Oleh: Irmi Fitria
>BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Dalam menjalankan fungsinya sebagai makhluk hidup, manusia memerlukan energy untuk melanjutkan dan mempertahankan hidupnya. Sumber energy itu dapat diperoleh melalui berbagai cara seperti melalui makanan yang dikonsumsi sehari-hari sehingga akan menghasilkan energy. Setelah makanan dikonsumsi tubuh akan mengubahnya menjadi energy melalui berbagai proses metabolisme tubuh sehingga manusia bisa bernafas dan menjalankan aktivitasnya. Berbagai proses terjadi dalam tubuh khususnya sel yang akan melakukan berbagai proses untuk kelangsungan hidup manusia sehingga menghasilkan energy.

Rumusan Masalah
Adapun masalah yang akan dibahas dalam makalah ini, yaitu:
Penyediaan substrat sebagai sumber energy, proses penyediaan energy baik secara aerob dan anaerob, penggunaan energy oleh tubuh, pengendalian hormone dalam penggunaan energy dalam homeostasis dan kelainan yang terjadi dalam proses metabolisme dan penyedia energy.
Definisi, jenis, proses penyediaan O2 dalam darah dalam sistem respirasi.
Definisi dan mekanisme ekspirasi dan inspirasi.
Proses pengaturan suhu tubuh.
Fungsi, proses pembentukan urine, pengaturan imbangan air dan elektrolit dan gangguan fungsi ginjal.
Konsep asam-basa, peran pH dalam mempertahankan fungsi organ dan pengaturan pH dalam paru-paru dan ginjal.

Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan makalah ini adalah untuk:
Mampu menjelaskan tentang penyediaan substrat sebagai sumber energy, proses penyediaan energy baik secaar aerob dan anaerob, penggunaan energy oleh tubuh, pengendalian hormone dalam penggunaan energy dalam homeostasis dan kelainan yang terjadi dalam proses metabolisme dan penyedia energy.
Mengetahui definisi, jenis, proses penyediaan O2 dalam darah dalam sistem respirasi.
Mengetahui definisi dan mekanisme ekspirasi dan inspirasi serta proses pengaturan suhu tubuh.
Menjelaskan fungsi, proses pembentukan urine, pengaturan imbangan air dan elektrolit dan gangguan fungsi ginjal.
Mampu menjelaskan konsep asam-basa, peran pH dalam mempertahankan fungsi organ dan pengaturan pH dalam paru-paru dan ginjal.

 

BAB II
PEMBAHASAN
ENERGI
Proses Penyediaan Substrat Sebagai Sumber Energi (Proses Pengolahan Bahan Makanan)
Karbohidrat
Karbohidrat utama dalam makanan sehari-hari adalah polisakarida, disakarida dan monosakarida. Pati (polimer glukosa) dan derivat-derivatnya adalah satu-satunya polisakarida yang dicerna dalam truktus glastrointestinalis manusia. Pati dipecahkan oleh ptyalin α - amylase dalam saliva, tetapi pH optimumnya 6,7 dan kerjanya di hambat oleh lambung. Dalam usus halus, amylase pancreasyang poten juga bekerja pada polisakarida yang dicerna. α - amylase saliva dan pancreas keduanya menghidrolisa ikatan 1,4 α , tetapi tidak menghidrolisa ikatan 1,6 α , ikatan 1,4 α terminal dan ikatan 1,4 α dekat titik percabangan. Akibatnya hasil pencernaan α -amilase adalah oligosakarida : disakarida maltose, beberapa polimer yang sedikit lebih besar dengan glukosa pada ikatan 1,4 α dan limit dekstrin, polimer bercabang-cabang rata-rata mengandung kira-kira 8 molekul gula. Sebagian molekul glukosa yang dibentuk masuk ke sel mukosa, dan sebagian masuk kedalam lumen usus untuk diabsorpsi kembali bersama-sama. Disakarida yang dicerna dihidrolisis oleh lactase atau sakrase pada permukaan sel mukosa yang menghadap lumen.

Metabolisme
Ptialin (amylase) mengubah zat tepung masuk menjadi maltose. Enzim dalam usus : invertase, maltase dan lactase.

Absorpsi
Monosakarida diserap dalam darah. Persentase gula darah dipertahankan karena pengendapan insulin dan aktivitas hati di dalam jantung terjadi oksidasi karbohidrat untuk menyediakan panas dari energy. Kelebihannya disimpan sebagai lemak dan penambahan berat badan. Sewaktu proses pembakaran karbondioksida disingkirkan sebagai produk buangan sampai hasil pembakaran karbohidrat di dalam jaringan diekskresikan.

Lemak

Metabolism
Lipase gastric menghasilkan sedikit hidroksa lemak. Lipase pancreas memecah lemak menjadi gliserin. Lipase usus menjadi asam lemak.
Absorbsi
Gliserin dan asam lemak oleh laktat yang di salurkan ke duktus torasika dam masuk kedalam aliran darah. Di darah lemak dihantarkan kesetiap sel tubuh. Hati mengoksidasikan lemak dan mempersiapkan lemak untuk disimpan kedalam jaringan. Didalam jaringan sebagian dioksidasi (karbohidrat) untuk memberi panas dari energy dan sebagian disimpan ditempat penyimpanan lemak ( vitamin A dan B ).

Protein
Absorbsi
(Darah) asam amino membawa nitrogen dan zat belerang ke setiap sel di dalam tubuh. Sel memisahkan asam amino yang khusus diperlukan. Setiap sel untuk perbaikan dan penyembuhan memecahkan asam amino dan dari proses ini terbentuk urea. Senyawa C di bebeaskan oksidasi. Produk buangan sebagai hasil metabolisme protein di dalam jarinagn terdapat urea, asam urat dan kreatinium. Bahan-bahan tersebut diekskresikan didalam urine. Protein tidak ditimbun dalam tubuh tetapi kelebihannya diekskresikan terutama didalam urine.1

Proses Penyediaan Energi
Aerob


Glikolisis
Substratnya adalah 1 molekul glukosa (yang memiliki 6 atom Carbon) dengan bantuan berbagai macam enzim menghasilkan produk berupa 2 molekul asam piruvat(yang memiliki 2 molekul asam piruvat) serta 2 molekul ATP dan 2 molekul NADH. Terjadi di sitoplasma.
Setelah melalui reaksi glikolisis, jika terdapat molekul oksigen yang cukup maka asam piruvat akan menjalani tahapan reaksi selanjutnya, yaitu siklus Krebs yang bertempat di matriks mitokondria. Jika tidak terdapat molekul oksigen yang cukup maka asam piruvat akan menjalani reaksi fermentasi. Akan tetapi, asam piruvat yang mandapat molekul oksigen yang cukup dan akan meneruskan tahapan reaksi tidak dapat begitu saja masuk ke dalam siklus Krebs, karena asam piruvat memiliki atom C terlalu banyak, yaitu 3 buah. Persyaratan molekul yang dapat menjalani siklus Krebs adalah molekul tersebut harus mempunyai dua atom C (2C). Karena itu, asam piruvat akan menjalani reaksi dekarboksilasi oksidatif.
Dekarboksilasi oksidatif
Adalah reaksi yang mengubah asam piruvat yang beratom 3 C menjadi senyawa baru yang beratom C dua buah, yaitu asetil koenzim-A (asetil ko-A). Reaksi dekarboksilasi oksidatif ini (disingkat DO) sering juga disebut sebagai tahap persiapan untuk masuk ke siklus Krebs. Reaksi DO ini mengambil tempat di intermembran mitokondria.
Pertama-tama, molekul asam cuka yang dihasilkan reaksi glikolisis akan melepaskan satu gugus karboksilnya yang sudah teroksidasi sempurna dan mengandung sedikit energi, yaitu dalam bentuk molekul CO2. Setelah itu, 2 atom karbon yang tersisa dari piruvat akan dioksidasi menjadi asetat (bentuk ionisasi asam asetat). Selanjutnya, asetat akan mendapat transfer elektron dari NAD+ yang tereduksi menjadi NADH. Kemudian, koenzim A (suatu senyawa yang mengandung sulfur yang berasal dari vitamin B) diikat oleh asetat dengan ikatan yang tidak stabil dan membentuk gugus asetil yang sangat reaktif, yaitu asetil koenzim-A, yang siap memberikan asetatnya ke dalam siklus Krebs untuk proses oksidasi lebih lanjut. Selama reaksi transisi ini, satu molekul glukosa yang telah menjadi 2 molekul asam piruvat lewat reaksi glikolisis menghasilkan 2 molekul NADH.

Siklus Krebs (TCA)
Terjadi di mitokondria. Siklus Krebs adalah tahapan selanjutnya dari respirasi seluler. Siklus Krebs adalah reaksi antara asetil ko-A dengan asam oksaloasetat, yang kemudian membentuk asam sitrat. Siklus Krebs disebut juga dengan siklus asam sitrat, karena menggambarkan langkah pertama dari siklus tersebut, yaitu penyatuan asetil ko-A dengan asam oksaloasetat untuk membentuk asam sitrat.
Pertama-tama, asetil ko-A hasil dari reaksi antara (dekarboksilasi oksidatif) masuk ke dalam siklus dan bergabung dengan asam oksaloasetat membentuk asam sitrat. Setelah "mengantar" asetil masuk ke dalam siklus Krebs, ko-A memisahkan diri dari asetil dan keluar dari siklus. Kemudian, asam sitrat mengalami pengurangan dan penambahan satu molekul air sehingga terbentuk asam isositrat. Lalu, asam isositrat mengalami oksidasi dengan melepas ion H+, yang kemudian mereduksi NAD+ menjadi NADH, dan melepaskan satu molekul CO2 dan membentuk asam a-ketoglutarat (baca: asam alpha ketoglutarat). Setelah itu, asam a-ketoglutarat kembali melepaskan satu molekul CO2, dan teroksidasi dengan melepaskan satu ion H+ yang kembali mereduksi NAD+ menjadi NADH. Selain itu, asam a-ketoglutarat mendapatkan tambahan satu ko-A dan membentuk suksinil ko-A. Setelah terbentuk suksinil ko-A, molekul ko-A kembali meninggalkan siklus, sehingga terbentuk asam suksinat. Pelepasan ko-A dan perubahan suksinil ko-A menjadi asam suksinat menghasilkan cukup energi untuk menggabungkan satu molekul ADP dan satu gugus fosfat anorganik menjadi satu molekul ATP. Kemudian, asam suksinat mengalami oksidasi dan melepaskan dua ion H+, yang kemudian diterima oleh FAD dan membentuk FADH2, dan terbentuklah asam fumarat. Satu molekul air kemudian ditambahkan ke asam fumarat dan menyebabkan perubahan susunan (ikatan) substrat pada asam fumarat, karena itu asam fumarat berubah menjadi asam malat. Terakhir, asam malat mengalami oksidasi dan kembali melepaskan satu ion H+, yang kemudian diterima oleh NAD+ dan membentuk NADH, dan asam oksaloasetat kembali terbentuk. Asam oksaloasetat ini kemudian akan kembali mengikat asetil ko-A dan kembali menjalani siklus Krebs.
Dari siklus Krebs ini, dari setiap molekul glukosa akan dihasilkan 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH2, dan 4 CO2. Selanjutnya, molekul NADH dan FADH2 yang terbentuk akan menjalani rangkaian terakhir respirasi aerob, yaitu rantai transpor elektron.
Transpor Elektron
Rantai transpor elektron adalah tahapan terakhir dari reaksi respirasi aerob. Transpor elektron sering disebut juga sistem rantai respirasi atau sistem oksidasi terminal. Transpor elektron berlangsung pada krista (membran dalam) dalam mitokondria. Molekul yang berperan penting dalam reaksi ini adalah NADH dan FADH2, yang dihasilkan pada reaksi glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, dan siklus Krebs. Selain itu, molekul lain yang juga berperan adalah molekul oksigen, koenzim Q (Ubiquinone), sitokrom b, sitokrom c, dan sitokrom a.
Pertama-tama, NADH dan FADH2 mengalami oksidasi, dan elektron berenergi tinggi yang berasal dari reaksi oksidasi ini ditransfer ke koenzim Q. Energi yang dihasilkan ketika NADH dan FADH2 melepaskan elektronnya cukup besar untuk menyatukan ADP dan fosfat anorganik menjadi ATP. Kemudian koenzim Q dioksidasi oleh sitokrom b. Selain melepaskan elektron, koenzim Q juga melepaskan 2 ion H+. Setelah itu sitokrom b dioksidasi oleh sitokrom c. Energi yang dihasilkan dari proses oksidasi sitokrom b oleh sitokrom c juga menghasilkan cukup energi untuk menyatukan ADP dan fosfat anorganik menjadi ATP. Kemudian sitokrom c mereduksi sitokrom a, dan ini merupakan akhir dari rantai transpor elektron. Sitokrom a ini kemudian akan dioksidasi oleh sebuah atom oksigen, yang merupakan zat yang paling elektronegatif dalam rantai tersebut, dan merupakan akseptor terakhir elektron. Setelah menerima elektron dari sitokrom a, oksigen ini kemudian bergabung dengan ion H+ yang dihasilkan dari oksidasi koenzim Q oleh sitokrom b membentuk air (H2O). Oksidasi yang terakhir ini lagi-lagi menghasilkan energi yang cukup besar untuk dapat menyatukan ADP dan gugus fosfat organik menjadi ATP. Jadi, secara keseluruhan ada tiga tempat pada transpor elektron yang menghasilkan ATP.
Setiap oksidasi NADH menghasilkan kira-kira 3 ATP, dan kira-kira 2 ATP untuk setiap oksidasi FADH2. Jadi, dalam transpor elektron dihasilkan kira-kira 34 ATP. Ditambah dari hasil glikolisis dan siklus Krebs, maka secara keseluruhan reaksi respirasi seluler menghasilkan total 38 ATP dari satu molekul glukosa. Akan tetapi, karena dibutuhkan 2 ATP untuk melakukan transpor aktif, maka hasil bersih dari setiap respirasi seluler adalah 36 ATP.
Anaerob
Respirasi anaerob adalah pernafasan yang tidak memerlukan oksigen. Serangkaian reaksi enzimatik yang mengubah glukosa yang mengubah glukosa secara tidak sempurna menjadi CO2, H2O, dan energy. Energy yang dihasilkan dalam respirasi anaerob adalah 2 ATP.2

Penggunaan Energi oleh Tubuh
Kebutuhan Energi Keseluruhan untuk Aktivitas Sehari-Hari
Seorang priayang BB 70kg, berbaring sepanjang hari menggunakan energy 1650 kalori. Proses makan dan pencernaan meningkatkan jumlah pemakaian energy 200 kalori. Seorang pria yang sama berbaring dan memakan makanan , membutuh kan asupan makanan 1850 kalori. Jika ia duduk tanpa berlatih energi yang diperlukan 2000-2250 kalori. Jadi kebutuhan energy untuk orang yang tidak aktif adalah 2000 kalori. Jumlah energy yang digunakan untuk mengerjakan aktivitas fisik sehari-hari 25% dari energy total yang dikeluarkan. Namun, jumlah ini tergantung jenis dan jumlah aktivitas fisik

Energy yang Digunakan untuk Aktivitas Fisik
Pemakaian energy selama berbagai jenis kegiatan yang berbeda pada pria BB 70kg.


Bentuk Kegiatan Kalori Per Jam
Tidur 65
Bangun, tetap berbaring 77
Duduk diam 100
Berdiri santai 105
Menanggalkan pakaian dan berpakaian 118
Mengetik cepat 140
Berjalan perlahan (2,6 mil/jam) 200
Pekerjaan tukang kayu , logam, pengecatan industri 240
Menggergaji kayu 480
Berenang 500
Berlari (5,3 mil/jam) 570
Menaiki tangga secara cepat 1100

Energy yang Digunakan untuk Memproses Makanan (Efek Termogenik Makanan)
Setelah makanan dicerna, kecepatan metabolisme meningkat disebabkan oleh peningkatan beragam reaksi kimia yang berkaitan dengan pencernaan, absorbs dan penyimpanan makanan dalam tubuh disebut efek termogenik makanan. proses ini memerlukan energy dan menghasilkan panas.
Setelah mengonsumsi makanan yang mengandung karbohidrat dan lemak, kecepatan metabolisme meningkat 4%. Tetapi setelah makan banyak protein, kecepatan metabolisme mulai meningkat dalam waktu 1 jam, maksimum 30% di atas normal, berlangsung 3 sampai 12 jam. Pengaruh protein terhadap kecepatan metabolisme disebut specific dynamic action of protein. Efek termogenik makanan mencakup 8% pengeluaran energy harian total.3



Pengendalian Hormon dalam Homeostasis
Homeostasis yaitu (homeo=sama, statis=tetap bertahan) adalah istilah yang dipakai untuk menjelaskan pengaturan kondisi-kondisi statis (constant) dalam lingkungan internal atau berbagai proses biologis. Fungsinya memulihkan keadaan normal setelah terjadi gangguan.
Pada dasarnya faktor-faktor yang mempengaruhi metabolisme termasuk di dalamnya hormone antara lain hormone:
Hormone tiroid; kecepatannya meningkat 50-100% di atas normal. Kadang-kadang menurun 40-60% dari normal.
Hormone kelamin pria; meningkatkan metabolism basal 10-15% dan hormone wanita hanya bekerja beberapa persen saja dan tidak bermakna.
Hormone pertumbuhan; meningkatkan kecepatan metabolism 15-20% sebagai akibat rangsangan langsung dari metabolism seluler.3

Kelainan dari Metabolisme dan Penyedia Energi
Obesitas (kegemukan)
Didefinisikan sebagai kandungan lemak yang berlebihan di simpanan jaringan adiposa. Batas normal kegemukan umumnya 20 % melebihi standar normal. Terjadi jika selama periode waktu tertentu kilokalori yang masuk melalui makanan lebih banyak daripada yang digunakan untuk menunjang kebutuhan energi tubuh dan kelebihan energi tersebut disimpan sebagai trigliserida di jaringan lemak.
Faktor-faktor yang dapat menyebabkan kegemukan yaitu:
Gangguan emosi dengan makan berlebihan akibat menggantikan rasa puas lainnya.
Pembentukan sel-sel lemak dalam jumlah berlebihan akibat pemberian makanan berlebihan.
Gangguan endokrin tertentu.
Gangguan pusat pengatur rasa kenyang lapar di hipotalamus.
Kecenderungan herediter.
Kelezatan makanan yang tersedia.
Kurang berolahraga.

Malnutrisi (kurang gizi)
Penyebabnya adalah penurunan pemasukan makanan di bawah kebutuhan energi adalah tidak tersedianya makanan,gangguan mekanisme menelan atau pencernaan dan gangguan nafsu makan.
Anoreksia nervosa
Yaitu kehilangan nafsu makan. Biasanya mengenai gadis remaja,mengalami ketakutan patologis kegemukan. Karakteristik lainnya adalah gangguan sekresi bermacam-macam hormon,tidak adanya daur haid dan suhu tubuh rendah.

Malabsorpsi
Yaitu kegagalan usus halus menyerap makanan. Ketidakmampuan menyerap tersebut hanya dapat mengenai satu jenis asam amino,lemak,glukosa,atau vitamin atau dapat mengenai semua asam amino,lemak,glukosa atau vitamin yang larut lemak.
Penyebabnya defisiensi enzim pencernaan pankreas,infeksi mikroorganisme,kerusakan lapisan mukosa atau untuk lemak dan vitamin larut lemak,gangguan fungsi limfe atau empedu.4



SISTEM RESPIRASI
Definisi Pernafasan
Pernapasan adalah proses pergerakan oksigen dari atmosfer menuju ke sel dan keluarnya karbo dioksida dari sel ke atmosfer.
Pada dasarnya sistem pernapasan terdiri dari suatu rangkaian saluran udara yang menghantarkan udara luar agar bersentuhan dengan membran kapiler alveoli yaitu pemisah antara sistem pernpasan dan sistem kardiovaskular.5


Jenis Pernafasan
Berdasarkan kerja otot,pernapasan dibedakan menjadi 2 yaitu:
Pernapasan dada
Dikendalikan oleh otot tulang rusuk. Terjadi pada saat berdiri.
Fase inspirasi
Otot tulang rusuk berkontraksi,tulang dada terangkat ke depan,rongga dada mengembang,paru-paru membesar,tekanan udara dalam paru-paru mengecil akibatnya udara dari luar masuk ke dalam tubuh.
Fase ekspirasi
Otot tulang rusuk berelaksasi,tulang dada relaksasi kembali,rongga dada mengecil paru-paru mengempis,tekanan udara dalam paru-paru membesar akibatnya udara dari dalam tubuh ke luar.

Pernapasan perut
Dikendalikan oleh diafragma. Terjadi pada saat tidur.
Fase inspirasi
Otot diafragma berkonstraksi,diafragma mendatar,rongga dada mengecil,paru-paru mengecil akibatnya udara dari luar masuk ke dalam tubuh.
Fase ekspirasi
Otot diafragma relaksasi,diafragma melengkung ke atas,rongga dada mengecil,paru-paru mengempis,tekanan udara dalam paru-paru membesar akibatnya udara dari dalm paru-paru keluar dari tubuh.2


Proses Penyedia O2 dalam Darah oleh Sistem Respirasi
Sistem pernafasan berperan dalam homeostasis dengan memperoleh oksigen dari mngeluarkan karbondioksida ke lingkungan eksternal. Semua sel tubuh akhirnya memerlukan pasokan O2 yang adekuat untuk mengoksidasi molekul-molekul nutrien untuk menghasilkan ATP. Sel-sel otak yang sangat bergantung pada pasokan O2 yang konstan akan mati apabila tidak mendapatkan O2 selama 4 menit.
Bahkan sel-sel yang dapat menggunakan anaerob untuk menghasilkan energy. Akibat reaksi metabolisme yang menghasilkan energy dan hanya dapat bertahan hidup dalam rentan pH yang sempit. O2 dan CO2 bergerak melintasi membrane tubuh melalui proses difusi pasif mengikuti gradient tekanan parsial. Difusi netto O2 mula-mula terjadi antara alveolus dan darah,kemudian antara darah dan jaringan akibat gradient tekanan parsial O2 yang tercipta oleh pemakaian terus menerus O2 oleh sel dan pemasukan O2 segar melalui ventilasi. Difusi netto CO2 terjadi dalam arah yang berlawanan. Pertama-tama antara jaringan dan darah kemudian antara darah dan alveolus, akibat gradient parsial karbondioksida yang terjadi oleh produksi terus menerus CO2 alveolus oleh proses ventilasi.
Karena O2 dan CO2 tidak terlalu larut dalam darah, sehingga harus diangkut dengan mekanisme selain larut secara fisik dan 98,5 % O2 yang larut secara fisik dan 98,5% secara kimiawi berikatan dengan Hb.1


Definisi Ekspirasi dan Inspirasi
Pengertian inspirasi
Proses aktif yang diselenggarakan oleh kerja otot. Biasanya disebut dengan masuknya udara dari atmosfer ke dalam rongga dada. Konsentrasi diafragma meluaskan rongga dada dari atas sampai kebawah, yaitu ventrikal.1

Pengertian ekspirasi
Udara dipaksa keluar oleh pengendalian otot dank arena paru-paru kemps kembali, disebabkan sifat elastic paru-paru.1




Mekanisme Ekspirasi dan Inspirasi
Mekanisme
Paru-paru dapat dikembangkembiskan melalui dua cara :
Dengan gerakan naik turunnya diafragma untuk memperbesar atau memperkacil rongga dada.
Dengan depresi dan elevasi tulang iga untuk memperbesar atau memperkecil diameter anteroposterior rongga dada.

Inspirasi
Selama inspirasi kontraksi diafragma menarik permukaan bawah paru ke arah bawah. Dan ketika inspirasi rangka iga dielevasikan, tulang iga langsung maju sehingga sternum bergerak ke depan menjauhi medula spinalis, dan membentuk jarak anteroposterior dada kira-kira 20% lebih besar.
Otot-otot yang dapat mengelevasikan rangka dada (otot yang berperan pada inspirasi) adalah:
Intercostalis eksterna yaitu otot yang paling berperan untuk mengangkat rangka iga.
Sternokleidomastoideus yaitu otot yang berfungsi mengangkat sternum ke atas.
Serratus anterior yang berfungsi mengangkat sebagian besar iga.
Skalenus yang berfungsi mengangkat dua iga pertama.

Bila otot-otot ini berkontraksi, otot tersebut akan menarik tulang iga bagian atas ke depan dalam hubungannya dengan tulang iga yang lebih bawah. Keadaan ini akan menghasilkan daya ungkiy pada tulang iga untuk mengangkatnya ke atas, dengan demikian menimbulkan inspirasi.
Pada inspirasi otot diafragma berkontraksi dan kubah diafragma turun, pada saat yang sama musculus intercostalin eksterna berkontraksi dan menarik dinding dada agak keluar. Oleh kerja ini, ruang di dalam dada membesar, tekanan di dalam alveolus menurun dan udara keluar dari paru-paru.

Ekspirasi
Selama ekspirasi diafragma mengadakan relaksasi, dan sifat elastis daya lenting paru, dinding dada dan struktur. Namun, selama bernafas kuat, daya elastis tidak cukup kuat untuk menghasilkan ekspirasi cepat diperlukan, sehingga diperlukan tenaga ekstra yang terutama diperoleh dari kontraksi otot-otot abdomen, yang mendorong isi abdomen ke atas melawan dasar diafragma.
Pada saat ekspirasi posisi istirahat, iga miring ke bawah, dengan demikian sternum turun ke belakang ke arah kolumna vertebralis.
Otot-otot yang menarik rangka iga ke bawah selama ekspirasi adalah:
Rektus abdominis yaitu otot yang mempunyai efek tarikan ke arah bawah yang sangat kuat terhadap iga-iga bagian bawah, pada saat yang bersamaan ketika otot-otot ini dan otot abdomen lainnya menekan isi abdomen ke atas ke arah diafragma.
Interkostalis eksternus.

Selama ekspirasi tulang-tulang iga membentuk sudut ke bawah dan otot interkostalis eksternus memanjang ke depan dan ke bawah. Otot interkostalis internus memiliki fungsi berlawanan, yang berfungsi sebagai otot-otot ekspirasi, karena otot-otot ini membentuk sudut antara tulang iga dalam arah yang berlawanan pula.
Pada ekspirasi otot diafragma dan musculus intercostalis eksterna berelaksasi. Diafragma naik, dinding dada masuk ke dalam dan ruang di dalam dada mengecil, tekanan di dalam alveolus naik dan udara keluar dari paru-paru.
Respirasi tenang yang normal terjadi sekitar enam belas kali permenit. Ekspirasi diikuti oleh henti sejenak. Kedalaman dan frekuensi gerakan respirasi terutama dikendalikan secara biokimia, tetapi kontrol ini dapat dimodifikasi oleh kerja volunter saat bicara, menyanyi, bersiul dll.2

Kelainan Sistem Pernafasan
Kelainan pada sistem pernapasan:
Asma
Adalah kelainan akibat penyempitan saluran nafas akibat otot polos pembentuk dinding saluran terus berkontraksi disebabkan alergi atau kekurangan hormon adrenalin.
Kriteria diagnosis
Gejala kronis dari obstruksi saluran pernapasan : sesak napas, batuk, dan dada sesak
Gejalanya biasanya lebih buruk pada malam hari atau dini hari.

Asfiksi
Adalah gangguan pengangkutan dan penggunaan oksigen oleh jaringan akibat tenggelam, pneumonia dan keracunan CO.
Pneumonia
Yaitu radang paru-paru yang disebabkan oleh infeksi bakteri diplococcus pneumonia.
Dipteri
Yaitu penyumbatan laring/faring oleh lendir akibat infeksi Corynebacterium Diphteriae.
Wajah Adenoid/wajah bodoh
Diakibatkan penyempitan saluran pernapasan karena pembengkakan kelenjar limfe (polip), dan pada tekak (amandel).
Peradangan pada sistem pernapasan
Bronchitis, yaitu radang pada bronkus
Laringitis yaitu radang pada laring
Faringitis yaitu radang pada faring
Pleuritis yaitu radang pada selaput paru-paru.4,7


Pengaturan Suhu Tubuh
Memahami konsep pengaturan suhu tubuh penting karena sangat berguna dalam penelitian / persoalan di klinik sebagai berikut :
Persoalan demam pada penyakit-penyakit.
Persoalan pemberian hypothemic pada kasus pembedahan (bedah jantung ).
Manusia mempunyai kemampuan untuk memelihara suhu tubuh relatip konstan dan berlawanan dengan suhu lingkungan. Kepentingan dipertahan suhu tubuh pada manusia adalah berhubungan dengan reaksi kimia
Prinsip pengaturan suhu tubuh.
Konsep core temperature yaitu dianggap merupakan dua bagian dalam scal peraturan suhu yaitu :
Bagian dalam inti suhu tubuh, yang benar-benar mempunyai suhu rata-rata 37 0C , yaitu di ukur pada daerah mulut, otot, vagina, oesophagus.
Bagian luar adalah temperature kulit lebih dari 1/3 masa tubuh yaitu pertukaran kulit sampai lebih dari 2cm ke dalam.

Peraturan suhu tubuh dalam keadaan panas
Secara fisik
Penambahan aliran darah permukaan tubuh.
Terjadi aliran darah maksimum pada angota tubuh / badan.
Perubahan (shift) dan venus rectum ke vena permukaan.
Proses ini terutama efektif pada keadaan temperature kurang / di bawah aliran 340C. Penambahan konduktipitas panas (Thermal darah kondutivity).
Keringat
Pada temperatur diatas 340C, pengaturan sirkulasi panas tidak cukup dengan radiasi, dimana pada kondisi ini tubuh mendapat panas dari radiasi mekanisme panas yang dipakai dalam keadaan (evaporasi) ini dengan cara penguapan.
Gerakan kontraksi pada kelenjar priodik memompa tetesan cairan keringat, berfungsi secara keringat dari rumen permukaan kulit merupakan mekanisme pendinginan yang p[aling efektif.



Faktor yang mempengaruhi suhu tubuh
Kecepatan metabolisme basal tiap individu berbeda-beda. Hal ini memberi dampak jumlah panas yang diproduksi tubuh menjadi berbeda pula sebagai mana disebut bahwa sangat terkait dengan laju metabolisme
Ransangan saraf simpatik dapat menyebabkan metabolisme menjadi 100o/o lebih cepat.

Pengatur suhu tubuh dalam keadaan dingin
Ada 2 mekanisme tubuh dalam keadaan dingin yaitu :
Secara fisik (prinsip-prinsip ilmu alam) yaitu peraturan atau reaksi yang berdiri dari perubahan sirkulasi dan tegaknya bulu-bulu badan (piloerektion).
Secara kimia yaitu terdiri dari penambahan panas dengan metabolisme akan terbaik secara sengaja dengan melakukan kegiatan otot-otot ataupun dengan care menggigil.6

GINJAL & ASAM-BASA
Fungsi Ginjal
Ginjal adalah suatu dimana terjadinya proses penyaringan darah sehingga darah terbebas dari zat-zat yang tidak diperlukan oleh tubuh untuk di buang bersama urine. Beberapa fungsi ginjal antara lain:
Mengeluarkan zat-zat toksin dan racun.
Mempertahankan suasana keseimbangan cairan.
Mempertahankan kadar asam dan basa dari cairan tubuh.
Mengeluarkan sisa metabolisme dari hasil akhir dari protein, urien, kreatinim, dan amaniak.
Mengatur jumlah dan konsentrasi sebagian besar ion CES.
Memelihara volume plasma yang sesuai, sangat berperan dalam pengaturan jangka-panjang tekanan darah arteri.
Memelihara osmolaritas (konsentarasi zat terlarut) berbagai cairan tubuh terutama melalui pengaturan keseimbangan H2O.
Mengekskresikan banyak senyawa asing.
Mensekresikan eritroprotein (hormone yang merangsang pembentukan sel darah merah).
Mensekresikan rennin (hormone yang memicu reaksi dalam konservasi garam oleh ginjal).
Mengubah vitamin D menjadi bentuk aktifnya.1


Proses Pembentukan Urine
Proses pembentukan urine ada 3 tahap, yaitu:
Filtrasi (penyaringan)
Proses ini terjadi di kapsul Bowmann dan glomerulus. Prosesnya, ketika darah masuk ke glomerulus maka tekanan darah menjadi meningkat sehingga mendorong air dan komponen-komponen yang tidak dapat larut melewati pori-pori endothelium kapiler. Kemudian darah menuju membrane dasar dan melewati lempeng filtrasi dan masuk ke dalam ruang kapsul Bowmann.
Reabsorpsi (penyerapan kembali)
Proses ini terjadi di tubulus kontortus proksimal, lengkung Henle dan sebagian tubulus kontortus distal. Rearbsorpsi dilakukan oleh sel-sel epithelium di seluruh tubulus ginjal. Zat-zat yang direarbsorpsi antara lain adalah NaCl, H2O, K+, H+, NH3, Na+, HCO3-, HbO4- dan glukosa sedangkan urea hanya diserap sebagian.
Hasil reabsorpsi ini berupa urin sekunder yang komposisinya mengandung air, garam, urea dan pigmen empedu yang member warna dan bau pada urine.
Augmentasi dan sekresi (pengumpulan dan pengeluaran)
Urine sekunder dari tubulus kontortus distal akan turun menuju tubula kolekta (tubulus pengumpul). Pada tubulus ini masih terjadi penyerapan ion Na+, Cl- dan urea sehingga terbentuklah urine sesungguhnya. Dari tubulus kolekta, urine dibawa ke pelvis renalis, dari pelvis renalis urine mengalir melalui ureter menuju Vesica urinaria (kandung kemih) yang merupakan tempat penyimpanan sementara urine. Bila ureter berisi penuh dengan urine maka impuls akan dihantarkan ke saraf sehingga menyebabkan sfingter akan kendur dan urine dapat dikeluarkan melalui uretra.

Table: Komposisi Urine Primer

Molekul Kadar/gram
Air 900
Protein 0
Glukosa 1
Asam amino 0.5
Urea 0.3
Ion anorganik 7.2


Hal-hal yang Mempengaruhi Produksi Urine
Beberapa hal yang dapat mempengaruhi produksi urine adalah:
Suhu.
Emosi.
Rasa takut.
Konsentrasi darah.
Hormone ADH (Vasopressis) yaitu Anti Diuretik Hormon yang dihasilkan di kelenjar hipofisis.
Zat-zat diuretic.2


Pengaturan Imbangan Air dan Elektrolit
Sebagian besar tubuh kita tersusun atas air. Cairan dalam tubuh kita misalnya darah, kelenjar, urine tersusun atas air, begitu pula dengan sel, tulang, otot tersusun atas air. Jika berat badan kita 40 kg, maka tubuh kita terdiri atas 24 liter air, sebagian besar kita buang setiap hari dan harus diganti. Air dalam tubuh kita dapat hilang dengan pengeluaran seperti urine, feses, bernafas, berkeringat dan lain-lain.
Kehilangan air dapat diatasi dengan mengkonsumsi makanan atau minuman yang mengandung air seperti:
Ayam mengandung 66% air
Jamur mengandung 93% air
Kacang mengandung 50% air
Kentang mengandung 80% air
Usus setiap hari memperoleh kira-kira 2000 ml cairan dari makanan ditambah 700 ml dari sekresi mukosa dan kelenjar-kelenjarnya dan hanya kehilangan cairan sekitar 200 ml cairan melalui feses. Sebagian besar Na+ dalam penyerapan usus berdifusi masuk atau keluar usus tergantung pada gradient konsentrasi. Dalam usus halus terjadi transport aktif Na+ yang penting untuk absorpsi glukosa, asam amino dan zat lain. Sebaliknya adanya glukosa dalam lumen usus mempermudah reabsorpsi Na+.
Air berjalan masuk atau keluar dari usus sampai tekanan osmotik isi lambung sama dengan tekanan osmotik plasma. Osmolitas isi duodenum mungkin hipertonik atau hipotonik tergantung pada jenis makanan yang dimakan tetapi jika sudah masuk ke dalam usus osmolitasnya menyekati osmolitas plasma.4,7

Gangguan Fungsi Ginjal
Sindrom Nefritik; disebabkan oleh glomerulonefritis (peradangan glomerulus). Merupakan klompikasi penyakit infeksi contohnya ISPA. Terjadi akibat kompleks imun antibody beredar dalam darah dan mengendap di glomerulus.
Glomerulonefritis Sabit; cedera berat glomerulus dan makrofag menumpuk dalam ruang kemih di bawah kapsul Bowmann.
Glomerulonefritis Kronik; yaitu gagal ginjal kronik dan uremia karena sebagian besar glomerulus mengalami hialinisasi dan obliterasi karena kapilernya menghilang, tubulus kehilangan fungsi dan pasokan darah lalu mengalami atrofi.
Sindrom Nefrotik; sebenarnya glomerulus normal hanya saja peningkatan jumlah sel mesangium, tetapi lama kelamaan bermanifestasi sebaagi sindrom nefrotik.
Tubulointerstitium; gangguan perkembangan karena peradangan dan infeksi.
Tumor Ginjal; tumor ganas seperti karsinoma hipernefroma, nefroblastoma dan lain-lain.
Gagal Ginjal; gagal ginjal yang progesif dan lambat, karena ginjal kehilangan kemampuannya untuk mempertahankan volume dan komposisi cairan tubuh dalam keadaan asupan makanan normal.
Hipertensi; menyebabkan kerusakan pada ginjal.
Nefroskelerosis; lesi yang menyebabkan rusaknya iskemik di seluruh nefron (benigna dan maligna).
Poliarteresis Nodosa; penyakit yang menyerang arteri-arteri ginjal dan glomerulus sehingga menyebabkan infark nefron.4,7


Konsep Asam-Basa
Asam adalah molekul yang mengandung atom-atom hydrogen yang dapat melepaskan ion-ion hydrogen dalam larutan. Contohnya HCl.
Basa adalah ion atau molekul yang dapat menerima ion hydrogen. Contohnya HCO3-.
pH asam=1-7.
pH basa=7-14.
normal=7 (contohnya air).
pH darah arteri=7,4 dan darah vena=7,35.
pH urine dapat berkisar antara 4,5-8,0.3

Peran pH dalam Mempertahankan Fungsi Organ

GINJAL
Ginjal mengontrol keseimbangan asam-basa dengan mengeluarkan urine yang asam atau basa. Pengeluaran urine asam akan mengurangi jumlah asam begitu juga sebaliknya. Seperti diketahui pH urine yaitu 4,5-8,0 sehingga bersifat asam atau basa.
DARAH
pH darah adalah 7,4 atau 7,35 sehingga dapat memperkirakan kejadian yang terjadi di dalam darah. Darah bersifat normal 7,35 atau 7,4, CO2 yang dibebaskan ke jaringan.
LAMBUNG
pH lambung bersifat asam karena HCl dalam asam lambung yang pH-nya 3-4 yang bisa mendeteksi untuk menetralisir agar tidak terjadi kerusakan lambung.
Dari beberapa penjelasan di atas disimpulkan bahwa pH berperan dalam penentuan suatu organ bersifat asam atau basa dengan melihat pH-nya.3

Pengaturan pH Darah oleh Paru dan Ginjal
Ada 3 sistem utama yang mengatur konsentrasi ion hydrogen dalam cairan tubuh:
Sistem penyangga asam-basa kimiawi dalam cairan tubuh, yang segera bergabung dengan asam-basa untuk mencegah perubahan konsentrasi ion H+ yang berlebihan.
Pusat pernafasan yang mengatur pembuangan CO2 dan H2CO3 dari CES (Cairan Ekstra Seluler).
Ginjal yang dapat mengekskresikan urine asam atau basa sehingga menyesuaikan kembali konsentrasi ion H+ CES menuju normal.
Apabila terjadi perubahan maka sistem penyangga cairan tubuh bekerja dalam waktu singkat untuk meminimalkan perubahan-perubahan. Sistem ini tidak mengeliminasi H+ tetapi hanya menjaga keseimbangannya saja.
Garis pertahanan kedua yaitu pernafasan, bekerja untuk mengeliminasi CO2 dan H2CO3 dari tubuh.
Garis ketiga ginjal mengeliminasi asam dan basa dari tubuh.3









 
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
Setiap manusia membutuhkan energy untuk kelangsungan hidupnya sehingga dapat dijadikan sebagai sumber energy dengan mengkonsumsi makanan yang mengandung karbohidrat, protein, lemak dan lain-lain. Semua proses mulai dari menelan makanan sampai mengeluarkan kembali terjadi dengan adanya energy dan juga energy tersebut digunakan untuk bernafas. Semua sisa metabolism akan dibuang melalui proses eskresi baik melalui feses, urine, keringat dan bernafas.

Saran
Agar mendapatkan energy yang cukup dan memenuhi kebutuhan energy sehari-hari setiap kita harus mengkonsumsi makanan yang mengandung karbohidrat, protein dan lemak sehingga energy bisa terpenuhi dan proses metabolism tubuh dapat berlangsung dengan baik.

DAFTAR PUSTAKA

1. Sherwood, Lauralee. 2001. Fisiologi Manusia. Jakarta: EGC.
2. Kimball, John. 1999. Biologi. Jakarta: Erlangga.
3. Guyton and Hall. 1997. Fisiologi Kedokteran. Jakarta: EGC.
4. Price and Wilson. 2006. Patofisiologi. Jakarta: EGC.
5. Syarifuddin. 2002. Struktur dan Komponen Tubuh Manusia. Jakarta: Widya Medika.
6. Tambayong, Jan. 2002. Fisiologi dan Anatomi untuk Keperawatan. Jakarta: EGC.
7. Sander, Moch. A. 2004. Patologi Anatomi. Jakarta: UMM Press.
8. Angela, Ruyton. 1998. Under the Microscope Dingestiny: How We Fuel the Body. Doyburny: Grolier.