Obesitas dan Termoregulasi

oleh Leslie Melisa, 1006684693

Obesitas

Ada tiga jenis kemungkinan yang terjadi dalam keseimbangan energi tubuh manusia, yakni netral, positif, dan negatif. Keseimbangan energi yang positif berarti energi yang diinput dari makanan lebih banyak daripada yang dikeluarkan dari tubuh dengan cara kerja eksternal dan internal. Hal ini menyebabkan kelebihan energi dalam tubuh yang tidak dipakai, melainkan disimpan sebagai utamanya jaringan lemak sehingga berat badan bertambah.1

Obesitas didefinisikan sebagai kelebihan isi lemak dalam gudang jaringan lemak. 1,2 Hal ini dapat dikarenakan faktor genetik dan lingkungan. Obesitas merupakan suatu kelainan yang kompleks pada pengaturan nafsu makan dan metabolisme energi tubuh.3 Batas yang digunakan untuk menentukan obesitas adalah 20% melebihi berat normal. Oleh karena kasus obesitas semakin banyak di seluruh dunia, WHO menciptakan istilah baru globesity sebagai indikasi situasi dunia sekarang. Obesitas dapat terjadi karena dalam kurun waktu tertentu, jumlah energi yang didapatkan dari makanan melebihi yang dibutuhkan tubuh untuk beraktivitas, sehingga kelebihan tersebut disimpan dalam bentuk trigliserida dalam jaringan lemak. Manusia mempunyai sekitar 40-50 miliar sel lemak dan tiap selnya dapat menampung 1,2 μg trigliserida. Pada tahap awal obesitas, sel lemak yang ada akan mengalami pembesaran karena terisi oleh trigliserida. Namun, apabila sel lemak yang ada masih tidak dapat menampung lemak yang masuk, tubuh akan membentuk sel lemak yang baru.1

Banyak teori berusaha menjelaskan penyebab obesitas; beberapa di antaranya masih belum jelas. Faktor-faktor yang mungkin berhubungan adalah sbb:1

Gangguan dalam jalur sinyal leptin Kurang berolahraga

Ternyata, orang yang obesitas tidak selamanya dikarenakan dia makan lebih banyak daripada orang yang kurus. Salah satu alasannya adalah karena dia beraktivitas lebih sedikit daripada orang yang kurus. Aktivitas yang lebih sedikit menandakan bahwa pengeluaran energi juga sedikit sehingga energi tertumpuk di dalam tubuh.

Perbedaan dalam ‘faktor fidget’Faktor fidget (Nonexercise activity thermogenesis/NEAT) merujuk pada aktivitas fisik yang tidak direncanakan, seperti mengoyangkan kaki, memutar pensil, dan mengetuk meja. Aktivitas tersebut ternyata dapat menghabiskan energi tanpa mengeluarkan usaha berlebih.

Perbedaan dalam hal mengekstrak energi dari makananAlasan lain mengapa orang kurus dan obese dapat berbeda BB walaupun sama-sama mengonsumsi makanan dengan kalori sama adalah efisiensi ekstraksi makanan yang dimiliki tiap pribadi. Penelitian mengatakan bahwa orang yang kurus lebih cenderung mengubah makanan yang masuk menjadi panas daripada lemak. Mereka mempunyai lebih banyak uncouplng proteins. Orang-orang inilah yang dikenal dapat makan banyak tetapi tetap kurus. Sebaliknya, orang obese memiliki efisiensi lebih besar untuk mengubah makanan menjadi cadangan energi – hal yang menguntungkan saat terjadi kelaparan tetapi merugikan saat makanan berlebih.

GenetikOrang-orang yang mempunyai 1 kopian bermasalah pada gen FTO berisiko 30% lebih besar daripada orang normal (2 kopian normal) untuk mengalami obesitas. Bagi orang yang mempunyai 2 kopian bermasalah, risikonya adalah 70%. Belum ada penelitian lebih lanjut tentang FTO.1 Faktor genetik berkontribusi sebesar 40-70%.3

Jumlah sel lemak yang berlebih karena overfeedingSekali terbentuk, sel lemak tidak akan pernah hilang dengan diet/penurunan BB. Penurunan BB hanya dapat mengurangi isi sel lemak sehingga sel lemak tersebut menjadi kosong. Apabila orang tersebut kembali makan banyak, sel lemak akan terisi lagi.

Banyaknya makanan yang enak, murah, dan mudah didapatkan Gangguan emosional dimana orang tersebut mendapatkan kepuasan yang tidak biasanya dari makanan Stres

Stres menyebabkan peningkatan pelepasan NPY dari saraf simpatis sehingga orang-orang menjadi terangsang untuk makan terus.

Kurangnya waktu tidurPenelitian menunjukkan bahwa orang-orang yang tidur 6 jam berisiko 23% lebih besar untuk menjadi obese, 5 jam – 50%, 4 jam – 75% daripada orang-orang yang tidur 7-9 jam sehari. Hal ini dikarenakan kadar leptin (sinyal untuk berhenti makan) rendah dan kadar ghrelin (sinyal untuk makan terus) tinggi pada orang-orang yang kurang tidur).

Infeksi virusAdenovirus-36 dapat mengubah stem cell pada jaringan dewasa tertentu menjadi adiposit.

Komposisi komunitas bakteriPada orang obese, terdapat banyak bakteri yang dapat mencerna serat yang biasanya tidak dapat dicerna sehingga lebih banyak nutrisi yang dapat diserap oleh usus. Meskipun kolon tidak sehebat usus halus dalam hal mencerna, kelebihan sedikit zat nutrisi saja dalam kurun waktu yang lama dapat menambah BB seseorang.

Pasien obesitas dapat digolong menjadi dua kategori: tipe android (abdominal/sentral-apel) yang lebih sering dialami pria dan tipe ginoid (gluteal dan femoral-pir) yang sering dialami wanita. Prevalensi obesitas lebih tinggi pada wanita daripada pria karena wanita cenderung mempunyai lemak subkutan yang lebih banyak.1,2

Pasien obesitas memiliki risiko lebih tinggi untuk mengalami penyakit-penyakit, seperti hipertensi, DM tipe 2, dislipidemia, penyakit degeneratif sendi, dan beberapa keganasan. Oleh karena itu, penting untuk dilakukan evaluasi terhadap obesitas. Terdapat lima langkah utama dalam mengevaluasi pasien obesitas:2

o Anamnesis terarah (kuesioner+interview) terhadap riwayat yang berhubungan dengan obesitas Faktor apakah yang berkontribusi dalam kasus obesitas pasien? Bagaimana obesitas mempengaruhi kondisi pasien? Apakah tujuan dan ekspektasi pasien dari program ini? Apakah pasien termotivasi untuk memulai program penurunan berat badan (BB)? Bantuan seperti apa yang dibutuhkan pasien?

Meskipun kebanyakan kasus obesitas dilatarbelakangi oleh pola makan dan aktivitas yang sedentari, anamnesis juga harus bisa mendapatkan penyakit yang mungkin dapat berpengaruh, seperti sindrom ovarium polisistik, sindrom Cushing, hipotiroidisme, dan penyakit hipotalamus.

o Pemeriksaan fisik untuk menentukan derajat dan tipe obesitas, yang meliputi pengukuran BB, TB, dan lingkar pinggang. BMI dapat dihitung dengan rumus: (1) BB/TB2 (dalam kg/m2) atau (2) BBx700 / TB (pon/inch2). BMI sebenarnya kurang akurat untuk menentukan jumlah lemak pada tubuh, tetapi lebih dipilih daripada prosedur lain yang mengukur ketebalan kulit (antropometri), underwater weighing (densitometri), CT atau MRI dan impedansi elektrik. WHO menetapkan BMI 30 kg/m2 sebagai batas minimal obesitas (pria/wanita) dan 25,0-29,9 kg/m2 sebagai overweight/praobesitas. Batas lingkar pinggang untuk wanita adalah 80 cm dan untuk pria adalah 90 cm. Di samping itu, dapat pula dihitung rasio pinggang : pinggul untuk wanita 0,9 dan untuk pria 1,0.2,3

o KomorbiditasEvaluasi komorbiditas dilakukan dengan menilai gejala dan faktor risiko yang dimiliki pasien. Semua pasien harus diperiksa total kolesterol, LDL, HDL, TG, dan kadar glukosa puasa, serta tekanan darah.

o Tingkat kebugarano Kesiapan pasien untuk mengubah gaya hidup

Apabila pasien enggan mengikuti program, sebaiknya dihentikan sebelum terlambat karena hal tersebut hanya akan menyulitkan pasien. Aspek yang harus dipertimbangkan adalah motivasi intrinsik, dukungan keluarga/kerabat/teman, status psikiatris, keluangan waktu, tujuan dan ekspektasi yang sesuai, dan ketahanan.

Gambar 1. Patogenesis Obesitas4

Manajemen Pasien Overweight dan Obesitas

Penurunan BB dapat mengurangi komorbiditas obesitas, seperti risiko penyakit KV dan DM tipe 2. Penurunan sebesar 5-10% saja dapat memberikan efek yang signifikan. Bukti-bukti menunjukkan bahwa pengurangan BB dapat menurunkan tekanan darah pada orang hipertensi, mengurangi kadar serum TG, LDL, dan glukosa. Ada empat pilar menuju kesuksesan program penurunan BB, yaitu: diet rendah kalori, aktivitas fisik, perubahan perilaku, dan obat-obatan/bedah.3

Kategori BMITerapi 25-26,9 27-29,9 30-35 35-39,9 ≥40

Diet, olahraga, perilaku komorbiditas komorbiditas + + +Farmakoterapi komorbiditas + + +Bedah komorbiditas +Tabel 1. Panduan memilih terapi3

Sama seperti semua mimpi, target yang ingin kita capai harus berdasarkan prinsip SMART. Tujuan penurunan BB yang wajar adalah kira-kira 10% dari berat awal dengan batas waktu 6 bulan. Harapan yang berlebih dapat berakibat buruk bagi pasien sendiri. Caranya adalah bagi orang overweight dengan BMI 27-35 kg/m2, kurangilah 300-500

kkal/hari karena dengan demikian, BB dapat berkurang ½ - 1 kg/minggu. Usai 6 bulan, pengurangan BB akan melambat dan BB cenderung stabil akibat penurunan pengeluaran energi pula. Namun, program tetap dilanjutkan terus. Pasien yang ingin menurunkan BB lebih banyak, dapat mengonsultasi dokter lebih lanjut tentang diet yang dijalani dan aktivitas fisik yang perlu dilakukan. Sedangkan, tentunya ada pasien yang tidak mampu mencapai target dengan signifikan; oleh karena itu, pasien harus tetap didukung dan dicegah agar tidak mengalami kenaikan BB. 3

Terapi diet diberikan per individu dan hal yang harus ada di tiap program manapun adalah pengurangan 500-100 kkal/hari. Namun sebelumnya, harus diukur terlebih dahulu kebutuhan energi basal pasien dengan menggunakan rumus Harris-Benedict:3

B.E.E Pria = 66,5 + (13,75 x kg) + (5,003 x cm) – (6,775 x usia)

B.E.E Wanita = 65,1 + (9,563 x kg) + (1,850 x cm) – (4,676 x usia)

Kebutuhan kalori total adalah BEE dikalikan dengan faktor stres dan aktivitas (kisaran 1,2-2)

Pengurangan konsumsi lemak tidak hanya tertuju pada lemak jenuh, tetapi juga total lemak, yang sebaiknya dikurangi hingga ≤ 30% total kalori.3

Aktivitas fisik tidak berpengaruh banyak dalam penurunan BB, tetapi dapat mencegah kenaikan BB dalam jangka panjang. Selain itu, keuntungan lainnya adalah pengurangan risiko penyakit KV dan diabetes. Terapi aktivitas harus diberikan secara perlahan baik dalam aspek frekuensi maupun intensitas. Tahap awal: jalan selama 30 menit 3 kali seminggu. Tahap lanjut: jalan 45 menit 5 kali seminggu. Terapi ini dapat bervariasi bentuk olahraganya, tetapi jalan kaki dipilih karena kemudahan dan kenyamanannya. Selain itu, pasien dianjurkan untuk mengurangi waktu santai sehingga tidak akan melakukan aktivitas yang sedentari.3

Perubahan perilaku adalah melakukan monitoring terhadap pola makan yang telah diterapkan dan terus melakukan aktivitas fisik seperti yang telah dianjurkan. Di samping itu, terdapat pula bantuan seperti manajemen stres, dukungan sosial, kontrol stimulus, pencarian solusi, dan manajemen kontingensi. Farmakoterapi yang masih diperbolehkan oleh FDA Amerika Serikat adalah sibutramine dan orlistat. Cara kerja orlistat adalah menghambat absorpsi lemak sebesar 30%. Namun, hal yang perlu diperhatikan adalah penyerapan vitamin yang larut lemak karena akan terganggu sehingga butuh suplemen vitamin.

Bedah dilakukan hanya jika BMI ≥40 atau ≥35 dengan kondisi komorbid dan merupakan jalan terakhir bagi pasien yang telah gagal memakai obat atau komplikasi.

Gambar 2. Faktor-faktor yang mempengaruhi kebiasaan makan2

Kebiasaan makan

Seperti yang kita ketahui, tidak ada reseptor yang dapat mendeteksi kalori yang masuk. Padahal, jumlah energi dalam tubuh harus diawasi agar tetap stabil. Oleh karena itu, tubuh mempunyai cara lain dalam mengatasi hal ini,

yaitu mengatur jumlah makanan yang masuk. Mekanisme ini tidak hanya bergantung pada satu jenis sinyal, tetapi pada banyak sinyal yang diterima dari banyak tempat.1

Nukleus arkuata hipotalamus: NPY dan melanokortin

Pengaturan jangka panjang: leptin dan insulin

Pengaturan jangka pendek: ghrelin dan PYY3-36

Termoregulasi

Manusia hidup di lingkungan yang suhunya lebih dingin daripada suhu tubuhnya sendiri. Namun, manusia dapat terus bertahan karena dapat memproduksi kalor internal sehingga suhu tubuh tetap terjaga optimal. Produksi kalor sangat bergantung pada oksidasi bahan bakar yang didapatkan dari makanan.1

Mengapa suhu tubuh penting untuk dijaga optimal? Karena apabila terjadi sedikit saja perubahan suhu tubuh baik naik maupun turun, aktivitas sel akan berubah pula. Kenaikan suhu akan mengatalisis reaksi kimia dalam sel, sedangkan penurunan suhu akan memperlambat kerja dari sel. Suhu tubuh yang terlalu tinggi (overheating) bersifat lebih berbahaya daripada suhu tubuh yang rendah (cooling). Hal ini dikarenakan kenaikan suhu yang terlalu besar dapat menyebabkan malfungsi saraf dan denaturasi protein yang ireversibel. Kebanyakan orang sudah mengalami kejang-kejang saat suhu tubuh mencapai 41oC. Suhu tubuh 43,3oC dikatakan sebagai batas atas suhu tubuh yang dapat ditolerir manusia. Sementara itu, rata-rata jaringan tubuh manusia dapat bertahan dalam lingkungan yang dingin untuk beberapa waktu. Jaringan yang mengalami pendinginan tidak membutuhkan bahan bakar (nutrisi) sebanyak saat mereka berada dalam suhu yang normal karena aktivitas metaboliknya berkurang. Namun, penurunan suhu yang drastis dan lama dapat memperlambat metabolisme hingga fatal.1

Suhu tubuh yang selama ini dianggap normal adalah 37oC (36,5oC-37,5oC). Suhu tubuh tersebut didapatkan dari pengukuran dengan termometer yang diletakkan dalam mulut. Namun, sebuah studi baru-baru ini mengatakan bahwa suhu tubuh normal dapat berbeda-beda antara satu individu dengan yang lain dan bervariasi dalam satu hari, berkisar dari 35,5oC di pagi hari sampai 37,7oC di sore hari dan dengan rata-rata 36,7oC.1

Selain itu, ternyata tidak ada yang namanya suhu tubuh secara keseluruhan karena suhu dalam tubuh berbeda-beda antarorgan. Tubuh manusia dapat dibedakan menjadi dua bagian besar dari sudut pandang termoregulasi, inti dan cangkang. Inti mencakup organ torakal dan abdominal, SSP, dan otot rangka, sedangkan cangkang mencakup kulit dan lemak subkutan. Suhu inti dijaga ketat agar konstan pada sekitar 37,8oC karena jaringan-jaringan di sana berfungsi optimal pada suhu tersebut. Berbeda dengan suhu inti, suhu cangkang umumnya lebih rendah dan dapat bervariasi. Contohnya, suhu kulit dapat naik turun dalam kisaran 20 oC-40oC tanpa mengalami kerusakan. Karakteristik ini justru sangat bermanfaat bagi inti.1

Pengukuran suhu tubuh biasanya menggunakan termometer yang diletakkan pada daerah-daerah yang mudah dicapai manusia, seperti mulut, ketiak, bokong, dan telinga. Suhu mulut dan ketiak hampir sama, tetapi suhu bokong rata-rata lebih tinggi 0,56oC. Suhu yang didapatkan dari telinga biasanya akan dikonversikan menjadi suhu mulut terlebih dahulu sebelum dinilai. Pengukuran suhu terbaru adalah dengan menggunakan temporal scanner yang mengukur suhu darah di arteri temporalis. Suhu temporal lebih mendekati suhu bokong daripada suhu mulut dan merupakan determinan paling baik untuk menentukan suhu inti karena hampir sama dengan suhu darah yang keluar dari jantung. Namun, walau bagaimanapun juga pengukuran-pengukuran di atas tidak dapat menjadi indikasi absolut dari suhu inti, yang lebih tinggi daripada suhu di daerah yang diukur.1

Faktor-faktor yang dapat memengaruhi variasi normal suhu tubuh manusia adalah:1

Variasi suhu tubuh seseorang dalam satu hari kira-kira sebesar 1oC, dengan suhu terendah pada pagi hari jam 6-7 dan suhu tertinggi pada sore hari jam 5-7. Hal ini terjadi akibat ritme biologis tubuh atau waktu biologis.

Wanita mengalami perubahan ritmis suhu tubuh beriringan dengan siklus menstruasi mereka. Suhu inti rata-rata bertambah 0,5oC selama setengah siklus terakhir (dari waktu ovulasi sampai menstruasi). Penyebabnya dulu dikatakan akibat progesteron, tetapi ternyata tidak benar. Hingga kini belum ada penjelasan lebih lanjut.

Suhu inti melonjak tinggi saat berolahraga akibat peningkatan laju metabolisme otot rangka. Suhu inti dapat mencapai 40oC ketika olahraga berat. Pada orang yang sedang beristirahat, suhu ini tergolong kategori demam, tetapi hal tersebut lumrah adanya.

Ungkapan ‘older is colder’. Orang lansia memiliki rata-rata suhu tengah hari yang lebih rendah, yakni 36,4oC. Tak ada gading yang sempurna. Hal yang sama terjadi pada mekanisme regulasi suhu tubuh. Jalur tersebut

tidaklah 100% efektif sehingga pada suhu lingkungan yang ekstrim, suhu tubuh dapat ikut naik atau turun beberapa derajat.

Suhu inti manusia menggambarkan total kalor yang terkandung dalam tubuh manusia. Sama seperti prinsip energi, jumlah kalor yang masuk/terbentuk harus sama dengan jumlah kalor yang keluar/dibuang agar jumlah kalor dalam tubuh tetap konstan dan suhu inti tetap stabil. Kalor bisa didapatkan baik dari luar (lingkungan sekitar) maupun dalam (kerja organ-organ dalam tubuh). Di antara kedua itu, kalor internal mempunyai peranan lebih penting karena bila diingat kembali, hasil reaksi kimia dalam tubuh menghasilkan sekitar 75% kalor. Pada kenyataannya, kalor yang dihasilkan tersebut biasanya melebihi kalor yang dibutuhkan tubuh sehingga akan dibuang juga sisa yang tidak terpakai. Kalor dibuang dengan cara pelepasan panas dari permukaaan tubuh yang terekspos ke dunia luar.1

Kadang, keharmonisan ini dapat diganggu oleh hal-hal seperti (1) olahraga, yang menyebabkan meningkatnya suhu tubuh akibat kerja otot rangka dan (2) perubahan di lingkungan itu sendiri yang mengganggu proses pendapatan dan pengeluaran energi kalor antara tubuh dengan lingkungan. Nah, apabila terjadi gangguan tersebut, tubuh akan berusaha mengompensasi diri dengan cara: suhu tubuh turun -> meningkatkan produksi panas dan meminimalisir panas yang hilang; suhu tubuh naik -> menurunkan produksi panas dan meningkatkan pelepasan panas.1

Telah disinggung sedikit di atas bahwa tubuh dan lingkungan dapat melakukan interaksi, yaitu pertukaran panas. Bagaimana hal tersebut dapat terjadi? Panas adalah kalor, yang merupakan salah satu bentuk energi. Sama halnya dengan hukum perpindahan, yaitu bahwa kalor dapat berpindah dari satu tempat ke tempat yang lain, dengan catatan terdapat gradien konsentrasi antara keduanya (dari tinggi ke rendah atau dari hangat ke sejuk atau dari panas ke dingin). Ada empat macam cara kalor berpindah dari tubuh manusia: radiasi, konduksi, konveksi, dan evaporasi.1

Radiasi adalah pancaran energi panas dari permukaan suatu sumber kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik (tepatnya inframerah) ke benda-benda lain di sekitarnya. Setelah sampai di benda target, energi dari gelombang tersebut baru dikonversikan menjadi energi panas. Tubuh manusia dapat bertindak sebagai baik sumber kalor maupun penerima kalor. Sesuai hukum perpindahan di atas, tubuh manusia akan menerima kalor dari benda yang lebih panas seperti matahari, radiator, dll dan melepaskan kalor dengan radiasi ke dinding, lemari, pohon, dll.1

Konduksi adalah perpindahan kalor antara objek yang saling bersentuhan tetapi berbeda suhunya. Kalor dipindahkan dari satu molekul ke molekul sebelahnya. Setiap molekul berada dalam keadaan bergetar (molekul yang lebih hangat bergetar lebih cepat daripada molekul yang sejuk). Ketika dua molekul yang berbeda suhu bersentuhan, molekul yang lebih cepat akan mengajak molekul yang lebih lambat untuk berlari bersama. Dengan demikian, pada akhirnya kedua molekul berada dalam keadaan yang sama. Laju perpindahan kalor dengan cara konduksi bergantung pada perbedaan suhu dan konduktivitas termal objek tersebut (ingat kembali Fisika SMP). Contoh: air adalah konduktor yang lebih kuat daripada udara.1

Konveksi adalah perpindahan kalor melalui arus udara (atau air). Setelah tubuh berhasil mengonduksikan panas dari dalamnya ke udara sekitarnya yang lebih sejuk, udara tersebut pun menjadi lebih hangat. Udara yang hangat kemudian akan menguap ke atas sedangkan udara yang sejuk akan turun ke bawah dan menggantikan posisi udara hangat tadi (udara hangat lebih ringan daripada udara sejuk). Pergerakan udara ini disebut juga arus konveksi. Kombinasi konduksi dan konveksi dalam menghilangkan panas tubuh dibantu

oleh gerakan paksa udara terhadap tubuh, misalnya angin kencang/kipas angin atau gerakan tubuh terhadap udara, seperti ketika bersepeda. Akibatnya, tubuh menjadi lebih cepat dingin.1

Evaporasi adalah penguapan air dari permukaan kulit tubuh. Untuk mengubah air menjadi uap air, tentunya dibutuhkan kalor yang diserap dari kulit sehingga kulit menjadi dingin karena kehilangan kalor. Evaporasi ada yang pasif (insensible perspiration) dan aktif (berkeringat). Apabila keringat dibiarkan menetes atau dilap, heat loss tidak terjadi. Faktor yang mempengaruhi evaporasi keringat adalah kelembaban udara (persentase uap air dalam udara). Semakin tinggi kelembaban, semakin susah keringat menguap karena udara sudah cukup tersaturasi oleh uap air.1

Hipotalamus adalah termostat tubuh manusia. Dia berfungsi untuk mengawasi perubahan suhu bahkan sekecil 0,01oC. Tentunya, karena letak hipotalamus terletak cukup jauh dari bagian tubuh lainnya, dia membutuhkan anak buah yang dapat memberikan informasi mengenai keadaan di bagian tersebut. Anak-anaknya adalah saraf aferen yang disebut termoreseptor (sentral dan periferal). Sedangkan di hipotalamus sendiri, terdapat dua daerah: (1) preoptik anterior yang teraktivasi saat panas dan (2) preoptik posterior yang terangsang saat dingin.1,2

Kalor internal didapatkan dari mana saja? Pertama, aktivitas metabolik dari organ-organ torakal dan abdominal. Kedua, kerja otot rangka. Misalnya, saat cuaca dingin, aktivitas metabolik akan melambat sedikit sehingga cara lain untuk meningkatkan kalor internal adalah dengan menggigil. Menggigil adalah kontraksi otot rangka yang ritmis, osilatoris dengan kecepatan 10-20 gerakan/detik. Mekanisme ini sangat efektif karena hasil kerja otot seluruhnya dikonversikan menjadi panas (tidak ada kerja eksternal). Di samping itu, orang-orang juga akan berusaha melakukan gerakan lain yang dapat menghasilkan panas. Sebaliknya, saat cuaca panas, tubuh berusaha mengurangi produksi kalor internal yaitu dengan cara tidak bergerak. Namun, cara ini tidak efektif karena (1) tonus otot biasanya saja sudah rendah; jadi menguranginya lagi adalah hal yang tidak mungkin, dan aktivitas metabolik dalam tubuh meningkat karena udara panas. Respon terhadap udara dingin: menggigil, merinding, meringkuk, dan vasokonstriksi. Respon terhadap udara panas: vasodilatasi, berkeringat, mengipas, minum minuman dingin. Pelepasan panas juga dapat terjadi lewat saluran pernapasan (suhu mukosa respiratorius yang hangat dapat menguapkan air yang melapisi permukaan epitel) dan saluran urinarius & GI (urin dan feses berada dalam suhu inti ketika dikeluarkan).1

Irama Sirkadian

Irama sirkadian adalah irama biologis yang dimiliki manusia secara inheren untuk mengatur fungsi-fungsi anggota tubuh, dari ekspresi gen, regulasi suhu, hingga perilaku. Bioritme ini berjalan beriringan dengan siklus 24 jam/terang-gelap. Tentunya, untuk menentukan batas-batas waktu tersebut, manusia harus mempunyai jam weker utama yang bertindak sebagai pacemaker. Jam weker tersebut dinamakan SCN (suprachiasma nucleus) yang terdapat di hipotalamus di atas kiasma optik. SCN akan merangsang sitosol sekitar untuk menyintesis clock protein. Seiring berjalannya waktu, clock protein terakumulasi dan berenang ke nukleus. Di nukleus, mereka menghentikan ekspresi gen mereka sendiri dan akan terdegradasi perlahan-lahan. Fluktuasi kadar clock protein inilah yang mengubah output saraf dalam berbagai hal, misalnya seperti sekresi hormon tertentu. Irama biologis harus disesuaikan setiap hari.1

Gangguan Suhu Tubuh

DemamDemam didefinisikan sebagai kenaikan suhu tubuh yang melebihi batas normal (variasi sehari-hari) akibat kenaikan set point suhu di hipotalamus, misalnya dari 37oC ke 39oC, yang disebabkan oleh infeksi atau inflamasi. Saat set point yang normal ditingkatkan, tubuh akan merasa bahwa suhu tubuh yang sebelumnya lebih dingin daripada set point yang sekarang (dianggap tidak normal) sehingga melakukan berbagai cara untuk mengumpulkan panas agar suhu tubuh bisa naik, salah satunya dengan cara vasokonstriksi. Bagian tubuh yang pertama kali kelihatan jelas imbas dari vasokonstriksi tersebut adalah pada tangan dan kaki (ingat bahwa suhu cangkang bermanfaat bagi pengaturan suhu inti). Akibatnya, darah yang mengalir ke perifer berkurang dan beralih ke organ dalam dan kemudian pelepasan kalor melalui kulit pun menjadi berkurang. Salah satu gejala dari orang demam adalah mengigil, yang bertujuan untuk meningkatkan

produksi panas dari otot. Produksi panas dari metabolisme hati juga ditingkatkan, tetapi tidak menghasilkan proses menggigil. Kedua fenomena di atas (vasokonstriksi untuk mencegah hilangnya kalor dan menggigil untuk memproduksi kalor lebih banyak serta memakai berlapis-lapis pakaian) akan terus berlangsung sampai suhu darah yang memperdarahi hipotalamus sesuai dengan set point yang baru. Setelah set point tercapai, hipotalamus akan menjaga suhu normal pada keadaan febril dengan mekanisme yang sama dengan suhu normal pada keadaan afebril. Ketika set point hipotalamus diturunkan lagi ke batas normal dalam keadaan afebril (misalnya dengan penggunaan antipiretik atau eliminasi pirogen), kalor akan dibuang dengan cara vasodilatasi perifer dan berkeringat. Perubahan perilaku seperti melepaskan pakaian juga dapat membantu pembuangan panas.1,2

Ada empat hal penting yang terlibat dalam patogenesis demam: 2

PirogenPirogen adalah istilah yang digunakan untuk menyatakan substansi apapun yang dapat menyebabkan demam dan biasanya berasal dari luar tubuh penderita, yang disebut pirogen eksogenik. Beberapa contoh pirogen eksogenik: LPS/endotoksin bakteri Gram (-), enterotoksin S. aureus, dan superantigen. Sitokin pirogenikSitokin adalah protein kecil yang berfungsi meregulasi proses imunologis, inflamasi, dan hematopoetik. Contoh: IL-1 dan IL-6 berperan dalam leukositosis dan neutrofilia pada beberapa proses infeksi. Oleh karena beberapa tipe sitokin dapat menyebabkan demam, mereka disebut sebagai pirogen endogenik, tetapi sekarang mereka berganti nama menjadi sitokin pirogenik. Berikut adalah kumpulan sitokin pirogenik: IL-1 (kecuali IL-18), IL-6, TNF (tumor necrosis factor), CNTF (ciliary neurotropic factor), dan IFN (interferon) α. Namun, mungkin saja masih terdapat sitokin tipe lainnya yang belum teridentifikasikan. Apakah yang dapat memicu produksi sitokin-sitokin ini? Jawabannya adalah produk dari bakteri, jamur, virus, proses inflamasi, trauma, nekrosis jaringan, dan kompleks antigen-antibodi. Kenaikan set point hipotalamus akibat sitokin pirogenikPelepasan sitokin pirogenik akan memicu sintesis PGE2 di jaringan perifer (myalgia) dan apabila mereka mencapai sirkulasi sistemik, mereka dapat sampai di otak dimana mereka meningkatkan kadar PGE 2 di hipotalamus dan ventrikel ketiga. Namun, ternyata baik pirogen endogenik (sitokin pirogenik) maupun pirogen eksogenik dapat berinteraksi langsung pada kapiler di otak yang akhirnya menyebabkan peningkatan kadar PGE2.Ada 4 buah reseptor untuk PGE2, tetapi reseptor ketiga (EP-3) merupakan yang terpenting karena apabila ia dihilangkan, demam tidak akan terjadi. Apabila reseptor tersebut terangsang, sel glia akan melepaskan cyclic AMP yang kemudian mengaktivasi ujung saraf yang berakhir di pusat termoregulator.1 Produksi sitokin di SSPSitokin (IL-1, IL-6, dan TNF) dapat juga diproduksi di otak dan merekalah yang bertanggung jawab dalam menyebabkan hiperpireksia akibat pendarahan, trauma, atau infeksi SSP.1

Gambar 1. Patogenesis Demam2

Heat exhaustionHeat exhaustion adalah suatu keadaan kolaps (pingsan) yang disebabkan oleh TD yang rendah akibat mekanisme heat loss berlebih. Keringat berlebih akan mengurangi cardiac output dengan cara menurunkan volume cairan plasma sedangkan vasodilatasi kulit menurunkan resistensi perifer. TD yang rendah menandakan darah yang mengalir ke otak juga ikut berkurang sehingga terjadilah pingsan.1

HeatstrokeHeatstroke adalah suatu keadaan yang sangat berbahaya akibat gangguan total sistem termoregulasi hipotalamus. Salah satu manifestasi utamanya adalah hipertermia (suhu tubuh sangat tinggi). Hal ini terjadi karena tubuh tidak mampu lagi mengompensasi kenaikan suhu yang tinggi dengan berkeringat. Akibatnya, suhu naik terus tanpa ada yang menghentikannya. 1

Frostbite adalah penurunan suhu bagian tubuh tertentu yang berlebih sehingga jaringan di bagian tersebut rusak. 1

Hipotermia adalah penurunan suhu tubuh secara keseluruhan karena tubuh tidak mampu mengompensasi heat loss dengan mekanisme heat producing dan heat conserving lagi. Akibatnya, laju metabolisme menurun dan otak pun mengalami gangguan (apatis, disorientasi, lelah). Di samping itu, perlahan-lahan sistem respiratori dan KV dapat terkena imbas pula.1

Aklimatisasi

Aklimatisasi adalah adaptasi fisiologis yang dilakukan tubuh terhadap keadaan lingkungan sekitar. Hal ini karena tubuh melakukan berbagai kegiatan di linkungan yang baru tersebut sehingga dapat mulai terbiasa. Pada aklimatisasi panas, tubuh telah mampu menurunkan metabolisme, menaikkan suhu tubuh, dan berkeringat lebih banyak serta mengompensasi pengeluaran cairan berlebih. Lima hari pertama termasuk adaptasi awal sedangkan hasil adaptasi paling terlihat pada hari ke 5-8 (maks. 14). Sementara itu, aklimatisasi di udara dingin berarti dapat meningkatkan metabolisme, meningkatkan cadangan lemak, dan tidak mudah menggigil.5

Daftar Pustaka

1 Sherwood L. Human physiology from cells to systems. 7th ed. United States: BROOKS/COLE CENGAGE Learning; 2010.

2 Longo DL, Kasper DL, Jameson JL, Fauci AS, Hauser SL, Loscalzo J. Harrison’s principle of internal medicine: volume 1. 18th ed. New York: The McGraw-Hill Companies; 2012.

3 Sugondo S. Obesitas. Di: Sudoyo AW, Setiyohadi B, Alwi I. Simadibrata M, Setiati S, editor. Buku ajar ilmu penyakit dalam: jilid 3. Edisi 5. Jakarta: InternaPublishing; 2010.

4 McPhee SJ, Hammer GD. Pathophysiology of disease: an introduction to clinical medicine. 6th ed. USA: The McGraw-Hill Companies; 2010.

5 Tanzil A. Metabolisme energi [slide kuliah]. Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia; 4 September 2012.