Homeostasis

1. Homeostasis Sulthon Taqdir Alfirdaus, S.Pd

2. Homeostasis • Keadaan homeostasis atau steady state • homoios (sama), stasis, (menetap)  “tetap sama” • “keadaan yang bisa berubah, secara relatif konstan” • Walter B. Cannon • bukan sesuatu yang tidak pernah berubah, • tidak selalu sama sepanjang waktu. • Sel: untuk survive dalam kondisi sehat • seluruh aspek lingkungan harus relatif konstan: komposisi kimia, tekanan osmosis, [H+], suhu, dsb. • perubahan kecil  fungsi sel tidak optimal • perubahan besar  sel dan tubuh mati

3. Lingkungan kehidupan sel • Tidak sama dengan lingkungan kehidupan tubuh. • tubuh di dalam atmosfir; udara luar = lingkungan luar • sel di dalam cairan interstitium = lingkungan dalam • Cairan ekstrasel (di luar sel) berada di • intersel/interstisium, mengisi ruangan di antara sel • plasma, mengalir di pembuluh darah. • Claude Bernard, Perancis: “milieu interne” • cairan ekstrasel lingkungan kehidupan sel • komposisi fisika/kimia harus dipertahankan konstan • Walter B. Cannon, Amerika • menamakan kekonstanan relatif ‘lingkungan dalam’ • sebagai homeostasis.

4. Mempertahankan homeostasis • Merupakan tema utama Fisiologi. • melibatkan proses-proses mekanisme homeostasis • pelaksanaan fungsi semua organ dan sistem tubuh • Illustrasi mengenai proses homeostasis • kolam renang, tinggi permukaan 150-155 cmsebagai bentuk homeostasis air • kalau terjadi sumbatan pada pipa masukvolume air berkurang, ketinggian akan < 150 cm. • mekanisme homeostatis bekerja sensor otomatis mengaktifkan alat lainmengurangi aliran pada pipa keluar, ketinggian air kembali ke tingkat homeostasis

5. Dasar mekanisme homeostasis • Perubahan lingkungan internal merangsang sensor • mengaktifkan respons pengembalian homeostasis. • membalikkan perubahan ke homeostasis. • Respons pembentuk mekanisme homeostasis • disebut sebagai respons adaptif (penyesuaian). • penyesuaian tubuh dengan perubahan lingkungan • perubahan tubuh akibat perubahan lingkungandan perubahan lingkungan akibat perubahan tubuh. • Adaptasi: penggabungan organisme - lingkungan • kalau berhasil: survival yang sehat • kalau gagal: penyakit atau kematian.

6. Generalisasi fungsi tubuh • Kategori umum fungsi tubuh • fungsi survival (daya bertahan hidup), • fungsi homeostasis lingkungan dalam, • aktifitas terus menerus, • memiliki fungsi-fungsi organ, • berubah sesuai dengan perjalanan waktu. • Survival (daya bertahan hidup) • urusan tubuh yang paling utama, • mencakup survival tubuh dan survival makhluk • tergantung pada kemampuan tubuh menjaga atau mengembalikan homeostatis lingkungan internal.

7. Homeostasis tergantung kemampuan melaksanakan berbagai aktifitas terus-menerus • Fungsi utama • berespons terhadap perubahan lingkungan, • pertukaran zat antara lingkungan dan sel • metabolisme makanan, dan • integrasi aktifitas yang sangat beragam. • Fungsi-fungsi tubuh pada dasarnya adalah fungsi sel-selnya.

8. Kemampuan melaksanakan fungsi • Berubah perlahan • kurang mampu: di 2 ujung kehidupan, bayi/tua. • kanak-kanak: fungsi lebih efisien/efektif. • remaja: tingkat efisiensi/keefektifan maksimum. • menjelang tua: kurang efisien/efektif. • Perubahan fungsi • di awal kehidupan  proses perkembangan, dan pada usia senja  disebut proses penuaan. • perkembangan  kapasitas makin baik,proses penuaan  mengurangi kapasitas

9. Lingkungan dalam • Cairan antar sel: tempat sel hidup • lingkungan dalam: millieu interieur • adalah lingkungan ‘luar’ untuk sel • disebut cairan interstitium (CI) • Jarak terjauh sel dan kapiler 50  • plasma, makanan, dan O2 masuk ke CI • CI, sisa metabolisme dan CO2 ke kapiler • CI dan protein masuk ke pembuluh limfe

10. Cairan : 60% tubuh dewasa • Ekstrasel 33%, intrasel 67% • Cairan ekstrasel: di luar sel • Cairan darah: selalu bergerak cepat • curah jantung: 70 ml/denyut x 72 denyut/menit • volume darah: sekitar 5000 ml • Cairan interstitium: • di antara sel-sel, ‘millieu interieur’ • sumber kehidupan sel • Lain: cairan sendi, otak, pleura, dsb.

11. Cairan ekstrasel dan intrasel • Cairan ekstrasel, terutama berisi • ion-ion: Na, Cl, HCO3 • O2, glukosa, asam lemak, asam amino • CO2 dan produk sisa • Cairan intrasel, terutama berisi • ion-ion: K, Mg, PO4 • Transport intraselekstrasel: • diffusi, transport aktif • ion: mekanisme khusus

12. Cairan interstitium • Cairan interstitium: tempat hidup sel • O2 dan makanan: CI sel • CO2 dan sisa metabolisme: sel CI • pertukaran CI sel: tergantung kadar • Kadar zat di dalam CI harus tetap! • homoios + histemi: standing still • makanan tak boleh kurang • sisa makanan tak boleh berlebih

13. Pemeliharaan homeostasis • Kemampuan sistem untuk • mengatur lingkungan dalam • mempertahankan kondisi konstan, stabil • Fungsi bersama semua organ • paru-paru • jantung, pembuluh, darah • ginjal: [ion] konstan, pembuangan • pencernaan: makanan • hormon, syaraf

14. Sistem-sistem yang terlibat • Transportasi • Perolehan sumber nutrien • Pembuangan sisa metabolisme • Kontrol oleh syaraf dan hormon • Reproduksi

15. Transportasi • Pergerakan darah di pembuluh • darah lewat di organ-organ • rest: 1x, sangat aktif: 6x per menit • Pergerakan cairan dari kapiler ke sel • kapiler permiabel untuk zat terlarut • plasma  interstitium: pertukaran • interstitium  sel • jarak kapiler–sel: <50 μm

16. Sumber nutrien • Respirasi: • tebal alveoli-kapiler 0,4-2,0 μm • O2 berdiffusi dengan mudah • Pencernaan: penyerapan makanan • Hati: metabolisme • Muskuloskeleton: mencari makanan

17. Pembuangan sisa metabolik • Paru-paru • CO2, hasil akhir terbesar metabolisme • Ginjal • sisa metabolisme sel: asam urat, urea • kelebihan air dan ion • Kulit • air, mineral

18. Pengaturan fungsi • Syaraf: • Sensoris: panca indera • Pusat: otak dan medulla spinalis • Motorik: pelaksana keinginan • Otonom: kontrol bawah sadar • Hormon: mengatur metabolisme • tiroid, insulin, paratiroid • kortisol, aldosteron

19. Reproduksi • Penerusan kehidupan • Pengganti generasi yang menjadi tua • Dorongan kuat pada usia reproduksi

20. Sistem-sistem kontrol tubuh • Genetik • Kontrol fungsi setiap organ • Kontrol hubungan antar organ • Contoh: • respirasi: kontrol [CO2] ekstrasel • hati/pankreas: [glukosa] ekstrasel • ginjal: [H], [Na], [K], [PO4], ekstrasel

21. Pengaturan [O2] & [CO2] • Fungsi penyangga O2 hemoglobin • Paru-paru: Hb mengikat O2 • Interstitium: O2 lepas kalau [O2] rendah • Penentu: sifat kimia hemoglobin • CO2 adalah sisa utama oxidasi sel • CO2 merangsang pusat pernafasan • nafas cepat dan dalam  CO2 dibuang • menumpuk: reaksi oksidatif terhenti

22. Pengaturan tek. darah arteri • Baroreseptor: • a. karotid dan arkus aorta • TD naik  baroreseptor dirangsang  pusat vasomotor ditekan  simpatis ↓ • pembuluh arteriol melebar • kekuatan pompa jantung berkurang • tekanan darah turun

23. Pentingnya sistem kontrol • Suhu: naik 7°C  kematian sel • pH: <6,9; >8.0  kematian • [K+]: ↓ lumpuh;  depresi jantung • [Ca++]: ↓  tetani • [Glukosa] ↓: mental kacau, pingsan

24. Kontrol ‘negative feedback’ • Negatif dibandingkan stimulus awal • ekstrasel: CO2↑ ventilasi ↑  CO2↓ • tekanan darah ↑  reaksi-reaksi  TD ↓ • Mengembalikan kelebihan atau kekurangan ke angka normal

25. Positive feedback: • Ruptur pembuluh darah: • bekuan darah  trombosit:   lobang tertutup • Melahirkan • kontraksi uterus  serviks teregang  anak lahir • jarang digunakan tubuh • berlebihan: efek berbahaya!!