Kamis, 06 Januari 2011

Homeostasis

Organisme unisel tidak dapat bertahan hidup dalam lingkungan yang berubah-ubah karena memiliki sedikit atau hampir tidak memiliki mekanisme perlindungan terhadap lingkungannya. Namun organisme multisel yang kompleks, seperti manusia, dapat hidup di lingkungan yang berubah-ubah karena mempunyai kemampuan mempertahankan keadaan lingkungan dalamnya (milieu interieur). Hal ini akan melindungi sel-sel yang letaknya di dalam tubuh dari perubahan lingkungan luar (milieu exterieur) sehingga menjamin kelangsungan hidup sel-sel tubuh. Pentingnya lingkungan dalam yang stabil telah dikemukakan oleh Claude Bernard, seorang ahli ilmu faal Perancis pada tahun 1859. Dengan mempertahankan lingkungan dalam yang relatif stabil, organisme multisel yang kompleks dapat hidup bebas di lingkungan luar yang sangat bervariasi. Ahli ilmu faal Amerika Serikat Walter Cannon menyebutkan upaya mempertahankan keadaan lingkungan dalam yang stabil ini dengan homeostasis, yang berasal dari kata Yunani homeo (sama) dan stasis (mempertahankan keadaan). (Minarma Siagian, 2004).
Homeostasis adalah suatu sistem terbuka atau suatu sistem yang tertutup terutama suatu organisme hidup, yang mengatur lingkungan internalnya supaya memelihara suatu kondisi stabil yang tetap. Berbagai keseimbangan dinamis, penyesuaian, dan mekanisme peraturan. Istilah adalah coined di (dalam) 1932 oleh Walter Bradford Meriam dari Yunani, Homoios yang berarti sama, seperti, suka menirukan dan stasis yang berarti untuk berdiri, mengambil sikap. Sel tubuh mengambil nutrien dari larutan di sekitarnya misalnya plasma atau cairan ekstravaskuler lainnya. Batas konsentrasi bervariasi tergantung pada kebutuhan jaringan. Konsep pengaturan tersebut telah diajukan 100 tahun yang lalu oleh Claude Bernard dan oleh W.N. Cannon pada tahun 1920 dengan istilah homeostasis. Definisi homeostasis adalah proses pengaturan berbagai kondisi fisiologis yang membantu mempertahankan keadaan normal, jika kondisi tersebut terganggu.

Homeostasis merupakan konsep terpenting dalam sejarah perkembangan biologi. Hal itu memberikan kerangka konseptual guna menginterpretasikan berbagai data fisiologis dalam tubuh hewan.
Evolusi homeostasis dan sistem fisiologis yang memelihara homeostasis tersebut merupakan faktor penting agar hewan dapat hidup baik dalam lingkungan yang sesuai guna mendukung proses fisiologis, maupun dalam lingkungan yang kurang sesuai bagi proses kehidupan.
Fenomena pemeliharaan lingkungan internal tubuh hewan yang disebut homeostasis ini dilakukan oleh semua spesies hewan, secara terus menerus.
Homeostasis adalah keseimbangan antara beberapa kekuatan yang bertujuan menjaga kestabilan kondisi tertentu yang disebut sehat. Hampir setiap fungsi tubuh makhluk hidup mempertahankan dirinya melalui sistem homeostasis.


Canon mengajukan 4 postulat yang mendasari homeostasis, yaitu:
1. Peran sistem saraf dalam mempertahankan kesesuaian lingkungan dalam dengan kehidupan.
2. Adanya kegiatan pengendalian yang bersifat tonik.
3. Adanya pengendalian yang bersifat antagonistik.
4. Suatu sinyal kimia dapat mempunyai pengaruh yang berbeda di jaringan tubuh yang berbeda

Selain itu Cannon mengajukan beberapa parameter yang diatur secara homeostatik,yaitu faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi sel dan yang dibutuhkan sel, serta adanya sekresi internal. Hal-hal yang diajukan oleh Cannon ini sekarang telah terbukti ada dalam tubuh. Dalam menyelenggarakan homeostasis ini tubuh harus senantiasa memantau adanya perubahan-perubahan nilai berbagai parameter, lalu mengkoordinasikan respons yang sesuai sehingga perubahan yang terjadi dapat diredam. Untuk itu sel-sel tubuh harus mampu berkomunikasi satu dengan lainnya. Komunikasi antar sel ini merupakan media yang menopang pengendalian fungsi sel atau organ tubuh.
Pemeliharaan lingkungan internal tubuh hewan meliputi mekanisme fisiologi berbagai organ dan mencakup proses fisiologi pada level sel. Organisme uniseluler yang hidup di habitat perairan juga menunjukkan homeostasis. Protozoa dapat hidup dalam lingkungan air tawar dan lingkungan lain yang lebih buruk karena konsentrasi garam, gula, asam amino dan bahan terlarut lainnya diregulasi oleh permeabilitas selaput sel, pengangkutan aktif dan mekanisme lainnya.
Permeabilitas selaput, transport aktif memelihara kondisi intraseluler untuk senantiasa berada dalam batas-batas yang sesuai untuk kebutuhan metabolik sel.
1. Biological Homeostasis
Pemeliharaan homeostasis tentang kondisi – kondisi jasmani internal di dalam batas dapat di tolerir adalah satu karakteristik pokok makhluk hidup. Homeostasis tergantung pada interaksi dan tindakan yang dinamis sejumlah badan sistem. Faktor seperti temperatur, berkadar garam, kadar keasaman, bahan gizi lebih dan memboroskan ukuran semua mempengaruhi suatu kompleks kemampuan organisme untuk menopang hidup. Mengenai parameter sistem hidup diberi, suatu oeganisme mungkin adalah suatu penyesuaian diri atau suatu pengantar. Usaha pengatur untuk memliharaparameter pada suatu tingkatan tetap diatas variasi berkenaan dengan luas lingkungan. Pada sisi lain, pihak yang bersangkutan mengizinkan lingkungan untuk menentukan parameter itu.
Suatu keuntungan dari peraturan homeostasis yaitu mengizinkan suatu organisme untuk berfungsi secara efektif di suatu jangkauan luas dari kondisi – kondisi lingkungan. Sebagai contoh, ectoterms cenderung untuk menjadi melempem pada temperatur rendah, sedang suatu endoterms co-located mungkin secara penuh aktif. Stabilitas yang berkenaan dengan panas itu datang sejak suatu pengatur otomatis sistem memerlukan energi tambahan. Satu alasan mengapa ular boleh makan hanya sekali seminggu adalah bahwa mereka menggunakan sangat sedikit energi untuk memelihara homeostasis.

Pengendalian yang paling sederhana terjadi secara lokal (intrinsik), yaitu yang dilakukan dengan komunikasi antar sel yang berdekatan. Pengendalian jarak jauh (ekstrinsik) lebih kompleks dan dimungkinkan melalui refleks yang dapat melibatkan sistem saraf (lengkung refleks) maupun sistem endokrin (pengaturan umpan balik).
Pengaturan umpan balik negatif (negative feedback) merupakan pengaturan penting dalam homeostasis. Dalam pengaturan umpan balik negatif ini, sistem pengendali senantiasa membandingkan parameter yang dikendalikan (misalnya suhu tubuh, atau tekanan darah) dengan nilai setpoint (misalnya kisaran nilai normalnya). Perubahan-perubahan parameter yang dikendalikan akan mencetuskan respons yang melawan perubahan sehingga mengembalikan parameter tersebut pada nilai setpoint. Selain itu, ada juga pengaturan umpan balik yang positif (positive feedback). Pengaturan ini tidak bersifat homeostatik karena akan memperbesar respons, sampai ada faktor luar yang menghentikan lingkaran setan ini (Minarma Siagian, 2004).

Selain mekanisme feedback, metode fisiologis lain yang terpenting untuk mengendalikan kondisi internal hewan adalah feedforward. Untuk mengurangi gangguan fisiologis, hewan menunjukkan perilaku yang mencegah terjadinya gangguan tersebut, jadi feedforward merupakan aktivitas antisipatif. Contohnya, sambil makan biasanya hewan minum juga. Masuknya pakan kedalam meningkatkan osmolaritas isi saluran pencernaan yang dapat menyebabkan hilangnya air dari cairan tubuh (melalui osmosis), mengakibatkan dehidrasi dan kesetimbangan osmotik terganggu. Segera setelah makan atau sambil, umumnya hewan minum air untuk mengurangi gangguan homeostasis cairan tubuh. Perilaku menghindari makanan yang menyebabkan muntah membantu hewan untuk memelihara homeostasis.
Homeostasis dipertahankan oleh berbagai proses pengaturan yang melibatkan semua sistem organ tubuh melalui pengaturan keimbangan yang sangat halus namun bersifat dinamis (dynamic steady state). Setpoint misalnya, tidak selalu sama, dan dapat berubah bergantung dari kebutuhan saat itu. Irama biologi, seperti irama sirkadian misalnya, merupakan contoh dari perubahan setpoint ini. Pengaturan juga tidak hanya melalui umpan balik, tetapi dapat bersifat ke depan (feedforward control) yang memungkinkan tubuh mengantisipasi perubahan yang akan datang. Bahkan besar respons juga dapat dimodulasi melalui up-regulation atau down-regulation jumlah dan/atau kinerja reseptor sel.
Semua mekanisme kendali homeostasis sedikitnya tiga komponen saling tergantung untuk variabel yang sedang diatur. Sel yang peka rangsangan menjadi komponen yang merasakan, yang memonitor dan bereaksi terhadap perubahan di lingkungan itu. Ketika sel yang peka rangsangan pikiran sehat adalah suatu stimulus, mengirimkan informasi kepada pusat kendali, komponen yang menetapkan cakupan dimana suatu variabel dirawat. Pusat kendali menentukan suatu tanggapan sesuai kepada stimulus itu. Hasil tanggapan itu memberi makan kepada sel yang peka rangsangan yang manapun penambahan itu dengan umpan balik positif atau penekanan dengan umpan balik negatif.
Homeostasis ini pada dasarnya adalah untuk menstabilkan cairan di sekitar sel-sel organisme multisel yaitu cairan ekstrasel (CES), yang merupakan interface antara sel dan lingkungan luar. Sel-sel tubuh selain harus selalu basah, harus pula mengandung zat-zat terlarut tertentu (solut) dalam kadar yang tertentu pula demi kelangsungan proses-proses dalam sel. Oleh karena itu parameter CES yang harus dipertahankan melalui homeostasis adalah:
1. kadar nutrien
2. kadar O2 dan CO2
3. kadar sisa metabolisme
4. pH
5. kadar air, garam dan elektrolit lainnya
6. Suhu
7. volume dan tekanan
Banyak penyakit diakibatkan oleh gangguan homeostasis, suatu kondisi mengenal sebagai ketidakseimbangan homeostasis. Seperti berbagai zaman, tiap – tiap organisme akan kehilangan efisiensi dalam sistem kontrolnya. Pemborosan yang secara berangsur – angsur mengakibatkan suatu lingkungan internal tidak stabil yang meningkatkan resiko untuk penyakit. Sebagai tambahan, ketidakseimbangan homeostasis adalah juga bertanggungjawab untuk perubahan fisik dihubungkan dengan mengeram.
Lebih serius lagi dibanding penyakit dan karakteristik lain mengeram, apakah kematian. Kegagalan hati telah dilihat jika umpan balik negatif mekanisme nominal telah meliputi, dan umpan balik positif mekanisme bersifat merusak yang kemudian berlebih.
Hampir semua penyakit merupakan kegagalan tubuh mempertahankan homeostasis. Keberadaan seseorang di lingkungan sangat dingin tanpa pakaian dan perlindungan dapat berakibat fatal jika tubuhnya gagal mempertahankan suhu sehingga suhu inti tubuh turun. Hal ini disebabkan oleh terganggunya proses-proses (ensimatik) sel yang sangat bergantung kepada suhu tertentu. Contoh lain adalah, kehilangan darah dalam jumlah yang kecil mungkin tidak fatal karena tubuh masih mampu mengkompensasi kehilangan tersebut dengan cara meningkatkan tekanan darah, mereabsorpsi cairan di ginjal dan lain sebagainya. Tetapi bila kehilangan darah terjadi dalam jumlah yang besar, upaya kompensasi tubuh mungkin tidak memadai sehingga berakibat fatal.
Tanggung jawab dokter dan paramedis adalah untuk membantu mempertahankan homeostasis. Berbagai indikator homeostasis akan dipantau di unit intensif ini, seperti frekuensi denyut jantung, tekanan darah, frekuensi pernapasan, suhu tubuh, kimia darah, dan masuk-keluarnya cairan tubuh. Tujuan unit ini adalah untuk mengambil alih fungsi homeostasis yang tidak dapat dilaksanakan oleh pasien yang sedang sakit parah sehingga tidak mampu melakukan proses homeostasis sendiri.
Contoh homeostasis yang ringkas ialah apabila cuaca panas, sistem kulit akan merespon dengan mengeluarkan peluh melalui kelenjar keringat pada epidermis kulit untuk mencegah suhu darahnya meningkat, pembuluh darah akan mengembang untuk mengeluarkan panas ke sekitarnya, hal ini juga menyebabkan kulit berwarna merah. Selain itu apabila kadar glukosa dalam darah telah habis atau berkurang dari jumlah tertentu, hati akan dirangsang oleh insulin untuk mengubah glikogen menjadi glukosa supaya dapat digunakan sebagai tenaga untuk kontraksi otot.
Stabilitas lingkungan internal tubuh hewan harus senantiasa dijaga dalam kisaran yang sempit, agar dapat hidup dengan baik dalam habitatnya. Sel-sel dalam tubuh hewan dijaga sedemikian rupa sehingga tidak saja senantiasa berada dalam suhu yang konstan, tetapi pH, konsentrasi gula, tekanan osmotic, konsentrasi ion dan sebagainya juga dalam kondisi konstan.
2. Variasi Homeostatis
Teori energi yang dinamis untuk anggaran oerganisasi yang berkenaan dengan metabolisme menggambarkan struktur satu atau lebih cadangan di dalam suatu organisme. Perumusannya didasarkan pada tiga format homeostasis:
a. Homeostasis kuat, adalah jika cadangan dan struktur tidak berubah di dalam komposisi. Karena jumlah struktur dan cadangan dapat bertukar- tukar, ini mengizinkan perubahan dalam komposisi dari badan utuh sebagai diterangkan oleh teori anggaran energi yang dinamis.
b. Homeostasis lemah, adalah dimana perbandingan dari sejumlah struktur dan cadangan menjadi tetap sepanjang ketersediaan makanan tetap, bahkan ketika organisme tumbuh. Alat – alat ini yang keseluruhan komposisi badan adalah tetap selama pertumbuhan di dalam lingkungan tetap.
c. Homeostasis struktural, berarti bahwa sub individu struktur tumbuh selaras dengan keseluruhan individu, proporsi sanak keluarga tetap.
3. Homeostasis Reaktif.
Contoh penggunaan: “homeostasis reaktif adalah suatu tanggapan segera bagi suatu tantangan homeostasis seperti predator”. Bagaimanapun, dimanapun homeostasis mustahil tanpa reaksi, sebab homeostasis adalah reaksi umpan balik. Ungkapan “homeostasis reaktif”secara singkat yaitu : reaksi timbal balik yang menjaga kestabilan homeostatis. Yaitu pendirian ulang suatu titik homeostatis yang tidak dikacaukan oleh suatu titik terpisah.
4. Tekanan Homeostasis
Para sosiolog dan psikolog boleh mengacu pada cara menekan homeostasis, kecenderungan suatu populasi atau perorangan untuk tinggal bertahan pada suatu tingkatan tekanan tertentu, sering membangkitkan tiruan menekankan jika yang dialami tingkatan tekanan bukanlah cukup. Jean Francois Lyotard, ahli teori modern telah menerapkan istilah ini ke masyarakat ‘pusat kuasa’ bahwa ini jenis ‘yang diatur oleh suatu prinsip homeostasis’. Sebagai contoh hirarki yang ilmiah, yang kadang – kadang mengabaikan suatu penemuan baru radikal yang bertahun – tahun sebab itu masyarakat sebelumnya menerima norma – norma.
5. Sisa Homeostasis
Andrew, pembuat barang – barang tembikar telah menggunakan istilah barang sisa pada homeostasis berhubungan dengan ketiadaan netto yang diperoleh dari teknologi penghematan energi. Tahun 2007, studi mengakui temuan yang menunjukkan secara klinis bersifat percakapan homeostasis dimana orang – orang seperti pasangan memadatkan pidato atau suara mereka yang terbanyak bahwa mereka benar – benar lebih buruk pada informasi roman yang berkomunikasi dibanding orang asing, selagi tidak sedang menyadari akan masalah ini.
6. Metabolisme Homeostasis
Beberapa obat herbal atau kedokteran relah mengenalkan berbagai fungsi sebagai pengatur berkenaan dengan metabolisme tidak beracun yang dapat tingkatkan berkenaan dengan metabolisme homeostasis selama stress. Homeostasis sudah cukup terkenal, namun terdapat berbagai homeostasis biokimia misalnya proses buffer cairan tubuh akibat adanya asam atau alkali, atau pengaturan konsentrasi glukosa plasma. Selama kondisi lingkungan sel normal, maka sel akan berfungsi sebagaimana mestinya. Karena alur metabolisme terdiri dari sejumlah reaksi yang dikatalisasi oleh enzim maka pengaturan metabolisme lebih menyangkut perubahan aktivitas enzim.
Terdapat empat faktor yang mempengaruhi jalannya metabolisme dalah tubuh adalah :
a. Ketersediaan substrat
b. Pemindahan produk
c. Ketersediaan kofaktor
d. Pengaturan umpan balik yang terkait dengan jumlah produk dan aktivitas enzim.
Homeostasis terdiri dari homeostasis fisiologis dan psikologis.
1. Homeostasis Fisiologis
Homeostasis fisiologis dalam tubuh manusia dapat dikendalikan oleh sistem endokrin dan saraf otonom. Prosesnya terjadi melalui empat cara, yaitu :
a. Pengaturan Dini. Sistem ini terjadi secara otomatis pad orang yang sehat. Contohnya : proses pengaturan fungsi organ tubuh.
b. Kompensasi Tubuh akan cenderung bereaksi terhadap ketidaknormalan yang terjadi didalamnya. Misalnya apabila secara tiba – tiba lingkungan menjadi dingin, mak pembuluh darah perifer akan mengalami konstriksi dan merangsang pembuluh darah bagian dalam untuk meningkatkan kegiatan (misalnya menggigil) yang dapat menghasilkan panas sehingga suhu tubuh tetap stabil, pelebaran pupil untuk meningkatkan persepsi visual pada saat terjadi ancaman terhadap tubuh, dan peningkatan keringat untuk mengontrol kenaikan suhu tubuh.
c. Umpan Balik Negatif. Proses ini merupakan penyimpangan dari keadaan normal. Dalam keadaan abnormal, tubuh secara otomatis akan melakukan mekanisme umpan balik untuk menyeimbangkan penyimpanan yang terjadi.
d. Umpan balik untuk mengkoreksi ketidakseimbangan fisiologis. Contoh, apabila seseorang mengalami hipoksia akan terjadi proses peningkatan denyut jantung untuk membawa darah dan oksigen yang cukup ke sel tubuh.
2. Homeostasis Psikologis
Berfokus pada keseimbangan emosional dan kesejahteraan mental. Proses ini didapat dari pengalaman hidup dan interksi dengan orang lain serta dipengaruhi oleh norma dan budaya masyarakat. Contohnya adalah mekanisme pertahanan (koping) diri seperti menangis, tertawa, berteriak, memukul dan lain – lain.
Hewan berdasarkan kemampuan untuk mengatur suhu tubuhnya dibagi menjadi homeotermik dan poikilotermik. Homeotermik adalah hewan yang mengalami kehilangan panas lebih lambat dibanding laju produksi panas internalnya. Sedangkan poikilotermik adalah hewan yang laju kehilangan panasnya lebih cepat dibanding laju produksi internalnya. Hewan poikilotermik melakukan konfirmitas suhu untuk menghadapi fluktuasi suhu lingkungan sedangkan hewan homeotermik melakukan regulasi suhu (termoregulasi). Pada hewan homeotermik termoregulasi dilakukan menggunakan air plasma. Air merupakan zat yang dapat menyerap banyak panas. Dengan sedikit saja mengalami perubahan suhu. Air plasma akan menyerap kelebihan panas metabolik, kemudian mengangkutnya ke kulit dan paru-paru untuk dibuang. (Soewolo,2000)
Pada hewan ada mekanisme yang mempengaruhi kecepatan panas tubuh guna menstabilkan suhu tubuhnya (termoregulasi), diantaranya:
1. Mekanisme tingkah laku
2. Mekanisme otonomik, seperti mempercepat metabolisme simpanan energi.
3. Mekanisme adaptif atau aklimatisasi, yang lebih lamban dibandingkan mekanisme yang lain. Yaitu memproduksi penambahan panas pada metabloisme basal.

Kecepatan transfer panas ke dalam atau keluar tubuh dipengaruhi oleh tiga faktor:
1. Luas permukaan. Luas permukaan per gram berbanding terbalik dengan peningkatan massa tubuh. Ini berarti bahwa hewan kecil memiliki suatu aliran panas lebih tinggi per unit berat tubuh.
2. Perbedaan suhu. Makin dekat seekor hewan menjaga suhu tubuhnya ke suhu lingkungan makin sedikit panas akan mengalir ke dalam atau keluar tubuhnya.
3. Konduktansi panas spesifik permukaan tubuh hewan. Permukaan jaringan poikiloterm memiliki konduktansi panas yang tinggi, sehingga hewan ini memiliki suhu tubuh mendekati suhu lingkungan (kecuali apabilal hewan berjemur di panas matahari).
Hewan homeoterm memiliki bulu, rambut atau lapisan lemak untuk mengurangi konduktansi permukaan tubuhnya. Insulasi seperti ini menimbulkan perbedaan suhu antara pusat tubuh dengan lingkungan hewan yang berjarak beberapa milimeter atayu sentimeter, sehingga perbedaan temperatur kurang besar, jadi kecepatan aliran panas dikurangi. Sifat yang penting dari rambut dan bulu adalah menyerap dan menahan panas, sehingga memiliki konduktivitas panas yang rendah, jadi tidak merambatkan panas.

Termoregulasi
Termoregulasi pada heawan poikiloterm.
Suhu tubuh hewan poikilotermik ditentukan oleh keseimbangannya dengan kondisi suhu lingkungannya, dan berubah seperti berubah-ubahnya suhu lingkungan. Pada hewan poikiloterm air, misalnya kerang, udang, dan ikan, suhu tubuhnya sangat ditentukan oleh keseimbangan konduktif dan konvektif dengan air mediumnya, dan suhu tubuhnya mirip suhu air. Hewan memproduksi panas internal secara metabolik, dan ini mungkin meningkatkan suhu tubuh di atas suhu air. Namun air menyerap panas begitu efektif dan hewan poikilotermik tidak memiliki insulasi sehingga perbedaan suhu hewan dengan air sangat kecil.
Paada hewan poikilotermik darat, misalnya katak, keong dan serangga, suhu tubuhnya dapat lebih mendekati suhu udara lingkungan. Input radiasi panas dari matahari atau sumber lain mungkin meningkatkan suhu tubuh di atas suhu lingkungan, dan penguapan air melalui kulit dan organ-organ respiratori menekan suhu tubuh beberapa derajat di bawah suhu lingkungan.
Hewan darat dapat memelihara keseimbangann tubuh dengan mengurangi penguapan dan kehilangan panas lewat konduksi dan memaksimalkan penambahan panas melalui radiasi dan panas metabolik. Sianar matahari digunakan oleh serangga dan reptil sebagai sumber eksternal tubuhnya. Untuk meningkatkan jumlah panas yang dapat diserap, hewan tergantung pada warna tubuh dan orientasinya relatif terhadap matahari. Banyak hewan yang dapat merubah warna kulitnya melalui penyebaran dan kontraksi sel-sel pigmen hitam paada kulitnya. Karena hampir separuh energi matahari berada dalam cahaya tampak, kulit berwarana gelap akan menyerap energi panas matahri daripada berwarna cerah.

Termoregulasi pada hewan homeoterm.
Hewan homeoterm mempunyai suhu tubuh yang konstan pada berbagai suhu lingkungan yang berubah-ubah. Kebnyakan burung dan mamalia dan lingkungannya yang normal akan mempertahankan suhu tubuhnya di atas duhu lingkungannya. Suhu bagian dalam mamalia umunya berkisar antara 37-40o C, sedangkan golongan burung mempunyai suhu tubuh sedikit lebih tinggi yaitu 41-42,5o C.
Kondisi homeotermik menyangkut keseimbangan yang serasi antar dua faktor, yaitu”
1. Produksi panas
2. Kehilangan panas
Laju produksi panas dan kehilangan panas pada hewan sangat bervariasi, tergantung pada kondisi lingkungannya (panas, dingin), aktivitasnya (diam, aktif). Untuk memelihara keseimbanagn suhu tersebut, hewan homeoterm melakukan regulasi kimiawi dan regulasi fisik. Regulasi kimiawi menyangkut produksi panas metabolik, sedangkan regulasi fisik menyangkut kegiatan fisik untuk memodifikasi kehilangan panas.

Respon terhadap dingin dan panas.
Jika hewan homeoterm dihadapkan pada suhu lingkungan yang ekstrem, maka tingkat aktivitas termiregulatori untuk memelihara kekonstanan suhu tubuhnya meningkat sesuai dengan perubahan suhu lingkungan. Hewan endoterm dapat meregulasi suhu tubuhnya dengan mengatur kecepatan kehilangan panas melalui pengaturan hantaran permukaan tubuh. Penyesuaian ini termasuk respon-respon seperti respon vasomotor, perubahan pose tubuh, regulasi pilomotor, dan kefektivan insulasi bulu dan rambut. Dalam rentangan suhu ini bulu dan rambut ditegakkan oleh otot pilomotor dalam kulit untuk menyediakan lapisan udara tenang yang tebal, dan pada ujung atas rentangan suhu ini bulu dan rambut ditempelkan ke kulit.
Bila suhu lingkungan diturunkan, hewan endoterm akan merespon dengan berbagai reflek yang cenderung mengkonservasi panas. Pembuluh darah di kulit akan menyempit, rambut dan bulu dapat berdiri, dan hewan akan mempersempit permukaan tubuhnya yang bersinggungan dengan udara. Misalnya menekuk tubuhnya dan menyembunyikan anggota tubuh.
Pada suhu yang moderat kecepatan basal produksi panas seimbang dengan kehilangan suhu ke lingkungan. Rentangan suhu moderat ini disebut zona suhu netral. Di bawah suhu netral hewan, endoterm meningkatkan produksi panas di atas tingkat basal agar mengimbangi kehilangan panas (termogenesis). Produksi panas akan meningkat secara linier dengan penurunan suhu sampai di bawah suhu kritis bawah. Antara zona suhu netral dengan suhu kritis bawah ini disbut dengan zona regulasi metabolik. Bila suhu lingkungan berada dibawah suhu kritis bawah, mekanisme regulasi akan gagal, tubuh mendingin, kecepatan metabolik turun. Dalam keadaan ini hewan berada dala zona hipotermia. Dimana produksi panas metabolik tidak dapat mengimbangi turunnnya suhu lingkungan.
Bila suhu lingkungan naik lebih tinggi dari suhu netral, maka hewan akan melakukan aktivitas yang cenderung melepaskan (membuang) panas, misalnya masuk ke dalam air dan sebagainya. Peningkatan suhu hanya dapat ditoleransi oleh hewan homeoterm sampai suhu kritis atas. Antasa zona suhu netral dengan suhu kritis atas disebut zpna termoregulasi fisik. Di atas zona ini pelepasan panas oleh hewan tidak dapat mengimbangi naiknya suhu lingkunan sehingga suhu tubug akan ikut naik.

Termoregulasi pada hewan Heterotermik
Heterotermik adalah hewan yang mampu memproduksi panas indotermik dalam berbagai tingkat, tetapi umumnya tidak meregulasi suhu tubuhnya dalam rentangan pendek. Heterotermik mungkin dapat dibedakan menjadi dua kelompok: heterotermik temporal dan heterotermik regional. heterotermik temporal merupakan suatu kategori yang luas, dimana suhu tubuh hewan dapat berbeda setiap saat, misalnya terdapat pada serangga terbang, phyton dann beberapa ikan. Swdangkan heterotermuk regional sebenarny adalah poikilotermik seperti teleostei besar yang dapat mncapai suhu tubuh dalam (suhu jaringan dalam) cukup tinggi melalui aktivitas otot. Contoh pada ikan hiu, tuna dan pada serangga terbang.
Keseimbangan Oksigen
Pada manusia, oksgen maksimal yang mampu diikat oleh darah adalah 20,2 mL O2 /100 mL darah. Jika manusia menghirup oksigen lebih banyak dari kapasitas tersebut, maka oksigen akan dikeluarkan kembali bersama CO2 dan uap air melalui system respirasi. Sedangkan jika kebutuhan oksigen meningkat melebihi kapasitas tersebut maka manusia akan melakukan proses respirasi lebih cepat, untuk memperoleh oksigen yang lebih banyak.
Bila kebutuhan oksigen meningkat, maka ventilasi organ respirasi harus ditingkatkan. Demikian juga, bila konsentrasi oksigen turun, hewan harus mengkompensasi dengan meningkatkan ventilasi atau dengan meningkatkan jumlah oksigen yang diekstraksi dari udara respirasi atau keduanya.
Pada hewan homoiotherm, ventilasi paru – paru sangat ditentukan oleh oksigen. Tetapi yang menarik adalah bahwa factor yang mempengaruhi pengaturan ini adalah konsentrasi karbon dioksida dalam udara paru – paru. Oksigen memiliki efek yang sangat kecil terhadap ventilasi, hal ini ditunjukkan: bila pada udara inhalasi, oksigennya dikurangi 2,5% dari 21% maka pengurangan ini tidak menyebabkan perubahan pada ventilasi.
Pusat pengendali pernafasan pada mamalia terdapat dalam medulla oblongata dan pons varollii. Pusat pernafasan tersebut terdiri dari sejumlah sel – sel saraf yang terpisah menjadi pusat – pusat inspirasi dan pusat ekspirasi yang kerjanya berlawanan. Bila neuron inspirasi mengirimkan impuls ke otot-otot pernafasan, maka pengiriman impuls lewat neuron inhibitori dihentikan. Sebaiknya bila aktivitas neuron inspiratori istirahat, maka neuron ekspiratori menjadi aktif.

Conformer dan Regulator
Jika hewan air dipaparkan dalam lingkungan yang mengalami perubahan (misalnya perubahan salinitas medium, perubahan kandungan oksigen terlarut, perubahan suhu medium, dll.), maka hewan tersebut dapat memberikan respon konformitas atau regulasi. Perubahan lingkungan eksternal dapat menginduksi perubahan internal tubuh hewan sesuai dengan kondisi eksternal.

1. Conformer
Hewan yang memungkinkan kondisi internalnya berubah bilamana menghadapi variasi lingkungan eksternal disebut konformer (conformer). Suhu tubuh ikan akan rendah ketika berada dalam perairan yang dingin dan akan tinggi ketika berada dalam perairan yang hangat. Jadi, tiap sel dalam tubuh ikan tersebut harus mengatasi pengaruh perubahan suhu eksternal. Batas perubahan eksternal bagi hewan konformer dipengaruhi oleh toleransi jaringan tubuhnya terhadap perubahan internal yang disebabkan oleh adanya perubahan lingkungan eksternal.
Osmoconformer
Berbagai hewan air tidak dapat memelihara konsentrasi osmotik cairan internal tubuhnya jika salinitas mediumnya berubah-ubah. Bintang laut, Asterias, adalah hewan osmokonformer (osmoconformer) yang cairan internal tubuhnya dengan cepat mencapai kesetimbangan dengan air laut yang mengelilinginya. Hewan ini meningkatkan konsentrasi cairan tubuh jika berada dalam air bersalinitas tinggi dan menurunkan cairan tubuhnya bilamana berada dalam air bersalinitas rendah.
Oxyconformer
Cacing Annelida yang bersifat oksikonformer (oxyconformer), yakni hewan yang laju konsumsi oksigennya menyesuaikan dengan ketersediaan O2 terlarut di lingkungan eksternalnya. Jika Annelida berada dalam lingkungan perairan yang kaya akan oksigen, maka konsumsi oksigennya meningkat, sebaliknya jika hewan tersebut berada dalam lingkungan yang kandungan oksigen terlarutnya rendah, konsumsi oksigennya menurun.
2. Regulator
Hewan air yang termasuk regulator menggunakan mekanisme perilaku, biokimia maupun fisiologis untuk senantiasa menjaga kondisi internal tubuhnya ketika berada dalam kondisi lingkungan eksternal yang berubah, sehingga senantiasa dalam keadaan homeostasis.
Osmoregulator
Hewan yang bersifat osmoregulator memiliki konsentrasi cairan internal tubuh lebih tinggi dari konsentrasi mediumnya ketika berada dalam perairan dengan salinitas rendah, sebaliknya konsentrasi carian tubuhnya lebih rendah dari konsentrasi mediumnya ketika berada dalam salinitas tinggi.
Oxyregulator
Oksiregulator yang meliputi hampir semua vertebrata senantiasa mempertahankan level konsumsi oksigen walaupun kandungan oksigen terlarut dalam mediumnya mengalami penurunan. Jika kandungan oksigen terlarut di mediumnya menurun terus sampai batas minimumnya, hewan air dapat teraklimasi menjadi conformer. Setelah teraklimasi, maka konsumsi oksigennya menurun manakala kandungan oksigen terlarut di lingkungan eksternalnya rendah.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar