuh. Mengatur konsumsi O2 dan pengeluaran energi
dalam kondisi istirahat. Bersifat kalorigenik karena meningkatnya metabolisme akan
meningkatkan produksi panas.
• Efek meniru simpatis: Hormon tiroid meningkatkan respon sel target terhadap
katekolamin (epinefrin dan norepinefrin), yaitu messenger kimia yang digunakan oleh
sistem saraf simpatis.
• Efek terhadap sistem kardiovaskular: Hormon tiroid meningkatkan detak jantung dan
kontraksi sehingga meningkatkan output jantung.
• Efek terhadap GH dan sistem saraf: Hormon tiroid menstimulasi sekresi GH dan
produksi IGF-I serta memerankan peran penting dalam perkembangan sistem saraf.

20. Jalur Regulasi Hormon
Tiroid
• Hormon tiroid diatur oleh sumbu hipotalamus-
pituitari-tiroid.
• TSH yang berasal dari pituitari anterior bekerja
dengan cara menstimulasi sintesis dan pengeluaran
hormon tiroid.
• Thyrothropin-releasing hormone (TRH) dari
hipotalamus membuat terjadinya sekresi TSH,
berlanjut dengan meningkatnya hormon tiroid.
Hormon tiroid akan bekerja dengan umpan balik
negatif untuk menurunkan sekresi TSH dengan
menghambat hipotalamus dan pituitari anterior.
• Sumbu ini bekerja dengan irama diurnal (fluktuasi
sekresi siang malamkadar puncak dari pagi dan
kadar paling rendah saat menjelang malam.

21. Kelenjar Adrenal
• Terdapat dua kelenjar adrenal
yang masing-masing terletak di
atas ginjal dan diselubungi oleh
lemak.
• Setiap kelenjar terdiri dari dua
lapisan yaitu korteks adrenal
yang mensekresi berbagai
hormon steroid dan medula
adrenal yang mensekresi
katekolamin.

22. Korteks
Adrenal
• Korteks adrenal memproduksi berbagai hormon adrenocortical, yaitu:
• Mineralocortiocoid: aldosteron, yang mempengaruhi keseimbangan elektrolit (Na
dan K)
• Glucocorticoid: kortisol, yang berperan dalam metabolisme glukosa, lemak, dan
protein serta berperan dalam adaptasi terhadap stress
• Hormon seks: identik dengan yang diproduksi di gonad (testis dan ovarium), yang
paling banyak adalah dehidroepiandrosteron (hormon seks pria)

23. Aldosteron
• Tempat kerja aldosteron adalah di dalam tubulus distal dan kolektivus di ginjal,
membuat terjadinya retensi/penyimpanan Na dan meningkatkan eliminasi K saat
pembentukan urin.
• Hal tersebut menyebabkan retensi osmotik air sehingga meningkatkan volume cairan
ekstrasel (termasuk volume plasma), sehingga penting dalam pengaturan tekanan
darah jangka panjang.
• Sekresi aldosteron meningkat akibat:
• Sistem renin-angiotensin-aldosteron sebagai respon terhadap pengurangan Na dan
menurunnya tekanan darah
• Stimulasi langsung korteks adrenal melalui peningkatan kadar K dalam plasma
• Regulasi sekresi aldosteron tidak bergantung pada pituitari anterior.

24. Kortisol
• Kortisol memerankan peran penting dalam metabolisme, adaptasi terhadap stress, dan efek
anti peradangan.
• Peran dalam metabolisme:
• Menstimulasi gluconeogenesis di hati, yaitu konversi sumber non karbohidrat menjadi
karbohidrat. Penting untuk menjaga kadar glikogen hati dan kadar glukosa normal di darah
saat diantara makan.
• Menghambat uptake glukosa untuk digunakan berbagai jaringan, kecuali otak. Kortisol
membagi glukosa untuk otak, sehingga meningkatkan kadar glukosa darah.
• Menstimulasi degradasi protein diberbagai jaringan, terutama otot. Sehingga meningkatkan
kadar asam amino darah.
• Memfasilitasi lipolysis atau pemecahan lemak yang disimpan di jaringan adiposa, sehingga
mengeluarkan asam lemak bebas di darah.
• Peran dalam adaptasi stress
• Stres merupakan pemicu sekresi kortisol. Saat mengalami kondisi stress atau mengancam
hidup, manusia akan tidak makan. Kortisol akan meningkatkan kadar glukosa darah untuk
membantu otak saat kondisi malnutrisi.
• Peran sebagai anti-peradangan
• Ketika stress dan diikuti oleh kerusakan jaringan, kortisol akan meningkatkan efek anti-
peradangan dan imunosupresif sehingga respon sistem imun ditahan.

25. Kortisol
• Regulasi kortisol oleh korteks adrenal
dipengaruhi oleh sistem umpan balik negatif
yang melibatkan hipotalamus dan pituitari
anterior
• ACTH dari anterior pituitari akan menstimulasi
korteks adrenal untuk mensekresi kortisol.
• ACTH dipengaruhi oleh perintah dari hormon
corticotropin releasing hormone (CRH) dari
hipotalamus.

26. Medula Adrenal
• Medula adrenal merupakan modifikasi dari sistem saraf simpatis. Jalur simpatisnya
terdiri dari dua neuron yang berhubungan.
• Neuron preganglion berasal dari sistem saraf pusat memiliki serat akson yang berakhir
di neuron postganglion pada organ efektor. Neurotransmitter yang dikeluarkan oleh
neuron postganglion simpatis ini adalah norepinefrin yang bekerja secara lokal dengan
organ yang memiliki reseptor adrenergik.
• Medula adrenal terdiri dari neuron postganglion simpatis yang bermodifikasi yang
disebut sel kromaffin. Sel kromaffin tidak seperti neuron postganglion biasa, stimulasi
dari preganglion membuat sel kromaffin mengeluarkan transmitter kimia (hormon)
langsung ke darah.
• Output sekretori yang paling banyak dari medula adrenal adalah epinefrin. Epinefrin
dan norepinefrin adalah katekolamin yang memiliki struktur yang sama, kecuali
epinefrin memiliki gugus metil.

27. Epinefrin
• Meskipun hormon medulla adrenal tidak esensial untuk kehidupan, tetapi semua
jaringan di tubuh dipengaruhi oleh katekolamin.
• Epinefrin bersama dengan sistem saraf simpatis membuat respon “fifght-or-fight”
yang mempersiapkan tubuh dalam menghadapi kondisi yang berbahaya. Efeknya
adalah meningkatkan kontraksi dan detak jantung, meningkatkan tekanan darah,
membuka jalur nafas, menurunkan aktivitas pencernaan, dan menghambat
pengosongan kantung kemih.
• Dalam metabolisme, epinefrin berperan dalam mobilisasi karbohidrat dan lemak
sehingga ada energi ekstra untuk digunakan kerja otot. Epinefrin juga meningkatkan
kadar glukosa darah dengan menstimulasi gluconeogenesis dan glikogenolisis.
• Epinefrin dapat bekerja di sistem saraf pusat untuk membantu manusia bangun dan
terjaga.

28. Norepinefrin
• Norepinefrin Bersama dengan epinefrin berperan dalam menurunkan aktivitas
pencernaan dan menghambat pengosongan kantung kemih.
• Norepinefrin bersama dengan epinefrin menyebabkan pengeluarkan keringat,
membantu tubuh mengeluarkan panas berlebihan yang dibuat oleh aktivitas otot.

29. Pankreas
• Pankreas adalah organ yang terdiri dari jaringan
eksokrin (bersaluran) dan endokrin (tidak ada saluran).
• Sel endokrin pankreas disebut Pulau Langerhans, tipe
sel endokrin ada dua yaitu:
• Sel Beta (β): merupakan 60% dari sel Langerhans,
mensekresi insulin dan amilin
• Sel Alpha (α): merupakan 25% dari sel Langerhans,
mensekresi glukagon
• Sel Delta (D): merupakan 10% dari sel Langerhans,
mensekresi somatostatin (GHIH)
• Sel Gamma (F): merupakan 4% dari sel Langerhans,
mensekresi polipeptida pankreas
• Sel Epsilon: kurang dari 1% dari sel Langerhans,
mensekresi ghrelin.

30. Insulin dan Amilin
• Insulin memiliki peran dalam metabolisme karbohidrat, protein, dan lemak. Perannya
adalah menurunkan kadar glukosa, asam lemak, dan asam amino di darah serta
membuat penyimpanan dari ketiga molekul tersebut.
• Begitu molekul nutrient masuk ke darah, insulin membuat uptake sel dan konversi
menjadi glikogen, trigliserida, dan protein.
• Insulin bekerja dengan cara mempengaruhi aktivitas enzim yang terlibat, Contoh
insulin meningkatkan aktivitas enzim glikogen sintase yang berperan dalam
mensintesis glikogen dari glukosa. Contoh lain insulin menghambat lipase yaitu enzim
yang mengatalis pemecahan trigliserida menjadi asam lemak bebas dan gliserol.
• Amilin yang disekresi bersama dengan insulin berperan dalam menurunkan kadar
glukosa darah. Amilin bekerja di otak untuk memberikan rasa kenyang, menghambat
pengosongan lambung, dan menurunkan sekresi glukagon.

31. Insulin
• Peran insulin dalam metabolisme karbohidrat:
• Insulin menjaga kadar glukosa darah dengan menurunkan kadar glukosa darah dan
membuat penyimpanan karbohidrat.
• Insulin memfasilitasi transport glukosa ke sel
• Insulin menstimulasi glikogenesis yaitu produksi glikogen dari glukosa di otot rangka
dan hati
• Insulin menghambat glikogenolisis, yaitu pemecahan glikogen menjadi glukosa
• Insulin menghambat gluconeogenesis, yang mengonversi asam amino menjadi
glukosa di hati

32. Insulin
• Peran insulin dalam metabolisme lemak:
• Insulin menurunkan kadar asam lemak di darah dan membuat penyimpanan
trigliserida
• Insulin meningkatkan masuknya asam lemak dari darah ke jaringan adiposa
• Insulin meningkatkan transport glukosa ke jaringan adiposa, glukosa sebagai
precursor pembentukan asam lemak dan gliserol
• Insulin menghambat lipolysis, sehingga menurunkan keluarnya asam lemak dari
adiposa ke darah.
• Peran insulin dalam metabolisme protein:
• Insulin membuat transport asam amino dari darah ke otot dan jaringan lain
• Meningkatkan laju pembentukan asam amino menjadi protein
• Menghambat degradasi protein

34. Glukagon
Glukagon bekerja berlawanan dengan kerjanya hormon insulin. Glukagon bekerja di hati.
• Peran glukagon dalam metabolisme karbohidrat
• Pengaruh glukagon dalam karbohidrat adalah meningkatkan produksi glukosa di hati dan
mengeluarkannya ke aliran darah.
• Glukagon memberikan efek hiperglikemik dengan cara menurunkan glikogenesis, membuat
glikogenolisis , dan menstimulasi gluconeogenesis.
• Peran glukagon dalam metabolisme lemak
• Glukagon bekerja berlawanan dengan insulin dengan cara menyebabkan lipolysis dan inhibisi
sintesis trigliserida, sehingga menyebabkan peningkatan kadar asam lemak dalam darah.
• Glukagon meningkatkan produksi keton di hati dengan cara mengonversi asam lemak
menjadi badan keton.
• Peran glukagon dalam metabolisme protein
• Glukagon menghambat sintesis protein hati
• Menstimulasi gluconeogenesis yang berujung pada pemecahan protein
• Membuat pemecahan protein di hati, tetapi tidak membuat peningkatan asam amino di
darah (karena glukagon tidak memecah protein otot yang merupakan sumber protein
terbesar).

37. Metabolisme Molekul Inorganik
• Selain mengatur konsentrasi molekul organik di darah dengan anabolisme dan katabolisme,
sistem endokrin juga mengatur konsentrasi elektrolit inorganik di plasma.
• Sebelumnya telah dibahas, aldosteron mengatur konsentrasi Na+ da K+ di cairan ekstrasel.
• Hormon paratiroid, calcitonin, dan vitamin D mengatur metabolisme kalsium dan fosfat.
Konsentrasi Ca2+ di plasma merupakan variabel yang paling dikendalikan di dalam tubuh.
Regulasi Ca2+ di plasma mempengaruhi berbagai aktivitas dalam tubuh.
• Plasma Ca2+ mengatur aktivitas antara lain:
• Eksitabilitas neuromuscular: sedikit saja perbedaan kadar Ca2+ menyebabkan sensitivitas
eksitasi jaringan
• Eksitasi-kontraksi pada otot rangka dan otot jantung
• Stimulus-sekresi pada sel sektori
• Menjaga tight junction antar sel
• Pembekuan darah

38. Kelenjar Paratiroid
• Merupakan kelenjar sebesar biji beras yang terletak
di belakang kelenjar tiroid. Kelenjar ini mensekresi
hormon paratiroid (PTH).
• PTH esensial untuk hidup. Peran dari PTH adalah
untuk meningkatkan konsentrasi Ca2+ plasma. PTH
bekerja di tulang, ginjal, dan usus halus untuk
meningkatkan konsentrasi Ca2+ plasma ketika kadar
Ca2+ di plasma mulai menurun.
• Selain itu, hormon ini juga menurunkan konsentrasi
fosfat plasma.

39. Hormon Paratiroid
• Peran PTH di tulang adala untuk mentransfer Ca2+ dari tulang ke plasma.
• Peran PTH di ginjal adalah menjaga kadar Ca2+ dan eliminasi fosfat di ginjal ketika
pembentukan urin.
• Dengan PTH, ginjal dapat mereabsorbsi kalsium sehingga lebih sedikit Ca2+ yang
dibuang ke urin. Hal ini menyebabkan peningkatan kadar Ca2+ di plasma dan
menurunkan Ca2+ di urin.
• PTH juga menginduksi pembuangan fosfat dari cairan tubuh. PTH menurunkan
reabsorbsi fosfat di tubulus sehingga meningkatkan ekskresi fosfat di urin dan
menurunkan kadar fosfat di plasma.
• Peran PTH di usus halus secara tidak langsung meningkatkan absropsi Ca2+ dan fosfat
dengan mengaktifkan vitamin D.

40. Calcitonin
• Calcitonin adalah hormon yang disekresi oleh sel C di kelenjar tiroid, hormon ini juga
mempengaruhi kadar Ca2+ di plasma.
• Calcitonin bekerja dengan cara menurunkan kadar Ca2+ di plasma, menghambat
reabsorpsi Ca2+ dan fosfat di ginjal selama pembentukan urin.
• Pengaruh hormon PTH dan calcitonin
saling berlawanan.

41. Vitamin D
• Vitamin D adalah hormon yang meningkatkan
absorpsi Ca2+ di usus halus. Vitamin D diproduksi
oleh kulit (keratinosit) yang memiliki precursor
terhadap kolestrol ketika terpajan oleh sinar
matahari. Vitamin D dikeluarkan ke darah dan
bekerja di usus halus.
• Saat masuk ke darah, vitamin D belum aktif,
sehingga harus diaktifkan terlebih dahulu dengan
reaksi perubahan biokimia yang terjadi di hati dan
ginjal. Produk akhirnya adalah bentuk aktif
vitamin D yakni 1,25-(OH)2-vitamin D3 atau
calcitrol.
• Vitamin D berperan dalam meningkatkan absorpsi
Ca2+ dan fosfat di usus halus. Sehingga Vitamin D
saling bergantung dengan PTH.

42. Pengukuran Suhu Tubuh

43. Tempat Pengukuran Suhu Tubuh
• Beberapa tempat yang mudah dijangkau digunakan sebagai tempat untuk mengukur
suhu tubuh.
• Suhu dari mulut atau ketiak kurang lebih sama, sedangkan suhu rektal lebih tinggi
sekitar 0,5°C.
• Terdapat berbagai alat untuk mengukur suhu yang memeriksa panas dari gendang
telinga dan mengubahnya menjadi suhu yang ekuivalen dengan suhu dari mulut
• Alat terkini merupakan scanner di dahi, alat tersebut mengukur suhu di dahi dengan
mengukur suhu di darah arteri dahi. Bagian dahi merupakan bagian terbaik untuk
mengukur suhu inti karena hampir identik dengan suhu darah dari jantung.
• Tetapi alat-alat ini bukan merupakan penentu suhu inti yang absolut, karena suhu inti
lebih tinggi yaitu sekitar 37,7°C.

45. Pengaturan Suhu

46. Pendahuluan Pengaturan Suhu
• Manusia umumnya memiliki suhu lingkungan yang lebih rendah dibandingkan suhu
tubuh sehingga tubuh secara konstan membuat panas di dalam tubuh untuk menjaga
suhu tubuh.
• Produksi panas bergantung pada oksidasi bahan bakar metabolik yang berasal dari
makanan.
• Perubahan suhu tubuh dapat mengubah aktivitas sel, peningkatan suhu dapat
mempercepat reaksi kimia, sedangkan penurunan suhu dapat memperlambat reaksi
kimia.
• Karena fungsi sel tubuh sensitif terhadap perubahan suhu, maka manusia harus untuk
menjaga suhu dalam tubuh tetap homeostasis.

47. Suhu Tubuh Normal
• Suhu tubuh manusia terdiri dari suhu inti dan suhu kulit.
• Suhu inti adalah suhu jaringan dalam tubuh (organ di abdomen dan toraks) yang
umumnya selalu konstan, sehingga ketika manusia terpajan berbagai suhu di
lingkungan yang dingin atau panas, suhu intinya akan relative konstan (±0,6°C)
• Suhu kulit berbeda dengan suhu inti, suhu kulit dapat naik atau turun mengikuti suhu
lingkungan.
• Suhu inti normal bervariasi tiap orang sehat, suhunya berkisar antara 36,6°C sampai
37°C jika diperiksa secara oral dan 37,2°C sampai 37,5°C jika diperiksa melalui rektal.
• Suhu kulit dapat bervariasi mengikuti suhu lingkungan, suhu kulit dapat berfluktuasi
mulai dari 20°C hingga 40°C.

48. Variasi Suhu Tubuh Inti
• Meskipun suhu inti konstan, namun dapat berubah sedikit (tetap masih normal) tergantung
berbagai faktor seperti:
• Suhu inti saat pagi hari lebih rendah dan paling tinggi saat sore hari. Variasi ini akibat jam
biologis tubuh.
• Wanita memiliki ritme bulanan pada suhu inti yang berhubungan
dengan siklus menstruasi, saat setengah akhir dari siklus ovulasi
suhu inti akan meningkat sekitar 0,5°C.
• Suhu inti akan meningkat saat melakukan olahraga karena
panas yang dihasilkan dari kontraksi otot secara terus menerus.
Suhu inti dapat mencapai 40°C saat melakukan olahraga yang berat.
• Lansia memiliki suhu inti yang lebih rendah sekitar 36,4°C

49. Mekanisme Pengaturan Suhu
• Suhu inti menggambarkan jumlah panas tubuh total
• Suhu tubuh diatur dengan menjaga keseimbangan produksi panas dan kehilangan panas.
• Produksi panas (input panas) adalah cara memperoleh panas dari lingkungan luar dan produksi
panas dalam tubuh. Biasanya, lebih banyak panas yang dibuat daripada yang dibutuhkan untuk
menjaga suhu tubuh normal, sehingga kelebihan panas harus dibuang.
• Kehilangan panas (output panas) adalah cara tubuh membuang kelebihan panas ke lingkungan.
• Keseimbangan input panas dan output panas sering diganggu oleh:
• Perubahan produksi panas internal yang tidak terkait pengaturan suhu tubuh, misal olahraga
• Perubahan suhu lingkungan luar yang mempengaruhi perolehan panas dan kehilangan panas
antara tubuh dan sekitarnya.
• Pengaturan penyeimbangan panas harus terjadi di mekanisme produksi panas dan kehilangan
panas untuk menjaga suhu tubuh.

51. Produksi Panas / Input Panas
• Produksi panas adalah produk sampingan dari metabolisme.
• Terdapat berbagai faktor yang menentukan laju produksi panas, disebut dengan laju metabolic
tubuh, faktor-faktornya antar lain:
• Laju metabolisme basal sel dalam tubuh
• Laju ekstra dari metabolisme akibat aktivitas otot, termasuk kontraksi otot akibat merinding
• Metabolisme ekstra disebabkan oleh tiroksin (T4), GH, dan testosterone pada sel
• Metabolisme ekstra dari pengaruh epinefrin, norepinefrin, dan stimulasi simpatis pada sel
• Metabolisme ekstra dari aktivitas kimia yang meningkat dalam sel
• Metabolisme ekstra yang dibutuhkan untuk mencerna, penyerapan, dan penyimpanan
makanan

52. Kehilangan Panas / Output Panas
• Kebanyakan produksi panas tubuh dibuat di organ dalam seperti hati, otak, dan jantung serta
otot rangka ketika ada latihan fisik.
• Panas ini akan ditransfer dari organ dan jaringan dalam ke kulit dan akan hilang ke udara dan
lingkungan sekitar.
• Laju kehilangan panas ditentukan oleh:
• Seberapa cepat panas dapat dipindahkan dari tempat produksinya dalam tubuh ke kulit:
• Pembuluh darah terdistribusi dibawah kulit, terutama pleksus vena yang disuplai aliran masuk darah dari
kapiler kulit menuju anastomosa arteri vena otot. Semakin tinggi laju aliran darah ke pleksus vena, semakin
banyak panas yang ditransfer ke kulit.
• Konduksi panas ke kulit melalui darah dikendalikan oleh derajat vasokonstriksi arteriola dan anastomosa arteri
vena yang mensuplai darah ke pleksus vena di kulit. Vasokonstriksi ini dikendalikan oleh sistem saraf simpatis.
• Seberapa cepat panas dapat dipindahkan dari kulit ke lingkungan sekitar

53. • Seberapa cepat panas dapat
dipindahkan dari kulit ke
lingkungan sekitar:
• Terdapat berbagai metode
panas dibuang dari kulit ke
lingkungan sekitar, yaitu
radiasi, konduksi, konveksi,
dan evaporasi.

54. Berkeringat
• Berkeringat adalah proses evaporasi pengeluaran panas dibawah pengaruh saraf simpatis.
• Ketika suhu lingkungan melebihi suhu kulit, berkeringat adalah satu-satunya cara menghilangkan panas
karena tubuh memperoleh panas dari lingkungan.
• Pada suhu normal, sekitar 100 ml keringat diproduksi per hari, jumlahnya akan meningkat higga 1,5 L
ketika cuaca panas dan mencapai 4 L ketika melakukan latihan fisik berat.
• Umumnya keringat adalah larutan garam tidak berbau dan bening yang dikeluarkan dari permukaan kulit
oleh kelenjar keringat eccrine yang tersebar di seluruh tubuh. Keringat ini penting untuk mendinginkan
tubuh.
• Sedangkan kelenjar keringan apocrine yang terletak di ketiak dan area kelamin memproduksi keringat
yang pekat seperti susu yang kaya akan senyawa organik seperti protein dan lipid. Keringat apocrine
awalnya tidak berbau, tetapi karena adanya bakteri yang terlibat dalam pemecahan senyawa organik
menjadi senyawa berbau tidak sedap.
• Kelenjar keringat eccrine dan apocrine distimulasi oleh saraf simpatis, tetapi pada kelenjar eccrine
neurotransmitternya adalah asetilkolin (ACh), sedangkan kelenjar apocrine neurotransmitternya adalah
katekolamin

55. Hipotalamus Sebagai Thermostat
• Hipotalamus berperan sebagai thermostat dalam tubuh, yaitu menjaga suhu tubuh atau pusat
termoregulatori yang menerima informasi aferen mengenai suhu di berbagai tempat di tubuh
dan menginisiasi pengaturan suhu untuk mengoreksi perbedaan suhu inti dari suhu normalnya
(perbedaan hingga 0,01°C).
• Hipotalamus memiliki termoreseptor untuk memantau suhu tubuh. Ada termoreseptor pusat
untuk memantau suhu inti dan termoreseptor perifer untuk memantau suhu kulit diseluruh
tubuh.
• Terdapat dua pusat untuk pengaturan suhu di hipotalamus, yaitu:
• Bagian posterior: diaktivasi oleh dingin, memicu refleks yang memediasi produksi panas dan
konservasi panas.
• Bagian anterior: diaktivasi oleh panas, menginisiasi proses pengeluaran panas

56. Menggigil
• Sebagai respon menurunnya suhu inti tubuh karena dingin, hipotalamus akan
meningkatkan aktivitas otot sehingga menghasilkan lebih banyak panas.
• Awalnya hipotalamus meningkatkan tegangan dalam otot (tonus otot), kemudian mulai
terjadinya menggigil. Menggigil adalah kontraksi otot secara cepat dengan ritme.
Semua energi yang dihasilkan dari otot akan dikonversi menjadi panas
• Aktivitas menggigil dapat ditambah dengan meningkatnya kerja secara volunter untuk
menghasilkan panas seperti melompat-lompat dan menggosok-gosokkan tangan.
Hipotalamus mempengaruhi perilaku tersebut
• Dalam kondisi sebaliknya, jika suhu lingkungan panas, tonus otot akan berkurang dan
Gerakan volunter juga berkurang, sehingga terlihat tidak dapat menggerakkan badan
saat kepanasan.

57. Termogenesis Tanpa Menggigil
• Meskipun refleks aktivitas otot merupakan hal yang utama dalam peningkatan
produksi panas, thermogenesis tanpa menggigil juga berperan dalam pengaturan
suhu.
• Pada mamalia, pajanan dingin kronis menyebabkan produksi panas metabolic tanpa
melibatkan peningkatan kontraksi otot.
• Termogenesis tanpa menggigil dimediasi oleh saraf simpatis, meningkatkan produksi
panas dengan cara menstimulasi jaringan adiposa cokelat atau lemak cokelat, yaitu tipe
sel adiposa khusus yang dapat mengubah energi kimia dari makanan menjadi panas.
• Jenis thermogenesis ini penting bagi newborn, yang memiliki deposit lemak cokelat
yang banyak. Newborn belum dapat menggigil.
• Berbeda dengan adiposit putih, adiposit cokelat membakar lemak untuk menghasilkan
panas.

60. Abnormalitas Pengaturan Suhu  Demam
• Demam adalah kondisi suhu tubuh diatas rentang suhu normal sebagai respon
terhadap infeksi atau peradangan.
• Sebagai respon terhadap serangan mikroba, makrofag akan mengeluarkan pyrogen
endogen, yang bekerja di hipotalamus untuk meningkatkan pengaturan thermostat,
sehingga hipotalamus mempertahankan suhu pada titik yang baru yang lebih tinggi
dari suhu normal sebelumnya (misal pyrogen endogen meningkatkan titik suhu normal
adalah 38,9°C), hipotalamus akan merasakan bahwa suhu normal sebelum demam itu
terlalu dingin, sehingga menyebabkan mekansime respon terhadap dingin untuk
meningkatkan suhu tubuh mencapai 38,9°C.
• Mekanismenya adalah dengan cara vasokonstriksi pembuluh darah di kulit untuk
mengurangi kehilangan panas dengan cepat dan menggigil untuk memproduksi panas
dengan cepat.

62. Perhitungan BMR

63. Pendahuluan tentang Keseimbangan Energi
• Setiap sel dalam tubuh membutuhkan energi untuk menjalankan fungsi esensial untuk keberlangsungan
hidup sel (transport aktif dan perbaikan sel) dan memberikan kontribusi untuk menjaga homeostasis
tubuh (sekresi kelenjar dan kontraksi otot)
• Semua energi yang digunakan oleh sel diperoleh dari makanan yang dikonsumsi.
• Sesuai hukum Termodinamika 1, energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi hanya dapat
berubah bentuk.
• Input energi: Energi yang diperoleh dari makanan merupakan input energi ke tubuh. Energi yang
diperoleh dari proses biokimia pencernaan makanan digunakan untuk kerja biologis atau disimpan
dalam tubuh untuk digunakan nanti ketika dibutuhkan.
• Output energi: Energi yang dikeluarkan oleh dua cara, yaitu:
• Kerja eksternal: energi yang dikeluarkan ketika otot rangka bergerak atau memindahkan objek
eksternal
• Kerja internal: energi yang dikeluarkan dari aktivitas otot rangka diluar kerja eksternal seperti
kontraksi untuk menjaga postur dan menggigil, selain itu juga berasal dari seluruh kegiatan dalam
tubuh untuk mempertahankan hidup seperti bernafas, memompa darah, kegiatan sel untuk hidup
“metabolic cost of living”.

64. Konversi Energi menjadi Panas
• Tidak semua energi molekul nutrient dapat digunakan untuk kerja biologis, energi yang
tidak dapat digunakan ini diubah menjadi energi termal atau panas.
• Ketika proses biokimia berlangsung, sekitar 50% energi di molekul nutrient diubah
menjadi ATP, sisanya 50% lagi dikeluarkan sebagai panas. Ketika sel mengeluarkan ATP,
25% energi yang berasal dari makanan diubah menjadi panas.
• Semua energi yang berasal dari makanan yang tidak digunakan langsung atau disimpan
di adiposa akan diubah menjadi panas tubuh. Panas tubuh ini berfungsi untuk menjaga
suhu tubuh.

65. Laju Metabolisme
• Laju saat energi dikeluarkan oleh tubuh ketika ada kerja
eksternal dan internal diketahui sebagai laju
metabolisme.
• Laju metabolisme = energi yang dikeluarkan/unit waktu
• Karena hampir sebagian besar energi dikeluarkan
sebagai panas, maka laju metabolisme digambarkan
sebagai laju produksi panas dalam kilokalori per jam.
• Unit energi panas adalah kalori, yaitu sejumlah panas
yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu 1 gram H2O
sebanyak 1°C , tetapi karena unit ini terlalu kecil untuk
menggambarkan besarnya panas yang terlibat, jadi
digunakan kilokalori (1 kilokalori = 1000 kalori).

66. Laju Metabolisme Basal (BMR)
• Laju metabolisme atau laju produksi panas berbeda-beda tergantung beberapa faktor
seperti olahraga, menggigil, kecemasan, dan banyaknya makanan yang dikonsumsi.
• Meningkatnya sedikit aktivitas otot rangka dapat meningkatkan laju metabolisme
dengan banyak, oleh karena itu laju metabolisme seseorang ditentukan dalam kondisi
basal untuk mengendalikan variabel-variabel yang dapat mempengaruhi laju
metabolisme. Sehingga pengukuran dilakukan terhadap aktivitas metabolisme untuk
mempertahankan fungsi tubuh saat kondisi istirahat.
• Laju metabolisme basal atau basal metabolic rate (BMR) adalah gambaran tubuh
dalam kondisi istirahat atau diam.

67. Kondisi Pengukuran BMR
BMR diukur dengan cara membuat kondisi sebagai berikut:
• Orang yang diperiksa harus istirahat secara fisik, sudah memulihkan diri dari olahraga
setidaknya setelah 30 menit untuk mengeliminasi kontribusi dari otot terhadap
produksi panas
• Orang yang diperiksa harus istirahat secara mental untuk mengeliminasi tonus otot
rangka karena tegang saat cemas dan mencegah peningkatan epinefrin akibat stress
yang dapat meningkatkan laju metabolisme.
• Pengukuran BMR dilakukan di ruangan yang sesuai suhunya sehingga orang tidak
menggigil yang dapat meningkatkan produksi panas.
• Orang yang diperiksa tidak boleh makan dalam waktu 12 jam sebelum pengukuran
BMR untuk mencegah thermogenesis dari makanan.

68. Metode Pengukuran BMR
• Produksi panas dalam pengukuran BMR dapat diukur secara langsung dan tidak
langsung.
• Secara langsung: subjek duduk dalam ruangan berinsulasi dengan air yang bersirkulasi
di dinding, perbedaan suhu antara air yang masuk dan keluar ruangan
menggambarkan jumlah panas yang dikeluarkan tubuh dan masuk ke air ketika
melewati ruangan tersebut.
• Secara tidak langsung: menentukan produksi panas tubuh dengan mengukur
penggunaan O2 subjek per unit waktu. Terdapat hubungan antara volume O2 yang
digunakan dan kuantitas panas yang dihasilkan
Makanan + O2  CO2 + H2O + energi (sebagian besar diubah jadi panas)

69. Metode Pengukuran BMR
• Hubungan ini juga bergantung pada tipe makanan yang dioksidasi. Meskipun karbohidrat,
lemak, dan protein membutuhkan jumlah O2 yang berbeda untuk oksidasi dan jumlah
kilokalorinya ketika proses oksidasi juga berbeda.
• Tetapi ada nilai estimasi yang digunakan atau dikenal sebagai energi ekuivalen O2, yakni
sebesar 4,8 kilokalori energi yang dikeluarkan per liter O2 yang digunakan.
• Dengan menggunakan metode ini, laju metabolisme seseorang yang mengonsumsi O2 15
liter/jam dapat diestimasi sebagai berikut:
• Jumlah O2 yang dikonsumsi = 15 liter/jam
• Energi ekuivalen O2 = 4,8 kilokalori/liter
• Estimasi laju metabolisme = 72 kilokalori/jam
• Begitu laju produksi panas sudah diukur dalam kondisi basal, hasilnya harus dibandingkan
dengan nilai normal orang dengan jenis kelamin, umur, tinggi, dan berat yang sama karena
faktor tersebut dapat mempengaruhi BMR.

71. Faktor yang Mempengaruhi BMR
• Hormon tiroid: meningkatkan laju metabolisme karena hormon tiroid tiroksin
meningkatkan reaksi kimia dalam sel tubuh
• Hormon seks pria: testosterone dapat meningkatkan laju metabolisme hingga 10-15%,
sedangkan estrogen hanya meningkatkan BMR dalam jumlah sangat sedikit.
• Growth Hormone: GH dapat meningkatkan laju metabolisme dengan menstimulasi
metabolisme sel dan meningkatkan massa otot rangka.
• Demam: dapat meningkatkan reaksi kimia dalam tubuh sampai 120% pada setiap
peningkatan 10°C.
• Tidur: tidur menurunkan BMR hingga 10-15% dibawah normal karena tonus otot
rangka untuk postur berkurang dan menurunnya aktivitas otak.
• Malnutrisi: malnutrisi berkepanjangan dapat menurunkan BMR sampai 20% hingga
30%.

72. Sumber

73. Terima Kasih 