Homeostasis

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Loncat ke navigasi Loncat ke pencarian
Diagram yang menggambarkan perubahan glukosa menjadi glikogen dan sebaliknya untuk menjaga kadar gula darah tetap konstan, meskipun terjadi fluktuasi akibat makan atau berpuasa.

Homeostasis adalah proses dan mekanisme otomatis yang dilakukan makhluk hidup untuk mempertahankan kondisi konstan agar tubuhnya dapat berfungsi dengan normal, meskipun terjadi perubahan pada lingkungan di dalam atau di luar tubuh.[1] Kondisi konstan ini meliputi berbagai variabel, seperti suhu tubuh dan keseimbangan cairan tubuh, yang dijaga dalam batas yang telah ditentukan (yang disebut rentang homeostasis). Contoh variabel lainnya yaitu pH cairan ekstraseluler, konsentrasi ion natrium, kalium, dan kalsium, serta kadar gula darah. Hal-hal ini perlu dijaga meskipun lingkungan, diet, dan aktivitas tubuh terus berubah. Setiap variabel ini dikendalikan oleh satu atau beberapa mekanisme yang bersama-sama mempertahankan kehidupan.

Ketika suatu hal sudah dalam kondisi optimal, homeostasis muncul sebagai resistansi alami untuk berubah.[2] Kondisi seimbang dipertahankan dan diatur oleh banyak mekanisme. Semua mekanisme yang mengendalikan homeostasis memiliki setidaknya tiga komponen yang saling bergantung, yaitu reseptor, pusat kendali, dan efektor, yang masing-masing dimiliki untuk setiap variabel yang diatur.[3] Reseptor adalah komponen penginderaan yang memantau dan merespons perubahan lingkungan, baik eksternal maupun internal. Reseptor mencakup reseptor suhu dan reseptor mekanik. Pusat kontrol misalnya pusat pernapasan dan sistem renin–angiotensin. Efektor adalah target yang ditindaklanjuti sehingga perubahan dikembalikan ke keadaan normal.

Sejarah[sunting | sunting sumber]

Konsep pengaturan lingkungan internal dijelaskan oleh fisiolog Prancis Claude Bernard pada tahun 1849, sedangkan kata homeostasis diciptakan oleh Walter Bradford Cannon pada tahun 1926.[4][5] Pada tahun 1932, Joseph Barcroft, seorang ahli fisiologi Inggris, mengatakan bahwa fungsi otak yang lebih tinggi membutuhkan lingkungan internal yang paling stabil. Bagi Barcroft, homeostasis tidak hanya diatur oleh otak, tetapi juga melayani otak.[6] Homeostasis merupakan istilah biologis yang hampir eksklusif, yang merujuk pada konsep yang dijelaskan oleh Bernard dan Cannon, mengenai konstannya lingkungan internal tempat sel-sel tubuh hidup dan bertahan hidup.[4][5][7] Istilah sibernetika diterapkan pada sistem kendali seperti termostat, yang berfungsi sebagai mekanisme untuk menjaga homeostasis, tetapi sering kali didefinisikan jauh lebih luas daripada istilah biologis homeostasis.[8][9]

Kata homeostasis sendiri menggabungkan kata Latin baru dari bahasa Yunani Kuno: ὅμοιος homoios, "mirip" dan στάσις stasis, "diam", yang menghasilkan gabungan kata "tetap sama".[10]

Mekanisme[sunting | sunting sumber]

Variasi sirkadian pada suhu tubuh yang berkisar dari sekitar 37,5 °C dari pukul 10 hingga 18, dan turun menjadi sekitar 36,4 °C pada pukul 2 hingga 6.

Proses metabolik pada semua organisme hanya dapat terjadi di lingkungan fisik dan kimia yang sangat spesifik. Kondisinya bervariasi pada masing-masing organisme dan tergantung apakah proses kimia berlangsung di dalam sel atau di dalam cairan interstisial yang menggenangi sel. Mekanisme homeostasis yang paling dikenal pada mamalia adalah regulator (pengatur) yang menjaga agar komposisi cairan ekstraseluler (atau "lingkungan internal") tetap konstan, terutama yang berkaitan dengan suhu, pH, osmolalitas, serta konsentrasi natrium, kalium, glukosa, karbon dioksida, dan oksigen. Ada banyak sekali mekanisme homeostasis lain yang mengatur beragam aspek fisiologi dalam tubuh. Ketika tingkat suatu variabel lebih tinggi atau lebih rendah dari yang dibutuhkan, masing-masing kondisi ini sering diawali dengan hiper- dan hipo-, seperti hipertermia dan hipotermia atau hipertensi dan hipotensi.

Jika suatu entitas dikendalikan melalui homeostasis, hal itu tidak menyiratkan bahwa nilainya harus benar-benar stabil untuk menjaga kesehatan. Suhu inti tubuh, misalnya, diatur oleh mekanisme homeostasis oleh sensor suhu, di antaranya hipotalamus pada otak.[11] Namun, titik setel suatu regulator diatur ulang secara teratur.[12] Sebagai contoh, suhu inti tubuh pada manusia bervariasi sepanjang hari (dipengaruhi oleh ritme sirkadian), dengan suhu terendah terjadi pada malam hari dan tertinggi pada sore hari. Suhu normal juga bervariasi akibat siklus menstruasi.[13][14] Titik setel regulator suhu diatur ulang ketika infeksi untuk menghasilkan demam.[15][16] Organisme mampu menyesuaikan diri pada berbagai kondisi seperti perubahan suhu atau kadar oksigen pada ketinggian tertentu, dengan proses aklimatisasi.

Proses pengaturan dalam tubuh manusia[sunting | sunting sumber]

Di antara kemungkinannya ialah:

  1. Apabila banyak garam dalam badan dan kurang air
  2. Apabila kurang garam dalam badan dan banyak air

Apabila kadar garam lebih dari jumlah normal dan kurang air dalam badan, tekanan osmosis darah akan meningkat, osmoreseptor pada hipotalamus akan terangsang kemudian kelenjar hipofisis akan dirangsang lebih aktif untuk mensekresikan hormon ADH yang bersifat antidiuretik untuk meningkatkan permeabilitas tubulus ginjal terhadap air, kelenjar adrenal (hormon aldosteron) akan kurang dirangsang, maka lebih banyak air diserap dan kurang ion natrium dan ion kalsium diserap kembali masuk dalam tubuh, tekanan osmosis darah akan turun, proses ini akan berulang sehingga tekanan osmosis darah pada jumlah normal.

Apabila kadar garam lebih rendah dari jumlah normal dalam tubuh dan lebih banyak air dalam tubuh, tekanan osmosis darah akan menurun, osmoreseptor pada hipotalamus akan terangsang kemudian kelenjar pituitari akan kurang dirangsang untuk mensekresikan hormon ADH (antidiuresis) untuk mengurangi permeabilitas tubulus ginjal terhadap air, kelenjar adrenal (hormon aldosteron) akan dirangsang dengan lebih aktif, maka lebih sedikit air diserap dan lebih sedikit juga natrium dan kalsium diserap kembali masuk dalam tubuh, tekanan osmosis darah akan naik, proses ini akan berulang sehingga tekanan osmosis darah berada pada jumlah normal.

Fungsi hormon antidiuresis ialah:

  • Merangsang penyerapan kembali air pada tubulus ginjal - Menambah permeabilitas tubulus ginjal terhadap air.

Fungsi hormon aldosteron ialah:

  • Agar ion natrium dan ion kalsium dalam darah tetap seimbang - Penyerapan ion kalsium dan ion natrium pada tubulus ginjal.
  • Memelihara keseimbangan air dan garam dalam darah

Air yang tidak diserap masuk kembali dalam tubuh dan akan keluar sebagai air kencing.

Pengaturan suhu badan dalam badan manusia[sunting | sunting sumber]

Terdapat 2 kaidah pengaturan suhu badan yaitu:

  1. kaidah fisika
  2. Kaidah metabolisme

Semua kaidah untuk mengatur suhu tubuh dibantu koordinasi tubuh.

Pengaturan suhu dengan kaidah fisik[sunting | sunting sumber]

Dikenali sebagai kaidah fisik karena pengaturan lebih banyak kepada penggunaan otot-otot tubuh dan secara fisik. Di antara kemungkinan yang akan terjadi ialah:

  1. Suhu badan tinggi melebihi normal
  2. Suhu badan rendah melebihi normal

Apabila suhu badan tinggi, termoreseptor akan mentransfer suhu pada kulit, di otak, hipotalamus akan berfungsi sebagai termostat untuk mengatur suhu darah yang melaluinya, mekanisme koreksi akan diarahkan atau dirangsang oleh hipotalamus dengan menggunakan koordinasi tubuh.

  • Mekanisme koreksi apabila suhu badan tinggi ialah:
  1. Vasodilasi yaitu pembuluh darah mengembang untuk berdekatan dengan kulit (lingkungan luar) yang memungkinkan panas dibebaskan keluar.
  2. Bulu kulit ditegaskkan untuk mengurangi udara yang terperangkap pada kulit supaya panas mudah dibebaskan karena udara adalah konduktor panas yang baik. Bulu kulit diatur oleh otot erektor.
  3. Lebih banyak darah pada kulit (kulit kelihatan merah) - Memudahkan panas darah terbebas keluar melalui proses penyinaran.
  4. Berpeluh - Air keringat yang dirembes oleh kelenjar keringat mempunyai panas pendam tentu yang tinggi dapat menyerap panas yang tinggi dan terbebas ke lingkungan sekitar apabila air peluh menguap.

Apabila suhu tubuh rendah, termoreseptor akan menaikkan suhu pada kulit, di otak hipotalamus akan berfungsi sebagai termostat mengatur suhu darah yang melaluinya, mekanisme koreksi akan diarahkan atau dirangsang oleh hipotalamus dengan menggunakan koordinasi badan.

  • Mekanisme koreksi apabila suhu badan rendah ialah:
  1. Vasokonstriksi yaitu pembuluh darah menyempit untuk menjauhi kulit agar panas tak banyak keluar ke lingkungan sekitar.
  2. Bulu kulit ditegakkan agar lebih banyak udara yang terperangkap pada kulit supaya panas sukar dibebaskan karena udara adalah konduktor panas yang baik. Bulu kulit diatur oleh otot erektor.
  3. Kurang darah pada kulit (Kulit kurang kelihatan kemerahan atau pucat) - Kurang mengalami proses penyinaran untuk mencegah panas terbebas keluar lingkungan.
  4. Kurangnya keringat - Saat kurang air keringat dirembeskan oleh kelenjar peluh maka panas tak banyak dibebaskan melalui penguapan air peluh.

Pengawalan suhu dengan kaidah metabolik[sunting | sunting sumber]

Dikenal sebagai kaidah metabolik karena pengaturan lebih kepada penggunaan kimia badan daripada secara fisik walaupun terdapat pengaturan yang melibatkan otot-otot. Kawalan ini melibat peranan:

Dalam keadaan sejuk, hipotalamus akan mengatur otot rangka untuk vasokonstriksi secara aktif. Hal ini akan menyebabkan seseorang mengigil dan meningkatkan suhu badan. Pada saat yang sama, kelenjar adrenal akan mensekresikan hormon adrenalin dan noradrenalin sedangkan kelenjar tiroid akan mensekresikan hormon tiroksin, semua hormon ini bertujuan untuk meningkatkan suhu badan dengan cara meningkatkan metabolisme tubuh.

Dalam keadaan panas, aktivitas otot rangka akan berkurang, begitu juga dengan sekresi hormon-hormon tertentu oleh kelenjar adrenal dan kelenjar tiroid akan berkurang.

Hormon epinefrin dan norepinefrin bertindak dengan:

  1. Meningkatkan kadar detak jantung dan kadar pernapasan.
  2. Meningkatkan tekanan darah
  3. Meningkatkan metabolisme badan
  4. Meningkatkan kadar gula darah dengan merangsang pengubahan glikogen ke glukosa.

Pengaturan kadar gula sedikit dalam darah atau glukosa. Di antara kemungkinan yang mungkin terjadi ialah:

  1. Kadar gula sedikit atau glukosa terlampau banyak
  2. Kadar gula sedikit atau glukosa terlampau sedikit

Apabila kadar glukosa terlampau banyak, lebih dari jumlah normal, sel beta pada Pulau Langerhans akan mensekresikan lebih banyak hormon insulin, kadar glukosa dalam darah akan turun, proses ini akan berlanjut hingga kadar glukosa dalam darah berada pada jumlah yang normal.

Fungsi hormon insulin ialah:

  • Merangsang pengubahan glukosa ke glikogen untuk disimpan dalam hati.
  • Merangsang oksidasi glukosa untuk tujuan respirasi dalam sel.

Apabila kadar glukosa terlampau rendah, kurang dari jumlah normal, sel alfa pada kelenjar pulau-pulau Langerhans akan mensekresikan lebih banyak hormon glukagon, kadar glukosa dalam darah akan naik, proses ini akan berlanjut sehingga kadar glukosa dalam darah berada pada jumlah normal.

Fungsi hormon glukagon ialah:

  • Merangsang pengubahan glikogen ke glukosa dalam darah.

Sel-sel Langerhans terletak dalam pankreas.

Rujukan[sunting | sunting sumber]

  1. ^ Shaw, Lin (2005). Anatomy and physiology. Cheltenham: Nelson Thornes. hlm. 11. ISBN 0-7487-8584-1. OCLC 57167941. 
  2. ^ Martin, Elizabeth; Hine, Robert (2008). A Dictionary of Biology (edisi ke-6). Oxford: Oxford University Press. hlm. 315–316. ISBN 978-0-19-920462-5. OCLC 176818780. 
  3. ^ "Homeostasis". Biology Online. Diakses tanggal 6 Juli 2020. 
  4. ^ a b Cannon, W.B. (1932). The Wisdom of the Body. New York: W. W. Norton. hlm. 177–201. 
  5. ^ a b Cannon, W.B. (1926). "Physiological regulation of normal states: some tentative postulates concerning biological homeostatics". Dalam A. Pettit. A Charles Riches amis, ses collègues, ses élèves. Paris: Les Éditions Médicales. hlm. 91. 
  6. ^ Smith, Gerard P. (November 2008). "Unacknowledged contributions of Pavlov and Barcroft to Cannon's theory of homeostasis". Appetite. 51 (3): 428–432. doi:10.1016/j.appet.2008.07.003. 
  7. ^ Zorea, Aharon (2014). Steroids (Health and Medical Issues Today). Westport, CT: Greenwood. hlm. 10. ISBN 978-1440802997. 
  8. ^ Marieb, E.N.; Hoehn, K.N. (2009). Essentials of Human Anatomy & Physiology (edisi ke-9). San Francisco: Pearson/Benjamin Cummings. ISBN 978-0321513427. 
  9. ^ Riggs, D.S. (1970). Control theory and physiological feedback mechanisms. Baltimore: Williams & Wilkins. 
  10. ^ "Homeostasis". Merriam-Webster. Diakses tanggal 21 Juli 2020. 
  11. ^ Tortora, Gerard J.; Anagnostakos, Nicholas P. (1987). Principles of Anatomy and PhysiologyPerlu mendaftar (gratis) (edisi ke-5). New York: Harper & Row, Publishers. hlm. 315–316, 475, 657–658. ISBN 978-0-06-350729-6. 
  12. ^ Khan Academy. "Homeostasis". Khan Academy. Diakses tanggal 13 Juli 2018. 
  13. ^ Swedan, Nadya Gabriele (2001). Women's Sports Medicine and Rehabilitation. Lippincott Williams & Wilkins. hlm. 149. ISBN 978-0-8342-1731-7. 
  14. ^ Weschler, Toni (2002). Taking Charge of Your FertilityPerlu mendaftar (gratis). New York: HarperCollins. hlm. 52, 316, 361–362. ISBN 978-0-06-093764-5. 
  15. ^ Kluge, Matthew J. (2015). Fever: Its Biology, Evolution, and Function. Princeton University Press. hlm. 57. ISBN 9781400869831. 
  16. ^ Garmel, Gus M. (2012). "Fever in adults". Dalam Mahadevan, S.V.; Garmel, Gus M. An introduction to clinical emergency medicine (edisi ke-2). Cambridge: Cambridge University Press. hlm. 375. ISBN 978-0521747769. 

Daftar pustaka[sunting | sunting sumber]

  • Kursus Sains Fajar Bakti (Penerbit Fajar Bakti) (008974-T) - 1999 - Biologi STPM Jilid 1 oleh Peter Chen terjemahan oleh Liew Shee Leong dan Lim Peng Lai - ISDN 967-65-0658-3
  • SASBADI (139288-X) - 2004 - Master Studi Sasbadi SPM Biologi Tingkatan 4 dan 5 oleh Mah Chee Wai, Dr. Tina Lim Swee Kim, dan Nazar Shaarani - ISDN 983-59-2090-7
  • 'K' Publishing (144639) - 2004 - KBSM Biologi Tingkatan 5 oleh Zolkofli bin Awang, Nurul Uyun binti Abdullah, Norma binti Ismail, Fathiah binti Mansoor, dan Mohd. Nazri bin Md. Saad - ISDN 983-852-379-8