UNIT 13 Metabolisme dan Pengaturan Suhu

I Bab 71 Keseimbangan Diet; Pengaturan Asupan Makanan; Obesitas dan Kelaparan;Vitamin dan Mineraltulang; (3) kegagalan reproduksi, khususnya yang berkaitan Defisiensi Tiamin Menyebabkan Gangguan Salurandengan atrofi epitel germinal testis, clan kadang-kadang Cerna. Gejala-gejala saluran cerna pada defisiensi tiamindengan terganggunya daur menstruasi wanita; serta (4) adalah gangguan pencernaan, konstipasi berat, anoreksia,keratinisasi kornea yang menimbulkan kekeruhan kornea atoni usus, clan hipoklorhidria. Semua gejala ini mungkinclan kebutaan. disebabkan oleh kegagalan otot polos clan kelenjar traktus gastrointestinal untuk menghasilkan energi yang cukup dari Pada defisiensi vitamin A, struktur epitel yang rusak sering metabolisme karbohidrat.kali menjadi terinfeksi, misalnya, konjungtiva pada mata, selyang melapisi traktus urinarius, clan saluran pernapasan. Gambaran keseluruhan defisiensi tiamin, yang terdiriVitamin A disebut sebagai vitamin \"anti-infeksi'.' atas polineuritis, gejala-gejala kardiovaskular, dan gangguan saluran cerna, sering kali disebut sebagai beriberi-terutamaTiamin (Vitamin B,) jika gejala kardiovaskularnya mencolok.Tiamin bekerja pada sistem metabolisme tubuh terutamadalam bentuk tiamin pirofosfat; senyawa ini berfungsi Niasinsebagai kokarboksilase, yang terutama bekerja dalam kaitan Niasin, yang juga disebut asam nikotinat, bekerja di dalamdengan dekarboksilase protein untuk dekarboksilasi asam tubuh sebagai koenzim dalam bentuk nikotinamida adeninpiruvat clan asam a-keto lain, seperti yang dibahas di Bab dinukleotida (NAD), clan nikotinamida adenin dinukleotida67. fosfat (NADP). Koenzim-koenzim ini adalah akseptor hidrogen; koenzim ini berikatan dengan atom hidrogen Defisiensi tiamin (beriberi) menyebabkan penurunan pada saat dikeluarkan dari zat makanan oleh banyak jenispenggunaan asam piruvat clan sebagian asam amino oleh dehidrogenase. Kerja khusus koenzim-koenzim tersebutjaringan, tetapi terjadi peningkatan penggunaan lemak. )adi, dibahas pada Bab 67. Jika terjadi defisiensi niasin, makatiamin secara khusus diperlukan untuk metabolisme akhir kecepatan dehidrogenasi normal tidak dapat dipertahankan;karbohidrat dan banyak asam amino. Mungkin berkurangnya sehingga penghantaran energi secara oksidatif dari bahanpenggunaan nutrisi ini bertanggung jawab pada banyak makanan menjadi unsur fungsional sel juga tidak akangangguan yang berhubungan dengan defisiensi tiamin. berlangsung dengan kecepatan yang normal. Defisiensi Tiamin Menyebabkan Lesi pada Sistem Saraf Pada stadium awal defisiensi niasin, kelainan fisiologisPusat dan Perifer. Sistem saraf pusat biasanya hampir yang sederhana seperti kelemahan otot dan sekresi kelenjarseluruhnya bergantung pada metabolisme karbohidrat yang buruk dapat terjadi, tetapi pada defisiensi niasin yanguntuk energinya. Pada defisiensi tiamin, penggunaan glukosa berat, dapat terjadi kematian jaringan yang nyata. Tampakoleh jaringan saraf dapat berkurang sampai 50 hingga 60 lesi patologis di banyak bagian sistem saraf pusat, clan dapatpersen dan digantikan oleh penggunaan badan keton yang terjadi demensia permanen atau mungkin muncul beragamdihasilkan dari metabolisme lemak. Se! neuron sistem saraf jenis psikosis. Selain itu, kulit mengalami penebalan yangpusat sering kali memperlihatkan adanya kromatolisis dan ' berdeskuamasi, berpigmen pada bagian-bagian yang terpaparpembengkakan selama defisiensi tiamin, kelainan yang iritasi mekanis atau terkena radiasi sinar matahari; sehingga,merupakan ciri khas sel neuron dengan nutrisi yang buruk. kelihatannya orang dengan defisiensi niasin, kulitnya tidakPerubahan seperti ini dapat mengganggu hubungan banyak mampu memperbaiki kerusakan akibat iritasi.bagian di dalam sistem saraf pusat. Defisiensi niasin menyebabkan iritasi dan inflamasi Defisiensi tiamin dapat menyebabkan degenerasi selaput lendir mulut dan bagian saluran cerna lain secaraselubung mielin serabut saraf baik pada saraf-saraf perifer hebat, menimbulkan banyak kelainan pencernaan yangmaupun sistem saraf pusat. Lesi pada saraf perifer sering menyebabkan pendarahan saluran cerna yang luas padakali menyebabkan saraf-saraf ini menjadi sangat teriritasi, kasus yang parah. Mungkin keadaan di atas disebabkan olehsehingga terjadi \"polineuritis'; ditandai dengan nyeri depresi metabolisme epitel saluran cerna yang umum clanyang menjalar sepanjang satu atau banyak jalur serabut kegagalan perbaikan epitel yang wajar.saraf perifer. Jalur serabut di medula spinalis juga dapatberdegenerasi sampai kadang-kadang terjadi paralisis; Keadaan klinis yang disebut pelagra clan penyakit padabahkan bila tidak terjadi paralisis, otot menjadi atrofi, yang anjing yang disebut lidah hitam, disebabkan terutama olehmengakibatkan kelemahan yang berat. defisiensi niasin. Pelagra sering berulang pada orang yang makanan pokoknya jagung, karena jagung sangat sedikit Defisiensi Tiamin Melemahkan j ant ung dan mengandung asam amino triptofan, yang hanya dapatMenyebabkan Vasodilatasi Perifer. Orang dengan defisiensi sedikit diubah menjadi niasin di dalam tubuh.tiamin yang berat akhirnya dapat mengalami gaga! jantungkarena kelemahan otot jantung. Lebih jauh, kembalinya darah Riboflavin (Vitamin B2)ke jantung dapat meningkat sampai dua kali dari normal. Riboflavin biasanya berikatan dengan asam fosfat diKeadaan ini. terjadi karena defisiensi tiamin menyebabkan dalam jaringan untuk membentuk dua koenzim, flavinvasodilatasi perifer di sepanjang sistem sirkulasi, mungkin mononukleotida (FMN), dan jlavin adenin dinukieotidasebagai akibat menurunnya pelepasan energi metabolisme (FAD). Kedua koenzim ini bekerja sebagai pembawadalam jaringan, menimbulkan dilatasi pembuluh setempat. hidrogen dalam sistem oksidatif mitokondria yang penting.Efek kardiak pada defisiensi tiamin sebagian disebabkan oleh NAD, bekerja sehubungan dengan dehidrogenase spesifik,tingginya aliran darah yang kembali ke jantung, clan sebagian biasanya menerima hidrogen yang dipindahkan dari berbagaikarena kelemahan primer otot jantung. Edema perifer dan zat makanan clan kemudian menghantarkan hidrogen padaasites juga terjadi dengan hebat pada sebagian orang dengan FMN atau FAD; akhirnya, hidrogen dilepaskan sebagai iondefisiensi tiamin, terutama karena gaga! jantung. ke dalam matriks mitokondria untuk dioksidasi oleh oksigen (dijelaskan di Bab 67). 925

Unit XIII /vtetabo/isme dan Pengaturan Suhu Asam Folat (Asam Pteroilglutamat) Defisiensi riboflavin pada binatang percobaan Beberapa asam pteroilglutamat menunjukkan \"efek asam menyebabkan dermatitis yang parah, muntah-muntah, diare, spastisitas otot yang berat, yang akhirnya menjadi kelemahan folat:' Asam folat berfungsi sebagai pembawa gugus otot, koma, dan penurunan suhu tubuh, lalu kematian. Jadi, hidroksimetil dan formil. Barangkali manfaat asam folat defisiensi riboflavin yang berat dapat menyebabkan banyak yang paling penting dalam tubuh adalah dalam sintesis gejala yang sama dengan kekurangan niasin dalam diet; purin dan timin, yang dibutuhkan untukpembentukan DNA. kemungkinan, kelemahan yang terjadi pada setiap kasus Oleh sebab itu, asam folat, seperti vitamin B12, dibutuhkan disebabkan oleh proses oksidasi di dalam sel tubuh yang untuk replikasi gen selular. Hal ini dapat menjelaskan salah secara umum tertekan. satu fungsi paling penting asam folat untuk menunjang pertumbuhan. Memang, jika asam folat tidak ada dalam Pada manusia, tidak diketahui terdapat kasus defisiensi makanan, maka hewan hanya tumbuh sedikit. riboflavin yang cukup berat sehingga mengakibatkan kelemahan yang nyata seperti diperlihatkan pada binatang Asam folat bahkan merupakan penunjang pertumbuhan percobaan, tetapi defisiensi riboflavin ringan mungkin sering terjadi. Defisiensi seperti itu dapat menyebabkan yang lebih kuat daripada vitamin B12, dan seperti vitamin gangguan pencernaan, rasa terbakar pada kulit dan mata, B , juga penting untuk pematangan sel darah merah, seperti pecahnya sudut mulut, nyeri kepala, depresi mental, mudah lupa, dan lain-lain. 12 Walaupun manifestasi defisiensi riboflavin biasanya dibahas di Bab 32. Akan tetapi, vitamin B dan asam folat relatif ringan, defisiensi ini sering terjadi berhubungan 12 dengan defisiensi tiamin, niasin, atau keduanya. Banyak sindrom defisiensi, meliputi pelagra, beriberi, sprue, dan masing-masing melakukan fungsi kimia yang spesifik dan kwasiorkor, mungkin disebabkan oleh kombinasi defisiensi berbeda dalam menunjang pertumbuhan dan pematangan sejumlah vitamin, serta aspek malnutrisi yang lain. set darah merah. Salah satu efek yang paling nyata pada defisiensi asam folat adalah terjadinya anemia makrositik Vitamin 8 yang hampir identik dengan anemia pernisiosa. Anemia ini 12 sering dapat diobati secara efektif dengan asam folat saja. Beberapa senyawa kobalamin yang mempunyai gugus prostetik umum, seperti d.igambarkan di bawah, menunjukkan apa yang Piridoksin (Vitamin 8 ) disebut sebagai aktivitas vitamin B12. Perhatikan bahwa gugus 6 prostetik berisi kobalt, yang mempunyai ikatan yang serupa dengan besi di dalam molekul hemoglobin. Tampaknya Piridoksin terdapat dalam bentukfosfat piridoksin di dalam atom kobalt berfungsi dalam cara yang hampir sama dengan fungsi atom besi yaitu berikatan secara reversibel dengan zat sel dan berfungsi sebagai koenzim pada banyak reaksi kimia lain. yang berhubungan dengan metabolisme asam amino dan Defisiensi Vitamin 812 Menyebabkan Anemia Pernisiosa. Vitamin B menjalankan beberapa fungsi protein. Peran piridoksin yang paling penting yaitu sebagai 12 koenzim dalam proses transaminasi untuk sintesis asam metabolisme, bertindak sebagai koenzim akseptor hidrogen. amino. Sebagai akibatnya, piridoksin memainkan banyak Fungsi vitamin ini yang paling utama adalah bekerja sebagai koenzim untuk mereduksi ribonukleotida menjadi peranan penting dalam metabolisme, tenutama dalam deoksiribonukleotida, satu langkah yang dibutuhkan dalam replikasi gen. Hal ini dapat menjelaskan fungsi utama vitamin metabolisme protein. Selain itu, diyakini bahwa piridoksin B12: (1) meningkatkan pertumbuhan serta (2) meningkatkan pembentukan dan pematangan sel darah merah. Fungsi bekerja pada pengangkutan beberapa asam amino melintasi sel darah merah ini dijelaskan secara terperinci di Bab 32 sehubungan dengan anemia pernisiosa, satu jenis anemia membran sel. yang disebabkan oleh kegagalan pematangan sel darah merah, jika terjadi kekurangan vitamin B r Kekurangan piridoksin dalam makanan pada hewan 1 tingkat rendah dapat menyebabkan dermatitis, penurunan Defisiensi Vitamin 812 Menyebabkan Demielinasi laju pertumbuhan, berkembangnya perlemakan hati, anemia, Serabut Saraf Besar pada Medula Spinalis. Demielinasi serabut saraf pada orang dengan defisiensi vitamin B dan adanya deteriorasi mental. Pada anak, kadang-kadang 12 defisiensi piridoksin menyebabkan kejang, dermatitis, dan terjadi terutama di kolumna posterior, dan kadang-kadang gangguan saluran cerna seperti mual dan muntah. kolumna lateral medula spinalis. Akibatnya, banyak pasien anemia pernisiosa menderita kehilangan sensasi perifer, dan Asam Pantotenat pada kasus yang berat, bahkan menjadi lumpuh. Asam pantotenat terutama diubah menjadi koenzim A di tubuh, yang mempunyai banyak peran metabolisme dalam Penyebab defisiensi vitamin B yang umum bukan sel. Dua peran tersebut dibahas panjang lebar dalam Bab 12 67 dan 68, yaitu (1) konversi asam piruvat dekarboksilasi menjadi asetil-KoA sebelum masuk ke dalam siklus asam karena kurangnya vitamin ini dalam makanan, melainkan sitrat, dan (2) degradasi molekul asam lemak menjadi banyak karena defisiensi pembentukan faktor intrinsik, yang molekul asetil-KoA. fadi, kekurangan asam pantotenat biasanya disekresi oleh sel parietal kelenjar lambung dan dapat menyebabkan baik metabolisme karbohidrat maupun penting untuk absorpsi vitamin B oleh mukosa ileum. Hal lemak menjadi tertekan. 12 Defisiensi asam pantotenat pada hewan tingkat rendah dapat menyebabkan hambatan pertumbuhan, kegagalan ini dibahas di Bab 32 dan Bab 66. reproduksi, pemutihan rambut, dermatitis, perlemakan hati, dan nekrosis adrenokorteks hemoragis. Pada manusia, tidak926 pernah dibuktikan adanya sindrom defisiensi yang pasti, diperkirakan karena hampir dalam setiap jenis makanan ditemukan vitamin ini, dan karena sejumlah kecil vitamin ini mungkin dapat disintesis di dalam tubuh. Hal ini tidak berarti bahwa asam pantotenat tidak penting dalam sistem metabolisme tubuh; tentu saja, barangkali vitamin ini sama pentingnya dengan vitamin yang lain.

Bab 7 1 Keseim bangan Diet; Pengaturan Asupan Makanan; Obesitas dan Kelaparan;Vit ami n dan MineralAsam Askorbat {Vitamin C} Vitamin E Beberapa senyawa yang terkait memperlihatkan apa yang Defisiensi Asam Askorbat Melemahkan Serabut Kolagen disebut sebagai aktivitas vitamin E. Jarang sekali ditemukan Seluruh Tubuh. Asam askorbat penting untuk mengaktifkan kasus defisiensi vitamin E pada manusia. Pada hewan enzim prolil hidroksilase, yang menunjang tahap hidroksilasi percobaan, kekurangan vitamin E dapat menyebabkan dalam pembentukan hidroksiprolin, suatu unsur integral degenerasi epitel germinal pada testis, sehingga dapat kolagen. Tanpa asam askorbat, maka serabut kolagen yang menyebabkan sterilitas pada hewan jantan. Kekurangan terbentuk di semua jaringan tubuh menjadi cacat clan lemah. vitamin E juga dapat menyebabkan resorpsi janin setelah Oleh sebab itu, vitamin ini penting untuk pertumbuhan clan konsepsi pada hewan betina. Akibat efek-efek defisiensi kekuatan serabut di jaringan subkutan, kartilago, tulang, clan vitamin E ini, maka vitamin E kadang-kadang disebut sebagai gigi. \"vitamin antisterilitas '.' Defisiensi vitamin E mencegah pertumbuhan yang normal clan sering menyebabkan Defisiensi Asam Askorbat Menyebabkan degenerasi sel tubulus ginjal clan sel otot. Skorbut. Defisiensi asam askorbat selama 20 sampai 30 minggu, seperti yang sering terjadi dalam pelayaran yang Vitamin E diyakini memainkan peranan perlindunganlama di masa lalu, dapat menyebabkan skorbut. Salah untuk mencegah oksidasi lemak tak jenuh. Bila tidak adasatu efek skorbut yang paling penting adalah kegagalan vitamin E, jurnlah lemak tak jenuh di dalam sel berkurang,penyembuhan luka. Hal ini disebabkan oleh kegagalan sel, menimbulkan kelainan struktur clan fungsi dari organeluntuk menyimpan fibril kolagen clan zat perekat interselular. selular seperti mitokondria, lisosom, clan bahkan membran sel.Sebagai akibatnya, penyembuhan Iuka yang biasanya hanyamemerlukan waktu beberapa hari, mungkin jadi memerlukan Vitamin Kwaktu beberapa bulan. Vitamin K merupakan kofaktor penting untuk enzim hati yang menambahkan kelompok karboksil ke faktor II Kekurangan asam askorbat juga menyebabkan (protrombin), VII (prokonvertin), IX, clan X, yang semuanyaterhentinya pertumbuhan tulang. Sel dari epifise yang penting pada koagulasi darah. Tanpa karboksilasi ini, faktor-sedang tumbuh terus berproliferasi, tetapi tidak ada kolagen faktor koagulasi ini tidak aktif. Oleh karena itu, bila terjadibaru yang terdapat di antara sel. clan tulang mudah fraktur defisiensi vitamin K, pembekuan darah terhambat. Fungsipada titik pertumbuhan karena kegagalan tulang untuk vitamin ini clan hubungannya dengan beberapa antikoagulan,berosifikasi. Juga, bila terjadi fraktur pada tulang yang sudah seperti dikumarol, telah dibahas secara lebih detail pada Babterosifikasi pada pasien dengan defisiensi asam askorbat, 36.maka osteoblas tidak dapat membentuk matriks tulang yangbaru. Akibatnya, tulang yang fraktur tidak dapat sembuh. Beberapa senyawa lainnya, baik yang alamiah maupun sintetis, juga memperlihatkan aktivitas vitamin K. Oleh Dinding pembuluh darah menjadi sangat rapuh pada karena vitamin K disintesis oleh bakteri dalam kolon, sangatskorbut, karena (1) kegagalan sel endotel untuk saling jarang dijumpai seseorang yang mempunyai kecenderunganmerekat satu sama lain dengan baik, clan (2) kegagalan perdarahan karena defisiensi vitamin K di dalam makanan.untuk terbentuknya fibril kolagen yang biasanya terdapat Akan tetapi, jika bakteri kolon dihancurkan akibat pemberiandi dinding pembuluh darah. Kapiler terutama mudah sekali sejumlah besar obat antibiotik, maka defisiensi vitaminmengalami ruptur, clan sebagai akibatnya, terjadi banyak K segera terjadi karena tidak adanya senyawa ini dalamperdarahan petekie kecil di seluruh tubuh. Perdarahan d i makanan normal.bawah kulit dapat menyebabkan bercak purpura, kadang-kadang di seluruh permukaan tubuh. Untuk memeriksa Metabolisme Mineraldefisiensi asam askorbat, seseorang dapat memperlihatkanperdarahan petekie dengan cara memompa manset tekanan Fungsi kebanyakan mineral. seperti natrium, kalium, klorida,darah di lengan atas; ha! ini akan menyumbat aliran balik telah dibicarakan menurut topik-topik yang sesuai dalamdarah, meningkatkan tekanan kapiler, clan terjadi bercak buku ini. Hanya fungsi mineral spesifik yang tidak dibahas dimerah pada lengan bawah, jika terjadi kekurangan asam tempat lain yang akan dibahas di sini. Kandungan sebagianaskorbat yang cukup berat. besar mineral tubuh yang penting terdaftar pada Tabel 71-4, clan kebutuhan harian mineral-mineral ini terdaftar pada Pada skorbut yang hebat, kadang-kadang terjadi Tabel 71-5.fragmentasi sel otot; terjadi lesi pada gusi yang disertaidengan gigi goyang; timbul infeksi mulut; clan muntah darah, Magnesium. Magnesium ditemukan sekitar seperenamfeses berdarah, clan dapat terjadi perdarahan otak. Akhirnya, jumlah kalium dalam sel. Magnesium dibutuhkan sebagaisering kali terjadi demam tinggi sebelum timbul kematian. katalis pada kebanyakan reaksi enzimatik intrasel. terutama yang berkaitan dengan metabolisme karbohidrat.Vitamin DVitamin D meningkatkan absorpsi kalsium dari saluran cerna Konsentrasi magnesium di cairan ekstraselular rendah,dan juga membantu mengontrolpenyimpanan kalsium di tulang. hanya 1,8 sampai 2,5 mEq/L. Peningkatan konsentrasiMekanisme bagaimana vitamin D meningkatkan absorpsi magnesium ekstrasel akan menekan aktivitas sistem sarafkalsium terutama dengan menunjang transpor aktif kalsium serta menekan kontraksi otot rangka. Efek yang terakhirmelalui epitel ileum. Vitamin D terutama meningkatkan dapat dihambat dengan pemberian kalsium. Konsentrasipembentukan protein pengikat-kalsium di sel epitel usus magnesium yang rendah menyebabkan peningkatanyang membantu absorpsi kalsium. Fungsi spesifik vitamin D iritabilitas sistem saraf, vasodilatasi perifer, clan aritmiaberkaitan dengan keseluruhan metabolisme kalsium tubuh jantung, terutama setelah infark miokard akut.clan pembentukan tulang, dibahas di Bab 79. 927

Unit XIII fvtetabolisme dan Pengaturan SuhuTabet 71-4 Rata-Rata Kandungan Zat pada Pria Dewasa dengan Fosfor. Fosfat adalah anion utama cairan intraselular.Berat Badan 70 kg Fosfat mempunyai kemampuan berkombinasi bolak-balik dengan sejumlah besar sistem koenzim dan juga denganPenyusun jumlah (gram) sejumlah besar senyawa lain yang penting pada proses metabolisme. Kebanyakan reaksi fosfat yang penting telahAir 41.400 dibahas pada topik-topik lain buku ini, terutama yangLemak 12.600 berkaitan dengan fungsi adenosin trifosfat, adenosinProtein 12.600 difosfat, fosfokreatin, dan sebagainya. Selain itu, tulangKarbohidrat mengandung sejumlah besar kalsium fosfat, yang akanNatrium 300 dibahas di Bab 79.Kali um 63Kalsium Besi. Fungsi besi di dalam tubuh, terutama berkaitanMagnesium 150 dengan pembentukan hemoglobin, dibahas di Bab 32. DuaKlorida 1.160 pertiga besi dalam tubuh terdapat dalam bentuk hemoglobin,Fosfor walaupun sejumlah kecil terdapat dalam bentuk yang lain,Sulfur 21 terutama di hati dan sumsum tulang. Pembawa elektronBesi 85 yang mengandung besi (terutama sitokrom) terdapat dalamYodium 670 mitokondria semua sel tubuh dan penting pada sebagian 112 besar oksidasi yang terjadi di dalam set. Oleh sebab itu, besi mutlak penting baik untuk transpor oksigen ke jaringan, 3 maupun untuk mempertahankan sistem oksidatif di dalam 0,014 set jaringan, tanpa besi, kehidupan akan berhenti dalam beberapa detik.Tabet 71-5 Rata-Rata jumlah Kebutuhan Mineral Harian untukOrang Dewasa Mikronutnien Penting dalam Tubuh. Beberapa nutrien terdapat di dalam tubuh dalam jumlah sangat kecil,Mineral jumlah sehingga disebut sebagai mikronutrien. )umlah nutrien ini dalam makanan juga sangat kecil. Ternyata tanpa salahNatrium 3,0 g satu mikronutrien ini, akan terjadi sindrom defisiensi yangKalium 1,0 g spesifik. Tiga mikronutrien yang paling penting adalahKlorida 3,5 g yodium, seng, dan fluor.Kalsium 1,2 gFosfor 1,2 g Yodium. Mikronutrien yang paling terkenal adalahBesi 18,0mg yodium. Mikronutrien ini dibahas di Bab 76 sehubunganYodium 150,0µg dengan pembentukan dan fungsi hormon tiroid; sepertiMagnesium 0,4 g digambarkan pada Tabel 71-4, seluruh tubuh rata-rata hanyaKobalt Tidak diketahui mengandung 14 mg. Yodium merupakan nutrien esensialTembaga Tidak diketahui untuk pembentukan tiroksin dan triiodotironin, dua hormonMangan Tidak diketahui esensial untuk mempertahankan laju metabolisme normalSeng 15mg di seluruh sel. Kalsium. Kalsium terdapat dalam tubuh, terutama dalam Seng. Seng adalah bagian integral dari sebagian besarbentuk kalsium fosfat dalam tulang. Materi ini dibahas enzim, salah satu yang penting adalah karbonik anhidrase,secara terperinci di Bab 79, seperti juga kandungan kalsium yang khusus terdapat dalam konsentrasi yang tinggi di selcairan ekstraselular. Kelebihan jumlah ion kalsium dalam darah merah. Enzim ini yang bertanggung jawab padacairan ekstraselular dapat menyebabkan jantung berhenti penggabungan cepat karbon dioksida dengan air di sel darahpada saat sistol dan dapat bekerja sebagai faktor depresan merah pada peredaran darah kapiler perifer, serta untukbagi penyakit kejiwaan. Pada sisi ekstrem yang lain, kadar pelepasan cepat karbon dioksida dari darah kapiler paru kekalsium yang rendah dapat menyebabkan lepasnya muatan dalam alveoli. Karbonik anhidrase juga terdapat dalam jumlahserabut saraf secara spontan, sehingga menyebabkan tetani, besar di dalam mukosa gastrointestinal, tubulus renalis,yang akan dibicarakan di Bab 79. dan sel epitel kebanyakan kelenjar tubuh. Akibatnya, seng dalam jumlah kecil merupakan unsur esensial untuk kinerja kebanyakan reaksi yang berkaitan dengan metabolisme karbon dioksida. Seng juga merupakan komponen laktat dehidrogenose, dan karena itu penting untuk konversi antara asam piruvat dan asam laktat. Akhirnya, seng merupakan komponen beberapa peptidase, dan penting untuk pencernaan protein di saluran cerna.928

Bab 71 Keseimbangan Diet; Pengaturan Asupan Makanan; Obesitas dan Kelaparan;Vitamin dan Mineral Fluor. Fluor tampaknya bukan mikronutnien yang Davy KP. Hall JE: Obesity and hypertension: two epidemics or one ?, Am j penting di dalam metabolisme, tetapi keberadaan sejumlah Physiol Regul lntegr Comp Physio/ 286:R803, 2004. kecil fluor di dalam tubuh selama kehidupan, saat gigi dibentuk, akan melindungi gigi dari karies. Fluor tidak Farooqi IS, O'Rahilly S: Mutations in ligands and receptors of the leptin- membuat gigi menjadi kuat, tetapi memiliki efek yang masih kurang dipahami dalam menekan proses kariogenik. melanocortin pathway that lead to obesity, Nat Clin Pract Endocrinol Telah diperkirakan bahwa fluor dideposit dalam kristal hidroksiapatit email gigi dan bersenyawa dengannya, dan Metab 4:569, 2008. oleh sebab itu menghambat kerja berbagai logam renik yang diperlukan untuk mengaktifkan enzim bakteri yang Friedman JM, Halaas JL: Leptin and the regulation of body weight in menyebabkan karies. Oleh sebab itu, bila terdapat fluor, enzim tetap tidak aktif dan tidak menimbulkan karies. mammals, Nature 395:763, 1998. Asupan fluor yang berlebihan dapat menyebabkan Gao Q, Horvath TL: Cross-talk between estrogen and leptin signaling in the fluorosis, yang tampak dalam gejala ringan berupa gigi-geligi dengan bercak-bercak (mottled teeth), dan dalam keadaan hypothalamus, Am j Physiol Endocrinol Metab 294(5):E817, 2008. berat, tulang yang membesar. Telah didalilkan bahwa dalam keadaan ini, fluor bergabung dengan logam renik pada Hall JE: The kidney. hypertension, and obesity, Hypertension 4:625, 2003. sebagian enzim metabolisme, termasuk fosfatase, sehingga berbagai sistem metabolisme menjadi tidak aktif sebagian. Hall JE. Henegar JR, Dwyer TM, et al: Is obesity a major cause of chronic Menurut teori ini, gigi-geligi dengan bercak clan tulang yang membesar disebabkan oleh kelainan sistem enzim dalam kidney disease? Adv Ren Replace Ther 11 :41 , 2004. odontoblas dan osteoblas. Walaupun gigi-geligi dengan bercak sangat resistan terhadap timbulnya karies, kekuatan Hall JE, Jones DW: What can we do about the \"epidemic\" of obesity, Am} struktural gigi-geligi ini dapat sangat berkurang karena proses pembercakan. Hypertens 15:657, 2002.Daftar Pustaka Holst JJ: The physiology of glucagon-like peptide 1, Physiol Rev 87:1409,Bray GA: Lifestyle and pharmacological approaches to weight loss: efficacy 2007. and safety,} Clin Endocrinol Metab 93(11 Suppl 1):S81, 2008. Jones G, Strugnell SA. Deluca HF: Current understanding of the molecularColl AP: Effects of pro-opiomelanocortin (POMC) on food intake and actions of vitamin D, Physio/ Rev 78:1193, 1998. body weight: mechanisms and therapeutic potential?, Clin Sci (Lond) Laviano A, lnui A, Marks DL, et al: Neural control of the anorexia-cachexia 113:171 , 2007. syndrome, Am j Physiol Endocrinol Metab 295:E 1000, 2008.Cone RD: Studies on the physiological functions of the melanocortin Lucock M: Is folic acid the ultimate functional food component for disease system, EndocrRev 27:736, 2006. prevention?, BM} 328:211 . 2004.da Silva AA. Kuo JJ. Hall JE: Role of hypothalamic melanocortin 3/4- receptors in mediating chronic cardiovascular, renal, and metabolic Marty N, Dallaporta M, Thorens B: Brain glucose sensing. counterregulation, actions of leptin, Hypertension 43:1312, 2004. and energy homeostasis, Physiology (Bethesda) 22:241 , 2007. Morton GJ, Cummings DE. Baskin DG, et al: Central nervous system control of food intake and body weight, Nature 443:289, 2006. National Institutes of Health: Clinical Guidelines on the Identification, Evaluation, and Treatment of Overweight and Obesity in Adults: The Evidence Report, Bethesda MD, 1998, National Heart, Lung, and Blood Institute and National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases.Available at: http://www.nhlbi.nih.gov/guidelines/index.htm. Powers HJ: Riboflavin (vitamin B ) and health, Am j Clin Nutr 77:1352, 2 2003. Tallam LS, da Silva AA, Hall JE: Melanocortin-4 receptor mediates chronic cardiovascular and metabolic actions of leptin, Hypertension 48:58, 2006. Woods SC, D'Alessio DA: Central control of body weight and appetite,} Clin Endocrinol Metab 93(11 Suppl 1):S37, 2008. 929



BAB 72Energetika dan Laju Metabolisme Alih Bahasa: drg. Antonia Tanzil Editor: dr. M. Djauhari Widjajakusumah Fungsi Adenosin Trifosfat sebagai \"Alat Bayar ATP Memberi Energi bagi Sintesis Komponen- Energi\" dalam Metabolisme Komponen Selular. Di antara proses intrasel paling penting yang membutuhkan ATP adalah pembentukan ikatanKarbohidrat, lemak, dan protein, dapat dipakai seluruhnya peptida antar-asam amino selama sintesis protein. Ikatanoleh sel untuk membentuk sejumlah besar adenosin peptida yang berbeda, bergantung kepada tipe asam aminotrifosfat (ATP), yang dapat dipakai sebagai sumber energi yang berikatan membutuhkan 500 sampai 5.000 kaloriuntuk berbagai fungsi sel lainnya. Oleh sebab itu, ATP energi tiap mo!. Dari pembicaraan tentang sintesis proteindisebut sebagai \"alat bayar\" energi dalam metabolisme sel. di Bab 3 ingat bahwa empat ikatan fosfat berenergi tinggiSesungguhnya, pemindahan energi dari bahan makanan dipisahkan selama rangkaian reaksi yang dibutuhkan untukke sistem sel yang paling fungsional hanya dapat dilakukan membentuk tiap rantai peptida. Reaksi ini menghasilkanmelalui medium ATP ini (atau nukleotida guanosin trifosfat total 48.000 kalori energi, yang jauh lebih besar daripada 500(GTP) yang mirip). Berbagai sifat ATP telah dijelaskan di sampai 5.000 kalori yang sudah tersimpan dalam tiap rantaiBab 2. peptida. Sifat ATP yang membuatnya bernilai tinggi sebagai suatu Energi ATP juga dipakai dalam sintesis glukosa darialat bayar energi adalah besarnya energi bebas (kira-kira 7.300 asam laktat dan dalam sintesis asam lemak dari asetilkalori, atau 7,3 Kalori [kilokalori]. tiap mo! pada keadaan koenzim A. Selain itu, energi ATP dipakai untuk sintesisstandar, dan sebanyak 12.000 kalori pada keadaan fisiologis) kolesterol, fosfolipid, hormon, dan hampir semua zat lainyang terdapat dalam tiap dua ikatan fosfat berenergi tinggi di dalam tubuh. Bahkan, ureum yang dikeluarkan dari ginjaltersebut. Jumlah energi pada tiap ikatan, ketika dilepaskan membutuhkan ATP untuk pembentukannya dari amonia.melalui pemecahan ATP, cukup untuk menyebabkan Orang mungkin heran mengapa energi dikeluarkan untukterjadinya hampir semua reaksi kimia dalam tubuh jik~ membentuk ureum yang kemudian langsung dikeluarkantransfer energi yang sesuai dapat tercapai. Beberapa reaks1 dari tubuh. Akan tetapi, mengingat sifat amonia yang sangatkimia yang membutuhkan energi ATP hanya memakai toksik dalam tubuh, dapat dimengerti pentingnya reaksi ini,beberapa ratus kalori dari 12.000 kalori yang tersedia, dan untuk mempertahankan konsentrasi amonia cairan tubuhsisa energi ini kemudian hilang dalam bentuk panas. pada kadar yang rendah. ATP Dibentuk dari Pembakaran Karbohidrat, Lemak, ATP Memberi Energi Kontraksi Otot. Kontraksi ototdan Protein. Pada bab sebelumnya, kita telah membahas tidak akan terjadi tanpa energi ATP. Miosin, salah satupemindahan energi dari beraneka ragam bahan makanan protein kontraktil serabut otot yang penting, bekerja sebagaimenjadi ATP. Sebagai ringkasan, ATP diproduksi dari enzim yang menyebabkan pemecahan ATP menjadi adenosinberbagai proses berikut ini. difosfat (ADP), sehingga melepaskan energi yang dibutuhkan1. Pembakaran karbohidrat-terutama glukosa, namun untuk terjadinya kontraksi. Dalam keadaan normal hanya sejumlah kecil ATP dipecah di dalam otot bila tidak terjadi juga gula lain dalam jumlah yang lebih sedikit seperti kontraksi otot, tetapi kecepatan pemakaian ATP ini dapat fruktosa; pembakaran tersebut berlangsung dalam meningkat sampai 150 kali keadaan istirahat dalam kontraksi sitoplasma sel melalui proses anaerobik glikolisis dan di maksimal yang singkat. Mekanisme mengenai bagaimana dalam mitokondria sel melalui siklus asam sitrat (Krebs) energi ATP dipakai untuk menimbulkan kontraksi otot telah aerobik. dibicarakan pada Bab 6.2. Pembakaran asam lemak dalam mitokondria sel melalui oksidasi-beta. ATP Memberi Energi Transpor Aktif Melewati3. Pembakaran protein, yang membutuhkan hidrolisis pada Membran. Di Bab 4, 27, dan 65, telah dibicarakan mengenai komponen asam amino dan pemecahan asam amino transpor aktif elektrolit dan berbagai nutrien melalui tersebut menjadi senyawa intermedia pada siklus asam membran sel dan dari tubulus ginjal serta saluran pencernaan sitrat yang kemudian menjadi asetil koenzim A dan ke dalam darah. Kita amati bahwa transpor aktif sebagian karbon dioksida. 931

Unit XIII fvfetabo /isme dan Pengaturan Suhubesar elektrolit clan zat seperti glukosa, asam amino, clan antara ATP clan fosfokreatin yang reversibel ini dilukiskanasetoasetat dapat terjadi melawan gradien elektrokimia, dengan persamaan berikut.walaupun difusi alami zat tersebut terjadi dari arah yangberlawanan. Untuk melawan gradien elektrokimia tersebut Fosfokreatin +ADPdibutuhkan energi yang disediakan oleh ATP. il ATP Memberi Energi Sekresi Kelenjar. Prinsip yangsama dipakai untuk sekresi kelenjar seperti absorpsi zat- ATP + Kreat inzat melawan gradien konsentrasi, karena energi dibutuhkanuntuk memekatkan zat saat disekresi oleh sel kelenjar. Selain Perhatikan bahwa kadar energi yang lebih tinggi padaitu, energi juga dibutuhkan untuk sintesis senyawa organik ikatan fosfat berenergi tinggi dalam fosfokreatin (l.000yang akan disekresi. sampai 1.500 kalori tiap mo! lebih besar daripada yang di dalam ATP) menyebabkan reaksi di antara fosfokreatin ATP Memberi Energi Hantaran Saraf. Energi yang clan ADP berlanjut dengan cepat untuk membentukdipakai selama penyebaran impuls saraf berasal dari ATP yang baru setiap saat walaupun sejumlah kecil ATPpotensial energi yang disimpan dalam bentuk perbedaan dilepaskan di tempat lain. Oleh karena itu, penggunaankonsentrasi ion membran. Konsentrasi tersebut, yaitu ATP yang paling sedikit oleh sel menimbulkan energikonsentrasi kalium yang tinggi di bagian dalam serat clan dari fosfokreatin untuk menyintesis ATP baru. Efek inikonsentrasi yang rendah di luar serat akan membentuk mempertahankan konsentrasi ATP pada tingkat tinggisuatu cadangan energi. Selain itu, konsentrasi natrium yang yang hampir konstan selama terdapat fosfokreatin. Olehtinggi di luar membran clan konsentrasi yang rendah di karena itu, kita juga dapat mengatakan bahwa sistem ATPdalam membran merupakan cadangan energi lain. Energi fosfokreatin merupakan suatu sistem \"penyangga\" ATP.yang diperlukan untuk melewatkan setiap potensial aksi di Mudah dimengerti pentingnya menjaga konsentrasi ATPsepanjang membran serat diperoleh dari cadangan energi ini, agar mendekati konstan karena hampir semua kecepatandengan sedikit pengeluaran kalium dari sel clan pemasukan reaksi metabolik dalam tubuh bergantung kepada nilai ATPnatrium ke dalam sel selama tiap-tiap potensial aksi. Akan yang konstan.tetapi, sistem transpor aktif yang diberi energi oleh ATP inikemudian akan mengangkut kembali ion melewati membran Energi Anaerobik Versus Energi Aerobikke posisi semula. Energi anaerobik berarti energi yang dapat dihasilkan dari makanan tanpa disertai pemakaian oksigen; energi aerobikFosfokreatin Berfungsi sebagai Depot Penyimpanan berarti energi yang dapat dihasilkan dari makanan hanyaCadangan Energi dan Sebagai \"Penyangga ATP\" dengan metabolisme oksidatif. Pada pembicaraan di Bab 67Walaupun ATP sangat penting sebagai agen pengganda sampai 69, kami catat bahwa karbohidrat, lemak, clan proteinuntuk transfer energi. zat ini bukan merupakan cadangan semuanya dapat dioksidasi untuk menyebabkan sintesis ATP.ikatan fosfat berenergi tinggi yang paling banyak di dalam Akan tetapi, karbohidrat merupakan satu-satunya makanansel. Fosfokreatin, yang juga mengandung ikatan fosfat bermakna yang dapat dipakai untuk menghasilkan energiberenergi tinggi, jumlahnya tiga sampai delapan kali lebih tanpa pemakaian oksigen; pelepasan energi ini terjadi selamaberlimpah daripada ATP. Selain itu, ikatan berenergi tinggi pemecahan glikolitik glukosa atau glikogen membentuk asam(-) fosfokreatin mengandung kira-kira 8.500 kalori tiap mo! piruvat. Untuk tiap mo! glukosa yang dipecah menjadi asampada keadaan standar, clan sebanyak 13.000 kalori tiap mo! piruvat, terbentuk dua mo! ATP. Akan tetapi, bila glikogenpada keadaan di dalam tubuh (37°C clan konsentrasi reaktan yang disimpan di dalam sel dipecah menjadi asam piruvat,rendah). Hasil ini sedikit lebih besar daripada 12.000 kalori tiap mo! glukosa dalam glikogen menghasilkan sampai 3 mo!tiap mo! dalam setiap dua ikatan fosfat berenergi tinggi pada ATP. Penyebab perbedaan ini adalah bahwa glukosa bebasATP. Rumus untuk kreatinin fosfat adalah sebagai berikut. yang memasuki sel harus difosforilasi dengan menggunakan 1 mo! ATP sebelum glukosa tersebut mulai dipecah; ha! ini CH 3 NH H 0 tidak berlaku bagi glukosa yang berasal dari glikogen, sebab I II I II glukosa tersebut berasal dari glikogen yang sudah berada dalam keadaan fosforilasi tanpa penambahan pemakaian HOOC - CH2 - N - C - N- P- OH ATP. Dengan demikian, sumber energi yangpaling baik pada I keadaan anaerobik adalah simpanan glikogen dalam sel. 0 Penggunaan Energi Anaerobik selama Hipoksia. Salah H satu contoh penting pemakaian energi anaerobik terjadi pada hipoksia akut. Bila seseorang berhenti bernapas, telah Tidak seperti ATP, fosfokreatin tidak dapat bekerja sebagai tersimpan sejumlah kecil oksigen dalam paru dan sejumlahagen pengganda langsung untuk transfer energi di antara tambahan tersimpan dalam hemoglobin darah. Oksigen inimakanan clan sistem fungsional sel, tetapi fosfokreatin dapat cukup untuk mempertahankan proses metabolisme agarsaling mentransfer energi dengan ATP. Bila ATP banyak berfungsi hanya untuk kira-kira 2 menit. Kelangsungantersedia di dalam sel, sebagian besar energinya digunakan hidup di luar waktu ini membutuhkan tambahan sumberuntuk menyintesis fosfokreatin, sehingga membentuk energi. Energi ini dapat segera diperoleh dari glikolisis-cadangan energi. Kemudian, ketika ATP mulai habis, energi yaitu, glikogen sel dipecah menjadi asam piruvat, dan asamdalam fosfokreatin ditransfer kembali dengan cepat menjadi piruvat menjadi asam laktat, yang berdifusi keluar sel sepertiATP dan kemudian ke sistem fungsional sel. Hubungan yang telah dijelaskan di Bab 67.932

Penggunaan Energi Anaerobik selama Kerja Berat yang Bab 72 Energetika dan Laju MetabolismeTiba-Tiba Terutama Didapat dari Glikolisis. Otot rangkadapat melakukan kerja yang sangat kuat selama beberapa telah berakumulasi selama kerja, menjadi glukosa kembali;detik tetapi kurang mampu melakukan kerja yang lama. (2) untuk mengubah kembali adenosin monofosfat clan ADPSebagian besar energi ekstra yang dibutuhkan selama kerja menjadi ATP; (3) untuk mengubah kembali kreatin clanyang kuat tidak didapatkan dari proses oksidatifbiasa karena fosfat menjadi fosfokreatin; (4) untuk membentuk kembaliproses tersebut terlalu lambat untuk memberikan respons. konsentrasi normal ikatan oksigen dengan hemoglobin clanSebaliknya, energi ekstra berasal dari sumber anaerobik: (1) mioglobin; clan (5) untuk meningkatkan konsentrasi oksigenATP yang telah tersedia di dalam sel otot, (2) fosfokreatin di dalam paru hingga mencapai tingkat normal. Pemakaiandalam sel, serta (3) energi anaerobik yang dilepaskan oleh oksigen tambahan setelah kerja disebut membayar kembalipemecahan glikolitik dari glikogen menjadi asam laktat. utang oksigen. Jumlah ATP maksimum dalam otot hanya kira- Prinsip utang oksigen akan dibicarakan lebih lanjutkira 5 mmol/L cairan intraselular, clan jumlah ini dapat di Bab 84 dalam hubungannya dengan fisiologi olahraga;mempertahankan kontraksi otot maksimum selama tidak kemampuan seseorang untuk membentuk utang oksigenlebih dari sekitar satu detik. Jumlah fosfokreatin di dalam terutama penting pada berbagai tipe atletik.sel adalah tiga sampai delapan kali jumlah ATP ini, tetapimeskipun menggunakan semua fosfokreatin, kontraksi Rangkuman Pemakaian Energi oleh Setmaksimum hanya dapat dipertahankan selama 5 sampai 10 Denganlatar belakangbeberapa bab terakhir clan pembahasandetik. sebelumnya, kini kita dapat membentuk gambaran keseluruhan pemakaian energi oleh sel, seperti ditunjukkan Pelepasan energi melalui glikolisis dapat terjadi lebih pada Gambar 72-1. Gambar ini memperlihatkan pemakaiancepat daripada pelepasan energi oksidatif. Akibatnya, glikogen clan glukosa secara anaerobik untuk membentuksebagian besar energi ekstra yang dibutuhkan selama kerja ATP clan juga pemakaian secara aerobik senyawa yang berasalyang berat selama lebih dari 5 sampai 10 detik tetapi kurang dari karbohidrat, lemak, protein, clan zat lainnya untukdari 1 sampai 2 menit didapatkan dari glikolisis anerob. membentuk ATP tambahan. Selanjutnya, ATP berada dalamAkibatnya, kandungan glikogen otot selama kerja yang keseimbangan yang reversibel dengan fosfokreatin di dalamberat berkurang, sedangkan konsentrasi asam laktat darah sel, clan karena jumlah fosfokreatin lebih banyak terdapat dimeningkat. Setelah kerja selesai, metabolisme oksidatif dalam sel daripada ATP, sebagian besar energi di dalam seldipakai untuk mengubah kembali kira-kira empat perlima disimpan dalam bentuk ini. Energi ATP dapat dipakai olehasam laktat menjadi glukosa, sedangkan sisanya menjadi berbagai fungsi sistem sel yang berbeda untuk sintesis clanasam piruvat dan dipecah serta dioksidasi dalam siklus asam pertumbuhan, kontraksi otot, sekresi kelenjar, hantaransitrat. Pengubahan kembali menjadi glukosa terutama terjadi impuls saraf, absorpsi aktif, clan aktivitas selular lainnya. Jikadi sel hati, clan glukosa kemudian ditranspor ke dalam darah jumlah energi yang diperlukan untuk aktivitas selular lebihkembali ke otot, tempat glukosa tersebut disimpan sekali lagi besar daripada yang dapat dihasilkan oleh metabolismedalam bentuk glikogen. oksidatif, cadangan fosfokreatinlah yang digunakan pertama kali, clan kemudian diikuti dengan cepat oleh pemecahan Konsumsi Oksigen Tambahan Membayar Kembali Utang glikogen secara anaerobik. Jadi, metabolisme oksidatif tidakOksigen setelah Kerja Berat Selesai. Sesudah bekerja keras, dapat membawa energi yang sangat besar ke sel secepat yangorang akan terus bernapas dengan kuat clan memakai dapat dilakukan proses anaerobik, tetapi pada penggunaanoksigen dalam jumlah besar selama beberapa menit clan dengan kecepatan yang lebih lambat, proses oksidatif dapatkadang-kadang selama 1 jam sesudahnya. Jumlah oksigen berlanjut selama simpanan energi (terutama lemak) tetaptambahan ini dipakai: (1) untuk mengubah asam laktat, yang ada .Glukosa iGlikogen ,/~ Energi untuk Gambar 72-1 Keseluruhan skema transfer 1. Sintesis dan energi dari makanan ke sistem asam adenilat dan kemudian ke elemen fungsional- - - - - ......../<//)CJ ATP ,.,.\" pertumbuhan sel. (Dimodifikasi dari Soskin S. Levine R: ,,,.,,,. 2. Kontraksi otot Carbohydrate Metabolism . Chicago: University __.__ .... ...e.r..~6) of Chicago Press, 1946, 1952.)Asam laktac;= Asam piruvat / 3. Sekresi kelenjar .................... 4. Konduksi saraf 5. Penyerapan aktifAsetil KoA 6. Dan sebagainyaAsam amino --_-.-..-..-..---__.. ;\"\"'terdeaminasiSubstrat lain Kreatin + P04 933

Unit XIII Metabolisme dan Pengaturan SuhuPengaturan Pelepasan Energi dalam Sel Konsentrasi ADP sebagai Faktor Pengatur Kecepatan Pengaturan Kecepata n Reaksi yang Dikatalisis pada Pelepasan Energi. Pada keadaan istirahat, konsentrasi ADP di dalam sel sangat sedikit, sehingga reaksi kimia yangEnzim. Sebelum membicarakan tentang pengaturan bergantung pada ADP sebagai salah satu substrat berjalanpelepasan energi dalam sel, perlu diperhatikan prinsip dasar cukup lambat. Reaksi kimia tersebut meliputi semuapengaturan kecepatan reaksi kimia yang dikatalisis enzim, jalur metabolisme oksidatif yang melepaskan energi dariyang merupakan jenis reaksi yang umumnya terjadi di makanan, demikian juga semua jalur pelepasan energi lainseluruh tubuh. dalam tubuh. Jadi, ADP adalah faktor utama pembatas- kecepatan untuk hampir semua metabolisme energi tubuh. Mekanisme yang digunakan enzim untuk mengatalisisreaksi kimia adalah mula-mula enzim berikatan longgar Bila sel menjadi aktif, tanpa memperhatikan jenisdengan salah satu substrat reaksi. Hal ini cukup mengubah aktivitas, ATP diubah menjadi ADP, sehingga meningkatkandaya ikat substrat sehingga dapat bereaksi dengan zat lain. konsentrasi ADP sebanding dengan tingkat aktivitas sel.Oleh karena itu, kecepatan seluruh reaksi kimia ditentukan ADP ini kemudian secara otomatis meningkatkan kecepatanoleh konsentrasi enzim dan konsentrasi zat yang berikatan semua reaksi metabolisme pelepasan energi dari makanan.dengan enzim. Dasar persamaan konsep ini adalah sebagai Jadi, melalui proses yang sederhana ini, jumlah energi yangberikut: dilepaskan di dalam sel diatur oleh derajat aktivitas sel. Bila tidak ada aktivitas selular, pelepasan energi berhenti karena Kecepatan . = K-1 x [Enzim) x [Substrat] semua ADP segera menjadi ATP. reaks1 ---- -- -- - Laju Metabolisme K2 + [Substrat) Metabolisme tubuh secara sederhana berarti semua reaksi kimia di dalam semua sel tubuh, dan laju metabolisme Persamaan ini disebut persamaan Michaelis-Menten. umumnya dinyatakan dengan istilah kecepatan pembebasanGambar 72-2 menunjukkan pemakaian persamaan ini. panas pada reaksi kimia. Peranan Konsentrasi Enzim dalam Pengaturan Reaksi Panas adalah Produk Akhir Hampir Semua PelepasanMetabolik. Gambar 72-2 menunjukkan bahwa bila Energi dalam Tubuh. Dalam pembahasan tentang reaksi-terdapat substrat dengan konsentrasi yang tinggi, seperti reaksi metabolisme di bab-bab terdahulu, kita mengetahuiditunjukkan pada sisi kanan gambar, kecepatan reaksi kimia bahwa tidak semua energi dalam makanan ditransferditentukan hampir seluruhnya oleh konsentrasi enzim. menjadi ATP; sebaliknya, sebagian besar energi ini menjadiDengan demikian, saat konsentrasi enzim meningkat dari panas. Rata-rata, 35 persen energi dalam makanan menjadinilai 1 sampai 2, 4, atau 8, kecepatan reaksi akan meningkat panas selama pembentukan ATP. Kemudian, energi masihdengan perbandingan yang sama, seperti yang diperlihatkan banyak menjadi panas saat ditransfer dari ATP ke sistemoleh derajat kelengkungan yang meningkat. Sebagai contoh, fungsional sel, sehingga meskipun pada keadaan optimalbila sejumlah besar glukosa memasuki tubulus renalis pada tidak lebih dari 27 persen dari seluruh energi makanan yangpenderita diabetes melitus-yaitu, ketika glukosa ada dalam akhirnya dipakai oleh sistem fungsional.jumlah besar di dalam tubulus-peningkatan kadar glukosalebih lanjut di dalam tubulus hanya berpengaruh sedikit pada Bahkan bila 27 persen energi mencapai sistem fungsionalreabsorpsi glukosa, karena enzim pengangkut sudah jenuh. sel, sebagian besar energi tersebut akhirnya menjadi panas.Pada keadaan tersebut, kecepatan reabsorpsi glukosa terbatas Sebagai contoh, saat protein disintesis, sejumlah besaroleh konsentrasi enzim pengangkut di dalam sel tubulus ATP dipakai untuk membentuk ikatan peptida, dan prosesproksimal, tidak oleh konsentrasi glukosa itu sendiri. ini kemudian menyimpan energi di dalam ikatan tersebut. Tetapi terdapat juga penggantian protein secara kontinu Peranan Konsentrasi Substrat dalam Pengaturan Reaksi -beberapa di antaranya dipecah sementara yang lainMetabolik. Perhatikan juga dalam Gambar 72-2 bahwa 8ketika konsentrasi substrat menjadi cukup rendah sehinggahanya dibutuhkan sebagian kecil enzim dalam reaksi, ·u;kecepatan reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi .Iciia: .NEsubstrat dan konsentrasi enzim. Hubungan ini yang terlihat l!! c:dalam absorpsi zat dari saluran pencernaan dan tubulus cc: Cl)renalis saat konsentrasi zat rendah. .ccl!a!.4 ·u; Pembatasan Kecepatan dalam Suatu Rangkaian ~Reaksi. Hampir semua reaksi kimia dalam tubuh terjadidalam suatu rangkaian, dengan hasil dari satu reaksi bekerja Cl)sebagai substrat untuk reaksi berikutnya, dan seterusnya. u QIOleh karena itu, kecepatan suatu kompleks rangkaian QI 2 Icl:lreaksi kimia secara menyeluruh ditentukan terutama oleh ~ 0kecepatan tahap reaksi yang paling lambat dalam rangkaiantersebut. Ini disebut pembatasan kecepatan dalam ~keseluruhan rangkaian. Konsentrasi substrat Gambar 72-2 Pengaruh konsentrasi substrat dan enzim terhadap kecepatan reaksi yang dikatalisis enzim.934

dibentuk. Saat protein dipecah, simpanan energi dalam Bab 72 Energetika dan Laju Metabolismeikatan peptida dilepaskan dalam bentuk panas ke dalamtubuh. Kalorimetri langsung secara fisik sukar untuk dilakukan clan, hanya dipakai untuk tujuan penelitian. Contoh lainnya adalah energi yang dipakai untuk aktivitasotot. Sebagian besar energi ini digunakan hanya untuk Kalorimetri Tidak Langsung-\"Ekuivalen Energi\"melawan kekenyalan otot atau jaringan sehingga anggota Oksigen. Oleh karena lebih dari 95 persen energi yanggerak dapat bergerak. Pergerakan yang liat ini menyebabkan dikeluarkan di dalam tubuh berasal dari reaksi oksigengesekan di dalam jaringan, yang menghasilkan panas. dengan berbagai makanan, laju metabolisme seluruh tubuh dapat juga dihitung dengan tingkat ketepatan Perhatikan juga energi yang digunakan jantung untuk tinggi kecepatan pemakaian oksigen. Bila 1 liter oksigenmemompa darah. Darah mengembangkan sistem arteri, dimetabolisme dengan glukosa, dilepaskan 5,01 Kalori; bilapengembangan tersebut mencerminkan cadangan energi dimetabolisme dengan karbohidrat, dilepaskan 5,06 Kalori;potensial. Ketika darah mengalir melalui pembuluh perifer, dengan lemak 4,70 Kalori; clan dengan protein 4,60 Kalori.gesekan antar lapisan-lapisan darah yang berbeda, clangesekan darah pada dinding pembuluh darah mengubah Dengan menggunakan nilai-nilai tersebut, jumlah energisemua energi ini menjadi panas. yang dibebaskan tiap liter oksigen secara mengherankan hampir ekuivalen, tanpa memperhatikan jenis makanan Pada dasarnya semua pengeluaran energi oleh tubuh yang dimetabolisme. Untuk diet rata-rata, jumlah energidiubah menjadi panas. Satu-satunya pengecualian yang yang dibebaskan tiap liter oksigen yang dipakai di dalambermakna terjadi apabila otot dipakai untuk melakukan tubuh rata-rata mendekati 4,825 Kalori. Ini disebutbeberapa bentuk kerja di luar tubuh. Misalnya, bila otot ekuivalen energi oksigen, dengan memakai ekuivalen energimengangkat suatu benda atau mendorong tubuh sendiri ini, dapat dihitung dengan tepat kecepatan pengeluaranmenaiki tangga, sejenis energi potensial dihasilkan dengan panas tubuh clan jumlah oksigen yang dipakai dalam jangkameningkatkan suatu massa melawan gaya berat. Tetapi bila waktu tertentu.tidak terjadi pemakaian energi ke luar, semua energi yangdilepaskan oleh proses metabolik akhirnya menjadi panas Jika seseorang hanya memetabolisme karbohidrat selamatub uh. periode penentuan laju metabolisme, perhitungan energi yang dibebaskan, berdasarkan pada nilai rata-rata ekuivalen Kalori. Untuk membahas laju metabolisme tubuh energi oksigen (4,825 Kalori/L), kira-kira akan lebih kecilclan berbagai ha! yang berkaitan secara kuantitatif, perlu 4 persen. Sebaliknya,jika seseorang memperoleh sebagiandigunakan satuan jumlah energi yang dilepaskan dari besar energi dari lemak, maka nilai yang dihitung kira-kiraberbagai makanan atau yang digunakan oleh berbagai akan lebih besar 4 persen.proses fungsional tubuh. Untuk itu paling sering digunakansatuan Kalori. Ingat bahwa 1 kalori- dieja dengan huruf \"k\" Metabolisme Energi-Faktor yang Memengaruhikecil clan sering disebut gram kalori-yaitu jumlah panas Keluaran Energiyang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar1'C. Untuk menyatakan energi tubuh, kalori merupakan Seperti yang telah dibicarakan di Bab 71, asupan energisatuan yang terlalu kecil. Oleh karena itu, kalori-kadang seimbang dengan keluaran energi pada orang dewasa sehatdieja dengan huruf \"K\" besar clan sering disebut kilokalori, yang menjaga berat tubuhnya tetap stabil. Sekitar 45 persenyang ekivalen dengan 1.000 kalori-merupakan satuan asupan energi harian diambil dari karbohidrat, 40 persenyang biasanya digunakan dalam pembahasan mengenai berasal dari lemak, clan 15 persen dari protein pada dietmetabolisme energi. rata-rata masyarakat di Amerika. Keluaran energi dapat juga dibagi menjadi beberapa komponen yang dapat dihitung,Pengukuran Seluruh Laju Metabolisme Tubuh mencakup energi yang digunakan untuk (1) menjalankan Kalorimetri Langsung Mengukur Panas yang Dilepaskan fungsi metabolisme esensial tubuh (laju metabolisme \"basal\"); (2) menjalankan berbagai aktivitas fisik; (3) prosesoleh Tubuh. Oleh karena seseorang biasanya tidak mencerna, penyerapan, clan pemrosesan makanan; serta (4)melakukan kerja luar apa pun, laju metabolisme tubuh mempertahankan suhu tubuh.dapat ditentukan secara sederhana hanya dengan mengukurjumlah panas total yang dibebaskan oleh tubuh dalam waktu Kebutuhan Energi Keseluruhan untuk Aktivitas Sehari-haritertentu. Seorang laki-laki rata-rata dengan berat badan 70 kilogram clan berbaring sepanjang hari menggunakan energi kira- Dalam menentukan laju metabolisme dengan kalorimetri kira 1.650 Kalori. Proses makan clan pencernaan makananlangsung, diukur jumlah panas yang dilepaskan tubuh dengan meningkatkan jumlah pemakaian energi tiap hari dengankalorimeter besar yang dirancang khusus. Orang yang diukur tambahan 200 Kalori atau lebih, sehingga laki-laki tersebut,tersebut ditempatkan di dalam ruang yang berisi udara yang berbaring clan juga makan makanan yang baik,yang terisolasi dengan baik sehingga tidak ada panas yang membutuhkan asupan makanan kira-kira 1.850 Kalori tiaphilang melalui dinding ruangan. Panas yang dibentuk oleh hari. Jika ia duduk di kursi sepanjang hari tanpa bekerja, totaltubuh orang tersebut memanaskan udara dalam ruangan. energi yang dibutuhkannya mencapai 2.000 sampai 2.250Akan tetapi, suhu udara dalam ruangan dipertahankan Kalori. Oleh karena itu, kebutuhan energi tiap hari untukagar konstan dengan mendorong udara melalui pipa dalam orang yang tidak aktif (sedentary) kecuali melakukan fungsi-penampungan air dingin. Kecepatan perolehan panas oleh fungsi yang sangat penting adalah sekitar 2.000 Kalori.penampungan air, yang diukur dengan termometer yangsesuai, sama dengan kecepatan pembebasan panas dari 935tubuh orang tersebut.

Unit XIII Metabolisme dan Pengaturan Suhu Jumlah energi yang digunakan untuk mengerjakan Nilai BMR normal berkisar antara 65 sampai 70 Kalori/aktivitas fisik sehari-hari normalnya sekitar 25 persen jam pada laki-laki kebanyakan dengan berat badan 70 kg.dari energi total yang dikeluarkan, namun jumlah energi Walaupun kebanyakan BMR terpakai dalam aktivitas esensialtersebut dapat bervariasi secara bermakna pada individu sistem saraf pusat, jantung, ginjal, dan organ lainnya, variasiyang berbeda, bergantung pada jenis dan jumlah aktivitas dalam BMR di antara individu yang berbeda terutama terkaitfisik yang dilakukannya. Sebagai contoh, berjalan menaiki (pada) perbedaan jumlah otot rangka dan ukuran tubuh.tangga membutuhkan 17 kali energi yang dibutuhkan saatberada dalam keadaan tidur berbaring. Umumnya, setelah Otot rangka, meskipun dalam keadaan istirahat,lebih dari 24 jam, seorang yang melakukan pekerjaan berat mencakup 20 sampai 30 persen BMR. Oleh karena itu, BMRdapat mencapai kecepatan pemakaian energi maksimum biasanya dikoreksi sesuai perbedaan dalam ukuran tubuhsebanyak 6.000 sampai 7.000 Kalori, atau sebanyak 3,5 kali dengan menyatakannya dalam Kalori per jam per meterenergi yang digunakan ketika berada dalam keadaan tanpa persegi luas permukaan tubuh, yang dihitung dari tinggi danaktivitas fisik. berat badan. Nilai rata-rata untuk laki-laki dan perempuan untuk berbagai umur ditunjukkan pada Gambar 72-4.Laju Metabolisme Basal (BMR)-Energi Minimum yangDipakai Tubuh untuk Bertahan Hidup Kebanyakan penurunan BMR pada penambahanMeskipun seseorang dalam keadaan beristirahat penuh, usia mungkin terkait dengan hilangnya massa otot dansejumlah energi tetap dibutuhkan untuk mengerjakan penggantian massa otot tersebut dengan jaringan adiposa,seluruh reaksi kimia tubuh. Tingkat energi minimum yang yang mempunyai laju metabolisme lebih rendah. Hampirdiperlukan untuk bertahan hidup tersebut dinamakan mirip, BMR yang sedikit lebih rendah pada perempuan,laju metabolik basal (Basal M etabolic Rate/ BMR) dan dibandingkan dengan laki-laki, adalah sebagian karenamencakup sekitar 50 sampai 70 persen energi harian persentase massa otot yang lebih rendah dan persentaseyang dipakai pada kebanyakan individu yang tidak aktif jaringan adiposa yang lebih tinggi. Namun, faktor-fakior lain(sedentary) (Gambar 72-3). dapat memengaruhi BMR, seperti yang dibahas nanti. Oleh karena tingkat aktivitas fisik sangat bervariasi Hormon Tiroid Meningkatkan Laju Metabolisme. Apabiladi antara individu yang berbeda, pengukuran BMR kelenjar tiroid menyekresi tiroksin dalam jumlah maksimal,dapat berfungsi sebagai perangkat yang berguna dalam laju metabolisme kadang meningkat 50 sampai 100 persenmembandingkan laju metabolisme seseorang dengan orang di atas normal. Sebaliknya, kehilangan total sekresi tiroidlain. Metode yang biasa digunakan untuk menentukan BMR menurunkan kecepatan metabolik 40 sampai 60 persenadalah dengan mengukur kecepatan penggunaan oksigen dari normal. Seperti yang telah dibahas di Bab 76, tiroksinselama waktu yang ditentukan di bawah kondisi-kondisi meningkatkan kecepatan reaksi kimia banyak sel di dalamberikut. tubuh dan karenanya meningkatkan laju metabolisme.1. Orang tersebut tidak boleh makan setidaknya dalam 12 Adaptasi kelenjar tiroid-dengan peningkatan sekresi pada iklim dingin dan penurunan sekresi pada iklim panas- jam terakhir. berpengaruh terhadap perbedaan BMR di antara orang-2. Laju metabolisme basal ditentukan setelah tidur penuh orang yang mendiami daerah geografis yang berbeda; sebagai contoh, orang yang tinggal di daerah Kutub Utara memiliki semalaman. BMR 10 sampai 20 persen lebih tinggi daripada orang yang3. Tidak melakukan pekerjaan berat setidaknya 1 jam tinggal di daerah tropis. sebelum pengujian. Hormon Seks Laki-Laki Meningkatkan Laju4. Semua faktor fisik dan psikis yang menimbulkan rangsang Metabolisme. Hormon seks laki-laki, testosteron, dapat meningkatkan laju metabolisme basal kira-kira 10 sampai 15 harus dihilangkan.S. Suhu kamar harus nyaman dan berkisar antara 68° dan 54 80' F.6. Selama pengujian, tidak diizinkan melakukan aktivitas fisik apa pun. e 52 lot. J: 50 1':§ 48 100 ,,0 46 :a l\ .i;: Aktivitas fisik bertujuan (25%) ! 44 ~ :\.. ·;:: ~ 42 Aktivitas bukan latihan (7o/o) :a '\ ~ ta Efek termik makanan (8%) 40 Terjaga .c Iii... ~ 75 Q) 38 .._ E \. ....Fria c: .!!! 36 :g 34 -- .... ....... ta .ll: --'\"1Va nit; ~ ....... cta: ..~ 5, 50 '6 cC:l Laju Laju Gtai 32 metabolisme metabolisme :: 30 ·>toa, 25 basal (60%) Qj saat tidur 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Umur (tahun) wc: Gambar 72-4 Laju metabolisme basal normal pada usia yang ~ berbeda untuk setiap jenis kelamin. o...._........~~~~~~~..__~~~~~~.......Gambar 72-3 Komponen pengeluaran energi.936

persen. Hormon seks perempuan dapat meningkatkan BMR Bab 72 Energetika dan Laju Metabolismedalam jumlah sedikit, tapi biasanya tidak cukup bermakna.Kebanyakan efek hormon seks laki-laki tersebut berkaitan energi dalam jumlah bermakna dipakai pada aktivitas fisikdengan efek anaboliknya dalam meningkatkan massa otot spontan yang dibutuhkan untuk mempertahankan tonusrangka. otot dan postur tubuh dan pada aktivitas bukan kerja lain seperti \"bergerak-gerak gelisah'.' Keseluruhan berbagai Hormon Pertumbuhan Meningkatkan Laju aktivitas bukan kerja tersebut menggunakan sekitar 7 persen energi harian seseorang.Metabolisme. Hormon pertumbuhan dapat meningkatkanlaju metabolisme dengan merangsang metabolisme selular Energi yang Digunakan untuk Memproses Makanan-Efekdan dengan meningkatkan massa otot rangka. Pada orang Termogenik Makanandewasa dengan defisiensi hormon pertumbuhan, terapisulih dengan hormon pertumbuhan rekombinan akan Setelah makanan dicerna, laju metabolisme meningkatmeningkatkan laju metabolisme basal sekitar 20 persen. disebabkan oleh peningkatan beragam reaksi kimia yang berkaitan dengan pencernaan, absorpsi, dan penyimpanan Demam Meningkatan Laju Metabolisme. Demam, tanpa makanan dalam tubuh. Hal itu disebut efek termogenikmelihat penyebabnya, meningkatkan kecepatan reaksi kimia makanan, karena proses tersebut memerlukan energi danrata-rata 120 persen untuk setiap peningkatan temperatur menghasilkan panas.lO'C. Hal tersebut akan dibicarakan lebih mendalam di Bab73. Setelah mengonsumsi makanan yang mengandung banyak karbohidrat atau lemak, laju metabolisme biasanya Tidur Menurunkan Laju Metabolisme. Laju metabolisme hanya meningkat kira-kira 4 persen. Akan tetapi, setelahmenurun 10 sampai 15 persen di bawah normal selama makan banyak protein, laju metabolisme biasanya mulaitidur. Penurunan ini diduga disebabkan oleh dua faktor meningkat dalam waktu satu jam, mencapai maksimumpenting: (1) penurunan tonus otot rangka selama tidur dan kira-kira 30 persen di atas normal, dan berlangsung selama 3(2) penurunan aktivitas sistem saraf simpatis. sampai 12 jam. Pengaruh protein terhadap laju metabolisme disebut specific dynamic action ofprotein. Efek termogenik Malnutrisi Menurunkan Laju Metabolisme. Malnutrisi makanan mencakup sekitar 8 persen pengeluaran energilama dapat menurunkan laju metabolisme 20 sampai 30 harian total pada banyak orang.persen; penurunan ini diduga disebabkan oleh tidak adanyazat makanan yang dibutuhkan di dalam sel. Pada stadium Energi yang Digunakan untuk Termogenesis tanpaakhir beberapa penyakit, pengkurusan dan pelemahan tubuh Menggigil-Peran Rangsang Simpatis(inanisi) yang menyertai penyakit menyebabkan penurunanlaju metabolisme yang nyata, sedemikian sehingga suhu Walaupun kerja fisik dan efek termogenik makanantubuh dapat menurun beberapa derajat sesaat sebelum menyebabkan pelepasan panas, mekanisme tersebut tidakmeninggal. semata-mata bertujuan mengatur temperatur tubuh. Proses menggigil merupakan perangkat pengaturan untukEnergi yang Digunakan untuk Aktivitas Fisik menghasilkan panas dengan cara meningkatkan aktivitasFaktor yang meningkatkan laju metabolisme secara sangat Tabet 72-1 Pemakaian Energi Selama Berbagai jenis Kegiatandramatis adalah kerja berat. Kontraksi maksimal mendadak yang Berbeda pada Laki-laki dengan Berat Badan 70 kgpada otot tunggal dapat melepaskan sebanyak 100 kalijumlah panas saat istirahat selama beberapa detik. Untuk Bentuk Aktivitas Kalori per jamseluruh tubuh, kerja otot maksimal dapat meningkatkankeseluruhan produksi panas tubuh selama beberapa detik Tidur 65menjadi 50 kali normal atau sekitar 20 kali normal untuk Bangun, tetap berbaring 77kerja terus-menerus pada orang yang terlatih. Duduk diam 100 Berdiri santai 105 Tabel 72-1 menunjukkan energi yang digunakan selama Menanggalkan pakaian dan berpakaian 118bermacam jenis aktivitas fisik untuk seorang laki-laki dengan Mengetik cepat 140berat badan 70 kg. Oleh karena jumlah aktivitas fisik yang Berjalan perlahan (2,6 mil/jam) 200sangat bervariasi di antara individu, komponen pemakaian Pekerjaan tukang kayu, logam, 240energi tersebut merupakan alasan yang paling penting pengecetan industriuntuk perbedaan dalam asupan kalori yang dibutuhkan Menggergaji kayu 480untuk mempertahankan keseimbangan energi. Namun, di Berenang 500negara-negara industri yang suplai makanannya berlimpah, Berlari (5,3 mil/jam) 570seperti di Amerika Serikat, asupan makanan secara periodik Menaiki tangga dengan cepat 1.100sering melampaui energi yang dipakai, dan kelebihan energikemudian disimpan sebagai lemak. Hal ini menggarisbawahi Dikutip dari data yang dikumpulkan Professor M.S. Rose.pentingnya mempertahankan kadar aktivitas fisik yang tepatuntuk mencegah timbunan lemak berlebihan dan obesitas. Bahkan pada individu tidak aktif (sedentary) yang tidakatau hanya sedikit melakukan kerja harian atau kerja fisik, 937

Unit XIII fvtetabolisme dan Pengaturan Suhu Daftar Pustaka otot sebagai respons terhadap stres dingin, seperti yang Argyropoulos G, Harper ME: Uncoupling proteins and thermoregulation, telah dibahas di Bab 73. Mekanisme lain, termogenesis tanpa menggigil, juga dapat menghasilkan panas sebagai respons j Appl Physiol 92:2187, 2002. terhadap stres dingin. Jenis termogenesis ini dirangsang Cahill GF Jr: Fuel metabolism in starvation, Annu Rev Nutr 26:1 , 2006. oleh aktivasi sistem saraf simpatis, yang melepaskan norepinefrin clan epinefrin, yang kemudian meningkatkan Cannon B, Nedergaard J: Brown adipose tissue: function and physiological laju metabolisme clan menghasilkan panas. significance, Physiol Rev 84:277, 2004. Pada beberapa jenis jaringan lemak tertentu, yang disebut lemak cokelat, rangsang saraf simpatis menyebabkan Harper ME, Green K, Brand MD:The efficiency of cellular energy transduction pelepasan panas dalam jumlah besar. Lemak jenis ini mengandung sejumlah besar mitokondria dengan banyak and its implications for obesity, Annu Rev Nutr 28:13, 2008. globulus kecil lemak clan bukan satu globulus lemak yang besar. Dalam sel ini, proses fosforilasi oksidatif dalam Harper ME, Seifert EL: Thyroid hormone effects on mitochondrial energetics, mitokondria terutama bersifat \"tidak berpasangan''. Yaitu, apabila sel dirangsang oleh saraf simpatis, mitokondrianya Thyroid 18:145, 2008. menghasilkan sejumlah besar panas namun hampir tidak terdapat ATP, sehingga hampir semua energi oksidatif yang Kim B: Thyroid hormone as a determinant of energy expenditure and the dilepaskan segera menjadi panas. basal metabolic rate, Thyroid 18: 141 , 2008. Neonatus mempunyai cukup banyak sel lemak cokelat, clan rangsang simpatis maksimal dapat meningkatkan Levine JA: Measurement of energy expenditure, Public Health Nutr 8:1123, metabolisme anak tersebut itu sampai lebih dari 100 persen. Besarnya pengaruh termogenesis ini pada orang dewasa, 2005. yang sesungguhnya tidak mempunyai lemak cokelat, mungkin kurang dari 15 persen, walapun nilai ini dapat Levine JA. Vander Weg MW, Hill JO, Klesges RC: Non-exercise activity meningkat setelah beradaptasi dengan udara dingin. thermogenesis: the crouching tiger, hidden dragon of societal weight Termogenesis tanpa menggigil juga berfungsi sebagai gain, ArteriosclerThromb Vase Biol 26:729, 2006. suatu penyangga terhadap obesitas. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa aktivitas sistem sarafsimpatis meningkat Lowell BB, Bachman ES: Beta-adrenergic receptors, diet-induced pada orang obese yang terus-menerus mendapat asupan kalori secara berlebihan. Mekanisme yang bertanggung thermogenesis, and obesity,} Biol Chem 278:29385, 2003. jawab untuk aktivasi simpatis pada orang obese masih belum diketahui, namun mungkin sebagian diperantarai melalui Morrison SF, Nakamura K, Madden CJ: Central control of thermogenesis in pengaruh peningkatan leptin,yang mengaktifkan neuron pro- opiomelanokortin di dalam hipotalamus . Rangsang simpatis, mammals, Exp Physiol 93:773, 2008. dengan cara meningkatkan termogenesis, membantu membatasi penambahan berat tubuh yang berlebihan. Murphy E, Steenbergen C: Mechanisms underlying acute protection from cardiac ischemia-reperfusion injury, Physiol Rev 88:581, 2008. National Institutes of Health: Clinical Guidelines on the Identification, Evaluation, and Treatment of Overweight and Obesity in Adults: The Evidence Report, Bethesda, MD, 1998, National Heart, Lung, and Blood Institute and National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases. Available at: http://www.nhlbi.nih.gov/gu idelines/index.htm. Saks V, Favier R, Guzun R, Schlattner U, Wallimann T: Molecular system bioenergetics: regulation of substrate supply in response to heart energy demands,} Physiol 15:577, 769, 2006. Silva JE: Thermogenic mechanisms and their hormonal regulation, Physiol Rev 86:435, 2006. van Baak MA: Meal-induced activation of the sympathetic nervous system and its cardiovascular and thermogenic effects in man, Physiol Behav 94: 178, 2008. Westerterp KR: Limits to sustainable human metabolic rate, j Exp Biol 204:3183, 2001 . Westerterp KR: Impacts of vigorous and non-vigorous activity on daily energy expenditure, Proc Nutr Soc 62:645, 2003.938

BAB 73Pengaturan Suhu Tubuh dan Demam Alih Bahasa: drg. Antonia Tanzil Editor: dr. M Djauhari Widjajakusumah Pengaturan Suhu Dikendalikan oleh I Keseimbangan antara Pembentukan Panas Suhu Tubuh Normal dan Pengeluaran Panas Suhu Inti Tubuh dan Suhu Kulit. Suhu jaringan Bila kecepatan pembentukan panas di dalam tubuh lebihdalam tubuh-yaitu \"inti\" tubuh-dipertahankan sangat besar daripada kecepatan pengeluaran panas, panas akankonstan, sekitar ± 1°F (± 0,6°C) kecuali bila seseorang timbul di dalam tubuh clan suhu tubuh akan meningkat.mengalami demam. Bahkan, pada orang yang telanjang Sebaliknya, bila pengeluaran panas lebih besar, panas tubuhdapat terpajan pada suhu yang rendah sampai 55°F atau dan suhu tubuh akan menurun. Sebagian besar sisa babsuhu yang tinggi sampai 130°F dalam udara kering, dan ini akan membahas keseimbangan antara pembentukantetap dapat mempertahankan suhu inti yang hampir panas clan pengeluaran panas serta mekanisme tubuhmendekati konstan. Mekanisme pengaturan suhu tubuh dalam mengatur masing-masing proses tersebut.menggambarkan sistem pengendalian dengan desain yangcantik. Dalam bab ini kita membahas cara kerja sistem Pembentukan Panastersebut saat dalam keadaan sehat dan sakit. Pembentukan panas adalah produk utama metabolisme. Suhu kulit, berbeda dengan suhu inti, dapat naik dan Dalam Bab 72, yang merangkum energetika tubuh,turun sesuai dengan suhu lingkungan. Suhu kulit penting kita mendiskusikan faktor-faktor yang berbeda, yangapabila kita merujuk pada kemampuan kulit untukmelepaskan panas ke lingkungan. Suhu Inti Normal. Tidak ada suhu inti yang dapat 2F 2Cdianggap normal, karena pengukuran yang dilakukanpada sebagian besar orang yang sehat memperlihatkan rrentang suhu normal yang diukur per oral, seperti yang 104 - 40diperlihatkan pada Gambar 73-1, mulai dari di bawah97°F (36°C) sampai lebih dari 99,5°F (37,5°C). Suhu inti 102 39; Olahraga beratnormal rata-rata secara umum adalah antara 98,0°F clan Beberapa orang98,6°F bila diukur per oral, clan kira-kira 1°F lebih tinggi f38 Emosi atau olahragabila diukur per rektal. dewasa normal { sedang 37 Beberapa orang dewasa normal Suhu tubuh meningkat selama kerja dan bervariasi Sebagian besar 100 Sebagian besarmengikuti suhu lingkungan yang ekstrem, karena anak-anak yang aktif '....3s anak-anak yang aktifmekanisme pengaturan suhu tidaklah sempurna. Bila Rentang normaldibentuk panas yang berlebihan di dalam tubuh karena Rentang 1kerja fisik yang melelahkan, suhu akan meningkat normal { 98 Dini harisementara sampai 101°F hingga 104°F. Sebaliknya, ketika :- Cuaca dingin, dlltubuh terpajan pada suhu yang dingin, suhu dapat turun Dini hari { 96di bawah 96°F. Cuaca dingin , dll Gambar 73-1 Perkiraan rentang suhu \"inti\" tubuh pada orang normal (Digambar kembali dari DuBois EF: Fever. Springfield, IL: Charles C Thomas, 1948.) 939

Unit XIII fvletabolisme dan Pengaturan Suhu kecil melalui anastomosis arteriovenosa yang memiliki lapisan otot yang tebal.menentukan kecepatan pembentukan panas, yangdisebut kecepatan metabolisme tubuh. Faktor-faktor yang Kecepatan aliran darah ke dalam pleksus venosus dipaling penting didaftar kembali di sini: (1) kecepatan kulit dapat sangat berbeda-diawali dari sedikit di atasmetabolisme basal semua sel tubuh; (2) kecepatan no! sampai sebesar 30 persen dari total curah jantung.metabolisme tambahan yang disebabkan oleh aktivitas Kecepatan aliran darah yang tinggi di kulit menyebabkanotot, termasuk kontraksi otot yang disebabkan oleh konduksi panas yang disalurkan dari inti tubuh ke kulitmenggigil; (3) metabolisme tambahan yang disebabkan menjadi sangat efisien, sedangkan penurunan kecepatanoleh pengaruh tiroksin (clan sebagian kecil hormon lain, aliran darah akan sedikit menurunkan konduksi panasseperti hormon pertumbuhan clan testosteron) terhadap dari inti tubuh.sel; (4) metabolisme tambahan yang disebabkan olehpengaruh epinefrin, norepinefrin, clan perangsangan Gambar 73-3 memperlihatkan secara kuantitatif efeksimpatis terhadap sel; clan (5) metabolisme tambahan suhu udara lingkungan pada konduktansi panas dariyang disebabkan oleh meningkatnya aktivitas kimiawi inti ke permukaan kulit clan kemudian konduktansinyadi dalam sel sendiri, terutama bila suhu di dalam sel ke udara . Gambar tersebut memperlihatkan peningkatanmeningkat; (6) metabolisme tambahan yang diperlukan konduktans panas yang hampir delapan kali lipat antarauntuk pencernaan, absorpsi, clan penyimpanan makanan keadaan vasokonstriksi penuh clan keadaan vasodilatasi(efek termogenik makanan). penuh.Pengeluaran Panas Oleh karena itu, kulit merupakan sistem pengatur \"radiator panas\" yang efektif, clan aliran darah ke kulitSebagian besar pembentukan panas di dalam tubuh adalah mekanisme penyaluran panas yang paling efektifdihasilkan di organ dalam, terutama di hati, otak, jantung, dari inti tubuh ke kulit.clan otot rangka selama bekerja. Kemudian panas inidihantarkan dari organ clan jaringan yang lebih dalam ke Epidermis{ ~kulit, yang kemudian dibuang ke udara clan lingkungansekitarnya. Oleh karena itu, kecepatan pengeluaran llJ/j.-...-..... Kapilerpanas hampir seluruhnya ditentukan oleh dua faktor: .,._ _..._ _...~_ VAretenrai(1) seberapa cepat panas yang dapat dikonduksi daritempat asal panas dihasilkan, yakni dari dalam inti tubuh Pleksus venosuske kulit clan (2) seberapa cepat panas kemudian dapatdihantarkan dari kulit ke lingkungan. Marilah kita mulai Anastomosisdengan mendiskusikan sistem yang menyekat inti dari arteriovenosuspermukaan kulit. ArteriSistem Insulator Tubu h Gambar 73-2 Sirkulasi kulit.Kulit, jaringan subkutan, clan terutama lemak di jaringansubkutan bekerja secara bersama-sama sebagai insulator c: 8 .. -·, ,Vasodilatasipanas tubuh. Lemak penting karena penyaluran panas ..C:.l:l 7disini hanya sepertiga bila dibandingkan jaringan lain. 6 VasokonstriksiBila tidak ada darah yang mengalir dari organ dalam yang :; ~ 5 50 60 70 80 90 100 11 0 120panas ke kulit, daya penyekat yang dimiliki oleh tubuh 4laki-laki normal kira-kira sebanding dengan tiga perempat --:..c:.: ·...::.:: 3 Suhu lingkungan (°F)daya penyekat pada pakaian biasa. Pada perempuan, daya 2penyekatan ini bahkan lebih baik. =g.. Ill 0 Penyekatan di bawah kulit merupakan cara yang efektif ~..:.:untuk mempertahankan suhu inti internal yang normal,meskipun penyekatan tersebut memungkinkan suhu kulit ·::-:J I0llmendekati suhu lingkungan. ..-..!l! >CllAliran Darah ke Kulit dari Inti Tubuh MembantuTransfer Panas QI c:Pembuluh darah tersebar dengan sangat luas di bawah E cakulit. Bagian yang penting terutama adalah pleksus Ill Cllvenosus yang disuplai oleh aliran darah dari kapiler kulit, cC:ll Cl.seperti diperlihatkan pada Gambar 73-2. Pada daerahtubuh yang paling banyak terpajan-tangan, kaki, clan QItelinga-darah juga disuplai langsung ke pleksus dari arteri c<Cl. 0 QI Ill ..:.: c: c: Cll <Cl ~ :::J cO:> '1cJ: QI '1J 0 ~ Gambar 73-3 Efek perubahan suhu lingkungan pada konduktans panas dari inti tubuh ke permukaan kulit. (Dimodifikasi dari Benzinger TH : Heat and Temperature Fundamentals of Medical Physiology. New York: Dowden, Hutchinson and Ross, 1980.)940

Pengaturan Konduksi Panas ke Kulit oleh Sistem Sarat Bab 73 Pengaturan Suhu Tubuh dan DemamSimpatis. Konduksi panas ke kulit oleh darah diatur Gambar 73-4 Mekanisme pengeluaran panas dari tubuh.oleh derajat vasokonstriksi arteriol clan anastomosisarteriovenosa yang menyuplai darah ke pleksus venosus keterbatasan, kecuali udara panas bergerak menjauhikulit. Vasokonstriksi ini hampir seluruhnya dikontrol kulit, sehingga udara baru, yang tidak panas secara terus-oleh sistem saraf simpatis yang memberikan respons menerus bersentuhan dengan kulit, fenomena ini disebutterhadap perubahan suhu inti tubuh clan perubahan suhu konveksi udara.lingkungan. Hal ini akan dibicarakan kemudian di bab iniyang berhubungan dengan pengaturan suhu tubuh oleh Konveksi. Perpindahan panas dari tubuh melaluihipotalamus. aliran udara konveksi secara umum disebut pengeluaran panas melalui konveksi. Sebenarnya, panas pertama-tamaFisika Dasar Mengenai Bagaimana Panas Keluar dari harus dikonduksi ke udara dan kemudian dibawa melaluiPermukaan Kulit aliran udara konveksi.Berbagai cara yang menjelaskan mengenai pengeluaran Sejumlah kecil konveksi hampir selalu terjadi di sekitarpanas dari kulit ke lingkungan, diperlihatkan pada tubuh akibat kecenderungan udara di sekitar kulit untukGambar 73-4. Cara tersebut meliputi radiasi, konduksi, naik ketika menjadi panas. Oleh karena itu, pada orangclan evaporasi yang akan dijelaskan berikut ini. telanjang yang duduk di ruangan yang nyaman tanpa gerakan udara yang besar, akan kehilangan sekitar 15 Radiasi. Seperti yang diperlihatkan pada Gambar persen dari total panas yang keluar melalui konduksi73-4, pada orang telanjang yang sedang duduk pada suhu ke udara clan kemudian melalui konveksi udara yangkamar yang normal, sekitar 60 persen pengeluaran panas menjauhi tubuhnya.total adalah melalui radiasi. Efek Pendinginan oleh Angin. Bila tubuh terpajan Pengeluaran panas melalui radiasi berarti pengeluaran terhadap angin, lapisan udara yang berdekatan dengandalam bentuk gelombang panas inframerah, suatu jenis kulit akan segera digantikan oleh udara baru secara jauhgelombang elektromagnetik. Sebagian besar gelombang lebih cepat dari keadaan normal, clan pengeluaran panaspanas inframerah yang memancar dari tubuh memiliki melalui konveksi juga ikut meningkat. Efek pendinginanpanjang gelombang 5 sampai 20 µm, sekitar 10 sampai oleh angin pada kecepatan rendah kira-kira sebanding30 kali panjang gelombang cahaya. Semua benda yang dengan akar kuadrat kecepatan angin. Misalnya,tidak berada pada suhu no! absolut memancarkan panas angin dengan kecepatan 4 mil/jam memiliki efektivitasseperti gelombang tersebut. Tubuh manusia menyebarkan pendinginan kira-kira dua kali dari angin dengangelombang panas ke segala penjuru. Gelombang panas kecepatan 1 mil/jam.juga dipancarkan dari dinding ruangan clan benda-bendalain ke tubuh. Bila suhu tubuh lebih tinggi dari suhu Konduksi dan Konveksi Panas pada Orang yanglingkungan, jumlah panas yang dipancarkan keluar daritubuh lebih besar daripada yang dipancarkan ke tubuh. Berendam dalam Air. Air memiliki panas khusus beberapa ribu kali lebih besar daripada udara, sehingga Konduksi. Seperti yang diperlihatkan pada Gambar setiap unit bagian air yang berdekatan dengan kulit dapat73-4, hanya sejumlah kecil panas, yakni sekitar 3 persen, mengabsorbsi panas dalam jumlah yang lebih besaryang biasanya keluar dari tubuh melalui konduksi langsung daripada udara. Demikian juga, konduktivitas panasdari permukaan tubuh ke benda-benda padat, seperti di dalam air lebih besar dibandingkan dengan di udara.kursi atau tempat tidur. Sebaliknya, pengeluaran panas Akibatnya, tidak mungkin bagi tubuh untuk memanaskanmelalui konduksi ke udara mencerminkan pengeluaran satu lapisan tipis air yang berdekatan dengan tubuh untukpanas tubuh yang cukup besar (kira-kira 15 persen) membentuk suatu \"zona penyekat\" seperti yang terjadiwalaupun dalam keadaan normal. pada udara. Oleh karena itu, kecepatan pengeluaran panas ke air biasanya beberapa kali lebih besar daripada Diingatkan kembali bahwa panas sebenarnya adalah kecepatan pengeluaran panas ke udara.energi kinetik dari pergerakan molekul, clan molekul-molekul yang menyusun kulit terus-menerus mengalamigerakan vibrasi. Sebagian besar energi dari gerakan inidapat dipindahkan ke udara bila suhu udara lebih dingindari kulit, sehingga meningkatkan kecepatan gerakanmolekul-molekul udara. Segera setelah suhu udara yangbersentuhan dengan kulit menjadi sama dengan suhukulit, tidak terjadi lagi pengeluaran panas dari tubuh keudara, karena sekarang jumlah panas yang dikonduksikandari udara ke tubuh berada dalam keadaan seimbang. Olehkarena itu, konduksi panas dari tubuh ke udara mempunyai 941

Unit XIII /'v1etabolismedan Pengaturan Suhu teknik ini, pakaian yang digunakan di kutub dapat dikurangi beratnya sampai setengahnya. Evaporasi. Bila air berevaporasi dari permukaantubuh, panas sebesar 0,58 Kalori (kilokalori) akan hilang Efektivitas pakaian dalam mempertahankan suhuuntuk setiap satu gram air yang mengalami evaporasi. tubuh hampir hilang semuanya bila pakaian menjadiMeskipun orang tersebut tidak berkeringat, air masih basah, karena konduktivitas air yang tinggi meningkatkanberevaporasi secara tidak kelihatan dari kulit dan paru kecepatan pemindahan panas melalui baju hingga sebesardengan kecepatan sekitar 600 sampai 700 ml/hari. Hal 20 kali lipat atau lebih. Oleh karena itu, salah satu faktorini menyebabkan pengeluaran panas yang terus-menerus terpenting untuk melindungi tubuh terhadap udaradengan kecepatan 16 sampai 19 Kalori/jam. Evaporasi dingin di kutub adalah menjaga dengan sangat hati-melalui kulit dan paru yang tidak kelihatan ini tidak hati agar pakaian tidak basah. Tentu saja, orang tersebutdapat dikendalikan untuk tujuan pengaturan suhu karena juga harus berhati-hati untuk tidak menjadi kepanasanevaporasi tersebut dihasilkan dari difusi molekul air walaupun hanya untuk sementara waktu, karena denganyang terus-menerus melalui permukaan kulit dan sistem berkeringat di dalam pakaian akan membuat pakaianpernapasan. Akan tetapi, pengeluaran panas melalui tersebut menjadi kurang efektif sebagai penyekat.evaporasi keringat dapat dikendalikan dengan pengaturankecepatan berkeringat, yang akan dibicarakan kemudian Berkeringat dan Pengaturannya oleh Sistem Sarafdi bab ini. Ot onom Evaporasi merupakan Mekanisme Pendinginan yang Rangsangan area preoptik di bagian anterior hipotalamus, baik secara listrik atau oleh panas yang berlebihan, akanDibutuhkan pada Suhu Udara yang SangatTinggi. Selama menyebabkan berkeringat. Impuls saraf dari area yangsuhu kulit lebih tinggi dari suhu lingkungan, panas menyebabkan berkeringat ini dihantarkan melalui jarasdapat keluar melalui radiasi dan konduksi. Tetapi ketika otonom ke medula spinalis dan kemudian melalui jarassuhu lingkungan menjadi lebih tinggi dari suhu kulit, simpatis mengalir ke kulit di seluruh tubuh. Diingatkanbukan mengeluarkan panas, melainkan justru tubuh kembali dari pembicaraan tentang sistem saraf otonommemperoleh panas melalui radiasi dan konduksi. Dalam di Bab 60 bahwa kelenjar keringat disarafi oleh serat-keadaan seperti ini satu-satunya cara agar tubuh dapat serat saraf kolinergik (serat yang menyekresi asetilkolin,melepaskan panas adalah dengan evaporasi. tetapi berjalan bersama dengan saraf simpatis di serat adrenergik). Kelenjar ini dapat juga dirangsang di beberapa Oleh sebab itu, setiap faktor yang mencegah evaporasi tempat oleh epinefrin atau norepinefrin yang bersirkulasiyang adekuat ketika suhu lingkungan lebih tinggi dari dalam darah, walaupun kelenjar itu tidak memilikisuhu kulit akan menyebabkan suhu tubuh internal persarafan adrenergik. Hal ini penting selama kerja, saatmeningkat. Hal ini kadang terjadi pada manusia yang hormon ini disekresi oleh medula adrenal dan tubuhdilahirkan dengan kelainan kelenjar keringat kongenital. perlu melepaskan panas yang berlebihan yang dihasilkanOrang ini dapat tahan terhadap suhu dingin seperti oleh otot yang aktif.halnya orang normal, tetapi orang tersebut hampir matiakibat heatstroke di daerah tropis, karena tanpa sistem Mekanisme Sekresi Keringat . Pada Gambar 73-5,pendinginan evaporatif, orang ini tidak dapat mencegah kelenjar keringat diperlihatkan berbentuk tubular yangpeningkatan suhu tubuh ketika suhu udara lebih tinggi terdiri dari dua bagian: (1) bagian yang bergelung didari suhu tubuh. subdermis dalam yang menyekresi keringat, dan (2) bagian duktus yang berjalan keluar melalui dermis dan epidermis Efek Pakaian pada Pengeluaran Panas kulit. Seperti juga pada kelenjar lain, bagian sekretorik kelenjar keringat menyekresi cairan yang disebut sekretKonduktif. Pakaian menjebak udara di antara kulit primer atau sekret prekursor; kemudian konsentrasi zat-dan rajutan pakaian, sehingga meningkatkan ketebalan zat dalam cairan tersebut dimodifikasi sewaktu cairan ituyang disebut zona pribadi dari udara yang berdekatan mengalir melalui duktus.dengan kulit dan juga menurunkan aliran udara konveksi.Akibatnya, kecepatan pengeluaran panas dari tubuh Sekret prekursor adalah hasil sekresi aktif sel-sel epitelmelalui konduksi dan konveksi sangat menurun. Pakaian yang melapisi bagian yang bergelung dari kelenjar keringat.dengan bahan biasa menurunkan kecepatan pengeluaran Serat saraf simpatis kolinergik berakhir pada atau dekatpanas kira-kira setengah dari tubuh yang telanjang, sel-sel kelenjar yang mengeluarkan sekret tersebut.sedangkan pakaian kutub dapat menurunkan kecepatanpengeluaran panas paling sedikit sampai seperenam Komposisi sekret prekursor mirip dengan yang terdapatkalinya . pada plasma, namun tidak mengandung protein plasma. Konsentrasi natrium sekitar 142 mEq/L dan klorida Sekitar setengah panas yang dipindahkan dari kulit ke sekitar 104 mEq/L, dengan konsentrasi zat terlarut lainpakaian dipancarkan melalui radiasi ke pakaian clan bukan yang lebih kecil bila dibandingkan di dalam plasma. Saatdipancarkan melalui konduksi melewati ruang kecil. Oleh larutan prekursor ini mengalir di bagian duktus kelenjar,sebab itu, melapisi pakaian di bagian dalam dengan lapisan larutan ini mengalami modifikasi melalui reabsorpsiemas tipis, yang memantulkan panas kembali ke tubuh, sebagian besar ion natrium dan klorida. Tingkatmembuat perangkat penyekat pakaian tersebut jauh lebihefektif daripada bila tidak dilapisi. Dengan menggunakan942

Bab 73 Pengaturan Suhu Tubuh dan Demam yang direabsorbsi. Oleh karena itu, konsentrasi unsur I terlarut lainnya dari keringat hanya sedikit meningkat- Duktus ureum menjadi sekitar dua kali dari plasma, asam laktat sekitar 4 kali, clan kalium sekitar 1,2 kali. Absorpsi, terutama ion natrium dan klorida 1-~1>--1 Bila orang belum menyesuaikan diri dengan iklim panas, ia akan mengalami kehilangan natrium klorida di Kelenjar dalam keringat dalam jumlah yang bermakna. Kehilangan Sekret elektrolit akan jauh lebih sedikit, meskipun kemampuan primer, berkeringat telah ditingkatkan, bila orang telah terbiasa terutama dengan iklim tersebut, seperti berikut ini. filtrat bebas Aklimatisasi Mekanisme Berkeringat terhadap protein Panas-Peranan Aldosteron. Pada orang yang normal clan belum menyesuaikan diri dengan iklim jarang dapat simpatis menghasilkan keringat lebih dari 1 L/jam, tetapi bila iaGambar 73-5 Kelenjar keringat yang dipersarafi oleh saraf simpatis terpajan cuaca panas selama 1 sampai 6 minggu, orangyang menyekresi asetilkolin. Sekret primer bebas protein dibentuk tersebut akan berkeringat lebih banyak, sering kali akanoleh bagian kelenjar, tetapi sebagian besar elektrolit direabsorpsi di meningkatkan sekresi keringatnya hingga maksimal 2dalam duktus, menghasilkan sekret yang encer dan cair. sampai 3 L/jam. Evaporasi keringat yang lebih banyak ini dapat memindahkan panas dari tubuh dengan kecepatanreabsorpsi ini bergantung pada kecepatan berkeringat, lebih dari 10 kali dari kecepatan pembentukan panas basalseperti diuraikan berikut ini. normal. Peningkatan efektivitas mekanisme berkeringat ini disebabkan oleh perubahan sel kelenjar keringat itu Apabila kelenjar keringat hanya sedikit dirangsang, untuk meningkatkan kemampuan berkeringatnya.cairan prekursor mengalir melalui duktus dengan lambat.Dalam ha! ini, pada dasarnya semua ion natrium clan Hal lain yang juga berhubungan dengan aklimatisasiklorida direabsorbsi, clan konsentrasi masing-masing ion adalah terus menurunnya konsentrasi natrium kloridaini turun menjadi 5 mEq/L. Hal ini mengurangi tekanan dalam keringat, yang memungkinkan penyimpananosmotik cairan keringat tersebut sampai nilai yang sangat garam di dalam tubuh yang lebih baik secara progresif.rendah sehingga sebagian besar cairan kemudian juga Sebagian besar efek ini disebabkan oleh peningkatandireaosorbsi, yang memekatkan sebagian besar kandungan sekresi aldosteron oleh kelenjar adrenokortikal, yangunsur lainnya. Oleh karena itu, pada kecepatan berkeringat dihasilkan dari sedikit penurunan konsentrasi natriumyang rendah, kandungan unsur seperti ureum, asam laktat, klorida dalam cairan ekstraselular clan plasma. Orangclan ion kalium biasanya konsentrasinya sangat tinggi. yang belum menyesuaikan diri dengan iklim, akan banyak berkeringat sehingga sering kehilangan garam sebesar Sebaliknya, bila kelenjar keringat dirangsang dengan 15 sampai 30 g setiap hari untuk beberapa hari pertama.kuat oleh sistem saraf simpatis, sekret prekursor dibentuk Setelah 4 sampai 6 minggu menyesuaikan diri, kehilangandalam jumlah yang banyak, clan duktus kini hanya garam biasanya menjadi 3 sampai 5 g/hari.mereabsorbsi natrium klorida dalam jumlah yang lebihsedikit dari setengahnya; konsentrasi ion-ion natrium Kehilangan Panas melalui Terengah-engahclan klorida kemudian biasanya meningkat (pada orangyang tidak dapat menyesuaikan diri dengan iklim) sampai Banyak hewan tingkat rendah memiliki sedikit kemampuantingkat maksimum sekitar 50 sampai 60 mEq/L, sedikit untuk menghilangkan panas dari permukaan tubuhnya,lebih rendah dari setengah konsentrasinya di dalam karena dua alasan: (1) permukaan tubuh sering ditutupi olehplasma. Lebih lanjut lagi, keringat mengalir melalui tubulus bulu, dan (2) kulit di sebagian besar binatang tingkat rendahkelenjar sedemikian cepatnya sehingga hanya sedikit air tidak disuplai dengan kelenjar keringat, yang mencegah sebagian besar hilangnya panas melalui evaporasi dari kulit. Suatu mekanisme pengganti, yakni mekanisme terengah- engah, digunakan oleh banyak hewan tingkat rendah sebagai cara untuk menghilangkan panas. Fenomena terengah-engah \"dihidupkan\" oleh pusat pengatur suhu di otak. Bila darah menjadi terlalu panas, hipotalamus mencetuskan sinyal neurogenik untuk menurunkan suhu tubuh. Satu dari sinyal ini menimbulkan keadaan terengah-engah. Proses terengah-engah sebenarnya diatur oleh pusat terengah-engah yang berhubungan dengan pusat pernapasan pneumotaksik yang ada dalam pons. Bila seekor hewan terengah-engah, hewan tersebut akan menghirup dan mengeluarkan napas dengan cepat, sehingga sejumlah besar udara baru yang berasal dari luar 943

Unit XIII fvfetabo/isme dan Pengaturan Suhu 110 mengadakan kontak dengan bagian atas saluran pernapasan; 100 proses ini akan mendinginkan darah di dalam saluran mukosa pernapasan sebagai akibat evaporasi air dari permukaan E mukosa, terutama evaporasi saliva dan lidah. Namun keadaan terengah-engah tidak meningkatkan ventilasi .c 90 alveolar lebih dari yang dibutuhkan untuk mengendalikan .:c:J gas-gas di dalam darah dalam jumlah yang sesuai, karena setiap pernapasan sangat dangkal; oleh karena itu, sebagian E besar udara yang masuk ke alveoli adalah udara ruang rugi yang terutama berasal dari trakea dan bukan dari atmosfer. .:c:J 80 e:n:J Pengaturan Suhu Tubuh-Peran Hipotalamus 70Gambar 73-6 menggambarkan apa yang terjadi pada 60 -+-~\"\"\"T\"\"~-..,.~--.r--~-r--~-.-~-.suhu \"inti\" tubuh pada orang yang telanjang setelahbeberapa jam terpajan pada udara kering yang berkisar 30 50 70 90 11 0 130 150dari 30° sampai 160°F. Gambaran yang tepat dari kurva Suhu atmosfer (°F)ini bergantung pada gerakan angin di udara, jumlahkelembapan di udara, clan bahkan sifat alam di lingkungan Gambar 73-6 Efek su hu at mosfer tinggi dan rendah selamasekitarnya. Secara umum, orang telanjang yang berada beberapa jam pada kondisi kering terhadap su hu \"inti\" tubuhpada udara kering yang bersuhu antara 55° clan 130°F, internal. Perhatikan bahwa suhu tubuh internal tetap stabilmampu mempertahankan suhu inti tubuh yang normal walaupun terjadi perubahan pada suhu atmosfer.antara 97° dan l00°F. sangat berdilatasi. Hal ini merupakan reaksi yang timbul Suhu tubuh diatur hampir seluruhnya oleh mekanisme segera untuk menyebabkan tubuh kehilangan panas,persarafan umpan balik, dan hampir semua mekanisme sehingga membantu mengembalikan suhu tubuh kembaliini terjadi melalui pusat pengaturan-suhu yang terletak normal. Di samping itu, pembentukan panas tubuh yangdi hipotalamus. Agar mekanisme umpan balik ini dapat berlebihan dihambat. Dengan demikian, area preoptik dariberlangsung, harus juga tersedia pendetektor suhu untuk hipotalamus jelas memiliki kemampuan yang berfungsimenentukan kapan suhu tubuh menjadi sangat panas atau sebagai termostatik pusat pengaturan suhu tubuh.sangat dingin. Deteksi Suhu oleh Reseptor di Kulit dan jaringanPeran Area Preoptik-Hipotalamik Anterior dalam Tubuh Bagian DalamMendeteksi Suhu Termostatik Walaupun sinyal yang ditimbulkan oleh reseptor suhuTelah dilakukan percobaan pemanasan dan pendinginan di hipotalamus sangat kuat dalam mengatur suhu tubuh,pada hewan di suatu area kecil di otak dengan reseptor suhu di bagian lain tubuh mempunyai peranmenggunakan thermode. Alat kecil seperti jarum ini tambahan dalam pengaturan suhu. Hal ini terjadi padadipanaskan dengan alat listrik atau dengan mengalirkan reseptor suhu di kulit dan beberapa jaringan khusus diair panas, atau didinginkan dengan air dingin. Area tubuh bagian dalam.utama di otak tempat panas atau dingin yang dihasilkanoleh thermode memengaruhi pengaturan suhu tubuh Diingatkan kembali dari pembicaraan mengenaiadalah nukleus preoptik dan nukleus hipotalamik anterior reseptor sensorik di Bab 48 bahwa kulit dilengkapi denganhipotalamus. reseptor dingin dan panas. Reseptor dingin terdapat jauh lebih banyak daripada reseptor panas; tepatnya, terdapat Dengan menggunakan thermode, area preoptik- 10 kali lebih banyak di seluruh kulit. Oleh karena itu,hipotalamus anterior diketahui mengandung sejumlah deteksi suhu bagian perifer terutama menyangkut deteksibesar neuron yang sensitif terhadap panas yang jumlahnya suhu sejuk clan dingin daripada suhu panas.kira-kira sepertiga neuron yang sensitif terhadap dingin.Neuron-neuron ini diyakini berfungsi sebagai sensor Apabila kulit di seluruh tubuh kedinginan, terjadisuhu untuk mengontrol suhu tubuh. Neuron-neuron pengaruh refleks yang segera dibangkitkan clan mulaiyang sensitif terhadap panas ini meningkatkan kecepatan meningkatkan suhu tubuh melalui beberapa cara:kerjanya hingga 2 sampai 10 kali lipat sebagai respons (1) dengan memberikan rangsang kuat sehinggaterhadap kenaikan suhu tubuh sebesar l0°C. Neuron menyebabkan menggigil, yang akhirnya meningkatkanyang sensitif terhadap dingin, sebaliknya, meningkatkan kecepatan pembentukan panas tubuh; (2) dengankecepatan kerjanya saat suhu tubuh turun. menghambat proses berkeringat bila ha! ini sudah terjadi, dan (3) dengan meningkatkan vasokonstriksi kulit untuk Apabila area preoptik dipanaskan, kulit di seluruh menghilangkan pemindahan panas tubuh dari kulit.tubuh dengan segera mengeluarkan banyak keringat,sementara pembuluh darah kulit di seluruh tubuh menjadi Reseptor suhu tubuh bagian dalam terutama ditemukan di medula spinalis, di organ dalam abdomen,944 clan di dalam atau di sekitar vena-vena besar di abdomen bagian atas dan rongga dada. Reseptor dalam ini berbeda fungsinya dengan reseptor kulit, karena reseptor tersebut lebih banyak terpajan pada suhu inti tubuh daripada suhu permukaan tubuh. Namun, seperti halnya reseptor suhu

kulit, reseptor tersebut lebih banyak mendeteksi dingin Bab 73 Pengaturan Suhu Tubuh dan Demamdaripada panas. Kemungkinan bahwa baik reseptor kulitmaupun reseptor tubuh bagian dalam lebih berperan Mekanisme Peningkatan-Suhu Saat Tubuh Terlaluuntuk mencegah hipotermia-yaitu, mencegah suhu Dingintubuh yang rendah. Ketika tubuh terlalu dingin, sistem pengaturan suhuHipotalamus Posterior Menggabungkan Sinyal mengadakan prosedur yang tepat berlawanan. YaituSensorik Suhu Pusat dan Perifer sebagai berikut.Walaupun banyak sinyal sensorik suhu berasal dari 1. Vasokonstriksi kulit di seluruh tubuh. Hal ini disebabkanreseptor perifer, sinyal ini membantu pengaturan suhu oleh rangsangan dari pusat simpatis hipotalamustubuh terutama melalui hipotalamus. Area hipotalamus posterior.yang dirangsang oleh sinyal sensorik terletak secarabilateral pada hipotalamus posterior kira-kira setinggi 2. Piloereksi. Piloereksi berarti rambut \"berdiri padakorpus mamilaris. Sinyal sensorik suhu dari area preoptik akarnya:' Rangsang-simpatis menyebabkan otot arektordi hipotalamus anterior juga dihantarkan ke dalam area pili yang melekat ke folikel rambut berkontraksi, yanghipotalamus posterior ini. Di sini sinyal dari area preoptik menyebabkan rambut berdiri tegak. Hal ini tidakclan sinyal dari bagian tubuh yang lain dikombinasikan penting pada manusia, tetapi pada hewan yang lebihclan digabung untuk mengatur reaksi pembentukan panas rendah, berdirinya rambut memungkinkan hewanatau reaksi penyimpanan panas di dalam tubuh. tersebut untuk membentuk lapisan tebal \"isolator udara\" yang bersebelahan dengan kulit, sehinggaMekanisme Efektor Neuron yang Menurunkan pemindahan panas ke lingkungan sangat ditekan.atau Meningkatkan Suhu Tubuh 3. Peningkatan termogenesis (pembentukan panas).Bila pusat suhu hipotalamus mendeteksi bahwa suhu Pembentukan panas oleh sistem metabolismetubuh terlalu panas atau terlalu dingin, hipotalamus akan meningkat dengan memicu terjadinya menggigil,memberikan prosedur penurunan atau peningkatan suhu rangsang simpatis untuk pembentukan panas, clanyang sesuai. Pembaca mungkin lebih banyak mengetahui sekresi tiroksin. Mekanisme ketiga cara tersebutha! ini dari pengalaman pribadi, tetapi gambaran dalam meningkatkan panas, membutuhkan penjelasankhususnya adalah sebagai berikut. tambahan, sebagai berikut.Mekanisme Penurunan-Suhu Bila Tubuh Terlalu Rangsang Hipotalamus terhadap Menggigil. TerletakPanas pada bagian dorsomedial dari hipotalamus posterior dekat dinding ventrikel ketiga adalah suatu area yangSistem pengatur suhu menggunakan tiga mekanisme disebut pusat motorik primer untuk menggigil. Areapenting untuk menurunkan panas tubuh ketika suhu ini normalnya dihambat oleh sinyal dari pusat panas ditubuh menjadi sangat tinggi, yaitu sebagai berikut. area preoptik-hipotalamus anterior tetapi dirangsang1. Vasodilatasi pembuluh darah kulit. Pada hampir semua 90 area di dalam tubuh, pembuluh darah kulit berdilatasi dengan kuat. Hal ini disebabkan oleh hambatan pusat 80 Kehilangan panas simpatis di hipotalamus posterior yang menyebabkan vasokonstriksi. Vasodilatasi penuh akan meningkatkan melalui evaporasi kecepatan pemindahan panas ke kulit sebanyak delapan 70 kali lipat. 60 panas2. Berkeringat. Efek peningkatan suhu tubuh yang menyebabkan berkeringat digambarkan oleh kurva abu- .ii: abu terang pada Gambar 73-7, yang memperlihatkan peningkatan yang tajam pada kecepatan pengeluaran ~ panas melalui evaporasi, yang dihasilkan dari berkeringat ketika suhu inti tubuh meningkat di atas ...'ti 50 nilai kritis 37°C (98,6°F). Peningkatan suhu tubuh tambahan sebesar 1°C, menyebabkan pengeluaran QI keringat yang cukup banyak untuk membuang 10 kali kecepatan pembentukan panas tubuh basal. Cl.3. Penurunan pembentukan panas. Mekanisme yang ·.:: 40 menyebabkan pembentukan panas yang berlebihan, seperti menggigil clan termogenesis kimia, dihambat 0 dengan kuat. iii ~ 30 20 10 o-l===::;:::==::;:::==~~\"\"T\"\"\"~\"\"T\"\"\"~~ 36,4 36,6 36,8 37,0 37,2 37,4 37,6 Suhu kepala (°C) Gambar 73-7 Efek suhu hipotalamus pada pengeluaran panas tubuh melalui evaporasi dan pembentukan panas yang terutama disebabkan oleh aktivitas otot dan menggigil. Gambar ini memperlihatkan nilai suhu kritis yang sangat ekstrem saat terjadinya peningkatan pengeluaran panas dan pembentukan panas mencapai nilai kestabilan yang minimum. 945

Unit XIII fvletabo/isme dan Pengaturan Suhu yang memang memiliki sejumlah kecil lemak cokelat pada ruang interskapula, termogenesis kimia dapatoleh sinyal dingin dari kulit clan medula spinalis. Oleh meningkatkan kecepatan pembentukan panas sebesarkarena itu, seperti yang ditunjukkan oleh peningkatan 100 persen, yang kemungkinan merupakan faktor penting\"produksi panas\" yang tiba-tiba (lihat kurva abu-abu pada dalam mempertahankan suhu tubuh yang normal padaGambar 73-7), pusat ini teraktivasi ketika suhu tubuh neonatus.turun meskipun hanya beberapa derajat di bawah nilaisuhu kritis. Pusat ini kemudian meneruskan sinyal yang Peningkatan Keluaran Tiroksin sebagaimenyebabkan menggigil melalui traktus bilateral turunke batang otak, kemudian ke dalam kolumna lateralis Penyebab Peningkatan Pembentukan Panas Jangkamedula spinalis, clan akhirnya ke neuron-neuron motorikanterior. Sinyal ini tidak teratur, clan tidak menyebabkan Panjang. Pendinginan di area preoptik-hipotalamusgerakan otot yang sebenarnya. Sebaliknya, sinyal tersebutmeningkatkan tonus otot rangka di seluruh tubuh dengan anterior juga meningkatkan pembentukan hormonmeningkatkan aktivitas neuron-neuron motorik anterior.Ketika tonus meningkat di atas nilai kritis tertentu, proses neurosekretorik thyrotropin-releasing hormone (hormonmenggigil dimulai. Kemungkinan hal tersebut dihasilkandari osilasi umpan batik mekanisme refleks regangan pelepas tirotropin) oleh hipotalamus. Hormon ini diangkutgelondong otot, yang telah dibicarakan di Bab 54. Selamaproses menggigil maksimum, p embentukan panas tubuh melalui vena porta hipotalamus ke kelenjar hipofisisdapat meningkat hingga sebesar empat sampai lima kalilipat dari normal. anterior, tempat hormon merangsang sekresi thyroid- Eksitasi Simpatis \"Kimiawi\" pada Pembentukan stimulating hormone (hormon perangsang tiroid).Panas. Seperti yang telah dibahas di Bab 72, peningkatanperangsangan simpatis maupun norepinefrin clan epinefrin Selanjutnya thyroid-stimulating hormone merangsangdalam darah dapat menyebabkan peningkatan kecepatanmetabolisme seluler dengan cepat. Efek ini disebut peningkatan keluaran tiroksin oleh kelenjar tiroid, sepertitermogenesis kimia atau termogenesis tanpa menggigil. Haltersebut sebagian dihasilkan dari kemampuan norepinefrin yang akan dijelaskan di Bab 76. Peningkatan tiroksinclan epinefrin untuk m emisahkan fosforilasi oksidatif,yang berarti bahwa kelebihan makanan akan dioksidasi akan menggiatkan uncoupling protein clan meningkatkanclan dengan cara tersebut akan melepaskan energi dalambentuk panas tanpa menyebabkan pembentukan ATP. kecepatan metabolisme seluler di seluruh tubuh, Derajat termogenesis kimia yang terjadi pada hewan yang merupakan mekanisme lain termogenesis kimia.hampir selalu sebanding dengan jumlah lemak cokelatdalam-jaringan hewan. Lemak ini merupakan jenis lemak Peningkatan metabolisme ini tidak terjadi segera tetapiyang banyak mengandung mitokondria khusus tempatterjadinya pemisahan oksidasi, seperti yang dijelaskan di membutuhkan waktu beberapa minggu pajanan terhadapBab 72. Lemak cokelat sangat kaya akan saraf-sarafsimpatisyang melepaskan norepinefrin, yang merangsang ekspresi dingin untuk membuat kelenjar tiroid menjadi hipertrofijaringan mitochondrial uncoupling protein (disebut jugatermogenin) clan meningkatkan termogenesis. clan mencapai tingkat sekresi tiroksin yang baru. Proses penyesuaian diri terhadap iklim sangat Hewan yang terpajan pada udara dingin yang ekstremmemengaruhi intensitas termogenesis kimia; beberapahewan, seperti tikus, yang telah terpajan pada yang dingin selama beberapa minggu dapat menyebabkan ukuranselama beberapa minggu, memperlihatkan peningkatanpembentukan panas sebesar 100 sampai 500 persen bila kelenjar tiroidnya membesar 20 sampai 40 persen. Akanterpajan secara tiba-tiba pada dingin, sebaliknya, padahewan yang tidak dapat menyesuaikan diri dengan iklim, tetapi, manusia jarang membiarkan dirinya terpajan padamemberikan respons dengan meningkatkan pembentukanpanas kira-kira sebesar sepertiganya. Peningkatan udara dingin pada derajat yang sama seperti yang terjaditermogenesis ini secara bersamaan juga meningkatkanasupan makanan. pada hewan. Oleh karena itu, kita masih tidak mengetahui Pada manusia dewasa, yang hampir tidak memiliki secara kuantitatif, seberapa penting mekanisme adaptasilemak cokelat, jarang sekali termogenesis kimiameningkatkan kecepatan pembentukan panas lebih tiroid terhadap dingin pada manusia.dari 10 sampai 15 persen. Akan tetapi, pada bayi, Pengukuran yang terpisah telah memperlihatkan bahwa anggota militer yang ditugaskan di kutub selama beberapa bulan mengalami peningkatan kecepatan metabolisme; beberapa orang Inuit (Eskimo) juga memiliki kelainan kecepatan metabolisme basal yang tinggi. Lebih lanjut, efek rangsangan udara dingin yang terus-menerus pada kelenjar tiroid mungkin dapat menjelaskan insiden goiter tiroid toksik yang jauh lebih tinggi pada orang yang tinggal di iklim yang lebih dingin daripada orang yang tinggal di iklim yang lebih panas. Konsep \"Set-Point\" untuk Pengaturan Suhu Dalam contoh pada Gambar 73-7, sangat jelas bahwa pada suhu inti tubuh yang kritis, sekitar 37,1°C (98,8°F), akan menyebabkan perubahan drastis kecepatan pengeluaran panas clan pembentukan panas. Pada suhu di atas nilai ini, kecepatan pengeluaran panas lebih besar dari kecepatan pembentukan panas, sehingga suhu tubuh turun clan mendekati nilai 37,1°C. Pada suhu di bawah nilai ini, kecepatan pembentukan panas lebih besar dari kecepatan pengeluaran panas, sehingga suhu tubuh kini meningkat946

Bab 73 Pengaturan Suhu Tubuh dan Demamclan sekali lagi mendekati nilai 37,1°C. Nilai suhu kritis 90ini disebut \"set-point\" pada mekanisme pengaturan suhu.Yaitu, semua mekanisme pengaturan suhu secara terus- :i\" Imenerus berupaya untuk mengembalikan suhu tubuh ikembali ke nilai set-point. 33°C ·3;:2: 80 s39a°Cm· p \ Perolehan Umpan Balik untuk Pengaturan SuhuTubuh. Mari kita ingat kembali sejenak pembicaraan 0mengenai perolehan umpan balik sistem pengatur iiiyang telah dibicarakan di Bab 1. Perolehan umpan balik 70merupakan pengukuran efektivitas sistem pengatur. ~Dalam ha! pengaturan suhu tubuh, suhu inti internal harus ·c;;sesedikit mungkin mengalami perubahan, walaupun suhulingkungan mungkin sangat berubah dari hari ke hari atau <ti 60bahkan dari jam ke jam. Perolehan umpan batik sistempengaturan suhu sama dengan rasio perubahan suhu 0a. Suhu kulitlingkungan terhadap perubahan suhu tubuh dikurangi <>ti1,0. (lihat Bab 1 untuk rumus tersebut). Percobaan telah 50memperlihatkan bahwa suhu tubuh manusia berubah Cl)sekitar 1°C untuk setiap perubahan suhu lingkungan 25°Csampai 30°C. Oleh karena itu, perolehan umpan balik ·:; 32°(7dari keseluruhan mekanisme untuk mengatur suhu tubuhrata-rata sekitar 27 (28/ 1,0 - 1,0 = 27), yang merupakan iiipencapaian yang sangat ekstrem untuk sistem pengaturan Qi 40biologis (sebagai perbandingan, baroreseptor sistem E 31°Cpengaturan tekanan arteri, memiliki perolehan umpanbalik < 2). fl)Suhu Ku lit dapat Sedikit Mengubah Set-Point untuk c<t:i 30Pengaturan Suhu Inti a<ti. c:Set-point suhu kritis pada hipotalamus, terutama 20 Set-pointditentukan oleh derajat aktivitas reseptor suhu panas <ti Evaporasi yangpada area preoptik-hipotalamus anterior. Di atas set Cc:l 29°Cpoint menandakan dimulainya berkeringat clan di bawahditandai dengan dimulainya menggigil. Akan tetapi, sinyal :..!c!! 10suhu yang berasal dari bagian perifer tubuh, terutama dari Cl) tidak kelihatankulit clan jaringan tubuh bagian dalam tertentu (medula ~spinalis clan organ visera abdomen), juga berperan sedikit o,I:::::;:::::::;:==~~::::::;:~::=~~terhadap pengaturan suhu tubuh. Tetapi bagaimanasinyal-sinyal tersebut ikut berperan? Jawabannya adalah 36,0 36,2 36,4 36,6 36,8 37,0 37,2 37,4bahwa sinyal-sinyal tersebut mengubah set-point di pusatpengaturan suhu di hipotalamus. Efek ini digambarkan Suhu kepala internal(°C)pada Gambar 73-8 clan 73-9. Gambar 73-8 Efek perubahan suhu kepala internal terhadap Gambar 73-8 menunjukkan efek suhu kulit yang kecepatan pengeluaran panas tubuh melalui evaporasi. Perhatikanberbeda-beda terhadap set-point untuk berkeringat,memperlihatkan bahwa set-point tersebut meningkat pula bahwa suhu kulit menentukan nilai set-point pada saat prosesapabila suhu kulit menurun. Jadi, pada orang yang diwakilidi gambar ini, set-point hipotalamus meningkat dari 36,7°C berkeringat dimulai. (Sumbangan Dr. T. H. Benzinger.)bila suhu kulit lebih tinggi dari 33°C, menjadi 37,4°Cketika suhu kulit turun menjadi 29°C. Oleh karena itu, bila 90 Suhu kulit (20°)suhu kulit tinggi, pengeluaran keringat akan dimulai padasuhu hipotalamus yang lebih rendah daripada ketika suhu ~ookulit sedang rendah. Kita dapat lebih mudah memahaminilai dari sistem seperti ini, karena penting diperhatikan 80bahwa pengeluaran keringat akan dihambat ketika suhukulit rendah; jika tidak, efek gabungan dari rendahnya :i\" i ~... 70 0 iii 60 ~ fl) c<t:i 50 a<ti. c: 40 <ti ....II: Set-point ;:, c: 30 Pembentukan .Ccl) panas basa E Cl) 20 CL. 10 36,6 36,8 37,0 37,2 37,4 37,6 Suhu kepala internal (°C) Gambar 73-9 Efek perubahan suhu internal kepala terhadap kecepatan pembentukan panas oleh tubuh. Perhatikan bahwa suhu kulit menentukan nilai set-point saat menggigil dimulai. (Sumbangan Dr. T. H. Benzinger.) suhu kulit clan pengeluaran keringat dapat menyebabkan pengeluaran panas tubuh yang lebih banyak. Efek yang serupa terjadi saat menggigil, seperti diperlihatkan pada Gambar 73-9. Yaitu, bila kulit menjadi dingin, keadaan tersebut mendorong pusat hipotalamus menuju ambang menggigil bahkan saat suhu hipotalamus 947

Unit XI/I fvfetabolisme dan Pengaturan Suhu Pada orang dengan kondisi ini, suhu tubuh harus diatur terutama oleh respons fisik pasien terhadap sensasisendiri masih cukup panas dibanding normal. Sekali lagi, dingin clan panas di dalam regio kepala- yaitu, melaluikita dapat mengerti nilai dari sistem pengaturan, karena kontrol perilaku berpakaian clan dengan bergerak ke dalamsuhu kulit yang dingin akan segera menyebabkan suhu lingkungan panas atau dingin secara tepat.tubuh menjadi sangat menurun kecuali bila pembentukanpanas ditingkatkan. Jadi, suhu kulit yang dingin sebenarnya Kelainan Pengaturan Suhu Tubuh\"mengantisipasi\" turunnya suhu tubuh internal clanmencegahnya. DemamPengaturan Perilaku pada Suhu Tubuh Demam, yang berarti suhu tubuh di atas batas normal, dapat disebabkan oleh kelainan di dalam otak sendiriSelain mekanisme bawah sadar untuk pengaturan suhu atau oleh bahan-bahan toksik yang memengaruhi pusattubuh, tubuh masih memiliki mekanisme pengaturan suhu pengaturan-suhu. Beberapa penyebab demam (clanlain yang bahkan lebih kuat. Pengaturan p erilaku suhu ini, juga suhu tubuh dibawah normal) diperlihatkan padadapat dijelaskan sebagai berikut. Bila suhu tubuh internal Gambar 73-10. Penyebab tersebut meliputi penyakitmenjadi sangat tinggi, sinyal dari area pengatur-suhu di yang disebabkan oleh bakteri, tumor otak, clan keadaanotak membuat orang mengalami sensasi fisik kepanasan. lingkungan yang dapat berakhir dengan heatstroke.Sebaliknya, bila tubuh menjadi terlalu dingin, sinyal darikulit clan mungkin juga dari reseptor tubuh bagian dalam Mengatur Kembali Pusat Pengaturan Suhumengeluarkan perasaan dingin yang tidak nyaman. Oleh Hipotalamus pada Penyakit Demam-Efek Pirogenkarena itu, orang tersebut akan membuat penyesuaianlingkungan yang tepat untuk dapat mencapai kembali Sebagian besar protein, hasil pemecahan protein,kenyamanan, seperti bergerak ke ruang yang panas atau clan beberapa zat tertentu lainnya, terutama toksindengan memakai baju yang memiliki penyekat yang liposakarida yang dilepaskan membran sel bakteri, dapatbaik terhadap udara dingin. Hal ini merupakan sistem menyebabkan peningkatan set-point pada termostatpengaturan suhu tubuh yang lebih kuat daripada yang hipotalamus. Zat yang menimbulkan efek seperti initelah ditemukan oleh ahli fisiologi di masa lalu. Bahkan, disebut pirogen. Pirogen yang dilepaskan bakteri toksikmekanisme ini benar-benar merupakan mekanisme atau pirogen yang dilepaskan dari degenerasi jaringanyang efektif untuk mempertahankan suhu tubuh pada tubuh dapat menyebabkan demam selama keadaan sakit.lingkungan yang sangat dingin. Ketika set-point di pusat pengaturan-suhu hipotalamus menjadi lebih tinggi dari normal, semua mekanisme Refleks Suhu Kulit Setempat untuk meningkatkan suhu tubuh terlibat, termasuk penyimpanan panas clan peningkatan pembentukan panas. Apabila seseorang meletakkan kakinya di bawah sinar lampu Dalam beberapa jam setelah set-point ditingkatkan, suhu yang panas clan diam untuk beberapa saat, akan terjadi tubuh juga mendekati nilai ini seperti yang diperlihatkan vasodilatasi setempat clan pengeluaran keringat setempat pada Gambar 73-11. dengan derajat yang ringan. Sebaliknya, meletakkan kaki dalam air yang dingin menyebabkan vasokonstriksi setempat ~F ~c clan pengeluaran keringat setempat menjadi terhenti. Reaksi ini disebabkan oleh efek suhu setempat yang langsung pada Pengaturan suhu 114 I ~j Batas atas pembuluh darah clan juga oleh refleks spinal setempat yang mengalami { bertahan hidup? dikonduksikan dari reseptor kulit ke medula spinalis clan ::: kembali ke daerah kulit yang sama clan ke kelenjar keringat. gangguan serius 11 O...: ·: 44 ~ Heat stroke Intensitas efek setempat ini diatur oleh pengatur suhu otak - ,- 42 Lesi pada otak pusat sehingga semua efek kira-kira sebanding dengan sinyal Pengaturan suhu 106 -- -- 40 } Terap1. demam pengatur panas hipotalamus dikali dengan sinyal setempat. Refleks demikian dapat membantu mencegah pengubahan efisien pada 102 - ,- Penyakit demam panas yang berlebihan dari bagian tubuh setempat yang didinginkan atau dipanaskan. penyakit demam , { - , - 38 dan kerja fisik berat 98 -_ ,r- 36 Batasan Pengaturan Suhu Tubuh Internal menjadi Terganggu keadaan sehat dengan Pemotongan Medula Spinalis. Setelah pemotongan 90 ~ t32dan bekerja normal medula spinalis di bagian leher di atas tempat keluarnya jaras simpatis dari medula, pengaturan suhu tubuh menjadi Pengaturan suhu { sangat buruk, karena hipotalamus tidak dapat lagi mengatur 94 _; - 34 aliran darah kulit atau derajat pengeluaran keringat di semua bagian tubuh. Keadaan tersebut terjadi walaupun refleks tergan ggu 86 ::: : 30 suhu setempat yang berasal dari kulit, medula spinalis, clan reseptor intra abdomen masih ada. Refleks ini sangat -1 - lemah dibandingkan dengan pengaturan suhu tubuh oleh 82 _: - 28 hipotalamus. j : 26 Pengaturan suhu Batas bawah mengh1lang { 78 _ - bertahan hidup? 74 - - 24 Gambar 73- 10 Suhu tubuh pada berbagai keadaan. (Digambarkan kembali dari Du Bois EF: Fever. Springfield, Ill., Charles C Thomas, 1948.)948

Bab 73 Pengaturan Suhu Tubuh dan Demam Mekanisme Kerja Pirogen dalam Menyebabkon dihambat oleh obat, demam sama sekali tidak terjadi • atau paling tidak berkurang. Sebenarnya, ha! ini mungkinDemam-Peran Sitokin. Percobaan pada hewan sebagai penjelasan bagaimana cara aspirin menurunkantelah memperlihatkan bahwa beberapa pirogen, ketika demam, karena aspirin mengganggu pembentukandisuntikkan ke dalam hipotalamus, dapat segera prostaglandin dari asam arakidonat. Obat seperti aspirinbekerja secara langsung pada pusat pengaturan suhu yang menurunkan demam disebut antipiretik.hipotalamus untuk meningkatkan set-pointnya. Pirogenlainnya berfungsi secara tidak langsung clan mungkin Demam karena Lesi Otak. Bila seorang ahli bedah otakmembutuhkan periode laten selama beberapa jam sebelum melakukan operasi di daerah hipotalamus, demam yangmenimbulkan efek ini. Hal ini terjadi pada sebagian besar berat hampir selalu terjadi; akan tetapi jarang timbul efekbakteri pirogen, terutama endotoksin dari bakteri gram yang berlawanan, yakni terjadi hipotermia. Hal tersebutnegatif. memperlihatkan kemampuan mekanisme hipotalamus untuk pengaturan suhu tubuh dan mudahnya kelainan Apabila bakteri atau hasil pemecahan bakteri terdapat di hipotalamus dapat mengubah set-point pengaturandi dalam jaringan atau dalam darah, keduanya akan suhu. Keadaan lain yang sering menyebabkan suhu tinggidifagositosis oleh leukosit darah, makrofag jaringan yang berkepanjangan adalah penekanan hipotalamus olehclan limfosit pembunuh bergranula besar. Seluruh sel tumor otak.ini selanjutnya mencerna hasil pemecahan bakteri danmelepaskan sitokin, berbagai kelompok molekul sinyal Karakteristik Keadaan Demampeptida yang terlibat dalam respons imun bawaan clanadaptif. Salah satu yang paling penting dari sitokin ini Kedinginan. Apabila set-point pusat pengatur suhuyang menyebabkan demam adalah interleukin-I (IL-l)- hipotalamus tiba-tiba berubah dari nilai normal menjadiyang juga disebut leukosit pirogen atau pirogen endogen. lebih tinggi dari nilai normal (akibat penghancuran jaringan,Interleukin-1 dilepas oleh makrofag-ke dalam cairan zat pirogen, atau dehidrasi), biasanya dibutuhkan waktutubuh dan saat mencapai hipotalamus, hampir segera selama beberapa jam agar suhu tubuh dapat mencapai set-mengaktifkan proses yang menimbulkan demam, kadang- point suhu yang baru.kadang meningkatkan suhu tubuh yang jelas terlihatdalam waktu 8 sampai 10 menit. Sebanyak sepersepuluh Gambar 73-11 memperlihatkan efek peningkatan set-juta gram endotoksin lipopolisakarida dari bakteri, point yang tiba-tiba sampai tingkat 103'F. Oleh karena suhubekerja bersama-sama dengan leukosit darah, makrofag darah sekarang lebih rendah dari set-point pengatur suhujaringan, clan limfosit pembunuh, dapat menyebabkan hipotalamus, akan terjadi reaksi umum yang menyebabkandemam. Jumlah interleukin-1 yang dibentuk sebagai kenaikan suhu tubuh. Selama periode ini, orang tersebutrespons terhadap lipopolisakarida untuk menyebabkan akan menggigil dan merasa sangat kedinginan, walaupundemam hanya beberapa nanogram. suhu tubuhnya mungkin telah di atas normal. Demikian juga, kulit menjadi dingin karena terjadi vasokonstriksi, Beberapa percobaan telah menunjukkan bahwa dan orang tersebut gemetar. Menggigil dapat berlanjutinterleukin-1 menyebabkandemam, pertama-tamadengan sampai suhu tubuh mencapai set point hipotalamus 103'F.menginduksi pembentukan salah satu prostaglandin, Kemudian, orang tersebut tidak lagi menggigil tetapiterutama prostaglandin E2, atau zat yang mirip, clan sebaliknya tidak merasa dingin atau panas. Sepanjang faktorselanjutnya bekerja di hipotalamus untuk membangkitkan yang menyebabkan set point yang meningkat pada pengaturreaksi demam. Ketika . pembentukan prostaglandin suhu hipotalamus terus ada, suhu tubuh akan diatur lebih kurang dengan cara yang normal, tetapi pada nilai set-point Set-point suhu yang tinggi. 105 tiba-tiba - - - Pengaturan dari termostat Krisis, atau \"Kemerahan\". Bila faktor yang menyebabkan suhu tinggi dihilangkan, set-point pada pengatur suhu naik ke nilai - Suhu tubuh sebenarnya hipotalamus akan turun ke nilai yang lebih rendah- mungkin bahkan kembali ke nilai normal, seperti yang 104 L_yang _ti_ng_g_i___ diperlihatkan pada Gambar 73-11. Dalam keadaan ini, suhu tubuh masih 103'E tetapi hipotalamus berupaya untukt 103 Kris is mengatur suhu sampai 98,6°F. Keadaan ini analog dengan pemanasan yang berlebihan di area preoptik-hipotalamus.c I Vasodilatasi anterior, yang menyebabkan pengeluaran keringat banyak I Berkeringat dan kulit tiba-tiba menjadi panas karena vasodilatasi di..:ac;, 102 I semua tempat. Perubahan yang tiba-tiba dari peristiwa ini:;, I Set-point dalam penyakit demam dikenal sebagai \"krisis\" atau, lebih 101 I tiba-tiba turun tepatnya, \"kemerahan:' Pada masa lampau sebelum diberikan.c I ke nilai antibiotika, keadaan krisis selalu dinantikan, karena segera:;, I yang rendah setelah ha! ini terjadi, dokter dengan segera mengetahuien 100 I bahwa suhu pasien akan segera turun. I 99 I I 98 0 epinefrin 4. Menggigil 234 5 Waktu dalam jamGambar 73-11 Efek pengubahan set-point pada pengaturan suhuhipotalamus. 949

Unit XIII fvfetabolisme dan Pengaturan Suhu lipatnya, peningkatan volume plasma, dan menurunnya pengeluaran garam dalam keringat dan urine sampai hampir Heatstroke tidak ada; dua efek yang terakhir dihasilkan dari peningkatan Batas atas suhu udara yang masih dapat ditahan oleh sekresi aldosteron oleh kelenjar adrenal. seseorang sebagian besar bergantung kepada apakah udara tersebut kering atau basah. Bila udara kering clan arus konveksi Pajanan Tubuh terhadap Udara Dingin yang Ekstrem udara cukup mengalir untuk meningkatkan evaporasi yang Bila tidak ditangani dengan segera, orang yang terpajan cepat dari tubuh, orang tersebut dapat bertahan selama terhadap air es selama hampir 20 sampai 30 menit biasanya beberapa jam pada suhu udara 130°F. Sebaliknya, bila udara akan meninggal karena henti jantung atau fibrilasi jantung. dilembapkan 100 persen atau bila tubuh berada dalam air, Sampai saat itu, suhu .tubuh internal akan turun hingga suhu tubuh akan mulai meningkat bila suhu lingkungan sekitar 77°F. Bila segera dihangatkan dengan memberikan meningkat kira-kira di atas 94°F. Bila seseorang mengerjakan panas eksternal, hidupnya sering kali dapat diselamatkan. pekerjaan yang sangat berat, suhu lingkungan kritis yang di atasnya cenderung terjadi heatstroke mungkin serendah 85° Hilangnya Pengaturan Suhu pada Suhu yang sampai 90°F. Rendah. Seperti yang dinyatakan pada Gambar 73-10, sekali suhu tubuh turun di bawah 85°F, kemampuan hipotalamus Apabila suhu tubuh meningkat melebihi suhu kritis, untuk mengatur suhu akan hilang sama sekali; kemampuan dalam rentang 105° sampai l08°F, orang tersebut dapat tersebut akan sangat terganggu bahkan bila suhu tubuh mengalami heatstroke. Gejalanya meliputi pusing, rasa turun di bawah 94°F. Sebagian penyebab hilangnya tidak enak pada perut yang kadang disertai muntah, kadang pengaturan suhu adalah kecepatan pembentukan panas delirium, dan akhirnya hilang kesadaran bila suhu tubuh pada setiap sel ditekan hingga hampir dua kali lipat untuk tidak segera turun. Gejala-gejala ini sering dieksaserbasi setiap penurunan suhu tubuh l0°F. Demikian juga, timbul oleh derajat syok sirkulasi yang disertai dengan kehilangan rasa mengantuk (kemudian diikuti koma), yang menekan banyak cairan dan elektrolit dalam keringat. aktivitas mekanisme pengaturan panas oleh sistem saraf pusat dan mencegah menggigil. Hiperpireksia juga sangat merusak jaringan tubuh, terutama otak, dan oleh karena itu bertanggung jawab Frostbite. Apabila tubuh terpajan terhadap suhu terhadap banyakefeklain.Sesungguhnya, meskipun beberapa yang sangat rendah, daerah permukaan dapat membeku; menit suhu tubuh amat tinggi kadang dapat menjadi fatal. pembekuan itu disebutfrostbite. Hal ini terutama terjadi pada Banyak ahli menyarankan untuk memberikan penanganan daun telinga dan jari-jari tangan serta kaki. Bila kebekuan segera terhadap heatstroke dengan membaringkan pasien tersebut cukup untuk menyebabkan terbentuknya kristal dalam bak mandi yang berisi air dingin. Oleh karena ha! ini es di dalam sel, akan terjadi kerusakan permanen, seperti sering menyebabkan keadaan menggigil yang tidak terkendali kerusakan sirkulasi yang permanen, demikian juga dengan dengan sangat meningkatkan kecepatan pembentukan panas, kerusakan jaringan setempat. Gangren sering mengikuti ahli yang lain menyarankan bahwa pendinginan dengan proses pencairan es, dan daerah yang mengalami frostbite spons atau penyemprotan pada kulit tampaknya lebih efektif harus diangkat secara pembedahan. untuk menurunkan suhu inti tubuh dengan cepat. Vasodilatasi yang Diinduksi oleh Dingin merupakan Efek Berbahaya Suhu yang Tinggi. Temuan patologis Perlindungan Akhir terhadap Frostbite pada Suhu yang pada orang yang meninggal karena hiperpireksia adalah Hampir Membeku. Apabila suhu jaringan tubuh turun perdarahan lokal dan degenerasi parenkimatosa sel di seluruh hingga hampir membeku, otot polos di dinding pembuluh tubuh, tetapi terutama di otak. Sekali sel neuron mengalami darah akan mengalami kelumpuhan yang disebabkan oleh kerusakan, sel tersebut tidak dapat digantikan. Demikian keadaan dingin itu, clan terjadi vasodilatasi yang tiba-tiba, juga, kerusakan pada hati, ginjal, dan organ tubuh lainnya sering terlihat sebagai kemerahan pada kulit. Mekanisme sering kali dapat cukup berat, sehingga kegagalan satu atau ini membantu mencegah frostbite dengan menghantarkan lebih dari organ-organ ini akhirnya menyebabkan kematian, darah yang hangat ke daerah kulit. Mekanisme ini sangat kadang tidak sampai beberapa hari setelah heatstroke. kurang berkembang pada manusia dibandingkan pada hewan tingkat rendah yang hidup di lingkungan dingin Aklimatisasi terhadap Panas. Sering kali merupakan sepanjang waktu. ha! yang amat penting untuk mengaklimatisasi orang terhadap panas yang ekstrem. Beberapa contoh orang Hipotermia Buatan. Sangatlah mudah untuk yang perlu mengaklimatisasi diri adalah para serdadu menurunkan suhu seseorang, hanya dengan memberikan yang bertugas di daerah tropis dan buruh tambang yang sedatif kuat untuk menekan reaktivitas pengatur suhu bekerja di pertambangan emas dengan kedalaman 2 mil hipotalamus dan kemudian mendinginkan orang tersebut di Afrika Selatan, yang suhunya mendekati suhu tubuh dengan es atau selimut pendingin, sampai suhunya turun. dan kelembapannya mendekati 100 persen. Orang yang Kemudian suhu dapat dipertahankan di bawah 90°F untuk terpajan pada panas selama beberapa jam setiap harinya beberapa hari sampai seminggu atau lebihdengan penyiraman selama mengerjakan beban kerja berat yang rasional, akan air dingin atau alkohol pada tubuh. Pendinginan buatan yang meningkatkan toleransi terhadap panas dan kelembapan demikian sering digunakan selama operasi jantung sehingga dalam waktu 1 sampai 3 minggu. Di antara perubahan fisiologis yang paling penting terjadi selama proses penyesuaian ini adalah peningkatan kecepatan maksimum pengeluaran keringat hingga kira-kira dua kali950

Bab 73 Pengaturan Suhu Tubuh dan Demam jantung dapat dihentikan secara buatan untuk beberapa saat. Horowitz M: Matching the heart to heat-induced circulatory load: heat- • Pendinginan yang lebih lama tidak menyebabkan kerusakan acclimatory responses, News Physiol Sci 18:215, 2003. jaringan, tetapi memang memperlambat jantung clan sangat menekan metabolisme sel, sehingga sel tubuh dapat bertahan Katschinski DM: On heat and cells and proteins, News Physiol Sci 19: 11, selama 30 menit sampai lebih dari 1 jam tanpa aliran darah 2004. selama berlangsungnya operasi. Kenney WL, Munce TA: Aging and human temperature regulation, J ApplDaftar Pustaka Physiol 95:2598, 2003.Aronoff DM, Neilson EG: Antipyretics: mechanisms of action and clinical Kozak W, Kluger MJ, Tesfaigzi J, et al: Molecular mechanisms of fever and use in fever suppression, Am} Med 111:304, 2001 . endogenous antipyresis, Ann NYAcad Sci 917:121, 2000.Benarroch EE: Thermoregulation: recent concepts and remaining questions, Morrison SF: Central pathways controlling brown adipose tissue thermo- Neurology 69:1293, 2007. genesis, News Physiol Sci 19:67, 2004.Blatteis CM : Endotoxic fever: new concepts of its regulation suggest new Morrison SF, Nakamura K, Madden CJ: Central control of thermogenesis in approaches to its management, Pharmacol Ther 111 :194, 2006. mammals, Exp Physiol 93:773, 2008.Blatteis CM: The onset of fever: new insights into its mechanism, Prog Brain Olsen TS, Weber UJ, Kammersgaard LP: Therapeutic hypothermia for acute Res 162:3, 2007. stroke, Lancet Neurol 2:410, 2003.Conti B, Tabarean I, Andrei C, Bartfai T: Cytokines and fever, Front Biosci Romanovsky AA: Thermoregulation: some concepts have changed. 9:1433, 2004. Functional architecture of the thermoregulatory system, Am j PhysiolFlorez-Duquet M, McDonald RB: Cold-induced thermoregulation and bio- Regul lntegr Comp Physiol 292:R37, 2007. logical aging, Physio/ Rev 78:339, 1998. Rowland T: Thermoregulation during exercise in the heat in children: old concepts revisited,} Appl Physiol 105:718, 2008.Gonzalez-Alonso J, Crandall CG, Johnson JM: The cardiovascular challenge Sa per CB: Neurobiological basis of fever, Ann NYAcad Sci 856:90, 1998. of exercising.in the heat,} Physiol 586:45, 2008. Simon A, van der Meer JW: Pathogenesis of familial periodic fever syndromes or hereditary autoinflammatory syndromes, Am j Physiol Regul lntegr Comp Physiol 292:R86, 2007. Steinman L: Nuanced roles of cytokines in three major human brain disorders,} Clin Invest 118:3557, 2008. 951