Positive feedback Disturban ce Controlled system output Controlled
Positive feedback Disturban ce + Controlled system output Controlled system Error signal Amplifier 1
Homeostasis UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN • Mekanisme umpan balik positif dalam mengendalikan fungsi fisiologis pada hewan dapat berbahaya. • Misalnya, suhu tubuh mamalia meningkat, jika gangguan awal ini kemudian mengalami umpan balik positif maka hasilnya adalah peningkatan suhu tubuh lebih lanjut yang tentunya berbahaya bagi hewan tersebut. 2
Homeostasis UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN • Contoh umpan balik positif adalah pada fungsi saraf. • Jika terdapat rangsang pada sel syaraf akan menyebabkan perubahan permeabilitas selaput yang memungkinkan adanya aliran ion sodium (Na+) masuk kedalam neuron. Aliran masuk ion Na+ pada fase awal terjadinya potensial aksi menghasilkan respon depolarisasi yang menyebabkan aliran masuk ion Na+ lebih lanjut. 3
Homeostasis UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN • Sistem umpan balik terdiri atas reseptor, pusat integrasi dan efektor. • Reseptor mendeteksi perubahan lingkungan, baik lingkungan eksternal dimana hewan itu hidup (misalnya perubahan suhu lingkungan) atau lingkungan internalnya (misalnya p. H intraseluler). • Reseptor banyak jumlahnya dan masing-masing hanya dapat memantau aspek lingkungan tertentu. • Fungsi reseptor adalah mengkonversi perubahan lingkungan yang terdeteksi menjadi 4
Feedback system Rangsan g Receptor Neuron afferent Neuron efferent Pusat integrasi Effector Respons 5
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Homeostasis • Pusat integrasi terletak di otak atau sumsum tulang belakang - berperan “membandingkan” informasi tentang suatu variabel yang diterima oleh reseptor dengan tingkat variabel yang semestinya. • Hipotalamus merupakan pusat integrasi pengendalian temperatur tubuh mamalia. Berdasarkan informasi yang diterima oleh reseptor untuk perubahan suhu (termoreseptor), hipotalamus memutuskan respon yang tepat yang harus dimulai untuk mengembalikan suhu 6 tubuh pada level yang semestinya.
Homeostasis UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN • Respon disebabkan oleh aksi efektor, yang dirangsang melalui jalur saraf motor (efferent). • struktur yang menghasilkan respon biologi adalah efektor. • Respon tersebut dapat meliputi aktivasi otot, saraf dan endokrin. 7
Feedfroward UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN • Selain mekanisme feedback, metode fisiologis lain yang terpenting untuk mengendalikan kondisi internal hewan adalah feedforward • Untuk mengurangi gangguan fisiologis, hewan menunjukkan perilaku yang mencegah terjadinya gangguan tersebut, jadi feedforward merupakan aktivitas antisipatif. • Contohnya, sambil makan biasanya hewan minum juga. 8
Feedforward UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN • Masuknya pakan kedalam meningkatkan osmolaritas isi saluran pencernaan yang dapat menyebabkan hilangnya air dari cairan tubuh (melalui osmosis), mengakibatkan dehidrasi dan kesetimbangan osmotik terganggu. • Segera setelah makan atau sambil, umumnya hewan minum air untuk mengurangi gangguan homeostasis cairan tubuh. • Perilaku menghindari makanan yang menyebabkan muntah membantu hewan untuk memelihara homeostasis. 9
Homeostasis UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Conformer dan Regulator • Jika hewan air dipaparkan dalam lingkungan yang mengalami perubahan (misalnya perubahan salinitas medium, perubahan kandungan oksigen terlarut, perubahan suhu medium, dll. ), maka hewan tersebut dapat memberikan respon konformitas atau regulasi. • Perubahan lingkungan eksternal dapat menginduksi perubahan internal tubuh hewan sesuai dengan kondisi eksternal. 10
Conformer UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN • Hewan yang memungkinkan kondisi internalnya berubah bilamana menghadapi variasi lingkungan eksternal disebut konformer (conformer). • Suhu tubuh ikan akan rendah ketika berada dalam perairan yang dingin dan akan tinggi ketika berada dalam perairan yang hangat. • Jadi, tiap sel dalam tubuh ikan tersebut harus mengatasi pengaruh perubahan suhu eksternal. 11
Osmoconformer UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN • Berbagai hewan air tidak dapat memelihara konsentrasi osmotik cairan internal tubuhnya jika salinitas mediumnya berubah-ubah. • Bintang laut, Asterias, adalah hewan osmokonformer (osmoconformer) yang cairan internal tubuhnya dengan cepat mencapai kesetimbangan dengan air laut yang mengelilinginya. • Hewan ini meningkatkan konsentrasi cairan tubuh jika berada dalam air bersalinitas tinggi dan menurunkan cairan tubuhnya bilamana berada dalam air bersalinitas rendah. 12
Oxyconformer UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN • Cacing Annelida yang bersifat oksikonformer (oxyconformer), yakni hewan yang laju konsumsi oksigennya menyesuaikan dengan ketersediaan O 2 terlarut di lingkungan eksternalnya. • Jika Annelida berada dalam lingkungan perairan yang kaya akan oksigen, maka konsumsi oksigennya meningkat, • sebaliknya jika hewan tersebut berada dalam lingkungan yang kandungan oksigen terlarutnya rendah, konsumsi oksigennya 13
Conformer UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Batas perubahan eksternal bagi hewan konformer dipengaruhi oleh toleransi jaringan tubuhnya terhadap perubahan internal yang disebabkan oleh adanya perubahan lingkungan eksternal. 14
Nilai variabel lingkungan internal (a) Conformer Garis konformitas (b) Regulator UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Zona stabilitas homeostasis dipertahankan Nilai variable lingkungan eksternal Hewan konformer (a) menyesuaikan kondisi internal tubuhnya dengan kondisi lingkungan eksternal, sedangkan hewan regulator (b) mempertahankan stabilitas internal meskipun kondisi eksternalnya 15 berubah.
Conformer Garis konformitas UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN hubungan antara nilai lingkungan eksternal (misalnya salinitas, kandungan O 2 terlarut, dll) dengan nilai internal (garis yang tidak putus-putus) berupa garis lurus dengan kemiringan 1. Bilamana hewan tidak dapat menghasilkan respon fisiologi atau respon lain yang diperlukan untuk mengatasi perubahan eksternal, maka 16
Regulator grafik hubungan antara nilai variable eksternal dengan nilai internal menunjukkan bahwa hewan regulator dapat mempertahankan stabilitas internal dalam kisaran lingkungan eksternal yang luas. Garis konformitas dibuat sebagai pembanding. Pada lingkungan yang ekstrim, hewan regulator tidak dapat meregulasi kondisi internal dan terpaksa menjadi konformer. UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Zona stabilitas dimana homeostasis dipertahankan 17
Regulator UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN • Hewan air yang termasuk regulator menggunakan mekanisme perilaku, biokimia maupun fisiologis untuk senantiasa menjaga kondisi internal tubuhnya ketika berada dalam kondisi lingkungan eksternal yang berubah, sehingga senantiasa dalam keadaan homeostasis. 18
Osmoregulator UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN • Hewan yang bersifat osmoregulator memiliki konsentrasi cairan internal tubuh lebih tinggi dari konsentrasi mediumnya ketika berada dalam perairan dengan salinitas rendah, sebaliknya konsentrasi carian tubuhnya lebih rendah dari konsentrasi mediumnya ketika berada dalam salinitas tinggi. 19
Oxyregulator UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN • Oksiregulator yang meliputi hampir semua vertebrata senantiasa mempertahankan level konsumsi oksigen walaupun kandungan oksigen terlarut dalam mediumnya mengalami penurunan. • Jika kandungan oksigen terlarut di mediumnya menurun terus sampai batas minimumnya, hewan air dapat teraklimasi menjadi conformer. Setelah teraklimasi, maka konsumsi oksigennya menurun manakala kandungan oksigen terlarut di lingkungan eksternalnya rendah. 20
- Slides: 20