Metabolisme, Keseimbangan Energi, Dan Termoregulasi, 2012

  • View
    183

  • Download
    2

Embed Size (px)

DESCRIPTION

metabolisme

Text of Metabolisme, Keseimbangan Energi, Dan Termoregulasi, 2012

METABOLISME DAN TERMOREGULASI

METABOLISME, KESEIMBANGAN ENERGI, DAN TERMOREGULASIOleh Sri Wahyu BMETABOLISMEMetabolisme:keseluruhan reaksi yang terjadi di dalam sel, meliputi proses penguraian & sintesis molekul kimia yang menghasilkan & membutuhkan panas (energi) serta dikatalisis oleh enzimMetabolisme meliputi:1) jalur sintesis (anabolisme/endorgenik) menggabungkan molekul-molekul kecil menjadi makromolekul yang lebih kompleks; memerlukan energi yang disuplai dari hidrolisis ATP 2) jalur degradatif (katabolisme/eksorgenik) memecah molekul kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana; melepaskan energi yang dibutuhkan untuk mensintesis ATP.

2Hubungan Katabolisme dan Anabolisme

Struktur polimer untuk proses katabolisme anabolismeTahap 1, 2, 3 dibedakan berdasarkan ukuran molekulMetabolisme S +E SE P + E proses-melibatkan> 1 jenis rx yg saling berkait -subtrat -enzim -product subtrat product

JALUR METABOLISME

ATP adalah sumber energi yang dapat dipakai berbagai fungsi selSUMBER UTAMA ENERGI BERASAL DR GLUKOSAbila glukosa habis mk sumber alternatif -memecah glikogen -berikut lemak -berikut protein

Kadar Glukosa DarahKadar glukosa darah dipertahankan dengan cara:Glikogenolisis, yaitu hidrolisis simpanan glikogen di hati dan otot rangka.Lipolisis, yaitu katabolisme triasilgliserol menjadi gliserol dan asam lemak di jaringan adiposa. Gliserol yang mencapai hati akan diubah menjadi glukosa. Protein dikatabolisme menjadi glukosa (gluconeogenesis)7Metabolisme post-absorptive state

faal_metabolisme/ikun/20068Hubungan metabolisme karbohidrat, Lipid, Protein dan Asam Nukleat

ATP sebagai alat tukar energi:dipakai dan dibentuk kembali berulang kali

Sumber ATP dan Transfor energi

Jalur aerob Jalur anaerobJalur anaerobKESEIMBANGAN ENERGI12EnergiMakananNutrien poolCadangan energiKerja internalKerja eksternalEnergi panasAsupanEnergiKeluaranEnergiHKM TERMODINAMIKAENERGI TIDAK DAPAT DICIPTAKAN DAN DIMUSNAHKANStatus keseimbangan energiNetralenergi masuk = energi keluarPositif energi masuk > energi keluarNegatif energi masuk < energi keluar

Pemasukkan makanan terutama dikontrol oleh hipotalamus pusat lapar/nafsu makan dan pusat kenyangPenggunaan energi

Diet-induced Thermogenesis (DIT)Diet-induced Thermogenesis (DIT) atau specific dynamic action (SDA) ialah energi yang digunakan untuk metabolisme makanan yang menghasilkan panas.Setelah seseorang makan makanan campuran, penggunaan energi meningkat selama 6 jam. Hal ini mungkin digunakan untuk melakukan pencernaan makanan, absorpsi, dan penyimpanan makronutien. DIT berkisar antara 8%-15% dari TEE pada individu yang aktivitasnya sedang. Dari makanan yang kita konsumsi DIT lemak 2%-4%,, karbohidrat 4%-7%, dan protein 18%-25%. 15METABOLISME RATEKECEPATAN PEMAKAIAN ENERGIkecepatan pembebasan panas selama reaksi kimiasatuan kilokalori per jamkalori : satuan jumlah energi yang dilepaskan bahan makanan untuk proses fungsional tubuh1 kalori : panas untuk meningkatkan suhu 1 gram air sebesar 1 0CDigunakan kilokalori = KaloriPengukuran metabolisme ratePengukuran :1. Kalorimeter langsung2. Kalorimeter tidak langsung

Makanan + O2 H2O + CO2 + energi ada hubungan pemakaian O2 dgn panas yg dihasilkan

KALORIMETER LANGSUNG

* Mengukur jumlah panas total yang dibebaskan tubuh pada suatu waktuOrang Coba/Hewan CobaRuang isolasi berisi udaraTidak ada panas yang hilangPanas yang keluar dari tubuh akan memanaskan udara dalam ruanganPanas yang dihasilkan diukur

KALORIMETER TIDAK LANGSUNG

mengukur produk hasil oksidasi biologis yang memproduksi energi, yaitu karbondioksida, air, dan produk metabolisme lain; atau dengan mengukur konsumsi oksigen. Oksigen yang digunakan dikonversikan sebagai energi yang digunakan Jumlah energi yang dibebaskan per liter O2 dalam tubuh rata-rata 4,825 Kalori1 liter O2 bila yang dimetabolisme : Glukosa 5,01 Kalori Karbohidrat 5,06 Kalori Lemak 4,70 Kalori Protein 4,60 Kalori Ekuivalen Energi dari 1 liter O2 = 4,825 Kalori

Mengukur metabolisme rateDalam satu jam seseorang mengkonsumsi 15 liter O2. Berapa perkiraan metabolisme rate orang tersebut?Konsumsi O2 =15 L/jamEnergi ekivalen O2 = 4,8 K/Lperkiraan laju metabolisme = 15 x 4,872 kilokalori/jamlatihanDalam satu jam seseorang mengkonsumsi 10 liter O2. Berapa perkiraan metabolisme rate orang tersebut?

Laju Metabolik Basal (Basal Metabolic Rate/BMR)Laju Metabolik Basal (Basal Metabolic Rate/BMR) ialah energi yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi fisiologis normal pada saat istirahat. Laju metabolisme seseorang ditentukan pada kondisi basaluntuk mengontrol sebanyak mungkin variable yg dapat mengubah laju metabolik

22BMRFungsi fisiologis normal tersebut meliputi:1) lingkungan kimia internal tubuh, yaitu gradient konsentrasi ion antara intrasel dan ekstrasel2) aktivitas elektrokimia sistem saraf3) aktivitas elektromekanik sistem sirkulasi4) pengaturan suhu23BASAL METABOLISME RATE (BMR)

Keadaan Basal :Suhu ruangan nyaman68-80Istirahat fisik, min 30 menit bebas olahragaIstirahat mental (stres, cemas)Tidak makan 12 jam terakhirTidur penuhTidak kerja berat min 1 jam sebelumnya

Faktor-faktor yg mempengaruhi BMRHormon tiroidMakananAktifitas simpatisLatihanUmurFaktor lain

Faktor-faktor yg mempengaruhi BMRMakananMakanan kaya protein akan lebih meningkatkan BMR daripada makanan kaya lipid atau kaya karbohidrat. Hal ini mungkin terjadi karena deaminasi asam amino terjadi relatif cepat.26Faktor-faktor yg mempengaruhi BMRStatus hormon tiroid Hormon tiroid meningkatkan konsumsi oksigen, sintesis protein, dan degradasi yang merupakan aktivitas termogenesis. Peningkatan BMR merupakan hal yang klasik pada hipertiroid, dan menurun pada penurunan kadar tiroid27Faktor-faktor yg mempengaruhi BMRAktivitas saraf simpatis.Pemberian agonis simpatis juga meningkatkan BMR. Sistem saraf simpatis secara langsung melalui nervus vagus ke hati mengaktivasi pembentukan glukosa dari glikogen. Sehingga aktivitas saraf simpatis meningkatkan BMR.

28Faktor-faktor yg mempengaruhi BMRLatihanLatihan membutuhkan kalori ekstra dari makanan. Jika s/ makanan lebih banyak mengandung energi, maka berat badan akan meningkat. Jika penggunaan energi lebih banyak dari yg tersedia dlm makanan, maka tubuh akan memakai simpanan lemak yang ada dan mungkin akan menurunkan berat badan.29Faktor-faktor yg mempengaruhi BMRUmur & faktor lainBMR seorang anak umumnya lebih tinggi daripada orang dewasa, krn anak memerlukan lebih banyak energi selama masa pertumbuhan. Wanita hamil & menyusui juga memiliki BMR yang lebih tunggu.Demam meningkatkan BMR. Orang yg berotot memiliki BMR lebih tinggi daripada orang yg gemuk30TERMOREGULASISuhu 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. Adalah sistem pengaturan suhu makluk hidup shg terjadi keseimbangan antara thermogenesis (produksi panas) dan themolisis (pembuagan panas)Mengacu pada suhu inti (suhu jaringan tubuh dalam)-37,8 derajat C ,37TERMOREGULASI32SUHU TUBUH Suhu optimal sesuai keadaan tubuh Suhu tubuh : 1. Suhu inti konstan 2. Suhu permukaan berubah-ubah SET POINT HIPOTALAMUS

Homeoterm (beradarah panas) : suhu tubuh tidak berubah sesuai suhu lingkungan Poikiloterm (berdarah dingin) : suhu tubuh berubah sesuai dengan suhu lingkungan Pengaturan Suhu Tubuh

Pusat : Hipothalamus (area preoptik)

Mekanisme Peningkatan dan Penurunan Suhu TubuhPenurunan Suhu Tubuh :* Vasodilatasi* Berkeringat* Penurunan pembentukan panas2. Peningkatan Suhu Tubuh* Vasokontriksi di seluruh tubuh* Piloereksi* Peningkatan pembentukan panas : menggigil, rangsangan simpatis dan sekresi tiroksin

36Asal Panas Pada Tubuh ManusiaTubuh 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 TubuhSuhu tubuh manusia cenderung berfluktuasi setiap saat. Banyak faktor yang dapat menyebabkan fluktuasi suhu tubuhTitik tetap tubuh dipertahankan agar suhu tubuh inti konstan pada 37C. 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 TubuhBerdasarkan 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 37C). Selain itu, ada suhu permukaan (surface temperatur), yaitu suhu yang terdapat pada kulit, jaringan sub kutan,