pengaturan panas tubuh

1. PENGATURAN PANAS TUBUH
DR. ZAIRUL ARIFIN, SpA, DAFKDR. ZAIRUL ARIFIN, SpA, DAFK
DEPARTEMEN FISIKA KEDOKTERAN
FAKULTAS KEDOKTERAN USU MEDAN

2. HOMEOSTASIS
HOMEOTERM
- Pada manusia dan binatang “berdarah
panas”
- Panas tubuh dibawa oleh darah
- Suhu tubuh hasil keseimbangan produksi
panas dan pengeluaran panas
POIKILOTERM
- Pada binatang “berdarah dingin”
- Suhu tubuh tergantung suhu lingkungan

3. HYPOTHALAMUS
HYPOTHALAMUS ANTERIOR
- Mengatur suhu panas
- Menghilangkan panas dengan :
vasodilatasi kulit, RR  , berkeringat, anorexiavasodilatasi kulit, RR  , berkeringat, anorexia
HYPOTHALAMUS POSTERIOR
- Mengatur suhu dingin
- Aktifitas pembentukan panas  , menggigil,
vasokonstriksi kulit, lapar

4. PEMBENTUKAN PANAS
1. Reaksi oksidasi KH, Protein, Lemak
SDA dari makanan : 60% KH, 30 %
Protein, Lemak 10%
2. Reaksi biokimia eksoterm2. Reaksi biokimia eksoterm
3. Kontraksi otot-otot menggigil

5. HUKUM van HOFF
- Metebolisme tubuh ↓ suhu tubuh ↓
Kebutuhan energi berbanding terbalik dengan
kenaikkan suhu yang berasal dari :kenaikkan suhu yang berasal dari :
- metabolisme tubuh
- kerja otot
- lingkungan
- makanan hangat
- Brown fat

6. KEBUTUHAN TUBUH AKAN KALORI
Kebutuhan total kalori/hari :
Berat Badan Ideal (BBI) x 45 satuan kalori
BBI = (TB – 110) + (TB – 110) x 10%
KEBUTUHAN KARBOHIDRAT :
Kebutuhan kalori KH/hari :
Kebutuhan total kalori/hari / 2Kebutuhan total kalori/hari / 2
Jumlah KH/hari dlm gram :
Kebutuhan kalori KH/hari / 4
KEBUTUHAN PROTEIN :
Kebutuhan kalori protein/hari :
Kebutuhan total kalori/hari / 4

7. Jumlah protein/hari dalam gram :
(Total kebutuhan kalori/hari : 4) :4 /2
KEBUTUHAN LEMAK
Kebutuhan kalori lemak/hari :
Kebutuhan total kalori/hari – (kebutuhan
kalori KH) – (kebutuhan kalori protein)kalori KH) – (kebutuhan kalori protein)
Jumlah lemak/hari dalam gram :
Kebutuhan lemak/hari : 9
SOAL: Seseorang BB 67 kg, TB 171 cm,
Berapa total kalori/hari, berapa KH,
protein, lemak yang diperlukan ?

8. • FISIKA TUBUH MANUSIA
• Pemakaian Energi :
• MASUKAN(INPUT) TUBUH MANUSIA
• Energi PANAS
•
• ( Makanan ) PENYIMPANAN ENERGI ( OUTPUT)
• Minuman
• KERJA
• ( INTERNAL & EKSTERNAL )
• “ MESIN “ MANUSIA
• ENERGI “ INPUT “
• Energi kimia dalam makanan masukan energi tubuh
• Karbohidrat Glukosa & monosakarida
• Pencernaan  Lemak Gliserol & asam lemak• Pencernaan  Lemak Gliserol & asam lemak
• Protein Asam Amino
• “ Dibakar dengan O2 dari pernafasan
• Bila suhu tubuh tidak cukup untuk membakar langsung enzim
(katalisator )
• “ Bahan bakar “ + O2 Katalisator air + CO2 + energi
• pembakaran aerobik / respirasi tergantung : - pencernaan
• - absorbsi
• - pemakaian
• Terutama oleh KH,beberapa oleh lemak, sedikit oleh protein < intake << (kelaparan )

9. “ Bahan Bakar “Tubuh
Energi Dilepaskan WO/kg Nilai kalori
Per L / O2
Digunakan
Karbohidrat 5,3 k cal / liter 17,2 4,1 k cal / g
Lemak 4,7 k cal / liter 39,4 9,3 k cal / g
Protein 4,3 k cal / liter 23,4 4,1 k cal / g
Diet 4 – 8 – 5,0 k cal / liter –
Bensin – 11,4 k cal / g
Batubara – 8,0 k cal / gBatubara – 8,0 k cal / g
Kayu – 4,5 k cal / g
1 k cal = 4184 joule
Bila O2 < untuk respirasi erobik normal, misal kerja berat proses
anerobik respirasi glukosa di otot asam laktat + energi.

10. • Mengukur Pemakaian energi :
• Masukan makanan tidak dapat dipakai, karena
sebagian disimpan.
• A. Pengukurang Langsung :
• Kalorimeter manusia
• - Ruangan : tinggal beberapa hari,
• input / output dicatat. Panas yang
• dihasilkan diukur dari kenaikan
• suhu pada pipa berisi air disekeliling
• ruangan.
• B. Pengukurang Tidak Langsung :
• ( RESPIRATION QUOTIENT )
dihasilkanyangCOVolume
dipakaiyangOVolume
RQ
2
2
=

11. Kerja Eksternal / mekanikal
Untuk kerja eksternal seperti duduk / berdiri
membutuhkan aktivitas tambahan pada otot
untuk mempertahankan posisi tubuh.
Energi & Efisiensi
Tenaga output yang dihasilkan
Efisiensi = x 100 %
Tenaga inputTenaga input
Organ tubuh punya efisiensi berbeda : dari
ginjal < 1 %,
sampai otot jantung waktu bekerja : 25 – 30%.
Selama kerja sedang, tubuh menghasilkan
tenaga dengan efisiensi ± 20 %, yang dapat
dibandingkan dengan mesin buatan
manusia.

12. KEHILANGAN PANAS
1. 75 % melalui kulit :
- penguapan / keringat
- konduksi
- konveksi- konveksi
- radiasi
2. 20 % melalui paru-paru :
- evaporasi
3. 5 % melalui ekskreta :
- faeces & urine

14. SKEMA SISTEM PENGELUARAN PANAS
Kepadatan titiknya mengisyaratkan kandungan panas dalam darah. Darah berada
dalam keadaan paling dingin setelah meninggalkan kulit

16. TRANSFER PANAS PADA MANUSIA
1. KONDUKSI : 3 – 5 %
- Perpindahan panas dengan kontak
langsung / penghantaran
- Jq: kkal/jam, ks: koef.konduksi kulit, ka:
koef.konduktivitas udara, T2-T1 : bedakoef.konduktivitas udara, T2-T1 : beda
suhu udara-kulit, ∆x : jarak antaranya
(Hk Newton empiris)
Rumus : Jq= ks x ka x (T2-T1)
ks+ka ∆x

17. CONTOH SOAL
SUHU UDARA 36°C, SUHU TUBUH YANG
KONTAK LANGSUNG DGN UDARA 37°C.
BERAPA BESAR ALIRAN PANAS
KONDUKSI PADA ORANG ITU BILAKONDUKSI PADA ORANG ITU BILA
JARAK ANTARANYA 0,01 cm ?
( ANGGAP ks = 1, ka = 0,7 )

18. KONVEKSI : 15 %
- Perpindahan panas karena aliran panas
- ρρρρ udara panas < ρρρρ udara dingin
- Berbanding lurus dengan perbedaan suhu
kulit dengan kecepatan udara
- Rumus : Jq = KcAc( Ts – Ta )- Rumus : Jq = KcAc( Ts – Ta )
- Kc=10,45 – v + 10√√√√ v kcal/m2/jamC
- Kecepatan angin antara 2-20 m/dtk
Ta : suhu udara
Ts : suhu kulit
Ac : luas permukaan tubuh

19. CONTOH SOAL
SESEORANG BERLIBUR DI
PEGUNUNGAN, CUACA CERAH, SUHU
UDARA 30° C, KECEPATAN ANGIN
340 cm/det. LUAS PERMUKAAN TUBUH340 cm/det. LUAS PERMUKAAN TUBUH
1,2 m2 . BERAPA BESAR ALIRAN
PANAS SECARA KONVEKSI PADA
ORANG TERSEBUT JIKA SUHU TUBUH
DIANGGAP NORMAL ?

20. WINDCHILL
Suhu udara berangin dirasakan lebih
dingin dari suhu yang terukur
Pra kiraan cuaca di musim dingin : suhu
Aktual dan suhu windchillAktual dan suhu windchill
Kehilangan panas melalui konveksi >
pada udara bergerak daripada udara
diam

21. RADIASI : 60 %
- Perpindahan panas dari permukaan
suatu objek ke objek lain secara
pancaran tanpa kontak
- Jq = e σσσσ A r ( Tw 4 – Ts 4 )- Jq = e σσσσ A r ( Tw – Ts )
e = emisi permukaan (manusia = 1)
σσσσ=konstante Boltzman(5,67x10 -8 N/m²)
r=perbedaan permukaan radiasi efektif
Du Bois,0,78 berdiri, 0,85 bergerak
A=area, Tw=suhu dinding, Ts=suhu kulit

22. CONTOH SOAL
SESEORANG LAKI-LAKI ( A = 1,8 m² ),
SEHAT, BERLATIH SENAM DI SUATU
RUANGAN YANG SUHUNYA 27° C.
BERAPA BESAR ALIRAN RADIASI DARIBERAPA BESAR ALIRAN RADIASI DARI
TUBUH KE UDARA ?

23. RADIASI TUBUH TERGANTUNG:
1. Suhu permukaan tubuh
2. Suhu udara sekitarnya
3. Luas permukaan tubuh total & bagian
yang tertutupyang tertutup
4. Keadaan permukaan tubuh serta
warnanya
5. Warna dan jenis pakaiannya
6. Jumlah darah pada pembuluh darah
dekat permukaan kulit

24. EVAPORASI : 22 %
- Peralihan panas dari cairan uap
- Manusia 3,1Cal/g penguapan paru-paru
- Jq max = 13,7 - V 0,5 ( P kulit – P udara )
Pkulit = tek. vapor pada kulit (milibar)Pkulit = tek. vapor pada kulit (milibar)
Pudara = tek. vapor pada udara (milibar)
1 Atm = 1,013 bar
1 Kal(kkal)/jam = 1,162 Watt

25. CONTOH SOAL
KECEPATAN ANGIN 340 cm/det.
TEKANAN UAP AIR PADA KULIT ORANG
DENGAN SUHU TUBUH 37°C, 157 milibar
TEKANAN UAP AIR DI UDARA 150TEKANAN UAP AIR DI UDARA 150
milibar
BERAPA PANAS YANG HILANG
MELALUI EVAPORASI PADA KULIT
ORANG ITU ?

26. KEHILANGAN PANAS LEWAT EVAPORASI
1. PERBEDAAN TEKANAN UAP AIR
ANTARA KERINGAT PADA KULIT
DENGAN UDARA AMBIEN
2. SUHU LINGKUNGAN RENDAH DARI2. SUHU LINGKUNGAN RENDAH DARI
NORMAL
3. ADANYA GERAKAN ANGIN
4. ADANYA KELEMBABAN

27. KECEPATAN EVAPORASI
TUBUH DITENTUKAN OLEH:
1. KELEMBABAN RELATIF UDARA
2. KECEPATAN BERGERAK UDARA /
ANGINANGIN
3. LUAS PERMUKAAN TUBUH YANG
TERBUKA

28. Normal keringat keluar 7 kkal/jam atau
7% dari pengeluaran panas tubuh walau
tak terasa
Udara panas/berolahraga,keluar keringat
1 liter/jam
Penguapan 1 liter(1 kg) membawa panasPenguapan 1 liter(1 kg) membawa panas
580 kkal
Jumlah yang menguap tergantung
gerakan udara dan kelembaban relatif

29. Pengeluaran panas melalui paru, waktu
Inspirasi udara jadi jenuh oleh air
Air tambahan waktu ekspirasi membawa
panas keluar dalam jumlah sama seperti
pada kulit
Pengeluaran panas total melalui bernafas
14% dari pengeluaran panas tubuh

30. PAKAIAN MENCEGAH
TRANSFER PANAS
- JENIS BAHAN PAKAIAN
- TEBALNYA
- TENUNAN / RAJUTAN
- UKURAN BENANGNYA- UKURAN BENANGNYA
- WARNANYA (UNTUK RADIASI)
- WIND PROOF (UNTUK KONVEKSI)
- PAS KE TUBUH (UNTUK KONVEKSI)
- DAYA SERAP KERINGAT (EVAPORASI)

31. EFEK BUSANA - Clo
SUHU KULIT NORMAL NYAMAN : 34° C
SATUAN BUSANA – Clo :
-NILAI INSULATIF BUSANA AGAR
NYAMAN :NYAMAN :
- SUHU 21° C
- KECEPATAN ANGIN 0,1 m/det.
- KELEMBABAN < 50%

32. 1 Clo : BUSANA BIASA/RINGAN UNTUK
KERJA
2 Clo : LEBIH MAMPU BERTAHAN PADA
SUHU DINGIN
4 Clo : INSULASI BUSANA SESEORANG
DI KUTUB
6 Clo:INSULASI BULU SERIGALA KUTUB