Post on 31-Oct-2015
description
MAKALAH BIOFISIKA
TERMOREGULASI PADA TUBUH MANUSIA
Dosen Pembimbing:
Dr. Ratnawulan, M.Si
Oleh:
Kelompok 7
Junika Wulandari
Maisa Fitri
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI PADANG
2012
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah Yang Maha Kuasa atas karunia yang telah diberikan, penulis
dapat menyelesaikan makalah ini tepat waktu. Makalah ini disusun setelah presentasi kelompok
dan sebagai objek penilaian Ujian Tengah Semester pada mata kuliah Bio Fisika. Makalah ini
berjudul Termoregulasi Pada Tubuh Manusia. Dalam penyelesaian makalah ini penulis tidak
terlepas dari berbagai bantuan dari banyak pihak. Untuk itu penulis ingin mengucapkan banyak
terima kasih untuk kedua orang tua yang telah memberi bantuan materi dan moril, dosen
pembimbing mata kuliah Bio Fisika, Ibu Dr. Ratnawulan, M.Si yang telah memberikan banyak
bimbingan selama perkuliahan berlangsung, teman-teman seperjuangan yang telah memberikan
semangat dan motivasi di dalam masa perkuliahan serta pihak-pihak lain yang tidak bisa
disebutkan satu per satu dalam makalah ini.
Makalah ini sangat jauah dari kesempurnaan, untuk itu kritik dan saran dari pembaca
yang sifatnya membangun sangat diharapakan, untuk perbaikan di masa yang akan datang.
Padang, Mei 2012
Penulis
i
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR................................................................................... i
DAFTAR ISI.................................................................................................. ii
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang......................................................................................... 1
..................................................................................................................
B. Tujuan...................................................................................................... 1
C. Rumusan Masalah.................................................................................... 1
BAB II
PEMBAHASAN
A. Penyebab tubuh manusia berfluktuasi setiap saat.................................... 4
B. Mekanisme tubuh saat suhu tubuh berubah
1. Mekanisme tubuh ketika suhu tubuh meningkatkan.......................... 5
2. Mekanisme tubuh ketika suhu tubuh menurun.................................. 5
C. Suhu tubuh tetap konstan........................................................................ 6
D. Hipotalamus............................................................................................. 6
E. Proses Tubuh kehilangan panas melalui kulit
1. Radiasi.......................................................................................... 8
2. Konduksi...................................................................................... 9
3. Evaporasi...................................................................................... 10
F. Radiasi pada tubuh manusia..................................................................... 11
G. Aplikasi dari Hipotalamus....................................................................... 12
BAB III
ii
PENUTUP
A. KESIMPULAN......................................................................................... 14
B. SARAN ................................................................................................ 15
DAFTAR PUSTAKA
iii
BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Suhu permukaan bumi selalu berubah sesuai intensitas cahaya matahari yang sampai ke
permukaan bumi. Selain itu, suhu di setiap daerah selalu berbeda, sesuai dengan kelembapan,
ketinggian, dan faktor lain yang data memengaruhi suhu suatu daerah.
Dengan keadaan demikian, seseorang akan sulit beradaptasi dengan adanya siang dan
malam. Pada siang hari suhu sangat tinggi, sementara malam harinya cenderung dingin. Jika
hal ini terus berlanjut, maka manusia rentan diserang penyakit, terutama demam dan flu.
Namun demikian, pergantian siang dan malam saja tidak terlalu mempengaruhi kondisi
kesehatan tuuh seseorang. Mengaa demikian?
Pada makalah ini, kami akan mencoba membahas system pengaturan suhu tubuh manusia
sehingga dapat beradapatasi dengan baik terhadap perubahan suhu dan cuaca.
B. TUJUAN
Tujuan dari penulisan makalah ini adalah:
1. Mengetahui penyebab tubuh manusia berfluktuasi setiap saat.
2. Mengetahui mekanisme tubuh saat suhu tubuh berubah
3. Mengetahui cara kerja tubuh dalam mempertahankan suhu tubuh tetap konstan
4. Mengetahui tentang hipotalamus
5. Mengetahui ada atau tidaknya radiasi yang dikeluarkan oleh tubuh manusia
6. Mengetahui proses tubuh kehilangan panas melalui kulit
7. Mengetahui aplikasi dari hipotalamus
C. RUMUSAN MASALAH
1. Apa yang menyebabkan tubuh manusia berfluktuasi setiap saat?
2. Bagaimana mekanisme tubuh saat suhu tubuh berubah?
1
3. Bagaimana tubuh dapat mempertahankan suhu tetap konstan?
4. Apa itu hypothalamus?
5. Apakah benar tubuh mengeluarkan radiasi?
6. Mengapa tubuh dapat kehilangan panas melalui kulit?
7. Bagaimana aplikasi dari cara kerja hipotalamus?
2
BAB II
PEMBAHASAN
A. Penyebab tubuh manusia berfluktuasi setiap saat.
Suhu tubuh manusia cenderung berfluktuasi setiap saat. Banyak faktor yang dapat
menyebabkan fluktuasi suhu tubuh. Faktor yang mempengaruhi suhu tubuh adalah sebagai
berikut:
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. Hamper 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
Hormone pertumbuhan ( growth hormone ) dapat menyebabkan peningkatan kecepatan
metabolisme sebesar 15-20%. Akibatnya, produksi panas tubuh juga meningkat.
4. Hormone tiroid
Fungsi tiroksin adalah meningkatkan aktivitas hamper semua reaksi kimia dalam tubuh
sehingga peningkatan kadar tiroksin dapat mempengaruhi laju metabolisme menjadi 50-
100% diatas normal.
3
5. Hormone kelamin
Hormone 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 hormone 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
4
Suhu tubuh dapat mengalami pertukaran dengan lingkungan, artinya panas tubuh dapat
hilang atau berkurang akibat lingkungan yang lebih dingin. Begitu juga sebaliknya,
lingkungan d
apat mempengaruhi suhu tubuh manusia. Perpindahan suhu antara manusia dan lingkungan
terjadi sebagian besar melalui kulit.
B. Mekanisme tubuh saat suhu tubuh berubah.
1. Mekanisme tubuh ketika suhu tubuh meningkat
a. Vasodilatasi
Vasodilatasi pembuluh darah perifer hampir dilakukan pada semua area tubuh.
Vasodilatasi ini disebabkan oleh hambatan dari pusat simpatis pada hipotalamus
posterior yang menyebabkan 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 melalui kulit terjadi sebagai efek peningkatan suhu yang melewati
batas kritis, yaitu 37°C. pengeluaran keringat menyebabkan peningkatan pengeluaran
panas melalui evaporasi. Peningkatan suhu tubuh sebesar 1°C akan menyebabkan
pengeluaran keringat yang cukup banyak sehingga mampu membuang panas tubuh yang
dihasilkan dari metabolisme basal 10 kali lebih besar. Pengeluaran keringat merupakan
salh satu mekanisme tubuh ketika suhu meningkat melampaui ambang kritis.
Pengeluaran keringat dirangsang oleh pengeluaran impuls di area preoptik anterior
hipotalamus melalui jaras saraf simpatis ke seluruh kulit tubuh kemudian menyebabkan
rangsangan pada saraf kolinergic kelenjar keringat, yang merangsang produksi keringat.
Kelenjar keringat juga dapat mengeluarkan keringat karena rangsangan dari epinefrin
dan norefineprin.
c. Penurunan pembentukan panas
5
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
Vasokontriksi terjadi karena rangsangan pada pusat simpatis hipotalamus posterior.
b. Piloereksi
Rangsangan simpatis menyebabkan otot erektor pili yang melekat pada folikel rambut
berdiri. Mekanisme ini tidak penting pada manusia, tetapi pada binatang tingkat rendah,
berdirinya bulu ini akan berfungsi sebagai isolator panas terhadap lingkungan.
c. Peningkatan pembentukan panas
Pembentukan panas oleh sistem metabolisme meningkat melalui mekanisme menggigil,
pembentukan panas akibat rangsangan simpatis, serta peningkatan sekresi tiroksin.
C. Suhu tubuh tetap konstan
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 inti tubuh 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 merangsang untuk melakukan serangkaian mekanisme untuk
mempertahankan suhu dengan cara menurunkan produksi panas dan meningkatkan
pengeluaran panas sehingga suhu kembali pada titik tetap.
D. Hipotalamus
6
Hipotalamus (bahasa Inggris: hypothalamus) adalah bagian dari otak yang terdiri dari
sejumlah nukleus dengan berbagai fungsi yang sangat peka
terhadap steroid dan glukokortikoid, glukosa dan suhu. Salah satu di antara fungsi
hipotalamus yang paling penting karena terhubung dengan sistem syaraf dan
kelenjar hipofisis yang merupakan salah satu homeostasis sistem endokrin, adalah
fungsineuroendokrin yang berpengaruh terhadap sistem syaraf otonomi sehingga dapat
memelihara homeostasis tekanan darah, denyut jantung,suhu tubuh dan
perilaku konsumsi dan emosi.
Hipotalamus juga merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari sistem limfatik, dan
merupakan konektor sinyal dari berbagai bagian otakmenuju ke korteks otak
besar. Akson dari berbagai sistem indera berakhir pada hipotalamus (kecuali sistem olfaction)
sebelum informasi tersebut diteruskan ke korteks otak besar. Hipotalamus berfungsi sebagai
monitoring dan mengontrol berbagai aktivitas dari tubuh yang sangat banyak.
Hipotalamus mengirim suatu signal ke kelenjar adrenal yaitu epinephrine dan
neropinephrine. Sekresi yang lain berupa:
antideuretic hormone (ADH), oksitosin, dan regulatory hormones.
GnRH pada area preoptik
GHIH oleh neuron perventrikular
GHRH oleh neuron infudibular pada area mediobasal
Hipotalamus adalah pemimpin umum sistem hormon ia memiliki tugas pentingyaitu
memastikan kemantapan dalam tubuh manusia. Setiap saat, hipotalamusmengkajipesan-pesan
yang datang dari otak dan dari dalam tubuh. Setelah itu,hipotalamusmenjalankan beberapa
fungsi, seperti menjaga kemantapan suhu tubuh,mengendalikantekanan darah, memastikan
keseimbangan cairan, dan bahkan pola tidur yangtepat.
Hipotalamus terletak langsung di bawah otak dan ukurannya sebesar bijikenari.
Sejumlah besar informasi sehubungan dengan keadaan tubuh dikirim
kehipotalamus.Informasi ini disampaikan ke sana dari setiap titik dalam tubuh, termasuk
pusatindra dalamotak. Kemudian hipotalamus menguraikan informasi yang
diterimanya,memutuskan tindakanyang harus diambil dan perubahan yang harus dibuat dalam
tubuh, sertamembuat sel-seltertentu menjalankan keputusannya.
7
Hal mendasar yang harus diperhatikan di sini adalah hipotalamus itusebuahorgan yang
terdiri dari sel-sel tak sadar. Suatu sel yang tidak mengetahui berapa lamamanusiaharus tidur,
ia tidak dapat menghitung berapa seharusnya suhu tubuh. Sel tidak dapatmengambil
keputusan terbaik berdasarkan informasi yang ada, dan tidak dapat membuatsellain yang
berjauhan letaknya dalam tubuh menjalankan keputusan itu. Namun, sel-seldalamhipotalamus
bertindak dalam cara yang luar biasa sadar demi menjamin bahwakeseimbanganyang
dibutuhkan dalam tubuh terjaga.
Beberapa fungsi penting hipotalamus
1. Mengontrol sistem saraf otonom dan sistem endokrin serta mengatur beberapa perilaku yang
berhubungan dengan fungsi-fungsi vegetatif untuk kehidupan :
a. Peningkatan atau penurunan denyut jantung dan tekanan darah.
b. Pengaturan suhu tubuh.
c. Pengaturan rasa lapar dan haus.
d. Sekresi air lewat ginjal (pengeluaran ADH)
e. Pengaturan kontraksi rahim dan pengeluaran ASI.
2. Fungsi afektif sensoris
a. Pusat-pusat ganjaran atau motivasi.
b. Pusat-pusat menyakitkan seperti takut, marah, termasuk nyeri dan
doronganuntuk melarikan diri.
c. Dorongan untuk bereproduksi.c.
d. Pengaturan tidur dan jaga
e. Hipotalamus dorsal berhubungan dengan Sistem Aktivasi Retikularis (SAR).
f. Hipotalamus lateral anterior menghambat SAR.
3. Mengontrol sistem endokrin melalui hormon-hormon yang dihasilkan
hipotalamuskemudian melalui pembuluh darah dihubungkan dengan kelenjar hipofise
anterior.
E. Proses Tubuh kehilangan panas melalui kulit
8
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.
Panas adalah energi kinetic pada gerakan molekul. Sebagian besar energi pada
gerakan ini dapat di pindahkan ke udara bila suhu udara lebih dingin dari kulit. Sekali
suhu udara bersentuhan dengan kulit, suhu udara menjadi sama dan tidak terjadi lagi
pertukaran panas, yang terjadi hanya proses pergerakan udara sehingga udara baru
yang suhunya lebih dingin dari suhu tubuh.
2. Konduksi
Konduksi adalah perpindahan panas akibat paparan langsung kulit dengan benda-
benda yang ada di sekitar tubuh. Biasanya proses kehilangan panas dengan mekanisme
konduksi sangat kecil. Sentuhan dengan benda umumnya memberi dampak kehilangan
suhu yang kecil karena dua mekanisme, yaitu kecenderungan tubuh untuk terpapar
langsung dengan benda relative jauh lebih kecil dari pada paparan dengan udara, dan
sifat isolator benda menyebabkan proses perpindahan panas tidak dapat terjadi secara
efektif terus menerus.
Cepat tidaknya konduksi berlangsung pada bahan dikhususkan lagi dalam
pembahasan konduktivitas termal. Istilah ini merupakan suatu kostanta pada
persamaan konduktivitas kalor sebagai berikut. H = kA(T2-T1)/L
Dengan:
H =konduktivitas kalor
A =luas daerah bahan
k =koefisien konduktivitas termal
T = suhu (dalam kelvin atau celsius)
L = panjang logam (dalam meter).
9
Satuan k adalah J/s.m.C, jika T menggunakan celsius. Semakin besar nilai
koefisien konduktivitas termal atau konduktivitas termal berarti semakin cepat suatu
bahan mengalami konduksi.
Berikut tabel konduktivitas termal beberapa bahan.
Bahan k (J/s.m.C) Bahan k (J/s.m.C)
Stereofom 0,010 Gelas 0,80
Udara 0,026 Beton 1,1
Wol 0,040 Besi 79
Lemak tubuh 0,20 Aluminium 240
Air 0,60 Perak 4240
Intan 2420
Dari hal di atas, muncul pertanyaan, sendainya manusia bisa hidup pada suhu
15°C selama 2 jam di udara terbuka tampa pakaian. Berapa lama manusia bisa hidup
di air dalam suhu yang sama? Jawabannya adalah sebagai berikut:
Lihat tabel di atas, air memiliki konduktivitas termal sebesar 23 kali daripada
udara. Jadi, manusia tadi dapt hidup 120 menit/23 = 5,2 menit. Hal ini merupakan
perhitungan matematis, bahwa udara merupakan konduktor kalor yang buruk
daripada air.
Energi dalam tubuh yang berasal dari makanan, 20% digunakan untuk kerja
selebihnya merupakan energi kalor. Jika suhu badan 37°C dan suhu kulit pada
lingkungan yang nyaman 33°C sampai dengan 35°C, maka terjadi konduksi kalor
pada tubuh. Karena beda suhu yang cukup kecil dan konduktivitas termal jaringan
10
tubuh kecil, maka sedikit sekalikalor yang dikeluarkan. Darah berfungsi untuk
mengeluarkan kalor ke bawah permukaan kulit secara konveksi.
3. Evaporasi
Evaporasi ( penguapan air dari kulit ) dapat memfasilitasi perpindahan panas
tubuh. Setiap satu gram air yang mengalami evaporasi akan menyebabkan kehilangan
panas tubuh sebesar 0,58 kilokalori. Pada kondisi individu tidak berkeringat,
mekanisme evaporasi berlangsung sekitar 450 – 600 ml/hari.
Hal ini menyebabkan kehilangan panas terus menerus dengan kecepatan 12 – 16
kalori per jam. Evaporasi ini tidak dapat dikendalikan karena evaporasi terjadi akibat
difusi molekul air secara terus menerus melalui kulit dan system pernafasan.
Gambar Keseimbangan antara produksi panas dan pengeluaran panas
(Tamsuri Anas, 2007)
Selama suhu kulit lebih tinggi dari pada suhu lingkungan, panas hilang melalui
radiasi dan konduksi. Namun ketika suuhu lingkungan lebih tinggi dari suhu tubuh,
tubuh memperoleh suhu dari lingkungan melalui radiasi dan konduksi. Pada keadaan
ini, satu-satunya cara tubuh melepaskan panas adalah melalui evaporasi.
Memperhatikan pengaruh lingkungan terhadap suhu tubuh, sebenarnya suhu
tubuh actual ( yang dapat diukur ) merupakan suhu yang dihasilkan dari
11
keseimbangan antara produksi panas oleh tubuh dan proses kehilangan panas tubuh
dari lingkungan.
F. Radiasi pada tubuh manusia
Tubuh manusia mengeluarkan radiasi. Prinsip terjadinya radiasi adalah perpindahan kalor
dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Jika kalor berada dalam tubuh, maka di tubuh kita
pasti terjadi radiasi. Cara menghitungnya adalah dengan menggunakan persamaan radiasi
buatan Stefan-Boltzman, yaitu H = eδAT4.
Dengan
H =radiasivitas kalor
e = emisivitas (0-1)
δ = konstanta Stefan-Boltzman (5,67 x 10-8 J/s.m2.k4)
A = luas daerah
T = suhu (dalam kelvin)
Menghitung radiasi pada tubuh manusia:
Jika suhu tubuh manusia normal adalah 37°C atau 340 K dengan emisivitas tubuh 0,7 dan
perkiraan luas tubuh manusia adalah 1,5 m2 berapakah radiasivitas kalornya?
Jawab:
e = 0,7
δ = 5,67 x 10-8 J/s.m2.k4
A = 1,5 m2
T = 37°C = 310 K
H = eδAT4.
H = (0,70)( 5,67 x 10-8 J/s.m2.k4)(1,5 m2)(310 K)4 = 550 J/s = 550 watt
Nilai ini setara dengan 5 buah lampu bohlam 10 watt.
G. Aplikasi dari Hipotalamus
Aplikasi dari hipotalamus adalah inkubator bayi. Hal yang ditiru oleh incubator bayi dari
hipotalamus adalah cara kerja dari hipotalamus, yaitu menjaga suhu incubator tetap stabil.
12
Inkubator bayi merupakan salah satu alat medis yang berfungsi untuk menjaga
suhu sebuah ruangan supaya suhu tetap konstan /stabil. Pada modifikasi manual-otomatis
inkubator bayi , terdapat sebuah boks kontrol yang dibagi menjadi 2 bagian (bagian atas
dan bagian bawah). Boks bagian atas digunakan untuk meletakkan sensor , display sensor ,
kontroler , rangkaian elektronik. Sedangkan pada boks bagian bawah dibagi menjadi 3
ruangan yang dibatasi dengan sekat , yang digunakan untuk meletakkan heater , tempat /
wadah air dan kipas. Sensor yang digunakan adalah sensor suhu (PT100) dan sensor
kelembapan , dimana sensor suhu PT100 dan sensor kelembapan diletakkan di dalam boks
tidur bayi (di luar boks kontrol).
Pada sensor suhu PT100 dan sensor kelembapan terdapat
display yang sekaligus sebagai driver sensor yang digunakan untuk mengetahui serta
memberikan setting suhu dan kelembapan dalam ruangan boks tidur bayi sesuai yang
dikehendaki. Yang menjadi actuator dari alat ini adalah heater dan kipas. Heater berfungsi
sebagai pemanas ruangan , sedangkan kipas berfungsi untuk menyalurkan udara panas yang
dipancarkan heater menuju ruangan tempat air dan menuju boks tidur bayi melalui selang.
Sebagai kontrolernya , digunakan sebuah PIC Microchip 16F877A. Dimana PIC tersebut
juga berfungsi untuk menghubungkan boks kontrol dengan komputer (CPU) secara serial
supaya dapat memberikan tampilan serta dapat memberikan setting suhu sesuai dengan
yang dikehendaki melalui komputer.
13
BAB IIIPENUTUP
A. KESIMPULAN
1. Ada beberapa faktor penyebab tubuh manusia berfluktuasi setiap saat, yaitu:
a. Kecepatan metabolism basal
b. Rangsangan saraf simpatis
c. Hormon pertumbuhan
d. Hormone tiroid
e. Hormone kelamin
f. Demam ( peradangan )
g. Status gizi
h. Aktivitas
i. Gangguan organ
j. Lingkungan
2. Untuk mempertahankan suhu tubuh manusia dalam keadaan konstan, diperlukan
regulasi suhu tubuh
3. Hipotalamus adalah bagian dari otak yang terdiri dari sejumlah nukleus dengan
berbagai fungsi yang sangat peka terhadap steroid dan glukokortikoid, glukosa dan
suhuAda atau tidaknya radiasi yang dikeluarkan oleh tubuh manusia
14
4. Tubuh manusia mengeluarkan radiasi, prinsipnya adalah perpindahan kalor dalam
bentuk gelombang elektromagnetik.
5. Terdapat tiga proses tubuh kehilangan panas melalui kulit
1. Radiasi
2. Konduksi
3. Evaporasi
6. Aplikasi dari hipotalamus adalah inkubator bayi. Hal yang ditiru oleh incubator bayi
dari hipotalamus adalah cara kerja dari hipotalamus, yaitu menjaga suhu incubator
tetap stabil.
B. SARAN
Demikian yang dapat penulis paparkan mengenai materi yang menjadi pokok
bahasan dalam makalah ini, tentunya masih banyak kekurangan dan kelemahannya,
kerena terbatasnya pengetahuan dan kurangnya rujukan atau referensi yang ada
hubungannya dengan judul makalah ini.
Penulis banyak berharap para pembaca yang budiman memberikan kritik dan
saran yang membangun demi sempurnanya makalah ini dan penulisan makalah di
kesempatan-kesempatan berikutnya. Semoga makalah ini berguna bagi penulis pada
khususnya juga para pembaca yang budiman pada umumnya.
15
DAFTAR PUSTAKA
Masdiisya. 2010. Kalor Dalam Tubuh Manusia. http://masdiisya.wordpress.com. Diakses pada
20 Februari 2012
Prasetyo, Redy Joko. 2009. Termoregulasi Manusia. http://www.inforedia.com. Diakses pada
tanggal 20 Februari 2012
Rika, dkk.2011. Pengaturan Suhu Pada Inkubator Bayi Dengan Kontol On/OF.
http://digilib.its.ac.id/ITS- NonDegree-3100011042015/13524 2011. Di akses tanggal
pada 20 Februari 2012
Yohanes.2010. Inkubator Bayi. http://yohanes-jp.blogspot.com. Di akses pada tanggal 20
Februari 2012
16
Slide 1
17
Termoregulasi PadaTubuh Manusia
Oleh:
Maisa FitriJ unika Wulandari
Slide 2
Slide 3
Slide 4
18
Pendahuluan
PANAS
DINGIN
DIPERTAHANKANKONSTAN
MELALUI:- Hipotalamus- Asupan makan- Kelenjar keringat- Pembuluh darah- Otot rangka
Pendahuluan
Suhu tubuh manusia cenderung berfluktuasisetiap saat.
Untuk mempertahankan suhu tubuh manusiadalam keadaan konstan, diperlukan regulasi suhutubuh.
Suhu tubuh manusia diatur dengan mekanismeumpan balik (feed back) yang diperankan olehpusat pengaturan suhu di hipotalamus.
Hipotalamus (bahasa Inggris: hypothalamus) adalah
bagian dari otak yang terdiri dari
sejumlah nukleus dengan berbagai fungsi yang sangat
peka
Hipotalamus memiliki tugas pentingyaitu memastikan
kemantapan dalam tubuh manusia, seperti menjaga
kemantapan suhu tubuh, mengendalikan tekanan darah,
memastikan keseimbangan cairan, dan bahkan pola tidur
yang tepat.
Apa itu hipotalamus?
Slide 5
Slide 6
Slide 7
19
HI POTALAMUS dan KELENJ AR PI TUI TARI
hipotalamus
hypothalamicoHypophysealis tract
infundibulum
Sistem portal
adenohipofisis
neurohipofisis
nukleus
Hipotalamus terletak langsung di bawah otak dan
ukurannya sebesar biji kenari.
Sejumlah besar informasi sehubungan dengan keadaan
tubuh dikirim ke hipotalamus.Informasi ini disampaikan
ke sana dari setiap titik dalam tubuh, termasuk pusat
indra dalam otak. Kemudian hipotalamus menguraikan
informasi yang diterimanya,memutuskan tindakan yang
harus diambil dan perubahan yang harus dibuat dalam
tubuh, sertamembuat sel-seltertentu menjalankan
keputusannya.
Hipotalamus
Slide 8
Slide 9
Slide 10
20
Mekanisme Kehilangan Panas MelaluiKulit
Energi panas akan penetrasi kedalam jaringan
kulit dalam bentuk radiasi atau konduksi
Energi panas menghilang didalam jaringan yang
lebih dalam berupa panas kemudian diangkut ke
jaringan lain dengan cara konveksi
energi panas akan dikeluarkan melalui evaporasi
(keringat)
Sistem Pengaturan Suhu Tubuh
Lokasi pengukuran temperatur tubuh : ketiak (aksila), sub lingual (dibawah lidah) atau rektal (dubur)
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= (0,67 x temp rektal) + (0,33 x temp kulit rata-rata)
Tabel Perbedaan derajat suhu normal padaberbagai kelompok usia
Usia Suhu (oC)
3 bulan 37,5
6 bulan 37,7
1 tahun 37,7
3 tahun 37,2
5 tahun 37,0
7 tahun 36,8
9 tahun 36,7
11 tahun 36,7
13 tahun 36,6
Dewasa 36,4
> 70 tahun 36,0
•Hipotermi, bila suhu tubuh kurang dari36°C •Normal, bila suhu tubuh berkisar antara36 - 37,5°C • Febris / pireksia, bila suhu tubuh antara37,5 - 40°C •Hipertermi, bila suhu tubuh lebih dari40°C
(Tamsuri Anas, 2007)
Slide 11
Slide 12
Slide 13
21
Faktor Yang Mempengaruhi SuhuTubuh
1. Kecepatan metabolisme basal2. Rangsangan saraf simpatis3. Hormon pertumbuhan4. Hormon tiroid5. Hormon kelamin6. Demam ( peradangan )7. Status gizi8. Aktivitas9. Gangguan organ10. Lingkungan
Kegiatan
Kecepatan metabolisme(perkiraan pendekatan)
Kkal/ jam Watt
Tidur60 70
Duduk tegak, bekerja di meja, bersantai
100 115
Kegiatan ringan (makan, berpakaian, pekerjaan rumah tangga)
200 230
Kegiatan sedang (bermain tenis, berjalan)
400 460
Berlari (15 km/jam)1000 1150
Bersepeda (balap sepeda)1100 1270
Tabel kecepatanmetabolisme
Contoh Kasus :
Berapa besar energi yang diubah dalam 24 jam oleh seseorang yang
massanya 65 kg dengan menghabiskan waktu 8 jam untuk tidur, 1
jam melakukan pekerjaan fisik sedang, 4 jam kegiatan ringan, 11
jam bekerja di meja atau bersantai ?
Slide 14
Slide 15
Slide 16
22
Penyelesaian :
Q total= { 8 jam x 60 kkal/jam + 1 jam x 400 kkal/jam+ 4 jam x 200 kkal/jam + 11 jam x 100 kkal/jam} xQtotal = 2780 kkal
Catatan : orang ini memerlukan asupan makanan dengan nilaienergi total 2780 kkal atau jika orang ini ingin menurunkanmassa badan harus mengurangi energi sebesar 2780 kkal dansebaliknya jika ingin menambah berat badan.
Komposisi dan konten energi darimakanan
Food Total energi (cal)Egg,1 75Hamburger,1 245Carrot, 1 cup 45Apple 70Doughnut 135
Energi dalam tubuh berasal dari makanan.
20% untuk kerja selebihnya merupakan energi kalor.
J ika suhu badan 37°C dan suhu kulit pada lingkungan yang nyaman 33°C sampai
dengan 35°C, maka terjadi konduksi kalor pada tubuh. Karena beda suhu yang
cukup kecil dan konduktivitas termal jaringan tubuh kecil, maka sedikit
sekalikalor yang dikeluarkan. Darah berfungsi untuk mengeluarkan kalor ke
bawah permukaan kulit secara konveksi.
Energi Tubuh
Slide 17
Slide 18
Slide 19
23
Energi panas dalam bidangkedokteran
Romans (600 a.d) : memakai minyak panas untuk memijat
Faure (1774) : mempergunakan “Hotsbrichs” dalam pengobatan nyeri yang disebabkan rheumatik
Roebereiner (1816) : Pemakaian sinar dalam bidang pengobatan
Reyn (1913) : Menggunakan sinar ungu ultra dalam irradiasi tubuh
Langevin (1917) : mempergunakan ultrasonik dalam pengobatan
Tabel konduktivitas termalBahan k (J/s.m.C) Bahan k (J/s.m.C)
Stereofom 0,010 Gelas 0,80
Udara 0,026 Beton 1,1
Wol 0,040 Besi 79
Lemak tubuh 0,20 Aluminium 240
Air 0,60 Perak 4240
Intan 2420
Sendainya manusia bisa hidup pada suhu 15°C selama 2 jam
di udara terbuka tampa pakaian. Berapa lama manusia bisa
hidup di air dalam suhu yang sama? J awabannya adalah
sebagai berikut. Lihat tabel di atas, air memiliki konduktivitas
termal sebesar 23 kali daripada udara. J adi, manusia tadi dapt
hidup 120 menit/23 = 5,2 menit.
Tubuh mengeluarkan radiasi
Prinsip terjadinya radiasi adalah perpindahankalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik. J ika kalor berada dalam tubuh, maka di tubuhkita pasti terjadi radiasi. Bagaimanamenghitungnya? Kita gunakan persamaan radiasibuatan Stefan-Boltzman, yaitu H = eδAT4.
DenganH =radiasivitas kalore = emisivitas (0-1)δ = konstanta Stefan-Boltzman (5,67 x 10-
8 J /s.m2.k4)A = luas daerahT = suhu (dalam kelvin)
Slide 20
Slide 21
Slide 22
24
J ika suhu tubuh manusia normal adalah 37°C atau
310 K dengan emisivitas tubuh 0,7 dan perkiraan
luas tubuh manusia adalah 1,5 m2, maka
H = (0,70)( 5,67 x 10-8)(1,5) (310)4 = 550 watt.
Nilai ini setara dengan 5 buah lampu bohlam 10
watt.
ADVE
Contoh
Energi yang di butuhkan manusia
Bergantung kepada berat dan tinggi manusiatersebut
Energi yang di konsumsi oleh manusia dalammelakukan aktifitas tertentu di bagi denganluas permukaan tubuhnya hampir samauntuk semua orang
Secara empirikluas tubuh manusia :Luas = 0.202xW0.425x H0.725
W dan H menyatakan berat (kg) dan tinggi manusia (m)
Penerapan
Inkubator Bayiberfungsi untuk menjaga suhusebuah ruangan supaya suhu tetapkonstan/stabil.
Cara kerja alat ini meniru cara kerjahipotalamus di dalam tubuh
Slide 23
25
Bagian I nkubatorTerdapat 2 boks kontrol
Boks bagian atas* sensor (suhu dan kelembapan),
display sensor, kontroler, rangkaianelektronik.
Boks bagian bawah* heater(pemanas ruangan),
tempat/wadah air dan kipas.