PRAKTIKUM ILMU FAAL METABOLISME ENERGI
Kelompok VI: KELAS C dan D 1. Renandini Danistha (051111012) 2. Putri Kurniawati S. (051111030) 3. Natasha Era Radita (051111052) 4. Nur Fitri Annisah (051111056) 5. Muhammad Huda (051111068) 6. Afina Fa’ni A. (051111074) 7. Kartiko Arif Purnomo (051111086) 8. Adhe Wildan Mahbub (051111100) 9. Anisha Marzilia S. P. (051111112) 10.Aisha Astari Ekaputri (051111142) 11.Dhita Chayaning Maharani (051111160) 12.Devilia Megawati (051111170) 13.Yulianie Erlitania S. (051111176) 14.Moh. Nauval Hidayatullah (051111188) 15.Ode Abdul Majid Al Idrus (051111196) 16.Noor Septia Reyhana (051111202) 17.Filza Nur Aini (051111218) 18.Mila Resmi Ananda (051111226) 19.Naksa Garnida Arfie (051111240) 20.
23.
21. 22. FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS AIRLANGGA SURABAYA 24. 2012/2013
I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Teoritis 1.1.1. Metabolisme Basal dan Angka Metabolisme 25. Pengertian metabolisme meliputi setiap proses kimiawi yang terjadi di dalam badan. Proses ini tentu saja menyangkut proses pembentukan dan penggunaan energi. Karena itu, tingkat aktifitas metabolisme seseorang dapat dinilai dengan melihat besarnya energi yang digunakan yang dapat dilihat dari besarnya panas yang dilepaskan oleh badan atau besarnya pemakaian oksigen. 26. Derajat metabolisme seseorang sangat dipengaruhi oleh aktifitas atau kerja dari orang yang bersangkutan. Karena aktifitas kerja sangat bervariasi, maka diperlukan suatu keadaan standart dimana dengan demikian tingkat metabolisme seseorang dapat dinilai dan dibandingkan. Keadaan itulah yang disebut dengan keadaan basal. Yang disebut keadaan basal adalah suatu keadaan jaga (tidak tidur) tetapi orang yang bersangkutan dalam keadaan istirahat fisik maupun mental yang berada dalam lingkungan yang bersuhu nyaman. Jadi pada saat itu tidak ada pekerjaan luar (external work) yang dilakukan, selain itu diperlukan keadaan post absortive yaitu agar terbebas dari pengaruh SDA (Spesific Dynamic Action). 27. Syarat untuk mendapatkan keadaan basal: 1. Paling baik bila pemeriksaan dilakukan di pagi hari waktu subjek baru bangun tidur, belum melakukan aktifitas apa-apa. Tetapi keadaan ini tidak selalu dapat dilaksanakan, oleh karena itu untuk mendekati keadaan basal ini, maka sebelum pemeriksaan, aktifitas subjek sangat dibatasi dan diperlukan istirahat terlebih dahulu minimal ½ jam sebelum pemeriksaan. 2. Pemeriksaan dilakukan subjek dalam keadaan istirahat tiduran. 3. Ruang pemeriksaan dalam suasana tenang dan dalam batas suhu nyaman. 4. 10-12 jam terakhir subjek tidak makan, boleh minum air tawar. 5. Malam hari sebelum pemeriksaan , subjek dapat tidur nyenyak dan cukup waktu. 6. 2 hari terakhir (48 jam), subjek tidak makan banyak protein dan lemak. 7. Pada waktu pemeriksaan, subjek harus bebas dari pengaruh obat-obatan. 28. Besarnya metabolisme basal dapat dinyatakan dalam satuan KJ/m2 luas permukaan badan/jam atau kcal/m2 luas permukaan badan /jam. 29. BASAL METABOLIC RATE (B.M.R) 30. Yang dimaksud dengan Basal Metabolic Rate pada hakekatnya adalah produksi panas per satuan waktu pada orang yang dalam keadaan basal. Untuk kepentingan klinik, dimana perlu membandingkan metabolisme basal seseorang dengan angka normalnya, maka hasil pengukuran metabolisme basal dinyatakan dalam besarnya penyimpangan metabolisme basal seseorang dari harga standart kelompoknya, yang dinyatakan dalam %. Dari dua daftar nilai Metabolisme Basal (Aub du Bois dan Fleisch) saat ini yang banyak digunakan adalah harga standart Fleisch. Penyimpangan positif menunjukkan bahwa aktifitas metabolisme orang tersebut meningkat misalnya adanya peningkatan
hormon tiroid. Pengukuran metabolisme basal dapat juga digunakan sebagai tolak ukur untuk menentukan kebutuhan kalori seseorang. 1.1.2. Metabolisme Kerja 31. Pada waktu kerja di samping keperluan basal diperlukan tenaga ekstra untuk melakukan kerja tersebut. Besarnya tenaga ekstra tentu saja tergantung dari beratnya pekerjaan yang dilakukan. Pada percobaan ini, akan diukur besarnya metabolic rate pada waktu kerja. 1.2. Masalah 1.2.1. Bagaimana menghitung dan menyimpulkan besar metabolisme “basal” dan metabolisme kerja orang coba? 1.2.2. Mengapa perlu menghitung BMR dan bukan hanya Metabolic Rate saja? 1.2.3. Bagaimana menghitung dan membandingkan pengukuran BMR dengan rumus Reed? 1.2.4. Apa saja faktor fisiologis yang mempengaruhi hasil pengukuran BMR? 1.3. Tujuan 1.3.1. Menghitung dan menyimpulkan besar metabolisme “basal” dan metabolisme kerja orang coba. 1.3.2. Mempelajari perlunya menghitung BMR dan bukan hanya Metabolic Rate saja. 1.3.3. Menghitung dan membandingkan pengukuran BMR dengan rumus Reed: 32. BMR = 0,75 {(frekuensi nadi) + 0,75 (tekanan nadi)}-72 1.3.4. Mempelajari pengaruh faktor-faktor fisiologis yang mempengaruhi hasil pengukuran BMR. 33. II. METODE KERJA 2.1. Sarana 1. Alat spirometer 2. Alat pencatat suhu ruangan 3. Barometer 4. Pipa mulut (mouth piece) dan penjepit hidung 5. Timbangan dan pengukur tinggi badan 6. Tabel Nomogram Aub du Bois 7. Cermin kecil 8. Beban 9. Metronom 10. Tempat tidur 11. Tensimeter 2.2. Tata Kerja 2.2.3. Pemeriksaan Metabolisme Basal 1. Pemeriksaan secara tak langsung dilakukan dengan menggunakan alat spirometer. Spirometer termasuk jenis kalorimeter tertutup. CO 2 dalam pemeriksaan ini dihilangkan dengan peningkatan gas CO2 oleh soda lime. Penurunan tabung sungkup dari awal menunjukkan besarnya pemakaian O2. 2. Persiapan orang coba. a. Mencatat: nama, umur, jenis kelamin, suku bangsa, pekerjaan. b. Menghitung luas badan badan orang coba dengan Nomogram Aub du Bois. c. Orang coba berbaring istirahat tenang minimal setengah jam. 3. Persiapan alat-alat: a. Mencatat suhu ruang dan tekanan udara yang terbaca pada barometer.
b. Spirometer Membilas sungkup 2-3 kali dengan udara atmofer dengan cara menekan ke bawah dan ke atas sungkup. Memastikan terlebih dahulu kran pengatur aliran udara pada ujung pipa dalam keadaan terbuka agar sungkup dapat ditekan dan ditarik. Memeriksa soda lime-nya apakah sudah mengalami kejenuhan dengan cara melihat perubahan warnanya. Memeriksa pipa-pipa aliran udara terpasang dengan benar, hawa ekspirasi keluar melewati soda lime masuk ke dalam sungkup. Mengisi sungkup dengan O2 melalui kran pengisi O2. Memperhatikan kran pengatur aliran udara pada ujung pipa napas dalam keadaan tertutup. Mamasang kertas pada drum (tromol). Mengisi tinta penulis jika perlu. Memasang pipa mulut (mouth piece) yang telah disterilkan. Menghubungkan arus lisrik dan periksa jalannya tromol (kecepatan rendah). 4. Jalannya pemeriksaan a. Setelah istirahat, menjelang pemeriksaan mengukur suhu tubuh, frekuensi nadi, tekanan darah serta frekuensi pernapasan. Memastikan jiwa betul-betul tenang. b. Memasang pipa mulut orang coba, kemudian jepitlah hidungnya dengan penjepit hidung. Membiarkan orang coba membiasakan diri dengan alatnya (masih bernapas dengan udara luar). c. Setelah pernapasan teratur, menjalankan tromol pencatat. Kemudian pada akhir ekspirasi, membuka kran pengatur aliran udara sehingga orang coba bernapas dengan udara dalam spirometer. d. Memeriksa jangan sampai ada kebocoran gas melalui mulut, maupun hidung. e. Mengukur kembali frekuensi nadi, frekuensi pernapasan pada pertengahan percobaan. f. Mencatat suhu spirometer. Ini adalah suhu udara di dalam spirometer. g. Melanjutkan percobaan sampai didapat grafikyang teratur, paling sedikit dalam enam menit. h. Setelah selesai, melepaskan semua alat dari orang coba. i. Jangan lupa menghitung kembali frekuensi nadi dan frekuensi pernapasan orang coba setelah percobaan. j. Untuk menghitung pemakaian O2, buatlah garis lurus yang banyak menyinggung titik ujung akhir ekspirasi dari grafik yang didapat. 5. Contoh perhitungan a. Laki-laki 21 tahun, TB=165 cm; BB=65 kg; luas badan= 1,43 m2 b. Pemakaian O2 6 menit= 1,6 liter, suhu spirometer= 27C. 34. Tekanan uap air jenuh pada 27C= 26,5 mmHg. c. Barometer ruangan= 763 mmHg. d. Mengubah volume Ambient Temperature Pressure Saturated (ATPS) ke Standard Temperature Pressure Dry (STPD).
VI PI T1
35. V 2=
V 2 P2 T2
V 1. P1. T 2 P 2.T 1
763−26,5 273 x =1,41 liter 760 273+27 e. Pemakaian O2 tiap jam= 60 min/60min x 1,41 liter= 10 x 1,41= 14,1 liter. f. Pada keadaan Post Absorptive (satu liter O2 setara dengan 4,825 kcal). 14,1 x 4,825 g. Metabolic Rate= = 39,33 kcal/m2/jam. 1,73 37. 38. 39. Cara menghitung Metabolisme Basal (BMR) 40. Di dalam daftar Aub du Bois, didapatkan bahwa untuk seseorang lakilaki berumur 21 tahun, metabolisme standart adalah 39,5 kcal/m2/jam. 41. Bila orang coba dalam keadaan basal, maka: 39,33−39,5 42. BMR= x 100% = -0,43% (negatif) 39,5 2.2.4. Metabolisme Kerja 43. Prosedur persiapan dan pelaksanaan sama dengan pemeriksaan metabolisme basal (BMR), hanya saja selama pengukuran orang coba melakukan kerja dengan kedua tangannya menggenggam beban di kanan kiri yang beratnya ±500 gram, kemudian orang coba melakukan gerakan fleksi lengan bawah sampai sudut sendi siku ±90, lalu meluruskannya lagi dengan frekuensi 20 kali per menit (ikuti irama metronom) selama 2 menit saja dan selanjutnya pengukuran O2 tetap diteruskan sampai 4 menit tanpa melakukan kerja sehingga total kerja keseluruhan adalah 6 menit. Metabolisme kerja orang coba dihitung dengan cara seperti pada pemeriksaan metabolisme basal (BMR). 44. HASIL 45. Nama orang coba : Kartiko Arif Purnomo 46. Umur : 18 tahun 47. Jenis kelamin : Laki-laki 48. Pekerjaan : Mahasiswa 49. Tinggi badan : 165 cm 50. Berat badan : 43,5 kg 51. Luas badan : 1,44 m2 52. Suhu tubuh : 37,1 C 53. Suhu spirometer : 26 C 54. Tekanan barometer : 755 mmHg 55. Tekanan uap jenuh : 25,0 mmHg 56. Tekanan darah : 110/80mmHg 3.1. Pemeriksaan Laju Metabolisme Istirahat 57. Frekuensi nadi Frekuensi pernapasan 58. *permulaan : 50 / 30detik *permulaan : 27 / menit 59. *pertengahan : 49 / 30detik *pertengahan : 23 / menit 60. *akhir : 59 / 30detik *akhir : 33 / menit 36.
III.
=
V 2=1,6 liter x
61. Hitungan: - Banyaknya pemakaian O2 6 menit = 2,61 liter ATPS - Banyaknya pemakaian O2 6 menit = 2,29 liter STPD - Banyaknya pemakaian O2 1 jam = 22,9 liter STPD - Metabolisme Rate = 76,73kcal/m2/jam - Metabolisme baku Aub du Bois = 41,0 kcal/m2/jam - BMR orang coba = 76,73kcal/m2/jam = 87,1 % 62. 63. *Tinggi grafik = 87 mm 64. * V O2 6 menit = 30 x 87 ml O2 = 2610 ml ATPS = 2,610 liter ATPS 65. *Mengubah volume ATPS ke STPD : 66. V2 6 menit = P1.V1.T2 67. P2 T1 68. = (755-25) x 2,61 x 273 69. 760 x (273+26) 70. V2 6 menit = 2,29 liter STPD 71. V2 1jam = 22,9 liter STPD 72. *Metabolic rate = V2 x RQ . 73. Luas prmk tubuh 74. = 22,9 x 4,825 75. 1,44 76. = 76,73 kcal/m2/jam 77. *Metabolisme Baku Aub de Bois : 41,0 kcal/m2/jam 78. Beda = BMR hitungan – BMR standart 79. = 76,73 – 41,0 80. = 35,73 kcal/m2/jam 81. % Beda = BMR hitungan – BMR standart x 100% 82. BMR standart 83. = 35,73 x 100% 84. 41,0 85. = 87,1% 86. 3.2. Pemeriksaan Laju Metabolisme Kerja 87. Frekuensi nadi Frekuensi pernapasan 88. *permulaan : 42 / 30detik *permulaan : 21 / menit 89. *pertengahan : 46 / 30detik *pertengahan : 29 / menit 90. *akhir : 55 / 30detik *akhir : 45 / menit 91. Hitungan: - Banyaknya pemakaian O2 2 menit kerja = 1,5 liter ATPS - Banyaknya pemakaian O2 4 menit pemulihan = 2,1 literATPS - Banyaknya pemakaian O2 6 menit = 3,6 liter ATPS - Banyaknya pemakaian O2 6 menit = 3,16 liter STPD - Banyaknya pemakaian O2 1 jam = 31,16liter STPD - Metabolic Rate = 105,9kcal/m2/jam 92. 93. *Tinggi grafik = 50 mm 94. * V O2 2 menit = 30 x 50 ml O2 = 1500 ml ATPS = 1,500 liter ATPS 95. *Tinggi grafik = 70 mm 96. * V O2 4 menit = 30 x 70 ml O2 = 2100 ml ATPS = 2,100 liter ATPS 97. * V O2 6 menit = 3,6 liter ATPS
98.
IV.
*Mengubah volume ATPS ke STPD : 99. V2 6 menit = P1.V1.T2 100. P2 T1 101. = (755-25) x 3,6 x 273 102. 760 x (273+26) 103. V2 6 menit = 3,16 liter STPD 104. V2 1jam = 31,6 liter STPD 105. *Metabolic rate = V2 x RQ . 106. Luas prmk tubuh 107. = 31,6 x 4,825 108. 1,44 109. = 105,9 kcal/m2/jam 110. 111. 112. PEMBAHASAN 4.1. Diskusi Hasil 113. Pada praktikum metabolisme energi yang dilakukan kelompok kami dalam keadaan istirahat diperoleh metabolic rate sebesar 76,73 kcal/m2/jam dengan persentase BMR sebesar 87,1%. Hasil ini sangat berbeda dengan persentase normal untuk kecepatan metabolisme basal yaitu antara 5% sampai 10% (Guyton & Hall,1138). Perbedaan hasil ini disebabkan oleh beberapa faktor yang dapat meningkatkan metabolic rate, antara lain: a. Suhu tubuh dan lingkungan 114. Suhu tubuh orang coba lebih tinggi dari suhu lingkungan, sehingga tubuh mengalami penyesuaian dan menyebabkan nilai BMR ikut terpengaruh, sehingga persentase BMR orang coba lebih besar dari normal. b. Hormon 115. Orang coba berumur 18 tahun yang mana pada usia tersebut adalah masa pertumbuhan sehingga hormon pertumbuhan yang berfungsi dalam memacu pertumbuhan tubuh dapat menurunkan nilai BMR dan persentasenya lebih besar dari normal. c. Orang coba tidak memenuhi beberapa syarat untuk mendapatkan kondisi basal, antara lain orang coba tidak diistirahatkan selama minimal setengah jam sebelum pemeriksaan, malam hari sebelum pemeriksaan subyek kurang cukup tidur, dalam kondisi lelah dan 2 hari terakhir mengonsumsi banyak protein dan lemak sehingga dapat dikatakan orang coba hanya seakan-akan dalam kondisi basal. 116. Sedangkan pada kondisi kerja, nilai metabolic rate semakin tinggi dari BMR karena semakin banyaknya O2 yang diperlukan kontraksi otot, yaitu sebesar 105,88 kcal/m2/jam. 4.2. Diskusi Jawaban Pertanyaan 1. Pemeriksaan metabolic rate: a. Cara langsung adalah pengukuran metabolic rate secara langsung dari panas atau energi yang dilepas dari pembakaran nutrien di luar tubuh. b. Cara tidak langsung adalah pengukuran metabolic rate melalui pengukuran konsumsi oksigen orang coba karena jumlah konsumsi oksigen per satuan waktu sesuai dengan energi yang dilepas oleh metabolisme. 2. Kalorimeter tertutup adalah kalorimeter yang tidak terjadi pertukaran kalor antara system dengan lingkungan. Sedangkan kalorimeter terbuka adalah
kalorimeter yang dalam sistemnya terjadi pertukaran energi dengan lingkungan yang besarnya dapat dihitung 3. Faktor yang mempengaruhi hasil pemeriksaan metabolic rate, antara lain: a. Kerja otot (pengerahan otot selama atau tepat sebelum pengukuran) Saat tidur, metabolisme turun 10% Aktivitas fisik dan kontraksi otot menyebabkan metabolisme meningkat Massa otot karena otot mengkonsumsi O2 b. Makanan yang baru dimakan Saat lapar berkepanjangan, metabolisme naik 40% Saat makan, metabolisme meningkat (diet-induced thermogenesis) c. Suhu lingkungan Kurva hubungan metabolic rate dan suhu lingkungan (seperti huruf U) Saat suhu lingkungan menurun, metabolic rate meningkat (biasanya metabolic rate meningkat ± 14% untuk tiap derajat celsius) d. Tinggi badan, berat badan, dan luas permukaan tubuh e. Jenis kelamin f. Umur g. Masa pertumbuhan h. Masa reproduksi i. Masa menyusui j. Emosi k. Suhu tubuh l. Kadar hormon Tiroid m. Kadar Epinefrin dan NE 4. Perlu dilakukan perubahan pengukuran kondisi ATPS ke STPD karena semua volume dan kapasitas paru-paru yang diukur adalah volume dan kapasitas paruparu di dalam alat (ATPS) sehingga harus diubah ke kondisi yang mencerminkan keadaan sebenarnya dalam tubuh (STPD). 5. Pengaruh SDA terhadap hasil pemeriksaan metabolic rate adalah meningkatnya produksi panas yang disebabkan oleh pengolahan makanan, terutama protein (heat production postprandially) sehingga meningkatkan nilai metabolic rate. SDA protein = 30 kcal (untuk meningkatkan metabolic rate 100 kcal) SDA karbohidrat = 6 kcal (untuk meningkatkan metabolic rate 100 kcal) SDA lemak = 5 kcal (untuk meningkatkan metabolic rate 100 kcal) 6. Menurut pendapat kami pengukuran metabolic rate menggunakan rumus Reed hasilnya pasti akan berbeda dengan hasil percobaan di laboratorium, karena pada pelaksanaan percobaan di laboratorium, banyak faktor kesalahan yang mempengaruhi hasil percobaan, di antaranya ketelitian pengukuran nadi dan nafas, pengukuran O2 sisa pernafasan, dan lain-lain. 117. V. DAFTAR PUSTAKA 118. Ganong, W.F. 2005. Review of Medical Physiology. 22nd Edition., Appleton & Lange : A Simon & Schuster Co., Los Altos, California. 119. Guyton, A.C. and Hall J.E. 2006. Textbook of Medical Physiology. 11th Edition., W.B. Saunders Co., Philadelphia. 120. Marieb, E.N. 2006. Human Anatomy and Physiology. 7th Edition., The Benjamin / Cummings Publishing Co. Inc., California.
121. 122. 123. 124. 125. 126. 127. 128. 129. VI.
LAMPIRAN 130. 131.
Hasil Rekaman Grafik Spirometer
