Pengeluaran Keringat sebagai Mekanisme Pengaturan Suhu Tubuh

Transkripsi

1 Pengeluaran Keringat sebagai Mekanisme Pengaturan Suhu Tubuh Natasha Natalia Gunawan Kelompok B5 Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana Jl. Arjuna Utara No.6 Jakarta Barat Abstrak Tubuh mempunyai suatu panas untuk menjadi syarat terjadinya berbagai metabolisme. Suhu tersebut harus dipertahankan dalam batas optimal dengan cara pengeluaran dan penerimaan panas. Transfer panas tersebut dapat terjadi dengan berbagai cara seperti konduksi, konveksi, radiasi, dan evaporasi. Pembentukan panas juga sangat bergantung dengan kecepatan metabolisme yang terjadi di dalam tubuh dengan faktor-faktor yang mempengaruhinya. Mekanisme pengaturan suhu yang dilakukan tubuh juga dapat terjadi pada bagian tubuh tertentu untuk mempertahankan suhu normal. Salah satu mekanisme pengaturan suhu dalam pengeluaran panas adalah dengan berkeringat yang sekresinya diatur oleh kelenjar keringat. Kata Kunci: Suhu Tubuh, Transfer Panas, Pengeluaran Panas, Berkeringat Abstract Body has a core temperature for a variety of metabolisms. The temperature must be maintained within optimum limits by way of expenditure and receipt of heat. The heat transfer can occur in various ways such as conduction, convection, radiation and evaporation. Heat formation is also very dependent on the speed of metabolism that occurs in the body with the factors that influence it. Temperature adjustment mechanism that made the body can also occur in certain parts of the body to maintain normal temperature. One of the mechanisms of temperature regulation in heat dissipation by sweating secretion is regulated by the sweat glands. Keywords: Body Temperature, Heat Transfer, Heat Loss, Sweating Pendahuluan Panas adalah suatu bentuk energi yang dapat diukur menggunakan thermometer dengan satuan unit yang disebut Kalori. Suatu kalori dianggap sebagai sejumlah panas yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu dari 1 gram air 1 o C. 1 Rentang suhu normal bersikar antara 36 o C sampai lebih dari 37,5 o C. Suhu tubuh meningkat ketika melakukan aktivitas dan bervariasi

2 mengikuti suhu lingkungan. Bila kecepatan pembentukan panas di dalam tubuh lebih besar daripada kecepatan pengeluaran panas, panas akan timbul di dalam tubuh dan suhu tubuh akan meningkat. Sebaliknya bila pengeluaran panas lebih besar, panas tubuh dan suhu tubuh akan menurun. 2 Pada makalah ini akan dibahas mengenai seorang laki-laki berusia 35 tahun yang sejak sebulan lalu bekerja di pabrik kue dengan suhu ruangan 27 o C dan kelembapan udara 65%. Pada saat bekerja, ia merasa kepanasan dan mengeluarkan banyak keringat sehingga ia sering merasa haus. Identifikasi Istilah Tidak ada istilah yang tidak diketahui. Rumusan Masalah Laki-laki 35 tahun saat bekerja merasakan kepanasan dan mengeluarkan keringat Analisis Masalah Faktor yang mempengaruhi pengeluaran keringat Proses Pengeluara n Suh u Tub uh Proses pembentuka n Mekanisme kerja kelenjar keringat Hipotesis suhu tubuh. Laki-laki 35 tahun merasa kepanasan dan mengeluarkan keringat untuk mempertahankan

3 Suhu Tubuh Suhu inti tubuh adalah suatu suhu di dalam struktur tubuh di bagian dalam kulit dan lapisan subkutan sedangkan suhu kulit tubuh adalah suhu dekat dengan permukaan tubuh yaitu di kulit dan lapisan subkutan. Berdasarkan suhu lingkungan, suhu kulit tubuh 1-6 o C lebih rendah dibandingkan suhu inti tubuh. Suhu inti tubuh yang terlalu tinggi dapat menyebabkan denaturasi protein di dalam tubuh dan bila terlalu rendah dapat menyebabkan aritmia jantung yang dapat mengakibatkan kematian. 1 Pembentukan Panas Pembentukan panas pada tubuh sebanding dengan kecepatan metabolisme. Faktor yang mempengaruhi kecepatan metabolisme dan berakibat pada pembentukan panas tubuh yaitu aktivitas. Pada saat beraktivitas berat, kecepatan metabolisme meningkat sebesar 15x dibandingkan keadaan basal. Pada latihan fisik atlet-atlet, kecepatan metabolisme dapat meningkat menjadi 20x. Faktor kedua adalah hormon. Hormon tiroid adalah regulator utama dari kecepatan metabolisme basal atau basal metabolic rate (BMR). BMR akan meningkat bila jumlah darah pada hormon tiroid meningkat. Hormon tiroid meningkatkan BMR sebagai proses stimulasi respirasi selular secara aerob. Pada proses respirasi aerob, sel menggunakan oksigen lebih banyak untuk memproduksi Adenosin Tri Phospate (ATP) sehingga lebih banyak panas yang dihasilkan dan mengakibatkan panas tubuh meningkat. Hormon lain yang mempunyai efek kecil dalam BMR adalah testosterone, insulin, dan hormon pertumbuhan yang dapat meningkatkan kecepatan metabolisme. Faktor ketiga yaitu sistem saraf. Ketika melakukan suatu aktivitas fisik yang berat atau dalam keadaan stress, saraf simpatis dari persarafan otonom terstimulasi dan neuron pascaganglionnya akan melepaskan norepinephrine (NE) yang akan menstimulasi disekresinya hormon epinephrine dan norepinephrine dari medulla adrenal. Kedua hormon ini akan meningkatkan kecepatan metabolisme di badan sel. Faktor keempat adalah suhu tubuh. Semakin tinggi suhu tubuh, semakin tinggi kecepatan metabolisme. Setiap kenaikan 1 o C di suhu inti tubuh akan meningkatkan kecepatan reaksi biokimia hingga mencapai 10%. Sebagai akibatnya, kecepatan metabolisme akan meningkat. Faktor kelima adalah proses pencernaan makanan. Proses pencernaan akan meningkatkan kecepatan metabolisme hingga 10-20% dikarenakan energy yang diperlukan untuk mencerna, mengabsorbsi, dan menyimpan nutrisi. Faktor keenam adalah usia. Kecepatan metabolisme pada anak-anak adalah dua kali dari orang

4 lanjut usia dikarenakan tingginya reaksi dan metabolisme yang berhubungan dengan pertumbuhan. Faktor-faktor lain yang juga berperan kecil dalam mempengaruhi kecepatan metabolisme dan produksi panas adalah jenis kelamin yaitu perempuan yang mempunyai kecepatan metabolisme yang lebih lambat dibandingkan laki-laki kecuali dalam keadaan fase kehamilan dan menyusui, iklim yaitu kecepatan metabolisme lebih lambat pada iklim tropis, dan dalam keadaan tidur. 1 Pengeluaran Panas Proses untuk mengontrol suhu tubuh bergantung pada kemampuan untuk kehilangan panas ke lingkungan dalam kecepatan yang sama dengan produksinya melalui reaksi metabolisme. Panas dapat ditransfer dari tubuh ke lingkungan dengan empat cara, yaitu konduksi, konveksi, radiasi, dan evaporasi. 2 Mekanisme Pengeluaran Panas 3 Konduksi adalah pertukaran panas yang terjadi di antara molekul dari dua material yang berkontak langsung satu sama lain. 2 Laju pemindahan panas melalui konduksi tergantung pada perbedaan suhu antara benda yang bersentuhan dan konduktivitas termal benda yang terlibat atau seberapa mudah benda tersebut menghantarkan panas. 4 Hasilnya, sekitar 3% dari panas tubuh yang hilang melalui konduksi ke material padat yang berkontak dengan tubuh seperti kursi,

5 perhiasan, dan pakaian. Selain itu, panas pun bisa dikeluarkan melalui konduksi, seperti ketika berkontak dengan air dingin. 2 Konveksi adalah proses mengirimkan panas dengan pergerakan dari cairan ataupun gas antara area dengan suhu yang berbeda. Kontak dari udara mengakibatkan transfer panas baik melalui konveksi. 2 Saat tubuh kehilangan panas melalui konduksi ke udara sekitar yang lebih dingin, udara yang berkontak langsung dengan kulit menjadi lebih hangat Karena udara hangat lebih ringan daripada udara dingin, udara yang telah dingin tersebut naik sedangkan udara dingin masuk ke samping kulit menggantikan udara yang telah hangat tersebut. Hal ini disebut pergerakan konveksi yang membantu panas menjauhi tubuh. 4 Hasilnya, 15% panas tubuh hilang ke udara melalui konduksi dan konveksi. 2 Radiasi adalah proses pengiriman panas dalam bentuk sinar inframerah antara sebuah objek yang lebih hangat dan objek yang lebih dingin tanpa adanya kontak fisik. X Energi panas ditransferkan dalam bentuk gelombang elektromagnetik atau gelombang panas yang merambat dalam suatu ruang. Ketika energi radiasi mengenai sebuah benda dan diserap, energy gerakan gelombang akan diubah menjadi panas di dalam benda. Selama evaporasi dari permukaan kulit, panas yang diperlukan untuk mengubah air dari keadaan cair menjadi gas diserap dari kulit sehingga tubuh menjadi lebih dingin. Pembuangan panas melalui evaporasi terjadi terus menerus dari lapisan dalam saluran pernapasan dan dari permukaan kulit. Panas keluar melalui H 2 O di udara ekspirasi akibat pelembapan udara sewaktu udara melewati sistem pernapasan dan H 2 O berdifusi menembus kulit dan menguap. 4 Mekanisme Sekresi Keringat Berkeringat adalah proses pengeluaran panas secara evaporative aktif di bawah control simpatis. Laju pengeluaran panas evaporative dapat diubah-uabh dengan mengubah banyaknya keringat, yaitu mekanisme homeostatic untuk mengeluarkan kelebihan panas sesuai dengan kebutuhan. Ketika suhu lingkungan melebihi suhu kulit, berkeringat adalah cara untuk mengeluarkan panas karena dalam keadaan ini, tubuh memperoleh panas melalui konduksi dan radiasi. Pada suhu normal, sekitar 100 ml keringat dihasilkan setiap hari dan meningkat menjadi 1,5 L selama cuaca panas dan 4 L saat olahraga berat. 4

6 Kelenjar keringat berbentuk tubular yang terdiri dari dua bagian: bagian yang bergelung di subdermis dalam yang menyekresi keringat dan bagian duktus yang berjalan keluar melalui dermis dan epidermis kulit. Bagian sekretorik kelenjar keringat menyekresi cairan yang disebut secret primer atau secret precursor dan konsentrasi zat-zatnya akan dimodifikasi sewaktu cairan mengalir melalui duktus. Sekret precursor adalah hasil sekresi aktif sel-sel epitel yang melapisi bagian bergelung dari kelenjar keringat. Serat saraf simpatik kolinergik berakhir pada atau dekat sel-sel kelenjar yang mengeluarkan secret tersebut. 2 Keringat adalah larutan garam encer yang dikeluarkan secara aktif ke permukaan kulit oleh kelenjar keringat ekrin yang tersebar di seluruh tubuh. Kelenjar keringat ekrin mensekresikan keringat yang asin dan jernih untuk mendinginkan tubuh sedangkan kelenjar keringat apokrin yang terletak di area ketiak dan genital mensekresikan keringat yang tebal dan kental yang kaya akan bahan organik dan berbau karena adanya bakteri yang menguraikan komponen organic tersebut. Faktor yang menentukan tingkat penguapan keringat adalah kelembapan relative udara sekitar. Ketika kelembapan udara relative tinggi, udara hampir jenih oleh H 2 O sehingga kemampuan udara untuk menerima tambahan kelembapan dari kulit menjadi terbatas. 4 Pengaturan Suhu Tubuh melalui Peran Hipotalamus Suhu tubuh hampir seluruhnya diatur oleh mekanisme persarafan umpan balik, dan hampir semua mekanisme ini terjadi melalui pusat pengaturan suhu yang terletak di hipotalamus. Agar mekanisme umpan balik ini dapat berlangsung, perlu adanya detector suhu untuk menentukan kapan suhu tubuh menjadi sangat panas atau dingin. Area utama di otak tempat panas dan dingin yang mempengaruhi pengaturan suhu tubuh adalah nucleus preoptik dan nucleus hipotalamik anterior hipotalamus. Area tersebut mengandung sejumlah neuran yang sensitive terhadap panas dan dingin yang berfungsi untuk sensor suhu dalam mengontrol suhu tubuh. Pada jaringan kulit, reseptor dingin lebih banyak dibandingkan dengan reseptor panas sehingga deteksi suhu di bagian perifer lebih menyangkut deteksi suhu dingin daripada panas. Area hipotalamus yang dirangsang oleh sinyal sensorik suhu terletak pada hipotalamus posterior, sinyak sensorik suhu area preoptik di hipotalamus anterior juga dihantarkan ke dalam area hipotalamus posterior. Di bagian ini, sinyal dari area preoptik dan dari bagian tubuh lain

7 dikombinasikan untuk mengatur reaksi pembentukan panas atau penyimpanan panas di dalam tubuh. Bila pusat suhu hipotalamus mendeteksi bahwa suhu tubuh terlalu panas atau dingin, hipotalamus akan memberikan prosedur penurunan atau peningkatan suhu yang sesuai. 5 Mekanisme penurunan suhu tubuh bila tubuh terlalu panas yaitu dengan vasodilatasi pembuluh darah kulit. Pada hampir semua area di dalam tubuh, pembuluh darah berdilatasi dengan kuat, disebabkan oleh hambatan pusat simpatis di hipotalamus posterior yang menyebabkan vasokonstriksi. Vasodilatasi ini akan meningkatkan kecepatan pemindahan panas ke kulit sebanyak delapan kali lipat. Mekanisme penurunan suhu kedua adalah dengan berkeringat. Dengan berkeringat, kecepatan pengeluaran panas meningkat dengan evaporasi ketika suhu inti tubuh melebihi 37 o C. Peningkatan suhu tubuh tambahan sebesar 1 o C menyebabkan pengeluaran keringat yang cukup banyak untuk membuang 10 kali keceoatan pembentukan panas tubuh basal. Mekanisme ketiga adalah penurunan pembentukan panas dengan cara menghambat mekanisme pembentukan panas seperti menggigil dan termogenesis kimia. 2 Mekanisme Pengaturan Suhu 6 Mekanisme peningkatan suhu tubuh bila tubuh terlalu dingin yaitu dengan vasokonstriksi kulit di seluruh tubuh yang disebabkan oleh rangsangan dari pusat simpatis hipotalamus

8 posterior. Mekanisme kedua yaitu dengan poliereksi yaitu rangsangan simpatis yang menyebabkan otot arektor pili di folikel rambut berkontraksi dan menyebabkan rambut berdiri tegak. Hal ini menyebabkan terbentuknya lapisan tebal sebagai isolator udara sehingga pemindahan panas ke lingkungan sangat ditekan. Mekanisme ketiga yaitu dengan termogenesis atau pembentukan panas dengan memicu terjadinya proses menggigil, rangsangan simpatis, dan sekresi tiroksin. 2 Kesimpulan Pria 35 tahun mengeluarkan keringat sebagai mekanisme dalam pengeluaran panas untuk mempertahankan suhu tubuh karena tubuhnya menerima panas dari suhu lingkungan. Daftar Pustaka 1. Tortora GJ dan Derrickson B. Principles of anatomy and physiology. 13 th Ed. Danvers: John Wiley & Sons; p Hall JE. Buku ajar fisiologi kedokteran. Edisi ke-12. Singapore: Elsevier; h Slideshare. Temperature regulation by skin. Diakses dari 13 Oktober Sherwood L. Fisiologi manusia dari sel ke sistem. Ed 8. Jakarta: EGC; h Sherwood L. Human physiology from cells to system. 6 th Ed. Belmont: Thomson Brooks/Cole; p Drypharmacist. Exessecive sweating. Diakses dari 13 Oktober 2015.