HOMEOSTATIS
Organisme
unisel tidak dapat bertahan hidup dalam lingkungan yang berubah-ubah karena
memiliki sedikit atau hampir tidak memiliki mekanisme perlindungan terhadap lingkungannya. Namun organisme
multisel yang kompleks, seperti manusia, dapat bertahan hidup di lingkungan
yang berubah-ubah karena mempunyai kemampuan mempertahankan keadaan lingkungan
dalamnya (ilieu interieur). Hal ini
akan melindungi sel-sel yang letaknya di dalam tubuh dari perubahan lingkungan
luar (milieu exterieur) sehingga
menjamin kelangsungan hidup sel-sel tubuh. (Minarma.2004)
Pengertian Homeostatis
Seorang ahli faal Amerika Serikat, Walter
Cannon menyebutkan upaya mempertahankan keadaan lingkungan dalam yang stabil
ini sebagai homeostatis. Homeostatis berasal dari kata Yunani homeo yang berarti sama dan statis yang berarti mempertahankan
keadaan. Homeostasis
adalah Kemampuan proses fisiologis tubuh dalam mempertahankan keseimbangan dan
kecenderungan semua jaringan hidup guna memelihara dan mempertahankan kondisi setimbang
atau ekuilibrium ( Cannon, 1926 )
Homeostasis adalah Konsistensi dan
uniformitas dari lingkungan internal tubuh yang mempertahankan fungsi normal
tubuh ( Anderson, 1996 ). Pendapat lain mengatakan bahwa Homeostasis adalah
suatu keadaan tubuh untuk mempertahankan keseimbangan dalam menghadapi kondisi
yang di alaminya.
Homeostasis adalah kemampuan untuk
beradaptasi dengan atau terhadap lingkungan internal atau eksternal yang
senantiasa berubah sebagai suatu kunci keberhasilan, bertahan dan tetap hidup,
atau suatu keadaan seimbang yang sifatnya dinamis, yang dipertahankan tubuh
melalui pergeseran dan penyesuaian atau adaptasi terhadap ancaman yang
berlangsung secara konstan ( Dubois, 1965 )
Homeostasis adalah suatu keadaan komposisi
kimia dan fisiokimia yang konstan pada medium internal organisme. Homeostasis
merupakan manifestasi keberadaan sejumlah faktor biologis yang konstan seperti
indikasi kuantitatif, karakteristik suatu organisma pada kondisi normal.
Termasuk temperatur tubuh, tekanan osmotik pada cairan, konsentrasi ion
hidrogen, kandungan protein dan gula, konsentrasi ion dan ratio ion-ion aktif
yang berhubungan dengan biologis dan sebagainya. Keberadaan mineral sebagai
garam yang larut dalam medium sel, cairan interstitial, darah dan lymp,
berperan langsung maupun tidak langsung dalam menjaga parameter-parameter
biologis dalam keadaan konstan. (Hernawati. 2011)
Mekanisme
Homeostatis
Perubahan
kondisi lingkungan internal dapat timbul karena dua hal, yaitu adanya perubahan
aktivitas sel tubuh dan perubahan lingkungan eksternal yang berlangsung terus
menerus. Untuk menyelenggarakan seluruh aktivitas sel dalam tubuhnya, hewan
selalu memerlukan pasokan berbagai bahan dari lingkungan luar secara konstans,
misalnya oksigen, nutrien, dan garam. Sementara itu, aktivitas sel juga
menghasilkan bermacam-maca hasil sekresi sel yang bermanfaat dan berbagai zat
sisa, yang dialirkan kelingkungan internal (yaitu cairan ekstraseluler atau
CES). Apabila aktivitas sel berubah, pengambilan zat dari lingkungan eksternal
dan pengeluaran brbagai zat dari dalam sel ke lingkungan internal juga berubah.
Perubahan aktivitas sel semacam itu akan mengubah keadaan lingkungan internal.
Perubahan lingkungan internal yang ditimbulkan oleh sebab mana pun (penyebab
pertama atau kedua) harus selalu dikendalikan agar kondisi homeostasis selalu
terjaga.
Mekanisme
pengendalian kondisi homeostasis pada hewan berlangsung melalui sistem umpan
baik. Akan tetapi, kita tidak boleh lupa bahwa ada dua macam sistem umpan
balik, yaitu umpan balik positif dan umpan balik negatif. Sistem umpan balik
yang berfungsi dalam pengendalian kondisi homeostasis pada tubuh hewan adalah
sistem umpan balik negatif.
Sistem
umpan balik negatif dapat didenifisikan sbagai perubahan suatu variabel yang
dilawan oleh tanggapan yang cenderung mengembalikan perubahan tersebut ketempat
semula. Sebaga contoh, peristiwa ang terjadi pada burung dan mamalia pada waktu
mempertahankan suhu tubuhnya supaya tetap konstan. Peningkatan suhu tubuh
sebesar 0,5°C kan mendorong timbulnya tanggapan yang akan mengembalikan suhu
tubuh kesuhu awal, yaitu suhu seharusnya. Pada mammalia suhu tubuh seharusnya
ialah 37°C. Dengan demikian, sistem umpan balik negatif pada contoh diatas akan
selalu membawa sistem fisiologi kepada suhu tubuh 37°C. (Isnaeni. 2006)
Peristiwa
yang terjadi pada sistem umpan balik positif berlawanan dengan peristiwa pada
sistem umpan balik negatif. Pada sistem umpan balik positif, perubahan awal
suatu variabel akan menghasilkan perubahan yang semakin besar, misalnya proses
pembekuan darah. Proses pembekuan darah sebenarnya bekerja melalui mekanisme
umpan balik ositif, yang bertujuan untuk menghentikan pendarahan. Namun hasil
dari proses tersebut selanjutnya bermakna sangat penting untuk mempertahankan
volume darah yang bersikulasi agar tetap konstan.
Mekanisme
umpan balik positif tidak terlibat dalam proses menjaga kondisi homeostasis,
tetapi terlibat dalam penyelenggaraan fungsi fisiologis tertentu (antara lai
proses pembekuan darah) dan fungsi sel saraf. Dalam penyelenggaraan fungsi sel
saraf, akan terjadi urutan sebagai berikut. Pada awal proses pembentukan
potensial aksi, sistem umpan balik positif bekerja dengan meningkatkan
pemasukan ion Na⁺. Peningkatan pemasukan ion Na⁺ tersebut akan berlangsung
terus hingga membran sel benar-benar terdepolarisasi.
Komponen
Penyusun Sistem Umpan Balik
Sistem
umpan balik tersusun atas tiga komponen utama yaitu reseptor, pusat integrasi,
dan efektor. Antara reseptor dan pusat integrasi dihubungkan oleh saraf
sensorik, sedangkan antara pusat integrasi dan efektor dihubungkan oleh saraf
motorik. Reseptor berperan sebagai pemantau perubahan yang terjadi dilingkungan,
baik lingkungan luar maupun dalam tubuh hewan. Dalam sistem hidup, reseptor
berfungsi sebagai transduser biologis, yaitu komponen struktural dalam tubuh
hewan yang memiliki kemampuan untuk mengubah suatu bentuk energi yang lain.
Dalam sistem umpan balik, reseptor bekerja dengan cara mengubah suatu bentuk
energi yang dideteksi dari ingkungan (misalnya energi listrik dan energi kimia)
menjadi potensial aksi. Potensial aksi yang terbentuk akan menjalar melalui
serabut saraf aferen menuju pusat integrasi (pusat pengatur).
Pusat
integrasi pada hewan biasanya berupa otak atau korda spinalis. Peran pusat
integrasi ialah membandingkan informasi yang diterimanya dengan keadaan yang
seharusnya (keadaan yang diharapkan). Sebagai contoh, hipotalamus yang terletak
di dasar otak mamalia berfungsi sebagai pusat integrasi, antara lain dalam
proses pengendalian suhu tubuh yang teselenggara dengan sistem umpan balik
negatif. Dalam menyelenggarakan fungsi tersebut, hipotalamus bekerja dengan
menentukan jenis tanggapan yang sesuai, yaitu tanggapan yang dapat membawa
kepada suhu tubuh yang seharusnya (suhu harapan atau suhu ideal, 37°C).
Penentuan jenis tanggapan dilakukan dengan membandingkan informasi suhu dari
termoresptor dengan suhu harapan. Apabila informasi yang diterima menggambarkan
bahwa suhu tubuh sama dengan dan atau lebih dari 37°C, pusat integrasi akan
memerintahkan efektor untuk memberikan tanggapan yang dapat menurunkan suhu
tubuh, misalnya dengan cara berkeringat, melebarkan pembuluh darah dikulit,
atau kedua-duanya. Efektor ialah struktur dalam tubuh hewan yang berfungsi
sebgai organ penghasil tanggapan biologis, yang dapat berupa sel otot atau
kalenjar, dan bekerja atas perintah dari pusat integrasi. (Isnaeni. 2006)
Cara
Kerja Sistem Umpan Balik Negatif
Pengendalian
homoestasis sesungguhnya merupakan keseimbangan antara masukan (input) dan
keluaran (output). Dalam mengatur suhu tubuh, sistem termoregulasi bekerja
untuk menyeimbangkan perolehan panas denagan pelepasan panas. Apabila sistem
umpan balik positif bekerja dalam termoregulasi, rangsang awal berupa
peningkatan suhu tubuh/lingkungan akan menimbulkan tanggapan yang meningkatkan
suhu tubuh menjadi lebih tinggi. Hal tersebut tidak akan memulihkan suhu tubuh
ke suhu harapan, tetapi akan memperbesar kenaikan suhu. Peningkatan suhu tubuh
yang berlebihan akan sangat membahayakan hewan.
Mekanisme
pengendalian kondisi homoestasis seperti yang diuraikan diatas merupakan
mekanisme pengendalian secara fisioogis dengan melibatkan sistem saraf, yang
bekerja sama dengan sistem endokrin. Mekanisme tersebut sering disebut feed
forward. Feed foward merupakan aktivitas antisipori, berkaitan dengan perilaku
hewan yang dimaksudkan untuk memperkecil (meminimalkan) kerusakan/gangguan pada
sistem hidup, sebelum terjadi kerusakan/gangguan pada sistem hidup, sebelum
terjadi kerusakan yang lebih parah. Contoh yang baik untuk feed forward ialah
peristiwa makan dan minum pada saat bersamaan. makan tanpa diikuti minum
berpotensi menyebabkan dehidrasi sehingga homeostasis osmotik tubuh akan
terganggu. Untuk memperkecil gangguan tersebut, sejumlah hewan melakukan makan
dan minum pada saat yang bersamaan.
Proses pengendalian kondisi
homeostasis juga dapat terjadi melalui mekanisme non fisiologis. Mekanisme
semacam ini dapat dijumpai pada beberapa spesies hewan akuatik, baik vertebrata
maupun invertebrata. Hewan-hewan tersebut pada umumnya merupakan golonga
poikiloterm, sementara air merupakan lingkungan yang sulit mengalami perubahan
suhu. Oleh karena itu, pemilihan air sebagai tempat hidup bagi hewan
poikiloterm merupakan cara yang tepat untuk menjaga homoestasis suhu tubuh
mereka. (Isnaeni. 2006)
Homeostatis ini pada dasarnya adalah
untuk menstabilkan cairan di sekitar sel-sel organisme multisel yaitu cairan
ekstrasel (CES), yang merupakan interface
antara sel dengan lingkungan luar. Sel-sel tubuh selain harus selalu basah,
harus pula mengandung zat-zat terlarut tertentu (solute) dalam kadar yang
tertentu pula demi kelangsungan proses-proses dalam sel. Oleh karena itu
parameter CES yang harus dipertahankan melalui homeostatis adalah
1.
Kadar
nutrient
Sel-sel
memerlukan pasokan molekul nutrien secara terus-menerus untuk menghasilkan
energi. Energi, sebaliknya, diperlukan untuk menunjang berbagai aktivitas sel
baik yang bersifat khusus maupun yang untuk mempertahankan kehidupan.
2.
Kadar
O2 dan CO2
Sel-sel
memerlukan O2 untuk melakukan reaksi kimia pernbentuk energi. CO2
yang dibentuk selama reaksi-reaksi ini harus dikeluarkan sehingga tidak
terbentuk asam yang meningkatkan keasaman lingkungan internal.
3.
Kadar
sisa metabolisme
Sebagian
reaksi kimia menghasilkan produk-produk akhir yang menimbulkan efek toksik pada
sel tubuh jika dibiarkan berakumulasi.
4.
pH
Perubahan
pada pH (jumlah relatif asam) berpengaruh buruk pada fungsi sel saraf dan
merusak aktivitas enzim semua sel.
5.
Konsentrasi
Garam, Air, dan Elektrolit lainnya
Karena
konsentrasi relatif garam (NaCl) dan air di cairan ekstrasel memengaruhi
seberapa banyak air yang masuk atau keluar sel, maka konsentrasi keduanya
diatur secara cermat untuk mernpertahankan volume sel. Sel tidak berfungsi
normal jika membengkak atau menciut. Elekrrolit-elektrolit lain berperan dalam
berbagai fungsi vital lain. Sebagai contoh, denyut jantung yang teratur
bergantung pada konsentrasi kalium (K+) yang relatif konstan di cairan
ekstrasel.
6.
Suhu
Sel-sel
tubuh berfungsi optimal dalam kisaran suhu yang sempit. Jika sel terlalu dingin
maka fungsi-fungsi sel akan terlalu melambat; dan yang lebih buruk lagi, jika
sel terlalu panas maka protein-protein struktural dan enzimatik akan terganggu
atau rusak.
7.
volume
dan tekanan
Komponen
lingkungan internal yang beredar, yaitu plasma, harus dipertahankan pada volume
dan tekanan darah yang adekuat untuk menjamin distribusi penghubung antara
lingkungan eksternal dan sel yang penting ini ke seluruh tubuh.
(Minarma. 2004)
Terdapat
sebelas sistem tubuh utama yang berkontribusi terpenting dalam untuk
homeostasis, yaitu :
1. Sistem sirkulasi adalah sistem
transportasi yang membawa berbagai zat. misalnya nutrien, O2,
CO2, zat sisa, elektrolit, dan hormon dari satu bagian tubuh ke
bagian lain.
2. Sistem pencernaan, menguraikan makanan
menjadi molekul-molekul kecil zat gizi yang dapat diserap ke dalam plasma untuk
didistribusikan keseluruh tubuh. Sistem ini juga
memindahkan air dan elektrolit dari lingkungan eksternal ke lingkungan
internal. Sistem pencernaan mengeluarkan residu makanan ke lingkungan eksternal
dalam bentuk tinja.
3. Sistem respirasi, terdiri
dari paru dan saluran napasmengambil
O2 dari dan mengeluarkan CO2 ke lingkungan eksternal. Dengan
menyesuaikan kecepatan pengeluaran CO2 penghasil asam, sistem
pernapasan juga penting untuk mempertahankan pH lingkungan internal yang
sesuai.
4. Sistem kemih, mengeluarkan kelebihan
garam, air, dan elektrolit lain dari plasma melalui urin, bersama zat-zat sisa
selain CO2. Sistem ini mencakup ginjal dan
“perpipaan” yang terkait.
5. Sistem tulang, memberi penunjang dan
proteksi bagi jaringan lunak dan organ-organ. Sistem ini juga berfungsi sebagai
tempat penyimpanan kalsium(Ca++). Bersama dengan
sistem otot, sistem tulang juga
memungkinkan tubuh dan bagian-bagiannya bergerak. Selain itu, sumsum
tulang-bagian interior lunak beberapa jenis tulang-adalah sumber utama semua
sel darah.
6. Sistem otot, menggerakan tulang-tulang
yang melekat kepadanya. Sistem ini memungkinkan individu mendekati makanan dan
menjauhi bahaya. Panas yang dihasilkan oleh kontraksi otot penting untuk
mengatur suhu. Selain itu, karena otot rangka berada di
bawah kontrol sadar maka orang yang bersangkutan dapat menggunakannya untuk
melakukan beragam gerakan lain yang ia inginkan. Gerakan-gerakan ini, yang
berkisar dari keterampilan motorik halus yang diperlukan untuk menjahit hingga
gerakan kuat yang digunakan dalam angkat beban, tidak harus ditujukan untuk
mempertahankan homeostasis.
7. Sistem integument (kulit
dan struktur terkait),
sebagai sawar protektif bagian luar yang mencegah cairan internal keluar dari
tubuh dan mikroorganisme asing masuk ke dalam tubuh. Sistem ini juga penting
dalam mengatur suhu tubuh. Jumlah panas yang lenyap dari
permukaan tubuh lingkungan eksternal dapat disesuaikan dengan mengontrol
produksi keringat dan dengan mengatur aliran darah hangat ke kulit.
8. Sistem imun (sel
darah putih, organ limfoid),
mempertahankan tubuh dari serangan benda asing dan sel-sel tubuh yang telah
menjadi kanker. Sistem ini juga mempermudah jalan untuk perbaikan dan
penggantian sel yang tua atau cedera.
9. Sistem saraf (otak,
medula spinalis, saraf) adalah
salah satu dari dua sistem pengatur(kontrol) utama tubuh. Secara
umum, sistem ini mengontrol dan mengoordinasikan aktivitas tubuh yang
memerlukan respons cepat. Sistem
ini sangat penting terutama untuk mendeteksi dan memulai respon terhadap
berbagai perubahan lingkungan eksternal. Sistem ini juga bertanggung jawab atas
fungsi lain yang lebih tinggi yang tidak seluruhnya ditujukan untuk
mempertahankan homeostasis, misalnya kesadaran, daya ingat dan kreativitas.
10. Sistem endokrin adalah sistem kontrol utama lainnya. Sistem ini
terutama penting untuk mengontrol konsentrasi zat-zat gizi dan, dengan
menyesuaikan fungsi ginjal, mengontrol volume serta komposisi elektrolit
lingkungan internal dan mengatur fungsi ginjal.
11. Sistem reproduksi, tidak esensial bagi homeostasis. sehingga tidak
penting bagi kelangsungan hidup individu, akan tetapi sistem ini penting bagi
kelangsungan hidup suatu spesies.
(Biomedisiana.
2015)
DAFTAR
PUSTAKA :
Hernawati.
2011. Mineral dan Homeostatis
(Keseimbangan Ionik dan Tekanan Osmosis). Universitas Pendidikan Indonesia
Bandung
Isnaeni,
Wiwi. 2006. Fisiologi Hewan.
Yogyakarta : Penerbit Kanisius (Anggota IKAPI)
Siagian, Minarma. 2004.
Homeostatis : Keseimbangan yang Halus dan
Dinamis. Departemen Ilmu Faal FKUI
