HOMEOSTASE DAN HOMEOSTASISHomeostase dalam bidang biologi diartikan sebagai suatu keadaan internal tubuh suatu organisme yang dalam keadaan setimbang atau stabil.Homeostasis dalam bidang biologi diartikan sebagai suatu mekanisme di dalam tubuh suatu organisme yang senantiasa mengupayakan keadaan setimbang atau stabil.Istilah ini dikemukakan pertama kali oleh Walter Bradford Cannon pada tahun 1932 dari istilah Yunanihomoiosyang berarti sama, serupa atau menyerupai danstasisyang berarti kedudukan atau keadaan.Sebagai contoh:Dalam keadaan homeostase yang terjaga, suhu normal tubuh manusia adalah 36,5. Dalam cuaca yang panas, agar supaya suhu tubuh tetap terjaga pada kondisi homeostase, terjadi reaksi homeostasis berupa pembuangan panas tubuh melalui berkeringat dan pelebaran pembuluh darah (vasodilatasi) pada kulit sehingga wajah dan kulit memerah, rasa haus agar banyak minum sehingga terjadi pendinginan badan di samping mengganti kembali cairan yang banyak keluar, nafsu makan berkurang agar tidak terjadi peningkatan metabolisme yang menghasilkan panas, rasa lesu dan kantuk agar badan beristirahat sehingga mengurangi metabolisme, dsb.

HOMEOSTASISPermasalahan yang dihadapi oleh hewanLingkungan (faktor fisika dan kimia) senantiasa berubah sepanjang waktu. Sistem fisiologi dapat terganggu oleh perubahan lingkungan eksternal yang berpengaruh terhadap kondisi internal tubuh hewan dan dapat menyebabkan kematian. Bagaimana hewan memelihara kondisi internal tubuhnya??

KONSEP HOMEOSTASISPemeliharaan lingkungan internal yang relatif stabil. Homeoyaitu sama danStasisyaitu berdiam dan menetap.Berfungsi bagi sel untuk hidup dan berfungsiHarus adaLingkungan eksternal (plasma ,cairan ,ekstraseluler)Lingkungan internal (dalam sel)Faktor internal1. Kosentrasi melekul gizi2. Kosentrasi O2 dan CO23. Kosentrasi zat sisa4. PH5. Kosentrasi air,garam,dan elektrolik lain6. Suhu7. Volume dan tekanan

Perubahan kondisi fisika dan kimia perairan yang terjadi secara terus menerus merupakan ancaman bagi kehidupan organisme yang hidup didalam lingkungan tersebut. Perairan tawar, payau dan laut memiliki sifat yang tidak sama. Perairan tawar bersifat lebih encer dari konsentrasi cairan internal tubuh internal hewan yang hidup dalam habitat air tawar, sedangkan air laut bersifat lebih pekat dibandingkan cairan tubuh internal.Kepiting bakau (Scylla serrata) akan hidup dengan baik jika berada dalam kisaran salinitas 14-20 ppt, walaupun dapat toleran pada salinitas 5 ppt dan 25 ppt.Suhu perairan juga senantiasa berubah dan suhu dalam perairan tertentu dapat menjadi terlalu tinggi atau terlalu rendah bagi proses fisiologi dalam tubuh. Sifat perairan sebagai kondisi lingkungan eksternal berpengaruh terhadap kondisi lingkungan internal (Claude Bernard menyebutnya milieu intrieur).hewan air cenderung menjaga stabilitas lingkungan internalnya agar organ, jaringan, sel dan molekul dalam tubuhnya berfungsi normal.Kecenderungan untuk mengatur dan mempertahankan stabilitas lingkungan internal, menurut Walter Canon (1929) disebut homeostasis.Stabilitas lingkungan internal hewan air tersebut dijaga dengan sistem pengendalian fisiologis. Meskipun kondisi (fisika & kimia) eksternal fluktuasinya besar, kondisi (fisika & kimia) internal tubuh hewan fluktuasinya kecil dan dijaga agar senantiasa stabil .Stabilitas lingkungan internal tubuh hewan air harus senantiasa dijaga dalam kisaran yang sempit, agar dapat hidup dengan baik dalam habitatnya.Sel-sel dalam tubuh hewan air dijaga sedemikian rupa sehingga tidak saja senantiasa berada dalam suhu yang konstan, tetapi pH, konsentrasi gula, tekanan osmotic, konsentrasi ion dan sebagainya juga dalam kondisi konstan.Jadi, hewan air yang dapat lulus hidup dalam lingkungan yang beragam dan berubah-ubah mencerminkan kemampuan hewan tersebut dalam menjaga stabilitas kondisi lingkungan internalnya.

Homeostasis merupakan konsep terpenting dalam sejarah perkembangan biologi. Hal itu memberikan kerangka konseptual guna menginterpretasikan berbagai data fisiologis dalam tubuh hewan. Evolusi homeostasis dan sistem fisiologis yang memelihara homeostasis tersebut merupakan faktor penting agar hewan dapat hidup baik dalam lingkungan yang sesuai guna mendukung proses fisiologis, maupun dalam lingkungan yang kurang sesuai bagi proses kehidupan.Fenomenapemeliharaan lingkungan internaltubuh hewan yang disebut homeostasisini dilakukan oleh semua spesies hewan, secaraterus menerus. Pemeliharaan lingkungan internal tubuh hewan meliputi mekanisme fisiologi berbagai organ dan mencakup proses fisiologi pada level sel. Organisme uniseluler yang hidup di habitat perairan juga menunjukkan homeostasis.Protozoa dapat hidup dalam lingkungan air tawar dan lingkungan lain yang lebih buruk karena konsentrasi garam, gula, asam amino dan bahan terlarut lainnya diregulasi olehpermeabilitas selaput sel, pengangkutan aktifdan mekanisme lainnya.Permeabilitas selaput, transport aktif memelihara kondisi intraseluler untuk senantiasa berada dalam batas-batas yang sesuai untuk kebutuhan metabolik sel.Kondisi homeostasis dalam sel dan didalam tubuh organisme multiseluler dijaga dengan proses umpan balik (feedback).

Wujud Dari Faktor-Faktor Mekanisme Kontrol HomeostasisPada tingkat sistemik:Pusat kontrolnya adalah SSP, reseptornya berupa organ-organ reseptor seperti retina pada mata, organ penghidu pada hidung, dsb, sedang efektornya berupa organ-organ efektor yang terdapat pada jaringan otot-otot polos maupun otot-otot seran lintang (otot skelet)Pembawa komunikasinya adalah sistem saraf tepi;serabut-serabut saraf aferent yang dari organ reseptor menuju SSP, dan serabut-serabut saraf eferen yang dari SSP menuju organ efektor.Bentuk sinyal-sinyal untuk komunikasi (lewat jaringan saraf) disebut impuls, dan mediator penghubung sinyal-sinyal itu berupa hormon atau neurotransmiter.Pada tingkat seluler:Pusat kontrolnya DNA pada inti sel (nukleus), reseptor dan efektornya berupa rantai-rantai polipeptid yang spesifik pada membran sel, mediator komunikasinya adalah RNA, dan sinyal-sinyal komunikasinya dihasilkan oleh reaksi-reaksi biokimiawi sesuai dengan stimulus perubahan lingkungan yang terjadi.Apa itu reaksi negatif, reaksi positif dan ketidakseimbangan homeostasis ?Reaksi negatif homeostasisadalah reaksi yang bersifat mengurangi terhadap tekanan kuat yang diterima pusat kontrol, sedangreaksi positif homeostasisadalah reaksi yang bersifat meningkatkan terhadap tekanan lemah yang dialami pusat kontrol, akibat dari perubahan-perubahan lingkungan yang dimonitor reseptor.Contoh reaksi negatif adalah:bagaimana pusat kontrol mempertahankan suhu badan terhadap tekanan suhu luar yang terlalu panas, ataupun terlalu dingin (termoregulasi); bagaimana tetap menjaga kadar gula darah tidak naik (glukoregulasi), atau bagaimana agar cairan tubuh tidak menjadi pekat akibat dehidrasi (osmoregulasi).Contoh reaksi positif adalah:pengeluaran oksitosin pada saat partus untuk meningkatkan kontraksi uterus, pengeluaran trombin untuk pembekuan darah pada saat terjadi perdarahan, dsbKetidakseimbangan homeostasisterjadi bila faktor kontrol homeostasis tidak lagi mampumenjaga homeostase kembali setimbang seperti semula. Faktor-faktorpenyakit, keracunan, kurang gizi, kecapaindanusia lanjutbisa menjadi penyebabnya.

SIFAT SYSTEM PENGATURUmpan balik

Didalam proses umpan balik, informasi indrawi tentang variabel suhu atau pH misalnya, digunakan untuk mengendalikan proses dalam sel dan jaringan serta organ yang berpengaruh terhadap level variabel tersebut. Homeostasis diregulasi dengan umpan balik negatif.Umpan baliknegatif

Sebagai gambaran tentang umpan balik negatif adalah dengan mengamati bekerjanyathermostatyang dipasang dalam akuarium untuk menjaga agar suhu air dalam akuarium tersebut berada pada suhu yang diinginkan. Bilamana suhu air medium lebih rendah dari suhu yang diinginkan, sensor memberikan informasi agar pemanas memanaskan medium. Jadi pengaturan suhu tubuh membutuhkan thermostat yang informasinya harus diberikan pada sistem pengendali suhu. Jika informasi yang sampai pada sistem pengendali suhu adalah bahwa suhu tubuh lebih rendah dari yang semestinya, maka sistem pengendali akan meningkatkan suhu tubuh sampai kondisi semestinya dan pemanasan berhenti sampai terjadinya penurunan suhu lebih rendah dari yang semestinya.Umpan balik positif

Peran umpan balik positif dalam pemeliharaan homeostasis sangat kecil. Contoh umpan balik positif adalah proses pembekuan darah. Mekanisme umpan balik positif berperan dalam memelihara volume darah yang beredar dalam tubuh agar senantiasa konstan. 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. Contoh lain 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. Sistem umpan balik terdiri atasreseptor,pusat integrasidanefektor.MEKANISME KONTROL HOMEOSTASISPrinsip mekanisme kontrol homeostasis dalam bidang fisiologi ditentukan oleh 3 faktor penting, yakni:1. I. ReseptorReseptor adalah faktor yang menerima dan mengolah setiap rangsang yang timbul dari setiap perubahan lingkungan sekitar, untuk dijadikan stimulus dan dikirim (dilaporkan) ke pusat kontrol.1. II. Pusat kontrolPusat kontrol adalah faktor yang menerima stimulus dari reseptor untuk diolah dan diinterpretasi dan dijadikan stimulus balik sebagai reaksi-reaksi untuk menjawab (mengendalikan) perubahan lingkungan yang dilaporkan reseptor.1. III. EfektorEfektor adalah faktor penerima stimulus balik dari pusat kontrol, yang mengolah stimulus tersebut menjadi suatu aktifitas gerak untuk menjawab (mengendalikan) perubahan lingkungan sesuai yang dikehendaki pusat kontrolnya.

Reseptormendeteksi perubahan lingkungan, baik lingkungan eksternal dimana hewan itu hidup (misalnya perubahan suhu lingkungan) atau lingkungan internalnya (misalnya pH intraseluler). Reseptor banyak jumlahnya dan masing-masing hanya dapatmemantau aspek lingkungan tertentu. Fungsi reseptor adalahmengkonversi perubahan lingkunganyang terdeteksi menjadi potensial aksi yang dikirim melalui sistem saraf ke pusat integrasi.FEEDFORWARD

Selain mekanismefeedback,metode fisiologis lain yang terpenting untuk mengendalikan kondisi internal hewan adalahfeedforward Untuk mengurangi gangguan fisiologis, hewan menunjukkan perilaku yang mencegah terjadinya gangguan tersebut, jadi feedforward merupakan aktivitas antisipatif. Contohnya, sambil makan biasanya hewan minum juga. 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.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 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.

CAIRAN INTRASELULERCairan yang terkandung di antara sel disebut cairan intraselular. Pada orangdewasa, sekitar duapertiga dari cairan dalam tubuhnya terdapat diintraselular(sekitar 27 liter rata-rata untuk dewasa laki-laki dengan berat badan sekitar 70 kilogram), sebaliknya pada bayi hanya setengah dari berat badannya merupakan cairan intraselular.

CAIRAN EKSTRASELULER Cairan yang berada di luar sel disebut cairan ekstraselular. Jumlah relatif cairan ekstraselular berkurang seiring dengan usia. Cairan ekstraselular dibagi menjadi5 :o Cairan InterstitialCairan yang mengelilingi sel termasuk dalam cairan interstitial, sekitar 11-12 liter pada orang dewasa. Cairan limfe termasuk dalam volume interstitial. Relatif terhadap ukuran tubuh, volume ISF adalah sekitar 2 kali lipat pada bayi baru lahir dibandingkan orang dewasa. o Cairan IntravaskularMerupakan cairan yang terkandung dalam pembuluh darah (contohnya volume plasma). Rata-rata volume darah orang dewasa sekitar 5-6L dimana 3 liternya merupakan plasma, sisanya terdiri dari sel darah merah, sel darah putih dan platelet.o Cairan transelulerMerupakan cairan yang terkandung diantara rongga tubuh tertentu seperti serebrospinal, perikardial, pleura, sendi sinovial, intraokular dan sekresi saluran pencernaan. Pada keadaan sewaktu, volume cairan transeluler adalah sekitar 1 liter, tetapi cairan dalam jumlah banyak dapat masuk dan keluar dari ruang transeluler.

Cairan intraseluler juga dikenal sebagaisitosolatau matriks sitoplasma, yang merupakan cairan dengan banyak properti untuk memastikan proses seluler yang terjadi baik tanpa kerumitan. Cairan intraseluler terbatas hanya pada bagian dalam sel, danmembran seladalah batas sitosol. Membran organel memisahkan sitosol dari matriks organel. Banyak jalur metabolisme berlangsung dalam cairan intraseluler, baikprokariotadan eukariota. Namun, jalur metabolisme eukariotik lebih umum dalam organel daripada pada sitosol. Komposisi cairan intraseluler penting diketahui, karena mengandung sebagian besar air dengan beberapa ion seperti natrium, kalium, klorida, magnesium, dan beberapa yang lain. Karena adanya asam amino, protein yang larut dalam air, dan molekul lain, sitosol memiliki banyak khasiat. Terlepas dari kenyataan bahwa tidak ada membran untuk melokalisasi isi sitosol, ada beberapa kurungan dari cairan intraseluler yang terjadi melalui gradien konsentrasi, kompleks protein, penyaringan cytoskeletal, dan kompartemen protein. Hal ini penting untuk melihat sitoskeleton yang bukan merupakan bagian dari cairan intraseluler, tetapi struktur yang menyebabkan beberapa molekul besar yang terjebak di beberapa tempat. Cairan intraseluler tidak melakukan tugas tertentu, tetapi membantu dalam banyak fungsi termasuk transduksi sinyal dalam organel, menyediakan tempat bagi sitokinesis dan sintesis protein, transportasi molekul, dan banyak lainnya. Semua esensi sejati di bagian dalam dengan konsentrasi yang ideal akan memastikan bahwa potensi sebenarnya dapat dicapai, yang secara langsung berlaku untuk cairan intraseluler dan kinerja sel.CAIRAN EKSTRASELULERIstilah ekstraseluler berarti, itu adalah cairan yang ditemukan di luar sel. Dengan kata lain, cairan ekstraseluler adalah cairan tubuh di mana sel-sel dan jaringan akan difasilitasi. Membran sel disediakan dengan nutrisi yang dibutuhkan dan suplemen lainnya melalui cairan ekstraseluler. Ini terutama terdiri dari natrium, kalium, kalsium, klorida, dan bikarbonat. Namun, kehadiran protein sangat jarang dalam cairan ekstraseluler. PH biasanya dipertahankan sekitar 7,4, dan cairan memiliki kapasitas buffer hingga batas tertentu, juga. Adanya glukosa dalam cairan ekstraseluler penting dalam mengatur homeostasis dengan sel, dan konsentrasi yang biasa glukosa pada manusia adalah 5 mM. Terutama, ada dua jenis utama dari cairan ekstraselular dikenal sebagai cairan interstitial danplasma darah. Semua faktor yang dibahas adalah sifat utama dan konstituen cairan interstitial, yang kira-kira sekitar 12 liter pada manusia sepenuhnya dewasa. Total volume plasma darah adalah sekitar tiga liter pada manusia.Apa perbedaan antara Cairan intraselular dan Cairan ekstraselular ?1. Cairan intraseluler ditemukan di dalam sel sementara cairan ekstraseluler ditemukan di luar sel.2. Adanya protein dan asam amino adalah fitur cairan intraseluler sedangkan mereka tidak ditampilkan dalam cairan ekstraseluler.3. Kedua cairan terutama terdiri dari air, tetapi ada lebih banyak ion dalam cairan ekstraseluler daripada pada cairan intraseluler.4. Glukosa terdapat pada kedua cairan, tapi cairan ekstraseluler tidak memiliki organel untuk memecah mereka untuk menghasilkan energi tetapi tidak cairan intraseluler.5. gradien konsentrasi, kompleks protein, dan properti lainnya cairan intraseluler tidak umum untuk cairan ekstraseluler.6. cairan ekstraseluler memiliki dua jenis utama sedangkan cairan intraseluler adalah hanya satu jenis.

Organisme UniselulerSuatu organisme disebut sebagai uniseluler jika hanya memiliki satu sel. Oleh karena itu, organisme ini ukurannya sangat kecil dan struktur tubuhnya pun sangat sederhana.Semua organisme uniseluler (bersel tunggal) termasuk dalam kategori prokariota, atau entitas prokariotik karena komposisi dan struktur tubuhnya yang sederhana tersebut.Organisme bersel tunggal tidak memiliki inti sel, sehingga menyebabkan mereka tidak mampu mengontrol luas permukaan sel sesuai dengan rasio volume.Inilah yang menyebabkan organisme bersel tunggal berukuran sangat kecilsehingga sulit terlihat dengan mata telanjang.Organisme bersel tunggal juga tidak memiliki organ internal. Ini berarti bahwa membran organik yang melapisi organ juga tidak ada.Karena sangat sederhana, organisme bersel tunggal bisa hidup di daerah yang dianggap berbahaya bagi kehidupan manusia, kondisi sangat asam, atau kondisi radioaktif sekalipun.Contoh organisme bersel tunggal adalah semua jenis bakteri, amuba, ragi, dan paramecium.Organisme MultiselulerOrganisme multiseluler (bersel banyak) merupakan makhluk hidup yang memiliki lebih dari satu sel, bahkan terdiri dari jutaan sel dalam tubuhnya.Jumlah sel yang lebih banyak berarti bahwa organisme ini jauh lebih besar ukurannya. Komposisi dan struktur tubuhnya pun sangat kompleks dan rumit.Manusia adalah contoh terbaik dari organisme multiseluler.Jumlah sel yang sangat banyak menyebabkan terbentuknya berbagai organ yang menjalankan fungsi yang berbeda.Organisme multiselular juga dikenal sebagai eukariota atau entitas eukariotik. Tidak seperti organisme bersel tunggal, organisme multiseluler memiliki inti sel dan DNA yang terpisah.Meskipun secara umum organisme multiseluler berukuran lebih besar, namun ada juga yang berukuran mikroskopis yang dikenal dengan nama myxozoa.Beberapa contoh organisme multiseluler adalah manusia, hewan, tumbuhan, myxozoa, dan semua jenis jamur.[].