Keseimbangan Energi dan Pengaturan Suhu Tubuh
Natalia
102012391
F4
Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana
Alamat Korespondensi : Jalan Arjuna Utara Nomor 6 Kebon Jeruk, Jakarta Barat
e-mail: [email protected]
Pendahuluan
Setiap sel memerlukan energi untuk melakukan fungsi-fungsi yang essensial bagi
kelangsungan hidupnya sendiri dan untuk melaksanakan kontribusi khusus bagi pemeliharaan
homeostatis. Di antara faktor-faktor yang secara homeostatis dipertahankan adalah kesediaan
nutrien kaya energi untuk sel dan suhu lingkungan internal. Hipotalamus membantu mengatur
asupan makanan dan membantu mempertahankan suhu tubuh. Asupan makanan sangat penting
untuk menjalankan aktivitas sel. Semua energi yang digunakan oleh sel akhirnya disediakan dari
makanan. Pengeluaran energi menghasilkan panas, yang penting dalam regulasi suhu. Manusia,
biasanya berada di lingkungan yang lebih dingin daripada tubuhnya, sehingga harus secara terus-
menerus menghasilkan panas untuk mempertahankan suhu tubuhnya. Manusia juga memiliki
mekanisme untuk mendinginkan tubuh jika tubuh mendapat terlalu banyak panas. Suhu tubuh
harus dipertahankan pada tingkat yang cukup konstan untuk mencegah perubahan-perubahan tak
diinginkan pada laju reaksi kimia di dalam sel dan mencegah kerusakan pada protein-protein sel
akibat panas.1
Pemasukan dan Pengeluaran Energi
Sebagian besar energi makanan akhirnya diubah menjadi panas di tubuh. Menurut hukum
pertama termodinamika, energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Karena itu energi
menjadi subyek dari proses keseimbangan masukan-keluaran seperti komponen kimia tubuh,
misalnya seperti H2O dan garam.1,2 Kaidah ini merupakan hukum penyimpanan energi. Ini berarti
bahwa dalam keseluruhan sistem tersebut tidak ada energi yang hilang ataupun diperoleh pada
saat terjadi perubahan. Akan tetapi, energi dalam keseluruhan sistem tersebut dapat dialihkan
dari satu bagian ke bagian lain atau dapat ditransformasikan menjadi bentuk energi yang lain.
Contohnya energi kimia dapat ditransformasikan menjadi energi panas.2 Energi yang dibutuhkan
oleh tubuh berasal dari zat gizi yang merupakan sumber utama, ialah karbohidrat, lemak dan
protein.3
Masukan energi tubuh berasal dari makanan yang masuk. Energi kimia yang tersimpan di
dalam ikatan-ikatan yang menyatukan atom-atom dalam molekul nutrien dibebaskan ketika
molekul ini diuraikan dalam tubuh. Sel-sel menyerap sebagian dari energi nutrien ini dalam
ikatan fosfat berenergi tinggi ATP. ATP memainkan peranan sentral dalam pengalihan energi
bebas. Peranan ATP dalam energetika biokimia ditunjukan dalam sejumlah eksperimen yang
memperlihatkan bahwa ATP dan kreatin fosfat akan dipecah selama kontraksi otot, dan bahwa
resistensis kedua senyawa ini bergantung pada pasokan energi dari proses oksidasi dalam otot
tersebut.1,2 Energi yang dipanen dari proses biokimiawi makanan yang masuk langsung
digunakan untuk melakukan kerja biologis atau disimpan dalam tubuh untuk digunakan
kemudian sesuai kebutuhan selama periode dimana tidak terjadi pencernaan dan penyerapan
makanan.
Pengeluaran energi oleh tubuh digolongkan kedalam dua kategori, kerja eksternal dan
kerja internal. Kerja eksternal adalah energi yang dikeluarkan ketika otot rangka berkontraksi
untuk memindahkan benda eksternal atau menggerakan tubuh dalam hubungannya dengan
lingkungan. Kerja internal adalah semua bentuk pengeluaran energi biologis lain yang tidak
melakukan kerja mekanis di luar tubuh. Kerja internal mencakup dua jenis aktivitas yang
dependen energi, 1. Aktivitas otot rangka yang digunakan untuk tujuan selain kerja eksternal,
misalnya kontraksi untuk mempertahankan postur dan menggigil. 2. Semua aktivitas yang
mengeluarkan energi yang harus terus berlangsung hanya untuk mempertahankan kehidupan.
Yang terakhir ini mencakup kerja memompa darah dan bernapas, energi yang diperlukan untuk
memindahkan bahan-bahan penting menembus membran plasma dan energi yang digunakan
selama reaksi sintesis yang esensial untuk pemeliharaan, perbaikan, dan pertumbuhan struktur
sel secara singkat disebut biaya metabolik untuk hidup.1
Tidak semua energi dalam molekul makanan dapat dipanen untuk melakukan kerja
biologis. Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari suatu bentuk
ke bentuk lain. Energi dalam molekul nutrien yang tidak digunakan untuk melakukan kerja
diubah menjadi energi termal atau panas. Selama proses-proses biokimia, hanya sekitar 50%
energi dalam molekul nutrien yang dipindahkan ke ATP, sisanya segera lenyap sebagai panas.
Selama pengeluaran ATP oleh sel, 25% energi lainnya yang berasal dari makanan berubah
menjadi panas. Panas tidak bisa mengubah panas menjadi kerja. Maka, tidak lebih dari 25%
energi nutrien yang tersedia untuk kerja, baik eksternal maupun internal. Sisa 75% nya hilang
sebagai panas selama pemindahan energi dari molekul nutrien ke ATP ke sistem sel. Selain itu,
dari energi yang benar-benar ditangkap untuk digunakan oleh tubuh, hampir semua energi yang
digunakan akhirnya menjadi panas. Karena itu, semua energi yang dibebaskan dari makanan
masuk yang tidak secara langsung digunakan untuk memindahkan benda eksternal atau disimpan
dalam lemak (jaringan adiposa atau pada orang yang sedang tumbuh sebagai protein) akhirnya
menjadi panas tubuh. Namun panas ini bukan sepenuhnya energi yang sia-sia karena sebagian
besar digunakan untuk mempertahankan suhu tubuh.1
Pemeriksaan Taraf Metabolisme Basal (TMB/BMR)
Bahan bakar yang sesuai diperlukan untuk memberikan energi yang memungkinkan
makhluk hidup untuk melaksanakan berbagai proses normal dalam tubuhnya. Bagaimana
memperoleh energi ini dari makanan merupakan landasan bagi pemahaman terhadap gizi/ nutrisi
dan metabolisme yang normal. Kecepatan pelepasan energi, yang diukur lewat kecepatan
metabolisme (metabolic rate), dikendalikan oleh hormon tiroid yang gangguan fungsinya
merupakan penyebab penyakit.2 Laju pemakaian energi tubuh selama kerja eksternal dan internal
dikenal sebagai laju metabolik. Laju metabolik adalah pengeluaran energi per satuan waktu.
Karena sebagian besar pengeluaran energi tubuh akhirnya muncul sebagai panas maka laju
metabolik normalnya dinyatakan sebagai laju produksi panas dalam kalori per jam. Satuan dasar
energi adalah kalori, yaitu jumlah panas yang diperlukan untuk meningkatkan suhu 1 gH2O
sebesar 1oC. Satuan ini terlalu kecil untuk digunakan dalam membahas tubuh manusia karena
besarnya panas yang terlibat sehingga digunakan kilokalori. Ketika 1 g glukosa dioksidasi atau
terbakar, baik di dalam maupun di luar tubuh, dihasilkan 4 kilokalori energi.1 Energi basal ialah
energi yang diperlukan minimal untuk melaksanakan hayat hidup biologis, tanpa melakukan
kerja luar. Energi basal dipergunakan untuk denyut jantung, gerakan alat pernafasan, gerak alat
pencernaan, alat urogenital, sekresi kelenjar-kelenjar, biolistrik syaraf dan sejenisnya.3
Laju metabolik dan karena jumlah panas yang diproduksi bervariasi bergantung pada
beragam faktor, misalnya olahraga, rasa cemas, menggigil, dan asupan makanan. Peningkatan
aktivitas otot rangka adalah faktor yang dapat meningkatkan laju metabolik paling besar. Bahkan
peningkatan ringan tonus otot menyebabkan peningkatan laju metabolik yang nyata, dan
berbagai tingkat aktivitas fisik secara mencolok mengubah pengeluaran energi dan produksi
panas, Karena itu laju metabolik seseorang ditentukan dibawah kondisi basal terstandar yang
diciptakan untuk mengontrol sebanyak mungkin variabel yang dapat mengubah laju metabolik.
Dengan cara ini, aktivitas metabolik yang diperlukan untuk mempertahankan fungsi tubuh dasar
saat istirahat dapat ditemukan.1
Taraf metabolisme basal manusia mengandung pengertian, yaitu seberapa besar jumlah
energi yang dipergunakan untuk individu ketika dalam keadaan istirahat atau laju pengeluaran
energi internal minimal saat terjaga.1,4 BMR diukur di bawah kondisi khusus berikut: 1. Orang
yang bersangkutan dalam keadaan istirahat secara fisik, beristirahat setelah olahraga paling
sedikit 30 menit untuk menghilangkan kontribusi kontraksi otot terhadap produksi panas. 2.
Orang tersebut harus beristirahat secara mental untuk memperkecil tonus otot rangka (orang
menjadi tegang jika cemas) dan mencegah peningkatan epinefrim, suatu hormon yang
dikeluarkan sebagai respon terhadap stres yang meningkatkan laju metabolik. 3. Pengukuran
harus dilakukan pada suhu kamar yang nyaman, sehingga yang bersangkutan tidak menggigil.
Menggigil akan sangat meningkatkan laju metabolik. 4. Orang yang bersangkutan tidak makan
makanan apapun dalam 12 jam terakhir sebelum pengukuran BMR untuk menghindari
termogenesis yang disebabkan oleh makanan atau peningkatan wajib laju metabolik yang terjadi
sebagai konsekuensi asupan makanan. Peningkatan singkat atau kurang dari 12 jam laju
metabolik ini bukan disebabkan oleh aktivitas pencernaan tetapi peningkatan aktivitas metabolik
yang berkaitan dengan pemrosesan dan penyimpanan nutrien, terutama oleh pabrik biokimia
utama, hati.1,4
Setelah dipergunakan oleh tubuh, energi basal akhirnya dibuang keluar, kedalam
lingkungannya, sehinggan kwantumnya dapat diukur dengan menggunakan kalorimetri. Ada dua
cara pelaksanaan kalorimetri untuk mengutur kwantum energi yang dikeluarkan dari tubuh
dalam bentuk energi thermis. (a) Kalorimetri langsung (direct calorimetry) pada cara ini, orang
percobaan dimasukan ke suatu ruangan atau kamar, yang diisolasi secara thermis, sehingga
merupakan suatu sistem adiabatik, tidak mengadakan pertukaran energi dengan lingkungannya.
Orang percobaan yang terdapat dalam kondisi basal di dalam alat tersebut melepaskan energi
thermis dari tubuhnya ke ruang adiabatik tersebut. Kedalam ruangan dialirkan sejumlah air yang
diketahui banyaknya dan suhu air diukur pada permulaan dan akhir percobaan. Nilai air kamar
dan segala peralatannya diketahui (nilai air: W). Bila suhu air sebelum percobaan Tp dan akhir
percobaan terdapat TA, maka kenaikan suhu karena menyerap energi thermis dari tubuh itu
T=TA-Tp, terdapatlah persamaan: Energi yang diserap alat-alat dan air sama banyak dengan
energi yang dikeluarkan tubuh. E=(A+W).T. E=energi yang dikeluarkan tubuh (kalori). A=berat
air (kg). W=nilai air alat. T=TA-Tp-kenaikan suhu selama percobaan (oC). Bila percobaan dalam
24 jam, maka E adalah metabolisme basal (BM). Dalam pelaksanaannya masih harus dilakukan
beberapa koreksi, misalnya untuk panas yang dipakai untuk penguapan keringat dan uap air
dalam udara pernapasan, panas yang diserap oleh hasil sekresi urin dan tinja.
Gambar 1.Ruang kalorimeter langsung3
(b) Kalorimeter tidak langsung (indirect calorimetry) pada kalorimetri ini, energi yang
telah dipergunakan tubuh dihitung berdasarkan reaksi biokimiawi yang dialami zat-zat gizi
sumber utama energi, ialah karbohidrat, lemak, dan protein, menghabiskan oksigen dan
menghasilkan CO2. Pada cara tak langsung terdapat dua sistem, sistem terbuka (open system)
dan sistem tertutup (closed system). Pada sistem terbuka, orang percobaan menarik napas dari
udara luar dan menghembuskannya kedalam suatu ruang (reservoir) tertutup, sehingga oksigen
yang berasal dari udara luar, sisa penggunaan oleh tubuh dan CO2 hasil metabolisme ditambah
dengan yang berasal dari udara luar dikumpulkan didalam reservoir tersebut. Karbon dioksida
yang dhiasilkan dari metabolisme terdapat dengan mengukur kadar gas ini di dalam kantung
DOUGLAS (reservoir) dan didalam udara luar, demikian pula oksigen yang telah dipergunakan
oleh tubuh didapat dengan mengukur kadar oksigen di dalam kantung DOUGLAS dan didalam
udara luar. Alat kalorimetri tak langsung seperti itu misalnya kantung DOUGLAS (sistem
tebuka). Pada sistem tertutup, udara pernapasan mengalir didalam suatu sistem sirkuit pipa-pipa
yang tidak berhubungan dengan udara luar. Sejumlah oksigen diisikan kedalam sirkuit tertutup
itu dan udara pernapasan juga mengalir didalam sistem tertutup tersebut. Aliran gas didalam
sistem terjadi dengan pertolongan suatu pompa. Pada akhir percobaan, kadar oksigen dan CO2
dapat diketahui, sehingga dapat dihitung kwantum oksigen yang telah dipergunakan selama
percobaan dan respiratory quotient (RQ).
Gambar 2. Kalorimeter tak langsung sistim terbuka3
Perhitungan pada kedua sistem kalorimetri tak langsung ini analog, berdasarkan
pengukuran oksigen yang telah dipergunakan dan CO2 yang telah dihasilkan, sehingga dapat
diketahui RQ selama percobaan. Menurut reaksi biokimia, untuk membakar 1 gram zat gizi
tertentu diperlukan sejumlah oksigen tertentu dan dihasilkan kwantum CO2 tertentu puloa dan
menghasilkan energi sejumlah tertentu. Pembakaran suatu jenis zat gizi tertentu mempunyai
karakteristik khusus, yaitu perbandingan CO2 terhadap O2 yang khusus dan setiap penggunaan 1
liter O2 menghasilkan sejumlah energi tertentu pula. Perbandingan CO2/O2 diberi nama
Respiratory Quotient (RQ) dan jumlah energi yang dihasilkan pada pemaikaian setiap liter
oksigen disebut nilai kalori dari oksigen tersebut.
Gambar 3. Data pembakaran berbagai zat gizi3
Pada pembakaran campuran karbohidrat, lemak dan protein seperti yang terdapat rata-
rata di dalam hidangan barat, terdapat nilai RQ 0,85-0.90, sedangkan bagi susunan hidangan
seperti terdapat rata-rata di Indonesia diperkirakan sebesar 0,85. Pembakaran protein di dalam
tubuh tidak berlangsung sempurna menjadi H20, CO2 dan N2O3 saja, tetapi masih terjadi
metabolite (zat antara) ureum (urea) yang masih mengandung sejumlah energi kimiawi, tidak
dilepaskan untuk dipergunakan oleh tubuh. Karena itu protein dikeluarkan dari perhitungan
energi pada cara ini, dipisahkan dari lemak dan karbohidrat. Jumlah protein yang telah dibakar
tubuh dapat dihitung dari kwantum ureum yang diekskresikan di dalam unrine selama 24 jam.
Maka oksigen yang diperlukan dan CO2 yang dihasilkan dapat dihitung dengan mempergunakan
tabel data pada pembakaran berbagai zat gizi. Dan bila keduanya dikurangkan masing-masing
dari percobaan kalorimetri maka akan terdapat O2 dan CO2 yang hanya bersangkutan dengan
pembakaran karbohidrat dan lemak. Dapat dihitung RQ non-protein (RQnp). Dari penelitian
diketahui nilai kalori oksigen untuk pembakaran non-protein, sehinggan energi non protein yang
telah dihasilkan dapat dihitung pula. Total kalori yang telah dipergunakan oleh tubuh selama 24
jam adalah jumlah energi non protein ditambah dengan energi yang dihasilkan oleh protein yang
dihitung melalui jumlah ureum yang diekskresikan.
Metabolisme basal (BM) ialah energi yang diperlukan tubuh selama 24 jam dalam
kondisi basal, jadi BM dinyatakan sebagai kal/24jam. Kalau BM dinyatakan untuk 1 jam, disebut
Basal Metabolic Rate (BMR), sehingga terdapat hubungan : BM=24xBMR.
Setelah dipergunakan oleh tubuh, panas dari energi basal ini dibuang keluar badan
melalui permukaan kulit. Karena itu BM sering pula dinyatakan sebagai kal/m, dimana m adalah
luas permukaan badan, dinyatakan dalam m2. Maka BMR disini dinyatakan sebagai kal/luas
permukaan badan per jam. Luas permukaan badan dapat dicari hubungannya dengan berat badan
dan tinggi badan, menurut rumus empirik yang diberikan oleh DUBOIS: A=B0.425 x T0.725 x C. A=
luas permukaan badan (m). B= berat badan (kg). T= tinggi badan (m). C= bilangan
konstan :71,84. Bila nilai BMR diketahui, maka besar BM dapat dihitung, setelah diketahui luas
permukaan tubuh dari pengukuran berat dan tinggi badan dan mempergunakan rumus DUBOIS.
BMR bagi kelompok umur dan jenis kelamin bisa didapat dari daftar sebagai hasil penelitian
laboratorium, dengan menggunakan kalorimetri.
Nilai BMR menurut kelompok umur dan jenis kelamin memperlihatkan bahwa BMR
menurun dengan bertambahnya umur, dan BMR laki-laki pada umumnya lebih tinggi dari BMR
perempuan, untuk umur yang sama. Penggunaan energi terutama berkaitan dengan kegiatan-
kegiatan otot, khususnya otot skelet. Tubuh seorang laki-laki pada umumnya mengandung lebih
banyak jaringan otot dibandingkan dengan tubuh seorang perempuan pada umur yang sama,
sehingga nilai BMR laki-laki lebih tinggi daripada nilai BMR perempuan.3
Gambar 4. Nilai BMR menurut kelompok umur3
Pengaturan Suhu
Fungsi sel tubuh peka terhadap fluktuasi suhu internal sehingga manusia secara
homeostasis mempertahankan suhu tubuh pad tingkat yang optimal bagi kelangsungan
metabolisme sel yang stabil. Peningkatan suhu, walaupun sedikit, dapat menimbulkan gangguan
fungsi saraf dan denaturasi protein yang ireversibel. Suhu tubuh normal berkisar antara 36-
370C.1 Namun sebenarnya, tidak ada suhu tubuh yang benar-benar normal, karena suhu tiap
organ tubuh berbeda-beda. Suhu inti internal diangaap sebagai suhu tubuh dan menjadi subjek
pengaturan ketat untuk mempertahankan kestabilannya. Beberapa faktor yang dapat
mempengaruhi suhu inti manusia:
- irama biologis inheren (jam biologis), umumnya saat bangun tidur suhu tubuh lebih
rendah dari siang hari (bervariasi sekitar 1oC)
- pada wanita, daur haid mempengaruhi suhu tubuh. suhu inti rata-rata 0,5oC lebih tinggi
selama separuh terakhir siklus dari saat ovulasi ke haid.
- Meningkat selama olahraga akibat produksi panas dari kontraksi otot
- Suhu dapat berubah jika terpajan ke suhu yang ekstrim
Untuk mempertahankan suhu inti, diperlukan kandungan panas total tubuh yang konstan.
Pemasukan panas tubuh (heat intake) harus seimbang dengan pengeluaran panas tubuh (heat
loss). Pemasukan panas tubuh terjadi melalui penambahan panas dari lingkungan eksternal dan
produksi panas internal (merupakan sumber utama panas tubuh).1 Panas internal bersumber dari
metabolisme energi. Pada kenyataannya, produksi panas (heat production) lebih besar dari
kebutuhan, sehingga harus dikeluarkan dari tubuh. Sedangkan pengeluaran panas terjadi melalui
pengurangan panas dari permukaan tubuh yang terpajan ke lingkungan eksternal. Keseimbangan
antara pemasukan dan pengeluaran panas sering terganggu oleh: 1. perubahan produksi panas
internal, 2. perubahan suhu esternal. Jika suhu inti mulai turun, produksi panas ditingkatkan dan
kehilangan panas diminimalkan, sehingga suhu normal dapat dipulihkan. Sebaliknya, jika suhu
mulai meningkat diatas normal, hal tersebut dapat dikoreksi dengan meningkatkan pengurangan
panas, sementara produksi panas juga dikurangi.1
Pertukaran panas antara tubuh dan lingkungan dapat terjadi dengan berbagai cara, yaitu:
1. Radiasi
Merupakan pemindahan energi panas dari permukaan tubuh yang hangat dalam bentuk
gelombang elektromagnetik atau gelombang panas, yang berjalan melalui ruang. Saat energi
pancaran mengenai suatu benda dan diserap, energi gerakan gelombang dipindahkan menjadi
panasi di benda tersebut.
Perpindahan panas secara radiasi sellau dari benda yang lebiih panas ke yang lebih dingin,
seperti tubuh memperoleh tambahan panas dari cahaya matahari, nyala api, dan lain sebagainya.
2. Konduksi
Adalah perpindahan panas antara benda-benda yang berbeda suhunya, kemudian berkontak
langsung antara satu sama lain. Panas berpindah mengiktui penurunan gradien termal dari benda
yang lebih panas ke benda yang lebih dingin. Karena dipindahkan dari molekul ke molekul.
Kecepatan perpindahan panas melalui konduksi bergantung pada perbedaan suhu antara benda-
benda yang bersentuhan dan konduktivitas termal bahan-bahan yang terlibat.
3. Konveksi
Mengacu pada perpindahan energi apnas melalui arus udara. Ketika tubuh kehilangan panas
melalui konduksi ke udara sekeliling yang lebih dingin, udara yang berkontak langsung dengan
tubuh akan menjadi lebih hangat. Hal tersebut terjadi karena adanya perbedaan kepadatan udara.
4. Evaporasi
Merupakan metode terakhir pemindahan panas yang digunakan oleh tubuh. ketika udara
menguap dari permukaan kulit, panas yang diperlukan untuk mengubah air dari keadaan cair
menjadi gas diserap di kulit sehingga tubuh menjadi lebih dingin.
erkeringat merupakan suatu proses evaporatif aktif di bawah kontrol saraf simpatis. Berkeringat
yang menetes kemudian diseka tidak akan mengurangi panas.
Faktor terpenting yang menentukan tingkat evaporasi keringat adalah kelembaban relatif udara
sekeliling. Apabila kelembaban tinggi, kemampuan menyerap tambahan kelembaban dari kulit
berkurang.
Hipotalamus berfungsi sebagai termostat tubuh.1 Bekerja sebagai termoregulator tubuh,
menerima informasi aferen mengenai suhu di berbagai bagian tubuh dan memulai penyesuaian-
penyesuaian terkoordinasi yang sangat rumit dalam mekanisme penambahan atau pengurangan
panas sesuai keperluan. Untuk membuat penyesuaian sehingga terjadi keseimbangan antara
mekanisme pengurangan panas dan penambahan panas serta konservasi panas, hipotalamus
harus secara terus menerus mendapat informasi mengenai suhu kulit dan suhu inti melalui
reseptor khusu yang peka akan suhu. Reseptor tersebut disebut termoreseptor.1 Termoreseptor
perifer memantau suhu kulit di selurh tubuh dan menyalurkan informasi akan perubah suhu
permukaan ke hipotalamus. Sedangkan termoreseptor sentral terdapat di hipotalamus dan tempat
lain di susunan saraf pusat serta organ-organ abdomen.
Pada hipotalamus, diketahui ada dua pusat pengaturan suhu: Regio posterior: diaktifkan oleh
suhu dingin dan kemudian memicu refleks-relfeks yang memperantarai produksi panas dan
konservasi panas. Regio anterior: diaktifkan oleh rasa hangat, memicu relfeks-relfeks yang
memperantarai pengurangan panas.
Mekanisme Demam
Demam adalah peningkatan suhu tubuh diatas suhu normal. Demam dapat disebabkan
oleh beberapa faktor, yaitu:
- infeksi atau peradangan (bahan pyrogenic)
jika tubuh terdapat invasi mikroba, sel darah putih akan mengeluarkan suatu zat kimia
yang dikenal sebagai pirogen endogen, yang memiliki banyak efek melawan infeksi dan
juga bekerja pada pusat termoregulasi hipotalamus untuk meningkatkan patokan
termostat.1
Pirogen endogen meningkatkan titik patokan termostat hipotalamus selama demam
dengan memicu pengeluaran lokal prostaglandin, merupakan zat perantara kimiawi lokal
yang bekerja langsung di hipotalamus. Aspirin yang dikonsumsi sebagai obat penurun
demam, menurunkan demam dengan menghambat sintesis prostaglandin.
Gambar 3. Tahap Terjadinya Demam Akibat Adanya Bahan Pirogenik1
- dehidrasi
- kerusakan jaringan
- sesudah operasi
Terdapat beberapa tingkatan demam, yaitu:
1. Stage of chill
Merupakan fase dimana penderita merasa dingin yang disertai menggigil. Menggigil merupakan
cara involunter primer untuk menignkatkan produksi panas. Dengan menggigil, kontraksi otot
rangka yang ritmik bergetar sangat efektif menghasilkan panas. Walaupun kontraksi otot
merupaka cara utama untuk meningkatkan panas, termogenesis non-menggigil juga berperan
dalam termoregulasi.1 Seperti pada bayi yang memiliki jaringan lemak khusus (lemak coklat)
yang mampu mengubah energi kimia menjadi panas. Pada fase ini, heat loss menurun dan heat
production meningkat.
2. Stage of fastigium
Merupakan fase krisi dari penyakit. Pada fase ini heat loss meningkat, sehingga sering
terjadi berkeringat dan heat production menurun.
Ada tiga gangguan demam, yaitu:
- Heat Cramps
Keadaan dimana demam disertai kejang.
- Heat Exhaustion
Merupakan keadaan kolaps, biasanya bermanifestasi sebagai pingsan, yang disebabkan
oleh penurunan tekanan darah akibat kerja mekanisme pengeluaran panas yang
berlebihan. Keringat berlebihan mengurangi curah jantung karena volume plasma
berkurang dan vasodilatasi kulit yang ekstensif menyebabkan penurunan resistensi perifer
total. Karena tekanan darah ditentukan oleh curah jantung dikalikan dengan resistensi
perifer total, tekanan darah turun dan jumlah darah yang disalurkan ke otak berkurang,
sehingga yang bersangkutan akan mengalami pingsan. Dengan demikian, heat exhaustion
adalah konsekuensi dari aktivitas berlebihan mekanisme pengeluaran panas dan bukan
akibat gangguan dari mekanisme tersebut.1 Karena mekanisme pengeluaran panas sangat
aktif, pada heat exhaustion suhu tubuh hanya sedikit meningkat. Dengan memaksa
aktivitas berhenti setelah mekansime pengeluaran panas tidak lagi mampu mengatasi
penambahan panas yang ditimbulkan oleh olahraga atau lingkungan yang panas, heat
exhaustion berfungsi sebagai ‘katup pengaman’ untuk membantu mencegah konsekuensi
yang lebih serius, yaitu heat stroke.
- Heat Stroke
Merupakan situasi yang sangat berbahaya, timbul akibat rusak totalnya mekanisme
termoregulasi hipotalamus. Heat exhaustion dapat menjadi heat stroke apabila
mekanisme pengeluaran panas terus dipacu secara berlebihan. Gambaran paling
mencolok adalah tidak adanya tindakan kompensasi untuk mengurangi panas (seperti
berkeringat) dalam menghadapi peningkatan suhu tubuh yang cepat. Selama
pembentukan heat stroke, suhu tubuh mulai meningkat karena mekanisme pengeluaran
panas pada akhirnya dikalahkan oleh penambahan panas yang terus menerus dan
berlebihan. Setelah suhu inti mencapai sautu titik ketika pusat kontrol suhu hipotalamus
rusak akibat panas, suhu tubuh meningkat lebih tinggi. Hal tersebut menyebabkan
metabolisme meningkat (karena suhu tubuh yang tinggi meningkatkan metabolisme).
Akibat dari metabolisme yang meningkat, semua rekasi kimia tubuh menjadi semakin
cepat. Hasil yang ditimbulkan adalah produksi panas yang lebih besar. Keadaan tersebut
menghasilkan lonjakan suhu tubuh.1
Untuk pencegahan produksi panas yang semakin besar, dapat dilakukan
pengompresan dengan menggunakan air dingin. Beberapa tempat yang disarankan untuk
melakukan pengompresan adalah kepala, ketiak, lipat paha. Pengompresan dilakukan
dengan tujuan untuk menurunkan suhu termostat. Heat stroke merupakan situasi yang
berbahaya dan sepat mematikan jika tidak ditangani. Suhu tubuh dapat mencapai 40oC
bahkan lebih dan dapat menyebabkan kelumpuhan.
Heat stroke dibagi menjadi dua, yaitu:
- Eksersasional, disebabkan oleh kegiatan tubuh yang berlebihan di suhu atau
kelembaban yang lebih tinggi dari normal
- Noneksersasional, antokolinergik, termasuk antihistamin, obat antiparkinson, diuretik,
dan fenotiazin.5
Pengukuran Suhu Tubuh
Setelah mengetahui suhu tubuh normal manusia, kita dapat melakukan pengukuran suhu
tubuh untuk mengetahui apakah suhu tubuh seseorang berada dalam kondisi normal atau tidak.
Ada beberapa pengukuran suhu tubuh, namun yang paling lazim dilakukan adalah dengan
menggunakan termometer. Terdapat dua macam termometer, yaitu termometer digital,
termometer air raksa, dan termometer membran timpani (tympanic membrane thermometer).
Untuk penggunaan termometer digital dan air raksa, ada beberapa letak yang baik pada
tubuh untuk dilakukan pengukuran suhu tubuh. Letak-letak tersebut antara lain:
- mulut (oral)
suhu rata-rata pada mulut sekitar 36,8o +C dengan level terendah berada pada 06.00 dan
tertinggi pada 16.00-18.00 serta sekitar 37oC pada siang hari. Jika suhu pada pagi hari
melebihi 37oC atau suhu malam melebihi 37,7oC dapat dinyatakan sebagai demam. Suhu
pada mulut umumnya lebih rendah dari suhu pada anal (rektal) yang mungkin disebabkan
adanya aliran udara pernapasan.
- lipat ketiak
- lubang anal (rektal)
umumnya suhu rektal sekitar 0,4oC lebih tinggi dari suhu mulut.5
Pengukuran dengan menggunakan termometer membran timpani dilakukan dengan cara
mengukur radiasi energi panas dari membran timpadi dan dekat dengan canalis auditoris.
Kesimpulan
Setiap sel di tubuh memerlukan energi untuk melaksanakan fungsi-fungsi demi
kelangsungan hidup sel tersebut serta untuk menjalankan peranan khusus terhadap keseimbangan
homeostatik (misalnya sekresi kelenjar dan kontraksi otot). Energi yang didapatkan oleh sel-sel
tersebut berasal bahan makanan berupa karbohidrat, lemak, dan protein. Yang kemudian
dimetabolisme tubuh menjadi ATP dan panas. Terdapat berbagai faktor yang mempengaruhi
metabolisme, seperti olahraga, pemasukan makanan (food intake), menggigil, dan rasa cemas.
Semakin tinggi panas yang dihasilkan tubuh, maka metabolisme akan semakin cepat. Energi dan
panas yang dihasilkan haruslah seimbang. Jika tubuh kelebihan energi dapat menyebabkan
gangguan seperti obesitas, sedangkan jika kelebihan panas dapat menyebabkan meningkatnya
suhu tubuh dari suhu tubuh normal 37oC (demam). Beberapa faktor yang dapat menyebabkan
demam adalah infeksi atau peradangan (bahan pyrogenic), dehidrasi, kerusakan jaringan, dan
sesudah operasi. Ada tiga macam demam, yaitu heat cramps, heat exhaustion, dan heat stroke.
Terdapat pengukuran suhu yang lazim digunakan, yaitu dengan termometer digital, termometer
air raksa, serta termometer membran timpani.
Daftar Pustaka
1. Sherwood L. Fisiologi manusia dari sel ke sistem. Edisi 2. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran
EGC; 2001.h.701-24.
2. Murray RK, Granner DK, Rodwell VW. Biokimia Harper. Edisi 27. Jakarta: Penerbit Buku
Kedokteran EGC; 2009.h.114-17.
3. Sedioetama, AD. Ilmu gizi untuk profesi dan mahasiswa. Jakarta: Dian Rakyat.h.210-16.
Top Related