Matakuliah Tahun : L0044/Psikologi Faal : 2009/2010 Homeostasis Pertemuan 2 Anatomi Fisiologi / Faal : struktur Kedua topik tak : fungsi terpisahkan : physis (nature) Fisiologi (ilmu Faal) → ilmu tentang fungsi tubuh atau bagaimana tubuh bekerja. Mekanisme kerja tubuh dapat dijelaskan berdasarkan rangkaian sebabakibat proses kimia dan fisika. - Pendekatan mekanistik → mekanisme kerja, “bagaimana” suatu kejadian dalam tubuh kita dapat terjadi. Pendekatan teleologis → fenomena yang terjadi dalam tubuh dijelaskan berdasarkan tujuan tertentu untuk memenuhi kebutuhan tubuh, tanpa mempertimbangkan bagaimana hasil tersebut dicapai (“mengapa”) Dalam mempelajari fisiologi, perlu memperkirakan proses mekanistik apa yang akan secara teleologis bermanfaat bagi tubuh pada keadaan tertentu Hole, Human Anatomy & Physiology, 10th ed Tokoh historis : Hippocrates (460-375SM) : sekolah kedokteran pertama, Sumpah Hippocrates, Bapak Kedokteran. Aristoteles (384-322SM): ahli anatomi komparatif pertama. Galen (131-201) : ahli fisiologi eksperimental pertama. Leonardo Da Vinci (1451-1519) : gambar-gambar tentang kerja otot dan aktivitas kardiovaskular. Andreas Vesalius (1514-1564) : menulis Humani Corporis Fabrica Libri Septem yang menjadi dasar anatomi dan fisiologi modern. William Harvey (1578-1657) : menemukan proses sirkulasi darah. Hole, Human Anatomy & Physiology, 10th ed Atom → molekul → makromolekul Sel → Jaringan → Organ → Sistem Organ → Organisme Jumlah sel dalam tubuh manusia : ± 75 triliun TINGKAT ORGANISASI DALAM TUBUH 4 tingkat organisasi : sel, jaringan, organ, sistem SEL → satuan kehidupan yang paling mendasar, unit terkecil yang masih dapat menjelaskan proses yang berhubungan dengan kehidupan. Bentuk-bentuk kehidupan: - Unisel Multisel (manusia → 75 triliun sel) Sel • Pengamatan oleh Robert Hooke (1665) → cellula. • materi hidup sel → protoplasma. • sel hewan adalah masa protoplasma yang dikelilingi membran sel. • sel tumbuhan masih dikelilingi lagi oleh dinding sel yang tebal. Teori Sel (Schleiden dan Schwann) 1. Semua makhluk hidup dibentuk dari sel. 2. Semua makhluk hidup terdiri atas protoplasma. 3. Kegiatan dari sel mengakibatkan kegiatan dari organisme. Struktur intrasel : - Membran plasma - Organel : - Nukleus, mengandung DNA Adenin-Timin ; Guanin-Cytocin (A-T ; G-C) terdiri dari nukleolus dan nukleoplasma - Retikulum Endoplasma, mensintesis protein otot dan hormon steroid - Aparatus Golgi - Lisosom, menghasilkan sejumlah enzim pemecah - Mitokondria, pembentuk ATP - Mikrofilamen dan mikrotubula - Ribosom, tempat sintesis protein Kisaran ukuran sel Sebagian besar sel berdiameter antara 1 sampai 100 µm sehingga hanya bisa dilihat dengan menggunakan mikroskop. Perhatikan bahwa skala yang dipakai berupa logaritma untuk mengakomodasi kisaran ukuran yang ditunjukkan. Skala dimulai di bagian atas dengan 10 meter dan menurun, setiap pengukuran di sisi kiri menunjukkan pengecilan ukuran sepuluhkali. Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid satu Sel prokariotik Prokariota merupakan bakteri, termasuk sianobakteri. (a) Gambar bakteri berbentukbatang. Karena tidak mempunyai organel terbungkus membran seperti pada eukariota, prokariota jauh lebih sederhana strukturnya. Batas sel ialah membran plasma. Di luar membran plasma ini terdapat dinding sel yang cukup kaku dan seringkali berupa kapsul luar, yang biasanya mirip jeli. Sebagian bakteri memiliki flagela (organel pergerakan), pili (struktur pelekatan), atau keduanya yang menonjol dari permukaannya. (b) Mikrograf elektron ini menunjukkan irisan tipis bakteri Bacillus coagulans (TEM). Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid satu Gambaran umum sel hewan Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid satu Gambaran umum sel tumbuhan Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid satu Fungsi dasar Sel : 1. Memperoleh makanan dan oksigen dari lingkungan yang mengelilingi sel. 2. Menjalankan berbagai reaksi kimia yang menggunakan zat gizi dan oksigen untuk menghasilkan energi bagi sel. 3. Mengeluarkan CO2 dan zat sisa yang dihasilkan selama reaksi kimia ke lingkungan sekitar sel. 4. Mensintesis protein dan komponen lain yang diperlukan untuk membentuk struktur seluler, untuk pertumbuhan, dan menjalankan fungsi tertentu sel. 5. Menjadi sensitif dan responsif terhadap perubahan yang terjadi di lingkungan sekitar sel. 6. Mengontrol pertukaran berbagai zat antara sel dan lingkungan sekitar. 7. Memindahkan zat dari satu bagian sel ke bagian lain ketika menjalankan aktivitas sel, bahkan sebagian sel dapat menggerakkan seluruh dirinya melintasi lingkungannya. 8. Reproduksi. (kecuali sel saraf dan sel otot) Sel-sel dengan struktur dan fungsi serupa → JARINGAN - Jaringan otot : sel-sel yang berkontraksi dan menghasilkan gaya → otot rangka, polos, jantung - Jaringan saraf : sel-sel yang berfungsi khusus menghasilkan dan menyalurkan impuls listrik → dijumpai di : (1) otak, (2) korda spinalis, (3) saraf yang menyampaikan informasi mengenai lingkungan eksternal dan internal, (4) saraf yang mempengaruhi kontraksi otot atau sekresi kelenjar - Jaringan epitel : sel-sel yang khusus mempertukarkan zat –zat antara sel dan lingkungannya → 2 tipe struktur umum : lapisan epitel dan kelenjar sekretorik - Jaringan ikat : berfungsi untuk menghubungkan, menunjang dan melekatkan berbagai bagian tubuh contoh → loose connective tissue, tendon, tulang, darah ORGAN → terdiri dari dua atau lebih jaringan primer yang tersusun sedemikian rupa untuk melakukan fungsi tertentu SISTEM TUBUH → kumpulan organ-organ yang melakukan fungsi yang saling berkaitan dan berinteraksi untuk menyelesaikan suatu aktivitas bersama yang penting bagi kelangsungan hidup individu secara keseluruhan STRUKTUR JARINGAN EPITELIUM Dua kriteria dasar pengelompokan epitelium adalah jumlah lapisan sel dan bentuk sel-sel pada permukaan bebasnya. Berdasarkan lapisan sel • Epitelium sederhana, terdiri dari lapisan sel tunggal • Epitelium berlapis, terdiri dari selsel majemuk yang tersusun bertingkat • Epitelium berlapis semu, berlapis tunggal tetapi terlihat berlapis karena sel-selnya memiliki panjang yang berbeda-beda Berdasarkan bentuk sel-sel pada permukaan bebasnya • Kuboidal • Kolumnar • SkuamosaCampbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid tiga STRUKTUR SERAT BERKOLAGEN Serat berkolagen adalah berkas yang tersusun oleh banyak fibril, tidak elastis, dan seperti tali, yang masing-masing sebenarnya merupakan berkas yang terdiri dari banyak mikrofibril. Sebuah mikrofibril terdiri atas molekul-molekul kolagen yang melilit membentuk heliks, yang tiap molekulnya terdiri atas tiga rantai polipeptida berbentuk heliks Susunan molekul-molekul kolagen membuat fibril itu nampak bergaris-garis ketika dilihat dengan mikroskop elektron Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid tiga BEBERAPA CONTOH JARINGAN IKAT Jaringan ikat mengikat dan menyokong jaringan lain. Jaringan ikat longgar, bahan pengikat, dan pembungkus tubuh terdiri atas fibroblas dan makrofaga yang saling terselip di antara serat berkolagen, serat elastis, dan serat retikuler. Jaringan adiposa (lemak) adalah jenis jaringan ikat longgar khusus. Tulang rawan, tulang sejati, dan darah juga merupakan jaringan ikat. Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid tiga STRUKTUR DASAR NEURON (SEL SARAF) Sel saraf dari sumsum tulang belakang ini memiliki badan sel yang besar dengan penjuluran ganda yang menghantarkan sinyal listrik yang disebut impuls. (Gambar diperoleh menggunakan mikroskop cahaya.) Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid tiga JENIS-JENIS OTOT VERTEBRATA Otot rangka terdiri atas berkas sel-sel panjang yang disebut serabut. Otot rangka disebut berlurik karena pengaturan subunit sarkomer pada miofibril yang bersebelahan membentuk pita-pita terang dan gelap. Otot jantung juga berlurik, dan memiliki ciri kontraktil yang serupa dengan otot rangka tetapi serat otot jantung bercabang dan saling berhubungan melalui cakram berinterkalar yang membantu menyerentakkan denyut jantung. Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid tiga Otot polos terdiri atas sel-sel berbentuk gelendong yang tidak memiliki perlurikan. Berbagai sistem tubuh membentuk individu hidup tunggal sebagai entitas yang terpisah dari lingkungan eksternal → 11 sistem tubuh utama : 1. Sistem sirkulasi (jantung, pembuluh darah, darah) 2. Sistem pencernaan (mulut, faring, esofagus, lambung, usus halus, usus besar, kelenjar liur, pankreas eksokrin, hati, kandung empedu) 3. Sistem respirasi (hidung, faring, laring, trakea, bronkus, paru) 4. Sistem kemih (ginjal, ureter, kandung kemih, uretra) 5. Sistem rangka (tulang, tulang rawan, sendi) 6. Sistem otot (otot rangka) 7. Sistem integumen (kulit, rambut, kuku) 8. Sistem imun (sel darah putih, timus, sumsum tulang, tonsil, adenoid, kelenjar limfe, limpa, apendiks, gut associated lymphoid tissue (GALT), skin associated lymphoid tissue (SALT) 9. Sistem saraf (otak, korda spinalis, saraf perifer, organ indera khusus 10. Sistem endokrin (semua jaringan penghasil hormon, termasuk hipotalamus, hipofisis, tiroid, adrenal, pankreas endokrin, paratiroid, gonad, ginjal, usus, jantung, timus, pineal dan kulit 11. Sistem reproduksi (Pria → testis, penis, kelenjar prostat, vesikula seminalis, kelenjar bulbouretra dan duktus-duktus terkait) (Wanita → ovarium, oviduktus, uterus, vagina, payudara) Organ System Hole, Human Anatomy & Physiology, 10th ed Hole, Human Anatomy & Physiology, 10th ed Hole, Human Anatomy & Physiology, 10th ed Sherwood, Human Physiology From Cells to Systems, 5th ed Sherwood, Human Physiology From Cells to Systems, 5th ed Sherwood, Human Physiology From Cells to Systems, 5th ed Sherwood, Human Physiology From Cells to Systems, 5th ed Sherwood, Human Physiology From Cells to Systems, 5th ed Silverthorn, Human Physiology An Integrated Approach, 4th ed Karakteristik Makhluk Hidup : a. Iritabilitas, kemampuan untuk merespons rangsangan dari dalam maupun dari luar lingkungan. b. Konduktivitas, kemampuan untuk mentransmisikan iritabilitas (rangsang) dari satu sisi ke sisi yang lain. Berkembang dalam sel saraf dan otot. c. Pergerakan, berkembang dengan baik pada sel otot. d. Pertumbuhan, baik jumlah maupun ukuran sel. e. Reproduksi, kemampuan melipatgandakan jumlahnya. f. Metabolisme. (anabolisme dan katabolisme) Beberapa ciri kehidupan (a) Keteraturan (b) Reproduksi (c) Pertumbuhan dan perkembangan (d) Pemanfaatan energi (e) Respons thd lingkungan Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid satu (f) (g) Adaptasi evolusioner Homeostasis KONSEP HOMEOSTASIS • • Claude Bernard, 1800s Walter Cannon, 1929 Homeostasis → kecenderungan untuk menstabilkan keadaan tubuh yang normal (lingkungan internal) atau mempertahankan kondisi fisik dan kimia yang relatif konstan dalam lingkungan internal organisme, menurut batas-batas fisiologis. Homeostasis sebagai keadaan stabil-dinamis dengan perubahan-perubahan yang terjadi diperkecil oleh respons fisiologis kompensatorik. Komponen Mekanisme Homeostatik : a. Set point, nilai fisiologis normal dari masing-masing variabel tubuh. b. Reseptor. c. Pusat Pengendali. d. Efektor. Faktor-faktor internal yang harus dipertahankan secara homeostasis : 1. Konsentrasi molekul zat-zat gizi. 2. Konsentrasi O2 dan CO2. 3. Konsentrasi zat-zat sisa. 4. pH. 5. Konsentrasi air, garam-garam dan elektrolit-elektrolit. 6. Suhu. 7. Volume dan tekanan. Hubungan Interdependen Sel, Sistem Tubuh, dan Homesostasis Sistem Tubuh mempertahankan Homeostasis Penting Untuk Kelangsungan hidup membentuk Sel Silverthorn, Human Physiology An Integrated Approach, 4th ed What will happen if there were no homeostasis/ why is homeostasis important? •Body temperature (heat denature protein, cold destroys membranes) •Water balance (water would collect in our cells, or we would shrink up) •Ion balance (Na+, K+ pumps wouldn’t work, nervous system won’t work, heart will stop) •Blood glucose (too low faint, brain ceases to work, too high long term leads to vessel damage) •O2/CO2 levels (no O2 -cells dies, too much CO2 toxic, leads to acidosis, change in pH - death) Effects of temperature, pH/ion conc and toxic substances on enzyme activity and cell function. (denature protein, cells become leaky, enzymes cannot work properly, leads to eventual cell death) Sistem kontrol untuk mempertahankan homeostasis : kontrol intrinsik dan ekstrinsik Kontrol intrinsik (Local control) Respons paracrine dan autocrine. Kontrol ekstrinsik oleh sistem saraf dan endokrin → Jarak jauh Terutama melalui sistem umpan bailk negatif → terjadi jika suatu perubahan pada sebuah variabel terkontrol mencetuskan respons yang melawan perubahan itu, sehingga variabel bergerak dengan arah berlawanan dengan perubahan awal Umpan balik positif → lebih jarang terjadi Hole, Human Anatomy 7 Physiology, 10th ed Silverthorn, Human Physiology An Integrated Approach, 4th ed Silverthorn, Human Physiology An Integrated Approach, 4th ed Silverthorn, Human Physiology An Integrated Approach, 4th ed Silverthorn, Human Physiology An Integrated Approach, 4th ed Silverthorn, Human Physiology An Integrated Approach, 4th ed Positive feedback Feedback in Coagulation Positive feedback “mini-loops” are built into pathway to speed up production of chemicals needed to form the clot. Entire sequence of clotting is a negative feedback pathway: Harmful Effects of Positive Feedback Positive feedback can be harmful. Two specific examples of these harmful outcomes would be: 1. Fever can cause a positive feedback within homeostasis that pushes the body temperature continually higher. If the temperature reaches 45 degrees centigrade (113 degrees Fahrenheit) cellular proteins denature bringing metabolism to a stop and death. 2. Chronic hypertension can favor the process of atherosclerosis which causes the openings of blood vessels to narrow. This, in turn, will intensify the hypertension bring on more damage to the walls of blood vessels. Negative feedback Set point “Too hot!” Set point Heater turned off Temperature drops Control center: thermostat Set point “Too cold!” Heater turned on Temperature rises Negative feedback Kontrol Umpan Balik Negatif pada tekanan darah + = merangsang atau mengaktifkan - = menghambat atau mematikan Penurunan tekanan darah di bawah titik normal + - Sel-sel saraf pematau tekanan Penurunan tekanan darah di bawah titik normal (Melalui jalur saraf) Jantung dan Pembuluh darah + Silverthorn, Human Physiology An Integrated Approach, 4th ed Cairan Tubuh Binatang / mahluk 1 sel → milieu exterieur (cairan) → external environment contoh : amoeba → terjadi difusi melalui membran : O2, CO2, makanan Binatang multisel → external environment : - air - udara sel-nya hidup di internal environment / milieu interieur (= fluid environment) → mempunyai susunan tertentu (konstan) Cairan Tubuh → Air beserta unsur-unsur di dalamnya yang dibutuhkan untuk kesehatan sel Pembagian cairan tubuh : 1. Cairan Intraselular (ICF) 2. Cairan Ekstraselular (ECF) : - plasma darah - limfe - cairan interstisiil 3. Cairan transel : - cairan otak - cairan mata - cairan sendi - cairan perikard - cairan pleura - liur pencernaan → cairan ekstrasel khusus → seluruhnya 1 –2 liter Sherwood, Human Physiology From Cells to Systems, 5th ed Sherwood, Human Physiology From Cells to Systems, 5th ed Tubuh dewasa normal : 60 % air, 18 % protein, 7 % mineral, 15 % lemak Tanpa air manusia hanya dapat bertahan beberapa hari kehilangan 20 – 22 % kematian Cairan Tubuh : 60 % Total Body Weight in adult 45 – 55 % Total Body Weight in older adult 70 – 80 % Total Body Weight in newborn infant 97 % Total Body Weight in human embryo Adult → 60 % Total Body Weight ECF : → 40 % ICF (2/3) 20 % ECF (1/3) - plasma 25 % ( = 5 % Total Body Weight) volume darah total (plasma + selular darah) = 8 % Total Body Weight - cairan interstisiil 75 % (= 15 % Total Body Weight) Cairan Tubuh total & hubungannya dengan tingkat obesitas Lemak Air 30 – 32 % 50 % BB normal 15 % 60 % Kurus 7% 67 % Gemuk perbandingan lemak dan air dalam tubuh (% dari BB) Cairan Tubuh total dari BB & hubungannya dengan umur dan jenis kelamin Umur Pria Wanita 10 – 18 59 % 57 % 18 – 40 61 % 51 % 40 – 60 55 % 47 % 60- 52 % 46 % - Kadar air di berbagai organ tubuh hampir sama, kecuali rangka - Kulit Otot massa relatif besar → kadar air terbanyak Hati Persentase air di jaringan tubuh terhadap TBW : - Otot 50,8 - Otak - Rangka 12,5 - Paru - Kulit 6,6 - Jaringan lemak - Darah 4,7 - Ginjal - Intestine 3,2 - Limpa - Hepar 2,8 - Sisa bagian tubuh lain 2,7 2,4 2,3 0,6 0,4 11,0 100,0 3 Kompartemen cairan tubuh : 1. Plasma darah (Cairan Intravaskuler) 2. Cairan Interstisiil 3. Cairan Intrasel Susunan : - Cairan intrasel → berbeda, tergantung pada sifat & fungsi sel - Kadar elektrolit berbeda nyata → - ICF terutama mengandung ion K+, PO4 3- , Mg2+ - ECF : ion Na+, Cl -, HCO3 – - Protein : - interstisiil → relatif sedikit - plasma - intrasel Ion Na & Cl → ekstrasel Ion K → intrasel Fungsi Cairan Tubuh : - Struktur & Fungsi organ / jaringan - Transportasi : mengedarkan makanan, oksigen, elektrolit, hormon. - Eksresi : pembuangan produk sisa hasil metabolisme - Regulasi : pengaturan suhu tubuh - Lubrikasi : Pelumas sendi dan membran - Medium : sebagai medium pencernaan makanan (reaksi kimia sel) - Tanpa makan → dapat hidup beberapa minggu Tanpa minum → beberapa hari - Kehilangan air tubuh (dehidrasi) : 10 % → berbahaya 20 – 22 % → kematian Water Turnover → keseimbangan antara water intake dan water loss External Fluid Exchange - Water intake : minum makanan oksidasi jaringan - Water loss : - Ginjal → urine - Kulit → insensible perspiration - Keringat - Paru (udara pernafasan jenuh dengan uap air) - Feses Internal Fluid Exchange → pertukaran cairan antara berbagai kompartemen cairan tubuh - Sekresi liur pencernaan & reabsorpsinya - Filtrasi di kapiler tubuh & reabsorpsinya - Filtrasi di kapiler glomerulus ginjal + reabsorpsinya - Pembentukan & absorpsi cairan otak (CSF) Continuous Mixing of Body Fluids Keseimbangan air pada sel hidup H2 O H2 O H2O H2 O SEL HEWAN Mengkerut H2 O Normal H2 O Lisis (pecah) H2 O H2 O SEL TUMBUHA N Plasmolisis LARUTAN HIPERTONIK Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid satu Lembek LARUTAN ISOTONIK Bengkak (normal) LARUTAN HIPOTONIK Pusat Haus - daerah sepanjang dinding anteroventral dari ventrikel ketiga (juga meningkatkan pelepasan ADH) - Anterolateral nukleus preoptik hipotalamus → osmoreseptor Peningkatan rasa haus Penurunan rasa haus ↑ Osmolalitas ↓ Volume darah ↓ Tekanan darah ↑ Angiotensin II ↓ Osmolalitas ↑ Volume darah ↑ Tekanan darah ↓ Angiotensin II Kekeringan mulut Distensi lambung ↑ osmolalitas CES → dehidrasi intraselular pusat haus → rasa haus ↓ CES & tekanan darah → mungkin terjadi akibat input neural dari baroreseptor kardiopulmonar & baroreseptor arterial sistemik di dalam sirkulasi → tidak tergantung pada jalur yang distimulasi oleh peningkatan osmolaritas plasma Angiotensin II → distimulasi oleh hipovolemia & tekanan darah rendah → rasa haus → memulihkan volume darah dan tekanan darah kembali normal, bersama dengan kerjanya pada ginjal untuk menurunkan eksresi cairan. Kekeringan pada mulut → lega setelah minum walaupun belum diabsorpsi dari saluran cerna Distensi lambung → penurunan rasa haus hanya berlangsung singkat Guyton, Textbook of Medical Physiology, 10th ed Ambang batas stimulus untuk minum • The hypothalamic thirst center is stimulated: – By a decline in plasma volume of 10%–15% – By increases in plasma osmolality of 1–2% – Via baroreceptor input, angiotensin II, and other stimuli Daftar Pustaka • Ganong WF. (2005). Review of medical physiology, twenty-second edition, McGraw Hill, New York • Guyton AC, Hall EH. (2000). Textbook of medical physiology, tenth edition, W.B. Saunders Company, Philadelphia • Sherwood L. (2007). Human physiology from cells to systems, sixth edition, Thomson Brooks/Cole, Belmont • Shier D, Butler J. Hole's human anatomy & physiology, tenth edition, McGraw Hill, New York • Silverthorn DU. (2007). Human physiology an integrated approach, fourth edition, Pearson Education, San Fransisco • Campbell, Reece, Mitchell. (1997). Biologi, edisi kelima, jilid satu, dua dan tiga, Penerbit Erlangga, Jakarta
© Copyright 2024 Paperzz
