LAPORAN FISIOLOGI VETERINER II METABOLISME ENERGI
ADE LESTARI RAMBU LEBA 1209017074
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN UNIVERITAS NUSA CENDANA 2013
BAB I PENDAHULUAN
A. DASAR TEORI Hewan dalam hidupnya selalu memerlukan energi untuk pertumbuhan, produksi, bekerja dan mempertahankan suhu tubuh agar kehidupannya berlangsung optimal. Semua energy tersebut berasal dari oksidasi zat makanan. Yang dimaksud dengan pengukuran metabolisme energi adalah pengukuran panas yang diproduksi oleh seekor hewan.. Ringkasnya: Energi makanan = Energi Kerja I Energi disimpan IEnergi panas tubuh.Bila hewan dalam keadaan istirahat dan postabsorptif maka energy makanan dan energy kerja dihilangkan dari persamaan diatas, dan persamaan tersebut menjadi Energi panas = Energi disimpan, Artinya energy makanan diambil dari za t makanan tersimpan, yaitu terjadi oksidasi zat makanan yang disimpan didalam tubuh. Energi panas yang diproduksi hewan dapat diukur secara langsung dengan menempatkan seekor hewan pada ruang tertutup dan diselimuti dengan jaket air yang suhunya selalu disamakan dengan suhu ruangan agar tidak ada panas yang bocor keluar. Dibagian atas ruangan tersebut dialirkan air dalam pipa tipis yang menjadi panas karena pengaruh panas hewan. Dengan menghitung perbedaan suhu ai r yang masuk dan air yang keluar dan banyaknya air yang keluar tersebut dalam waktu yang diketahui maka dapat diketahui metabolisme energy hewan tersebut dalam waktu tertentu. Pengukuran diatas disebut Kalorimetri secara langsung. Kesulitan dalam k alorimetri langsung adalah: 1. Alatnya rumit dan mahal 2. Selalu ada panas yang bocor 3. Panas penguapan dari keringat dan pernafasan sulit ditentukan pada alat ini. Kalorimetri secara tak langsung adalah dengan men gukur konsumsi oksigen dalam waktu tertentu, karena energy dalam tubuh hewan berasal dari oksidasi makanan yaitu hidrat arang, lemak dan protein. Satu liter oksigen yang yang terpakai untuk mengoksidasi :
1. Hidrat arang menghasilkan panas 0,5 kalori 2.
Protein menghasilkan panas 4,6 kalori
Satu kalori adalah banyaknya panas untuk menaikkan suhu satu gram air satu derajat celcius. 1 Kalori – 1000 kalori ( 1 kalori – 1 kilokalori), Untuk mudahnya telah ditetapkan untuk1 liter oksigen yang dikonsumsi seekor hewan menghasilkan panas 4, 826 kalori, dari oksidasi campuran makanan, kesalahan perhitungan dengan penetapan diatas jarang mencapai 3 %. Perlu pula diketahui bahwa dalam setiap perhitungan volume gas, disini oksigen harus selalu dihitung 0
dalam keadaan suhu dan tekanan ( STB ) yaitu suhu 0 celcius dan tekanan barometer 760 mm Hg. Bisa pula dipakai istilah RQ ( Respiratory quotient) yaitu perbandingan antara produksi karbondioksida dengan konsumsi oksigen. RQ untuk hidrat arang, lemak dan protein adalah sebagai berikut: C6H12 O + 6 CO2 + 6 H2O ( Glukosa )
RQ = 6/6 = 1,0 dengan nilai kalor 5,0 kal/lt O2 2C51 H98 + 145 O2
102 CO2 + 92 H20
( Tripalmitin)
RQ = 102/145 = 0,70 dengan nilai kalor 4,7kal/lt O2 2C3 H2 O2 N + 6 O2
(NH2)2 CO + 5, CO2 + 5 H2O
( Alanin)
RQ-5/6- 0,83 dengan nilai kalor 4,9 kal/lt O2 RQ campuran makanan adalah 0,83 dengan niali kalor 0,826 kalori/liter oksigen yang dikonsumsi.
Panas dikeluarkan dari tubuh melalui luas permukaannya dengan cara : 1. Radiasi 2. Konduksi 3. Konduksi 4. Evaporasi 2/3
Luas permukaan tubuh = k BB (BB= bobot badan, k=konstanta).Brody menemukan bobot metabolic (BM) yaitu BB sampai sapi yaitu 70 kalori/kg
0,75
0,75
. Dengan BM ini metabolisme menjadi seragam dari tikus
/hari dalam keadaan basal. pada manusia biasa di lakukan
pengukuran laju metabolisme basal (LMB) dan dihitung per M2 luas permukaan. Syarat pengukuran laju Metabolisme Basal adalah sebagai berikut: 1. Istirahat(terbaring terlentang dengan tenang ),dan 2. Suhu lingkungan termonetral,yatui suhu nyaman yang tidak merangsang tubuh meningkatkan meabolismenya. Pada hewan ruminansia,keadaan basal sulit di capai karena perlu beberapa hari untuk mencapai keadaan postabsiorptif. Oleh karena itu pada hewan seperti ini digunakan laju metabolisme istirahat (LMI) ,Yaitu pengukuran metabolisme pada: 1. Keadaan istirahat (depa) 2. Pagi hari sebelum makan 3. Suhu lingkungan suhu kandang Perbedaan antara LMB dan LMI tidak terlalu besar . kalorimeter tidak langsung dapat di lakukan dengan 2 cara: 1. Cara terbuka , dengan mengkonsumsi volume udara luar kemudian menghitung kemudian menhitung volume darah pernafasannya dan menganalisa kandungan oksigen udara pernafasan tersebut. 2. Cara tetutup ,dengan mengkonsumsi oksigen dari ruang tertutup terpisah dari udara luar dan kemudian menghitung volume oksigen yang di konsumsi.
Faktor koreksi untuk STB dengan rumus Boyle-Gay lussac: P1V1=P2V2/T2 Indeks 1:keadaan yang di amati Indeks 2:keadaan buku Ket : P1 :Barometer yang di amati P2 :Tekanan udara buku 760 mmHg V1: volume udara yang dikonsumsi selama 1 hari V2:Volume udara yang di amati T1: Suhu yang di amati T2: Suhu udara baku-273 Suhu tubuh cenderung berfluktuasi setiap saat. Banyak faktor yang dapat menyebabkan fluktuasi suhu tubuh. Untuk mempertahankan suhu tubuh dalam keadaan konstan, diperlukan regulasi suhu tubuh. Suhu tubuh diatur dengan mekanisme umpan balik (feed back) yang diperankan oleh pusat pengaturan suhu di hipotalamus. 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). Makhlukh hidup dalam melakukan aktivitas untuk memenuhi kebutuhan hidupnya tentu menghasilkan sampah atau limbah. Sampah atau limbah ini merupakan sisa yang harus dibuang agar tidak mengganggu. Misalnya sampah yang dihasilkan dari memasak, limbah pabrik, ataupun limbah rumah sakit. Demikian pula yang terjadi pada mahluk hidup. Semua mahluk hidup juga mengeluarkan limbah. Mulai hewan bersel satu, seperti amoeba sampai hewan tingkat tinggi, bahkan manusia. Dalam proses pengeluaran limbah pada mahluk hidup memerlukan sebuah sistem yang disebut sistem ekskresi. Ekskresi adalah suatu proses p engeluaran zat-zat sisa hasil metabolisme sel yang sudah rusak tidak digunakan oleh tubuh dan dikeluarkan bersama
urin, keringat, atau udara pernapasan. Zat ekskresi utama terdiri dari karbon dioksida, air, dan senyawa nitrogen. Sementara itu, zat ekskresi yang berupa senyawa nitrogen ada tiga macam, yaitu amonia, asam urat, dan urea. Amonia merupakn zat yang sangat beracun dan larut dalam air. Urea adalah zat yang mudah larut dan tidak begitu beracun. Zat sisa yang mengandung senyawa nitrogen harus segera dikeluarkan dari dalam tubuh karena bersifat beracun.
B. TUJUAN Mengetahui prinsip pengukuran metabolism secara tak langsung.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA Metabolisme adalah suatu proses fisiologis dimana makan yang dicerna akan diubah menjadi energi. 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 suhun tubuh agar kehidupan berlangsung optimal. Tanpa energi yang masuk secara terus menerus dan tetap kehidupan akan terhenti (Wirahadikusumah 1985). Istilah metabolisme secara harfiah berarti perubahan, digunakan untuk menunjukan semua transformasi kimiawi dan tenaga yang timbul dalam badan (Ganong 1995). Metabolisme meliputi proses sintesis dan proses pengurain senyawa atau komponen dalam sel hidup. Proses sintesis ini disebut anabolisme dan proses penguraian disebut katabolisme Faktor yang dapat mempengaruhi laju metabolisme adalah aktivitas, suhu lingkungan, panjang siang hari, musim, umur, jenis kelamin, berat badan, ukuran tubuh, stress, jenis makanan yang dimetabolisme dan kebuntingan ( Eckert 1983). Pengukuran laju metabolisme adalah suatu bentuk pengukuran energi yang dihasilkan tubuh berdasarkan asupan makanan yang masuk dan melibatkan oksidasi oksigen.
Metabolisme adalah segala proses resksi kimia yang terjadi di dalam mahluk hidup mulai mulai dari mahluk bersel satu yang sangat sederhana seperti bakteri, protozoa, jamur, tumbuhan, hewan, sampai kepada manusia, mahluk yang susunan tubuhnya sangat kompleks. Di dalam proses ini mahluk hidup mendapat, mengubah, dan memakai senyawa kimia dari sekitarnya untuk mempertahankan kelangsungan hidupnya.( Wirahadikusumah M. 1985 ). Hampir setiap reaksi yang berlangsung in vivo, di katalis oleh enzim. Bila kami membayangkan suatu organism hidup sebagai suatu laboratorium kimia yang sangat istimewa, maka enzim merupakan operator – operator yang terlatih, yang mampu membuat reaksi – reaksi canggih dengan kecepatan terkendali dan hasil yang tinggi.( Manitto, Paulo. 1992 ).
BAB III
METODE PRAKTIKUM 3.1 WAKTU PRAKTIKUM
3.2
ALAT DAN BAHAN
1. Ruang tertutup kedap udara (metabolor stoples), bersaluran untuk men gisi oksigen dan manometer air dan di lengkapi dengan thermometer. 2. Persediaan oksigen 3. Pencatat waktu. 4. Spuite 20 cc 5. Hewan percobaan (tikus putih) 6. Penyerap karbondioksida (soda kapur,KOH,NaOH)
3.3
PROSEDUR KERJA
1. Siapkan metabolor stoples, periksa apakah semua sistem persambungan selang dan tutup toples sudah rapat.Pastikan sistem tidak bocor. 2. Timbang hewan percobaan dan catat hasilnya. 3. Catat suhu dan tekanan udara. 4. Masukkan hewan percobaan ke dalam stoples metabolor 5. Tarik pendorong spuite sehingga spuite terisi dengan udara 20 ml. sambungkan spuite dengan salah satu selang karet pada tutup stoples. 6. Doronglah udara permukaan menjadi tidak sama. 7. Perhatikan jam, lalu tunggu sampai permukaan cairan di kaki manometer kembali seperti semula. catat waktu yang di butuhkan oleh air di kaki manometer itu untuk kembali ke keadaan semula (air di pipa sama tinggi) 8. Setelah selesai,keluarkan hewan percobaan dari stoples dan biarkan beberapa menit supaya keadaannya pulih kembali.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 HASIL 1. Volume udara yang di masukkan= 20 ml 2. Rata-rata waktu yang dibutuhkan sampai cairan di kaki manometer kembali ke keadaan
semula= 11.41 detik=701 detik. jadi waktu yang di di butuhkan cairan di kaki manometer kembali ke semula = 701 detik 3. Volume udara yang dikonsumsi selama percobaan = 20 ml 4. Volume udara yang dikonsumsi /hari = 24 jam x 60 x 60 = 86.400 detik
= 86.400/ 701 x 20 = 123,25 x 20 = 2465 ml 5.
2,465 L
Volume udara yang dikonsumsi /hari pada STB : diketahui; P1= 750 mmhg P2 = 760 mmhg
T1 = 273 k + 28(suhu ruangan) =301 k T2 = 237 k
V1 = 2,465 L ditanya; V2=. . . ? jawab; V2 = P1 x V1 x T2/( T1 x P 2 ) = 750 mmhg x 2,465 L x 273 k
301 k x 760 mmhg = 504,708 228760 = 2,206 L 6. Laju metabolisme / hari = kal / hari = 2,206 L x 4,826.kal / hari = 10,64 kal / hari 0,75
7. Bobot Metabolik = BB =(0,0386)kg
0,75 0,75
= 0,087 kg BB
8. Laju metabolisme/hari/BM = Kal/kg
0,75
/hari 0,75
=2,206 x4,826/(0,0386) kg = 10,64 kal/hari / 0,087 kg =122,2 kal/kg
0,75
/hari.
Data pengukuran 1. Suhu udara ruangan = 28 2. Berat hewan percobaan (mencit) = 38,6 gr = 0,0386 kg
4.2 PEMBAHASAN Mencit ( Mus musculus) merupakan salah satu hewan laboratorium yang sering digunakan. Mencit adalah hewan pengerat (rodentia) yang cepat berkembang biak, mudah dipelihara, variasi genetiknya cukup besar serta sifat anatomis dan fisiologisnya terkarkteristik dengan baik. Menurut Amandor 2003, mencit yang digunakan di laboratorium menjadi berbeda dengan mencit liar yang ada di alam disebabkan pengaruh dari pengaturan lingkugan tempat mencit laboratorium dibiakan. Faktor yang dapat mempengaruhi laju metabolisme adalah aktivitas, suhu lingkungan, panjang siang hari, musim, umur, jenis kelamin, berat badan, ukuran tubuh, stress, jenis makanan yang dimetabolisme dan kebuntingan .Pengukuran laju metabolisme adalah suatu bentuk pengukuran energi yang dihasilkan tubuh berdasarkan asupan makanan yang masuk dan melibatkan oksidasi oksigen. Pembentukan energi ini melibatkan proses metabolisme. Secara umum metabolism merupakan proses reaksi yang terjadi di dalam makhluk hidup mulai dari makhluk hidup bersel satu sampai yang paling komplokes (manusia) untuk mendapat, mengubah, dan memakai senyawa kimia di sekitar untuk mempertahankan kelangsungan hidup (Yushinta, 2002). Metabolisme adalah proses pembakaran kalori tubuh yang diperoleh dari asupan makanan, terdiri dari tiga jenis aktivitas; Resting Metabolic Rate (RMR),Thermic Effect of Food (TEF), dan aktivitas fisik. RMR adalah energy yang digunakan sebagai bahan bakar aktivitas dasar tubuh seperti bernafas dan tidur. Thermic Effect of Food (TEF) adalah energy yang
digunakan untuk membakar kalori atau secara eksplisit adalah untuk mencerna, menyerap, dan mengolahmakanan (Swenson, 1993). Pengukuran metabolisme energi adalah pengukuran panas yang diproduksi oleh seekor hewan. Pada praktikum kali ini, metabolisme hewan diukur dalam keadaan basal. Metabolisme basal adalah istilah untuk menunjukan jumlah keseluruhan aktivitas metabolisme dengan tubuh dalam keadaan istirahat, di tempat tidur, tidak terganggu oleh apapun, dengan pemasukan oksigen dan pengeluaran karbondioksida diukur (Ganong FG, 1995). Laju metabolisme basal adalah jumlah energi yang dipergunakan untuk melakukan fungsi tubuh minimal dalam keadaan istirahat (Wirahadikusumah, 1985). Kalorimeter secara tak langsung adalah dengan mengukur konsumsi oksigen dalam waktu tertentu (Ganong FG, 1995). Konsumsi oksigen pada setiap jenis hewan berbeda-beda. Konsumsi oksigen dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti temperatur, ukuran tubuh, jenis kelamin, hormon, nutrisi, umur (usia), dan aktivitas yang dilakukannya. Pada praktikum ini dilakukan pengukuran metabolisme berdasarkan konsumsi oksigen. Percobaan kali ini menggunakan kalorimeter secara tidak langsung dengan menggunakan metabolor. Hasil pengukuran yang didapat saat praktikum menunjukan bahwa laju konsumsi oksigen oleh mencit adalah sebesar 122,2 Kal/kg/hari pada mencit jantan .Berdasakan pembahasan diatas, didapatkan beberapa faktor yang mempengaruhi laju konsumsi oksigen yaitu spesies hewan, suhu lingkungan( terutama bagi hewan ektoterm
),
dan
aktivitas.
Selain
ketiga
hal
tersebut,
ukuran
tubuh
juga
menentukan besarnya laju konsumsi oksigen (Herdt T, 1997). Untuk hewan endoterm hewan yang berukuran tubuh kecil akan memiliki laju konsumsi oksigen per unit masa yang lebih besar dibanding hewan yang berukuran lebih besar
KESIMPULAN
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa prinsip pengukuran metabolisme secara tak langsung dengan menggunakan metabolor stoples. didapatkan beberapa faktor yang mempengaruhi laju konsumsi oksigen yaitu spesies hewan, suhu lingkungan( terutama bagi hewan ektoterm ), dan aktivitas hewan tersebut. Sehingga dapat disimpulkan jika berat badan, jenis kelamin, aktivitas dan suhu berpengaruh terhadap laju metabolisme oksigen.
DAFTAR PUSTAKA
Sonjaya H.2012.dasar fisiologi ternak.IPB Press Kimball. W. John. 1983. Biologi. Jakarta: Erlangga. http://yudhim.blogspot.com/2008/01/katabolisme.html http://id.wikipedia.org/wiki/Anabolisme.
