TERMOREGULASI Dr. Yandri Naldi Bagian Fisika Kedokteran Universitas Swadaya Gunung Jati CIREBON

TIK, Relevansi & Deskripsi singkat Setelah mengikuti mata kuliah ini, 90 % mahasiswa dapat menjelaskan konsep dasar Termoregulasi dan hal-hal yang mempengaruhinya Setelah mengikuti mata kuliah ini, 80 % mahasiswa dapat menguraikan tentang hakekat panas dan koversi tenaga dalam tubuh Setelah mengikuti mata kuliah ini, 80 % mahasiswa dapat menerangkan tentang termografi dan termoterapi

TIK, Relevansi & Deskripsi singkat Relevansi Sistem tubuh manusia tidak akan lepas dari proses transfer dan Transformasi Energi Panas (Termoregulasi) Deskripsi singkat Mata kuliah ini akan membahas tentang termoregulasi tubuh manusia yang berkaitan dengan fungsi tubuh manusia

Pre Test Manusia termasuk makhluk : Berdarah dingin Berdarah panas Berdarah panas & dingin Berdarah biru 2. Lokasi pengukuran suhu tubuh manusia, kecuali : Ketiak Dubur Bawah lidah Pembuluh darah

Pre Test 3. Panas dapat hilang dan masuk ke dalam tubuh dengan cara, kecuali : Konveksi Radiasi Interferensi Konduksi 4. Yang mengatur pengeluaran panas dalam tubuh manusia adalah : Ginjal Paru-paru Kulit Susunan syaraf pusat

Pre test 5. Termografi dapat digunakan untuk diagnosis, kecuali : Carsinoma mamae (kanker payudara) Vascular disease (penyakit pembuluh darah Follow up penderita post operatif karena DM Tuberkulosis paru 6. Penggunaan terapi panas dapat dilakukan dengan, kecuali: Botol berisi air panas Handuk panas Plastik panas Lumpur panas

Pendahuluan Suhu tubuh manusia cenderung berfluktuasi setiap saat. Untuk mempertahankan suhu tubuh manusia dalam keadaan konstan, diperlukan regulasi suhu tubuh. Suhu tubuh manusia diatur dengan mekanisme umpan balik (feed back) yang diperankan oleh pusat pengaturan suhu di hipotalamus.

Definisi Termo : Panas Regulasi : Pengaturan Termoregulasi adalah Suatu pengaturan fisiologis tubuh manusia mengenai keseimbangan produksi panas dan kehilangan panas sehingga suhu tubuh dapat dipertahankan secara konstan Panas adalah energi kinetik pada gerakan molekul.

Asal Panas Pada Tubuh Manusia Tubuh manusia merupakan organ yang mampu menghasilkan panas secara mandiri dan tidak tergantung pada suhu lingkungan.  mahluk berdarah panas 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.

Sistem Pengaturan Suhu Tubuh Suhu tubuh manusia cenderung berfluktuasi setiap saat. Banyak faktor yang dapat menyebabkan fluktuasi suhu tubuh Titik tetap tubuh dipertahankan agar suhu tubuh inti konstan pada 37°C. Apabila pusat temperatur hipotalamus mendeteksi suhu tubuh yang terlalu panas, tubuh akan melakukan mekanisme umpan balik. Mekanisme umpan balik ini terjadi bila suhu inti tubuh telah melewati batas toleransi tubuh untuk mempertahankan suhu, yang disebut titik tetap (set point). Tubuh manusia memiliki seperangkat sistem yang memungkinkan tubuh menghasilkan, mendistribusikan, dan mempertahankan suhu tubuh dalam keadaan konstan.

Sistem Pengaturan Suhu Tubuh Berdasarkan distribusi suhu di dalam tubuh, dikenal suhu inti (core temperatur), yaitu suhu yang terdapat pada jaringan dalam, seperti kranial, toraks, rongga abdomen, dan rongga pelvis. Suhu ini biasanya dipertahankan relatif konstan (sekitar 37°C). Selain itu, ada suhu permukaan (surface temperatur), yaitu suhu yang terdapat pada kulit, jaringan sub kutan, dan lemak. Suhu ini biasanya dapat berfluktuasi sebesar 30°C sampai 40°C.

Sistem Pengaturan Suhu Tubuh Lokasi pengukuran temperatur tubuh : ketiak (aksila), sub lingual (dibawah lidah) atau rektal (dubur) Temperatur dubur lebih tinggi 0,3 – 0,5 oC daripada temperatur aksila Suhu rektal agak konstan bila dibandingkan dengan suhu-suhu di daerah lain Temperatur rata-rata kulit : 0,07 Tkepala + 0,14 Tlengan + 0,05 Ttangan + + 0,07 Tkaki + 0,13 Tbetis + 0,09 Tpaha + 0,35 Tbatangtubuh Temperatur tubuh rata-rata : Mean Body Temperatur = (0,69 x temp rektal) + (0,33 x temp kulit rata-rata)

Tabel Perbedaan derajat suhu normal pada berbagai kelompok usia Suhu (oC) 3 bulan 37,5 6 bulan 37,7 1 tahun 3 tahun 37,2 5 tahun 37,0 7 tahun 36,8 9 tahun 36,7 11 tahun 13 tahun 36,6 Dewasa 36,4 > 70 tahun 36,0 Hipotermi, bila suhu tubuh kurang dari 36°C Normal, bila suhu tubuh berkisar antara 36 - 37,5°C Febris / pireksia, bila suhu tubuh antara 37,5 - 40°C Hipertermi, bila suhu tubuh lebih dari 40°C (Tamsuri Anas, 2007)

Faktor Yang Mempengaruhi Suhu Tubuh 1. Kecepatan metabolisme basal 2. Rangsangan saraf simpatis 3. Hormon pertumbuhan 4. Hormon tiroid 5. Hormon kelamin 6. Demam ( peradangan ) 7. Status gizi 8. Aktivitas 9. Gangguan organ 10. Lingkungan

Mekanisme Tubuh Ketika Suhu Tubuh Berubah 1. Mekanisme tubuh ketika suhu tubuh meningkat : a. Vasodilatasi  disebabkan oleh hambatan dari pusat simpatis pada hipotalamus posterior (penyebab vasokontriksi) sehingga terjadi vasodilatasi yang kuat pada kulit, yang memungkinkan percepatan pemindahan panas dari tubuh ke kulit hingga delapan kali lipat lebih banyak. b.Berkeringat  pengeluaran keringat menyebabkan peningkatan pengeluaran panas melalui evaporasi. c. Penurunan pembentukan panas  Beberapa mekanisme pembentukan panas, seperti termogenesis kimia dan menggigil dihambat dengan kuat.

Mekanisme Tubuh Ketika Suhu Tubuh Berubah 2. Mekanisme tubuh ketika suhu tubuh menurun : a. Vasokontriksi kulit di seluruh tubuh  karena rangsangan pada pusat simpatis hipotalamus posterior. b. Piloereksi  Rangsangan simpatis menyebabkan otot erektor pili yang melekat pada folikel rambut berdiri. c. Peningkatan pembentukan panas  sistem metabolisme meningkat melalui mekanisme menggigil, pembentukan panas akibat rangsangan simpatis, serta peningkatan sekresi tiroksin.

Mekanisme Kehilangan Panas Melalui Kulit Panas dapat hilang dan masuk ke dalam tubuh manusia dengan cara konveksi, konduksi, radiasi dan evaporasi, 1. Radiasi Radiasi adalah mekanisme kehilangan panas tubuh dalam bentuk gelombang panas inframerah. Gelombang inframerah yang dipancarkan dari tubuh memiliki panjang gelombang 5 – 20 mikrometer. Tubuh manusia memancarkan gelombang panas ke segala penjuru tubuh. Radiasi merupakan mekanisme kehilangan panas paling besar pada kulit (60%) atau 15% seluruh mekanisme kehilangan panas.

Mekanisme Kehilangan Panas Melalui Kulit 2. Konduksi Proses perpindahan kalor secara konduksi bila dilihat secara atomik merupakan pertukaran energi kinetik antar molekul (atom), dimana partikel yang energinya rendah dapat meningkat dengan menumbuk partikel dengan energi yang lebih tinggi. Konduksi terjadi melalui getaran dan gerakan elektron bebas. Konduksi adalah perpindahan panas akibat paparan langsung kulit dengan benda-benda yang ada di sekitar tubuh.

Mekanisme Kehilangan Panas Melalui Kulit 3. Konveksi Apabila seceret kopi diletakkan di atas kompor listrik yang panas maka enegi dalam ceret akan meningkat yang disebabkan oleh konveksi Apabila kalor berpindah dengan cara gerakan partikel yang telah dipanaskan dikatakan perpindahan kalor secara konveksi Aliran konveksi dapat terjadi dikarenakan massa jenis udara panas sangat ringan dibandingkan massa jenis udara dingin

Mekanisme Kehilangan Panas Melalui Kulit 4. Evaporasi Evaporasi ( penguapan air dari kulit ) dapat memfasilitasi perpindahan panas tubuh. Setiap satu gram air yang mengalami evaporasi akan menyebabkan kehilangan panas tubuh sebesar 0,58 kilokalori. Pada kondisi individu tidak berkeringat, mekanisme evaporasi berlangsung sekitar 450 – 600 ml/hari. Hal ini menyebabkan kehilangan panas terus menerus dengan kecepatan 12 – 16 kalori per jam. Evaporasi ini tidak dapat dikendalikan karena evaporasi terjadi akibat difusi molekul air secara terus menerus melalui kulit dan sistem pernafasan.

Mekanisme Kehilangan Panas Melalui Kulit Enegi panas mula-mula akan penetrasi kedalam jaringan kulit dalam bentuk berkas cahaya (dalam bentuk radiasi atau konduksi) kemudian akan menghilang didalam jaringan yang lebih dalam berupa panas, panas tersebut kemudian diangkut ke jaringan lain dengan cara konveksi yaitu diangkut ke jaringan seluruh tubuh melalui cairan tubuh, dan energi panas akan dikeluarkan melalui evaporasi (keringat)

Efek Panas Efek panas terbagi dalam 3 bagian : Fisik, Panas menyebabkan zat cair, padat dan gas mengalami pemuaian ke segala arah Kimia, kecepatan reaksi kimia akan meningkat dengan peningkatan temperatur  reaksi oksidasi  Permeabilitas membran sel akan meningkat sesuai dengan peningkatan suhu  pada jaringan akan terjadi peningkatan metabolisme  peningkatan pertukaran zat kimia tubuh dalam cairan tubuh Biologis, sumasi dari efek panas terhadap fisik dan kimia  peningkatan sel darah putih, peradangan & dilatasi pembuluh darah  peningkatan sirkulasi darah dan peningkatan tekanan kapiler & pH darah menurun

Energi panas dalam bidang kedokteran Romans (600 a.d) : memakai minyak panas untuk memijat Faure (1774) : mempergunakan “Hotsbrichs” dalam pengobatan nyeri yang disebabkan rheumatik Roebereiner (1816) : Pemakaian sinar dalam bidang pengobatan Reyn (1913) : Menggunakan sinar ungu ultra dalam irradiasi tubuh Langevin (1917) : mempergunakan ultrasonik dalam pengobatan

Penggunaan energi panas dalam pengobatan 1. Metode Konduksi : Terjadi apabila terdapat perbedaan temperatur antara kedua benda  panas akan ditransfer dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin Kantong air panas/botol berisi air panas  pengobatan nyeri (mis nyeri perut) Handuk panas  pada daerah otot yang sakit (mis spasme otot) Turkish bath/mandi uap  untuk penyegar, relaksasi otot Mud packs/lumpur panas  mengkonduksi panas kedalam jaringan, mencegah kehilangan panas tubuh Wax bath/parafin bath  mentransfer panas pada tungkai bawah terutama pada orang tua Electric pads  melingkari kawat elemen panas yang dibungkus asbes atau plastik  Untuk pengobatan penyakit neuritis, sprains, strain, contusio, sinusitis dan low back pain

Penggunaan energi panas dalam pengobatan 2. Metode Radiasi : Electric fire Infra merah 3. Metode elektromagnetis : Short wave diathermy (Diatermi gelombang pendek) Micro wave diathermy (gelombang radio dengan ossilasi pada frekuensi yang sangat tinggi (frekuensi 900 MHz) 4. Gelombang ultrasonik  gelombang bunyi dengan frekuensi 1 MHz  lebih efektif pada tulang dibanding dengan soft tissue karena tulang lebih banyak menyerap panas

Penggunaan energi dingin dalam pengobatan Kriogenik : pengetahuan dan teknologi yang menghasilkan dan menggunakan suhu yang sangat rendah Kriobiologi : mempelajari efek suhu rendah pada bidang biologi atau kedokteran Penggunaan temperatur rendah dalam bidang kedokteran : Penyimpanan darah (bank darah) Penyimpanan sperma (Bank sperma) Penyimpanan bone marrow (Sumsum tulang) Penyimpanan jaringan tubuh lainnya Penyimpanan obat-obatan Pengobatan edema yang diakibatkan trauma akut dan sakit kepala  ice bag/kantong es Pengobatan nyeri dan bengkak lokal  kompres dingin Operasi jaringan kanker

Termografi Pengukuran temperatur permukaan tubuh menunjukkan bahwa temperatur permukaan tubuh berbeda disatu titik dengan titik-titik lain, tergantung pada faktor fisik luar dan metabolik internal serta proses sirkulasi yang dekat dengan kulit Penggunaan termografi dalam diagnosis : A. Carsinoma mamae B. Vascular disease C. Follow up penderita post operatif karena DM D. Cerebral vascular disease E. Artritis acuta F. Patello femoral pain G. Primary erythemalgia

Referensi 1. Gabriel, J.F, Fisika Kedokteran, EGC, Jakarta, 1996. 2. Cameron, J.R, dkk, Fisika Tubuh Manusia, EGC, Jakarta, 2006. 3. Guyton & Hall, Buku Ajar Fisiologi Kedokteran edisi 9, EGC, Jakarta, 1997.

Post Test Manusia termasuk makhluk : Berdarah dingin Berdarah panas Berdarah panas & dingin Berdarah biru 2. Lokasi pengukuran suhu tubuh manusia, kecuali : Ketiak Dubur Bawah lidah Pembuluh darah

Post Test 3. Panas dapat hilang dan masuk ke dalam tubuh dengan cara, kecuali : Konveksi Radiasi Interferensi Konduksi 4. Yang mengatur pengeluaran panas dalam tubuh manusia adalah : Ginjal Paru-paru Kulit Susunan syaraf pusat

Post test 5. Termografi dapat digunakan untuk diagnosis, kecuali : Carsinoma mamae (kanker payudara) Vascular disease (penyakit pembuluh darah Follow up penderita post operatif karena DM Tuberkulosis paru 6. Penggunaan terapi panas dapat dilakukan dengan, kecuali: Botol berisi air panas Handuk panas Plastik panas Lumpur panas