Konsep Homeostasis dan Aplikasinya Dalam Farmasi

Homeostasis memiliki peranan penting bagi manusia karena sel dan jaringan tubuh hanya akan tetap hidup dan dapat berfungsi secara efisien ketika kondisi internal ini dipertahankan dengan baik. Semua sistem organ bekerja dengan cara saling bergantung untuk mempertahankan homeostasis. Sebagai contoh perubahan pada satu sistem cenderung untuk mempengaruhi satu sistem atau lebih sistem tubuh lainnya.

Tubuh kita merupakan suatu sistem yang terorganisir dan memiliki sistem pengaturan yang selalu saling berkoordinasi untuk mempertahankan kondisi tubuh agar selalu dalam keadaan stabil secara fisiologi.

Jika terjadi gangguan secara fisiologi maka tubuh akan selalu merespon dan berusaha untuk dapat mengembalikan ke keadaan normal melalui suatu mekanisme umpan balik negatif dan positif. Sebagai contoh jika tekanan darah kita turun, maka reseptor sensorik akan mengirimkan sinyal ke pusat kontrol di otak. Pusat kontrol ini akan mengirimkan sinyal saraf ke dinding arteri untuk berkontriksi. Ketika tekanan darah naik sistem ini diaktivasi. Konsep ini dikenal dengan istilah homeostasis.

Anda sudah mempunyai sedikit gambaran bukan? Untuk lebih jelasnya mari mempelajari uraian materi di bawah ini.

Pengertian Homeostasis

Agar tubuh dapat berfungsi secara optimal, kondisi di dalam tubuh yang disebut sebagai lingkungan internal (CES; cairan ekstrasel) harus diatur dengan sangat hati-hati. Oleh karena itu beberapa variabel penting, seperti suhu tubuh, tekanan darah, kandungan oksigen dan karbon dioksida dari darah, juga keseimbangan elektrolit secara aktif dipertahankan dalam batas fisiologi yang sempit.

Homeostasis adalah kemampuan sistem fisiologi tubuh untuk mempertahankan keadaan di dalam tubuh yang relatif konstan. Homeostatis (homeo artinya “yang sama”; statis artinya “berdiri atau diam”). Istilah homeostatis diperkenalkan pertama kali oleh W.B.Cannon untuk menjelaskan berbagai proses fisiologik yang berfungsi untuk memulihkan keadaan normal setelah terjadi gangguan.

Homeostasis sangat penting karena sel dan jaringan tubuh hanya akan tetap hidup dan dapat berfungsi secara efisien ketika kondisi internal ini dipertahankan dengan baik. Ini tidak dapat dikatakan bahwa lingkungan internal bersifat tetap dan tidak berubah.

Tubuh selalu dihadapkan dengan perubahan lingkungan eksternal serta kegiatan dan aktivitas yang terjadi di dalam tubuh yang dapat merubah keseimbangan dari beberapa varibel penting. Sebagai contoh, sebagian besar reaksi metabolik di dalam sel kita membutuhkan oksigen dan glukosa. Senyawa ini kemudian harus diganti. Selain itu, reaksi ini menghasilkan limbah metabolik termasuk karbondioksida dan urea yang kemudian harus dikeluarkan dari tubuh. Oleh karena itu, lebih tepat dikatakan bahwa lingkungan internal dalam keadaan dinamis yang stabil, yang terus berubah, tetapi dimana kondisi optimal dipertahankan secara fisiologis.

Semua sistem organ dalam tubuh, kecuali sistem reproduksi, berkontribusi dalam mempertahankan homeostasis. Sebagai contoh, saluran pencernaan mencerna makanan untuk memberikan nutrisi bagi tubuh. Sistem pernapasan memperoleh oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida. Sistem sirkulasi mengangkut semua zat-zat satu bagian ke bagian tubuh lainnya. Sistem renal mengeluarkan limbah dan berperan dalam mengatur volume dan tekanan darah.

Peran sistem organ dalam mempertahankan homeostasis

• Sistem Saraf → Mengatur aktivitas muskuler dan sekresi kelenjar
• Sistem Endokrin → Mengatur proses metabolik melalui sekresi hormon
• Sistem Muskuler → Berperan dalam menggerakkan tubuh dan terhadap termoregulator
• Sistem Sirkulasi → Mengangkut nutrien, oksigen, zat yang sudah tidak dibutuhkan tubuh
• Sistem Respirasi → Mengambil oksigen dan mengeluarkan karbondioksida, mengatur keseimbangan asam basa (pH)
• Sistem Gastrointestinal → Mencerna dan menyerap makanan untuk memberikan nutrisi kepada tubuh
• Sistem Renal → Mengeluarkan senyawa-senyawa, produk yang sudah tidak dibutuhkan oleh tubuh, mengatur volume dan tekanan darah, mengatur keseimbangan asam basa (pH)

Mempelajari fisiologi tidak hanya mencakup kajian tentang bagaimana masing-masing sistem melakukan fungsinya, tetapi juga mekanisme yang terlibat yang mengatur kegiatan ini dalam mempertahankan homeostasis dalam berbagai kondisi. Sebagai contoh, kebutuhan tubuh sangat berbeda selama kondisi istirahat dibandingkan dengan latihan. Bagaimana sistem organ menyesuaikan aktivitasnya dalam respon terhadap tingkat aktivitas fisik yang atau ketika dihadapkan dengan perubahan lingkungan internal dan eksternal.

Dalam mempertahankan homeostasis, tubuh harus mampu memantau dan merasakan perubahan dalam lingkungan internal dan juga harus mampu mengimbangi, atau melakukan penyesuaian,untuk perubahan ini.

Ada dua sistem pengaturan dalam tubuh yang mempengaruhi aktivitas dari semua sistem organ lainnya sehingga homeostasis akhirnya dipertahankan, yaitu sistem saraf dan endokrin.

Sistem Kontrol Homeostatik

Sistem kontrol homeostatik dikelompokkan menjadi 2 kelas kontrol yaitu:

1. Kontrol intrinsik (lokal)

Terdapat di dalam dan inherent bagi organ tersebut. Contohnya ketika otot sedang beraktivitas yang tinggi dan menggunakan oksigen yang tinggi pula, maka kadar oksigen akan turun. Perubahan kimia lokal pada otot akan menyebabkan pembuluh darah bervasodilatasi dan meningkatkan aliran darah ke otot sehingga kadar oksigen meningkat pula.

2. Kontrol ekstrinsik

Sebagian besar kontrol homeostatik dipertahankan dengan kontrol ini, mekanisme regulasi dimulai di luar suatu organ untuk mengubah aktivitas organ tersebut, mekanisme ini dilakukan oleh sistem saraf dan endokrin. Contohnya mekanisme untuk memulihkan tekanan darah ke tingkat yang sesuai. Dimana organ yang bekerja adalah sistem saraf jantung dan pembuluh darah di seluruh tubuh.

Mekanisme kontrol homeostatik bekerja berdasarkan prinsip umpan balik. Ada dua jenis umpan balik yaitu:

• Umpan balik negatif (negative feedback), pada umpan balik negatif perubahan suatu faktor dikontrol secara homeostatis akan memicu respon yang berupaya untuk memulihkan faktor tersebut ke normal dengan menggerakkan faktor ke arah yang berlawanan dari perubahan awalnya. Contoh umpan balik negatif dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar: Mekanisme umpan balik negatif yang mengatur kadar glukosa darah

• Umpan balik positif (positive feedback), pada umpan balik positif perubahan pada variabel terkontrol memicu respon yang mendorong ke arah yang sama seperti awal perubahan sehingga perubahan semakin kuat. Umpan balik positif lebih jarang terjadi, namun umpan balik ini juga berperan penting dalam keadaan tertentu, misalnya pelepasan oksitosin yang semakin banyak dengan semakin besarnya tekanan pada serviks.

Gambar: Mekanisme umpan balik positif pada uterus

Fungsi Homeostatik dari Obat

Penyakit umumnya dibagi menjadi dua kategori, dimana patofisiologi melibatkan kegagalan internal beberapa proses fisiologis normal dan ini berasal dari beberapa sumber eksternal seperti infeksi bakteri atau virus. Dalam kasus kedua, individu tidak dapat dapat mempertahankan homeostasis, dan satu atau lebih variabel dalam lingkungan internal akan terganggu. Akibatnya, fungsi jaringan atau organ terganggu.

Oleh karena itu, banyak obat-obatan saat ini digunakan dirancang untuk membantu tubuh dalam mempertahankan homeostasis ketika tubuh gagal dalam melakukan mekanisme pengaturan sendiri. Sebagai contoh:

• Angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibitor, seperti enalapril, dan beta-blockers, seperti propanolol, menurunkan tekanan darah pada pasien dengan hipertensi idiopatik.
• Hiperglikemia pada pasien dengan diabetes melitus tipe 1. Suntikan insulin memungkinkan sel pasien untuk mengambil dan menyimpan glukosa, yang secara efektif menurunkan glukosa darah ke kisaran normal.
• Diuretik, seperti furosemid, mengurangi volume darah sehingga mengurangi beban kerja jantung pada pasien dengan gagal jantung kongestif.

Dalam setiap gangguan ini, intervensi farmakologi diperlukan untuk membuat sistem organ dapat berfungsi secara efisien dan efektif mempertahankan kesehatan pasien.