Korelasi Peningkatan Suhu Badan dengan Aktivitas Tubuh melalui Perspektif Fisika dalam Teori Biologi

Dosen : Dr. Ir. Vina Serevina

Biologi A 2023 untuk Fisika Dasar

Ananda Nurul Amelia ( 1308623034 )

Salma Jannatun Nisa ( 1308623062 )

Denyut jantung merupakan salah satu tanda vital yang menunjukkan status kesehatan seseorang. Detak jantung Anda mungkin meningkat dalam situasi tertentu, seperti saat melakukan aktivitas berat seperti olahraga. Saat tubuh Anda melakukan aktivitas  berat, detak jantung Anda akan meningkat, membuatnya terasa lebih keras dan cepat, selanjutnya pernapasan menjadi semakin sulit dan terakhir suhu tubuh pun akan meningkat.

Kasus yang disebutkan di atas membawa kita ke dalam pertanyaan baru, yaitu mengapa aktivitas tubuh dapat menyebabkan peningkatan suhu tubuh dan bagaimana hubungan kedua hal tersebut sehingga dapat saling berkaitan? Artikel ini akan menjawab pertanyaan tersebut dan akan menguraikan hubungan antara suhu badan dan aktivitas tubuh, menyelidiki aspek fisika dalam teori biologi, meninjau implikasi termodinamika pada sistem biologis, dan memberikan pemahaman yang lebih mendalam untuk riset dan aplikasi kesehatan. Manfaat dari artikel ini akan menambah wawasan pembaca terkait topik yang dibahas.

Dalam fisika, suhu adalah besaran yang menunjukkan panas atau dinginnya suatu benda. Kalor adalah energi panas yang mengalir dari suatu benda ke benda lain karena adanya perbedaan suhu, dan secara alami selalu mengalir dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Dalam biologi, panas juga berlaku untuk suhu tubuh manusia. Di dalam tubuh, energi panas dihasilkan oleh jaringan aktif terutama  otot, kelenjar keringat, lemak, tulang, jaringan ikat, dan saraf.

Proses pertukaran panas di dalam tubuh mengikuti hukum fisika. Dalam hal ini tubuh manusia merupakan black body, namun permukaan tubuhnya merupakan penyerap panas radiasi yang baik dan juga merupakan pemancar panas yang baik. Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi peningkatan suhu tubuh pada manusia. Selain karena kondisi medis tertentu, peningkatan suhu tubuh juga bisa disebabkan oleh respons tubuh terhadap lingkungan, seperti aktivitas fisik atau pengaruh lingkungan (Kukus, Y., S,. et al,. 2009).

Aktivitas fisik mengacu pada latihan aerobik dan anaerobik. Pada dasarnya, perbedaan utama antara kedua aktivitas ini adalah keterlibatan oksigen dalam produksi energi. Aerobik artinya proses produksi energi memerlukan adanya oksigen, sedangkan produksi energi anaerob terjadi tanpa oksigen. Sesuai dengan definisi yang dikemukakan, latihan aerobik adalah jenis latihan yang menstimulasi dan secara cepat meningkatkan sistem kardiovaskuler dan pernapasan selama latihan yang disebut latihan aerobik. Proses ini membutuhkan penyediaan oksigen yang cukup untuk otot-otot yang bekerja. Latihan aerobik, seperti lari jarak jauh dan marathon, meningkatkan konsumsi oksigen  sekaligus meningkatkan metabolisme tubuh. Sebaliknya, latihan anaerobik hanya dapat dilakukan dalam jangka waktu singkat karena kebutuhan energi tubuh melebihi kebutuhan energi yang dihasilkan oleh pernapasan, sehingga memaksa tubuh  bekerja tanpa oksigen.

Jenis aktivitas fisik mempengaruhi perubahan anatomi dan fisiologis tubuh. Selama beraktivitas fisik, baik aerobik atau anaerobik, kebutuhan oksigen meningkat untuk memenuhi kebutuhan energi kerja otot. Respons yang umumnya dapat diamati secara langsung meliputi suhu tubuh, denyut nadi, dan laju pernapasan, yang cenderung meningkat seiring dengan aktivitas fisik dan olahraga. Secara tradisional, aktivitas fisik dan olahraga didasarkan pada respons tubuh seperti detak jantung, produksi keringat, dan tanda-tanda kelelahan lainnya.

Ketika beraktivitas intens, tubuh mempercepat metabolisme untuk menghasilkan lebih banyak energi. Proses ini menghasilkan panas sebagai produk sampingan, dan tubuh Anda merespons dengan meningkatkan detak jantung, laju pernapasan, dan berkeringat. Sistem termoregulasi  menjaga suhu tubuh tetap stabil, dengan kelenjar keringat dan vasodilatasi membantu mendinginkan tubuh. Ini semua adalah respons normal terhadap peningkatan kebutuhan energi akibat aktivitas fisik.

Sumber: iStockphoto

Suhu normal tubuh rata-rata manusia berkisar antara 36,5°C – 37,5°C. Setiap jaringan di tubuh memerlukan suhu tertentu agar dapat berfungsi secara optimal. Untuk melakukan kerja optimal, otak memerlukan suhu normal ±36,5 °C, sedangkan untuk kerja otot harus lebih tinggi yaitu ±39 °C. Pada dasarnya suhu tubuh adalah keseimbangan antara panas yang dihasilkan dan panas yang hilang untuk mempertahankan homeostasis  (Kardi, I. S., et al,. 2023).

Sumber: Stephens, Wright, & Vandergriendt

Kesimpulan:

Dalam kesimpulan, kita telah menjelajahi fenomena yang menarik di balik aktivitas fisik yang dilakukan oleh setiap individu. Dari detak jantung yang meningkat hingga peningkatan suhu tubuh, artikel ini telah menggali lebih dalam tentang hubungan antara aktivitas fisik, respons tubuh, dan suhu tubuh manusia. Pertanyaan awal mengenai mengapa aktivitas tubuh dapat memicu peningkatan suhu tubuh telah dijawab dengan melibatkan penjelasan dari sudut pandang fisika dan biologi.

Dari segi fisika, suhu tubuh manusia dapat diartikan sebagai keseimbangan antara panas yang dihasilkan oleh tubuh dengan kehilangan panas untuk menjaga homeostasis. Dalam aktivitas fisik, terjadi peningkatan metabolisme yang menghasilkan panas sebagai produk samping. Tubuh merespons dengan meningkatkan detak jantung, pernapasan, dan produksi keringat sebagai mekanisme termoregulasi.

Dari sudut pandang biologi, aktivitas aerobik dan anaerobik memiliki dampak yang berbeda pada sistem tubuh. Latihan aerobik, seperti senam aerobik atau lari jarak jauh, memicu peningkatan kebutuhan oksigen dan metabolisme tubuh. Sementara itu, latihan anaerobik melibatkan kerja tubuh tanpa oksigen untuk waktu yang singkat.

Selain itu, artikel ini juga menyoroti pentingnya pemantauan respons tubuh, seperti denyut nadi, frekuensi napas, dan tanda-tanda kelelahan, selama beraktivitas fisik. Semua informasi ini dapat menjadi panduan untuk mencapai keseimbangan optimal antara aktivitas fisik dan kesehatan tubuh.

Dengan demikian, pemahaman lebih lanjut tentang kompleksitas interaksi antara aktivitas fisik, respons tubuh, dan suhu tubuh dapat membantu kita menjalani gaya hidup yang sehat dan aktif. Selanjutnya, penelitian lebih lanjut dan pemahaman mendalam mengenai hal ini akan terus memberikan wawasan baru bagi dunia kesehatan dan kebugaran. Teruslah bergerak, dan selamat menjalani perjalanan menuju kesehatan optimal!

Referensi

Handayani, G., Lintong, F., & Rumampuk, J. F. (2016). Pengaruh Aktivitas Berlari Terhadap Tekanan Darah dan Suhu Pada Pria Dewasa Normal. eBiomedik, 4(1).

Indra, E. N. (2007). Adaptasi Fisiologis Tubuh terhadap Latihan dan Suhu Lingkungan Panas dan Dingin. In Proceeding Seminar nasional PORPERTI UNY (pp. 166–180). https://doi.org/10.1097/00005768-199702000-00019

Kardi, I. S., Ibrahim, I., Ansar, C. S., Nopiyanto, Y. E., & Jalil, R. (2023). Perbedaan respons antara aktivitas aerobik dan aktivitas anaerobik ditinjau dari suhu tubuh, denyut nadi, dan frekuensi nafas. Journal Power Of Sports, 6(2), 74-85.

Kukus, Y., Supit, W., & Lintong, F. (2009). Suhu tubuh: homeostasis dan efek terhadap kinerja tubuh manusia. Jurnal Biomedik: JBM, 1(2).

Pratiknya, D. widodo edi. (2021). Perbedaan Respon Perubahan Denyut Nadi Saat Latihan Fisik Submaksimal Di Lingkungan Hiperbarik-Hiperoksia Dibandingkan Di Lingkungan Normobarik-Normooksi. Surabaya Biomedical Journal, 1(1). https://doi.org/10.30649/sbj.v1i1.3 

Stephens, C., Wright, S. A., & Vandergriendt, C. (2022). What Is the Normal Body Temperature Range?. healthline. https://www.healthline.com/health/what-isnormal-body-temperature