Pelajari Fisiologi manusia dari nol
Sebelum ini: Anatomi manusia
1Apa itu fisiologi: menjaga kestabilan
Fisiologi adalah ilmu tentang cara kerja tubuh. Anatomi memberi tahu di mana jantung berada; fisiologi memberi tahu bagaimana ia memompa dan bagaimana pemompaan itu dikendalikan.
Satu gagasan mengalir di seluruh ilmu ini: homeostasis. Tubuh menjaga kondisi internalnya, seperti suhu, tekanan darah, glukosa darah, dan pH, dalam rentang yang sempit.
Sebagian besar pengendalian ini bekerja dengan umpan balik negatif. Perubahan dideteksi dan tubuh merespons ke arah berlawanan, sehingga perubahan mengecil. Lingkar umpan balik memiliki tiga bagian:
- Reseptor (sensor) mendeteksi perubahan, misalnya ujung saraf peka panas.
- Pusat kendali membandingkannya dengan titik acuan (set point), misalnya hipotalamus pada sekitar 37 °C.
- Efektor menghasilkan respons, misalnya kelenjar keringat dan pelebaran pembuluh darah kulit.
Umpan balik positif jarang. Ia membuat perubahan semakin besar sampai suatu peristiwa selesai. Contohnya kontraksi saat persalinan (oksitosin), pembekuan darah, dan lonjakan LH yang memicu ovulasi.
Tes mandiri Glukosa darah naik setelah makan. Insulin dilepaskan dan glukosa turun kembali normal. Pengendalian jenis apa ini?
- Tanpa umpan balik, karena tidak ada saraf yang terlibat
- Titik acuan yang telah bergeser
- Umpan balik negatif
- Umpan balik positif
Jawaban: Umpan balik negatif. Respons (insulin) melawan perubahan (glukosa tinggi), jadi ini umpan balik negatif. Umpan balik positif akan mendorong glukosa lebih tinggi lagi. Hormon dapat membawa umpan balik tanpa saraf.
2Nilai normal dan rumus-rumus kunci
Banyak soal dimulai dari sebuah angka. Pelajari nilai istirahat ini untuk orang dewasa sehat:
- Denyut jantung sekitar 60–100 denyut per menit; laju napas sekitar 12–20 napas per menit.
- Tekanan darah sekitar 120/80 mmHg. Angka pertama adalah sistolik (saat bilik berkontraksi), angka kedua diastolik (saat bilik berelaksasi).
- Suhu inti sekitar 37 °C; pH darah arteri 7,35–7,45.
- Potensial membran istirahat neuron sekitar −70 mV.
Dua rumus menghubungkan jantung dan pembuluh:
CO = HR × SV
MAP = CO × TPR MAP ≈ DBP + (SBP − DBP) / 3
CO adalah curah jantung, HR denyut jantung, dan SV volume sekuncup, darah yang dipompa per denyut. Contoh: 70 denyut/menit × 70 mL = 4900 mL/menit, sekitar 4,9 L/menit.
MAP adalah tekanan arteri rata-rata dan TPR resistensi perifer total pembuluh. Pada 120/80 mmHg, MAP ≈ 80 + 40/3 ≈ 93 mmHg.
Gas bergerak secara difusi, dari tekanan parsial tinggi ke rendah. Oksigen bergerak dari alveoli ke darah; karbon dioksida bergerak dari darah ke alveoli. Sebagian besar CO₂ diangkut dalam darah sebagai bikarbonat.
Tes mandiri Denyut jantung 80 denyut/menit dan volume sekuncup 60 mL. Berapa curah jantungnya?
- 1,33 L/menit
- 140 mL/menit
- 4,8 L/menit
- 48 L/menit
Jawaban: 4,8 L/menit. CO = HR × SV = 80 × 60 = 4800 mL/menit = 4,8 L/menit. Menjumlahkan angkanya (140) atau membaginya (1,33) adalah operasi yang salah; 48 L/menit adalah kekeliruan saat mengubah mL ke L.
3Bagaimana sistem utama dikendalikan
Irama jantung. Setiap denyut dimulai di nodus sinoatrial (SA) di atrium kanan, pemacu alami. Sinyal menyebar ke atrium, lalu ditunda di nodus atrioventrikular (AV), sehingga atrium selesai mengosongkan diri sebelum ventrikel berkontraksi.
Pada EKG, gelombang P adalah depolarisasi atrium, kompleks QRS adalah depolarisasi ventrikel, dan gelombang T adalah repolarisasi ventrikel.
Saraf. Dalam potensial aksi, ion natrium (Na⁺) mengalir masuk ke sel dan menyebabkan depolarisasi. Ion kalium (K⁺) kemudian mengalir keluar dan menyebabkan repolarisasi.
Ginjal. Unit fungsionalnya adalah nefron. Darah disaring di glomerulus, dan tubulus proksimal menyerap kembali sebagian besar air dan natrium yang disaring.
- ADH (hormon antidiuretik) membuat duktus pengumpul menyerap kembali lebih banyak air, sehingga urine menjadi pekat.
- Aldosteron membuat ginjal menyerap kembali natrium dan membuang kalium. Air mengikuti natrium.
- Tekanan darah rendah di ginjal melepaskan renin. Renin menghasilkan angiotensin II, yang menyempitkan pembuluh dan melepaskan aldosteron. Inilah sistem renin–angiotensin–aldosteron.
Glukosa. Insulin menurunkan glukosa darah dengan memindahkan glukosa ke dalam sel. Glukagon menaikkannya dengan memecah glikogen di hati dan membentuk glukosa baru.
Asam–basa. CO₂ bersifat asam. Terlalu banyak CO₂ (napas lambat) menyebabkan asidosis respiratorik; terlalu sedikit (napas cepat) menyebabkan alkalosis respiratorik. Perubahan bikarbonat menyebabkan asidosis atau alkalosis metabolik.
Tes mandiri Mengapa sinyal ditunda di nodus AV?
- Agar atrium selesai berkontraksi sebelum ventrikel berkontraksi
- Agar denyut jantung tetap di bawah 60 denyut per menit
- Agar ventrikel dapat repolarisasi sebelum gelombang P berikutnya
- Karena nodus SA menembak terlalu cepat untuk atrium
Jawaban: Agar atrium selesai berkontraksi sebelum ventrikel berkontraksi. Penundaan singkat itu memungkinkan atrium mendorong darahnya ke ventrikel lebih dulu. Repolarisasi ventrikel adalah gelombang T dan tidak ada hubungannya dengan penundaan ini.
4Cara bernalar dalam soal fisiologi
Sebagian besar soal fisiologi menggambarkan suatu perubahan dan menanyakan apa yang terjadi berikutnya. Kerjakan seperti rantai:
- Sebutkan variabel yang pertama berubah, seperti volume darah, CO₂, atau glukosa.
- Tanyakan reseptor mana yang mendeteksinya, seperti baroreseptor untuk tekanan atau kemoreseptor untuk CO₂ dan oksigen.
- Temukan respons dan arahnya. Pada umpan balik negatif respons melawan perubahan.
- Ikuti efeknya dengan rumus, misalnya CO = HR × SV dan MAP = CO × TPR.
- Periksa organ lain yang ikut serta, seperti ginjal, yang bekerja lebih lambat melalui hormon.
Tulis panah kecil sambil bekerja: “volume ↓ ⇒ SV ↓ ⇒ CO ↓ ⇒ MAP ↓”. Ini menjaga arah setiap perubahan tetap jelas.
5Contoh soal lengkap
Ikuti rantainya satu mata rantai pada satu waktu. Cobalah memprediksi mata rantai berikutnya sebelum membukanya.
Contoh soalSeorang dewasa sehat kehilangan sekitar 1 L darah. Sebelum perdarahan, HR 70 denyut/menit dan SV 70 mL. Apa yang dilakukan tubuh dalam beberapa menit pertama, dan tanda apa yang Anda harapkan?
1Volume darah turun, jadi lebih sedikit darah kembali ke jantung. Ventrikel terisi lebih sedikit dan volume sekuncup turun, katakanlah dari 70 mL menjadi 50 mL.
2Pada denyut jantung lama, CO = 70 × 50 mL = 3500 mL/menit, bukan 4900 mL/menit. Dengan curah jantung lebih rendah, MAP = CO × TPR mulai turun.
3Baroreseptor di sinus karotis dan lengkung aorta merasakan tekanan yang lebih rendah dan mengirim sinyal lebih sedikit ke medula.
4Medula meningkatkan aktivitas simpatis dan mengurangi aktivitas vagal. Jantung berdenyut lebih cepat dan pembuluh di kulit dan usus menyempit, yang menaikkan TPR.
Untuk mengembalikan CO ke 4900 mL/menit dengan SV = 50 mL, denyut jantung harus naik menjadi 4900 / 50 = 98 denyut/menit.
5Lebih sedikit darah mencapai ginjal, renin naik, dan angiotensin II, aldosteron, serta ADH meningkat. Ginjal menahan natrium dan air, sehingga urine yang dihasilkan lebih sedikit.
6Setiap respons melawan penurunan tekanan, seperti seharusnya pada umpan balik negatif. Jadi tekanan darah dapat tetap mendekati normal pada awalnya, sementara denyut jantung naik.
Jawaban Takikardia (sekitar 98/menit), kulit dingin dan pucat akibat vasokonstriksi, dan keluaran urine rendah; tekanan darah pada awalnya dipertahankan mendekati normal.
6Kesalahan umum
- Mengira umpan balik membuat perubahan semakin besar. Sebagian besar pengendalian adalah umpan balik negatif, yang membuatnya mengecil.
- Mencampuradukkan ADH (menahan air) dan aldosteron (menahan natrium, membuang kalium).
- Membaca gelombang T sebagai aktivitas atrium. Itu repolarisasi ventrikel; repolarisasi atrium tersembunyi dalam kompleks QRS.
- Terbalik dalam asam–basa. Napas cepat membuang CO₂, sehingga pH naik: alkalosis respiratorik.
- Mengharapkan tekanan darah turun lebih dulu pada kehilangan darah. Denyut jantung biasanya naik lebih dulu, karena refleks menahan tekanan tetap tinggi.
- Mencampuradukkan arah difusi: gas selalu bergerak dari tekanan parsial tinggi ke rendah.
Tes mandiri Saat serangan panik seseorang bernapas sangat cepat. Apa yang ditunjukkan darah arteri?
- Bikarbonat rendah dan pH rendah (asidosis metabolik)
- CO₂ normal dan pH normal
- CO₂ rendah dan pH tinggi (alkalosis respiratorik)
- CO₂ tinggi dan pH rendah (asidosis respiratorik)
Jawaban: CO₂ rendah dan pH tinggi (alkalosis respiratorik). Napas cepat membuang CO₂, dan CO₂ lebih sedikit berarti asam lebih sedikit, sehingga pH naik. Memilih asidosis respiratorik adalah arah terbalik: itu terjadi pada napas lambat dan dangkal.
7Seperti apa soal ujiannya
- Mudah (istilah dan fakta kunci): nilai normal dan fungsi. Misalnya laju napas normal, apa yang dilakukan trombosit, atau di mana pemacu jantung berada.
- Sedang (menerapkan konsep): mekanisme. Bagaimana suatu hormon bekerja, apa yang ditunjukkan gelombang EKG, atau bagaimana rumus seperti CO = HR × SV berubah.
- Sulit (kasus dan analisis): pasien atau percobaan. Anda membaca gas darah, memprediksi tanda syok, menjelaskan edema, atau menghubungkan penyakit dengan mekanisme yang gagal.
Untuk soal sulit, gambar rantai panahnya. Mulai dari perubahan pertama dan biarkan umpan balik negatif menentukan arah setiap respons.
Pelajari selangkah demi selangkah di aplikasiPelajari selangkah demi selangkah di aplikasi