Fisiologi : Termoregulator

                                          FISIOLOGI                      

“ PENGATURAN SUHU TUBUH ( TERMOREGULATOR ) ”

Disusun Oleh :

BISRI HADI  2012 – 66 – 128

DIANA KARTINI PUTRI  2012 – 66 – 108

INTAN PURNAMASARI  2012 – 66 – 126

WANDA MARIA  2012 – 66 – 038

Fakultas Fisioterapi

Universitas Esa Unggul

Jakarta

© 2013

TERMOREGULASI

Termoregulasi merupakan suatu pengaturan  fisiologis tubuh manusia mengenai keseimbangan produksi panas dan kehilangan panas sehingga suhu tubuh dapat dipertahankan secara konstan.

A. ASAL PANAS PADA MANUSIA

            Tubuh manusia merupakan organ yang mampu menghasilkan panas secara mandiri dan tidak tergantung pada suhu lingkungan. Tubuh manusia memiliki seperangkat sistem yang memungkinkan tubuh menghasilkan, mendistribusikan, dan mempertahankan suhu tubuh dalam keadaan konstan. Panas yang dihasilkan tubuh sebenarnya merupakan produk tambahan proses metabolisme yang utamA (panas merupakan energi kinetik pada gerakan molekul).

Adapun suhu tubuh dihasilkan dari :

1. Laju metabolisme basal (basal metabolisme rate, BMR) di semua sel tubuh.

2. Laju cadangan metabolisme yang disebabkan aktivitas otot (termasuk kontraksi otot akibat
    menggigil).

3. Metabolisme tambahan akibat pengaruh hormon tiroksin dan sebagian kecil hormon lain,
    misalnya hormon pertumbuhan (growth hormone dan testosteron).

4. Metabolisme tambahan akibat pengaruh epineprine, norepineprine, dan rangsangan simpatis
    pada sel.

5. Metabolisme tambahan akibat peningkatan aktivitas kimiawi di dalam sel itu sendiri terutama
    bila temperatur menurun.

Berdasarkan distribusi suhu di dalam tubuh, dikenal suhu inti (core temperatur), yaitu suhu yang terdapat pada jaringan dalam, seperti kranial, toraks, rongga abdomen, dan rongga pelvis. Suhu ini biasanya dipertahankan relatif konstan (sekitar 37°C). selain itu, ada suhu permukaan (surface temperatur), yaitu suhu yang terdapat pada kulit, jaringan sub kutan, dan lemak. Suhu ini biasanya dapat berfluktuasi sebesar 20°C sampai 40°C.

B. ORGAN PENGATUR SUHU TUBUH

Gambar.1. Pusat termoregulator hipotalamus

Pusat pengatur panas dalam tubuh adalah Hipothalamus, Hipothalamus ini dikenal sebagai thermostat yang berada dibawah otak. Terdapat dua hipothalamus, yaitu:

-Hipothalamus anterior yang berfungsi mengatur pembuangan panas

-Hipothalamus posterior yang berfungsi mengatur upaya penyimpanan panas

Saraf-saraf yang terdapat pada bagian preoptik hipotalamus anterior dan hipotalamus

posterior memperoleh dua sinyal, yaitu :

1. berasal dari saraf perifer yang menghantarkan sinyal dari reseptor panas/dingin

2. berasal dari suhu darah yang memperdarahi bagian hipothalamus itu sendiri.                  

Thermostat hipotalamus memiliki semacam titik kontrol yang disesuaikan untuk mempertahankan suhu tubuh. Jika suhu tubuh turun sampai dibawah atau naik sampai di titik ini, maka pusat akan memulai impuls untuk menahan panas atau meningkatkan pengeluaran panas.

a. Termoreseptor perifer

Termoreseptor yang terletak dalam kulit ,mendeteksi perubahan suhu kulit dan membrane mukosa tertentu serta mentransmisi informasi tersebut ke hipotalamus.

b. Termoreseptor sentral

Termoreseptor ini terletak diantara hipotalamus anterior, medulla spinalis, organ abdomen dan struktur internal lainnya juga mendeteksi perubahan suhu darah.

C. PENJALARAN SINYAL SUHU PADA SISTEM SYARAF

Sinyal suhu yang dibawa oleh reseptor pada kulit akan diteruskan ke dalam otak melalui jaras spinotalamikus (mekanismenya hampir sama dengan sensasi nyeri). Ketika sinyal suhu sampai di tingkat medulla spinalis , sinyal akan menjalar dalam traktus Lissauer beberapa segmen di atas atau di bawah, dan selanjutnya akan berakhir terutama pada lamina I, II dan III radiks dorsalis.

Gambar.2. Lamina

Setelah mengalami percabangan melalui satu atau lebih neuron dalam medulla spinalis, sinyal suhu selanjutnya akan dijalarkan ke serabut termal asenden yang menyilang ke traktus sensorik anterolateral sisi berlawanan, dan akan berakhir di tingkat reticular batang otak dan komplek ventrobasal thalamus. Beberapa sinyal suhu pada kompleks ventrobasal akan diteruskan ke korteks somatosensorik.

D. FAKTOR - FAKTOR YANG MEMPENGARUHI SUHU TUBUH

1. Kecepatan metabolisme basal

Kecepatan metabolisme basal tiap individu berbeda-beda. Hal ini memberi dampak jumlah panas yang diproduksi tubuh menjadi berbeda pula. Sebagaimana disebutkan pada uraian sebelumnya, sangat terkait dengan laju metabolisme.

2. Rangsangan saraf simpatis

Rangsangan saraf simpatis dapat menyebabkan kecepatan metabolisme menjadi 100% lebih cepat. Disamping itu, rangsangan saraf simpatis dapat mencegah lemak coklat yang tertimbun dalam jaringan untuk dimetabolisme. Hampir seluruh metabolisme lemak coklat adalah produksi panas. Umumnya, rangsangan saraf simpatis ini dipengaruhi stress individu yang menyebabkan peningkatan produksi epineprin dan norepineprin yang meningkatkan metabolisme.

3. Hormon pertumbuhan

Hormon pertumbuhan ( growth hormone ) dapat menyebabkan peningkatan kecepatan metabolisme sebesar 15-20%. Akibatnya, produksi panas tubuh juga meningkat.

4. Hormon tiroid

Fungsi tiroksin adalah meningkatkan aktivitas hampir semua reaksi kimia dalam tubuh sehingga peningkatan kadar tiroksin dapat mempengaruhi laju metabolisme menjadi 50-100% diatas normal.

5. Hormon kelamin

Hormon kelamin pria dapat meningkatkan kecepatan metabolisme basal kira-kira 10-15% kecepatan normal, menyebabkan peningkatan produksi panas. Pada perempuan, fluktuasi suhu lebih bervariasi dari pada laki-laki karena pengeluaran hormon progesterone pada masa ovulasi meningkatkan suhu tubuh sekitar 0,3 – 0,6°C di atas suhu basal.

6. Demam ( peradangan )

Proses peradangan dan demam dapat menyebabkan peningkatan metabolisme sebesar 120% untuk tiap peningkatan suhu 10°C.

7. Status gizi

Malnutrisi yang cukup lama dapat menurunkan kecepatan metabolisme 20 – 30%. Hal ini terjadi karena di dalam sel tidak ada zat makanan yang dibutuhkan untuk mengadakan metabolisme. Dengan demikian, orang yang mengalami mal nutrisi mudah mengalami penurunan suhu tubuh (hipotermia). Selain itu, individu dengan lapisan lemak tebal cenderung tidak mudah mengalami hipotermia karena lemak merupakan isolator yang cukup baik, dalam arti lemak menyalurkan panas dengan kecepatan sepertiga kecepatan jaringan yang lain.

8. Aktivitas

Aktivitas selain merangsang peningkatan laju metabolisme, mengakibatkan gesekan antar komponen otot / organ yang menghasilkan energi termal. Latihan (aktivitas) dapat meningkatkan suhu tubuh hingga 38,3 – 40,0 °C.

9. Gangguan organ

Kerusakan organ seperti trauma atau keganasan pada hipotalamus, dapat menyebabkan mekanisme regulasi suhu tubuh mengalami gangguan. Berbagai zat pirogen yang dikeluarkan pada saai terjadi infeksi dapat merangsang peningkatan suhu tubuh. Kelainan kulit berupa jumlah kelenjar keringat yang sedikit juga dapat menyebabkan mekanisme pengaturan suhu tubuh terganggu.

10. Lingkungan

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

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.

11. Irama diurnal

Suhu tubuh 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

12. 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°C

13. Usia individu

Usia sangat mempengaruhi metabolisme tubuh akibat mekanisme hormonal sehingga memberi efek tidak langsung terhadap suhu tubuh. Pada neonatus dan bayi, terdapat mekanisme pembentukan panas melalui pemecahan (metabolisme) lemak coklat sehingga terjadi proses termogenesis tanpa menggigil (non-shivering thermogenesis). Secara umum, proses ini mampu meningkatkan metabolisme hingga lebih dari 100%. Pembentukan panas melalui mekanisme ini dapat terjadi karena pada neonatus banyak terdapat lemak coklat. Mekanisme ini sangat penting untuk mencegah hipotermi pada bayi.

E. SISTEM PENGATURAN SUHU TUBUH

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 tubuh inti 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 terangsang untuk melakukan serangkaian mekanisme untuk mempertahankan suhu dengan cara menurunkan produksi panas dan meningkatkan pengeluaran panas sehingga suhu kembali pada titik tetap.

Berdasarkan distribusi suhu di dalam tubuh, dikenal suhu inti (core temperatur), yaitu suhu yang terdapat pada jaringan dalam, seperti kranial, toraks, rongga abdomen, dan rongga pelvis. Suhu ini biasanya dipertahankan relatif konstan (sekitar 37°C).

Selain itu, ada suhu permukaan (surface temperatur), yaitu suhu yang terdapat pada kulit, jaringan sub kutan, dan lemak. Suhu ini biasanya dapat berfluktuasi sebesar 30°C sampai 40°C. Lokasi pengukuran temperatur tubuh :

·         Ketiak (aksila), sub lingual (dibawah lidah) atau rektal (dubur)

·         Temperatur dubur lebih tinggi 0,3 – 0,5 oC daripada temperatur aksila

·         Suhu rektal agak konstan bila dibandingkan dengan suhu-suhu di daerah lain

·         Temperatur rata-rata kulit : 0,07 Tkepala + 0,14 Tlengan + 0,05 Ttangan + + 0,07 Tkaki + 0,13 Tbetis + 0,09 Tpaha + 0,35 Tbatangtubuh

·         Temperatur tubuh rata-rata : Mean Body Temperatur  = (0,69 x temp rektal) + (0,33 x temp kulit rata-rata)

Tabel Perbedaan derajat suhu normal pada berbagai kelompok usia :

·         Hipotermi, bila suhu tubuh kurang dari 36°C

·         Normal, bila suhu tubuh berkisar antara 36 - 37,5°C

·         Febris / pireksia, bila suhu tubuh antara 37,5 - 40°C

·         Hipertermi, bila suhu tubuh lebih dari 40°C

(Tamsuri Anas, 2007)

F. MEKANISME TUBUH KETIKA SUHU TUBUH BERUBAH

1. Mekanisme tubuh ketika suhu tubuh meningkat :

a. Vasodilatasi :  disebabkan oleh hambatan dari pusat simpatis pada hipotalamus posterior (penyebab vasokontriksi) sehingga terjadi vasodilatasi yang kuat pada kulit, yang memungkinkan percepatan pemindahan panas dari tubuh ke kulit hingga delapan kali lipat lebih banyak.

b. Berkeringat : pengeluaran keringat menyebabkan peningkatan pengeluaran panas melalui evaporasi.

c. Penurunan pembentukan panas : Beberapa mekanisme pembentukan panas, seperti termogenesis kimia dan menggigil dihambat dengan kuat.

2. Mekanisme tubuh ketika suhu tubuh menurun :

a. Vasokontriksi kulit di seluruh tubuh à karena rangsangan pada pusat simpatis hipotalamus posterior.

b. Piloereksi à Rangsangan simpatis menyebabkan otot erektor pili yang melekat pada folikel rambut berdiri.

c. Peningkatan pembentukan panas à sistem metabolisme meningkat melalui mekanisme menggigil, pembentukan panas akibat rangsangan simpatis, serta peningkatan sekresi tiroksin.

G. MEKANISME KEHILANGAN PANAS MELALUI KULIT

Panas dapat hilang dan masuk ke dalam tubuh manusia dengan cara konveksi, konduksi, radiasi dan evaporasi.

1. Radiasi

Radiasi adalah mekanisme kehilangan panas tubuh dalam bentuk gelombang panas inframerah. Gelombang inframerah yang dipancarkan dari tubuh memiliki panjang gelombang 5 – 20 mikrometer. Tubuh manusia memancarkan gelombang panas ke segala penjuru tubuh. Radiasi merupakan mekanisme kehilangan panas paling besar pada kulit (60%) atau 15% seluruh mekanisme kehilangan panas.

2. Konduksi

—  Proses perpindahan kalor secara konduksi bila dilihat secara atomik merupakan pertukaran energi kinetik antar molekul (atom), dimana partikel yang energinya rendah dapat meningkat dengan menumbuk partikel dengan energi yang lebih tinggi.

—  Konduksi terjadi melalui getaran dan gerakan elektron bebas.

—  Konduksi adalah perpindahan panas akibat paparan langsung kulit dengan benda-benda yang ada di sekitar tubuh. 

H. EFEK PANAS

·         Efek panas terbagi dalam 3 bagian :

1.Fisik, Panas menyebabkan zat cair, padat dan gas mengalami pemuaian ke segala arah

2.Kimia, kecepatan reaksi kimia akan meningkat dengan peningkatan temperatur  reaksi oksidasi  Permeabilitas membran sel akan meningkat sesuai dengan peningkatan suhu  pada jaringan akan terjadi peningkatan metabolisme  peningkatan pertukaran zat kimia tubuh dalam cairan tubuh

3. Biologis, sumasi dari efek panas terhadap fisik dan kimia  peningkatan sel darah putih, peradangan & dilatasi pembuluh darah  peningkatan sirkulasi darah dan peningkatan tekanan kapiler & pH darah menurun.

·         Energi panas dalam bidang kedokteran

o   Romans (600 a.d) : memakai minyak panas untuk memijat

o   Faure (1774) : mempergunakan “Hotsbrichs” dalam pengobatan nyeri yang disebabkan rheumatik

o   Roebereiner (1816) : Pemakaian sinar dalam bidang pengobatan

o   Reyn (1913) : Menggunakan sinar ungu ultra dalam irradiasi tubuh

o   Langevin (1917) : mempergunakan ultrasonik dalam pengobatan

·         Penggunaan energi panas dalam pengobatan

1. Metode Konduksi :

Terjadi apabila terdapat perbedaan temperatur antara kedua benda à panas akan ditransfer dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin

a.       Kantong air panas/botol berisi air panas à pengobatan nyeri (mis nyeri perut)

b.      Handuk panas à pada daerah otot yang sakit (mis spasme otot)

c.       Turkish bath/mandi uap à untuk penyegar, relaksasi otot

d.      Mud packs/lumpur panas à mengkonduksi panas kedalam jaringan, mencegah kehilangan panas tubuh

e.       Wax bath/parafin bath à mentransfer panas pada tungkai bawah terutama pada orang tua

f.       Electric pads à melingkari kawat elemen panas yang dibungkus asbes atau plastik

à Untuk pengobatan penyakit neuritis, sprains, strain, contusio, sinusitis dan low back pain

2. Metode Radiasi :

a.       Electric fire

b.      Infra merah

3. Metode elektromagnetis :

a.       Short wave diathermy (Diatermi gelombang pendek)

b.      Micro wave diathermy  (gelombang radio dengan ossilasi pada frekuensi yang sangat tinggi (frekuensi 900 MHz)

4. Gelombang ultrasonik à gelombang bunyi dengan frekuensi 1 MHz à lebih efektif
    pada tulang dibanding dengan soft tissue karena tulang lebih banyak menyerap panas

·         Penggunaan energi dingin dalam pengobatan

o   Kriogenik : pengetahuan dan teknologi yang menghasilkan dan menggunakan suhu yang sangat rendah

o   Kriobiologi : mempelajari efek suhu rendah pada bidang biologi atau kedokteran

o   Penggunaan temperatur rendah dalam bidang kedokteran :

1.      Penyimpanan darah (bank darah)

2.      Penyimpanan sperma (bank sperma)

3.      Penyimpanan bone marrow (sumsum tulang)

4.      Penyimpanan jaringan tubuh lainnya

5.      Penyimpanan obat-obatan

6.      Pengobatan edema yang diakibatkan trauma akut dan sakit kepala à ice    bag/kantong es

7.      Pengobatan nyeri dan bengkak lokal à kompres dingin

8.      Operasi jaringan kanker