REGULATION & HOMEOSTATIS

What is Homeostasis? Why is Homeostasis Important? How is Homeostasis maintained?

Glossary Maintain – keep up. Constant – the same. Internal – inside the body. Environment /External– surroundings of the body.

Homois=sama, state=tetap Pemeliharaan kondisi yang “ajeg” dalam lingkungan internal walaupun lingkungan eksternal mengalami perubahan. Homois=sama, state=tetap Claude Bernard pertama kali yang mengamati bahwa tubuh memiliki mekanisme khusus yang mengatur berbagai proses fisiologi, dalam range sempit tertentu (batas toleransi).

Homeostasis Thermoregulasi Osmoregulasi Eksresi

Semua organisme harus menjaga kestabilan lingkungan internalnya berfungsi dengan baik, meliputi: a. Temperatur b. pH c. Kadar ion d. hormon

Contohnya: laju respirasi meningkat seiring dengan peningkatan suhu sampai titik tertentu dan kemudian akan menurun ketika suhu itu sudah cukup tinggi sehinggga menyebabkan denaturasi enzim. Sifat-sifat membran juga akan berubah karena perubahan suhu. Jika dingin maka membran dapat hancur. Yang lebih fatal lagi adalah kematian pada sel.

Jika homeostasis tidak bekerja dengan baik maka terjadi: Denaturasi protein Membran sel yang rusak Enzim yang bekerja tidak baik Kematian sel

Homeostasis melibatkan 2 sistem pengatur, yaitu: a. Sistem syaraf (nervous system) b. Sistem hormon (endokrine system)

Sistem syaraf, terdiri atas: otak,sum-sum tulang belakang, serabut syaraf di seluruh bagian tubuh. Syaraf sensorik menerima impuls dari dalam ataupun luar kemudian dikirimkan ke otak untuk diterjemahkan, kemudian dikirimkan oleh syaraf motorik ke efektor (untuk merespon) Sistem hormon,terdiri atas kelenjar, hormon dan organ target. Menerima sinyal dari sist.syaraf atau dari hormon yang spesifik, untuk memacu dihasilkannya hormon lainnya sebagai respon masukan.

Negative Feedback Pengaturan suhu tubuh

Umpan Balik POsitif Childbirth Kontraksi Rahim stretch of the cervix Release of oxytocin

Perpindahan Panas dari Lingkungan-Organisme

Panas tubuh---Lingkungan Endoterm: M.H. dapat mengatur keajegan suhu tubuh walaupun suhu lingkungan berubah. M.H. tsb mempunyai thermoregulator Ektoterm: M.H. yang menyesuaikan suhu tubuhnya dengan lingk. Co. berbagai macam invertebrata, ular -nonregulator

Ectotherm vs Endotherm

Kelebihan Endoterm: Menjaga kestabilan suhu tubuh Cooling & heating the body Memiliki metabolisme aerobik yang tinggi Mampu melakukan aktivitas otot yang lebih lama/kuat daripada ektoterm Jalan/lari dalam jarak yang jauh Terbang

Kelemahan Endoterm: Mengkonsumsi makanan dalam jumlah yang banyak untuk kebutuhan metabolisme Human metabolic mate at 200C & at rest 1,300 to 1,800 kcal per day. American alligator metabolic rate at 200C & at rest 60 kcal per day at 200C.

Mekanisme Thermoregulasi Insulasi bulu rambut lemak Lapisan lemak Evaporative cooling Sweating (pengeluaran keringat), panting (penjuluran lidah), bathing (berkubang) Shivering (Menggigil) Nonshivering thermogenesis & brown fat Circulation adaptations Countercurrent exchange Vasodilatation (mekanisme pendinginan) Vasoconstriction (heat conservation) Respon perilaku

Countercurrent heat exchangers Goose leg Dolphin flipper

Pengaturan Temperatur Tubuh Semua mamalia menjaga agar suhu tubuhnya relatif konstan. Mannusia memiliki suhu tubuh sekitar 37ºC. dalam lingkungan panas ataupun dingin

Pengaturan Temperatur tubuh Hewan dengan area permukaan yang luas dibandingkan dengan volume tubuh akan kehilangan panas lebih cepat daripada yang sedikit area permukaannya Volume = _______ Surface area = ______ Volume : Surface area ratio = ___________ Volume = _______ Surface area = ______ Volume : Surface area ratio = ___________

Untuk setiap 1 unit pemanasan, panas hilang pada 5 sisinya Volume : Surface area ratio = 1:6 Volume : Surface area ratio = 1:5 Untuk setiap 1 unit pemanasan, panas hilang pada 5 sisinya Untuk setiap 1 unit pemanasan, panas hilang pada 6 sisinya

Volume : Surface area ratio = 1:6 Angka perbandingan lebih besar Volume : Surface Area maka panas akan lebih cepat hilang

Penguins huddling to keep warm

Regulating Body Temp in Humans

Bagaimana mekanisme pendinginan tubuh? Sweating (Berkeringat) Ketika tubuh panas, kelenjar keringat distimulasi untuk mengeluarkan keringat. Keringat kemudian akan menguap Untuk melakukan ini dibutuhkan panas. Panas tersebut diperoleh dari kulitmu. Kulit kehilangan panas sehingga mendingin

Sweating The skin

Bagaimana mekanisme pendinginan tubuh? Vasodilasi (Pelebaran pembuluh darah kapiler) darah membawa sebagaian besar energi panas tubuh. Ada pembuluh darah kapiler dibawah kulit, yang dapat berisi darah ketika kepanasan. Hal tersebut menyebabkan darah dekat dengan permukaan kulit sehingga panas yang berlebih dapat hilang

This means more heat is lost from the surface of the skin If the temperature rises, the blood vessel dilates (gets bigger).

Bagaimana mekanisme pemanasan tubuh? Vasokonstriksi Berlawanan dengan vasodilatasi Pembuluh darah kapiler dibawah kulit mengalami penyempitan Hal tersebut menyebabakan aliran darah jauh dari permukaan kulit sehingga dapat mengurangi kehilangan panas

This means less heat is lost from the surface of the skin If the temperature falls, the blood vessel constricts (gets shut off).

Bagaimana mekanisme pemanasan tubuh? Piloerection Terjadi ketika rambut di kulit “berdiri “. Rambut membentuk lapisan penjebak udara di permukaan kulit yang kemudian dapat memanaskan tubuh Lapisan udara tersebut merupakan lapisan insulasi

Penyesuaian pada lingkungan dg temperatur baru Endotherm (burung dan manusia): menumbuhkan lapisan bulu yang lebih tebal pada musim dingin dan merontokkannya pada musim panas, dan terkadang dengan memvariasikan produksi kapasitas panas metabolik.

Ektotherm mengimbangi perubahan panas ditubuhnya dengan penyesuaian fisiologi dan toleransi terhadap suhu. Co. pada musim dingin cat fish hanya dapat bertahan hidup pada suhu maksimal 28oC, tetapi pada musim panas suhu 36oC.

Beberapa ektoterm mengalami aklimatisasi terhadap suhu lingkungan yang mencapai dibawah 0oC sehingga untuk melindungi diri dengan memproduksi senyawa “antifreeze” berupa cryoprotectant yang mencegah terbentuknya es dalam sel Co Ikan Arctic and Antarctic, pada -0.7oC.

Hibernasi dilakukan sebagai adaptasi terhadap musim dingin dan sedikitnya persediaan makanan Tupai di bawah tanah Suhu tubuhnya: 37oC Rerata Metabolic : 85 kkal/hari. Selama 8 bulan dalam masa hibernasi maka suhu tubuhnya sedikit turun dan metabolik ratenya juga sangatr rendah

Body Temperature and metabolism during hibernation of Belding’s ground squirrel

Osmoregulasi Osmoregulasi- pengaturan fluida dalam tubuh makhluk hidup. Difusi- perpindahan substansi dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Osmosis-difusi melalui membran semipermeable

Less salt than external environment Marine Fish: hypoosmotic Less salt than external environment H2O continually leaves body continually drinks seawater excretes salt through gills produces small amts of dilute urine

More salt than external environment Freshwater Fish: hyperosmotic H2O continually enters body does not drinks water More salt than external environment produces large amts of dilute urine