homeostasis farmasi feb 2016

Upload: anastit

Post on 23-Feb-2018

279 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

  • 7/24/2019 Homeostasis Farmasi Feb 2016

    1/5

    Modul Kuliah untuk Farmasi 2016

    HOMEOSTASIS

    dr. Yhusi Karina, MSc.

    Departemen Ilmu FaalPSPD FKUB

    TUJUAN PEMBELAJARAN:

    Mahasiswa mampu:

    1.

    Menjelaskan pengertian, pentingnya homeostasis dan maksud dari lingkungan interna

    2.

    Menyebutkan variabel fisiologis yang dikontrol oleh mekanisme homeostasis

    3.

    Menyebutkan peranan masing-masing sistem tubuh dalam mempertahankan homeostasis

    4.

    Menjelaskan dan memberikan contoh mekanisme umpan balik negatif dan umpan balik positif

    5.

    Menjelaskan aplikasi homeostasis pada bidang farmasi (hubungan antara obat dan homeostasis)

    Fisiologi adalah ilmu yang mempelajari tentang fungsi tubuh, mekanisme yang terjadi dalam tubuh

    manusia yang membuatnya tetap hidup. Untuk dapat berfungsi dengan baik, tubuh harus berada dalam

    keadaan seimbangyang disebut homeostasis (homeo1= mirip, serupa ; stasis

    2=keadaan). Homeostasis

    adalah keadaan keseimbangan lingkungan interna tubuh. Tubuhselalu memonitor keadaan lingkungan

    interna, dan berusaha mempertahankan keadaan tersebut melalui berbagai mekanisme kontrol untukmengatasi perubahan yang mengancam fungsi normal. Homeostasis dan pengaturannya adalah prinsip

    utama dalam fisiologi.

    Lingkungan interna yang manakah yang dimaksud?

    Tubuh manusia tersusun atas bebeapa tingkatan. Bagian terkecil yang tidak dapat dilihat oleh

    mata adalah pada tingkatan kimia, tidak dapat kita lihat namun dapat kita rasakan energinya yaitu pada

    level atom-atom3yang menyusul molekul-molekul4 yang menyusun sel. Sel5adalah unit fungsional dan

    struktural terkecil6 dari suatu organisme tubuh yang dapat kita lihat baik secara makroskopis atau

    mikroskopis. Ribuan sel yang sama yang melakukan fungsi tertentu membentuk suatu jaringan tubuh7.

    Beberapa jenis jaringan berbeda yang memiliki satu tujuan fungsi membentuk suatu organ8

    . Beberapajenis organ yang berbeda yang saling berhubungan menjalankan suatu fungsi tertentu membentuk

    suatu sistem tubuh9. Sistem tubuh yang saling berinteraksi menyusun suatu organisme. Tubuh kita

    hidup dalam suatu lingkungan luar, yang disebut lingkungan eksterna. Sedangkan yang dimaksud

    1Berbeda dengan homo = sama, karena lingkungan interna dipertahankan dalam rentang tertentu, buka nilai yang

    pas, tetap, pasti.2Bukan static = tidak berubah. Sebenarnya beberapa ahli menganggap istilah homeostasis kurang tepat karena

    mengimplikasi sesuatu yang tetap. Lebih tepat jika disebut homeodinamik yang menunjukkan bahwa sebenarnya

    tetap ada proses perubahan namun perubahan tersebut segera dikompensasi dipertahankan dalam rentang

    tertentu. Misalkan kadar glukosa yang tinggi setelah makan, segera diturunkan dalam rentang normal kembali.3contoh atom : Carbon/C, Hidrogen/H, Oksigen /O, Nitrogen/N

    4Molekul DNA membawa pesan genetik antar generasi. contoh molekul : DNA, RNA, Glukosa, Lemak, Protein5Contoh sel : sel saraf, sel otot skelet, sel otot polos, sel otot jantung, sel lemak, sel epitel

    6Sel terbesar yang secara makroskopis dapat terlihat adalah sel telur.

    7Empat jenis jaringan tubuh : jaringan epitel yang berfungsi melapisi permukaan tubuh, jaringan saraf:

    menghantarkan sinyal, jaringan otot: berkontraksi, jaringan ikat : menghubungan, mendukung dan melindungi

    organ tubuh.8Organ jantung : terdiri atas jaringan otot jantung, jaringan ikat, jaringan saraf yang bertujuan memompa darah.

    9Sistem kardiovaskuler : terdiri atas organ jantung dan pembuluh darah yang berfungsi mendistribusikan darah ke

    seluruh tubuh

  • 7/24/2019 Homeostasis Farmasi Feb 2016

    2/5

    Modul Kuliah untuk Farmasi 2016

    lingkungan internal adalah lingkungan sekitar tempat sel-sel tubuh sebagai unit fungsional dan

    struktural terkecil tersebut berada. Sel-sel berada di dalam cairan tubuh yang disebut cairan

    ekstraseluler10

    . Cairan ekstraseluler merupakan peyangga, batas antara sel dengan dunia luar. Cairan

    ekstraseluler ini lah yang disebut lingkungan interna. Seluruh sistem tubuh berkolaborasi dalam suatu

    proses fisiologis untuk mempertahankan komposisi cairan ekstraseluler ini relatif11 stabil. Cairan

    ekstraseluler yang berhubungan langsung dengan sel ini terbagi menjadi cairan interstitial yang berada

    di antar sel dan cairan intravaskuler berupa plasma darah. Komposisi cairan interstitial selalu berubah

    karena terjadi pertukaran bahan dari pembuluh darah kapiler dan sel selama kita hidup. Berfungsinya

    sel-sel tubuh tergantung pada tepatnya regulasi komposisi cairan interstitialnya. Sehingga, cairan

    interstitial ini sering juga disebut lingkungan internal tubuh.

    Komponen dalam lingkungan interna yang dikontrol oleh mekanisme homeostasis

    Penelitian sejak abad 19 oleh ahli fisiologi Cannon menyebutkan adanya unsur-unsur tertentu dalam

    lingkungan interna yang dikontrol oleh mekanisme kontrol homeostasis. Variabel-varibel fisiologis

    utama yang perlu dipertahankan kadar dan komposisinya agar tubuh dapat bertahan hidup adalah:

    1.

    Osmolaritas, suhu, pH sebagai bahan yang berpengaruh langsung pada kehidupan sel

    2.

    Nutrient, air, Na, Ca, ion inorganik, Oksigen sebagai bahan yang dibutuhkan sel agar tetap hidup3.

    Hormon danchemical messengerhasil sekresi interna tubuh untuk komunikasi antar sel

    Jika tubuh gagal mempertahankan, maka terjadi kondisi patologis atau keadaan sakit.

    Peranan masing-masing sistem tubuh dalam mempertahankan homeostasis

    Tanpa kita sadari, seluruh sistem organ pada dasarnya bekerja demi tujuan untuk mempertahankan

    homeostasis ini, agar tubuh tetap hidup. Untuk mempermudah proses belajar, kita akan akan

    mengkotak-kotakkan tubuh persistem meski pada kenyataannya tidak ada satu sistempun yang terpisah

    dari sistem yang lain. Karena semua saling berinteraksi dalam mempertahankan keseimbangan

    lingkungan interna. Sistem organ tubuh dapat dibagi menjadi 7 sistem penyelenggaran kehidupan yaitu:

    1.

    Sistem respirasi, berperanan dalam mengambil oksigen dan mengeluarkan CO2 dari udara,membantu mengatur kadar pH darah.

    2.

    Sistem kardiovaskuler, berperanan dalam transport nutrisi, O2, limbah, CO2, elektrolit dan

    hormon ke seluruh tubuh

    3.

    Sistem muskuloskeletal, berperanan dalam menggerakan tubuh dan thermoregulasi

    4.

    Sistem pencernaan, yang berfungsi mencerna makanan sumber nutrisi tubuh dan mengeliminasi

    limbah dari makanan yang tidak tercerna.

    5.

    Sistem urinarius, yang membuang produk limbah metabolik, regulasai volume dan tekanan

    darah, regulasi asam basa (pH)

    6.

    Sistem integumen, sebagai barrier pelindung antara lingkungan eksternal dan internal tubuh,

    terdapat kelenjar keringat dan pengaturan aliran pembuluh darah kulit yang penting untuk

    regulasi suhu tubuh.

    10Cairan ekstraseluler terdiri dari cairan interstitial yang berada diantara sel-sel tubuh dan cairan intravaskuler

    yang berada dalam pembuluh darah.11

    Disebut relatif karena tergantung variabel apa yang dimonitor. Misalnya kadar oksigen tubuh yang bisa sama

    pada orang yang istirahat dan orang yang sedang olahraga karena dipertahankan dalam rentang yang sempit,

    sedangkan kadar gula darah akan bervariasi dalam satu hari saat sedang puasa, aktivitas, dan setelah makan,

    namun rata-rata dalam waktu yang lama tetap mempunyai nilai rentang normal tertentu.

  • 7/24/2019 Homeostasis Farmasi Feb 2016

    3/5

    Modul Kuliah untuk Farmasi 2016

    7.

    Sistem imune , berfungsi melindungi tubuh dari bahan asing eksternal, internal (sel kanker) dan

    perbaikan jaringan.

    Sebenarnya juga terdapat sistem reproduksi yang tidak terlalu perperanan khusus dalam

    homeostasis tubuh, namun dalam ekologi penting untuk mempertahankan keberadaan spesies.

    Selain itu terdapat 2 sistem pengatur yang berperanan dalam mengatur interaksi antara sistem organ

    diatas yaitu:

    1.

    Sistem saraf, yang mengatur aktivitas otot dan sekresi kelenjar, semua aktivitas pikiran

    2.

    Sistem endokrin, yang mengatur proses metabolisme melalui sekresi hormon

    Sistem saraf memiliki 3 komponen yaitu sensorik, motorik dan integrasi. Komponen sensoris, berupa

    reseptor yang menerima input informasi (varibel fisiologis) keadaan lingkungan interna dan eksterna.

    Misalnya perubahan tekanan darah dideteksi oleh baroreseptor arteri, Komposisi kimiawi tubuh CO2

    dideteksi oleh chemoreseptor dan Rangsangan panas oleh thermoreseptor di kulit. Informasi dari

    reseptor diteruskan oleh serabut saraf sensorik menuju sistem saraf pusat (Otak dan Medula spinali).

    Otak adalah pusat integrasi, menyimpan informasi, berfikir, merencanakan respon. Medula spinalis

    untuk gerakan reflek. Di pusat integrasilah nilai-nilai varibel fisiologis yang diukur oleh reseptor sensoris

    dibandingkan dengan nilai pada set point(nilai optimal). Kemudian ditentukan suatu respon kompensasiuntuk mempertahankan nilai set point tersebut. Respon diteruskan oleh komponen saraf motoris

    menuju ke berbagai bagian tubuh (otot, kelenjar, organ). Saraf motoris bagian Somatik meneruskan

    respon secara sadar, sedangkan bagian Otonom diluar kesadaran. Respon yang di kontrol oleh Sistem

    endokrin, dibawa oleh hormon yang di transport melalui darah, bekerja pada jaringan khusus.

    Menjelaskan mekanisme umpan balik negatif dan umpan balik positif

    Mekanisme kompensasi tubuh dalam mempertahankan homeostasis adalah melalui umpan

    balik positif dan Umpan balik negatif. Respon kompensasi yang membuat keadaan suatu variabel

    fisiologis berubah kebalikan dari keadaan pencetusnya. Saat variabel fisiologis terlalu tinggi atau terlalu

    rendah, sistem kontrol akan memunculkan respon umpan balik negatif melalui rangkaian perubahanuntuk mengembalikan ke nilai normalnya. Misalnya, pada saat tekanan darah naik, tubuh akan berusaha

    menurunkannya. Sedangkan saat tekanan darah rendah, tubuh akan berusaha meningkatkannya.

    Stressor fisiologis terbesar tubuh yang mengganggu keseimbangan tubuh adalah olahraga.

    Selama olahraga, penggunaan glukosa meningkat 20 kali lipat, pH otot menurun drastis, cairan tubuh

    hilang beberapa liter melalui keringat, suhu inti tubuh meningkat hingga 41C. Segala perubahan

    tersebut harus dikompensasi untuk mempertahankan kehidupan. Sebagian besar kompensasi tubuh

    dalam mempertahankan homoestasis adalah mekanisme umpan balik negatif. Namun, Feedback positif

    kadang dapat berguna.

    Pada beberapa keadaan, tubuh memanfaatkan feedback positif. Jika pembuluh darah rusak dan

    mulai terbentuk bekuan, beberapa enzim yang disebut faktor pembekuan diaktifkan dalam bekuan

    tersebut. Beberapa dari enzim tersebut bekerja pada enzim lain yang tidak aktif di darah yang

    berdekatan dan menyebabkan lebih banyak pembekuan darah. Proses ini berlanjut hingga lubang di

    pembuluh darah tersumbat dan tidak lagi terjadi perdarahan. Terkadang, mekanisme ini dapat

    berlebihan dan menyebabkan pembetukan bekuan yang tidak diinginkan. Nyatanya, hal ini yang

    menginsiasi sebagian besar serangan jantung akut, yang disebabkan bekuan yang bermula di permukaan

    dalam dari plak atherosklerotik di arteri koroner dan kemudian tumbuh sampai arteri nya tersumbat.

    Proses melahirkan adalah contoh lain dari feedback positif yang bermanfaat. Ketika terjadi

    kontraksi uterus menjadi cukup kuat untuk kepaa bayi mulai mendorong cervix, regangan cerviks

  • 7/24/2019 Homeostasis Farmasi Feb 2016

    4/5

    Modul Kuliah untuk Farmasi 2016

    memberikan sinyal melalui otot uterus kembali ke uterus, menyebabkan kontraksi yang lebih kuat. Jadi

    kontraksi uterus meregangkan servix, dan regangan cerviks menyebabkan kontraksi yang lebih kuat.

    Saat proses ini menjadi cukup kuat , lahirlah bayi. Jika tidak cukup uat, kontraksi biasanya berhenti, dan

    diperlukan beberapa hari kemudian untuk kembali terjadi.

    Fungsi lain yang bermanfaat dari feedback positif adalah pembentukan sinyal saraf. Yaitu ketika

    membran serabut saraf di stimulasi, menyebabkan masuknya ion Na melalui kanal Na di serabut saraf ke

    bagian dalam serabut. Ion Na yang masuk si serabut saraf kemudian meruban potensial membran , yang

    kemudian menyebabkan pembukaan kanal lebih banyak lagi. Jadi sedikit kebocoran menjadi ledakan Na

    memasuki interior serabut saraf, ang menjadikan aksi potensial saraf. Aksi potensial ini kemudia

    menyebabakn arus elektrik mengalir di sepanjang permukaan dalam dan luar serabut dan mengawali

    aksipotensial tambahan. Proses ini berlanjut lagi dan lagi hingga sinyal saraf berlanjut ke bagian akhir

    serabut.

    Pada tiap kasus dimana umpan balik positif berguna, feedback positif itu sendiri merupakan

    bagian dari keseluruhan proses feedback negatif. Misalnya, pada kasus pembekuan darah, proses

    feedback positif pembekuan adalah proses feedback negatif untuk mempertahankan volume darah

    normal. Juga feedback positif yang menyebabkan sinyal saraf membuat saraf berpartisipasi dalam

    ribuan feedback negatif sistem kontrol saraf.

    Menjelaskan aplikasi homeostasis pada bidang farmasi (hubungan antara obat dan homeostasis)

    Penyakit pada dasarnya dapat digolongkan menjadi 2 golongan berdasarkan penyebabnya yaitu

    yang disebabkan gagalnya proses fisiologis internal dan yang disebabkan faktor eksternal. Penyebab

    internal penyakit antara lain penyakit bawaan, defek genetik, pertumbuhan sel yang abnormal

    (kanker/tumor), produksi antibodi yang menyerang jaringan tubuh sendiri (autoimun), dan kematian sel

    prematur. Penyakit yang disebabkan oleh keadaan eksternal adalah intoksikasi kimia, trauma fisik,

    bahan asing seperti virus dan bakteri. Kedua jenis keadaan yang mengganggu homeostasis tersebut,

    Penyakit menyebabkan perubahan beberapa variabel fisiologis pada lingkungan internal. Kemudian akan

    membuat tubuh mengompensasi dalam rangka mempertahankan homeostasis. Jika kompensasiberhasil, artinya homeostasis kembali. Jika tidak maka akan tubuh berada dalam keadaan sakit

    12. Obat-

    obat digunakan untuk membantu mempertahankan homeostasis ketika mekanisme regulasi internal

    telah gagal.

    Contoh obat yang sering digunakan adalah ACE inhibitor (enalopril), - Blocker (propanolol)

    menurunkan tekanan darah pasien hipertensi idiopatik. ACE inhibitor bekerja dengan menghambat

    perubahan angiotensi I menjadi angiotensin II. Dalam sistem RAAS (renin - angiotensin - aldosteron -

    sistem), Angiotensin II mempengaruhi aktivitas simpatis, meningkatkan reabsorbsi Na, Cl, ekskresi K,

    dan retensi air melalui sekresi aldosteron. Pada arteriol, angiotensin II menyebabkan vasokonstriksi

    yang meningkatkan tekanan darah. Dan pada hipofisis posterior merangsang sekresi hormon

    antidiuretik. Dengan diputusnya rantai tersebut maka terjadilah sebaliknya dengan hasil akhir

    penurunan tekanan darah. Propanolol, bekerja pada reseptor beta jantung yang ketika distimulus akan

    meningkatkan denyut dan kekuatan kontraksi. Rangsangan terhadap reseptor beta yang ada di

    pembuluh darah juga menyebabkan vasokontriksi. Di glomerulus ginjal, reseptor beta tersebut juga

    akan meningkatkan aktivitas sistem RAAS. Dengan di blok pada reseptor non selektif tersebut maka

    kompensasi penurunan tekanan darah diharapkan terjadi. Namun obat-obatan tersebut juga memiliki

    efek samping karena ada organ tubuh lain yang memiliki reseptor serupa yang dapat menjadi target

    12Ilmu yang mempelajari fungsi tubuh disaat terkena penyakit disebut patofisiologi.

  • 7/24/2019 Homeostasis Farmasi Feb 2016

    5/5

    Modul Kuliah untuk Farmasi 2016

    organ (propanolol mencetuskan serangan asma). Atau jika dosis berlebihan dapat menyebabkan respon

    yang berlebihan hingga menyebabkan kematian akibat henti jantung.

    Glibenclamide, meningkatkan sensitivitas seluler terhadap insulin, dan menurunkan produksi

    glukosa hepar, mempertahankan glukosa darah dalam batas normal pada diabetes melitus tipe II.

    Diuretik (furosemid), menurunkan volume darah dan menurunkan beban jantung pada pasien dengan

    gagal jantung kongestif.

    Obat-obatan penting untuk sistem organ berfungsi efisien dan efektif dalam rangka

    mempertahankan kesehatan pasien. Tantangan terbesar dalam penelitian obat-obatan adalah membuat

    obat yang spesifik pada satu target organ dengan reseptor yang juga sangat spesifik, sehingga benar-

    benar hanya bekerja pada target organ yang mengalami gangguan atau pada organ yang perlu didorong

    fungsinya dalam rangka mengembalikan homeostasis tubuh dengan efek samping yang seminimal

    mungkin. Namun secanggih apapun penemuan manusia, hingga saat ini belum ada yang menandingi

    kesempurnaan mekanisme homeostasis ciptaan Tuhan, yang dapat bekerja di saat yang tepat, cepat,

    bahkan tanpa kita sempat menyadari, kecuali hanya untuk sebagian orang yang terus menuntut ilmu

    dan bersyukur.

    REFERENSI

    1.

    Kelly, L. 2004. Essentials of Human Physiology for Pharmacy, Boca Raton, Fla., CRC Press.

    2.

    Sherwood, L. 2007. Human Physiology : From Cells to Systems, Australia; United States,

    Thomson/Brooks/Cole.

    3.

    Silverthorn, D. U. & Johnson, B. R. 2010. Human Physiology : An Integrated Approach, San Francisco,

    Pearson/Benjamin Cummings.

    4.

    Marieb, E. N. & Hoehn, K. 2013. Human Anatomy & Physiology, Boston, Pearson.

    5.

    Tortora, G. J. & Grabowski, S. R. 2003. Principles of Anatomy and Physiology, New York, Wiley.

    6.

    Shier, D., Butler, J. & Lewis, R. 2006. Hole's Essentials of Human Anatomy and Physiology, Boston,

    McGraw-Hill.

    7.

    Widmaier, E. P., Raff, H., Strang, K. T. & Vander, A. J. 2004. Vander, Sherman, & Luciano's HumanPhysiology : The Mechanisms of Body Function, Boston, McGraw-Hill Higher Education.