TUGAS

FISIOLOGI HEWAN

TENTANG

TERMOREGULASI

KELOMPOK 3, SESI C

1.      NILA SILVIA           (15010096)

2.      TRISA HARDINI     (15010075)

3.      DILA SAVINA         (15010087)

DOSEN PEMBIMBING : MIMIN M. ZURAL, S.Pd., M.Pd

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI

SEKOLAH TINGGI KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

(STKIP) SUMATERA BARAT

PADANG

2017

BAB I

PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang

Pada Hewan Pengaruh suhu pada lingkungan, hewan dibagi menjadi dua golongan, yaitu Poikiloterm dan Homoiterm. Poikiloterm suhu tubuhnya dipengaruhi oleh lingkungan. Suhu tubuh bagian dalam lebih tinggi dibandingkan dengan suhu tubuh luar. Hewan seperti ini juga disebut hewan berdarah dingin. Yang termasuk dalam poikiloterm adalah bangsa Ikan, Reptil, dan Amfibi. Dan hewan homoiterm sering disebut hewan berdarah panas karena dapat menjaga suhu tubuhnya. Hewan yang termasuk dalam homoiterm adalah bangsa Aves dan Mamalia.

Suhu tubuh tergantung pada neraca keseimbangan antara panas yang diproduksi atau diabsorbsi dengan panas yang hilang. Panas yang hilang dapat berlangsung secara radiasi, konveksi, konduksi dan evaporasi. Radiasi adalah transfer energi secara elektromagnetik, tidak memerlukan medium untuk merambat dengan kecepatan cahaya. Konduksi merupakan transfer panas secara langsung antara dua materi padat yang berhubungan lansung tanpa ada transfer panas molekul. Panas menjalar dari yang suhunya tinggi kebagian yang memiliki suhu yang lebih rendah. Konveksi adalah suatu perambatan panas melalui aliran cairan atau gas. Besarnya konveksi tergantung pada luas kontak dan perbedaan suhu. Evaporasi merupakan konveksi dari zat cair menjadi uap air, besarnya laju konveksi kehilangan panas karena evaporasi.

Termoregulasi adalah suatu mekanisme makhluk hidup untuk mempertahankan suhu internal agar berada di dalam kisaran yang dapat ditolelir. Proses yang terjadi pada hewan untuk mengatur suhu tubuhnya agar tetap konstan dinamis. Mekanisme Termoregulasi terjadi dengan mengatur keseimbangan antara perolehan panas dengan pelepasan panas. Termoregulasi manusia berpusat pada hypothalamus anterior terdapat tiga komponen pengatur atau penyusun sistem pengaturan panas, yaitu termoreseptor, hypothalamus, dan saraf eferen serta termoregulasi dapat menjaga suhu tubuhnya, pada suhu-suhu tertentu yang konstan biasanya lebih tinggi dibandingkan lingkungan sekitarnya

B.  Rumusan Masalah

1.      Bagaimana Konsep dan Kepentingan Termoregulasi

2.      Bagaimana Konsep Endotermik, Ektotermik, Poikilotermik, Homeotermik dan Heterotermik

3.      Apa saja Faktor Yang Cenderung Menambah dan Mengurangi Panas

4.      Apa itu Termokonfermer dan Termoregulator

5.      Bagaimana  Mekanisme Pengendalian Produksi dan Pertukaran Panas

6.      Bagaimana Mekanisme Pengontrolan Suhu Tubuh

7.      Bagaimana Konsep Zona Suhu Netral, Regulasi  Metabolik, Regulasi Fisik, Hypotermia dan Hypertermia

8.      Apa Prinsip Termogenesis

9.      Bagaimana Konsep Suhu Letal dan Kaitan Kematian dengan Suhu Letal

10.  Bagaimana Dormansi : Tidur, Dormansi, Torpor, Hibernasi dan Estivasi

C.  Tujuan Pembelajaran

1.      Untuk Mengetahui Konsep dan Kepentingan Termoregulasi

2.      Untuk Mengetahui Konsep Endotermik, Ektotermik, Poikilotermik, Homeotermik dan Heterotermik

3.      Untuk Mengetahui Faktor Yang Cenderung Menambah dan Mengurangi Panas

4.      Untuk Mengetahui Termokonfermer dan Termoregulator

5.      Untuk Mengetahui Mekanisme Pengendalian Produksi dan Pertukaran Panas

6.      Untuk Mengetahui Mekanisme Pengontrolan Suhu Tubuh

7.      Untuk Mengetahui Konsep Zona Suhu Netral, Regulasi  Metabolik, Regulasi Fisik, Hypotermia dan Hypertermia

8.      Untuk Mengetahui Prinsip Termogenesis

9.      Untuk Mengetahui Konsep Suhu Letal dan Kaitan Kematian dengan Suhu Letal

10.  Untuk Mengetahui Dormansi : Tidur, Dormansi, Torpor, Hibernasi dan Estivasi

BAB II

PEMBAHASAN

A.  Konsep dan Kepentingan Termoregulasi

Termoregulasi adalah pemeliharaan suhu tubuh di dalam suhu kisaran yang membuat sel-sel mampu berfungsi secara efisien. Sebagian besar hewan dapat bertahan hidup menghadapi fruktuasi lingkungan eksternal yang lebih ekstrim dibandingkan dengan keadaan yang sangat ditolerir oleh setiap individu selnya. Meskipun spesies hewan yang berbeda telah diadaptasikan terhadap kisaran suhu yang berbeda-beda, setiap hewan mempunyai kisaran suhu yang optimum. Didalam kisaran tersebut  banyak hewan dapat mempertahankan suhu internal yang konstan meskipun suhu eksternalnya berfruktuasi (Campbell 2004 : 99-100).

Termoregulasi adalah suatu mekanisme makhluk hidup untuk mempertahankan suhu internal agar berada di dalam kisaran yang dapat ditolelir. Proses yang terjadi pada hewan untuk mengatur suhu tubuhnya agar tetap konstan dinamis. Mekanisme Termoregulasi terjadi dengan mengatur keseimbangan antara perolehan panas dengan pelepasan panas. Termoregulasi manusia berpusat pada hypothalamus anterior terdapat tiga komponen pengatur atau penyusun sistem pengaturan panas, yaitu termoreseptor, hypothalamus, dan saraf eferen serta termoregulasi dapat menjaga suhu tubuhnya, pada suhu-suhu tertentu yang konstan biasanya lebih tinggi dibandingkan lingkungan sekitarnya (Soewolo, 2000: 322-323).

Sistem termoregulasi berfungsi untuk menjaga keseimbangan energi panas yang masuk dan energi panas yang terbuang sehingga mencapai temperatur yang mendekati konstan. Fungsi utama sistem termoregulasi yaitu berperan penting dalam homeostasis, dimana homeostasis merupakan upaya penyesuaian neuroendokrin dalam mempertahankan kestabilan fisiologi (Soewolo, 2000: 322-323).

B.  Konsep Endotermik, Ektotermik, Poikilotermik, Homeotermik dan Heterotermik

1.      Hewan ektotermik

Hewan ektotermi merupakan hewan yang yang suhu tubuhnya selalu berubah seiring dengan berubahnya suhu lingkungan. Hewan ini memperoleh sebagian besar panasnya dari sumber-sumber eksternal. Contoh: amphibia, kadal, ular, dan ikan.

2.      Hewan endotermik

Hewan endotermi merupakn hewan yang suhu tubuhnya selalu konstan sekalipun suhu lingkungan sangat berubah. Hewan ini tubuhnya dihangatkan oleh panas yang dihasilkan dari metabolisme, sehingga hewan ini akan tetap mempertahankan suhu tubuhnya dalam keadaan yang stabil meskipun suhu dilingkungan fluktuatif. Contohnya: burung, dan mammalia.          

3.      Termoregulasi Pada Hewan Poikilotermik

Suhu tubuh hewan poikilotermik ditentukan oleh keseimbangannya dengan kondisi suhu lingkungannya, dan berubah seperti berubah-ubahnya suhu lingkungan. Pada hewan poikiloterm air, misalnya kerang, udang, dan ikan, suhu tubuhnya sangat ditentukan oleh keseimbangan konduktif dan konvektif dengan air mediumnya, dan suhu tubuhnya mirip suhu air. Hewan memproduksi panas internal secara metabolik, dan ini mungkin meningkatkan suhu tubuh di atas suhu air. Namun air menyerap panas begitu efektif dan hewan poikilotermik tidak memiliki insulasi sehingga perbedaan suhu hewan dengan air sangat kecil (Soewolo, 2000 : 331).

Pada hewan poikilotermik darat, misalnya katak, keong dan serangga, suhu tubuhnya dapat lebih mendekati suhu udara lingkungan. Input radiasi panas dari matahari atau sumber lain mungkin meningkatkan suhu tubuh di atas suhu lingkungan, dan penguapan air melalui kulit dan organ-organ respiratori menekan suhu tubuh beberapa derajat di bawah suhu lingkungan (Soewolo, 2000 : 331).

Hewan darat dapat memelihara keseimbangann tubuh dengan mengurangi penguapan dan kehilangan panas lewat konduksi dan memaksimalkan penambahan panas melalui radiasi dan panas metabolik. Sianar matahari digunakan oleh serangga dan reptil sebagai sumber eksternal tubuhnya. Untuk meningkatkan jumlah panas yang dapat diserap, hewan tergantung pada warna tubuh dan orientasinya relatif terhadap matahari. Banyak hewan yang dapat merubah warna kulitnya melalui penyebaran dan kontraksi sel-sel pigmen hitam pada kulitnya. Karena hampir separuh energi matahari berada dalam cahaya tampak, kulit berwarana gelap akan menyerap energi panas matahri daripada berwarna cerah (Soewolo, 2000 : 332).

4.      Termoregulasi Pada Hewan Homeotermik.

Hewan homeoterm mempunyai suhu tubuh yang konstan pada berbagai suhu lingkungan yang berubah-ubah. Kebnyakan burung dan mamalia dan lingkungannya yang normal akan mempertahankan suhu tubuhnya di atas duhu lingkungannya. Suhu bagian dalam mamalia umunya berkisar antara 37-40o C, sedangkan golongan burung mempunyai suhu tubuh sedikit lebih tinggi yaitu 41-42,5o C. Kondisi homeotermik menyangkut keseimbangan yang serasi antar dua faktor, yaitu:

a.       Produksi panas

b.      Kehilangan panas (Soewolo, 2000 : 333).

Laju produksi panas dan kehilangan panas pada hewan sangat bervariasi, tergantung pada kondisi lingkungannya (panas, dingin), aktivitasnya (diam, aktif). Untuk memelihara keseimbanagn suhu tersebut, hewan homeoterm melakukan regulasi kimiawi dan regulasi fisik. Regulasi kimiawi menyangkut produksi panas metabolik, sedangkan regulasi fisik menyangkut kegiatan fisik untuk memodifikasi kehilangan panas (Soewolo, 2000 : 333).

5.      Termoregulasi Pada Hewan Heterotermik

Heterotermik adalah hewan yang mampu memproduksi panas endotermik dalam berbagai tingkat, tetapi umumnya tidak meregulasi suhu tubuhnya dalam rentangan pendek. Heterotermik mungkin dapat dibedakan menjadi dua kelompok: heterotermik temporal dan heterotermik regional. Heterotermik temporal merupakan suatu kategori yang luas, dimana suhu tubuh hewan dapat berbeda setiap saat, misalnya terdapat pada serangga terbang, phyton dan beberapa ikan, yang dapat meningkatkan suhu tubuh di atas suhu lingkungan dengan sifat panas yang dibangkitkan sebagai suatu hasil yang melibatkan aktivitas otot. Sedangkan heterotermik regional sebenarnya adalah poikilotermik seperti teleostei besar yang dapat mncapai suhu tubuh dalam (suhu jaringan dalam) cukup tinggi melalui aktivitas otot, sementara jaringan periferal dan ekstremitas mendekati suhu lingkungannya. Contoh pada ikan hiu, tuna dan pada serangga terbang (Soewolo, 2000 : 339).

C.  Faktor Yang Cenderung Menambah dan Mengurangi Panas

Suhu tubuh hewan tergantung pada keseimbangan antara faktor yang cenderung menambah panas dan faktor yang cenderung mengurangi panas. Panas dapat diperoleh (bertambah) dengan:

1.      Termogenesis metabolik (endotermi)

2.      Abrsopsi panas yang berasal dari lingkungan luar (ektotermi) yang sebagian besar berasal dari radiasi matahari (Dian Meutia Putry, 2011. Pdf).

Panas dapat hilang (berkurang) karena radiasi, konveksi, konduksi, dan penguapan air. Kehilangan panas dapat dipercepat oleh aliran cairan tubuh, dan dihambat oleh isolasi. Suhu tubuh dihasilkan dari :

1.      Laju metabolisme basal (basal metabolisme rate), BMR

2.      Laju cadangan metabolisme yang disebabkan aktivitas otot (termasuk kontraksi otot akibat menggigil)

3.      Metabolisme tambahan akibat pengaruh hormon tiroksin dan sebagian kecil  hormon lain, misalnya hormon pertumbuhan (growth hormone dan testosteron)

4.      Metabolisme tambahan akibat pengaruh epineprine, norepineprine, dan rangsangan simpatis pada sel

5.      Metabolisme tambahan akibat peningkatan aktivitas kimiawi di dalam sel itu sendiri terutama bila temperatur menurun (Dian Meutia Putry, 2011. Pdf).

Suhu tubuh di pengaruhi oleh faktor-faktor antara lain meliputi; kecepatan metabolisme basal tiap individu, rangsangan saraf simpatis, hormone pertumbuhan (growth hormone), hormone tiroid, hormone kelamin, gangguan organ, lingkungan tempat kerja, dan lain-lain.

1.      Kecepatan metabolisme basal

Kecepatan metabolisme basal tiap individu berbeda-beda. Hal ini memberi dampak jumlah panas yang diproduksi tubuh menjadi berbeda pula. Sebagaimana disebutkan pada uraian sebelumnya, sangat terkait dengan laju metabolisme.

2.      Rangsangan saraf simpatis

Rangsangan saraf simpatis dapat menyebabkan kecepatan metabolisme menjadi 100% lebih cepat. Disamping itu, rangsangan saraf simpatis dapat mencegah lemak coklat yang tertimbun dalam jaringan untuk dimetabolisme. Hampir seluruh metabolisme lemak coklat adalah produksi panas. Umumnya, rangsangan saraf simpatis ini dipengaruhi stress individu yang menyebabkan peningkatan produksi epineprin dan norepineprin yang meningkatkan metabolisme.

3.      Hormone pertumbuhan

Hormone pertumbuhan (growth hormone) dapat menyebabkan peningkatan kecepatan metabolisme sebesar 15-20%. Akibatnya, produksi panas tubuh juga meningkat.

4.      Hormone tiroid

Fungsi tiroksin adalah meningkatkan aktivitas hampir semua reaksi kimia dalam tubuh sehingga peningkatan kadar tiroksin dapat mempengaruhi laju metabolisme menjadi 50-100% diatas normal.

5.      Hormone kelamin

Hormone kelamin pria dapat meningkatkan kecepatan metabolisme basal kira-kira 10-15% kecepatan normal, menyebabkan peningkatan produksi panas. Pada perempuan, fluktuasi suhu lebih bervariasi dari pada laki-laki karena pengeluaran hormone progesterone pada masa ovulasi meningkatkan suhu tubuh sekitar 0,3 – 0,6°C di atas suhu basal.

6.      Gangguan organ

Kerusakan organ seperti trauma atau keganasan pada hipotalamus, dapat menyebabkan mekanisme regulasi suhu tubuh mengalami gangguan. Berbagai zat pirogen yang dikeluarkan pada saai terjadi infeksi dapat merangsang peningkatan suhu tubuh. Kelainan kulit berupa jumlah kelenjar keringat yang sedikit juga dapat menyebabkan mekanisme pengaturan suhu tubuh terganggu.

7.      Lingkungan

Suhu tubuh dapat mengalami pertukaran dengan lingkungan, artinya panas tubuh dapat hilang atau berkurang akibat lingkungan yang lebih dingin. Begitu juga sebaliknya, lingkungan dapat mempengaruhi suhu tubuh manusia. Perpindahan suhu antara manusia dan lingkungan terjadi sebagian besar melalui kulit (Dian Meutia Putry, 2011. Pdf).

Proses kehilangan panas melalui kulit dimungkinkan karena panas diedarkan melalui pembuluh darah dan juga disuplai langsung ke fleksus arteri kecil melalui anastomosis arteriovenosa yang mengandung banyak otot. Kecepatan aliran dalam fleksus arteriovenosa yang cukup tinggi (kadang mencapai 30% total curah jantung) akan menyebabkan konduksi panas dari inti tubuh ke kulit menjadi sangat efisien. Dengan demikian, kulit merupakan radiator panas yang efektif untuk keseimbangan suhu tubuh (Dian Meutia Putry, 2011. Pdf).

Pengaturan suhu tubuh (termoregulasi), pengaturan cairan tubuh, dan ekskresi adalah elemen-elemen dari homeostasis. Homeostatis : suhu tubuh tidak mengalami perubahan terlalu besar. Suhu tubuh yang konstan sangat dibutuhkan hewan, karena :

1.      Reaksi enzimatis bergantung pada suhu

2.      Peningkatan suhu dapat meningkatkan laju reaksi metabolisme (Dian Meutia Putry, 2011. Pdf).

Aktivitas metabolisme bergantung pada kemampuan untuk mempertahankan suhu yang sesuai pada suhu tubuhnya. Suhu tubuh terdiri atas suhu inti konstan dan suhu permukaan berubah-ubah. Kehilangan Panas:

1.      Suhu kulit lebih tinggi dari suhu lingkungan panas dibuang dengan cara Radiasi dan Konduksi

2.      Suhu kulit lebih rendah dari suhu lingkungan panas masuk tubuh dengan cara Radiasi dan konveksi (Dian Meutia Putry, 2011. Pdf).

Suhu tubuh hewan, endoterm dan ektoterrn tergantung pada jumlah panas (kalori) per unit masa jaringan. Jaringan terdiri terutama atas air, sehingga kapasitas panas jaringan antara 0o – 40o C kira-kira 1,0 kalori per 0 C per  gram. Berarti makin luas hewan makin besar panas tubuh menentukan suhu hewan. Kecepatan perubahan panas tubuh tergantung pada:

1.      Kecepatan produksi panas melalui aktivitas metabolic

2.      Kecepatan penambahan panas

3.      Kecepatan kehilangan panas ke lingkungan (Dian Meutia Putry, 2011. Pdf).

D.  Termokonformer dan Termoregulator

Pengelompokkan hewan berdasarkan kemampuannya mempertahankan suhu tubuh yang konstan, yaitu :

1.      Termokonformer

Poikiloterm (hewan berdarah dingin), ektoterm atau konformer suhu

a.       Hewan yang tidak mampu mempertahankan suhu tubuhnya

b.      Suhu tubuh hewan berfluktuasi sesuai dengan suhu lingkungannya

c.       Sebetulnya suhu tubuh tidakbetul-betul sama dengan suhu lingkungan, sebab kalau diukur teliti, suhu selnya sedikit diatas suhu lingkungannya

d.      Menghadapi fluktuasi suhu lingkungan, hewan poikilotermik melakukan konformitas suhu. Laju kehilangan panas pada hewan poikilotermik lebih tinggi daripada laju produksi panas, sehingga suhu tubuhnya lebih ditentukan oleh suhu lingkungan eksternalnya daripada suhu metabolisme internalnya

e.       Contoh : pisces, amphibi, reptilia (Winatasasmita, 1986).

2.      Termoregulator

Homoeoterm (hewan berdarah panas), endoterm atau regulator suhu

a.       Hewan yang mampu  mempertahankan suhu tubuhnya

b.      Menghadapi suhu lingkungan, hewan homoeoterm melakukan regulasi suhu, suhu tubuhnya konstan walaupun suhu lingkungannya mengalami fruktuasi (sampai batas-batas tertentu). Kehilangan panas lebih sedikit dibandingkan dengan laju produksi panas internalnya, sehingga suhu tubuhnya lebih ditentukan oleh produksi panas internalnya

c.       Contoh : aves dan mamalia (Winatasasmita, 1986).

E.  Mekanisme Pengendalian Produksi dan Pertukaran Panas

Perpindahan energi termal (panas) terjadi melalui bebrapa mekanisme, antara lain:

1.      Konveksi

Konveksi adalah perpindahan panas melalui pergerakan zat cair atau gas. Makhluk hidup mengalami pemindahan panas dari tubuh dengan arus udara konveksi yang biasa disebut kehilangan panas secara konveksi. Panas berpindah dari kulit ke udara dan kemudian terbawa oleh arus udara konveksi. Orang yang duduk telanjang di kamar yang nyaman tanpa gerakan udara kotor, sekitar 15% dari total kehilangan panas tubuhnya terjadi dengan konduksi ke udara dan kemudian dengan konveksi udara dari badan. Ketika tubuh terkena angin, lapisan udara yang berdekatan dengan kulit digantikan oleh udara baru, pergerakannya jauh lebih cepat dari biasanya, dan kehilangan (pelepasan) panas secara konveksi meningkat. Efek pendinginan dari angin sekitar  dengan kecepatan rendah sebanding dengan akar kuadrat dari kecepatan angin (Kuntarti. Pdf).

2.      Konduksi

Konduksi panas merupakan perpindahan panas anatara dua bagian secara kontak fisik langsung diantara keduanya. Laju pergerakan panas ditentukan ditentukan oleh beberapa faktor yaitu wilayah terjadinya pergerakan panas, perbedaan suhu awal antara kedua wilayah, konduktivitas panas pada wilayah tersebut. Konduksi panas dari tubuh dengan dengan benda padat seperti kursi atau tempat tidur hanya berkisar 3%. Kehilangan panas tubuh ke udara dengan konduksi dapat mencapai 15% (Kuntarti. Pdf).

Panas merupakan energi kinetik dari molekul yang bergerak, dan molekul-molekul kulit terus bergerak (getaran). Sebagian besar energi gerak tersebut dilepaskan ke udara jikia udara dilingkungan lebih dingin atau rendah. Akibat dari pelepasan energi ini pergerakan molekul udara semakin cepat dan semakin banyak energi yang dilepaskan. Pada saaat suhu udara dilingkungan sama dengan suhu kulit, tidak ada lagi perpindahan panas dari kulit ke udara sekitar karena udara dan tubuh memiliki suhu yang sama (Kuntarti. Pdf).

Memakai media padat, harus ada kontak antar molekul, contoh : transfer melalui kulit dan otot. Contoh : Tindakan mengkompres adalah upaya untuk menurunkan demam melalui konduksi. Bahan yang digunakan untuk mengkompres harus lebih dingin dari suhu tubuh (Kuntarti. Pdf).

3.      Radiasi

Radiasi adalah perpindahan panas tanpa adanya kontak langsung antara sumber panas dengan daerah penerima. Pada orang yang duduk telanjang di dalam ruangan pada suhu kamar normal, dia akan kehilangan sekitar 60% dari total kehilangan panas dengan cara radiasi. Kehilangan panas melalui radiasi berarti kehilangan panas dalam bentuk sinar inframerah, jenis gelombang elektromagnetik. Kebanyakan panas  sinar inframerah yang memancar dari tubuh memiliki panjang gelombang dari 5 hingga 20 mikrometer, 10 sampai 30 kali panjang gelombang sinar cahaya. Semua benda yang tidak pada suhu nol mutlak memancarkan sinar tersebut. Tubuh manusia memancarkan sinar panas ke segala arah dan sinar panas juga terpancar dari dinding kamar dan benda-benda lain ke arah tubuh. Jika suhu tubuh lebih tinggi dari suhu lingkungan, maka kuantitas yang panas yang terpancarakan dari dalam tubuh lebih tinggi dibandingkan panas yang dipancarkan tubuh lingkungan (Kuntarti. Pdf).

4.      Evaporasi

Ketika air menguap dari permukaan tubuh, dan untuk menguapkan air satu gram dibutuhkan 0,85 kalori energi panas. Ketika seseorang tidak sedang berkeringat, tanpa kita sadari air masih menguap dari kulit dan paru-paru berkisar antara 600 sampai 700ml/hari. Hal ini menyebabkan kehilangan panas terus menerus dengan kecepatan 16 sampai 19 kalori per jam. Penguapan yang melalui kulit dan paru-paru ini tidak dapat dikendalikan untuk tujuan pengaturan suhu, karena terjadinya difusi terus-menerus molekul air melalui kulit dan permukaan pernapasan (Kuntarti. Pdf).

Selama suhu kulit lebih tinggi dari suhu lingkungan, panas dapat hilang oleh radiasi dan konduksi. Tapi ketika suhu lingkungan menjadi lebih tinggi dari suhu kulit, tubuh akan mendapatkan panas melalui radiasi dan konduksi dari lingkungan. Dalam kondisi seperti ini, satu-satunya mekanisme yang dapat dilakukan  tubuh untuk mempertahankan suhu tubuh akibat masuknya panas dari lingkungan adalah melalui penguapan (Kuntarti. Pdf).

F.   Mekanisme Pengontrolan Suhu Tubuh

Mengelola kondisi suhu lingkungan internal merupakan tantangan besar tubuh hewan. Hewan berhadapan dengan fluktuasi suhu lingkungan. Pengelolaan itu dengan tujuan untuk berada pada keadaan yang mendukung kelangsungan hidup makhluk hidup, tak terkecuali dengan manusia. Keseimbangan suhu tubuh manusia diatur oleh mekanisme fisiologis dan perilaku. Temoregulasi (thermoregulation) adalah proses penjagaan suhu internal hewan dalam kisaran yang dapat ditoleransi. Termoregulasi sangat penting karena sebagian besar proses kimiawi dan fisiologis sangat sensitif terhadap perubahan suhu. Dalam mencapai homeostatis, hewan mempertahankan kondisi lingkungan internalnya dalam keadaan relatif konstan bahkan ketika lingkungan eksternalnya berubah secara signifikan (Nugroho, 2014. Pdf).

Seperti kebanyakan hewan, manusia juga menunjukan homeostatis untuk menjaga sejumlah kondisi fisik dan kimia. Suhu tubuh cenderung berfluktuasi setiap saat. Banyak faktor yang dapat menyebabkan fluktuasi suhu tubuh. Untuk mempertahankan suhu tubuh dalam keaadaan konstan, diperlukan regulasi suhu tubuh. Suhu tubuh diatur dengan mekanisme umpan balik (feed back) yang diperankan oleh pusat pengaturan suhu di hipotalamus. Apabila pusat hipotalamus mendeteksi suhu tubuh yang terlalu panas, tubuh akan melakukan umpan balik. Mekanisme umpan balik ini terjadi bila suhu inti tubuh telah melewati batas toleransi tubuh untuk mempertahankan suhu, yang disebut titip tetap. Titik tetap tubuh dipertahankan agar suhu tubuh konstan pada 37°C (Nugroho, 2014. Pdf).

Mekanisme pengaturan suhu tubuh merupakan penggabungan fungsi dari organ-organ tubuh yang saling berhubungan. Didalam pengaturan suhu tubuh mamalia terdapat dua jenis sensor pengatur suhu, yaitu sensor panas dan sensor dingin yang berbeda tempat dengan jaringan sekeliling (penerima di luar) dan jaringan inti (penerima didalam) dari tubuh dari kedua jenis sensor ini, isyarat yang diterima langsung dikirim ke sistem saraf pusat dan kemudian dikirim ke sistem saraf motorik yang mengatur pengeluaran panas dan produksi panas untuk dilanjutkan ke jantung, paru-paru dan seluruh tubuh. Setelah itu terjadi umpan balik, dimana isyarat diterima kembali oleh sensor panas dan sensor dingin melalui peredaran darah (Nugroho, 2014. Pdf).

G. Konsep Zona Suhu Netral, Regulasi  Metabolik, Regulasi Fisik, Hypotermia dan Hypertermia

Hewan homoeterm mempunyai suhu tubuh yang konstan pada berbagai suhu lingkungan yang berubah-ubah. Pada bangsa mamalia dan bangsa burung di suhu lingkungan yang normal, suhu tubuhnya akan dipertahankan berada di atas suhu lingkungannya. Pada bangsa mamalia berkisar antara 37-400 C, dan pada bangsa burung sekitar 41-42,50 C. Laju produksi panas, (termogenesis) dan pelepasan panasnya tergantung kondisi lingkungannya (panas atau dingin), dan aktifitasnya (aktif atau diam). Untuk menjaga kestabilan (steady state) suhu tubuhnya, hewan homoeterm melakukan regulasi secara kimiawi (metabolism) dan secara fisik (gemetar, berkeringat atau evaporasi) (Kuntarti. Pdf).

Bila hewan homoeterm pada suhu lingkungan yang ekstrim, maka aktifitas termogulasi untuk menjaga kestabilan suhu tubuhnya akan meningkat sejalan dengan perubahan suhu lingkungan yang ekstrim tersebut. Pada kondisi rentangan suhu lingkungan yang moderat (disebut zona suhu neutral atau thermoneutral zone), kecepatan produksi panas berlangsung seimbang dengan kehilangan panas ke lingkungannya, dengan cara mengatur hantaran panas ke permukaan tubuhnya, seperti respon vasomotor, perubahan postur tubuh, regulasi pilomotor, dan efektifitas insulasi bulu atau rambut (Kuntarti. Pdf).

Bila suhu lingkungan diturunkan maka hewan homoeterm akan merespons dengan berbagai reflex yang cenderung mengkonversi panas, dengan cara penyempitan pembuluh darah (vasokonstriksi), mengecilkan permukaan tubuh yang bersinggungan dengan udara, mendirikan rambut atau bulu dan cara lainnya. Di bawah suhu neutral ini hewan homoeterm akan meningkatkan produksi panas untuk mengimbangi kehilangan panas ke lingkungannya. Produksi panas ini akan meningkat secara linier dengan penurunan suhu sampai di batas suhu kritis bawah, yang merupakan suhu terendah dimana hewan homoeterm masih dapat mempertahankan suhu rectal normal selama satu jam. Antara zona suhu neutral dengan suhu kritis bawah disebut zona regulasi metabolic. Bila suhu turun sampai dibawah suhu kritis bawah yang disebut zona hipotermia, maka mekanisme regulasi akan mengalami kegagalan, kecepatan metabolism akan menurun, menyebabkan tubuh hewan homoetermi akan mendingin dan tidak dapat mengimbangi terhadap turunnya suhu lingkungan dan akibatnya hewan akan mati (Kuntarti. Pdf).

Bila suhu lingkungan naik melebihi suhu neutral sampai batas suhu kritis atas, maka hewan homoeterm  akan cenderung melepaskan panas dengan respons reflex seperti pelebaran pembuluh darah (vasodilatasi), peningkatan penguapan atau evaporasi atau dengan kontrol prilaku, seperti berpindah ke tempat yang teduh, masuk kedalam air, mandi pasir dan sebagainya. Antara zona suhu neutral dengan suhu kritis atau disebut zona regulasi fisik. Di atas zona regulasi fisik, di sebut zona hipertermia, pelepasan panas oleh hewan homoetermi tidak dapat mengimbangi naiknya suhu lingkungan, sehingga terjadi evaporasi yang berlebihan dan hewan akan mengalami hipovolemia (kekurangan cairan tubuh) dan akan mati. Pada manusia dikenal dengan istilah heat stroke (Kuntarti. Pdf).

H.  Prinsip Termogenesis

Bila suhu lingkungan turun sampai dibawah suhu kritis bawah, hewan endotermik melindungi penurunan suhu pusat tubuhnya dengan memproduksi panas tambahan dari simpanan energi.  Produksi panas tambahan memili dua arti yaitu termogenesis menggigil dan termogenesis non-menggigil (Soewolo, 2000 : 336).

Termogenesis menggigil berperan penting  pada aklimasi mamalia pada suhu rendah, dan bangun dari hibernasi atau bermalasan. Tikus yang diaklimasikan pada suhu 30⁰C, pemanasan dengan bergerak dapat mengganti termogenesismenggigil sebagai sumber panas pada suhu lingkungan diatas 10⁰C, tetapi pada suhu dibawah 10⁰C, jumlah panas yang diproduksi terus-menerus melalui pemanasan. Tidak cukup menggantikan panas yang hilang, sehingga menghasilkan keaada hipotermia. Bila diaklimasikan pada 6⁰C, tingkat termogenesis non-menggigil akan meningkat secara nyata dan menekan pada pemanasan, dapat mengganti menggigil sebagai suatu sumber panas sampai suhu lingkungan serendah -20⁰C. Hal ini menunjukkan bahwa kapasitas untuk termogenesis non-menggigil diperlukan selama aklimasi terhadap dingin, memungkinkan tikus tetap aktif pada suhu lebih rendah daripada senadainya tikus tergantung pada termogenesis menggigil (Soewolo, 2000 : 336).

Pada proses termogenesis non-menggigil, mula-mula sistem untuk metabolisme lemak diaktifkan diseluruh tubuh, sehingga lemak dibongkardan dioksidasi untuk memproduksi panas. Pemanasan dengan menggerakkan badan dan termogenesis menggigil adaptif, tetapi pemanasan termogenesis menggigil bukan adaptif. Termogenesisi non-menggigiil secara signifikan meningkatkan lingkup metabolik untuk aktivitas (Soewolo, 2000 : 338).

I.     Konsep Suhu Letal dan Kaitan Kematian dengan Suhu Letal

Suhu letal dapat berubah-rubah sesuai dengan suhu yang dialami hewan yang sebelumnya. Ini bersangkutan dengan aklimasi (penyesuaian tubuh terhadap iklim atau suasana baru ditempat yang sama, khususnya dalam laboratorium), salah satu bentuk adaptasi. Hewan yang terbiasa hidup pada suhu relatif tinggi, mempunyai suhu letal (atas maupun bawah) lebih tinggi bila dibandingkan dengan hewan yang terbiasa hidup pada suhu relatif rendah (Soewolo, 2000 : 330).

       Suhu letal dipengaruhi tidak hanya oleh suhu aklimasi, tetapi juga latar belakang genetik, umur, ukuran tubuh, keadaan haormonal, diet, dan faktor-faktor lingkungan, seperti oksigen dan salinitas. Misalnya udang, suhu letalnya turun dengan penurunanan salinitas mediumnya dan kadar oksigen yang lebih rendah (Soewolo, 2000 : 330).

       Penyebab kematian hewan pada suhu terlalu rendah atau terlalu tinggi belum begitu jelas. Pada umumnya hewan polikiloterm akan mati jika dihadapkan terhadap suhu yang sangat rendah, walaupun masih di atas titik beku air untuk hewan akuatik. Sebaliknya hewan akan mati bila hidapkan pada suhu tinggi, meskipun masih dibawah suhu yang dapat menyebabkan denaturasi protein.  Begitu juga suhu tubuh hewan (homeotermik dan poikilotermik) turun, makan aktivitas jantung dan pernafasan menjadi lambat, dan hewan mungkin hipoksia. Membran sel menjadi permeable, gradien ionik tidak adapt dijaga, dan pemompaan ion berhenti. Pembebasan energi mungkin tidak cukup untuk memelihara fungsi-fungsi fiosiologis. Integrasi oleh saraf pusat gagal, banyak hewan masuk ke suatu keadaan koma, pada suhu diatas suhu letal bawah (Soewolo, 2000 : 330).

J.    Dormansi : Tidur, Dormansi, Torpor, Hibernasi dan Estivasi

1.      Dormansi

Dorman dalam kamus adalah tidak aktif atau tidur. Istilah ini biasanya digunakan untuk tumbuhan dan hewan yang tidak aktif pada musim-musim tertentu untuk menghindari kesulitan atau kematian akibat suhu. Pada hewan, dormansi merupakan bentuk umum dari heterotermi temporal, pada keadaan dorman aktivitas tubuh hewan, termasuk kecepatan metabolik, lebih rendah dari normal, bahkan dapat sampai titik terendah (Soewolo, 2000 : 343).

2.      Tidur

Peristiwa tidur masih sangat sedikit diketahui, meskipun sudah dipelajari secara intensif pada manusia dan mamalia yang lain. Telah diketahui selama tidur terdapat keterlibatan fungsi otak secara luas, terjadi penurunan suhu tubuh dan sensitifitas hipotalamik. Terdapat bukti bahwa zat-zat yang menyebakan tidur terbentuk selama terjaga penuh, diakumulasikan dalam cairan ekstraseluler sistem saraf pusat, namun identitas dan pengaruh zat tersebut belu  diketahui pada hewan heteroterm, tidur dan keempat kategori dormansi yang lain dimanifestasikan sebagai proses-proses fisiologikan perhubungan  (Soewolo, 2000 : 343).

3.      Torpor

Pada saat musim dingin hewan homeoterm dihadapkan kepada masalah harus mempertahankan suhu tubuh atau membiarkan suhu tubuhnya turun dangan berbagai konsekuensi. Pada saat torpor, suhu tubuh hewan turun mendekati suhu udara, laju metabolik, denyut jantung, respirasi, dan fungsi-fungsi yang lain juga turun. Semakin rendah suhu tubuh, semakin rendah kecepatan konfersi cadangan energi menjadi panas tubuh (Soewolo, 2000 : 343-344).

4.      Hibernasi

Hibernasi mengacu pada kondisi lembam dengan laju metabolisme sangat rendah. Hibernasi berbeda dengan torpor harian, dimana seekor hewan biasanya masuk hibernasi dengan konsekuensi penurunan suhu, dan dengan demikian suhu tubuhnya menjadi lebih rendah (Soewolo, 2000 : 344).

Sebelum masuk ke hibernasi, hewan harus melakukan persiapan dengan mengumpulkan cadangan energi yang berupa cadangan lemak. Beberapa mamalia menyimpan cukup energi persedian untuk hibernasi terutama dari ordo rodentia. Selama hibernasi pengatur suhu hipotalamik diatur serendah 20⁰C atau lebih rendah dari suhu normal. Pada suhu lingkungan antara 5-15⁰C, banyak hibernator membiarkan suhu tubuhnya turun sampai 1⁰C diatas lingkungan (Soewolo, 2000 : 345).

5.      Estivasi

Esivasi berarti tidur musim panas, estivasi merupakan bentuk dormansi dari beberapa spesies hewan untuk merespon lingkungan tinggi dan bahaya dehidrasi(Soewolo, 2000 : 346).

BAB III

PENUTUP

A.  Kesimpulan

Termoregulasi adalah suatu mekanisme makhluk hidup untuk mempertahankan suhu internal agar berada di dalam kisaran yang dapat ditolelir. Proses yang terjadi pada hewan untuk mengatur suhu tubuhnya agar tetap konstan dinamis. Sistem termoregulasi berfungsi untuk menjaga keseimbangan energi panas yang masuk dan energi panas yang terbuang sehingga mencapai temperatur yang mendekati konstan. Perpindahan energi termal (panas) terjadi melalui bebrapa mekanisme, antara lain: konveksi, konduksi, radiasi dan evaporasi.

Prinsip Termogenesis yaitu bila suhu lingkungan turun sampai dibawah suhu kritis bawah, hewan endotermik melindungi penurunan suhu pusat tubuhnya dengan memproduksi panas tambahan dari simpanan energi.  Produksi panas tambahan memili dua arti yaitu termogenesis menggigil dan termogenesis non-menggigil

B.  Saran

Dengan adanya makalah ini semoga bermanfaat bagi pembaca pada umumnya, dengan adanya materi pada makalah ini bisa menunjang pambelajaran dan diskusi didalam kelas dan penyusun makalah mengharapkan kritik dan saran yang membangun bagi kelancaran dan kesempurnaan penyusunan makalah berikutnya

DAFTAR PUSATAKA

Campbell, reece. 2000. Biologi Edisi Kelima Jilid 3. Jakarta: Erlangga.

Soewolo. 2000. Pengantar Fisiologi hewan. Pendidikan Nasional : Jakarta.

Winatasasmita. 1986. Fisiologi Hewan dan Tumbuhan. Kurnia : Jakarta.

Nugroho. 2014. “Media Internet”

http://staff.unila.ac.id/gnugroho/files/2014/06/TERMOREGULASI-Suhu-Tubuh.pdf

kuntarti. “Media Internet”

http://staff.ui.ac.id/system/files/users/kuntarti/material/thermoregulation.pdf