METABOLISME ENERGI DAN TERMOREGULASI Irma Rachmatiani (0661 12 057), Indra Suryadibrata (0661 12 066), Selvi Nurlita (0661 12 085), Ardila LIssawardi (0661 12 077). ABSTRAK Metabolisme energi merupakan bagian metabolisme perantara yang berisi jalur pembentukan dan penyimpanan energi. Termoregulasi adalah suatu mekanisme makhluk hidup untuk mempertahankan suhu internal agar berada di dalam kisaran yang dapat ditolelir. Hewan poikiloterm adalah hewan yang sangat bergantung pada suhu di lingkungan luarnya untuk meningkatkan suhu tubuhnya karena panas yang dihasilkan dari keseluruhan sistem metabolismenya hanya sedikit. Suhu tubuh hewan ini berubah sesuai dengan suhu lingkungannya. Hewan ini akan aktif bila suhu lingkungan panas dan akan pasif (berdiam di suatu tempat) bila suhu lingkungan rendah. Hewan homoiterm adalah hewan yang suhu tubuhnya berasal dari produksi panas di dalam tubuh, yang merupakan hasil samping dari metabolisme jaringan. Suhu tubuh hewan ini relatif konstan, tidak terpengaruh oleh suhu lingkungan disekitarnya. Hal ini karena darah bersih dan darah kotor pada hewan ini sudah tidak bercampur lagi karena katup pada jantungnya sudah sempurna. Kata kunci : homoiotermik, poikilotermik, dan termoregulasi.
HIPOTESA Pada hewan poikiloterm akan mengikuti perubahan suhu yang terjadi dan bersifat pasif. Sedangkan pada hewan homoiterm, berusaha untuk mempertahankan suhu tubuh agar konstan dengan bersifat aktif. Jumlah liter O2 yang dikonsumsi perhari oleh mencit berbanding terbalik dengan berat tubuh mencit, semakin besar berat tubuh mencit maka akan semakin kecil jumlah liter O2 yang dikonsumsi.
A. PENDAHULUAN Metabolisme adalah suatu proses fisiologis dimana makanan yang dicerna akan diubah menjadi energy. Perimbangan jumlah energi yang masuk ke dalam dan keluar dari tubuh merupakan proses yang pokok dalam sistem kehidupan tubuh tersebut. Energi ini akan digunakan untuk melakukan serangkaian aktivitas yaitu untuk pertumbuhan, produksi, bekerja, dan mempertahankan suhu tubuh agar kehidupan berlangsung optimal. Tanpa energi yang masuk secara terus menerus dan
tetap kehidupan akan terhenti. Istilah
cukup tinggi sehingga mendenaturasi enzim.
metabolisme
berarti
Selain itu sifat-sifat membran juga berubah
perubahan, digunakan untuk menunjukan
dengan perubahan suhu. Panas sebagai
semua transformasi kimiawi dan tenaga yang
sebutan umum dari semua energy yang
timbul dalam badan. Metabolisme meliputi
dikeluarkan oleh tubuh. Tidak semua energi
proses sintesis dan proses penguraian
dalam makanan ditransfer menjadi ATP,
senyawa atau komponen dalam sel hidup.
sebagai gantinya, sebagian besar energi
Proses sintesis ini disebut anabolisme dan
menjadi panas. Dialam, pengaturan suhu
proses penguraian disebut katabolisme.
tubuh oleh hewan dan manusia dilakukan
(Amandor, 2003). Faktor
untuk mengatur panas yang diterimanya atau
secara
harfiah
yang dapat
mempengaruhi laju metabolisme adalah
yang
aktivitas, suhu lingkungan, panjang siang
perubahan panas tubuh hewan dapat terjadi
hari, musim, umur, jenis kelamin, berat
dengan 4 proses, yaitu konduksi, konveksi,
badan, ukuran tubuh, stress, jenis makanan
radiasi, dan evaporasi. Konduksi adalah
yang
kehamilan.
pemindahan panas antara dua kegiatan secara
Pengukuran laju metabolisme adalah suatu
kontak fisik langsung diantaranya keduanya.
bentuk pengukuran energi yang dihasilkan
Konduksi juga bisa berarti perpindahan
tubuh berdasarkan asupan makanan yang
panas akibat paparan langsung kulit dengan
masuk dan melibatkan oksidasi oksigen.
benda-benda yang ada di sekitar tubuh.
Metabolisme tubuh berarti semua reaksi
Biasanya proses kehilangan panas dengan
kimia sederhana pada semua sel tubuh, dan
mekanisme konduksi sangat kecil. Sentuhan
kecepatan metabolisme dalam keadaan
dengan benda umumnya memberi dampak
normal menyatakan kecepatan pengeluaran
kehilangan suhu yang kecil karena dua
panas pada reaksi kimia. Metabolisme sangat
mekanisme, yaitu kecenderungan tubuh
sensitive
terhadap
perubahan
suhu
untuk terpapar langsung dengan benda
lingkungan
internal
makhluk
hidup,
relative jauh lebih kecil dari pada paparan
khususnya hewan dan manusia. Sebagai
dengan udara, dan sifat isolator benda
contoh, laju
respirasi seluler meningkat
menyebabkan proses perpindahan panas
seiring peningkatan suhu sampai titik tertentu
tidak dapat terjadi secara efektif terus
dan kemudian menurun ketika suhu itu sudah
menerus. Konveksi adalah transfer panas
di
uraikan
dan
hilang kelingkungan. Mekanisme
akibat adanya gerakan udara atau cairan
air secara terus menerus melalui kulit dan
melalui permukaan tubuh. Radiasi adalah
system pernapasan. Selama suhu kulit lebih
mekanisme kehilangan panas tubuh dalam
tinggi dari pada suhu lingkungan,panas
bentuk
inframerah.
hilang melalui radiasi dan konduksi. Namun
Gelombang inframerah yang dipancarkan
ketika suhu lingkungan lebih tinggi dari suhu
dari tubuh memiliki panjang gelombang 5 –
tubuh,tubuh
20
manusia
lingkungan melalui radiasi dan konduksi.
memancarkan gelombang panas ke segala
Pada keadaan ini, satu-satunya cara tubuh
penjuru
melepaskan panas adalah melalui evaporasi.
gelombang
panas
mikrometer.
tubuh.
Tubuh
Radiasi
merupakan
memperoleh
dari
mekanisme kehilangan panas paling besar
Memperhatikan
pada kulit
seluruh
terhadap suhu tubuh, sebenarnya suhu tubuh
mekanisme kehilangan panas. Panas adalah
actual (yang dapat diukur) merupakan suhu
energi kinetik
pada gerakan molekul.
yang dihasilkan dari keseimbangan antara
Sebagian besar energi pada gerakan ini dapat
produksi panas oleh tubuh dan proses
dipindahkan ke udara bila suhu udara lebih
kehilangan panas tubuh dari lingkungan.
dingin dari kulit. Sekali suhu udara
Berdasarkan pengaruh suhu lingkungan
bersentuhan dengan kulit, suhu udara
terhadap suhu hewan, maka hewan dibagi
menjadi sama dan tidak terjadi lagi
menjadi dua golongan, yaitu poikiloterm dan
pertukaran panas,yang terjadi hanya proses
homoioterm. Hewan poikiloterm adalah
pergerakan udara sehingga udara baru yang
hewan yang sangat bergantung pada suhu di
suhunya lebih dingin dari suhu tubuh.
lingkungan luar untuk meningkatkan suhu
Evaporasi (penguapan air darikulit) dapat
tubuhnya karena panas yang dihasilkan dari
memfasilitasi perpindahan panas tubuh. Pada
keseluruhan sistem metabolismenya hanya
kondisi
berkeringat,
sedikit. Suhu tubuh hewan poikiloterm
mekanisme evaporasi berlangsung sekitar
dipengaruhi oleh lingkungan.Suhu tubuh
450 – 600 ml/hari. Hal ini menyebabkan
bagian dalam lebih tinggi dibandingkan
kehilangan panas terus menerus dengan
dengan suhu tubuh luar. Hewan seperti ini
kecepatan
(60%)
individu
12 – 16
atau 15%
tidak
kalori
pengaruh
suhu
lingkungan
per jam.
juga disebut hewan berdarah dingin. Untuk
Evaporasi ini tidak dapat dikendalikan
menghadapi cuaca yang sangat buruk (terlalu
karena evaporasi terjadi akibat difusi molekul
dingin atau terlalu panas),hewan poikioterm
perlu menghemat energi dengan cara
yang menyejukkan badan. Proses evaporasi
hibernasi atau estivasi. (Guyton,1995).
yang dilakukan berfungsi untuk menjaga
Hewan homoioterm, adalah hewan yang
suhu tubuh agar tetap konstan. Contoh
suhu tubuhnya berasal dari produksi panas di
hewan berdarah panas adalah bangsa burung
dalam tubuh,yang merupakan hasil samping
dan mamalia. Pengaturan suhu tubuh
dari
lain
(termoregulasi), pengaturan cairan tubuh, dan
pihak hewan homoioterm disebut hewan
ekskresi merupakan elemen-elemen dari
berdarah
hewan
homeostasis. Dalam termoregulasi dikenal
homoioterm lebih stabil, hal ini dikarenakan
adanya hewan berdarah dingin (cold-blood
adanya reseptor dalam otaknya sehingga
animals) dan hewan berdarah panas (warm-
dapat mengatur suhu tubuh. Hewan
blood animals). Namun ahli-ahli Biologi
homoioterm
biasanya mempertahankan
menggunakan istilah ektoterm dan endoterm.
suhu tubuh mereka di sekitar 35 – 40°C.
Pembagian golongan ini didasarkan pada
Suhu tubuh merupakan keseimbangan antara
sumber panas utama tubuh hewan tersebut.
perolehan panas dari dalam (metabolisme)
Hewan ektoterm adalah hewan yang panas
atau luar dengan kehilangan panas. Hewan
tubuhnya berasal dari lingkungan (menyerap
homoioterm dapat melakukan aktifitas pada
panas lingkungan). Suhu tubuh hewan
suhu lingkungan yang berbeda akibat
ektoterm cenderung berfluktuasi, tergantung
kemampuan mengatur suhu tubuh.Hewan
pada
homoioterm mempunyai variasi temperatur
kelompok ini adalah anggota invertebrata,
normal yang dipengaruhi oleh faktor umur,
ikan, amphibia, dan reptilia. Sedangkan
faktor kelamin, faktor lingkungan, faktor
hewan endoterm adalah hewan yang panas
panjang waktu siang dan malam, faktor
tubuhnya berasal dari hasil metabolisme.
makanan yang dikonsumsi dan faktor jenuh
Suhu tubuh hewan ini lebih konstan.
pencernaan air. Hewan berdarah panas
Endoterm umum dijumpai pada kelompok
adalah hewan yang dapat menjaga suhu
burung (Aves), dan mamalia (Campbell dkk,
tubuhnya, pada suhu-suhu tertentu yang
1995).
metabolisme
panas.
jaringan.
Suhu
tubuh
Di
konstan biasanya lebih tinggi dibandingkan lingkungan sekitarnya. Sebagian panas hilang
melalui proses radiasi,berkeringat
suhu lingkungan. Hewan dalam
3. Isilah
B. TUJUAN PERCOBAAN 1. Mempelajari
produksi
panas
pada hewan homoitermik dan poloitermik.
pipa
U
dengan
air
berwarna untuk mempermudah pengukuran. 4. Masukkan hewan uji kedalam
2. Mempelajari
penentuan
konsumsi O2.
toples dan tutup rapat-rapat. 5. Masukkan udara 20cc kedalam
C. PROSEDUR PERCOBAAN
toples, udara akan menekan pada
alat yang digunakan : gelas piala,
salah satu kaki pipa U sehingga
stoples, thermometer, spuit 20cc, alat
permukaannya
pengukur oksigen.
(pertahankan spuit sampai selesai
Bahan yang digunakan : satu ekor
percobaan).
katak dan mencit dan air dingin.
sampai permukaan cairan pada
Cara kerja :
pipa
Produksi
panas
pada
hewan
poikilotermik dan homoitermik.
Catat
dalam
sebanyak 20cc.
dipakai
adalah
pengukur oksigen yang terdiri atas stoples yang dapat ditutup rapat dengan karet, bagian bawah absorben
yang
dibatasi
dengan kawat kasa yang akan dihubungkan dengan pipa U. 2. Stoples yang mempunyai katup yang
menggunakan
oksigen
7. Volume udara yang masuk harus
Konsumsi oksigen pada mencit
diisi
yang
6. Waktu ini merupakan lamanya
2. Bacalah perubahan suhu pada
yang
waktunya
sama.
mencit
1. Alat
sama
ketinggian
1. Persiapkan gelas piala/ stoples.
thermometer.
tidak
berfungsi
untuk
memasukkan udara kedalamnya.
dikoreksi menurut rumus Liter
koreksi
=
Liter
obs
x
x 8. Hitung jumlah liter O2 yang dikonsumsi perhari. x liter O2 konsumsi / hari
=
D. DATA PENGAMATAN
Liter koreksi = 0,02 x
x
Produksi panas = 0,02 x 0,88 x 0,99 temperatur
= 0,0174 ∑ liter O2 / hari =
wakt u (men it)
x 84400
detik /hari = 0,0003 x 84400 kontrol ai r
Uda ra
10 20 30 40 50 60
katak ai r 1, 2 1, 5 1, 8 1, 9 2, 1 2, 2
mencit
= 25, 32 liter / hari
uda ra
ai r
uda ra
2,1
1 1, 1 1, 4 1, 8
1,5
Pada praktikum kali membahas
1,5
tentang metabolisme energi dan
2 2, 1
1j7
2 2,1 2,1 2,2 2,3
E
PEMBAHASAN
termoregulasi. 1,6 2,1
Dimana
metabolisme energi merupakan bagian
metabolisme
perantara
yang berisi jalur pembentukan dan penyimpanan
1,8
energi.
Termoregulasi
adalah
suatu
mekanisme makhluk hidup untuk Penentuan konsumsi
mempertahankan
suhu
internal
Diketahui :
agar berada di dalam kisaran yang
Panjang air awal : 9,5 cm
dapat ditolelir. Praktikum kali ini
Panjang akhir (waktu) : 58 detik
bertujuan
Liter Obs : 20cc
produksi 0
untuk panas
Temperature obs : 37 C
homoiterm
Liter O2 konsumsi = liter koreksi
poikiloiterm
Liter
kor
= Liter
obs
x
x
mempelajari pada
dan dan
penentuan konsumsi Berdasarkan
hewan hewan
mempelajari . kemampuan
mengatur panas tubuhnya, hewan dibeakan menjadi 2 golongan,
yaitu poikiloiterm (hewan yang
diletakkan
suhu tubuhnya tergantung pada
masing – masing 1 thermometer.
suhu lingkungan) dan homoiterm
1
(hewan yng suhu tubuhnya tidak
lingkungan dan 1 lagi untuk
bergantung pada suhu lingkungan
mengukur suhu hewan. Percobaan
atau cenderung konstan). Untuk
dilakukan selama 60 menit. Suhu
pembuktiannya, maka dilakukan
diukur setiap 10 menit sekali.
percobaan dengan menggunakan
pada
untuk
Katak
beaker
glass
mengukur
suhu
merupakan
hewan dari dua golongan tersebut
amphibi.
dan diberikan perlakuan pada
merupakan hewan poikiloiterm.
suhu dingin.
Suhu tubuh hewan poikiloiterm
Pada panas
percobaan
produksi
menggunakan
(poikiloterm) (homoiterm).
dan Perlakuan
katak
Hewan
hewan amphibi
ditentukan oleh keseimbangannya dengan
kondisi
suhu
mencit
lingkungannya dan berubah –
yang
ubah seperti berubah – ubahnya
diberikan kedua hewan tersebut
suhu
sama. Yaitu dengan meletakkan
mampu mengatur suhu tubuhnya
hewan
sehinggamendekati
tersebut
lingkungan
didalam
dingin.
Untuk
lingkungan.
lingkungan.
Hewan
ini
suhu
Pengaturan
untuk
memperoleh keadaan lingkungan
menyesuaikan
yang demikian, dibutuhkan 2
lingkungan
beker glass yang ukuran berbeda.
dengan cara memanfaatkan input
Beaker
1000ml
radiasi sumber panas yang ada
sebagai beaker glass terluar untuk
disekitarnya sehingga suhu tubuh
menempatkan air dingin, beaker
diatas
glass kedua berukuran 500ml
pengaturan
untuk menaruh hewan percobaan.
lingkungan dan pengaturan untuk
Untuk mengetahui besarnya suhu
menyesuaikan
lingkungan
penguapan air melalui kulit dan
glass
thermometer
ukuran
digunakan alkohol
yang
suhu
terhadap dingin
dilakukan
lingkungan terhadap
panas
dan suhu
dengan
organ – organ respiratori menekan
suhu
tubuh
derajat
suhu dingin daripada suhu panas.
dibawah suhu lingkungan. Oleh
Sehingga mencit masih dapat
karena itu, ketika suhu lingkungan
bertahan
turun, suhu tubuh katak juga ikut
lingkungan paling dingin yaitu
turun
beberapa
mrnyesuaikan
lingkungannya
dengan
demikian
pada
hidup
pada
suhu
C namun tidak dapat bertahan suhu
lingkungan
suhu lingkungan yang panas. Dari
paling panas yaitu
C. Pada
data pengamatan diatas, sudah
suhu
membuktikan
katak
menurun, mencit masih dapat
merupakan hewan polikiloiterm
bertahan hidup. Mekanisme yang
dimana suhu tubuhnya ditentukan
dilakukan agar dapat bertahan
oleh
dengan
hidup berupa regulasi metabolik.
kondisi suhu lingkungan, dan
Mencit akan terus memproduksi
berubah – ubah seperti berubah –
panas
ubahnya kondisi suhu lingkungan,
secara linier dengan penurunan
bahwa
keseimbangannya
Mencit
termasuk
kedalam
hidup
suhu.
pada
lingkungan
yang
yang
dapat
Regulasi
terus
meningkat
metabolik
hewan mamalia. Hewan mamalia
dilakukan mencit hingga suhu
merupakan
homoiterm.
kritis bawah. Sementara pada
Hewan ini memilik suhu tubuh
suhu lingkungan yang terus naik,
yang konstan. Jika hewan ini
mencit tidak dapat bertahan hidup
dihadapkan pada suatu suhu yang
yang
ekstrim dibawah atau diatas suhu
melewati suhu fatal atas dan
normal,
tubuh
melakukan
hewan
hewan
homoiterm
regulasi
metabolik
artinyamencit
sudah
mengimbangi
sudah
tidak suhu
dapat
ligkungan
atau regulasi fisik sehingga dapat
yang terus naik. Hal tersebut
bertahan hidup. Namun hewan ini
menunjukkan
bahwa
mencit
memiliki toleransi yang terbatas
(homoiterm)
lebih
toleran
terhadap
terhadap suhu dingin daripada
perubahan
suhu
lingkungan yang ekstrim. Hewan homoiterm lebih toleran terhadap
suhu panas.
Selanjutnya melakukan percobaan penentuan
konsumsi
.
Pada
Liter koreksi = 0,02 x
x
percobaan diberi perlakuan mengisi pipa U dengan air berwarna untuk
= 0,02 x 0,88 x 0,99
mempermudah
= 0,0174
pengukuran.
Masukkan mencit kedalam toples
∑ liter O2 / hari =
dan tutup rapat-rapat. Masukkan
detik /hari
udara 20cc kedalam toples, udara
= 0,0003 x 84400
akan menekan pada salah satu kaki
= 25, 32 liter / hari
pipa U sehingga permukaannya tidak sama
(pertahankan spuit sampai
selesai percobaan). Dicatat waktunya
x 84400
Jadi, mencit ini setiap harinya mengomsumsi
sebanyak
25, 32
liter / hari.
sampai permukaan cairan pada pipa dalam ketinggian yang sama. Waktu ini
merupakan
mencit
Dari
oksigen
sebanyak
pembahasan
percobaan
tersebut
menggunakan 20cc.
dari
lamanya
KESIMPULAN
dapat
hasil
praktikum
dan
yang telah dilakukan
ditarik
kesimpulan
sebagai
didapatkan hasil:
berikut.
Panjang air awal : 9,5 cm
merupakan
Panjang akhir (waktu) : 58 detik
perantara
Liter Obs : 20cc
pembentukan dan penyimpanan energi.
metabolisme bagian
energi
metabolisme
yang
berisi jalur
0
Temperature obs : 37 C Untuk banyak
mengetahui
mencit
Termoregulasi berapa
mekanisme
adalah
makhluk
suatu
hidup
untuk
mengonsumsi
mempertahankan suhu internal agar
perharinya dapat dihitung dengan
berada di dalam kisaran yang dapat
menggunakan ini:
ditolelir. Mencit termasuk kedalam
Liter O2 konsumsi = liter koreksi
hewan
Liter
kor
= Liter
obs
x
x
mamalia.
Hewan
mamalia
merupakan hewan homoiterm. Hewan ini memilik suhu tubuh yang konstan. Katak merupakan hewan amphibi.
Hewan amphibi merupakan hewan
Peternakan.
poikiloiterm.
Yogyakarta.
Suhu
poikiloiterm
tubuh
hewan
ditentukan
oleh
MANUSIA.
lingkungannya dan berubah – ubah
Yogyakarta.
–
berubah
ubahnya
suhu
lingkungan. Mencit ini setiap harinya mengomsumsi
sebanyak ± 25, 32
liter / hari.
DAFTAR PUSTAKA Wulangi, K.S. 1993. Prinsip-prinsip Fisiologi Hewan. DEPDIKBUD: Jakarta. Campbell. 2004. Biologi. Erlangga: Jakarta. Pearce,
Evelyn
Fisiologi
C.
1990.
Untuk
Anatomi
Paramedis.
Gramedia: Jakarta. Anna,
dkk.
2006.
Dasar-Dasar
Biokimia. UI Press: Jakarta. Fictor, Ferdinand P. Moekti Ariebowo. 2007. Praktis Belajar Biologi. Media Visindo Persada: Jakarta. Nugroho, Wahjudi. 2000. Keperawatan Gerontik. EGC: Jakarta. Hall
JE,
Guyton.
2007.
Fisiologi
Kedokteran. EGC: Jakarta. Anonim.
1997.
Kamus
Kesehatan Hewan
Istilah dan
Kanisus:
Setiadi. 2007. ANATOMO FISIOOGI
keseimbangannya dengan kondisi suhu
seperti
Penerbit
Isnaeni,
2006.
Graham
Fisiologi
Kanisius, Yogyakarta.
Ilmu:
Hewan.
