METABOLISME ENERGI DAN TERMOREGULASI
Irma Rachmatiani (0661 12 057), Indra Suryadibrata (0661 12 066), Selvi Nurlita (0661 12 085), Ardila LIssawardi (0661 12 077).
ABSTRAK
Metabolisme energi merupakan bagian metabolisme perantara yang berisi jalur pembentukan dan penyimpanan energi. Termoregulasi adalah suatu mekanisme
makhluk hidup untuk mempertahankan suhu internal agar berada di dalam kisaran yang dapat ditolelir. Hewan poikiloterm adalah hewan yang sangat bergantung pada suhu di lingkungan luarnya untuk meningkatkan suhu tubuhnya
karena panas yang dihasilkan dari keseluruhan sistem metabolismenya hanya sedikit. Suhu tubuh hewan ini berubah sesuai dengan suhu lingkungannya. Hewan ini akan aktif bila suhu lingkungan panas dan akan pasif (berdiam di suatu tempat) bila suhu lingkungan rendah. Hewan homoiterm adalah hewan yang suhu tubuhnya berasal dari produksi panas di dalam tubuh, yang merupakan
hasil samping dari metabolisme jaringan. Suhu tubuh hewan ini relatif konstan, tidak terpengaruh oleh suhu lingkungan disekitarnya. Hal ini karena darah bersih
dan darah kotor pada hewan ini sudah tidak bercampur lagi karena katup pada jantungnya sudah sempurna.
Kata kunci : homoiotermik, poikilotermik, dan termoregulasi.
HIPOTESA
Pada hewan poikiloterm akan mengikuti perubahan suhu yang terjadi dan bersifat pasif. Sedangkan pada hewan homoiterm, berusaha untuk mempertahankan suhu tubuh agar konstan dengan bersifat aktif. Jumlah liter O2 yang dikonsumsi perhari oleh mencit berbanding terbalik dengan berat tubuh mencit, semakin besar berat tubuh mencit maka akan semakin kecil jumlah liter O2 yang dikonsumsi.
A. PENDAHULUAN
Metabolisme adalah suatu proses fisiologis dimana makanan yang dicerna akan diubah menjadi energy. Perimbangan jumlah energi yang masuk ke dalam dan keluar dari tubuh merupakan proses yang pokok dalam sistem kehidupan tubuh tersebut. Energi ini akan digunakan untuk melakukan serangkaian aktivitas yaitu untuk pertumbuhan, produksi, bekerja, dan mempertahankan suhu tubuh agar kehidupan berlangsung optimal. Tanpa energi yang masuk secara terus menerus dan
tetap kehidupan akan terhenti. Istilah metabolisme secara harfiah berarti perubahan, digunakan untuk menunjukan semua transformasi kimiawi dan tenaga yang timbul dalam badan. Metabolisme meliputi proses sintesis dan proses penguraian senyawa atau komponen dalam sel hidup. Proses sintesis ini disebut anabolisme dan proses penguraian disebut katabolisme. (Amandor, 2003). Faktor yang dapat mempengaruhi laju metabolisme adalah aktivitas, suhu lingkungan, panjang siang hari, musim, umur, jenis kelamin, berat badan, ukuran tubuh, stress, jenis makanan yang di uraikan dan kehamilan. Pengukuran laju metabolisme adalah suatu bentuk pengukuran energi yang dihasilkan tubuh berdasarkan asupan makanan yang masuk dan melibatkan oksidasi oksigen. Metabolisme tubuh berarti semua reaksi kimia sederhana pada semua sel tubuh, dan kecepatan metabolisme dalam keadaan normal menyatakan kecepatan pengeluaran panas pada reaksi kimia. Metabolisme sangat sensitive terhadap perubahan suhu lingkungan internal makhluk hidup, khususnya hewan dan manusia. Sebagai contoh, laju respirasi seluler meningkat seiring peningkatan suhu sampai titik tertentu dan kemudian menurun ketika suhu itu sudah
cukup tinggi sehingga mendenaturasi enzim. Selain itu sifat-sifat membran juga berubah dengan perubahan suhu. Panas sebagai sebutan umum dari semua energy yang dikeluarkan oleh tubuh. Tidak semua energi dalam makanan ditransfer menjadi ATP, sebagai gantinya, sebagian besar energi menjadi panas. Dialam, pengaturan suhu tubuh oleh hewan dan manusia dilakukan untuk mengatur panas yang diterimanya atau yang hilang kelingkungan. Mekanisme perubahan panas tubuh hewan dapat terjadi dengan 4 proses, yaitu konduksi, konveksi, radiasi, dan evaporasi. Konduksi adalah pemindahan panas antara dua kegiatan secara kontak fisik langsung diantaranya keduanya. Konduksi juga bisa berarti 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. Konveksi adalah transfer panas
akibat adanya gerakan udara atau cairan melalui permukaan tubuh. 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 kinetik pada gerakan molekul. Sebagian besar energi pada gerakan ini dapat dipindahkan 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. Evaporasi (penguapan air darikulit) dapat memfasilitasi perpindahan panas tubuh. 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 pernapasan. Selama suhu kulit lebih tinggi dari pada suhu lingkungan,panas hilang melalui radiasi dan konduksi. Namun ketika suhu 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. Berdasarkan pengaruh suhu lingkungan terhadap suhu hewan, maka hewan dibagi menjadi dua golongan, yaitu poikiloterm dan homoioterm. Hewan poikiloterm adalah hewan yang sangat bergantung pada suhu di lingkungan luar untuk meningkatkan suhu tubuhnya karena panas yang dihasilkan dari keseluruhan sistem metabolismenya hanya sedikit. Suhu tubuh hewan poikiloterm dipengaruhi oleh lingkungan.Suhu tubuh bagian dalam lebih tinggi dibandingkan dengan suhu tubuh luar. Hewan seperti ini juga disebut hewan berdarah dingin. Untuk menghadapi cuaca yang sangat buruk (terlalu dingin atau terlalu panas),hewan poikioterm
perlu menghemat energi dengan cara hibernasi atau estivasi. (Guyton,1995). Hewan homoioterm, adalah hewan yang suhu tubuhnya berasal dari produksi panas di dalam tubuh,yang merupakan hasil samping dari metabolisme jaringan. Di lain pihak hewan homoioterm disebut hewan berdarah panas. Suhu tubuh hewan homoioterm lebih stabil, hal ini dikarenakan adanya reseptor dalam otaknya sehingga dapat mengatur suhu tubuh. Hewan homoioterm biasanya mempertahankan suhu tubuh mereka di sekitar 35 – 40°C. Suhu tubuh merupakan keseimbangan antara perolehan panas dari dalam (metabolisme) atau luar dengan kehilangan panas. Hewan homoioterm dapat melakukan aktifitas pada suhu lingkungan yang berbeda akibat kemampuan mengatur suhu tubuh.Hewan homoioterm mempunyai variasi temperatur normal yang dipengaruhi oleh faktor umur, faktor kelamin, faktor lingkungan, faktor panjang waktu siang dan malam, faktor makanan yang dikonsumsi dan faktor jenuh pencernaan air. Hewan berdarah panas adalah hewan yang dapat menjaga suhu tubuhnya, pada suhu-suhu tertentu yang konstan biasanya lebih tinggi dibandingkan lingkungan sekitarnya. Sebagian panas hilang melalui proses radiasi,berkeringat
yang menyejukkan badan. Proses evaporasi yang dilakukan berfungsi untuk menjaga suhu tubuh agar tetap konstan. Contoh hewan berdarah panas adalah bangsa burung dan mamalia. Pengaturan suhu tubuh (termoregulasi), pengaturan cairan tubuh, dan ekskresi merupakan elemen-elemen dari homeostasis. Dalam termoregulasi dikenal adanya hewan berdarah dingin (cold-blood animals) dan hewan berdarah panas (warm-blood animals). Namun ahli-ahli Biologi menggunakan istilah ektoterm dan endoterm. Pembagian golongan ini didasarkan pada sumber panas utama tubuh hewan tersebut. Hewan ektoterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari lingkungan (menyerap panas lingkungan). Suhu tubuh hewan ektoterm cenderung berfluktuasi, tergantung pada suhu lingkungan. Hewan dalam kelompok ini adalah anggota invertebrata, ikan, amphibia, dan reptilia. Sedangkan hewan endoterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari hasil metabolisme. Suhu tubuh hewan ini lebih konstan. Endoterm umum dijumpai pada kelompok burung (Aves), dan mamalia (Campbell dkk, 1995).
B. TUJUAN PERCOBAAN
1. Mempelajari produksi panas pada hewan homoitermik dan poloitermik.
2. Mempelajari penentuan konsumsi O2.
C. PROSEDUR PERCOBAAN
alat yang digunakan : gelas piala, stoples, thermometer, spuit 20cc, alat pengukur oksigen.
Bahan yang digunakan : satu ekor katak dan mencit dan air dingin. Cara kerja :
Produksi panas pada hewan poikilotermik dan homoitermik. 1. Persiapkan gelas piala/ stoples. 2. Bacalah perubahan suhu pada
thermometer.
Konsumsi oksigen pada mencit 1. Alat yang dipakai adalah
pengukur oksigen yang terdiri atas stoples yang dapat ditutup rapat dengan karet, bagian bawah diisi absorben yang dibatasi dengan kawat kasa yang akan dihubungkan dengan pipa U. 2. Stoples yang mempunyai katup
yang berfungsi untuk memasukkan udara kedalamnya.
3. Isilah pipa U dengan air berwarna untuk mempermudah pengukuran.
4. Masukkan hewan uji kedalam toples dan tutup rapat-rapat. 5. Masukkan udara 20cc kedalam
toples, udara akan menekan pada salah satu kaki pipa U sehingga permukaannya tidak sama (pertahankan spuit sampai selesai percobaan). Catat waktunya sampai permukaan cairan pada pipa dalam ketinggian yang sama.
6. Waktu ini merupakan lamanya mencit menggunakan oksigen sebanyak 20cc.
7. Volume udara yang masuk harus dikoreksi menurut rumus
Liter koreksi = Liter obs x
x
8. Hitung jumlah liter O2 yang
dikonsumsi perhari. x
= liter O2 konsumsi / hari
D. DATA PENGAMATAN Produksi panas
Penentuan konsumsi Diketahui :
Panjang air awal : 9,5 cm Panjang akhir (waktu) : 58 detik Liter Obs : 20cc
Temperature obs : 370C
Liter O2 konsumsi = liter koreksi Liter kor = Liter obs x
x Liter koreksi = 0,02 x x = 0,02 x 0,88 x 0,99 = 0,0174 ∑ liter O2 / hari = x 84400 detik /hari = 0,0003 x 84400 = 25, 32 liter / hari E PEMBAHASAN
Pada praktikum kali membahas
tentang metabolisme energi dan termoregulasi. Dimana metabolisme energi merupakan bagian metabolisme perantara yang berisi jalur pembentukan dan
penyimpanan energi.
Termoregulasi adalah suatu mekanisme makhluk hidup untuk mempertahankan suhu internal agar berada di dalam kisaran yang dapat ditolelir. Praktikum kali ini bertujuan untuk mempelajari produksi panas pada hewan
homoiterm dan hewan
poikiloiterm dan mempelajari penentuan konsumsi .
Berdasarkan kemampuan mengatur panas tubuhnya, hewan dibeakan menjadi 2 golongan, wakt u (men it) temperatur kontrol katak mencit ai r Uda ra ai r uda ra ai r uda ra 10 1, 2 2,1 1 1,5 20 1, 5 2 1, 1 1,5 30 1, 8 2,1 1, 4 1,6 40 1, 9 2,1 1, 8 2,1 50 2, 1 2,2 2 1j7 60 2, 2 2,3 2, 1 1,8
yaitu poikiloiterm (hewan yang suhu tubuhnya tergantung pada suhu lingkungan) dan homoiterm (hewan yng suhu tubuhnya tidak bergantung pada suhu lingkungan atau cenderung konstan). Untuk pembuktiannya, maka dilakukan percobaan dengan menggunakan hewan dari dua golongan tersebut dan diberikan perlakuan pada suhu dingin.
Pada percobaan produksi panas menggunakan katak (poikiloterm) dan mencit (homoiterm). Perlakuan yang diberikan kedua hewan tersebut sama. Yaitu dengan meletakkan hewan tersebut didalam lingkungan dingin. Untuk memperoleh keadaan lingkungan yang demikian, dibutuhkan 2 beker glass yang ukuran berbeda. Beaker glass ukuran 1000ml sebagai beaker glass terluar untuk menempatkan air dingin, beaker glass kedua berukuran 500ml untuk menaruh hewan percobaan. Untuk mengetahui besarnya suhu
lingkungan digunakan
thermometer alkohol yang
diletakkan pada beaker glass masing – masing 1 thermometer. 1 untuk mengukur suhu lingkungan dan 1 lagi untuk mengukur suhu hewan. Percobaan dilakukan selama 60 menit. Suhu diukur setiap 10 menit sekali.
Katak merupakan hewan amphibi. Hewan amphibi merupakan hewan poikiloiterm. Suhu tubuh hewan poikiloiterm ditentukan oleh keseimbangannya
dengan kondisi suhu
lingkungannya dan berubah – ubah seperti berubah – ubahnya suhu lingkungan. Hewan ini mampu mengatur suhu tubuhnya sehinggamendekati suhu lingkungan. Pengaturan untuk menyesuaikan terhadap lingkungan dingin dilakukan dengan cara memanfaatkan input radiasi sumber panas yang ada disekitarnya sehingga suhu tubuh diatas suhu lingkungan dan pengaturan terhadap suhu lingkungan dan pengaturan untuk menyesuaikan panas dengan penguapan air melalui kulit dan organ – organ respiratori menekan
suhu tubuh beberapa derajat dibawah suhu lingkungan. Oleh karena itu, ketika suhu lingkungan turun, suhu tubuh katak juga ikut turun mrnyesuaikan dengan lingkungannya demikian pada suhu lingkungan yang panas. Dari data pengamatan diatas, sudah membuktikan bahwa katak merupakan hewan polikiloiterm dimana suhu tubuhnya ditentukan oleh keseimbangannya dengan kondisi suhu lingkungan, dan berubah – ubah seperti berubah – ubahnya kondisi suhu lingkungan, Mencit termasuk kedalam hewan mamalia. Hewan mamalia merupakan hewan homoiterm. Hewan ini memilik suhu tubuh yang konstan. Jika hewan ini dihadapkan pada suatu suhu yang ekstrim dibawah atau diatas suhu normal, hewan homoiterm melakukan regulasi metabolik atau regulasi fisik sehingga dapat bertahan hidup. Namun hewan ini memiliki toleransi yang terbatas terhadap perubahan suhu lingkungan yang ekstrim. Hewan homoiterm lebih toleran terhadap
suhu dingin daripada suhu panas. Sehingga mencit masih dapat bertahan hidup pada suhu lingkungan paling dingin yaitu C namun tidak dapat bertahan hidup pada suhu lingkungan paling panas yaitu C. Pada suhu lingkungan yang terus menurun, mencit masih dapat bertahan hidup. Mekanisme yang dilakukan agar dapat bertahan hidup berupa regulasi metabolik. Mencit akan terus memproduksi panas yang dapat meningkat secara linier dengan penurunan suhu. Regulasi metabolik dilakukan mencit hingga suhu kritis bawah. Sementara pada suhu lingkungan yang terus naik, mencit tidak dapat bertahan hidup yang artinyamencit sudah melewati suhu fatal atas dan tubuh sudah tidak dapat mengimbangi suhu ligkungan yang terus naik. Hal tersebut menunjukkan bahwa mencit (homoiterm) lebih toleran terhadap suhu dingin daripada suhu panas.
Selanjutnya melakukan percobaan penentuan konsumsi . Pada percobaan diberi perlakuan mengisi pipa U dengan air berwarna untuk mempermudah pengukuran. Masukkan mencit kedalam toples dan tutup rapat-rapat. Masukkan udara 20cc kedalam toples, udara akan menekan pada salah satu kaki pipa U sehingga permukaannya tidak sama (pertahankan spuit sampai selesai percobaan). Dicatat waktunya sampai permukaan cairan pada pipa dalam ketinggian yang sama. Waktu ini merupakan lamanya mencit menggunakan oksigen sebanyak 20cc. dari percobaan tersebut didapatkan hasil:
Panjang air awal : 9,5 cm Panjang akhir (waktu) : 58 detik Liter Obs : 20cc
Temperature obs : 370C
Untuk mengetahui berapa banyak mencit mengonsumsi perharinya dapat dihitung dengan menggunakan ini:
Liter O2 konsumsi = liter koreksi Liter kor = Liter obs x x Liter koreksi = 0,02 x x = 0,02 x 0,88 x 0,99 = 0,0174 ∑ liter O2 / hari = x 84400 detik /hari = 0,0003 x 84400 = 25, 32 liter / hari
Jadi, mencit ini setiap harinya mengomsumsi sebanyak 25, 32 liter / hari.
KESIMPULAN
Dari hasil praktikum dan pembahasan yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut. metabolisme energi merupakan bagian metabolisme perantara yang berisi jalur pembentukan dan penyimpanan energi. Termoregulasi adalah suatu mekanisme makhluk hidup untuk mempertahankan suhu internal agar berada di dalam kisaran yang dapat ditolelir. Mencit termasuk kedalam hewan mamalia. Hewan mamalia merupakan hewan homoiterm. Hewan ini memilik suhu tubuh yang konstan. Katak merupakan hewan amphibi.
Hewan amphibi merupakan hewan poikiloiterm. Suhu tubuh hewan poikiloiterm ditentukan oleh keseimbangannya dengan kondisi suhu lingkungannya dan berubah – ubah seperti berubah – ubahnya suhu lingkungan. Mencit ini setiap harinya mengomsumsi sebanyak ± 25, 32 liter / hari.
DAFTAR PUSTAKA
Wulangi, K.S. 1993. Prinsip-prinsip Fisiologi Hewan. DEPDIKBUD: Jakarta.
Campbell. 2004. Biologi. Erlangga: Jakarta. Pearce, Evelyn C. 1990. Anatomi
Fisiologi Untuk Paramedis.
Gramedia: Jakarta.
Anna, dkk. 2006. Dasar-Dasar Biokimia. UI Press: Jakarta.
Fictor, Ferdinand P. Moekti Ariebowo. 2007. Praktis Belajar Biologi. Media Visindo Persada: Jakarta.
Nugroho, Wahjudi. 2000. Keperawatan Gerontik. EGC: Jakarta.
Hall JE, Guyton. 2007. Fisiologi Kedokteran. EGC: Jakarta.
Anonim. 1997. Kamus Istilah
Kesehatan Hewan dan
Peternakan. Penerbit Kanisus:
Yogyakarta.
Setiadi. 2007. ANATOMO FISIOOGI
MANUSIA. Graham Ilmu:
Yogyakarta.
Isnaeni, 2006. Fisiologi Hewan. Kanisius, Yogyakarta.
