Suhu tubuh normal Mekanisme kerja hipotalamus dalam mengatur suhu tubuh

BAB 2 PEMBAHASAN

2.1. Suhu tubuh normal

Rentang suhu tubuh normal pada manusia berkisar antara 96,5 sampai 99,5 F 36 sampai 38 C dengan rata-rata suhu oral 98,6 F 37 C, dengan suhu terendah 98,2 atau 36,8 . Dalam masa 24 jam, terdapat fluktuasi suhu pada seorang individu antara 1 sampai 2 , dengan suhu terendah pada waktu tidur. Terdapat perbedaan suhu antara usia muda dan usia tua. Infan mempunyai area permukaan tubuh yang relatif lebih luas terhadap volume dan cenderung mengluarkan panas llebih cepat. Pada usia tua, mekanisme untuk mempertahankan suhu tubuh tidak berfungsi seefisien masa muda, dan perubahan suhu lingkungan tidak dapat dikompensasi secepat atu seefektif masa muda. Hal ini penting diingat ketika menangani pasien usia sangat muda atau sangat tua. 3 Suhu tubuh terbagi atas suhu inti dan suhu kulit. Suhu jaringan tubuh organ dalam disebut sebagai suhu inti yang sifatnya hampir selalu konstan, kalaupun terjdi perubahan berkisar ± 1 F ± 0.6 C. Sedangkan suhu kulit sifatnya naik dan turun sesuai dengan suhu lingkungan. 4 Berdasarkan penelitian terhadap orang sehat usia antara 18 sampai 40 tahun diperoleh bahwa rata-rata suhu mulut 36.8 ± 0.4 C 98.2 ± 0.7 F dengan nilai terendah pada jam 6 pagi dan tertinggi pada jam 4 sampai 6 sore. Suhu mulut normal tertinggi 37.2 C 98.9 F pada jam 6 pagi dan 37.7 C 99.9 F pada jam 4 sore. Sehingga berdasarkan penelitian ini didapat jika suhu tubuh pada pagi hari 37.2 C Universitas Sumatera Utara 98.9 F atau pada sore hari 37.7 C 99.9 F dikatakan demam. Suhu rektum 0.4 C 0.7 F lebih tinggi daripada suhu mulut. 2 Pada wanita yang menstruasi, suhu pagi hari akan lebih rendah 2 minggu sebelum terjadi ovulasi yang kemudian akan naik sekitar 0.6 C 1 F pada saat terjadi ovulasi hal ini disebabkan peningkatan pelepasan progesteron dan terus bertahan sampai terjadinya menstruasi. Suhu tubuh meningkat setelah fase postprandial. 2

2.2. Keseimbangan suhu tubuh

Suhu tubuh akan berada dalam rentang yang normal jika terjadi keseimbangan antara pembentukan panas dengan pengeluaran panas. Pembentukan panas berasal dari kerja otot, asimilasi makanan dan proses-proses vital yang memberi kontribusi terhadap laju metabolisme basal. Pengeluaran panas dari tubuh melalui radiasi, konduksi dan penguapan air di saluran nafas dan kulit. Sebagian kecil panas juga dikeluarkan melalui urin dan feses. 1 Bila laju pembentukan panas dalam tubuh lebih besar daripada laju hilangnya panas, timbul panas dalam tubuh dan suhu tubuh meningkat. Sebaliknya, bila kehilangan panas lebih besar, panas tubuh dan suhu tubuh menurun. Produksi panas adalah produk tambahan metabolisme yang utama. Panas ini dihantarkan dari organ dan jaringan yang lebih dalam ke kulit, kemudian panas tersebut hilang ke udara dan sekitarnya. 4 Universitas Sumatera Utara

2.2.1. Produksi panas

Pada respirasi sel, proses melepaskan energi dari makanan untuk membentuk ATP, juga menghasilkan panas ketika satu energi dihasilkan. 3 Walaupun respirasi sel, berlangsung konstan, banyak faktor yang mempengaruhi proses ini, yaitu : 1. Hormon tiroksin dan T3, dihasilkan oleh kelenjar tiroid, meningkatkan laju respirasi sel dan produksi panas. Sekresi tiroksin diregulasi oleh laju produksi energi tubuh, laju metabolisme itu sendiri. Ketika laju metabolisme berkurang, kelenjar tiroid distimulasi untuk menghasilkan lebih banyak tiroksin. Ketika tiroksin meningkatkan laju respirasi sel, mekanisme umpan balik negative menghambat sekresi lebih lanjut sampai laju metabolisme turun kembali. Tiroksin disekresi ketika kebutuhan respirasi sel meningkat dan mungkin merupakan pengatur utama produksi energi harian. 2. Pada keadaan stress, epinerin dan norepinefrin disekresikan oleh medulla adrenal, dan sistem saraf simpatis menjadi lebih aktif. Epinefrin meningkatkan laju respirasi sel, khususnya di organ seperti jantung, otot rangka, dan hati. Stimulasi simpatis juga meningkatkan aktivitas organ-organ ini. Peningkatan produksi ATP untuk memenuhi kebutuhan ATP pada keadaan stress yang juga berarti lebih banyak panas yang dihasilkan. 3. Organ-organ yang aktif menghasilkan ATP merupakan sumber panas ketika tubuh istirahat. Otot rangka, contohnya, biasanya pada kedaan kontraksi ringan disebut tonus otot. Karena meskipun kontraksi ringan membutuhkan ATP, otot jua menghasilkan panas. Menghasilkan sekitar 25 dari total panas tubuh pada saat istirahat dan lebih banyak pada saat olahraga, ketika lebih banyak ATP yang dihasilkan. Hati merupakan organ yang secara kontinu aktif, menghasilkan ATP untuk menghasilkan energi untuk fungsinya yang banyak. Hasilnya, hati menghasilkan sebanyak 20 total panas tubuh Universitas Sumatera Utara pada saat isitrahat. Panas yang dihasilkan oleh organ-organ ini disebarkan ke seluruh tubuh oleh darah. Ketika darah yang mengalir lebih rendah melalui organ seperti otot dan hati, panas yang mereka hasilkan ditransfer ke darah, menghangatkan darah. Darah yang hangat tersebut bersirkulasi ke area tubuh yang lain, mendistribusikan panas. 4. Asupan makanan juga meningkatkan produksi panas, karena aktivitas metabolisme saluran cerna meningkat. Panas yang dibentuk ketika saluran cerna menghasilkan ATP untuk peristalsis dan untuk sintesa enzim pencernaan. 5. Perubahan suhu tubuh juga menimbulkan efek terhadap laju metabolisme dan produksi panas. Hal ini secara klinis penting ketika seseorang demam, peningkatan suhu tubuh yang abnormal. Suhu yang tinggi meningkatkatkan laju metabolisme, yang meningkatkan produksi panas dan meningkatkan suhu tubuh lebih lanjut. Demam yang tinggi memicu siklus yang tak berujung meningkatkan produksi panas. 3 Untuk mempertahankan suhu tetap hangat, tubuh harus membentuk gerakan volunter tambahan gerakan anggota gerak dan kontraksi otot involunter menggigil. Bayi baru lahir juga mempunyai jaringan yang dikenal lemak coklat brown fat, yang mampu menghasilkan panas tambahan tanpa menggigil. Dingin menstimulasi jalur reflex yang menghasilkan pelepasan norepinefrin reseptor ß 3 -adrenergik dalam jaringan lemak, yang menstimulasi terjadinya 1 lipolisis dan 2 ekspresi lipoprotein lipase LPL dan thermogenin. LPL meningkatkan suplai asam lemak bebas. Thermogenin berada di dalam membran mitokondria yang merupakan protein bebas yang berfungsi sebagai H+-uniporter. Sirkuit pendek gradient H + antar membran dalam mitokondria, melepaskan produksi panas produksi ATP melalui rantai respirasi. 5 Universitas Sumatera Utara

2.2.2. Pembuangan panas

Kehilangan panas melalui radiasi berarti kehilangan panas dalam bentuk gelombang panas infra merah, suatu jenis gelombang elektromagnetik. Tubuh manusia menyebarkan gelombang panas ke segala penjuru. Gelombang panas juga dipancarkan dari dinding dan benda-benda lain ke tubuh. Bila suhu tubuh lebih besar dari suhu lingkungan, kuantitas panas yang lebih besar dipancarkan keluar dari tubuh daripada yang dipancarkan ke tubuh. 4 Kehilangan panas melalui konduksi langsung dari permukaan tubuh ke benda- benda lain, seperti kursi atau tempat tidur hanya sebagian kecil. Sebaliknya, kehilangan panas melalui konduksi ke udara cukup besar walaupun dalam keadaan normal. Sekali suhu udara yang berlekatan dengan kulit menjadi sama dengan suhu kulit, tidak terjadi lagi kehilangan panas dari tubuh ke udara. Oleh karena itu, konduksi panas dari tubuh ke udara mempunyai keterbatasan kecuali udara yang dipanaskan bergerak dari kulit sehingga udara baru, yang tidak panas terus menerus bersentuhan dengan kulit, fenomena ini disebut konveksi udara. Pemindahan panas dari tubuh melalui konveksi udara secara umum disebut kehilangan panas melalui konveksi. Sebenarnya, panas pertama-tama harus dikonduksi ke udara kemudian dibawa melalui aliran konveksi. 4 Air memiliki panas khusus beberapa ribu kali lebih besar daripada udara, sehingga setiap unit bagian air yang berdekatan ke kulit dapat mengabsorbsi jumlah kuantitas panas yang lebih besar daripada udara. Kecepatan kehilangan panas ke air pada suhu yang cukup rendah jauh lebih besar daripada kecepatan kehilangan panas ke udara pada suhu yang sama. Saat air dan udara sangat dingin, kecepatan kehilangan panas ke udara menjadi hampir sama besar dengan air, karena air dan udara pada Universitas Sumatera Utara dasarnya mampu membawa semua panas yang dapat berdifusi melalui penyekat subkutan kulit. 4 Bila air berevaporasi dari permukaan tubuh, panas sebesar 0,5 kalori kilokalori hilang untuk setiap satu gram air yang mengalami evaporasi. Bahkan bila seseorang tidak berkeringat, air masih berevaporasi secara tidak kelihatna dari kulit dan paru-paru dengan kecepatan sekitar 450 sampai 600 mlhari. Hal ini menyebabkan kehilangan panas terus menerus dengan kecepatan 12 sampai 15 kalori per jam. Evaporasi air melalui kulit dan paru-paru yang tidak kelihatan ini dapat dikendalikan untuk tujuan pengaturan suhu karena evaporasi tersebut dihasilkan dari difusi molekul air terus menerus melalui kulit dan permukaan sistem pernafasan. Akan tetapi kehilangan panas melalui evaporasi keringat dapat diatur dengan pengaturan kecepatan berkeringat. 4 Selama suhu kulit lebih tinggi dari suhu lingkungan, panas dapat hilang melalui radiasi dan konduksi. Tetapi ketika suhu lingkungan lebih tinggi dari suhu kulit, tubuh memperoleh panas melalui radiasi dan konduksi. Dalam keadaan seperti ini, satu- satunya cara tubuh melepaskan panas adalah dengan evaporasi. Oleh sebab itu, setiap faktor yang mencegah evaporasi yang adekuat ketika suhu lingkungan lebih tinggi dari suhu kulit akan menyebabkan peningkatan suhu tubuh. Hal ini kadang terjadi pada manusia yang dilahirkan dengan kelainan kelenjar keringat. Orang ini dapat tahan terhadap suhu dingin seperti halnya orang normal, tetapi mereka hampir mati akibat serangan panas pada daerah tropis, karena tanpa sistem pendinginan evaporatif, orang ini tidak dapat mencegah peningkatan suhu tubuh ketika suhu udara lebih tinggi dari suhu tubuh. 4 Pakaian mengurung udara di antara kulit dan rajutan pakaian, sehingga meningkatkan ketebalan yang disebut daerah pribadi dari udara yang berdekatan dengan Universitas Sumatera Utara kulit dan juga menurunkan aliran udara konveksi. Akibatnya, kecepatan kehilangan panas tubuh melalui konduksi dan konveksi sangat ditekan. Sekitar setengah dari panas yang dipindahkan dari kulit ke pakaian dipancarkan melalui radiasi ke pakaian dan bukan dipancarkan melalui konduksi melewati ruang kecil. 4 Efektivitas pakaian dalam mempertahankan suhu tubuh hampir hilang semuanya bila pakaian menjadi basah karena konduktivitas air yang tinggi meningkatkan kecepatan pemindahan panas sebesar 20 kali lipat lebih. Oleh karena itu, salah satu faktor terpenting untuk melindungi tubuh terhadap udara dingin di kutub adalah dengan menjaga sangat hati-hati agar pakaian tidak basah. Tentu saja, seseorang harus berhati- hati untuk tidak menjadi kepanasan walaupun untuk sementara waktu, karena dengan berkeringat di dalam pakaian akan membuat pakaian tersebut kurang efektif sebagai penyekat. 4

2.3. Mekanisme kerja hipotalamus dalam mengatur suhu tubuh

Pengaturan suhu tubuh diatur oleh hipotalamus region anterior dan posterior yang masing-masing berespon pada suhu tubuh meningkat dan berkurang. Suhu tubuh diatur hampir seluruhnya oleh mekanisme umpan balik, dan hampir semua mekanisme in terjadi melalui pusat pengaturan suhu yang teletak pada hipotalamus. Agar mekanisme umpan balik ini dapat berlangsung, harus juga tersedia pendetektor suhu untuk menentukan kapan suhu tubuh menjadi sangat panas atau sangat dingin. 4 Area preoptik hipotalamus anterior mengandung sejumlah besar neuron yang sensitif terhadap panas yang jumlahnya kira-kira sepertiga neuron yang sensitif terhadap dingin. Neuron-neuron ini diyakini berfungsi sebagai sensor suhu untuk mengatur suhu tubuh. Neuron-neuron yang sensitif terhadap panas ini meningkatkan kecepatan Universitas Sumatera Utara kerjanya sesuai dengan peningkatan suhu, kecepatannya kadang meningkat 2 sampai 10 kali lipat pada kenaikan suhu tubuh sebesar 10 C . Neuron yang sensitif terhadap dingin, sebaliknya, meningkatkan kecepatan kerjanya saat suhu tubuh turun. 4 Apabila area preoptik dipanaskan, kulit di seluruh tubuh dengan segera mengeluarkan banyak keringat, sementara pada waktu yang sama pembuluh darah kulit di seluruh tubuh menjadi sangat berdilatasi. Jadi, hal ini merupakan reaksi yang cepat untuk menyebabkan tubuh kehilangan panas, dengan demikian membantu mengembalikan suhu tubuh kembali normal. Disamping itu, pembentukan panas tubuh yang berlebihan dihambat. Oleh karena itu, jelas bahwa area preoptik dari hipotalamus memiliki kemampuan untuk berfungsi sebagai termostatik pusat kontrol suhu tubuh. 4 Sinyal yang ditimbulkan oleh reseptor suhu dari hipotalamus sangat kuat dalam mengatur suhu tubuh, reseptor suhu pada bagian lain dari tubuh juga mempunyai peranan penting dalam pengaturan suhu. Hal ini terjadi pada reseptor suhu di kulit dan beberapa jaringan khusus dalam tubuh. Reseptor dingin terdapat jauh lebih banyak daripada reseptor panas, tepatnya, terdapat 10 kali lebih banyak di seluruh kulit. Oleh karena itu, deteksi suhu bagian perifer terutama menyangkut deteksi suhu sejuk dan dingin daripada suhu hangat. 4 Apabila seluruh kulit tubuh menggigil, terjadi pengaruh refleks yang segera dibangkitkan untuk meningkatkan suhu tubuh melalui beberapa cara : 1 dengan memberikan rangsangan kuat sehingga menyebabkan mengigil, dengan akibat meningkatnya kecepatan pembentukan panas tubuh; 2 dengan menghambat proses berkeringat bila hal ini harus terjadi, dan 3 dengan meningkatkan vasokonstriksi kulit untuk menghilangkan pemindahan panas tubuh ke kulit. 4 Universitas Sumatera Utara Walaupun banyak sinyal sensoris temperatur berasal dari reseptor perifer, sinyal ini membantu pengaturan suhu tubuh terutama melalui hipotalamus. Area pada hipotalamus yang dirangsang oleh sinyal sensoris ini adalah suatu area yang terletak bilateral dalam hipotalamus posterior kira-kira setinggi korpus mamilaris. Sinyal sensoris temperatur dari hipotalamus anterior-area preoptik juga dipindahkan ke dalam area hipotalamus posterior ini. Di sini sinyal dari area preoptik dan sinyal dari perifer tubuh digabung untuk mengatur reaksi pembentukan panas atau reaksi penyimpanan suhu tubuh. 4 Sistem pengatur temperatur menggunakan tiga mekanisme penting untuk menurunkan panas tubuh ketika temperatur menjadi sangat tinggi : 4 1. Vasodilatasi. Pada hampir semua area tubuh, pembuluh darah kulit berdilatasi dengan kuat. Hal ini disebabkan oleh hambatan dari pusat simpatis pada hipotalamus posterior yang menyebabkan vasokonstriksi. Vasodilatasi penuh akan meningkatkan kecepatan pemindahan panas ke kulit sebanyak delapan kali lipat. 2. Berkeringat. Peningkatan temperatur tubuh 1 C menyebabkan keringat cukup banyak untuk membuang 10 kali lebih besar kecepatan metabolisme basal dari pembentukan panas tubuh. 3. Penurunan pembentukan panas. Mekanisme yang menyebabkan pembetukan panas berlebihan, seperti menggigil dan termogenesis kimia, dihambat dengan kuat. Ketika tubuh terlalu dingin, sistem pengaturan temperatur mengadakan prosedur yang sangat berlawanan, yaitu: 4 Universitas Sumatera Utara 1. Vasokonstriksi kulit di seluruh tubuh. Hal ini disebabkan oleh rangsangan pusat simpatis hipotalamus posterior. 2. Piloereksi. Piloereksi berarti berdiri pada akarmya. Rangsangan simpatis menyebabkan otot erektor pili yang melekat ke folikel rambut berkontraksi, yang menyebabkan rambut berdiri tegak.

2.4. Gangguan keseimbangan suhu tubuh