1

Kuliah pengantar Ilmu Faal: Kuliah pengantar Ilmu Faal:

HOMEOSTASISHOMEOSTASIS

Minarma SiagianMinarma SiagianDepartemen Ilmu FaalDepartemen Ilmu Faal

FKUIFKUI

2

Bahasan

• Konsep homeostasis

• Postulat Cannon

• Jaras kendali

3

Tingkat organisasi kehidupan

4

UNISEL MULTISEL

LINGKUNGAN LUAR

LINGKUNGAN DALAM

LINGKUNGAN LUAR (unisel) LINGKUNGAN DALAM (multisel)

5

Integrasi antar sistem tubuh

6

Koordinasi fungsi sistem tubuh dalam organisme multisel

Sistem pengendali

(komunikasi antar sel)

Integrasi fungsi

HOMEOSTASISHOMEOSTASIS

7

Lingkungan dalam (C. Bernard)

Manusia (utuh) hidup di lingkungan luar yang bervariasi, tetapi:

masing-masing sel tidak mampu bertahan sendirihanya sebagian kecil sel organisme multisel yang

langsung berinteraksi dengan lingkungan luar

Harus ada interface (lingkungan dalam) antar sel dan lingkungan luar yang dipertahankan konstan

8

Pertukaran antara

milieu exterieur

milieu interieur

9

Pengertian tentang Homeostasis

Kemampuan tubuh untuk mempertahankan stabilitas lingkungan dalam melalui sistem kendali yang kompleks organisme berfungsi dan hidup di lingkungan yang sangat bervariasi

10

Postulat Cannon1. Nervous regulation of internal environment

2. Tonic level of activity

3. Antagonistic controls

4. Chemical signals can have different effects on different tissues

Homeostasis (“Homeodynamic”)

11

W. CANNON: 4 postulat homeostasis

I. Sistem saraf berperan pertahankan “kesesuaian” lingkungan dalam.

“kesesuaian” = sesuai fungsi normal

sistem saraf mengkoordinasi dan mengintegrasi volume

darah/tekanan, suhu tubuh dan parameter lainnya

12

II. Kegiatan pengendalian yang tonik:

pengaturan pembuluh darah oleh saraf

peningkatan rangsang akan penurunan rangsang akan

13

Pengaturan tonik

14

III. Pengendalian antagonistik:

sistem saraf simpatis and parasimpatis mempunyai pengaruh berlawanan:

rangsang simpatis frek. jantung

rangsang parasimpatis frek. jantung

15

Pengendalian antagonistik

16

Pengendalian antagonistik

17

IV. Satu zat kimia mempunyai pengaruh berbeda di jaringan yang berbeda:

bergantung kepada jenis reseptor di sel sasaran epinefrin pada reseptor / adrenergik

18

Respons sel sasaran bergantung reseptor

19

Jaras pengendali

Mempertahankan homeostasis• Lokal (Intrinsik)

antar sel yang berdekatan parakrin atau autokrin

• Jarak Jauh (Ekstrinsik) refleksperubahan sistemik sistem saraf atau

endokrin; sitokin

20

21

Jaras pengendali jarak jauh

22

Mekanisme pengendalian

• Feedback control (umpan-balik)

• Feedforward control (umpankedepan)

• Up-regulation

Down-regulation

23

Lengkung refleks

3 komponen primer– Input signal– Integration of the signal– Output signal

• stimulus reseptor jaras aferen pusat jaras eferen effctor respons

24

Kendali Refleks

• Stimulus• Reseptor sensorik• Jaras aferen• Pusat (integrasi)• Jaras eferen• Efektor-sel/jaringan

sasaran• Jawaban (lengkung umpan

balik)

Steps of a reflex

25

26

• Negatif: homeostatik – Respons memperlambat rangsang– Kembali ke kisaran normal

• Positif: rangsang akan lebih meningkatkan rangsang

• Feed forward: mempersiapkan tubuh untuk (antisipasi) perubahan

Lengkung Umpan-balik (feedback loops)

27

Lengkung Umpan Balik

28

Pengaturan suhu:

termostat

29

Contoh: Pengaturan suhu tubuh

30

Umpan balik: negatif

•Parameter dipertahankan dalam kisaran tertentu (stabil)

•jenis pengaturan utama di tubuh

31

Umpan balik: positif

•Respons diperkuat (destabil)

•jenis pengaturan yang jarang

32

Umpan balik positif: sistem endokrin

33

Jenis sistem kendali

• Spesifik• Jenis sinyal• Kecepatan• Lama• Besar rangsang

Figure 6-29: Control pathways

34

Jenis sistem/jaras kendali

Figure 6-30: Some basic patterns of nervous, endocrine, and neuroendocrine control pathways

35

36

Comparison of Nervous and Endocrine control Property Nervous Reflex Endocrine Reflex Specificity each neuron terminates on a

single target cell or on a limited number of adjacent target cells.

Most cells of the body are exposed to a hormone. The response depends on which cells have receptors for the hormone.

Nature of the signal Electrical signal through neuron with chemical neurotransmitters to pass signal from cell to cell. In a few cases, cell-to-cell communication takes place through gap junctions.

Chemical signals that are secreted in the blood for distribution throughout the body.

Speed Very rapid. Distribution of the signal and onset of action are much slower than in nervous responses.

Duration of action Usually very rapid. Slower responses are mediated by neuronmodulators.

Duration of action is usually much longer.

Coding for stimulus intensity Each signal is identical in strength. Stimulus intensity reflected by increased frequency of signaling.

Stimulus intensity reflected by amount of hormone secreted.

37

Comparison of Nervous and Endocrine control Property Nervous Reflex Endocrine Reflex Specificity each neuron terminates

on a single target cell or on a limited number of adjacent target cells.

Most cells of the body are exposed to a hormone. The response depends on which cells have receptors for the hormone.

Nature of the signal Electrical signal through neuron with chemical neurotransmitters to pass signal from cell to cell. In a few cases, cell-to-cell communication takes place through gap junctions.

Chemical signals that are secreted in the blood for distribution throughout the body.

Speed Very rapid. Distribution of the signal and onset of action are much slower than in nervous responses.

Duration of action Usually very rapid. Slower responses are mediated by neuronmodulators.

Duration of action is usually much longer.

Coding for stimulus intensity

Each signal is identical in strength. Stimulus intensity reflected by increased frequency of signaling.

Stimulus intensity reflected by amount of hormone secreted.

38

Feedforward control

• Mempersiapkan tubuh untuk perubahan (antisipatif)

• contoh: – keluarnya saliva dan asam lambung

sebelum makan– meningkatnya pernapasan sebelum

berolah raga

39

Down-regulation

Modulasi jawaban sel bila kadar molekul sinyal (hormon, ligand) >> untuk waktu yang lama cara:– jumlah reseptor sel– afinitas sel terhadap molekul sinyal

Contoh:– toleransi pada pecandu– penyakit DM

40

Up-regulation

Modulasi jawaban sel bila kadar molekul sinyal (hormon, ligand) << untuk waktu yang lama cara: reseptor di sel

Contoh:

kerusakan neuron presinaps reseptor di postsinaps sensitif NT

41

Interface Cairan Ekstrasel

Homeostasis (dipertahankan “konstan”) kadar nutrien kadar O2 dan CO2

kadar sisa metabolisme pH kadar air, garam, elektrolit suhu volume dan tekanan

42

Homeostasis & gangguannya

43

Penutup

• Homeostasis merupakan upaya mempertahankan kestabilan lingkungan dalam

• Homeostasis dimungkinkan oleh kendali lokal dan jarak jauh

• Homeostasis memungkinkan organisme multisel hidup di lingkungan bervariasi

44