LAPORAN PRAKTIKUM ANATOMI FISIOLOGI MANUSIA METABOLISME ENERGI DAN TERMOREGULASI “
”
Tanggal praktikum : 10 Desember 2012 disusun oleh: Kelompok 8 Ketua Anggota
: Febriyanda Ramadan : Mutia Maulani Dewi Putri Rahayu Cucu Ulmukulsum Monica Prabawati Ramdhan Herdiansyah
(066111103) (066111076) (066111100) (066111102) (066111111) (066111107)
Dosen Pembimbing : Dra. Moerfiah, M.Si. Ir. E. Mulyati Effendi, M. S. Rouland Ibnu Darda , M.Si.
Asisten Dosen : Affandi Kurniawan
LABORATORIUM FARMASI PROGRAM STUDI FARMASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PAKUAN BOGOR 2012
METABOLISME ENERGI DAN TERMOREGULASI Febriyanda Ramadan (0661 11 103), Mutia Maulani (0661 11 076), Dewi Putri Rahayu (0661 11 100), Cucu Ulmukulsum (0661 11 102), Monica Prabawati (0661 11 111), Ramdhan Herdiansyah (0661 11 107). 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. Pada praktikum yang telah dilaksanakan tanggal 10 Desember 2012 ini bertujuan untuk mempelajari produksi panas pada hewan homoiotermik dan hewan poikilotermik serta mempelajari penentuan konsumsi O2. Hewan yang menjadi bahan percobaan yaitu mencit (homoioterm) dan katak (poikiloterm). Hasilnya pun berbeda antara katak dan mencit dapat dilihat secara fisik. Hal ini membuktikan adanya perbedaan produksi panas pada hewan poikilotermik dan homoiotermik dimana pada pengukuran hewan mencit pada menit ke 30 keaktifannya mulai berkurang sedangkan pada katak masih hiperaktif sehingga hewan mencit suhunya lebih cepat menurun dari pada katak serta pada percobaan konsumsi oksigen pada mencit setelah dilakukan koreksi dengan rumus jumlah liter O2 dihasilkan 0,702 liter O2 konsumsi/hari. Kata kunci : homoiotermik dan poikilotermik
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Metabolisme adalah segala pro-ses reaksi yang terjadi di dalam makhluk hidup mulai dari makhluk hidup bersel satu sampai yang paling kompleks (manusia) untuk mendapat, mengubah , dan memakai senyawa kimia di sekitar untuk mempertahankan kelangsungan hidup. Termoregulasi adalah suatu mekanisme makhluk hidup untuk mempertahankan suhu internal agar berada di dalam kisaran yang dapat ditolelir.
1.2. Tujuan Percobaan Mempelajari produksi panas pada hewan homoitermik dan hewan poikilotermik. Mempelajari penentuan konsumsi O 2. 1.3. Hipotesis 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 ter-
balik dengan berat tubuh mencit, semakin besar berat tubuh mencit maka akan semakin kecil jumlah liter O2 yang dikonsumsi. I.4. Tinjauan Pustaka Metabolisme adalah suatu proses fisiologis dimana makanan yang dicerna akan diubah menjadi energi. 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 pengurain 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 sensitif 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 energi yang dikeluarkan oleh tubuh. Tidak semua energi dalam makanan ditransfer menjadi ATP, sebagai gantinya, sebagian besar energi menjadi panas. Di alam, pengaturan suhu tubuh oleh hewan dan manusia dilakukan untuk mengatur panas yang diterimanya atau yang hilang ke lingkungan. 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 re-
lative 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 dari kulit) 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 sistem 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 aktual (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 (coldblood 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). BAB II BAHAN DAN CARA KERJA II.1 Alat dan Bahan Satu ekor katak dan satu ekor mencit dengan 3 set gelas piala atau stoples pelastik yang terdiri atas 3 gelas piala yang berbeda ukuran, air dingin, termometer, manometer, spuit 20cc, dan set bilik hewan. II.2 Prosedur Percobaan Produksi panas pada hewan poikilotermik dan homoiotermik Dipersiapkan gelas piala atau setoples dan dibaca perubahan suhu pada termometer.
Konsumsi oksigen pada mencit Digunakan alat pengukur oksigen yang terdiri atas stoples yang dapat ditutup dengan karet, bagian bawah diisi absorben yang dibatasi dengan kawat kasa yang di hubungkan dengan pipa U yang disi dengan air berwarna untuk mempermudah pengukuran. Hewan uji
●
dimasukkan ke dalam stoples dan ditutup rapat-rapat kemudian dimasukkan udara 20cc ke dalam stoples, dicatat waktunya sampai permukaan cairan pada pipa dalam ketinggian yang sama. Digunakan volume udara yang masuk dengan rumus:
Liter
=
koreksi
Literobs
x
Dihitung jumah liter O 2 yang di konsumsi perhari dengan rumus:
Keterangan : Aktifitas Mencit 10 menit: Hiperaktif 20 menit : Salivasi, Defekasi, Urinasi 30 menit: Aktifitas mencit mulai berkurang 40 menit : Menggigil 50 menit : Bulu basah, Menggigil 60 menit : Bulu basah, Menggigil 70 menit : Hipotermia 80 menit : Hipotermia
BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN
III.1 Hasil Tabel.1 Produksi panas pada hewan poikilotermik dan homoiotermik waktu (menit) 10 20 30 40 50 60 70 80
Katak
Konsumsi oksigen pada mencit Liter Koreksi =
Liter
= 0,01 L x
Udara
Air
Udara
Air
Udara
8 10 10 8 6 6 6 5
24 28 26 26 25 23 19 19
10 10 10 10 10 10 10 10
24 21 21 20 21 22 22 22
10 10 10 11 8 10 10 10
17 16 15 15 15 15 14 14
x
x
x
= 0,890 Liter t1 (waktu) = 21 menit t2 (waktu) = 20 menit
Kosong
Air
obs
Temperatur Mencit
Aktifitas Katak 10 menit : Hiperaktif 20 menit : Aktif 30 menit : Aktif 40 menit : Diam 50 menit : Aktif 60 menit : Diam 70 menit : Diam 80 menit : Diam
t rata-rata
=
= 20,5 menit
Jumlah liter O2 per hari = Liter O2 yang dikonsumsi x 1440 menit / hari
= 0,01 liter / 20,5 menit x 1440 menit /hari = 0,702 Liter/hari III.2 Pembahasan 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.. Berdasarkan hasil pengamatan diatas dapat diketahui bahwa suhu tubuh hewan poikilotermik selalu berubah-ubah sesuai dengan perubahan suhu lingkungan. Berbeda dengan hewan homoiotermik suhu tubuhnya dipertahankan konstan agar metabolisme dan fungsi organ bekerja secara optimal. Faktor yang dapat mempengaruhi laju metabolisme adalah aktivitas. suhu lingkungan, umur, jenis kelamin, berat badan, ukuran tubuh, stress, jenis makanan yang di uraikan. Aktifitas yang dilakukan mencit yaitu tetap berusaha untuk mempertahankan suhu tubuh terhadap lingkungan disekitarnya agar tetap konstan, dengan bersifat lebih aktif seperti melakukan gerakan-gerakan menggaruk, berpindah tempat, dan berjalan. Aktivitas tersebut dilakukan dengan tujuan membakar energi ATP sehingga menghasilkan panas yang diperoleh dari hasil metabolisme.
Berbeda dengan katak yang merupakan hewan poikilotermik, pada percobaan terlihat katak saat awal sangat hiperaktif melompatlompat kemudian setelah beberapa lama katak mulai diam. Hal ini disebabkan suhu udara di sekitar katak tidak berubah yakni mengikuti perubahan suhu yang terjadi pada air dingin di gelas kimia yang besar. Hal ini sesuai dengan literatur yang menyatakan bahwa suhu tubuh hewan poikilotermik selalu berubah-ubah mengikuti perubahan suhu lingkungan. Pada percobaan kedua, udara bertekanan mendorong manometer, jumlah oksigen lebih besar daripada CO 2 sehingga salah satu permukaan manometer naik dan permukaannya lebih tinggi. Oksigen dikonsumsi oleh mencit menyebabkan tekanan udara lebih rendah sehingga memungkinkan permukaan manometer menurun secara perlahan. Jumlah volume yang diperoleh dari kedua rumus diatas tidak memiliki perbedaan yang begitu jauh. Volume oksigen yang dikonsumsi pertama diperoleh sebesar 0,01 L, Nilai ini tidak dipengarui oleh tekanan dan suhu standar sedangkan volume koreksi yang diperoleh adalah 0,89 liter, volume yang diperoleh berdasarkan pengaruh temperatur dan suhu standar. BAB IV PENUTUP IV.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukan dapat disim-
pulkan bahwa Mencit mempertahankan suhu tubuhnya agar tetap konstan termasuk ke dalam kelompok hewan homoiotermik. Katak mempertahankan suhu tubuhnya sesuai dengan suhu lingkungan sekitarnya sehingga termasuk ke dalam kelompok hewan poikilotermik. Volume oksigen yang dikonsumsi per hari pada mencit adalah 0,702 Liter per hari. Volume koreksi udara yang masuk adalah 0,89 L per hari IV.2 Saran Dalam melakukan praktikum kali ini sebaiknya alat-alat yang akan dipergunakan telah dipersiapkan sebelumnya. Sehingga dapat mengefektifkan waktu.
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. Guyton, d.c. 1993. Fisiologi Hewan, edisi 2. EGC: Jakarta. Poedjiadi, 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
