KELOMPOK 7 TERMOREGULASI  TAUFIK RAHMAN  VIVY HERMANA PRATIWI

PENGERTIAN TERMOREGULASI suatu mekanisme makhluk hidup untuk mempertahankan suhu internal agar berada di dalam kisaran yang dapat ditolelir. Mekanisme termoregulasi terjadi dengan mengatur keseimbangan antara perolehan panas dengan pelepasan panas. Proses yang terjadi pada hewan untuk mengatur suhu tubuhnya agar tetap konstan dinamis. Soewolo, 2000

Pengaruh Suhu Pada Lingkungan Hewan Poikiloterm Homeoterm Heteroterm Kelompok suhu tubuhnya dipengaruhi oleh lingkungan. Suhu tubuh bagian dalam lebih tinggi dibandingkan dengan suhu tubuh luar. Hewan yang tidak mampu mempertahankan suhu tubuhnya. Homoiterm sering disebut hewan berdarah panas karena mampu menjaga panas suhu tubuhnya. Pada hewan homoiterm suhunya lebih stabil, hal ini dikarenakan adanya reseptor dalam otaknya sehingga dapat mengatur suhu tubuh. kelompok hewan yang pada saat tertentu memiliki sifat poikilotermik dan pada saat lain bersifat homeotermik, dan kelompok hewan yang mengatur suhu tubuh secara parsial, yaitu regulasinya terbatas pada bagian tubuh tertentu. Abbas dan Santoso, 2009

Hewan Eksotermis & Endotermis Hewan Eksotermis : Hewan yang memproleh panas dari lingkungan dan akan meregulasi temperatur tubuhnya berdasarkan produksi panas dari dalam tubuh (ex. Invertebrata dan dan vertebrata akuatis ikan dan amphibi) Hewan eksotermis sangat tergantung kepada panas lingkungan untuk meningkatkan suhu tubuhnya Abbas, ND, dan Santoso P,

Hewan Endotermis : Hewan yang menghasilkan panas yang cukup dari metabolisme oksidatifnya dan menjaga temperatur tubuhnya pada level yang konstan sehingga panas tubuhnya tergantung kepada produksi internalnya sendiri (ex. Burung dan mamalia) Heterotermis /endotermis fakultatif : Hewan yang tidak mempertahankan suhu tubuhnya pada kondisi konstan, akan tetapi selama beraktivitas hewan tersebut memperlihatkan regulasi endotermis (ex.prototeria) Abbas, ND, dan Santoso P,

Mekanisme pada Poikilotermis Efek-efek letal dari pembekuan atau suhu rendah akan dapat dihindari dengan perubahan titik beku Peningkatan pada kandungan osmotik cairan tubuh akan menurunkan titik beku dan melindungi organisme dari proses pembekuan Pada insekta, hemolimfnya secara normal mengandung gliserol yang akan menurunkan titik beku dan menjadi proteksi bagi jaringan-jaringan yang membeku dari kerusakan

Vertebrata tidak memiliki toleransi terhadap pembekuan atau supercooling dibandingkan dengan invertebrata Aklimatisasi dapat merubah batas-batas letal menjadi sedikit meluas dalam kisaran toleransi yang menguntungkan Umumnya aklimatisasi dipercayai terlibat dalam sintesis berbagai bentuk enzim baru yang dapat bekerja pada zona temperatur yang baru dan terlibat juga dalam perubahan kuantitatif dari jumlah enzim yang tersedia.

Temperatur Tubuh Pada Poikilotermis Aktivitas poikilotermis tergantung kepada suhu lingkungannya dan sehubungan dengan itu, hewan-hewan kelompok ini tidak akan memerlukan energi terlalu besar untuk termoregulasinya karena laju metabolismenya juga rendah dengan sedikit atau tanpa adanya produksi panas. Dalam kondisi dingin suhu tubuhnya rendah dan di kondisi panas maka suhu tubuh akan meningkat.

Poikilotermis meregulasi suhu tubuhnya dengan mekanisme fisika hanya melalui : Insulasi yang sedikit memungkinkan kehilangan panas lebih cepat dan mencegah akumulasi panas yang tersimpan dalam tubuh. Suhu tubuh di bagian dalam (core body temperature) yang diukur dari bagian rektal) akan lebih rendah daripada suhu lingkungannya. Pada lingkungan yang tinggi, panas tubuh akan dikurangi melalui evaporasi. Pada suhu lingkungan yang rendah, tidak ada proses regulasi spesifik untuk memproduksi panas karena tidak ada regulasi kimiawi.

Poikilotermis Akuatis Invertebrata akuatis dapat mentoleransi kisaran fluktuasi temperatur yang lebih luas dibandingkan dengan vertebrata poikilotermis Vertebrata akuatis : Ikan adalah hewan akuatis yang bernafas dengan insang dimana suhu tubuhnya dipertahankan untuk tetap sama dengan suhu lingkungan, laju metabolismenya sangat rendah sehingga laju pertukaran panas juga rendah.

Pertukaran panas pada ikan. Panas yang dihasilkan dari metabolisme di otot akan dialirkan dari darah vena yang panas menuju darah arteri yang lebih dingin

Poikilotermis Terestrial Hewan terestrial akan dihadapkan dengan fluktuasi suhu lingkungan yang lebih besar seperti hewan gurun mengalami variasi suhu harian yang ekstrim Hewan invertebrata terestrial adalah kelompok hewan yang memiliki daya adaptasi maksimum terhadap lingkungannya. Habitatnya sangat beragam dan juga kebutuhan termalnya

Lanjutan.... Hewan vertebrata terestrial poikilotermis seperti amphibi memiliki pola regulasi suhu yang cukup unik. Amphibi memiliki perubahan temperatur tubuh yang spesifik sehubungan dengan lingkungannya. Kulit amphibi kendati tidak efektif untuk regulasi fisiologis, namun memberikan proteksi dalam kondisi ekstrim. Pada lingkungan yang kering dan panas, air akan hilang dari kulit melalui evaporasi. Ketika berada di darat, kulit yang basah akan berfungsi seperti termometer gelembung basah dan evaporasi yang konstan dari air pada kulit akan menjaga suhu tubuh berada di bawah suhu lingkungan

Temperatur Tubuh Pada Homeotermis Reptil adalah kelompok vertebrata terestrial pertama yang memperlihatkan usaha awal dari homeotermis dengan adanya mekanisme trmoregulasi pada level awal Burung dan mamalia menjaga suhu tubuh secara independen dan memiliki komponen-komponen termoregulasi yang efisien Panas tubuh akan dihasilkan dan dipertahankan dalam kondisi lingkungan yang dingin, sedangkan panas akan hilang dalam kondisi lingkungan bersuhu tinggi

Regulasi suhu tubuh Homeotermis Produksi panas dan kehilangan panas akan berganti secara cepat dan lancar dalam hubunganya dengan temperatur tubuh dan lingkungan. Ini adalah regulasi fisika dari panas. Produksi panas akan diregulasi oleh regulasi panas kimiawi yang dilakukan dengan mempercepat laju metabolisme tubuh ketika kebutuhan panas tubuh meningkat.

Hubungan suhu eskternal dan suhu tubuh dari berbagai hewan

Rangkuman berbagai fakor yang berkontribusi dalam pemeliharaan suhu tubuh agar tetap konstan pada endotermis

Termogulasi pada Heterotermik Heterotermik adalah hewan yang mampu memproduksi panas endotermik dalam berbagai tingkat, tetapi umumnya tidak meregulasi suhu tubuhnya dalam rentangan pendek. heterotermik temporal heterotermik regional Abbas dan Santoso, 2009

Heterotermik temporal Heterotermik temporal merupakan suatu kategori yang luas, dimana suhu tubuh hewan dapat berbeda setiap saat, misalnya terdapat pada serangga terbang, dan beberapa ikan, yang dapat meningkatkan suhu tubuh di atas suhu lingkungan dengan sifat panas yang dibangkitkan sebagai suatu hasil yang melibatkan aktivitas otot. Heterotermik Temporal Abbas dan Santoso, 2009

Heterotermik regional Heterotermik Regional 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. Abbas dan Santoso, 2009

Temperatur Tubuh Pada Heterotermis Kelompok mamalia yang termasuk ke dalam kelas Prototheria dan Metatheria (misalnya Echidna, Ornithorhynchus, Armadilo, Opposum, dll) memiliki suhu tubuh yang rendah sehubungan dengan lingkungannya dan memperlihatkan kisaran yang luas dari fluktuasi temperatur dan metabolismenya Beberapa bagian tubuh seperti kaki, ekor, kuping dan lain-lain memiliki insulasi yang sedikit dibandingkan dengan bagian lainnya dan temperatur pada bagian tersebut lebih rendah daripada temperatur di dalam tubuh

PUSAT KONTROL TERMOREGULASI Pada Endotermis, Endotermis menjaga stabilitas suhu dalam tubuhnya dan untuk melakukan mekanisme tersebut maka terdapat suatu pusat kontrol termoregulasi. Dalam hal ini yang bekerja untuk menyeimbangkan produksi panas dan kehilangan panas. Hal ini dikontrol oleh sistem saraf. Contoh: Aktivitas otot volunter atau gigilan (shivering) akan meningkatkan produksi panas dan keduanya akan dipengaruhi melalui saraf motorik Kehilangan panas dapat diganti dengan memvariasikan jumlah darah yang mengalir melalui kulit atau dapat ditingkatkan dengan mengeluarkan keringat. Aktivitas tersebut dibawah kontrol sistem Saraf Simpatik (Abbas dan Santoso, 2009)

Pada homeotermis pusat kontrol termoregulasi terletak di hipotalamus. Hipotalamus adalah bagian yang sangat peka, yang merupakan pusat integrasi utama untuk memelihara keseimbangan tubuh, dengan menerima informasi dari berbagai bagian tubuh di kulit (Seeley 2007). Pusat termoregulasi terdapat di hipotalamus adalah hipotalamus anterior yang berfungsi sebagai regulator terhadap suhu panas. Dan hipotalamus posterior yang berfungsi sebagai regulator terhadap suhu dingin (Guyton, 2006) Abbas dan Santoso, 2009

Penelitian tentang rekaman elektrik pada hipotalamus telah menemukan adanya tiga tipe sel yang sensitif terhadap suhu, yaitu : Reseptor Panas Sel-sel yang meningkatkan aktivitasnya jika suhu hipotalamus meningkat tetapi suhu kulit tidak mempengaruhinya. Reseptor Dingin Sel-sel yang meningkatkan muatannya jika suhu hipotalamus menurun dan tetap tidak terpengaruh oleh suhu di kulit. Reseptor Campuran Sel-sel yang memperlihatkan respon terhadap peningkatan suhu kulit, tetapi juga selanjutnya akan meningkatkan muatannya jika hipotalamus menjadi panas. (Abbas dan Santoso, 2009)

Pusat Kontrol Termoregulasi Pada Manusia Termoregulasi manusia berpusat pada hypothalamus anterior terdapat tiga komponen pengatur atau penyusun sistem pengaturan panas, yaitu termoreseptor, hypothalamus, dan saraf eferen serta termoregulasi (Swenson, 1997). Kontrol keseimbangan suhu tubuh manusia dilakukan dengan menyeimbangkan antara heat production dan heat loss (Guyton, 2006).

TERMOREGULASI HEWAN ENDOTERMIS Hewan Endotermis adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari dalam tubuh sebagai hasil dari proses metabolisme sel tubuh. Contohnya : burung dan mamalia Cara : menyeimbangkan pembentukan dan pelepasan panas Isnaini, 2006

TERMOREGULASI PADA BURUNG Burung biasanya memiliki temperatur dalam tubuh yang lebih tinggi daripada mamalia. Di lingkungan yang panas burung akan kehilangan air melalui respirasi. Pada suhu lingkungan yang lebih tinggi akan meningkatkan aktivitas respirasi dan akan berakibat pada kehilangan air sekurangnya 4 kali lipat pada suhu 34 dan 40oC. Hal ini adalah pendinginan evaporatif. Transfer panas pada burung disamping proses pendinginan evaporatif juga melalui piranti lainnya. Salah satunya adalah dengan mengepakkan sayap sehingga tubuh terekspos dengan lingkungan, penekanan bulu, peningkatan aliran darah ke kaki dan jengger atau pial yang akan meningkatkan konduktansi termal. Mekanisme tingkah laku yang berhubungan dengan regulasi suhu yaitu banyak spesies burung berpindah ke area yang lebih ternaung pada siang hari dan mengurangi pertambahan panas tubuhnya. Burung dapat juga terbang diketinggian untuk melepaskan diri dari panas pada tempat yang rendah. Abbas dan Santoso, 2009

TERMOREGULASI PADA MAMALIA Pada mamalia, suhu di dalam tubuhnya berada pada kisaran 35oC dan 40oC,yang biasanya lebih tinggi daripada suhu lingkungan. Regulasi suhu pada mamalia biasanya berhubungan dengan adaptasi morfologi dan ekologi. Abbas dan Santoso, 2009

Lanjutan.... Mamalia yang hidup di daerah dingin akan mempertahankan suhu tubuhnya untuk lebih tinggi. Selama masa dingin yang intens, suhu tubuh mamalia akan relatif tetap konstan. Adaptasinya melalui efisiensi insulasi tubuh dengan adanya rambut tebal dan lemak di bawah kulit dan efektifnya kerja pengontrol vaskomotor serta mekanisme pertukaran panas counter-current dalam sistem peredaran, menurunnya sensitifitas terhadap suhu dari reseptor di bagian periper. Mamalia secara kontinyu melepaskan panas ke lingkungannya melalui mekanisme transfer panas. Proses termoregulasi tersebut berkenaan dengan kontrol laju pelepasan panas ke lingkungan, dan peningkatan produksi panas. Abbas dan Santoso, 2009

MEKANISME PRODUKI PANAS HEWAN ENDOTERMIS

ADAPTASI TERHADAP SUHU PANAS SUHU PANAS Meningkatkan pelepasan panas tubuh dengan meningkatkan penguapan, baik melalui proses berkeringat ataupun terengah-terengah. Nielsen, 1997 Menggunakan strategi hipertermik, yaitu mempertahankan atau menyimpan kelebihan panas metabolik di dalam tubuh sehingga suhu tubuh meningkat sangat tinggi, contoh: unta dan rusa gurun. Melakukan gular fluttering: yaitu menggerakkan daerah kerongkongan secara cepat dan terus- menerus sehingga penguapan melalui saluran pernafasan (dan mulut) dapat meningkat, akibatnya pelepasan panas tubuh juga meningkat. Misalnya pada ayam yang sedang mengerami telur.

MEKANISME ADAPTASI SUHU TINGGI Kontrol terhadap laju pelepasan panas. Transfer panas endogen dari dalam tubuh melawan gradien termal dari tubuh ke lingkungan yang panas melalui evaporasi agar tubuh tetap dingin. Contohnya yaitu hewan yang hidup di gurun Permasalahan termoregulasi hewan gurun 1.Relaksasi batas-batas termal selama kontrol homeostatik dipertahankan. 2.Pertahanan dalam bentuk perilaku mendominasi piranti termoregulasi. 3.Struktur khusus dan adaptasi fungsionalnya berkembang Abbas dan Santoso, 2009

BATAS TOLERANSI SUHU HEWAN

Adaptasi Terhadap Suhu Dingin Sebagai hasil dari stimulasi reseptor dingin, terjadi konstriksi pembuluh darah yang mengaliri kulit untuk menurunkan pelepasan panas. Dingin juga menyebabkan berdirinya rambut-rambut, bulu dan peningkatan aktivitas muskular. Suhu darah diturunkan sebagai konsekuensi dimana pusat regulasi panas mulai beroperasi dan diikuti dengan gigilan (shivering).

Hibernasi Fenomena dimana suhu tubuh turun drastis pada level yang rendah sehubungan dengan suhu lingkungan selama musim dingin atau tantangan adaptif yang memerlukan persiapan-persiapan sebelum memasuki masa hibernasi. Ini adalah pola adaptasi hipotermia biasanya ditemukan pada hewan mamalia Sebelum dormansi musim dingin dimulai, hewan akan menyimpan sejumlah besar lemak dan mulai memasuki fase lemah (letargi) dan diikuti dengan eriode dormansi

Hibernasi memperlihatkan sejumlah atribut fisiologis Suhu dalam tubuh (core) turun 1-2 o C dibawah suhu lingkungan. Konsumsi oksigen menurun sebesar 5 % dari laju metabolisme basal Laju pernafasan menurun, kadang-kadang terhenti dalam beberapa waktu Laju detak jantung turun, sekitar 5-6 kali per menit, tekanan darah tetap memadai Tubuh sangat lamban (torpor) atau bahkan hampir tidur

HIBERNASI

Cekaman dari lingkunganAdaptasiHomeostasis Laju metabolisme meningkat Laju respirasi semakin tinggi Kontraksi jantung meningkat Hopotalamus : Tubuh mengeluarkan keringat Laju metabolisme menurun Laju respirasi semakin rendah Kontraksi jantung menurun Hipotalamus : Tubuh menggigil

Aklimatisasi Termal (Kemampuan hewan untuk mengubah kisaran temperatur tubuhnya dalam level prubahan yang masih dapat ditoleransi, sebagai suatu upaya untuk menjaga kondisi fisiolgis tubuh) Abbas, Djuwita, dan Santoso, 2009 AKLIMATISASI Suatu upaya penyesuaian fisiologis atau adaptasi dari suatu organisme terhadap suatu lingkungan baru yang akan dimasukinya Perubahan temperatur yang dikondisikan di laboratorium AKLIMASI Perubahan Kondisi Fisiologis

Aklimatisasi Termal Aklimatisasi termal digunakan untuk perubahan temperatur yang terjadi di alam, sedangkan aklimasi digunakan untuk istilah bagi perubahan suhu yang dikondisikan di laboratorium Jika hewan dipelihara di lingkungan yang baru yang berbeda dari habitat aslinya, mungkin hewan tersebut akan memperlihatkan perubahan-perubahan spesifik untuk bertahan hidup atau bahkan mengalami kematian

Beberapa poikilotermis memperlihatkan peningkatan mendadak dari laju metabolismenya ketika suhu eksternal meningkat dan pada kondisi dingin juga akan memperlihatkan penurunan yang tiba-tiba. Perubahan pada laju metabolisme dideskripsikan sebagai kompensasi konsekuensi aklimatisasi Ketika kembali ke kondisi temperatur normalnya, laju reaksi tidak akan kembali ke level awal, tetapi mungkin akan lebih tinggi atau lebih rendah sesuai dengan arah aklimatisasinya

Amphibi dapat mentolerir suhu tinggi sebagai konsekuensi esensial dari aklimatisasinya Reptilia juga memperlihatkan mekanisme termoregulasi fisiologis. Kelompok reptilia terestrial dapat mengatur suhu tubuhnya dengan seleksi habitat Kelompok tersebut memperlihatkan banyak adaptasi perilaku dan evolusi kemampuan fisiologis dalam mekanisme termoregulasi antisipasi seperti burung dan mamalia

Referensi Abbas, Nila Djuwita dan Santoso, Putra Buku Ajar Fisiologi Hewan. Universitas Andalas. Padang. Eckert, R Animal Energetics and Temperature in: Animal Physiology Mechansm and Adaptation. 2nd Edition. WH Freeman and Company. New York. Guyton,C. Arthur Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 11. EGC. Jakarta. Isnaini, Wiwi Fisiologi Hewan. Penerbit Kanisiu. Yogyakarta. Mitchell, Campbell Reece Biologi Edisi Kelima Jilid 3. Erlangga. Jakarta. Nielsen, Knut Schmidt Animal Physiology Adaptation and Environment : Cambridge University Press. Seeley, R.R Anatomy and Physiology, 8 th ed. Mc Graw-Hill. New York. Swenson, M.J Duke’s Physiology of Domestic Animal. Comtock Publ. Co. Inc. New York. Soewolo Pengantar Fisiologi Hewan. Erlangga. Jakarta.