Pengaturan Suhu Tubuh

PENGATURAN SUHU TUBUH

EKA ROINA MEGAWATI

NIP :132 303 381

DEPARTEMEN FISIOLOGI

FAKULTAS KEDOKTERAN

DAFTAR ISI

Halaman

BAB 1. PENDAHULUAN

1

BAB 2. PEMBAHASAN

2

2.1. Suhu tubuh normal

2

2.2. Keseimbangan suhu tubuh

3

2.2.1. Produksi panas

4

2.2.2. Pembuangan panas

6

2.3. Mekanisme kerja hipotalamus dalam

mengatur suhu tubuh

8

2.4. Gangguan keseimbangan suhu tubuh

11

2.4.1.

Demam

11

2.4.2.

Hipertermi

13

2.4.3.

Hipotermi

14

BAB 3. KESIMPULAN

15

BAB 1

PENDAHULUAN

Agar laju proses kimia dan sistem enzim yang berlangsung di dalam tubuh dapat berfungsi optimal tergantung kepada rentang suhu tubuh yang sempit. Maka suhu tubuh harus dipertahankan relatif konstan. Agar suhu tubuh berada pada rentang relatif konstan (seimbang) tersebut tergantung kepada keseimbangan antara produksi panas dan pengeluaran panas yang berlangsung dalam tubuh.(1)

Yang mengatur keseimbangan antara pembentukan panas dan kehilangan panas tersebut adalah hipotalamus yang merupakan pusat pengaturan suhu tubuh. Saraf-saraf yang terdapat pada bagian preoptik hipotalamus anterior dan hipotalamus posterior memperoleh dua sinyal; satu berasal dari saraf perifer yang menghantarkan sinyal dari reseptor panas/dingin dan yang lain berasal dari suhu darah yang memperdarahi bagian hipotalamus itu sendiri.(2)

BAB 2

PEMBAHASAN

2.1. Suhu tubuh normal

Rentang suhu tubuh normal pada manusia berkisar antara 96,50 sampai 99,50F (360 sampai 380C) dengan rata-rata suhu oral 98,60F (370C), dengan suhu terendah 98,20 atau 36,80. Dalam masa 24 jam, terdapat fluktuasi suhu pada seorang individu antara 10 sampai 20, dengan suhu terendah pada waktu tidur. Terdapat perbedaan suhu antara usia muda dan usia tua. Infan mempunyai area permukaan tubuh yang relatif lebih luas terhadap volume dan cenderung mengluarkan panas llebih cepat. Pada usia tua, mekanisme untuk mempertahankan suhu tubuh tidak berfungsi seefisien masa muda, dan perubahan suhu lingkungan tidak dapat dikompensasi secepat atu seefektif masa muda. Hal ini penting diingat ketika menangani pasien usia sangat muda atau sangat tua.(3)

Suhu tubuh terbagi atas suhu inti dan suhu kulit. Suhu jaringan tubuh organ dalam disebut sebagai suhu inti yang sifatnya hampir selalu konstan, kalaupun terjdi perubahan berkisar ± 10F (± 0.60C). Sedangkan suhu kulit sifatnya naik dan turun sesuai dengan suhu lingkungan.(4)

(98.90F) atau pada sore hari >37.70C (99.90F) dikatakan demam. Suhu rektum 0.40C (0.70F) lebih tinggi daripada suhu mulut.(2)

Pada wanita yang menstruasi, suhu pagi hari akan lebih rendah 2 minggu sebelum terjadi ovulasi yang kemudian akan naik sekitar 0.60C (10F) pada saat terjadi ovulasi hal ini disebabkan peningkatan pelepasan progesteron dan terus bertahan sampai terjadinya menstruasi. Suhu tubuh meningkat setelah fase postprandial. (2)

2.2. Keseimbangan suhu tubuh

Suhu tubuh akan berada dalam rentang yang normal jika terjadi keseimbangan antara pembentukan panas dengan pengeluaran panas. Pembentukan panas berasal dari kerja otot, asimilasi makanan dan proses-proses vital yang memberi kontribusi terhadap laju metabolisme basal. Pengeluaran panas dari tubuh melalui radiasi, konduksi dan penguapan air di saluran nafas dan kulit. Sebagian kecil panas juga dikeluarkan melalui urin dan feses. (1)

2.2.1. Produksi panas

Pada respirasi sel, proses melepaskan energi dari makanan untuk membentuk ATP, juga menghasilkan panas ketika satu energi dihasilkan.(3) Walaupun respirasi sel, berlangsung konstan, banyak faktor yang mempengaruhi proses ini, yaitu :

1. Hormon tiroksin (dan T3), dihasilkan oleh kelenjar tiroid, meningkatkan laju respirasi sel dan produksi panas. Sekresi tiroksin diregulasi oleh laju produksi energi tubuh, laju metabolisme itu sendiri. Ketika laju metabolisme berkurang, kelenjar tiroid distimulasi untuk menghasilkan lebih banyak tiroksin. Ketika tiroksin meningkatkan laju respirasi sel, mekanisme umpan balik negative menghambat sekresi lebih lanjut sampai laju metabolisme turun kembali. Tiroksin disekresi ketika kebutuhan respirasi sel meningkat dan mungkin merupakan pengatur utama produksi energi harian.

2. Pada keadaan stress, epinerin dan norepinefrin disekresikan oleh medulla adrenal, dan sistem saraf simpatis menjadi lebih aktif. Epinefrin meningkatkan laju respirasi sel, khususnya di organ seperti jantung, otot rangka, dan hati. Stimulasi simpatis juga meningkatkan aktivitas organ-organ ini. Peningkatan produksi ATP untuk memenuhi kebutuhan ATP pada keadaan stress yang juga berarti lebih banyak panas yang dihasilkan.

pada saat isitrahat. Panas yang dihasilkan oleh organ-organ ini disebarkan ke seluruh tubuh oleh darah. Ketika darah yang mengalir lebih rendah melalui organ seperti otot dan hati, panas yang mereka hasilkan ditransfer ke darah, menghangatkan darah. Darah yang hangat tersebut bersirkulasi ke area tubuh yang lain, mendistribusikan panas. 4. Asupan makanan juga meningkatkan produksi panas, karena aktivitas metabolisme saluran cerna meningkat. Panas yang dibentuk ketika saluran cerna menghasilkan ATP untuk peristalsis dan untuk sintesa enzim pencernaan.

5. Perubahan suhu tubuh juga menimbulkan efek terhadap laju metabolisme dan produksi panas. Hal ini secara klinis penting ketika seseorang demam, peningkatan suhu tubuh yang abnormal. Suhu yang tinggi meningkatkatkan laju metabolisme, yang meningkatkan produksi panas dan meningkatkan suhu tubuh lebih lanjut. Demam yang tinggi memicu siklus yang tak berujung meningkatkan produksi panas. (3)

2.2.2. Pembuangan panas

Kehilangan panas melalui radiasi berarti kehilangan panas dalam bentuk gelombang panas infra merah, suatu jenis gelombang elektromagnetik. Tubuh manusia menyebarkan gelombang panas ke segala penjuru. Gelombang panas juga dipancarkan dari dinding dan benda-benda lain ke tubuh. Bila suhu tubuh lebih besar dari suhu lingkungan, kuantitas panas yang lebih besar dipancarkan keluar dari tubuh daripada yang dipancarkan ke tubuh.(4)

Kehilangan panas melalui konduksi langsung dari permukaan tubuh ke benda-benda lain, seperti kursi atau tempat tidur hanya sebagian kecil. Sebaliknya, kehilangan panas melalui konduksi ke udara cukup besar walaupun dalam keadaan normal. Sekali suhu udara yang berlekatan dengan kulit menjadi sama dengan suhu kulit, tidak terjadi lagi kehilangan panas dari tubuh ke udara. Oleh karena itu, konduksi panas dari tubuh ke udara mempunyai keterbatasan kecuali udara yang dipanaskan bergerak dari kulit sehingga udara baru, yang tidak panas terus menerus bersentuhan dengan kulit, fenomena ini disebut konveksi udara. Pemindahan panas dari tubuh melalui konveksi udara secara umum disebut kehilangan panas melalui konveksi. Sebenarnya, panas pertama-tama harus dikonduksi ke udara kemudian dibawa melalui aliran konveksi.(4)

dasarnya mampu membawa semua panas yang dapat berdifusi melalui penyekat subkutan kulit. (4)

Bila air berevaporasi dari permukaan tubuh, panas sebesar 0,5 kalori (kilokalori) hilang untuk setiap satu gram air yang mengalami evaporasi. Bahkan bila seseorang tidak berkeringat, air masih berevaporasi secara tidak kelihatna dari kulit dan paru-paru dengan kecepatan sekitar 450 sampai 600 ml/hari. Hal ini menyebabkan kehilangan panas terus menerus dengan kecepatan 12 sampai 15 kalori per jam. Evaporasi air melalui kulit dan paru-paru yang tidak kelihatan ini dapat dikendalikan untuk tujuan pengaturan suhu karena evaporasi tersebut dihasilkan dari difusi molekul air terus menerus melalui kulit dan permukaan sistem pernafasan. Akan tetapi kehilangan panas melalui evaporasi keringat dapat diatur dengan pengaturan kecepatan berkeringat.(4)

Selama suhu kulit lebih tinggi dari suhu lingkungan, panas dapat hilang melalui radiasi dan konduksi. Tetapi ketika suhu lingkungan lebih tinggi dari suhu kulit, tubuh memperoleh panas melalui radiasi dan konduksi. Dalam keadaan seperti ini, satu-satunya cara tubuh melepaskan panas adalah dengan evaporasi. Oleh sebab itu, setiap faktor yang mencegah evaporasi yang adekuat ketika suhu lingkungan lebih tinggi dari suhu kulit akan menyebabkan peningkatan suhu tubuh. Hal ini kadang terjadi pada manusia yang dilahirkan dengan kelainan kelenjar keringat. Orang ini dapat tahan terhadap suhu dingin seperti halnya orang normal, tetapi mereka hampir mati akibat serangan panas pada daerah tropis, karena tanpa sistem pendinginan evaporatif, orang ini tidak dapat mencegah peningkatan suhu tubuh ketika suhu udara lebih tinggi dari suhu tubuh. (4)

kulit dan juga menurunkan aliran udara konveksi. Akibatnya, kecepatan kehilangan panas tubuh melalui konduksi dan konveksi sangat ditekan. Sekitar setengah dari panas yang dipindahkan dari kulit ke pakaian dipancarkan melalui radiasi ke pakaian dan bukan dipancarkan melalui konduksi melewati ruang kecil.(4)

Efektivitas pakaian dalam mempertahankan suhu tubuh hampir hilang semuanya bila pakaian menjadi basah karena konduktivitas air yang tinggi meningkatkan kecepatan pemindahan panas sebesar 20 kali lipat lebih. Oleh karena itu, salah satu faktor terpenting untuk melindungi tubuh terhadap udara dingin di kutub adalah dengan menjaga sangat hati-hati agar pakaian tidak basah. Tentu saja, seseorang harus berhati-hati untuk tidak menjadi kepanasan walaupun untuk sementara waktu, karena dengan berkeringat di dalam pakaian akan membuat pakaian tersebut kurang efektif sebagai penyekat.(4)

2.3. Mekanisme kerja hipotalamus dalam mengatur suhu tubuh

Pengaturan suhu tubuh diatur oleh hipotalamus region anterior dan posterior yang masing-masing berespon pada suhu tubuh meningkat dan berkurang. Suhu tubuh diatur hampir seluruhnya oleh mekanisme umpan balik, dan hampir semua mekanisme in terjadi melalui pusat pengaturan suhu yang teletak pada hipotalamus. Agar mekanisme umpan balik ini dapat berlangsung, harus juga tersedia pendetektor suhu untuk menentukan kapan suhu tubuh menjadi sangat panas atau sangat dingin.(4)

kerjanya sesuai dengan peningkatan suhu, kecepatannya kadang meningkat 2 sampai 10 kali lipat pada kenaikan suhu tubuh sebesar 100C . Neuron yang sensitif terhadap dingin, sebaliknya, meningkatkan kecepatan kerjanya saat suhu tubuh turun.(4)

Apabila area preoptik dipanaskan, kulit di seluruh tubuh dengan segera mengeluarkan banyak keringat, sementara pada waktu yang sama pembuluh darah kulit di seluruh tubuh menjadi sangat berdilatasi. Jadi, hal ini merupakan reaksi yang cepat untuk menyebabkan tubuh kehilangan panas, dengan demikian membantu mengembalikan suhu tubuh kembali normal. Disamping itu, pembentukan panas tubuh yang berlebihan dihambat. Oleh karena itu, jelas bahwa area preoptik dari hipotalamus memiliki kemampuan untuk berfungsi sebagai termostatik pusat kontrol suhu tubuh.(4)

Sinyal yang ditimbulkan oleh reseptor suhu dari hipotalamus sangat kuat dalam mengatur suhu tubuh, reseptor suhu pada bagian lain dari tubuh juga mempunyai peranan penting dalam pengaturan suhu. Hal ini terjadi pada reseptor suhu di kulit dan beberapa jaringan khusus dalam tubuh. Reseptor dingin terdapat jauh lebih banyak daripada reseptor panas, tepatnya, terdapat 10 kali lebih banyak di seluruh kulit. Oleh karena itu, deteksi suhu bagian perifer terutama menyangkut deteksi suhu sejuk dan dingin daripada suhu hangat. (4)

Walaupun banyak sinyal sensoris temperatur berasal dari reseptor perifer, sinyal ini membantu pengaturan suhu tubuh terutama melalui hipotalamus. Area pada hipotalamus yang dirangsang oleh sinyal sensoris ini adalah suatu area yang terletak bilateral dalam hipotalamus posterior kira-kira setinggi korpus mamilaris. Sinyal sensoris temperatur dari hipotalamus anterior-area preoptik juga dipindahkan ke dalam area hipotalamus posterior ini. Di sini sinyal dari area preoptik dan sinyal dari perifer tubuh digabung untuk mengatur reaksi pembentukan panas atau reaksi penyimpanan suhu tubuh. (4)

Sistem pengatur temperatur menggunakan tiga mekanisme penting untuk menurunkan panas tubuh ketika temperatur menjadi sangat tinggi :(4)

1. Vasodilatasi. Pada hampir semua area tubuh, pembuluh darah kulit berdilatasi dengan kuat. Hal ini disebabkan oleh hambatan dari pusat simpatis pada hipotalamus posterior yang menyebabkan vasokonstriksi. Vasodilatasi penuh akan meningkatkan kecepatan pemindahan panas ke kulit sebanyak delapan kali lipat.

2. Berkeringat. Peningkatan temperatur tubuh 10C menyebabkan keringat cukup banyak untuk membuang 10 kali lebih besar kecepatan metabolisme basal dari pembentukan panas tubuh.

3. Penurunan pembentukan panas. Mekanisme yang menyebabkan pembetukan panas berlebihan, seperti menggigil dan termogenesis kimia, dihambat dengan kuat.

1. Vasokonstriksi kulit di seluruh tubuh. Hal ini disebabkan oleh rangsangan pusat simpatis hipotalamus posterior.

2. Piloereksi. Piloereksi berarti berdiri pada akarmya. Rangsangan simpatis menyebabkan otot erektor pili yang melekat ke folikel rambut berkontraksi, yang menyebabkan rambut berdiri tegak.

2.4. Gangguan keseimbangan suhu tubuh

2.4.1. Demam

Demam adalah kenaikan suhu tubuh melebihi variasi suhu normal sehari-hari dan disertai dengan kenaikan set point hipotalamus, misalnya dari 370C mejadi 390C. Perubahan set point ini menggambarkan setting ulang thermostat ke level yang lebih tinggi untuk meningkatkan suhu ambient dalam ruangan. Sekali setpoint hypothalamus meningkat, saraf-saraf vasomotor diaktifkan dan terjadi vasokonstriksi. Penderita merasakan dingin pertama kali pada tangan dan kaki. Menghambat darah ke perifer menuju organ dalam yang penting menurunkan pengeluaran panas dari kulit, dan penderita merasa dingin. Menggigil, yang meningkatkan produksi panas dari otot, bisa dimulai pada saat yang sama, tapi menggigil tidak terjadi jika mekanisme pembentukan panas sudah cukup meningkatkan suhu darah. Produksi panas pada di hati juga terjadi. Pada manusia, tingkah laku berupa memakai lebih banyak pakaian atau tidur akan meningkatkan suhu tubuh. (2)

dengan mekanisme yang sama ketika pada keadaan tidak demam. Ketika set point hypothalamus menurun (baik akibat zat yang pirogen berkurang atau penggunaan antipiretik), proses pengeluaran panas melalui vasodilatasi dan keringat akan dimulai. Hal ini akan terus berlangsung sampai suhu darah mencapai set point hipotalamus yang turun tersebut. (2)

Demam >41.50C (>106.70F) disebut hiperpireksi. Keadaan ini terjadi pada pasien dengan infeksi yang sangat parah dan biasanya terjadi pada penderita dengan perdarahan sistem saraf pusat. Set point hypothalamu juga dapat meningkat akibat trauma lokal, perdarahan, tumor, ataupun malfungsi hipotalamus intrinsik.(2)

Pirogen merupakan bahan-bahan yang menyebabkan demam. Pirogen eksogen berasal dari luar pasien, umumnya produk mikroba, toksin mikroba, atau mikrogorganisme. Contoh pirogen endogen adalaha endotoksin polisakarida yang dihasilkan bakteri gram negatif, bakteri gram positif dan endoktoksin dari Staphylococcus aureus dan toksin stretococcus grup A dan B. (2, 4)

Sitokin adalah protein ukuran kecil (10.000 sampai 20.000 Da) yang mengatur imunitas, inflamasi, dan proses hematopoeisis. Contoh, stimulasi proliferasi limfosit selama respon imun terhadap vaksinasi adalah hasil dari sitokin interleukin (IL) 2, IL-4 dan IL-6. Sitokin lain, faktor stimulasi koloni granulosit, stimulasi granulocytopoeisis di dalam sumsum tulang. Beberapa sitokin menyebabkan demam dan disebut sitokin pirogen. Yang dikenal sebagai sitokin pirogen adalah IL-1, IL-6, tumor necrosis factor (TNF), ciliary neurotropic factor (CNF), dan interferon (IFN) α. (2)

arhtralgia. Peningkatan PGE2 di otak yang akan memulai peningkatan setpoint hipotalamus untuk suhu inti. (2)

2.4.2. Hipertermi

Hipertermi adalah keadaan suhu tubuh yang meningkat secara tidak terkontrol yang meningkatkan pengeluaran panas tanpa terjadi perubahan pada set point hipotalamus (normal). Paparan panas dari luar dan produksi panas endogen merupakan mekanisme terjadinya hipertermi. Pembentukan panas yang berlebihan dapat dengan mudah menimbulkan hipertermi mengalahkan kontrol fisiologis dan tingkah laku suhu tubuh. Misalnya, bekerja atau olahraga pada lingkungan panas akan menyebabkan produksi panas lebih cepat daripada mekanisme perifer dalam mengeluarkan panas. (4)

Ada beberapa keadaan dimana kenaikan suhu tubuh yang terjadi bukan demam tetapi hipertermi. Seperti serangan panas (heat stroke), akibat pusat pengaturan suhu tubuh gagal bekerja pada lingkungan yang panas. Terdiri atas exertional heat stroke biasanya terjadi pada orang muda yang berolahraga pada suhu lingkungan dan atau kelembaban yang lebih tinggi dari normal, yang lain non exertional heat stroke terjadi pada baik orang muda maupun tua terutama pada gelombang panas. Drug induced hyperthermia yaitu hipertermi yang terjadi kaibat penggunaan obat psikotropika seperti mono amine oxidase inhibitors (MAOIs), tricyclic antidepressant, dan amfetamin ataupun kokain.(2)

rhabdomyolisis, dan instabilitas kardiovaskular dapat segera terjadi. Kondisi ini sering fatal. Neuroleptic malignant syndorme (NMS) terjadi akibat pemakaian obat bersifat neuroleptik (antipsikotik phenothiazine, haloperidol, prochlorperazine, metoclopramide) atau obat dopamin dan dikarakteristikkan oleh rigiditas otot, efek samping ekstrapiramidal, disregulasi otonom, dan hipertermi. Kelainan ini muncul karena inhibisi pusat reseptor dopamin di hipotalamus, yang akan menyebabkan peningkatan pembentukan panas dan penurunan pengeluaran paans. Serotonin syndrome muncul pada pemakaian inhibitor serotonin selektif (SSRIs), MAOIs dan obat-obat serotonergik lain, juga menimbulkan hipertemi. Thyrotoxicosis dan pheochromocytoma juga dapat menyebabkan hipertermi. (2)

Sangat penting membedakan antara demam dan hipertermi karena hipertermi dapat berakibat fatal dan ditandai dengan tidak respon terhadap antipiretik. Hipertermi sering didiagnosa pada kejadian yang segera menimbulkan peningkatan suhu inti, seperti terpapar panas atau pengobatan dengan obat-obatan yang mempengaruhi regulasi suhu tubuh. Secara klinis juga dapat dijumpai pada hipertermi dengan serangan panas ataupun akibat obat-obatan kulit terasa panas dan kering. Ditambah lagi, antipiretik tidak dapat menurunkan peningkatan suhu tubuh pada hipertermia sedangkan pada demam dan bahkan hiperpireksi dosis aspirin atau asetaminofen yang adekuat dapat menurunkan suhu tubuh.(6)

2.4.3. Hipotermi

lingkungan dingin.(2)Jika seseorang yang tidak segera ditangani, terpapar dengan air es selama 20 sampai 30 menit dapat meninggal karena jantung berhenti sama sekali atau fibrilasi jantung. Pada saat itu, suhu tubuh internal jatuh sampai 770F. Jika segera dihangatkan dengan pemberian panas secara eksternal, hidup orang tersebut masih dapat diselamatkan.(4)

BAB 3

KESIMPULAN

1. Keseimbangan suhu tubuh diatur oleh hipotalamus anterior dan posterior yang masing-masing bertanggung jawab terhadap panas dan dingin, dengan mengatur keseimbangan antara produksi panas dan pengeluaran panas.

2. Keadaan yang dapat meningkatkan produksi panas adalah pembentukan energi melalui assimilasi makanan, aktivitas otot, peningkatan aktivitas saraf simpatis dan sekresi hormon seperti tiroksin.

3. Pelepasan panas dari tubuh dilakukan secara radiasi, konduksi, konveksi dan evaporasi melalui kulit berupa keringat atau pernafasan.

DAFTAR PUSTAKA

1. Ganong W. Review of medical physiology. 21st ed. California: Mc-Graw Hill company; 2003.

2. Kasper D, Fauci A, Longo D, Braunwald E, Hauser S, Jameson J. Harrison's principles of internal medicine. 16th ed. New York: McGraw-Hill companies; 2005.

3. Scanlon V, Sanders T. Essentials of anatomy and physiology. Fifth ed. Philadelphia: FA Davis company; 2007.

4. Guyton A. Textbook of medical physiology. Eleventh ed. Pennsylvania: Elsevier saunders; 2006.

5. Despopoulos A, Silbernagl S. Color atlas of physiology. 5th ed. New York: Thieme; 2003.