TERMOREGULASI

 

  1. Pendahuluan

Mengelola kondisi suhu lingkungan internal merupakan tantangan besar tubuh hewan. Hewan berhadapan dengan fluktuasi suhu lingkungan. Pengelolaan itu dengan tujuan untuk tetap berada pada keadaan yang mendukung kelangsungan hidup makhluk hidup, tak terkecuali dengan manusia. Keseimbangan suhu tubuh manusia diatur oleh mekanisme fisiologis dan perilaku. Hubungan antara produksi dan pengeluaran panas diatur melalui mekanisme neurologis dan kardiovaskular. Temoregulasi (thermoregulation) adalah proses penjagaan suhu internal hewan dalam kisaran yang dapat ditoleransi. Termoregulasi sangat penting karena sebagian besar proses kimiawi dan fisiologis sangat sensitif terhadap perubahan suhu. (Champbel 2008). Dalam mencapai homeostasis, hewan mempertahankan kondisi lingkungan internalnya dalam keadaan relatif konstan bahkan ketika lingkungan eksternalnya berubah secara signifikan.

Seperti kebanyakan hewan, manusia juga menunjukkan homeostasis untuk menjaga sejumlah kondisi fisik dan kimia. Tubuh manusia tetap mempertahankan suhu tubuh relatif konstansekitar 37oC, pH darah dalam kisaran 0,1 dari pH 7,4. Tubuh manusia juga meregulasi kosentrasi zat terlarut, seperti glukosa dalam darah, sehingga tidak berfluktuasi lama dari sekitar 90 mg glukosa per 100 mL darah. Homeostasis pada hewan sangat tergantung pada umpan balik negatif (negative feedback), yaitu reason mengurangi atau menghambat rangsangan. Seperti pada manusia saat berolah raga, tubuh akan menghasilkan panas yang meningkatkan suhu tubuh. Sistem saraf dalam tubuh akan mendeteksi peningkatan suhu dan memicu pembentukan keringat. Pada saat berkeringat, evaporasi dari kulit akan menurunkan suhu tubuh tetap pada suhu semula. 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.

Mekanisme pengaturan suhu tubuh merupakan penggabungan fungsi dari organ-organ tubuh yang saling berhubungan. didalam pengaturan suhu tubuh mamalia terdapat dua jenis sensor pengatur suhu, yautu sensor panas dan sensor dingin yang berbeda tempat pada jaringan sekeliling (penerima di luar) dan jaringan inti (penerima di dalam) dari tubuh. Dari kedua jenis sensor ini, isyarat yang diterima langsung dikirimkan ke sistem saraf pusat dan kemudian dikirim ke syaraf motorik yang mengatur pengeluaran panas dan produksi panas untuk dilanjutkan ke jantung, paru-paru dan seluruh tubuh. Setelah itu terjadi umpan balik, dimana isyarat, diterima kembali oleh sensor panas dan sensor dingin melalui peredaran darah.

Setiap spesies hewan memiliki kisaran suhu optimal, dan untuk mempertahankan tersebut diperlukan termoregulasi. Dengan termoregulasi sel-sel dapat berfungsi secara efektif meskipun suhu eksternal fluktuatif.

 

  1. Klasifikasi dalam pengaturan suhu

Suhu tubuh hewan yang aktif hidup antara kisaran suhu yang sempit dimulai dari beberapa derajat dibawah titik beku air murni (0oC) sampai dengan suhu 50oC. Hewan dapat bertahan hidup atau pada suhu yang lebih ekstrim namun untuk hidup secara normal hewan memilih kisaran suhu yang lebih sempit dari kisaran suhu tersebut yang secara ideal dan disukai agar proses fisiologi optimal.

Berdasarkan perubahan temperatur tubuh hewan dapat diklasifikasikan menjadi dua yaitu:

1. Hewan Ektotermi

Hewan ektotermi merupakan hewan yang suhu tubuhnya selalu berubah seiring dengan berubahnya suhu lingkungan. Hewan ini memperoleh sebagian besar panasnya dari sumber-sumber eksternal,  contoh; amfibia, kadal, ular, ikan dan lainnya.

2. Hewan Endotermi

Hewan endotermi merupakan hewan yang suhu tubuhnya selalu konstan sekalipun suhu lingkungannya sangat berubah. Hewan ini tubuhnya dihangatkan oleh panas yang dihasilkan dari metabolisme, sehingga hewan ini akan tetap mempertahankan suhu tubuhnya dalam keadaan yang stabil meskipun suhu dilingkungan fluktuatif, contoh; burung mamalia dan lainya.

Pada lingkungan yang dingin, endoterm menghasilkan panas yang cukup untuk mempertahankan suhu tubuh yang pada dasarnya lebih hangat dari suhu sekitarnya. Dalam lingkungan yang panas, hewan endoterm memiliki mekanisme untuk menyejukkan tubuh, sehingga mampu bertahan dalam panas yang berlebih. Hewan yang ektoderm memperoleh sumber panas dari lingkungannya, sehingga lebih sedikit mengonsumsi makanan dibandingkan dengan hewan endoterm dengan ukuran tubuh setara, hal ini mengutungkan dalam keadaan sumber makanan yang terbatas. Ektoderm toleran terhadap perubahan suhu yang fluktuatif.

 

  1. Aspek Fisika Pertukaran Suhu Anatar Tubuh Dengan Lingkungan

Hewan mempunyai kemampuan untuk memanipulasi pertukaran suhu sesuai kebutuhan dengan mengatur suhu tubuhnya melalui penambahan atau menguragi kehilangan atau perolehan panas ke lingkungan melalui konduksi, konveksi, radiasi, dan evaporasi.

  1. Konduksi

Konduksi panas merupakan perpindahan panas anatara dua bagian secara kontak fisik langsung diantara keduanya. Laju pergerakan panas ditentukan ditentukan oleh beberapa faktor yaitu wilayah terjadinya pergerakan panas, perbedaan suhu awal antara kedua wilayah, konduktivitas panas pada wilayah tersebut. Konduksi panas dari tubuh dengan dengan benda padat seperti kursi atau tempat tidur hanya berkisar 3 persen. Kehilangan panas tubuh ke udara dengan konduksi dapat mencapai 15 persen.

Gambar 1. Mekanisme pertukaran panas antara tubuh manusia dengan lingkungannya yang mencakup, radiasi, konduksi, konvensi dan evaporasi.

 

Panas merupakan energi kinetik dari molekul yang bergerak, dan molekul-molekul kulit terus bergerak (getaran). Sebagian besar energi gerak tersebut dilepaskan ke udara jikia udara dilingkungan lebih dingin atau rendah. Akibat dari pelepasan energi ini pergerakan molekul udara semakin cepat dan semakin banyak energi yang dilepaskan. Pada saaat suhu udara dilingkungan sama dengan suhu kulit, tidak ada lagi perpindahan panas dari kulit ke udara sekitar karena udara dan tubuh memiliki suhu yang sama.

 

  1. Konveksi

Konveksi adalah perpindahan panas melalui pergerakan zat cair atau gas. Makhluk hidup mengalami pemindahan panas dari tubuh dengan arus udara konveksi yang biasa disebut kehilangan panas secara konveksi. Panas berpindah dari kulit ke udara dan kemudian terbawa oleh arus udara konveksi. Orang yang duduk telanjang di kamar yang nyaman tanpa gerakan udara kotor, sekitar 15 persen dari total kehilangan panas tubuhnya terjadi dengan konduksi ke udara dan kemudian dengan konveksi udara dari badan. Ketika tubuh terkena angin, lapisan udara yang berdekatan dengan kulit digantikan oleh udara baru, pergerakannya jauh lebih cepat dari biasanya, dan kehilangan (pelepasan) panas secara konveksi meningkat. Efek pendinginan dari angin sekitar  dengan kecepatan rendah sebanding dengan akar kuadrat dari kecepatan angin.

 

  1. Radiasi

Radiasi adalah perpindahan panas tanpa adanya kontak langsung antara sumber panas dengan daerah penerima. Pada orang yang duduk telanjang di dalam ruangan pada suhu kamar normal, dia akan kehilangan sekitar 60 persen dari total kehilangan panas dengan cara radiasi. Kehilangan panas melalui radiasi berarti kehilangan panas dalam bentuk sinar inframerah, jenis gelombang elektromagnetik. Kebanyakan panas  sinar inframerah yang memancar dari tubuh memiliki panjang gelombang dari 5 hingga 20 mikrometer, 10 sampai 30 kali panjang gelombang sinar cahaya. Semua benda yang tidak pada suhu nol mutlak memancarkan sinar tersebut. Tubuh manusia memancarkan sinar panas ke segala arah dan sinar panas juga terpancar dari dinding kamar dan benda-benda lain ke arah tubuh. Jika suhu tubuh lebih tinggi dari suhu lingkungan, maka kuantitas yang panas yang terpancarakan dari dalam tubuh lebih tinggi dibandingkan panas yang dipancarkan tubuh lingkungan.

 

  1. Evaporasi

Ketika air menguap dari permukaan tubuh, dan untuk menguapkan air satu gram dibutuhkan 0,85 kalori energi panas. Ketika seseorang tidak sedang berkeringat, tanpa kita sadari air masih menguap dari kulit dan paru-paru berkisar antara 600 sampai 700ml/hari. Hal ini menyebabkan kehilangan panas terus menerus dengan kecepatan 16 sampai 19 kalori per jam. Penguapan yang melalui kulit dan paru-paru ini tidak dapat dikendalikan untuk tujuan pengaturan suhu, karena terjadinya difusi terus-menerus molekul air melalui kulit dan permukaan pernapasan.

Selama suhu kulit lebih tinggi dari suhu lingkungan, panas dapat hilang oleh radiasi dan konduksi. Tapi ketika suhu lingkungan menjadi lebih tinggi dari suhu kulit, tubuh akan mendapatkan panas melalui radiasi dan konduksi dari lingkungan. Dalam kondisi seperti ini, satu-satunya mekanisme yang dapat dilakukan  tubuh untuk mempertahankan suhu tubuh akibat masuknya panas dari lingkungan adalah melalui penguapan.

 

  1. Proses-proses Homeostasis dalam termoregulasi

a)      Menyeimbangkan perolehan dan kehilangan panas

Termoregulasi bergantung pada kemampuan makhluk hidup untuk mengontrol pertukaran gas dengan lingkungannya. Setiap makhluk hidup, melakukan pertukaran panas dengan lingkungannya melalui empat proses yaitu, konduksi, konvenksi, radiasi dan evaporasi (penguapan).

Esensi termoregulasi adalah mempertahankan laju perolehan panas dengan laju kehilangan panas tetap dalam keadaan yang seimbang. Pada mamalia, mekanisme pertukaran panas salah satunya melibatkan sistem integument, yaitu lapisan tubuh paling luar yang terdiri atas kulit, rambut dan kuku. Lapisan kulit terdiri atas:

  • lapisan epidermis, yaitu lapisan terluar, lapisan utamanya adalah sel-sel epitel mati yang terus menerus terkelupas. Lapisan sel epitel mati ini selalu di dorong keatas oleh lapisan sel-sel dibawahnya untuk menggantikan sel-sel yang terkelupas.
  • Lapisan dermis yaitu lapisan dalam, mengandung folikel rambut, kelenjar minyak dan keringat, otot, saraf dan pembuluh darah.

 

Gambar 2. struktur lapisan kulit manusia. kulit dan derivate-derivatnya menjalankan fungsi-fungsi yang penting, termasuk adalah termoregulasi.

 

b)      Berkeringat dan regulasi sistem saraf otonom

Pada manusia rangsangan pada area hipotalamus-preoptic anterior di otak, baik oleh elektrik ataupun panas yang berlebih akan menyebabkan tubuh berkeringat. Impuls saraf dari daerah ini yang menyebabkan berkeringat, ditransmisikan melalui jalur otonom ke sumsum tulang belakang dan kemudian melalui aliran simpatis menuju kulit di seluruh permukaan tubuh. Kelenjar keringat dipersarafi oleh serabut saraf kolinergik (serat yang mengeluarkan asetilkolin tetapi berjalan di saraf simpatik bersama dengan serat adrenergik). Kelenjar ini juga dapat dirangsang sampai batas tertentu oleh epinefrin atau norepinefrin yang beredar bercampur dalam darah, meskipun kelenjar itu sendiri tidak memiliki persarafan adrenergik. Hal ini penting saat berolahraga, ketika hormon ini disekresikan oleh medulla adrenal dan dibutuhkan tubuh untuk menurunkan panas berlebihan yang dihasilkan oleh otot-otot yang aktif.

Kelenjar keringat merupakan struktur tubular yang terdiri dari dua bagian: (1) sub dermal melingkar bagian dalam yang mengeluarkan keringat, dan (2) bagian saluran yang menuju keluar melalui dermis dan epidermis kulit. Kelenjar keringat akan mengeluarkan cairan yang disebut sekresi primer atau sekresi prekursor; konsentrasi cairan ini kemudian dimodifikasi sebagai fluida dan mengalir melalui saluran.

Gambar 3. kelenjar keringat yang dipersyarafi oleh saraf simpatis yang mensekresikan asetilkolin. Sekresi protein bebas primer terbentuk oleh bagian kelenjar, tetapi sebagian besar elektrolit diserap di saluran, sehingga cairan yang disekresikan encer.

Ketika kelenjar keringat memperoleh rangsangan yang sedikit, cairan prekursor melewati saluran juga sedikit dengan konsentrasi yang perlahan-lahan. Dalam hal ini, pada dasarnya semua ion natrium dan klorida diserap, dan konsentrasi masing-masing sangat rendah mencapai 5mEq/L. Hal ini akan mengurangi tekanan osmotik cairan keringat sampai ke level yang rendah, dimana sebagian besar air juga diserap. Oleh karena itu, pada saaat keringat yang dikeluarkan sedikit, unsur-unsur seperti urea, asam laktat, dan ion kalium biasanya sangat terkonsentrasi (pekat). Sebaliknya, ketika kelenjar keringat dirangsang dengan kuat oleh sistem saraf simpatik, sejumlah besar sekresi prekursor terbentuk, dan saluran hanya dapat menyerap sedikit natrium klorida, konsentrasi natrium dan ion klorida berkisar antara 50 sampai 60mEq/L, sedikit dibawah konsentrasi cairan plasma tubuh. Selain itu, keringat mengalir melalui tubulus kelenjar begitu cepat sehingga sedikit air yang diserap. Oleh karena itu, konstituen terlarut lainnya dari keringat hanya cukup meningkat seperti konsentrasi urea sekitar dua kali lipat dalam plasma, asam laktat sekitar 4 kali, dan kalium sekitar 1,2 kali.

c)      Peran Aldosterone dalam Aklimatisasi (Penyesuaian diri) pada Mekanisme Berkeringat

Meskipun normal, orang yang tidak bisa menyesuaikan diri jarang menghasilkan lebih dari 1 liter keringat per jam, tetapi ketika orang tersebut terkena cuaca panas selama 1 sampai 6 minggu, ia akan berkeringat lebih deras dan produksi keringat mencapai 2 sampai 3L/jam. Penguapan keringat yang banyak dapat menghilangkan panas dari tubuh lebih dari 10 kali tingkat normal basal produksi panas. Hal ini meningkatkan efektivitas mekanisme berkeringat yang disebabkan oleh perubahan dalam sel-sel kelenjar keringat internal untuk meningkatkan kemampuan berkeringat.

Aklimatisasi juga dapat mengakibatkan penurunan konsentrasi natrium klorida dalam keringat, yang memungkinkan pengembalian garam dalam tubuh semakin lebih baik. Hal ini terjadi tidak lepas dari peningkatan sekresi aldosteron oleh kelenjar adrenocortical, yang mengakibatkan terjadinya penurunan konsentrasi natrium klorida dalam cairan ekstraseluler dan plasma.

 

  1. Peran Hipotalamus dalam Termoregulasi

Regulasi suhu tubuh manusia dan mamalia dipengaruhi oleh sebuah sistem yang kompleks yang berdasarkan pada umpan balik. Sensor-sensor dalam termoregulasi terkonsentrasi di wilayah otak tepatnya pada hipotalamus. Hipotalamus mengandung sekelompok sel-sel saraf yang berfungsi sebagai thermostat, merespon suhu tubuh diluar kisaran normal dengan mengaktivasi mekanisme-mekanisme yang mendorong pelepasan atau perolehan panas. Reseptor-reseptor panas memberi sinyal pada thermostat hipotalamus ketika suhu meningkat, dan pada suhu yang dingin reseptor-reseptor akan memberikan sinyal. Pada saat suhu tubuh dikisaran normal, thermostat akan menghambat mekanisme kehilangan panas dan mengaktivasi penghematan panas dengan menyempitkan pembuluh darah, penegakan bulu rambut dan merangsang mekanisme-mekanisme penghasil panas. Sebagai respon terhadap suhu tubuh yang meningkat, thermostat mematikan mekanisme retensi panas dan mendorong pendinginan tubuh melalui vasolidasi, berkeringat atau terengah-engah.

Pada daerah preoptik hipotalamus anterior telah ditemukan mengandung sejumlah besar neuron peka panas serta sekitar sepertiga merupakan neuron yang peka terhadap dingin. Neuron ini diyakini berfungsi sebagai sensor suhu dalam mengontrol suhu tubuh. Neuron sensitif panas meningkatkan laju pembakaran 2 sampai 10 kali lipat dalam menanggapi kenaikan 10°C suhu tubuh. Sebaliknya, neuron sensitif dingin akan meningkatkan laju pembakaran ketika suhu tubuh turun.  Ketika daerah preoptic terkena panas, saluran pada kulit di seluruh tubuh terbuka, dan segera keringat keluar banyak, diikuti dengan pelebaran pembuluh darah kulit di seluruh tubuh. Ini merupakan reaksi langsung yang menyebabkan tubuh kehilangan panas, sehingga membantu untuk mengembalikan suhu tubuh ke arah tingkat normal. Selain itu, setiap produksi panas dalam tubuh yang berlebih akan terhambat. Oleh karena itu, jelaslah bahwa daerah preoptic hipotalamus berperan sebagai pusat kontrol suhu tubuh secara termostatik.

  • Deteksi Suhu oleh Reseptor Kulit dan Organ Dalam Tubuh.

Meskipun sinyal yang dihasilkan oleh reseptor suhu hipotalamus sangat kuat dalam mengendalikan suhu tubuh, reseptor di bagian lain dari tubuh memainkan peran tambahan dalam pengaturan suhu. Hal ini terutama berlaku dari reseptor suhu di kulit dan dalam beberapa jaringan dalam tubuh tertentu. Pada daerah kulit terdapat reseptor dingin dan panas. Pada kulit reseptor dingin mencapai 10 kali lebih banyak daripada reseptor panas. Oleh karena itu, deteksi suhu luar terutama menyangkut mendeteksi keadaan sejuk dan dingin lebih peka daripada suhu hangat.

Gambar 4. Fungsi termostatik hipotalamus pada termoregulasi manusia.

Ketika kulit seluruh tubuh dingin, efek refleks langsung dipanggil dan mulai meningkatkan suhu tubuh dalam beberapa cara: (1) dengan memberikan stimulus yang kuat untuk menyebabkan menggigil, dengan meningkatkan jumlah panas tubuh yang produksi, (2) dengan menghambat proses berkeringat, dan (3) dengan mempromosikan vasokonstriksi kulit untuk mengurangi hilangnya panas tubuh dari kulit. Reseptor suhu tubuh juga terdapat pada sumsum tulang belakang, di visera abdomen, dan dalam atau di sekitar pembuluh darah besar di perut bagian atas dan dada. Reseptor ‘dalam’ berbeda fungsinya dari reseptor kulit karena reseptor ‘dalam’ terkena suhu inti tubuh sedangkan reseptor kulit (luar) terkena pengaruh suhu permukaan tubuh. Namun, sama halnya seperti reseptor suhu kulit, reseptor ‘dalam’ juga lebih mendeteksi suhu dingin daripada suhu hangat. Hal ini mungkinan karena, baik kulit dan reseptor tubuh ‘dalam’ lebih peka dalam mencegah hipotermia atau mencegah suhu tubuh rendah.

  • Posterior Hipotalamus Mengintegrasikan Sinyal Sensori Pusat dan Suhu Peripheral

Meskipun banyak sinyal sensorik suhu muncul dalam reseptor perifer, sinyal-sinyal ini berkontribusi untuk mengontrol suhu tubuh terutama melalui hipotalamus. Suhu sinyal sensorik dari daerah hipotalamus anterior-preoptic juga ditransmisikan ke daerah hipotalamus posterior. Di sini sinyal dari daerah preoptic dan sinyal dari tempat lain di dalam tubuh digabungkan dan diintegrasikan untuk mengontrol memproduksi panas dan menurunkan reaksi tubuh.

  • Mekanisme Safat Efektor  dalam Menurunkan atau Meningkatkan Suhu Tubuh

Ketika hipotalamus mendeteksi bahwa suhu tubuh terlalu tinggi atau terlalu rendah, maka hipotalamus akan memerintahkan mekanisme penurunan atau pen suhu ingkatan suhu. Sistem pengotrolan suhu menggunakan tiga mekanisme penting untuk mengurangi panas tubuh, ketika suhu tubuh terlalu tinggi yaitu:

  1. Vasodilatasi (pelebaran) pembuluh darah kulit . Di hampir semua area tubuh, pembuluh darah kulit menjadi sangat melebar. Hal ini disebabkan oleh dihambatnya fungsi pusat simpatis di hipotalamus posterior yang menyebabkan vasokonstriksi (penyempitan pembuluh darah). Pada saat vasodilatasi (pelebaran pembuluh darah) maksimal dapat meningkatkan laju perpindahan panas ke kulit sebanyak delapan kali lipat.
  2. Berkeringat . Pengaruh suhu tubuh yang meningkat akan mengakibatkan keluarnya keringat, sehingga tubuh juga akan kehilangan panas akibat penguapan keringat ketika suhu inti tubuh naik di atas tingkat kritis 37 ° C ( 98.6 ° F ). Peningkatan 1°C suhu tubuh akan menyebabkan cukup banyak keringat yang dapat menghilangkan 10 kali produksi panas tubuh pada tingkat basal.
  3. Penurunan prosuksi panas . Menghambat mekanisme yang mengakibatkan produksi panas berlebih, seperti menggigil dan termogenesis kimia.

Gambar 5. Pengaruh suhu pada hipotalamus pada kehilangan panas secara evaporasi dari tubuh dan produksi panas yang akibat aktivitas otot dan menggigil. Angka ini menunjukkan tingkat suhu yang sangat kritis di mana peningkatan kehilangan panas dimulai dan produksi panas mencapai tingkat yang stabil minimum.

 

Ketika tubuh terlalu dingin , sistem kontrol suhu lembaga prosedur justru sebaliknya, yaitu:

  1. Penyempitan pembuluh darah kulit di seluruh tubuh. Hal ini disebabkan oleh stimulasi dari pusat simpatis hipotalamus posterior.
  2. Piloereksi . Piloereksi berarti rambut ” berdiri di akhir . ” Stimulasi simpatis menyebabkan otot-otot pili arrector yang melekat ke folikel rambut menjadi berkontraksi, yang mengakibatkan rambut menjadi tegak . Hal ini tidak terlalu penting pada manusia , pada hewan pada saat rambut tegak memungkinkan mereka untuk membentuk lapisan tebal ” isolator udara ” di permukaan kulit, sehingga perpindahan panas ke lingkungan yang dapat dikurangi.
  3. Peningkatan thermogenesis ( produksi panas ). Produksi panas oleh sistem metabolisme meningkat dengan menkondisikan dalam menggigil, eksitasi simpatik produksi panas, dan sekresi tiroksin .

 

  • Hipotalamus Stimulasi Menggigil

Padabagian dorsomedial dari hipotalamus posterior dekat dinding ventrikel ketiga terdapat sebuah daerah yang disebut pusat motor utama untuk menggigil. Daerah ini biasanya dihambat oleh sinyal dari pusat panas di daerah preoptic hipotalamus anterior, tetapi tereksitasi oleh sinyal dingin dari kulit dan sumsum tulang belakang. Oleh karena itu, peningkatan mendadak dalam “produksi panas”, pusat ini menjadi aktif ketika suhu tubuh turun. kemudian mengirimkan sinyal yang menyebabkan menggigil melalui saluran bilateral bawah batang otak, ke dalam kolom lateral sumsum tulang belakang, dan akhirnya ke neuron motorik anterior. Sinyal ini adalah nonrhythmical dan tidak menyebabkan otot yang sebenarnya gemetar. Sebaliknya, mereka meningkatkan getaran otot rangka seluruh tubuh dengan memfasilitasi aktivitas neuron motorik anterior. Ketika getaran meningkat di atas tingkat kritis tertentu, menggigil dimulai. Ini mungkin hasil dari umpan balik osilasi dari spindle otot mekanisme stretch refleks. Selama menggigil maksimum , produksi panas tubuh dapat meningkat menjadi empat sampai lima kali normal.

 

  • Simpatik “Kimia” Eksitasi pada Produksi Panas

Peningkatan baik stimulasi simpatis atau beredarnya norepinefrin dan epinefrin dalam darah dapat menyebabkan peningkatan secara langsung laju metabolisme sel. Efek ini disebut thermogenesis kimia. Hasilnya setidaknya sebagian dari kemampuan norepinefrin dan epinefrin untuk melepaskan fosforilasi oksidatif, yang berarti akan terjadi peningkatan bahan makanan yang teroksidasi dan dengan demikian akan terjadi pelepasan energi dalam bentuk panas tetapi tidak menyebabkanpembentukan adenosin trifosfat.

Tingkat thermogenesis kimia yang terjadi pada hewan hampir berbanding lurus dengan jumlah lemak coklat yang tersedia pada jaringan hewan. lemak coklat adalah jenis lemak yang mengandung sejumlah besar mitokondria khusus di mana oksidasi terjadi, dimana sel-sel ini dipasok oleh persarafan simpatis yang kuat. Aklimatisasi sangat mempengaruhi intensitas thermogenesis kimia, beberapa hewan, seperti tikus yang telah terdapat pada lingkungan yang dingin selama beberapa minggu akan terjadi peningkatan produksi panas antara 100 sampai 500 persen. Meningkatkan thermogenesis ini juga menyebabkan terjadinya peningkatan asupan makanan.

Pada manusia dewasa, yang hampir tidak memiliki lemak coklat, sehingga untuk thermogenesis kimia hanya dapat meningkatkan tingkat produksi panas antara 10 sampai 15 persen. Namun, pada bayi yang memiliki sejumlah kecil lemak coklat di ruang interskapula, thermogenesis kimia dapat meningkatkan laju produksi panas 100 persen, yang mungkin merupakan faktor penting dalam mempertahankan suhu tubuh normal pada neonatus.

 

  1. Respon Perilaku dalam Pengendalian Panas

Baik makhluk hidup ektoterm maupun endoterm mengontrol suhu melalui respon perilaku. Banyak hewan ektoterm yang mempertahankan suhu tubuhnya dalam keadaan yang relatif konstan melalui perilaku-perilaku yang relatif sederhana. Perilaku hewan yang ekstrim dalam mempertahankan suhu tubuh dapat melalui cara hibernasi dan migrasi ke daerah iklim yang lebih sesuai.

Amfibia dan reptile merupakan hewan ektoterm, melalukan pengontrolan panas melalui perilaku hewan tersebut. Ketika amfibia terpapar udara, dengan cepat tubuhnya akan kehilangan panas melalui evaporasi, sehingga kulitnya tidak cukup hangat. Untuk mengatasi tersebut amfibia akan berpindah ke daerah yang lebih panas, dan jika terlalu panas akan berpindah ke daerah yang lebih dingin atau tempat teduh. Pada reptile dalam menjaga suhu tubuh agar konstan sepanjang hari dengan cara bolak-balik diantara tempat hangat dan sejuk.

Pada lebah madu mekanisme termoregulasi bergantung pada perilaku soasial. Pada cuaca yang dingin, lebah madu akan meningkatkan prosuksi panas dengan bergerombol, sehingga mempertahankan panas. Lebah madu mengontrol suhu lebih konstan dengan mengatur kerapatan antara lebah madu tersebut. Lebah yang berada dibagian luar akan berpindah kebagian tengah yang lebih hangat, sehingga terjadi distribusi sirkulasi panas dengan baik. Pada saat bergerombol juga, lebah madu membutuhkan banyak energi, agar tetap hangat dalam periode dingin yang relatif lama. Peneydiaan energi ini didapatkan dari penyimpanan bahan makanan dalam bentuk madu. Pada cuaca yang panas, lebah madu mengontrol suhu sarangnya dengan mentransport air kedalam sarang dan mengibaskan sayapnya, sehingga mendorong terjadinya evaporasi dan konveksi.

 

Daftar Acuan

  1. Campbell, N. A., dan J. B. Reece. 2008. Biologi Edisi ke 8 Jilid 1. (diterjemahkan dari : Biology Eighth Edition, penerjemah : D.T. Wulandari). Penerbit Erlangga. Jakarta.
  1. Campbell, N. A., J. B. Reece, dan L. G. Mitchell. 2000. Biologi Edisi ke 5 Jilid 2. (diterjemahkan dari : Biology Fifth Edition, penerjemah : W. Manalu). Penerbit Erlangga. Jakarta. 404 hal.
  1. Darmadi Goenarso, dkk. 2005. Fisiologi Hewan. Penerbit Universitas Terbuka. Jakarta
  1. Ganong, W.F. 2010.  Review of Medical Physiology. 23rd  edition. New York: The McGraw-Hill Companies.Inc
  1. Guyton, Arthur C. Hall, John E. 2006. Textbook of medical physiology, ebook. Philadelphia,Pennsylvania 1: Elsevier Inc.
Pos ini dipublikasikan di Biologi, Pendidikan dan tag , , , . Tandai permalink.

Satu Balasan ke TERMOREGULASI

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout /  Ubah )

Foto Google

You are commenting using your Google account. Logout /  Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout /  Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout /  Ubah )

Connecting to %s