9
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Sistem Termoregulasi Manusia
Suhu tubuh dipertahankan tetap konstan homeotherm sekitar 37
o
C dalam berbagai kondisi lingkungan oleh sistem pengaturan suhu Hunt, 2011. Sistem
pengaturan suhu thermoregulatory system tersebut diatur oleh hypothalamus di otak. Hypothalamus mengatur tekanan otot, tekanan pembuluh darah dan pengaturan
kelenjar keringat. Hypothalamus memiliki kemampuan merespon panas dan dingin yang berfungsi menerima informasi suhu tubuh dan mengirimkan pesan kekulit, otot
dan organ lainnya untuk mengatur suhu tubuh agar tetap normal LaDou, 2006. Suhu tetap merupakan kesetimbangan antara panas yang dihasilkan didalam
tubuh dengan panas yang dikeluarkan ke lingkungan Suma’mur, 1996. Ketika suhu tubuh meningkat, otak memberikan pesan untuk mengeluarkan keringat dan
meningkatkan aliran darah dikulit. Dan ketika suhu turun, otak memberikan pesan untuk menurunkan aliran darah dan menggigil Kenney dalam Hunt, 2011.
2.2. Mekanisme Perpindahan Panas
Tubuh menjaga suhu konstan agar sistem organ tubuh dapat berfungsi optimal. Ketika panas terus diproduksi oleh tubuh, panas yang hilang ke lingkungan harus
tetap seimbang untuk mencegah fluktuasi kenaikan suhu inti tubuh Hunt, 2011. Seluruh proses biologis seperti aktifitas mekanis, reaksi kimia dan transpor aktif
memerlukan energi dalam bentuk Adenosine Triphosphate ATP. Karbohidrat, lemak dan protein dalam makronutrien dibongkar untuk proses metabolisme dan
menghasilkan energi. Sekitar 40 dari energi ini disimpan dalam rantai ATP yang mana dapat digunakan untuk aktifitas eksternal. Sedangkan 60 sisanya keluar
sebagai panas McArdle dalam Hunt, 2011. Metabolisme basal diperlukan tubuh untuk menjaga kelangsungan hidup. Dari metabolisme basal tersebut tubuh selalu
menghasilkan panas. Dalam keadaan istirahat sekitar 1,2 kkalmenit energi panas dihasilkan dalam metabolisme. Sedangkan dalam beraktifitas, metabolisme dapat
lebih meningkat Nadel dalam Hunt, 2011. Untuk mencegah efek yang merugikan dari naiknya suhu inti tubuh yang melebihi batas aman, jumlah panas yang dihasilkan
harus seimbang dengan jumlah panas yang hilang. Hukum kedua termodinamika menyatakan bahwa panas mengalir dari tubuh
yang panas ke lingkungan yang dingin Parsons, 2003. Dari proses ini, terdapat beberapa cara panas untuk mengalir dari permukaan kulit ke lingkungan, yaitu
melalui cara konduksi, konveksi, radiasi dan evaporasi Parsons, 2003. Konduksi merupakan proses transfer panas melalui kontak langsung antara dua
permukaan benda. Melalui konduksi, udara disekitar tubuh menjadi hangat karena menyeimbangkan suhu kulit. Proses ini dapat menjadi buruk bila lingkungan
memiliki tingkat panas yang sama atau lebih tinggi dibandingkan dengan permukaan kulit McArdle dalam Hunt, 2011.
Agar panas yang hilang tetap kontinyu ke lingkungan, pergerakan udara sekitar tubuh harus terus mengalir. Hal ini bertujuan agar uap air dan gas sekitar tubuh terus
berganti. Proses perpindahan panas dari tubuh kelingkungan dengan melibatkan gerakan media itu sendiri dikenal sebagai konveksi McArdle dalam Hunt, 2011.
Hilangnya panas dari tubuh juga dapat terjadi melalui radiasi. Dengan radiasi, gelombang elektromagnetik panas menyebar dari permukaan kulit yang hangat ke
permukaan dingin di dekatnya yang tidak bersentuhan langsung dengan individu. Pada saat istirahat, sebagian besar panas hilang melalui radiasi McArdle dalam Hunt,
2011. Cara terakhir hilangnya panas dari tubuh adalah evaporasi. Ketika terpapar
lingkungan yang panas, tubuh akan memproduksi keringat yang menyebar di seluruh permukaan kulit. Air keringat menyerap panas dari tubuh. Yang mana dengan panas
tersebut keringat mendapatkan energi kinetik untuk menguap. Uap air masuk udara dan menjauhi tubuh sehingga panas tubuh menjadi berkurang. Dalam jumlah kecil,
hilangnya panas melalui proses penguapan juga terjadi di paru-paru selama respirasi. Dimana udara yang masuk menjadi hangat dan lembab sebelum dihembuskan
Brooks dalam Hunt, 2011. Berikut ini rumus keseimbangan suhu tubuh dapat diperoleh melaui persamaan
berikut: M
– W = Cres+ Eres + K + C+ R + E + S Dimana:
M = rata-rata metabolisme
C = konveksi
W = kekuatan mekanis aktifitas
R = radiasi
Cres = konveksi dari pernapasan E
= evaporasi Eres = evaporasi dari pernapanasan
S = Panas tubuh
K = konduksi
Sumber: International Organization for Standardizations 2004
2.3. Heat Stress dan Heat Strain
Kategori