1. BIOENERGIK
(metabolisme energi &
pengaturan suhu)
1

2.  Hukum Termodinamika I :
“Energi tidak dapat diciptakan atau
dimusnahkan” , tapi dapat diubah dari
bentuk yang satu ke bentuk lain.
Sumber energi : energi kimia
(makanan)
(energi input)
Pemakaian : energi kimia, mekanik,
(energi output) listrik, osmotik, panas
2

3. Sumber energi : KH, Protein &
Lemak
 Bahan baku tubuh berasal dari bahan
makanan
 Bahan makanan
penghancuran secara kimia
oleh ENZIM
Mikromolekul pembentuk
karbohidrat,lipid & protein
3

4. Sumber energi : KH, Protein &
Lemak
 Protein
Telur → asam amino → sintesa
albumin
(mengandung albumin) serum
 Karbohidrat
Nasi → glukosa → sintesa glikogen
otot
(mengandung pati)
4

5. Sumber energi : KH, Protein &
Lemak
 Lemak / lipid
Mentega → asam lemak → lemak tubuh
gliserol
5

6.  METABOLISME = ‘perubahan’
Semua transformasi kimiawi dan energi yang
terjadi di dalam tubuh
 KATABOLISME = pelepasan energi,
untuk dimanfaatkan
 ANABOLISME = pengambilan /
penyimpanan energi
6

7. Metabolik interaksi
 “Fed State” atau metabolisme absorptif :
proses-proses anabolik
 Jalur reversibel condong ke proses anabolik
 Energi KH disintesis dan disimpan
 Asam amino membentuk protein,
kelebihannya disimpan
 “Fasted state” or metabolisme post-
absorptif : proses-proses katabolik
• Jalur condong untuk menyediakan energi
bagi metabolisme
• cadangan → glukosa darah → organ yang
membutuhkan. 7

8. 8

9. Regulasi Insulin
9

10. Regulasi Glukagon
10

11. Energi Aerobik & Anaerobik
 Simpanan energi : glikogen, lemak &
protein
 Aerobik : fosforilasi oksidatif
 Anaerobik :
 ATP ‘ready to use’
 fosfokreatin
 glikolisis
11

12. Ringkasan konversi metabolik antar nutrien
12

13. Energi input Energi output
Internal work Thermal energy
Food energy Metabolic pool
(heat)
in body
External work
75 %
25 %
Energy storage
Laju metabolik (matabolic rate) : kecepatan pemakaian
energi oleh tubuh (kerja eksternal & internal), per satuan waktu.
► kecepatan produksi panas
► kilokalori / jam (kalori / jam)
Kalori : jumlah panas yg diperlukan untuk menaikkan suhu
1 kg H2O sebesar 1oC dari suhu 15oC ke 16oC. 13

14. Cara pengukuran laju
metabolisme
1. Langsung : prinsip seperti kalorimeter bom.
Objek dimasukkan ke ruang tertutup.
Dihitung kenaikan temperatur yang
dihasilkan.
2. Tidak langsung : kalori dihitung dengan
mengetahui jumlah O2 yg digunakan, CO2 yg
dihasilkan.
14

15. Bomb calorimeter= direct
calorimetry
15

16. Nilai kalori bahan makanan
Bomb Coefficient Adjustment Nilai kalori
calorimeter of for -NH2 fisiologis
(kalori digestibility
potensial)
Kcal/gram % Kcal/gram
CHO =4.10 97 4.0
PROT =5.65 92 -1.3 4.0
kcal/gram
FAT =9.45 92 9.0
ALCOHOL 100 7.0
=7.0 16

17. Tujuan pengukuran laju
metabolisme :
1. Menentukan keperluan kalori pada
keadaan basal, dan selama
melakukan pelbagai kerja tertentu.
2. Menyusun diit yang sesuai dengan
kebutuhan kalori seeorang.
3. Membantu menegakkan diagnosa
berbagai gangguan metabolisme.
17

18. Jumlah pemakaian energi (BB =
70 kg) selama melakukan
berbagai aktivitas :
Aktivitas Energi (Kkal/jam)
Tidur 65
Duduk 100
Mengetik 140
Jalan santai 200
Berenang 500
Menaiki tangga 1,100
18

19. Penggunaan energi harian
1.Basal Metabolic Rate
(BMR) - 60-75%
2.pencernaan &
penyimpanan
makanan – 10%
3. Aktivitas fisik –
15-30%
19

20. 1.BMR (Tingkat Metabolik Dasar)
Berupa jumlah terkecil pemakaian energi
internal dalam keadaan terjaga.
Untuk mempertahankan kehidupan dalam
keadaan minimal (aktivitas metabolik dasar)
mencakup :
- pertumbuhan, perbaikan, maintenance sel.
-transmisi saraf
-metabolisme otot dalam keadaan istirahat.
Nilai normal : berkisar 900 – 1900 kkal.
20

21. Kondisi pengukuran BMR :
1. Istirahat fisik, minimal 30 menit.
2. Istirahat mental (untuk memperkecil :
tonus otot rangka & sekresi epinefrin)
3. Suhu ruangan nyaman (tidak kepanasan
& tidak kedinginan)
4. Tidak makan dalam 12 jam terakhir
21

22.  BMR tinggi pada :
Usia muda
Permukaan tubuh luas
Stress, demam
Hyperthyroidism
Kehamilan
 BMR rendah pada :
Pertambahan usia
puasa
malnutrisi
22

23. 2. Aktivitas fisik (Kerja otot)
Besarnya bergantung pada :
 Jumlah otot yang terlibat
 Berat yang dipindahkan
 Masa / lamanya aktivitas
 Kerja otot yang ringan ; duduk,
berdiri, mengenakan pakaian akan
menaikkan metabolisme 25-60 % di
atas taraf basal.
 Kerja mental yang berat; pemecahan
soal matematik hanya menaikkan 3-4
% (Benedict). 23

24. 3. Pemasukan
makanan
 Peningkatan produksi panas akibat
pemasukan makanan disebut sebagai
Specifik Dynamic Action (SDA) .
 Kenaikan panas dimulai 1 jam setelah
masuk makanan, maksimum pada jam
ketiga, dan dipertahankan di atas taraf basal
selama 6 jam / lebih.
 SDA paling tinggi disebabkan protein (30
%). Karbohidrat 6 % dan lemak 4 %. SDA
makanan campuran rata-rata ± 10 %.
24

25. Pengaruh Suhu lingkungan &
suhu tubuh
 Batas nyaman suhu “comfort zone” : pria 28-
31oC, wanita 27-33oC. Dalam batas ini tidak
ada pengeluaran keringat ataupun menggigil.
 Suhu lingkungan rendah merangsang
produksi panas tubuh.
 Kenaikan suhu tubuh akan menaikkan taraf
metabolisme. Kenaikan suhu tubuh 1oC akan
meningkatkan taraf basal sebesar 13-14 %.
25

26. Pengaruh hormon
 Berbagai hormon dapat mempengaruhi
metabolisme energi
 Penting : katekolamin- epinefrin &
norepinefrin dan tiroksin.
 Sekresi maksimal katekolamin dapat
meningkatkan metabolisme 30-80 % (efek
terhadap lemak & karbohidrat)
 Tiroksin mempengaruhi oksidasi seluler. Pada
hipotiroid BMR 25-40 % dibawah normal,
hipertiroid BMR 40-80 di atas normal.
26

27. 3 status keseimbangan energi
 Balanced energy
intake: not losing or
gaining weight
 Negative energy
balance (weight
loss): energy intake
< energy expended
 Positive energy
balance (weight
gain): energy intake
> energy expended
27

28. SUHU TUBUH
28

29. Kenapa menjaga keseimbangan ST menjadi PENTING ?
Laju aktifitas ENZIM dipengaruhi oleh
Temperatur/Suhu
37°C
43°C
Activity
Reversible Non-Reversible
55°C
Temperature
29

30.  Manusia adalah homeothermic.
 ST internal (core) : 36.1 - 37.80C.
30

31.  Suhu normal → metabolisme sel stabil
 ↑ suhu tubuh (41oC) → kejang
(gangguan fungsi saraf)
(43oC) → denaturasi
protein irreversibel →
kematian
 ↓ suhu tubuh → ↓ aktivitas metab.
↓ Kebutuhan O2
31

32. Termoregulatorik
Suhu inti (central core)
SSP
Thoraks, abdomen, otot-otot rangka
Suhu lapisan pembungkus (outer shell)
Kulit & jaringan subkutis
Range : oral → 36,1 – 37,2 oC
rektal → 36,1 – 37,8 oC 32

33. Body Temperatures: Core
and Skin
COLD Normal HOT
37o C
Core Temperature
27o C 37o C 47o C
Normal
33-34o C
Skin Temperature
27o C 37o C 47o C
33
Skin temperature tends to be colder than core temperature at a normal state

34. Variasi suhu tubuh :
 Biological clock (jam biologis)
↓ Morning ( 6-7 am
), ↑ evening ( 5-7 pm)
 Menstrual cycle
ovulation – menstruation : ↑ 0,5oC
 Exercise
 Suhu lingkungan yg ekstrim
34

35. keseimbangan ST
menyerupai keseimbangan
ENERGY
Heat Gain (HG) = Pembentukan Panas
Heat Loss (HL) = Pembuangan Panas
HG >> HL = +  ST meningkat
HG << HL = -  ST menurun
HG = HL = 0  ST tidak berubah
35

36. Regulation of Body Temperature
36
Figure 24.25

37. Faktor pembentuk panas
(HG):
 BMR
 Aktivitas otot
 Hormon : tiroksin, katekolamin
(adrenalin, noradrenalin)
 SDA makanan
 Lingkungan (radiasi, konduksi)
 menggigil
37

38. Faktor pengeluaran panas
(HL):
 Radiasi
 Konduksi terpenting
 Konveksi
 evaporasi
 Urine & Feces
38

39. TERMORESEPTOR
HIPOTALAMUS ; sensitivitas 0,01oC
Suhu dingin mengaktifkan Suhu panas
REGIO POSTERIOR REGIO ANTERIOR
↑ HEAT GAIN ↓ HEAT GAIN
↓ HEAT LOSS ↑ HEAT LOSS
39

40. Respon tubuh terhadap
perubahan suhu
 Somatik
 Otonomik
 Hormonal
 Perilaku
40

41. Respon terhadap suhu panas
Respon somatik : berkipas,
mencari tempat teduh
Respon otonom : vasodilatasi
pembuluh kulit, berkeringat.
Respon hormonal : -
Respon perilaku: apatis, malas
bergerak, minum, pakaian tipis. 41

42. Respon terhadap suhu dingin
Respon somatik : menggigil,
berolahraga
Respon otonom : vasokonstriksi,
piloereksi
Respon hormonal (humoral) :
sekresi epinefrin
Respon perilaku (behavior) :
mengenakan pakaian tebal, 42
curling up, makan.

43. Various Sites
to Measure
Skin
Temperature
43

44. Istilah
 Afibril: suhu tubuh normal
 Pireksia: suhu di atas normal
 Hiperpireksia: demam tinggi
(>41oC)
 Hipotermia: suhu tubuh dibawah
normal.
44

45. DEMAM
45

46. DEMAM
 Demam – peningkatan suhu tubuh
akibat adanya peningkatan suhu set
point di hipotalamus.
 Hipertermia – peningkatan suhu
tubuh akibat ketidakseimbangan
antara pembentukan dan
pembuangan panas.
46

47. Virus,
bakteria Pirogen endogen : Cytokines
Kompleks imun
Sel tumor
antipiretik Prostaglandin
Menaikkan
HYPOTHALAMUS set point di
hipotalamus
47

48. Patofisiologi
demam
- menggigil
- merinding
- vasokonstriksi
- Merasa
‘kedinginan’
48

49. Patofisiologi demam
bila “thermostat” hipotalamus kembali normal
(karena diberi antipiretik atau penyakit
sembuh), suhu kembali turun ke nilai normal:
•berkeringat
•Vasodilatasi
•Merasa ‘kepanasan’
49