Metabolisme Sel

- Metabolisme sel merupakan aktifitas hidup yang dijalankan oleh sebuah sel yang merupakan unit kehidupan yang terkecil.- Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim. Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2, yaitu :

1. Anabolisme/ Asimilasi/ SintesisAn abolisme adalah suatu peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks, nama lain dari anabolisme adalah peristiwa sintesis atau penyusunan. Anabolisme memerlukan energi, misalnya : energi cahaya untuk fotosintesis, energi kimia untuk kemosintesis.

- FotosintesisArti fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembentukan dengan menggunakan energi cahaya atau foton. Sumber energi cahaya alami adalah matahari yang memiliki spektrum cahaya infra merah (tidak kelihatan), merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu dan ultra ungu (tidak kelihatan).Yang digunakan dalam proses fetosintesis adalah spektrum cahaya tampak, dari ungu sampai merah, infra merah dan ultra ungu tidak digunakan dalam fotosintesis.

- KemosintesisTidak semua tumbuhan dapat melakukan asimilasi C menggunakan cahaya sebagai sumber energi. Beberapa macam bakteri yang tidak mempunyai klorofil dapat mengadakan asimilasi C dengan menggunakan energi yang berasal dan reaksi-reaksi kimia, misalnya bakteri sulfur, bakteri nitrat, bakteri nitrit, bakteri besi dan lain-lain. Bakteri-bakteri tersebut memperoleh energi dari hasil oksidasi senyawa-senyawa tertentu.

2. Katabolisme/ Dissimilasi Katabolisme adalah reaksi pemecahan / pembongkaran senyawa kimia kompleks yang mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi lebih rendah. Tujuan utama katabolisme adalah untuk membebaskan energi yang terkandung di dalam senyawa sumber. Bila pembongkaran suatu zat dalam lingkungan cukup oksigen (aerob) disebut proses respirad, bila dalam lingkungan tanpa oksigen (anaerob) disebut fermentasi.

- RespirasiRespirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan.Contoh : Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya : C6H12O6 + O2 ——————> 6CO2 + 6H2O + 688KKal.__ (glukosa) __

- Fermentasi

Pada kebanyakan tumbuhan den hewan respirasi yang berlangsung adalah respirasi aerob, namun demikian dapat saja terjadi respirasi aerob terhambat pada sesuatu hal, maka hewan dan tumbuhan tersebut melangsungkan proses fermentasi yaitu proses pembebasan energi tanpa adanya oksigen, nama lainnya adalah respirasi anaerob.Dari hasil akhir fermentasi, dibedakan menjadi fermentasi asam laktat/asam susu dan fermentasi alkohol.Contoh :Fermentasi pada Glukosa :C6H1206 ——————> 2C2H5OH + 2CO2 + Energi._ (glukosa) ____________ (etanol)

Sumber: http://id.shvoong.com/exact-sciences/biology/2200068-metabolisme-sel-anabolisme-dan-katabolisme/#ixzz2K0kGkosP

Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim. Metabolisme merupakan keseluruhan reaksi yang terjadi di dalam sel, meliputi proses penguraian & sintesis molekul kimia yang menghasilkan & membutuhkan panas (enegi) serta dikatalisis oleh enzimMetabolisme meliputi: 1) jalur sintesis (anabolisme/endorgenik) Þ menggabungkan molekul-molekul kecil menjadi makromolekul yang lebih kompleks; memerlukan energi yang disuplai dari hidrolisis ATP.2) jalur degradatif (katabolisme/eksorgenik) Þ memecah molekul kompleks menjadi molekulyang lebih sederhana; melepaskan energi yang dibutuhkan untuk mensintesis ATP.Kedua arah lintasan metabolisme diperlukan setiap organisme untuk dapat bertahan hidup. Arah lintasan metabolisme ditentukan oleh suatu senyawa yang disebut sebagaihormon, dan dipercepat (dikatalisis) oleh enzim. Pada senyawa organik, penentu arah reaksi kimia disebut promoter dan penentu percepatan reaksi kimia disebut katalis.Pada setiap arah metabolisme, reaksi kimiawi melibatkan sejumlah substrat yang bereaksi dengan dikatalisis enzim pada jenjang-jenjang reaksi guna menghasilkan senyawaintermediat, yang merupakan substrat pada jenjang reaksi berikutnya. Keseluruhan pereaksi kimia yang terlibat pada suatu jenjang reaksi disebut metabolom. Semua ini dipelajari pada suatu cabang ilmu biologi yang disebut metabolomika.1.    Katabolisme    Katabolisme adalah reaksi pemecahan / pembongkaran senyawa kimia kompleks yang mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi lebih rendah. Tujuan utama katabolisme adalah untuk membebaskan energi yang terkandung di dalam senyawa sumber. Bila pembongkaran suatu zat dalam lingkungan cukup oksigen (aerob) disebut proses respirad, bila dalam lingkungan tanpa oksigen (anaerob) disebut fermentasi.Contoh Respirasi :

 C6H12O6 + O2 ——————> 6CO2 + 6H2O + 688KKal.                     (glukosa)Contoh Fermentasi : C6H12O6 ——————> 2C2H5OH + 2CO2 + Energi.                  (glukosa)                               (etanol)a.       Respirasi      Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan.Contoh: Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya: C6H12O6 + 6 O2 —————————> 6 H2O + 6 CO2 + Energi(gluLosa)Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi  H20 + CO2 + Energi, melalui tiga tahap:Ketiga proses respirasi yang penting tersebut dapat diringkas sebagai berikut:PROSES AKSEPTOR ATP1.      Glikolisis:Glukosa ——> 2 asam piruvat 2 NADH 2 ATP.2.      Siklus Krebs:2 asetil piruvat ——> 2 asetil KoA + 2 C02 2 NADH 2 ATP 2 asetil KoA ——> 4 CO2 6 NADH 2 PADH23.      Rantai trsnspor elektron respirator:10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20 30 ATP 2 FADH2 + O2 ——> 2 PAD + 2 H20 4 ATPTotal 38 ATPKesimpulan :Pembongkaran 1 mol glukosa (C6H1206) + O2 ——> 6 H20 + 6 CO2 menghasilkan energi sebanyak 38 ATP.2.    Anabolisme Anabolisme adalah suatu peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks, nama lain dari anabolisme adalah peristiwa sintesis atau penyusunan. Anabolisme memerlukan energi, misalnya : energi cahaya untuk fotosintesis, energi kimia untuk kemosintesis.Makromolekul: komponen struktural & fungsional utama sel, tdd:a)        Asam nukleatb)        Proteinc)        Karbohidrat/ polisakaridad)       Lemak/ lipidFungsi Makronutrien           a)    Sumber energiEnergi yang dilepaskan dari ikatan kimia nutrien ialah ATP, fosfokreatin, dan zat molekul berenergi tinggi. Energi ini digunakan untuk transport dan kerja mekanik.b)   SintesisMakromolekul digunakan untuk mensintesis bahan dasar yang diperlukan untuk pertumbuhan dan pertahanan sel dan jaringan.c)    SimpananJika makanan yang kita makan melebihi kebutuhan tubuh untuk energi dan

sintesis, kelebihan nutien tersebut akan disimpan sebagai glikogen dan lemak. Simpanan ini menyediakan energi saat puasa.

l.o no 2

Respirasi Aerob Dan Respirasi Anaerob

Respirasi Aerob dan Respirasi Anaerob - Respirasi adalah proses reduksi, oksidasi, dan dekomposisi, baik menggunakan oksigen maupun tidak dari senyawa organik kompleks menjadi senyawa lebih sederhana dan dalam proses tersebut dibebaskan sejumlah energi. Tenaga yang dibebaskan dalam respirasi berasal dari tenaga potensial kimia yang berupa ikatan kimia. Respirasi yang memerlukan oksigen disebut respirasi aerob dan respirasi yang tidak memerlukan oksigen disebutrespirasi   anaerob . Respirasi anaerob hanya dapat dilakukan oleh kelompok mikroorganisme tertentu (bakteri), sedangkan pada organisme tingkat tinggi belum diketahui kemampuannya untuk melakukan respirasi anaerob. Dengan demikian bila tidak tersedia oksigen, organisme tingkat tinggi tidak akan melakukan respirasi anaerob melainkan akan melakukan proses fermentasi. Sementara itu, terdapat respirasi sempurna yang hasil akhirnya berupa CO2 dan H2O dan respirasi tidak sempurna yang hasil akhirnya berupa senyawa organik.

Di manakah reaksi respirasi berlangsung? Sebagian reaksi respirasi berlangsung dalam mitokondriadan sebagian yang lain terjadi di sitoplasma. Mitokondria mempunyai membran ganda (luar dan dalam) serta ruangan intermembran (di antara membran luar dan dalam). Krista merupakan lipatan-lipatan dari membran dalam. Ruangan paling dalam berisi cairan seperti gel yang disebut matriks. Perhatikan Gambar 1. ATP paling banyak dihasilkan selama respirasi pada mitokondria sehingga mitokondria sering disebut mesin sel. Pada awal bab ini telah dijelaskan bahwa berdasarkan kebutuhan oksigen, terdapat dua jenis respirasi yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob. Bagaimanakah proses kimia pada masing-masing jenis respirasi? Marilah kita pelajari dalam uraian berikut.

1. Respirasi AerobBerdasarkan jalur reaksinya, respirasi aerob dibedakan menjadi dua yaitu respirasi aerob melalui jalur daur Krebs dan jalur oksidasi langsung atau jalur pentosa fosfat (Hexose Monophosphat Shunt = HMS). Apa perbedaan kedua jalur itu?1.1. Respirasi Aerob Melalui Jalur Siklus Krebs

Respirasi aerob melalui daur Krebs memiliki empat tahap yaitu glikolisis, pembentukan asetil Co-A, daur Krebs, dan sistem transpor elektron.a) GlikolisisGlikolisis terjadi dalam sitoplasma dan hasil akhirnya berupa senyawa asam piruvat. Selain menghasilkan 2 molekul asam piruvat, dalam glikolisis juga dihasilkan 2 molekul NADH2 dan 2 ATP jika tumbuhan dalam keadaan normal (melalui jalur ATP fosfofruktokinase) atau 3 ATP jika tumbuhan dalam keadaan stress atau sedang aktif tumbuh (melalui jalur pirofosfat fosfofruktokinase). ATP yang dihasilkan dalam reaksi glikolisis dibentuk melalui reaksi fosforilasi tingkat substrat. Bagaimanakah

reaksi kimia yang terjadi dalam glikolisis? Coba pelajari skema proses glikolisis pada Gambar 1 berikut.

Gambar 1. Rangkaian proses glikolisis, diawali dengan glukosa dan diakhiri dengan piruvat.Piruvat merupakan hasil akhir jalur glikolisis. Jika berlangsung respirasi aerobik, piruvat memasuki mitokondria dan segera mengalami proses lebih lanjut. Hasil akhir glikolisis sebagai berikut.b) Pembentukan Asetil Co-A atau Reaksi Transisi

Reaksi pembentukan asetil Co-A sering disebut reaksi transisi karena menghubungkan glikolisis dengan daur Krebs. Pembentukan asetil Co-A pada organisme eukariotik berlangsung dalam matriks mitokondria, sedangkan pada organisme prokariotik berlangsung dalam sitosol. Pada reaksi ini, asam piruvat dikonversi menjadi gugus asetil (2C) yang bergabung dengan Coenzim A membentuk asetil Co-A dan melepaskan CO2  Reaksi ini terjadi 2 kali untuk setiap 1 molekul glukosa. Perhatikan reaksi pembentukan asetil Co-A berikut.

c) Siklus Krebs

Siklus Krebs terjadi di dalam matriks mitokondria. Daur Krebs menghasilkan senyawa antara yang berfungsi sebagai penyedia kerangka karbon untuk sintesis senyawa lain. Selain sebagai penyedia kerangka karbon, daur Krebs juga menghasilkan 3 NADH2, 1 FADH2  dan 1 ATP untuk setiap satu asam piruvat. Senyawa NADH dan FADH2 selanjutnya akan dioksidasi dalam sistem transpor elektron untuk menghasilkan ATP. Oksidasi 1 NADH menghasilkan 3 ATP, sedangkan oksidasi 1 FADH2 menghasilkan 2 ATP. Berbeda dengan glikolisis, pembentukan ATP pada daur Krebs terjadi melalui reaksi fosforilasi oksidatif. Reaksi yang terjadi pada daur Krebs dapat Anda pelajari melalui Gambar 2 berikut.

Gambar 2. Siklus KrebsAdapun hasil akhir siklus Krebs ditampilkan sebagai berikut.

Output Output2 Asetil 4 CO2

2 ADP + 2 P 2 ATP6 NAD+ 6 NADH2 FAD 2 FADH2

d) Sistem transpor elektron

Sistem transpor elektron merupakan suatu rantai pembawa elektron yang terdiri atas NAD, FAD, koenzim Q, dan sitokrom. Sistem transpor elektron terjadi dalam membran mitokondria. Sistem transpor elektron ini berfungsi untuk mengoksidasi senyawa NADH atau NADH2 dan FADH2 untuk menghasilkan ATP. Perhatikan skema sistem transpor elektron pada Gambar 3 berikut.

Gambar 3. Sistem transpor elektronMengingat oksidasi NADH atau NADPH2 dan FADH2 terjadi di dalam membran mitokondria, sedangkan ada NADH yang dibentuk di sitoplasma (dalam proses glikolisis), maka untuk memasukkan setiap 1 NADH dari sitoplasma ke dalam mitokondria diperlukan 1 ATP. Keadaan ini akan mempengaruhi total hasil bersih respirasi aerob pada organisme eukariotik. Organisme prokariotik tidak memiliki sistem membran dalam sehingga tidak diperlukan ATP lagi untuk memasukkan NADH ke dalam mitokondria. Akibatnya total hasil bersih ATP yang dihasilkan respirasi aerob pada organisme prokariotik lebih tinggi daripada eukariotik. Energi (ATP) dalam sistem transpor elektron terbentuk melalui reaksi fosforilasi oksidatif. Energi yang dihasilkan oleh oksidasi 1 mol NADH atau NADPH2 dapat digunakan untuk membentuk 3 mol ATP. Reaksinya sebagai berikut.

NADH + H+ + 1/2 O2 + 3ADP + 3H3PO4 → NAD+ + 3ATP + 4H2O

Sementara itu, energi yang dihasilkan oleh oksidasi 1 mol FADH2 dapat menghasilkan 2 mol ATP. Berapakah jumlah total ATP yang dihasilkan selama proses respirasi aerob pada organisme eukariotik? Perhatikan Gambar 4 berikut.

Gambar 4. Jumlah energi yang dihasilkan dari setiap molekul glukosa pada organisme eukariotikBerdasarkan Gambar 4 tersebut tampak bahwa pada organisme eukariotik setiap molekul glukosa akan menghasilkan 36 ATP dalam respirasi. Hasil ini berbeda dengan respirasi pada organisme prokariotik. Telah diketahui bahwa oksidasi NADH atau NADPH2 dan FADH2 terjadi dalam membran mitokondria, namun ada NADH yang dibentuk di sitoplasma (dalam proses glikolisis). Pada organisme eukariotik, untuk memasukkan setiap 1 NADH dari sitoplasma ke dalam mitokondria diperlukan 1 ATP. Dengan demikian, 2 NADH dari glikolisis menghasilkan hasil bersih 4 ATP setelah dikurangi 2 ATP. Sementara itu, pada organisme prokariotik, karena tidak memiliki sistem membran dalam maka tidak diperlukan ATP lagi untuk memasukkan NADH ke dalam mitokondria sehingga 2 NADH menghasilkan 6 ATP. Akibatnya total hasil bersih ATP yang dihasilkan respirasi aerob pada organisme prokariotik, yaitu 38 ATP.

Bagaimanakah efisiensi respirasi ? Pembakaran glukosa secara sempurna menghasilkan CO2 dan H2O di luar tubuh makhluk hidup dan dihasilkan pula energi sebesar 680 kkal. Dari uraian di depan telah diketahui bahwa melalui respirasi 1 molekul glukosa menghasilkan 36 ATP. Sebuah ATP setara dengan 10 kkal energi sehingga perombakan glukosa dalam tubuh makhluk hidup melalui respirasi menghasilkan = 10 kkal x 36 = 360 kkal. Jika jumlah energi itu dibandingkan, akan diperoleh hasil efisiensi respirasi sebesar:

360 kkal----------- x 100 % = 53%680 kkal

Di Mana Tempat Terjadinya Reaksi Fosforilasi ?

Reaksi fosforilasi dalam glikolisis dan daur Krebs terjadi pada pengubahan senyawa berikut.

3 fosfogliseraldehid → 1,3- difosfogliseratPiruvat → asetil Co-AIsositrat → α-ketoglutaratα-ketoglutarat → suksinil Co-ASuksinat → fumaratMalat → oksaloasetat1.2. Respirasi Aerob Melalui Oksidasi Langsung atau Jalur

Pentosa Fosfat (Hexose Monophosphat Shunt = HMS) Daur ini diawali dengan proses fosforilasi glukosa dengan fosfor yang berasal dari ATP sehingga terbentuk glukosa 6-fosfat. Selanjutnya, glukosa 6-fosfat dioksidasi dengan NADP terbentuk 6-fosfoglukonat. Tahap selanjutnya, 6-fosfoglukonat didekarboksilasi dan dioksidasi dengan NADP sehingga terbentuk ribulosa 5-fosfat. Ribulosa 5-fosfat melanjutkan siklus sehingga terbentuk kembali glukosa 6-fosfat. Perhatikan skema pada Gambar 5 berikut untuk membantu pemahaman Anda.

Gambar 5. Jalur pentosa fosfat (HMS)Pada daur HMS, setiap keluar 1 CO2 akan dihasilkan 2 NADPH2. Selanjutnya, NADPH2 dioksidasi dalam sistem transpor elektron. Pada daur ini, dihasilkan senyawa antara berupa gula, sedangkan pada siklus Krebs berupa asam organik. Pada daur HMS dihasilkan gula ribulosa 6-fosfat (gula beratom C=5) yang merupakan gula penting untuk membentuk nukleotida. Nukleotida merupakan senyawa yang sangat penting karena berperan antara lain sebagai penyusun ATP dan DNA.

2. Proses Respirasi Anaerob

Respirasi anaerob terjadi bila tidak ada oksigen. Perlu diingat, bahwa dalam respirasi aerob oksigen berperan sebagai penerima elektron terakhir. Bila peran oksigen digantikan oleh zat lain, terjadilah respirasi anaerob. Organela-organela dan

reaksi-reaksi yang terlibat dalam proses respirasi aerob sama dengan respirasi anaerob. Adapun zat lain yang dapat menggantikan peran oksigen antara lain NO3 dan SO4. Sejauh ini baru diketahui bahwa yang dapat menggunakan zat pengganti oksigen merupakan golongan mikroorganisme. Dengan demikian, organisme tingkat tinggi tidak dapat melakukan respirasi anaerob. Bagaimana organisme tingkat tinggi mengubah energi potensial kimia menjadi energi kinetik jika tidak ada oksigen? Apabila tidak tersedia oksigen, organisme tingkat tinggi mengubah energi potensial kimia menjadi energi kinetik melalui proses fermentasi.

METABOLISME KARBOHIDRAT, PROTEIN DAN LEMAK

PROSES METABOLISME KARBOHIDRATLintasan metabolisme dapat digolongkan menjadi 3 kategori:1.   Lintasan anabolik (penyatuan/pembentukan)Ini merupakan lintasan yang digunakan pada sintesis senyawapembentuk   struktur dan mesin tubuh. Salah satu contoh dari kategori ini adalah sintesis protein.2.   Lintasan katabolik (pemecahan)Lintasan ini meliputi berbagai proses oksidasi   yang melepaskan energi bebas, biasanya dalam bentuk fosfat energi tinggi atau unsur ekuivalen pereduksi, seperti rantai respirasi dan fosforilasi oksidatif.3.   Lintasan amfibolik (persimpangan)Lintasan ini memiliki lebih dari satu fungsi dan terdapat padapersimpangan   metabolisme sehingga bekerja sebagai penghubung antara lintasan anabolik dan lintasan katabolik. Contoh dari lintasan ini adalah siklus asam sitrat (Siklus Kreb).

Karbohidrat, lipid dan protein sebagai makanan sumber energi harus dicerna menjadi molekul-molekul berukuran kecil agar dapat diserap. Berikut ini adalah hasil akhir pencernaan nutrien tersebut:Ø  Hasil pencernaan karbohidrat: monosakarida terutama glukosaØ  Hasil pencernaan lipid: asam lemak, gliserol dan gliseridaØ  Hasil pencernaan protein: asam aminoSemua hasil pencernaan di atas diproses melalui lintasan metaboliknya masing-masing menjadi Asetil KoA, yang kemudian akan dioksidasi secara sempurna melalui siklus asam sitrat dan dihasilkan energi berupa adenosin trifosfat (ATP) dengan produk buangan karbondioksida (CO2).

Glukosa merupakan karbohidrat terpenting. Dalam bentuk glukosalah massa karbohidrat makanan diserap ke dalam aliran darah, atau ke dalam bentuk glukosalah karbohidrat dikonversi di dalam hati, serta dari glukosalah semua bentuk karbohidrat lain dalam tubuh dapat dibentuk. Glukosa merupakan bahan bakar metabolik utama bagi manusia dan bahan bakar universal bagi janin. Glukosa diubah menjadi karbohidrat lain misalnya glikogen untuk simpanan, ribose untuk membentuk asam nukleat, galaktosa dalam laktosa susu, bergabung dengan lipid atau dengan protein, contohnya glikoprotein dan proteoglikan.      Jalut-jalur Metbolisme KarbohidratTerdapat beberapa jalur metabolisme karbohidrat yaitu glikolisis, oksidasi piruvat, siklus asam sitrat, glikogenesis, glikogenolisis serta glukoneogenesis.Secara ringkas, jalur-jalur metabolisme karbohidrat dijelaskan sebagai berikut:1.   Glukosa sebagai bahan bakar utama metabolisme akan mengalami glikolisis (dipecah) menjadi 2 piruvat jika tersedia oksigen. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.

2.   Selanjutnya masing-masing piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.3.   Asetil KoA akan masuk ke jalur persimpangan yaitu siklus asam sitrat. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.4.   Jika sumber glukosa berlebihan, melebihi kebutuhan energi kita maka glukosa tidak dipecah, melainkan akan dirangkai menjadi polimer glukosa (disebut glikogen). Glikogen ini disimpan di hati dan otot sebagai cadangan energi jangka pendek. Jika kapasitas penyimpanan glikogen sudah penuh, maka karbohidrat harus dikonversi menjadi jaringan lipid sebagai cadangan energi jangka panjang.5.   Jika terjadi kekurangan glukosa dari diet sebagai sumber energi, maka glikogen dipecah menjadi glukosa. Selanjutnya glukosa mengalami glikolisis, diikuti dengan oksidasi piruvat sampai dengan siklus asam sitrat.6.   Jika glukosa dari diet tak tersedia dan cadangan glikogenpun juga habis, maka sumber energi non karbohidrat yaitu lipid dan protein harus digunakan. Jalur ini dinamakan glukoneogenesis (pembentukan glukosa baru) karena dianggap lipid dan protein harus diubah menjadi glukosa baru yang selanjutnya mengalami katabolisme untuk memperoleh energi.

Metabolisme KarbohidratKarbohidrat merupakan sember energi utama dalam selMetabolisme karbohidrat merupakan pusat dari semua proses metabolismeglukosa dimetabolisme mellui tahap oksidatif yang berlangsung secara aerobik (dalam mitokondrio) maupun anaerobik (dalam sitosol) yang menghasilkan pembentukan ATP (adenosin trifosfat)

METABOLISME  PROTEIN  TUBUH·   ¾ zat padat tubuh terdiri dari protein (otot, enzim, protein plasma, antibodi, hormon)·   Protein merupakan rangkaian asam amino dengan ikatan peptide·   Banyak protein terdiri ikatan komplek dengan fibril → protein fibrosa·   Macam protein fibrosa: kolagen (tendon, kartilago, tulang); elastin (arteri); keratin (rambut,  kuku); dan aktin-miosin

MACAM PROTEIN·   Peptide: 2 – 10 asam amino·   Polipeptide: 10 – 100 asam amino·   Protein: > 100 asam amino·   Antara asam amino saling berikatan dengan ikatan peptide·   Glikoprotein: gabungan glukose dengan protein·   Lipoprotein: gabungan lipid dan protein

ASAM AMINO·  Asam amino dibedakan: asam amino esensial dan asam amino non esensial· Asam amino esensial: T2L2V HAMIF (treonin, triptofan, lisin, leusin, valin → histidin, arginin, metionin, isoleusin, fenilalanin)· Asam amino non esensial: SAGA SATGA (serin, alanin, glisin, asparadin → sistein, asam aspartat, tirosin, glutamin, asam glutamat)

TRANSPORT PROTEIN·  Protein diabsorpsi di usus halus dalam bentuk asam amino → masuk darah·  Dalam darah asam amino disebar keseluruh sel untuk disimpan·  Didalam sel asam amino disimpan dalam bentuk protein (dengan menggunakan enzim)·  Hati merupakan jaringan utama untuk menyimpan dan mengolah protein

PENGGUNAAN PROTEIN UNTUK ENERGI·  Jika jumlah protein terus meningkat → protein sel dipecah jadi asam amino untuk dijadikan energi atau disimpan dalam bentuk lemak·  Pemecahan protein jadi asam amino terjadi di hati dengan proses: deaminasi atau transaminasi·  Deaminasi: proses pembuangan gugus amino dari asam amino·   Transaminasi: proses perubahan asam amino menjadi asam keto

PEMECAHAN PROTEIN

1.  Transaminasi:          ~  alanin + alfa-ketoglutarat → piruvat + glutamat2.      Diaminasi:~  asam amino + NAD+ → asam keto + NH3        ~  NH3 → merupakan racun bagi tubuh, tetapi tidak dapat dibuang oleh ginjal → harus  diubah dahulu jadi urea (di hati) → agar dapat dibuang oleh ginjal

EKSKRESI NH3·  NH3 → tidak dapat diekskresi oleh ginjal·  NH3 harus dirubah dulu menjadi urea oleh hati· Jika hati ada kelainan (sakit) → proses perubahan NH3 → urea terganggu → penumpukan NH3 dalam darah → uremia·  NH3 bersifat racun → meracuni otak → coma·  Karena hati yang rusak → disebut Koma hepatikum

PEMECAHAN PROTEIN· Deaminasi maupun transaminasi merupakan proses perubahan protein → zat yang dapat masuk kedalam siklus Krebs·  Zat hasil deaminasi/transaminasi yang dapat masuk siklus Krebs adalah: alfa ketoglutarat, suksinil ko-A, fumarat, oksaloasetat, sitratSIKLUS KREBS·  Proses perubahan asetil ko-A → H + CO2·  Proses ini terjadi didalam mitokondria· Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo asetat → proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma habis·  Oksaloasetat berasal dari asam piruvat·  Jika asupan nutrisi kekurangan KH → kurang as. Piruvat → kurang oxaloasetat

RANTAI RESPIRASIH → hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh carrier NAD menjadi NADHH dari NADH ditransfer ke → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c → sitokrom aa3 → terus direaksikan dengan O2 → H2O + E

Rangkaian transfer H dari satu carrier ke carrier lainya disebut Rantai respirasiRantai Respirasi terjadi didalam mitokondria → transfer atom H antar carrier memakai enzim Dehidrogenase → sedangkan reaksi H + O2 memakai enzim OksidaseUrutan carrier dalam rantai respirasi adalah: NAD → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c → sitokrom aa3 → direaksikan dengan O2 → H2O + E

FOSFORILASI OKSIDATIFDalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi → energi tsb ditangkap oleh ADP untuk menambah satu gugus fosfat menjadi ATPFosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasiFosforilasi oksidatif → proses merubah ADP → ATP

METABOLISME LIPID

MACAM LEMAK·   Lemak biologis yang terpenting: lemak netral (trigliserida), fosfolipid, steroid·    Asam lemak:           1.  Asam palmitat: CH3(CH2)14-COOH             2.  Asam stearat: CH3(CH2)16-COOH      3.  Asam oleat: CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH·   Trigliserida: ester gliserol + 3 asam lemak·   Fosfolipid: ester gliserol + 2 asam lemak + fosfat·   Steroid: kolesterol dan turunanya (hormon steroid, asam lemak dan vitamin)

ABSORPSI LEMAK· Lemak diet diserap dalam bentuk: kilomikron → diabsorpsi usus halus masuk ke limfe (ductus torasikus) → masuk darah·  Kilomikron dalam plasma disimpan dalam jaringan lemak (adiposa) dan hati·  Proses penyimpananya: kilomikron dipecah oleh enzim lipoprotein lipase (dalam membran sel) → asam lemak dan gliserol·   Didalam sel asam lemak disintesis kembali jadi trigliserida (simpanan lemak)

MACAM LEMAK PLASMA· Asam lemak bebas (FFA= free fatty acid) → ada dalam plasma darah dan terikat dengan albumin·  Kolesterol, trigliserida dan fosfolipid → dalam plasma berbentuk lipoprotein      1.  Kilomikron      2.  VLDL: very low density lipoprotein      3.  IDL: intermediate density lipoprotein      4.  LDL: low density lipoprotein      5.  HDL: high density lipoprotein

ASAM LEMAK BEBAS· Bila lemak sel akan digunakan untuk energi → simpanan lemak (trigliserida) dihidrolisis menjadi asam lemak dan gliserol (oleh enzim lipase sel)

·  Asam lemak berdiffusi masuk aliran darah sebagai asam lemak bebas (Free Fatty Acid) dan berikatan dengan albumin plasma

PENGGUNAAN FFA SEBAGAI ENERGI·  FFA dalam plasma dibawa ke mitokondria dengan carrier Karnitin·  FFA dalam sel dipecah menjadi asetil koenzim-A dengan beta oksidasi· Asetil koenzim-A hasil beta oksidasi → masuk siklus Krebs untuk diubah menjadi H dan CO2

METABOLISME LEMAK   Ada 3 fase:      1.  β oksidasi      2.  Siklus Kreb      3.  Fosforilasi Oksidatif

BETA OKSIDASI·   Proses pemutusan/perubahan asam lemak → asetil co-A·   Asetil co-A terdiri 2 atom C → sehingga jumlah asetil co-A yang dihasilkan = jumlah atom C dalam rantai carbon asam lemak : 2·   Misal: asam palmitat (C15H31COOH) → β oksidasi → ?? asetil co-A

CONTOH ASAM LEMAKNAMA UMUM RUMUS NAMA KIMIAAsam oleat C17H33COOH Oktadeca 9-enoadAs risinoleat C17H32(OH)-COOH 12 hidroksi okladeca -9-

enoadAsam linoleat C17H31COOH Okladeca-9,12 dienoadAs linolenat C17H29COOH Okladeca-9,12,15 trienoadAs araksidat C19H39COOH  Asam eicosanoad

                SIKLUS KREBS·   Proses perubahan asetil ko-A → H + CO2·   Proses ini terjadi didalam mitokondria·  Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo asetat → proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma habis·   Oksaloasetat berasal dari asam piruvat·   Jika asupan nutrisi kekurangan KH → kurang as. Piruvat → kurang oxaloasetat

KETOSIS·   Degradasi asam lemak → Asetil KoA terjadi di Hati, tetapi hati hanya mengunakan sedikit asetil KoA → akibatnya sisa asetil KoA berkondensasi membentuk Asam Asetoasetat· Asam asetoasetat merupakan senyawa labil yang mudah pecah menjadi: Asam β hidroksibutirat dan Aseton.· Ketiga senyawa diatas (asam asetoasetat, asam β hidroksibutirat dan aseton) disebut 

BADAN KETON.

·   Adanya badan keton dalam sirkulasi darah disebut: ketosis·   Ketosis terjadi saat tubuh kekurangan karbohidrat dalam asupan makannya → kekurangan oksaloasetat·   Jika Oksaloasetat menurun → maka terjadi penumpukan Asetil KoA didalam aliran darah → jadi badan keton → keadaan ini disebut KETOSIS·  Badan keton merupakan racun bagi otak → mengakibatkan Coma, karena sering terjadi pada penderita DM → disebut Koma Diabetikum·   Ketosis terjadi pada keadaan :·   Kelaparan·   Diabetes Melitus·   Diet tinggi lemak, rendah karbohidrat

RANTAI RESPIRASI·   H adalah hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh carrier NAD menjadi NADH· H dari NADH ditransfer ke → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c →sitokrom aa3 → terus direaksikan dengan O2 → H2O + Energi·   Rangkaian transfer H dari satu carrier ke carrier lainya disebut Rantai respirasi·  Rantai Respirasi terjadi didalam mitokondria → transfer atom H antar carrier memakai enzim Dehidrogenase → sedangkan reaksi H + O2 memakai enzim OksidaseUrutan carrier dalam rantai respirasi adalah: NAD → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c → sitokrom aa3 → direaksikan dengan O2 → H2O + Energi

FOSFORILASI OKSIDATIF·  Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi → energi tsb ditangkap oleh ADP untuk menambah satu gugus fosfat menjadi ATP·   Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi·   Fosforilasi oksidatif → proses merubah ADP → ATP (dengan menngunakan energi hasil reaksi H2 + O2 → H2O + E)

SINTESIS TRIGLISERIDA DARI KARBOHIDRAT·  Bila KH dalam asupan lebih banyak dari yang dibutuhkan → KH diubah jadi glikogen dan kelebihanya diubah jadi trigliserida → disimpan dalam jaringan adiposa·  Tempat sintesis di hati, kemudian ditransport oleh lipoprotein ke jaringan disimpan di jaringan adiposa sampai siap digunakan tubuh

SINTESIS TRIGLISERIDA DARI PROTEIN·   Banyak asam amino dapat diubah menjadi asetil koenzim-A·   Dari asetil koenzim-A dapat diubah menjadi trigliserida·  Jadi saat asupan protein berlebih, kelebihan asam amino disimpan dalam bentuk lemak di jaringan adipose

PENGATURAN HORMON ATAS PENGGUNAAN LEMAK·   Penggunaan lemak tubuh terjadi pada saat kita gerak badan berat·   Gerak badan berat menyebabkan pelepasan epineprin dan nor epineprin·   Kedua hormon diatas mengaktifkan lipase trigliserida yang sensitif hormon →

pemecahan trigliserida → asam lemak·   Asam lemak bebas (FFA) dilepas ke darah dan siap untuk dirubah jadi energi

l.o no 4Asal Panas Pada Tubuh Manusia

Tubuh manusia merupakan organ yang mampu menghasilkan panas secara mandiri dan tidak tergantung pada suhu lingkungan. Tubuh manusia memiliki seperangkat sistem yang memungkinkan tubuh menghasilkan, mendistribusikan, dan mempertahankan suhu tubuh dalam keadaan konstan. Panas yang dihasilkan tubuh sebenarnya merupakan produk tambahan proses metabolisme yang utama.

Adapun suhu tubuh dihasilkan dari :

1. Laju metabolisme basal (basal metabolisme rate, BMR) di semua sel tubuh.

2. Laju cadangan metabolisme yang disebabkan aktivitas otot (termasuk kontraksi otot akibat menggigil).

3. Metabolisme tambahan akibat pengaruh hormon tiroksin dan sebagian kecil hormon lain, misalnya hormon pertumbuhan (growth hormone dan testosteron).

4. Metabolisme tambahan akibat pengaruh epineprine, norepineprine, dan rangsangan simpatis pada sel.

5. Metabolisme tambahan akibat peningkatan aktivitas kimiawi di dalam sel itu sendiri terutama bila temperatur menurun.

Berdasarkan distribusi suhu di dalam tubuh, dikenal suhu inti (core temperatur), yaitu suhu yang terdapat pada jaringan dalam, seperti kranial, toraks, rongga abdomen, dan rongga pelvis. Suhu ini biasanya dipertahankan relatif konstan (sekitar 37°C). selain itu, ada suhu permukaan (surface temperatur), yaitu suhu yang terdapat pada kulit, jaringan sub kutan, dan lemak. Suhu ini biasanya dapat berfluktuasi sebesar 20°C sampai 40°C.

Sistem Pengaturan Suhu Tubuh

Suhu tubuh manusia cenderung berfluktuasi setiap saat. Banyak faktor yang dapat menyebabkan fluktuasi suhu tubuh. 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 tubuh inti 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 terangsang untuk melakukan serangkaian mekanisme untuk mempertahankan suhu dengan cara menurunkan produksi panas dan meningkatkan pengeluaran panas sehingga suhu kembali pada titik tetap.

Mekanisme Tubuh Ketika Suhu Tubuh Berubah

1. Mekanisme tubuh ketika suhu tubuh meningkat yaitu :

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

Beberapa mekanisme pembentukan panas, seperti termogenesis kimia dan menggigil dihambat dengan kuat.

2. Mekanisme tubuh ketika suhu tubuh menurun, yaitu :

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.

Penjalaran Sinyal Suhu Pada Sistem Saraf

Sinyal suhu yang dibawa oleh reseptor pada kulit akan diteruskan ke dalam otak melalui jaras spinotalamikus (mekanismenya hamper sama dengan sensasi nyeri). Ketika sinyal suhu sampai di tingkat medulla spinalis , sinyal akan menjalar dalam traktus Lissauer beberapa segmen di atas atau di bawah, dan selanjutnya akan berakhir terutama pada lamina I, II dan III radiks dorsalis.

Setelah mengalami percabangan melalui satu atau lebih neuron dalam medulla spinalis, sinyal suhu selanjutnya akan dijalarkan ke serabut termal asenden yang menyilang ke traktus sensorik anterolateral sisi berlawanan, dan akan berakhir di tingkat reticular batang otak dan komplek ventrobasal thalamus. Beberapa sinyal suhu pada kompleks ventrobasal akan diteruskan ke korteks somatosensorik.

Faktor Yang Mempengaruhi Suhu Tubuh

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. Hormone 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.

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

Suhu tubuh dapat mengalami pertukaran dengan lingkungan, artinya panas tubuh dapat hilang atau berkurang akibat lingkungan yang lebih dingin. Begitu juga sebaliknya, lingkungan dapat mempengaruhi suhu tubuh manusia. Perpindahan suhu antara manusia dan lingkungan terjadi sebagian besar melalui kulit.

Proses kehilangan panas melalui kulit dimungkinkan karena panas diedarkan melalui pembuluh darah dan juga disuplai langsung ke fleksus arteri kecil melalui anastomosis arteriovenosa yang mengandung banyak otot. Kecepatan aliran dalam fleksus arteriovenosa yang cukup tinggi (kadang mencapai 30% total curah jantung) akan menyebabkan konduksi panas dari inti tubuh ke kulit menjadi sangat efisien.

Dengan demikian, kulit merupakan radiator panas yang efektif untuk keseimbangan suhu tubuh.

Mekanisme Kehilangan Panas Melalui Kulit

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.

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 keseimbangan antara produksi panas oleh tubuh dan proses kehilangan panas tubuh dari lingkungan.

4. Usia

Usia sangat mempengaruhi metabolisme tubuh akibat mekanisme hormonal sehingga memberi efek tidak langsung terhadap suhu tubuh. Pada neonatus dan bayi, terdapat mekanisme pembentukan panas melalui pemecahan (metabolisme) lemak coklat sehingga terjadi proses termogenesis tanpa menggigil (non-shivering thermogenesis). Secara umum, proses ini mampu meningkatkan metabolisme hingga lebih dari 100%. Pembentukan panas melalui mekanisme ini dapat terjadi karena pada neonatus banyak terdapat lemak coklat. Mekanisme ini sangat penting untuk mencegah hipotermi pada bayi.

Tabel Perbedaan derajat suhu normal pada berbagai kelompok usia (Tamsuri Anas, 2007)

Menurut Tamsuri Anas (2007), suhu tubuh dibagi menjadi :

Hipotermi, bila suhu tubuh kurang dari 36°C

Normal, bila suhu tubuh berkisar antara 36 – 37,5°C

Febris / pireksia, bila suhu tubuh antara 37,5 – 40°C

Hipertermi, bila suhu tubuh lebih dari 40°C

Fisiologi pengaturan suhu tubuh

Manusia termasuk makhluk homeotermik yang mampu mempertahankan suhu tubuhnya walaupun suhu disekitarnya berubah. Baik ditempat berhawa dingin maupun ditempat berhawa panas suhu tubuh tetap sekitar 37oC. Hal ini dimungkinkan, karena sebagai makhluk homeotermik, manusia mampu mengatur keseimbangan pembentukan dan pengeluaran panas dengan sempurna. Di tempat dingin, pembentukan panas ditingkatkan dan pengeluaran panas dikurangi. Sebaliknya, di tempat panas, pengeluaran panas yang ditingkatkan.

Suhu tubuh

Suhu tubuh merupakan hasil akhir dari proses pembentukan dan pengeluaran panas. Suhu tubuh adalah suhu dari bagian dalam tubuhnya seperti visera, hati, otak, yang diukur dari rektum, mult dan aksila . Suhu rektal merupakan penunjuk terbaik suhu tubuh, diukur dengan meletak termometer sedalam 3-4 cm dari anus selama 3 menit. Suhu oral memberi hasil hampir sama dengan suhu rektal. Suhu aksila lebih rendah dari suhu rektal. Suhu rektal 1o C lebih tinggi dari suhu oral dan suhu aksila1oC lebih rendah dari suhu oral. Pada makhluk poikilotermik suhu tubuhnya sesuai dengan suhu lingkungan.

Pembentukan panas

Panas bisa berasal dari dalam tubuh sendiri maupun dari luar misal suhu udara disekitar kita. Pembentukan panas oleh tubuh (termogenesis) merupakan hasil dari pada metabolisme tubuh yang menghasilkan panas 54 kJ  setiap pemecahan satu molekul ATP.Dalam  keadaan basal tubuh membentuk panas 1 kilo kalori/kg/jam. Jumlah panas yang dibentuk alat tubuh seperti hati dan jantung relatif tetap, sedangkan yang dihasilkan otot rangka berubah-ubah sesuai dengan aktivitas. Saluran gastrointestinal membentuk panas saat mencernakan makanan Pada aktivitas fisik, otot rangka segera membentuk panas dalam jumlah besar.

Pengeluaran panas

Panas dikeluarkan terutama melalui paru dan kulit.

Paru mengeluarkan panas melalui penguapan air udara ekspirasi yang berasal dari selaput lendir jalan nafas. Untuk menguapkan air ini diperlukan panas.

Kulit mengeluarkan panas melalui konduksi, konveksi, radiasi dan evaporasi. Pengeluaran panas melalui kulit tergantung pada perbedaan (gradient) suhu tubuh dan suhu sekitarnya. Pada evaporasi, air keluar dari kulit melalui perspirasi insensibilis yaitu difusi air melalui epidermis, dalam bentuk keringat. Untuk menguapkan keringat diperlukan panas yang diambil dari tubuh.

Pusat pengatur suhu tubuh

Suhu tubuh diatur oleh susunan saraf pusat yaitu hipotalamus melalui sistim umpan balik yang rumit. Hipotalamus karena berhubungan dengan talamus menerima seluruh rangsang aferen. Saraf eferen dari hipotalamus terdiri dari saraf somatik dan saraf otonom, karena itu hipotalamus dapat mengatur aktivitas otot, kelenjar keringat, peredaran darah dan ventilasi paru.

Keterangan suhu dari bagian luar tubuh diterima oleh reseptor panas di kulit yang diteruskan melalui saraf aferen ke hipotalamus. Keterangan suhu dari bagian dalam tubuh diterima langsung oleh reseptor di hipotalamus dari suhu darah yang memasuki otak. Distribusi panas dilaksanakan oleh sirkulasi darah. Panas dari sel bergerak ke cairan sekitarnya dan selanjutnya masuk sirkulasi darah. Keadaan suhu ini diolah oleh termostat hipotalamus yang akan mengatur pembentukan dan pengeluaran panas sesuai dengan set-point normal termostat hipotalamus yaitu sekitar 37°C.

Hipotalamus anterior merupakan pusat pengatur suhu yang bekerja bila reseptor di hipotalamus menerima informasi suhu lebih tinggi dari suhu tubuh misalnya karena berada ditempat panas atau

karena peningkatan aktivitas fisik, maka mekanisme pengeluaran panas diaktifkan. Melalui saraf eferen hipotalamus anterior diatur vasodilatasi di kulit dan peningkatan pengeluaran keringat. Aliran darah dikulit dan subkutan membawa panas dan melepaskannya melalui permukaan tubuh. Keringat yang menguap membantu pengeluaran panas. Dengan demikian suhu tubuh tetap dipertahankan normal, sesuai dengan set-point termostat hipotalamus normal.

Hipotalamus posterior merupakan pusat pengatur suhu tubuh yang bekerja bila reseptor di hipotalamus menerima informasi suhu lebih rendah dari suhu tubuh misalnya saat berada ditempat dingin Melalui saraf eferen hipotalamus posterior diatur peningkatan pembentukan panas dan penurunan pengeluaran panas. Peningkatan pembentukan dilakukan dengan meningkatkan metabolisme dan meningkatkan aktifitas otot rangka dalam bentuk menggigil (shivering). Pengeluaran panas dikurangi dengan cara vosokonstriksi dikulit dan pengurangan pengeluaran keringat. Dengan demikian suhu tubuh tetap dipertahankan sesuai dengan set-point termostat hipotalamus normal.Pengaturan suhu tubuh yang sempurna ini diperlukan untuk aktivitas enzimatik yang optimal. Termoregulasi bayi baru lahir belum adekuat karena susunan saraf pusat belum sempurna.