Upload
naroeto-cap-kutil
View
499
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
METABOLISME ENERGI
A.Tanzil
METABOLISME
• SEMUA PERUBAHAN KIMIA DAN ENERGI YANG TERJADI DI DALAM TUBUH
Metabolisme ditinjau dari 2 segi
1.Metabolisme materi/ intermedier
-perubahan pelbagai bahan dalam tubuh selama proses kehidupan:
# proses pertumbuhan# keadaan seimbang dewasa # proses involusi pada usia lanjut
• 2. Metabolisme (pertukaran) energi
• perubahan energi kimia bahan makanan
• dikeluarkan sebagai• ENERGI PANAS : istirahat
• PANAS + KERJA : otot-otot aktif
Komponen-komponen untuk imbangan energi & suhu tubuh•Asupan makanan•Hipotalamus•Kel.keringat•P.darah kulit•Otot rangka
Homeostasis•Energi utk sel•Suhu tubuh
Sistem tubuh
mempertahankan homeostasis
hipotalamus
•Sel fungsi
hidup
homeostasisenergi
•Food intake Imbangan energi
•Suhu relatif tetap•Kecepatan reaksi kimia sel•Kerusakan protein sel (-)
Homeo stasis sel
Sel sel membentuk sistem tubuh
HUKUM TERMODINAMIKA I
• Energi tidak bertambah atau berkurang pada waktu berubah dari suatu bentuk ke bentuk lain
• Energi yang masuk = energi yang keluar
• INPUT ENERGI OUTPUT ENERGI
• E. MAKANAN
PUSAT METABOLIK
DLM TUBUH
KERJA INTERNAL
KERJA EKSTERNAL
PERSEDIAAN ENERGI
PANAS25%
75%
KERJA INTERNAL:
ENERGI 1.MEMPERTAHANKAN HIDUP
•KERJA JANTUNG•RESPIRASI•TRANSPORT AKTIF•PERTUMBUHAN DAN PERGANTIAN SEL
•2. KONTRAKSI OTOT•MEMPERTAHANKAN SIKAP TUBUH•MENGGIGIL
KERJA EKSTERNAL:ENERGI KONTRAKSI OTOT UNTUK MENGGERAKKAN BENDA/ PERGERAKAN TUBUH KE SUATU TEMPAT
TRANSFORMASI BIOLOGIS ENERGI
KEG.KIMIA
KEG.MEKANIK E.KERJA
KEG.OSMOTIK
KEG.LISTRIK
E.KIMIA MKNPST.METAB E.KIMIA ENERGI PANAS
E.KIMIA SELULER
-PROTEINLEMAKKH
ATP25%
75%
25%
EKUIVALEN ENERGI OKSIGEN
JUMLAH KILOKALORI PANAS YANG DIPRODUKSI PER LITER O2 YANG DIGUNAKAN (CO2 YANG DIPRODUKSI) PADA OKSIDASI BAHAN MAKANAN
H.ARANG: 5.04 KCAL/L O2
LEMAK : 4.68 KCAL/L O2
PROTEIN : 4.5 KCAL/L O2
RQ (RESPIRATORY QUOTIENT)
RQ = VOL.CO2 YG DI PRODUKSI VOL.O2 YG DI KONSUMSI
jaringan/sel/organ per jangka waktu tertentu
RQ ditentukan oleh JENIS dan PROPORSI makanan dioksidasiDari RQ dpt diketahui jenis makanan yg digunakan sbg sumber energi.Pd respirasi erobik: oksidasi lemak RQ 0.7, oksidasi protein RQ 0.9, oksidasi KH RQ 1.0 Bila RQ > 1.0 berarti respirasi anerobik
FAKTOR2 YG MEMPENGARUHI RQ
1. HIPERVENTILASI (GERAK BADAN)
PRODUKSI CO2 RQ
2. HIPOVENTILASI
PRODUKSI CO2 RQ
3. METABOLIC ACIDOSIS
KOMPENSASI : PROD.CO2 RQ
4. METABOLIC ALKALOSIS
PRODUKSI CO2 RQ
5. BIN. HIBERNASI/GLUKONEOGENESIS
LEMAK H.ARANG RQ < 0.7
6. BIN.POTONG YG DIBUAT GEMUK
H.ARANG LEMAK RQ > 1.0
LAJU METABOLISME(Metabolic rate)
• KECEPATAN PENGGUNAAN ENERGI UTK KERJA EKSTERNAL DAN INTERNAL
• PENGGUNAAN ENERGI/ SATUAN WAKTU
• KECEPATAN PRODUKSI PANAS
(KILOKALORI/JAM)
CARA PENGUKURAN METABOLISME ENERGI
• KALORIMETRI LANGSUNGPENGUKURAN PRODUKSI PANAS (DG.KALORIMETER)
• KALORIMETRI TIDAK LANGSUNGPENGUKURAN KONSUMSI OKSIGEN
MAKANAN + O2 CO2 + H2O + ENERGI
1. LINGKARAN TERTUTUP
2. LINGKARAN TERBUKA
Kalorimetri Langsung
Kalorimetri Tidak Langsung
TUJUAN PENGUKURAN LAJU METABOLISME
• KEPERLUAN KALORI– BASAL / PELBAGAI AKTIVITAS
• DIIT
• DIAGNOSIS
FAKTOR2 YG MEMPENGARUHI METABOLISME
• KERJA OTOT
• PEMASUKAN MAKANAN TERAKHIR
• SUHU LINGKUNGAN
• TB, BB, LPB
• SEKS
• UMUR
• KEADAAN EMOSI
• IKLIM
• SUHU TUBUH
• KEHAMILAN,LAKTASI,HAID
• KADAR HORMON TIROID DLM DARAH
• KADAR EPINEFRIN/NOREPINEFRIN DL DARAH
SPECIFIC DYNAMIC ACTION (SDA)(EFEK KALORIGENIK MAKANAN)
( DIET –INDUCED THERMOGENESIS)
• KENAIKAN LAJU METABOLISME SETELAH MAKAN
• PROTEIN : 30% • LEMAK : 4%• H.ARANG : 6%
OBESITAS
• JUMLAH LEMAK >> DLM JAR. ADIPOSA
• OVERWEIGHT > 20 % DARI (N)
• PEMASUKAN KALORI > YG DIPERLUKAN
PENETAPAN KOMPOSISI TUBUH STATUS KESEHATAN
CARA PENETAPAN KOMPOSISI TUBUH:
KALKULASI IMT (indeks masa tubuh) /BMI (body mass index)
IMT = BB(KG)TB(M)2
IMT/UMUR/TB&BB INTERPRETASI < TEPATATLET: SEOLAH-OLAH OVERWEIGHT LEMAK 12%SEDENTARY : TB,BB NORMAL LEMAK 30%
>AKURAT:PENGUKURAN BB DLM AIROTOT> PADAT DP. AIRLEMAK< PADAT DP. AIR
LEMAK >> BB DALAM AIR < DI DARAT
PENGENDALIAN HORMONAL DALAM HOMEOSTASIS METABOLISME
• HORMON PANKREAS
• Pulau-pulau Langerhans : 4 tipe sel
75% sel ß : sekresi insulin
20% sel α : sekresi glukagon
5% sel D : sekresi somatostatin
lainnya : sel F : sekresi PP (polipeptida pankreas)
Kerja insulin>< glukagon
Keadaan makan : insulin >
Keadaan puasa : glukagon >
Rasio insulin-glukagon:menentukan arah metabolisme
Insulin
• Sekresi insulin dipengaruhi:
1. Konsentrasi glukosa plasma
2. Konsentrasi AA setelah makan
3. Sekresi GIP
4. Aktivitas parasimpatis
5. Aktivitas simpatis
6. Sekresi GLP I (glucagon-like peptide I)
Target utama insulin: hepar, Jar.lemak dan otot-otot rangka
Respons: metabolisme glukose
Bagaimana cara insulin glukose plasma ?
Glukagon
• Merangsang sintesis glukose
• Target utama : hepar
• Dirangsang oleh AA plasma
PENGENDALIAN HORMONAL METABOLISME JANGKA PANJANG
1. HORMON GLUKOKORTIKOID : KORTISOL
2. HORMON TIROID
3. GROWTH HORMON
KATEKOLAMIN
PENGATURAN SUHU TUBUH
A.Tanzil
SUHU TUBUH
• SUHU KULIT (POIKILOTHERMIC SHELL)
• SUHU INTI (HOMEOTHERMIC CORE)
PENGUKURAN SUHU TUBUH
• KETIAK (AKSILA)
• MULUT (ORAL) 0.6OC < REKTAL
• REKTUM >>
• MEMBR.TIMPANI (EARDRUM)
• FAKTOR YG MEMPENGARUHI:– P.DARAH
– LINGKUNGAN
VARIASI NORMAL SUHU INTI
• S.TERENDAH : PK. 6-7 PAGI
• S.TERTINGGI : PK. 5-7 SORE (BIOLOGICAL CLOCK)
• WANITA: MONTHLY RHYTHM :0.5OC > PADA ½ SIKLUS HAID KE DUA
• EXERCISE : SUHU 40OC
• SUHU UDARA PANAS >>: SUHU NAIK
• SUHU UDARA DINGIN >>: SUHU TURUN
PEMBTK.PANAS
INTERNAL
•Proses metabolisme basal•Food intake(SDA)•Kontraksi otot
Pemasukan panas
Suhu inti
Panas tubuh total
Pengeluaran panas
Radiasi&konduksiEvaporasi
RespirasiDiuresis/defekasi
Lingkungan eksternal
Perolehan panas Penglepasan panas
Pemasukan panas &pengeluaran panas
Pertukaran panas tubuh dengan sekitarnya
• RADIASI
• KONVEKSI & KONDUKSI
• EVAPORASI– PASIF : TERJADI TERUS MENERUS
– AKTIF : BERKERINGAT (MEL. SARAF SIMPATIS)
– Faktor yang mempengaruhi :
– Kelembaban udara
– Aliran udara
Suhu kulit Suhu inti
Termoreseptor perifer Termoreseptor pusat
(kulit, membr.mukosa ttt) (Hipotalamus, medula
spinalis, organ abd.)
PUSAT INTEGRASI
PENGATURAN SUHU HIPOTALAMUS
ADAPTASI MOTONEURON S.S.SIMPATIS S.S.SIMPATISPERILAKU
OTOT RANGKA P.DRH.KULIT KEL.KERINGAT
tonus otot, menggigil vas.konstriksi & berkeringat vasodilatasi
Pengendalian pengendalian pengendalian pengendalianPembtk.panas/ pembtk.panas pengeluaran panas pengel. PanasPengel.panas
ALUR PENGATURAN SUHU
GANGGUAN SUHU TUBUH
• HIPERTERMIA– EXERCISE
– PATOLOGIK (GG.KEL.TIROID, MED.ADRENAL,GG.FS.HIPOTALAMUS)
• EXHAUSTION
• HEAT STROKE
• FEVER
• HIPOTERMIA
• FROST BITE
FEVER
ENDOTOXIN
INFLAMMATION
PYROGENIC STIMULI
MONOCYTES, MACROPHAGES,KUPFFER CELLS
ENDOGENOUS PYROGENS (cytokines)
NEURON ORGANUM VASKULOSUM LAMINA TERMINALIS
PREOPTIC AREA OF HYPOTHALAMUS
PROSTAGLANDIN (PGE 2)
↑TEMPERATURE SET POINT IN HYPOTHALAMUS
FEVER (CON’T)
↑TEMPERATURE SET POINT
SKELETAL MUSCLES
SHIVERING, CURL UP, PUT ON BLANKETS
SKIN ARTERIOLES
↑VASOCONSTRICTION
↓HEAT LOSS↑HEAT PRODUCTION
HEAT PROD. > HEAT LOSS
↑BODY TEMPERATURE
HEAT EXHAUSTION
SUHU LINGKUNGAN >
KELEMBABAN >RADIASI, KONDUKSI
SUHU TUBUH↑
METABOLISME↑
REAKSI KIMIA DLM TUBUH ↑
PEMBENTUKAN PANAS ↑
VASODIL P DRH KULIT >>
RESISTENSI PERIFER TOTAL ↓
TEKANAN DARAH ↓
PINGSAN
EVAPORASI ↓
KERINGAT >>
VOLUME PLASMA ↓
CARDIAC OUTPUT ↓
HEAT STROKE
SUHU LINGKUNGAN >>, KELEMBABAN >>
SUHU TUBUH ↑↑ ORANG TUA PENGATURAN SUHU LEBIH LAMBAT DAN < EFISIEN
PENGELUARAN PANAS <<
KERINGAT (--)
PST PENGATURAN SUHU DI HIPOTALAMUS RUSAK
SUHU TUBUH ↑↑↑
> 43O C
DENATURASI PROTEIN
METABOLISME ↑
REAKSI KIMIA ↑
AKLIMATISASI
• Adaptasi proses fisiologis terhadap berbagai keadaan lingkungan yang terjadi secara alamiah aklimatisasi panas/ aklimatisasi dingin
• Keuntungan aklimatisasi panas: - meningkatkan toleransi exercise di lingkungan yang
panas- mengurangi terjadinya /keparahan gejala heat illness
( heat cramps, heat syncope dan heat exhaustion)- ↑kinerja seseorang dengan ↓beban kardiovaskuler,
suhu dan metabolik
AKLIMATISASI PANAS
GEJALA:
• KINERJA <
• SUHU TUBUH ↑
• BADAN LEMAH DAN SAKIT KERINGAT >> DAN KEHILANGAN NACL
• ADAPTASI AWAL : 1-5 HARI
• MAKSIMUM: 5-8 HARI
• AKLIMATISASI PENUH : DICAPAI DALAM 14 HARI
AKLIMATISASI PANAS
AKLIMATISASI TERCAPAI:
• TOLERANSI KERJA ↑
• SUHU BADAN ↑ SEDIKIT
• PENGELUARAN KERINGAT LEBIH AWAL; VOLUME >>
• KONSENTRASI NA+↓ SEKRESI ALDOSTERON ↑
AKLIMATISASI DINGIN
• LAJU METABOLISME ↑
• KEMAMPUAN INSULASI ↑ (LEMAK>)
• MAMPU MENAHAN DINGN TANPA MENGGIGIL
AKLIMASI
• PROSES ADAPTASI FISIOLOGIS TERJADI SECARA ARTIFISIAL (DALAM LABORATORIUM)
• AKLIMASI AWAL : 1-4 HARI
• AKLIMASI PENUH : > 10 HARI
DAFTAR PUSTAKA
1. REVIEW OF MEDICAL PHYSIOLOGY
WF GANONG 22ND ED. 2005
2. HUMAN PHYSIOLOGY
LAURALEE SHERWOOD 6TH ED 2007
3. HUMAN PHYSIOLOGY
DEE UNGLAUB SILVERTHORN 4TH ED 2007
4. TEXTBOOK OF MEDICAL PHYSIOLOGY
GUYTON & HALL 11TH ED 2006SEPT 07/AT