45
ZONA SUHU & THERMOREGULATOR GUSTI RUSMAYADI PS. Agroekoteknologi - Faperta Unlam

Iii. thermoregulator gtr

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Setelah mengikuti perkuliahan ini diharap mahasiswa mampu menjelaskan kembali tentang zona suhu dan titik kritis

Citation preview

Page 1: Iii. thermoregulator gtr

ZONA SUHU &

THERMOREGULATOR

GUSTI RUSMAYADI

PS. Agroekoteknologi - Faperta Unlam

Page 2: Iii. thermoregulator gtr

Zona Suhu

Sub Pokok Bahasan

1. Cekaman Dingin dan Cekaman Panas

2. Titik Kritis Suhu

Tujuan Instruksional Khusus : Setelah mengikuti perkuliahan ini diharap mahasiswa mampu menjelaskan kembali tentang zona suhu dan titik kritis

Page 3: Iii. thermoregulator gtr

Pokok Bahasan:

Thermoregulasi

A. Sub Pokok Bahasan

1. Produksi Panas

2. Aliran Panas

3. Keseimbangan Panas

B. Tujuan Instruksional Khusus:

Setelah mengikuti perkuliahan ini diharap mahasiswa mampu

menjelaskan kembali tentang:

1. produksi panas,

2. aliran panas dan

3. mekanisme pengaturan panas dalam tubuh

Page 4: Iii. thermoregulator gtr

• Ternak masih hidup, di luar zona tersebut mati

• Terbagi zona hipotermia, homeotermia dan hipertermia

Zona kehidupan

• Zona suhu dalam tubuh ternak stabil tetapi dapat mengalami cekaman dingin atau cekaman panas

Zona homeotermis

• Zona suhu tubuh ternak stabil tetapi dibatasi titik kritis bawah dan atas

Zona termonetral

• Zona suhu tubuh ternak stabil tanpa melakukan adjusment.

• BMR tetap

• Suhu tubuh tetap

Zona nyaman (thermo comfort)

Page 5: Iii. thermoregulator gtr

Di bawah suhu nyaman

Mengalami cekaman dingin

(vasokonstriksi, piloereksi)

Peningkatan produksi panas

Suhu tubuh turun

Di atas suhu nyaman

Ada usaha membuang panas

(vasodilatasi, berkeringat, panting

Produksi panas tubuh turun

Buang panas secara fisik. (Van’t Hoff’s

rule)

Page 6: Iii. thermoregulator gtr

A = Death from cold B = Summit Heat product A – C = Cold stress B - C = Regulatory heat product C = LCT (Low Critical Temperature) C – D = Cold zone D – E = Optimum zone / Thermo comfort zone E – F = Warm zone F = UCT (Upper Critical Temperature) F – G = Heat stress G = Death from heat

Page 7: Iii. thermoregulator gtr

A. Produksi Panas

1. Produksi panas adalah panas yang dihasilkan dari dalam tubuh

Produksi panas merupakan hasil aktivitas basal “specific dynamic action” dari makanan dan otot.

Produksi panas pada sapi perah laktasi dan kering kandang akan mencapai titik maksimum sekitar 3 jam setelah makan.

Page 8: Iii. thermoregulator gtr

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Waktu dalam sehari

Pro

du

ks

i P

an

as

(kJ

/kg

0.7

5p

er ja

m)

14 16 18 20 22 24 02 04 06 08 10 12 14

Gambar 4. Perubahan produksi panas dalam sehari.

kering

sedang

tinggi

Page 9: Iii. thermoregulator gtr

2. Faktor lain yang mempengaruhi

produksi panas

Tingkah laku,

Jumlah konsumsi pakan dan suhu lingkungan,

Laktasi,

Pertumbuhan dan kebuntingan,

Tambahan beban panas dari luar tubuh; energi radiasi matahari (langsung atau

pantulan),

proses konduksi dan konveksi

Page 10: Iii. thermoregulator gtr

K o n d i s i Produksi panas (kJ/kg0,75 jam)

1. Tingkah laku; a. Berdiri b. Berbaring

33,9 28,5

2. Konsumsi pakan (g TDN/kg0,75 per hari); a. 66,5 b. 50,8 c. 34,7

26,2 23,2 20,5

3. Suhu lingkungan (ºC); a. 10 b. 20 c. 30

670 688 744

4. Pertumbuhan (kg/hari) a. 0,0 b. 0,6 c. 1,2

134 153 181

5. Produksi susu (kg/hari) a. 31,6 b. 18,5 c. 0,0 (tidak berproduksi)

44,1 37,8 29,7

Ket. 1. Pada pemberian pakan 72,7 g/kg0,75 per hari 2. Pada suhu udara 20ºC (Purwanto et al., 1991) 3. Produksi panas per hari (Purwanto et al., 1994) 4. Produksi panas per 5,5 jam (matsumoto et al., 1993) 5. (Purwanto, et al., 1990)

Page 11: Iii. thermoregulator gtr

B. Pelepasan Panas

Suhu tubuh dipertahankan oleh ternak dengan cara membuang hasil produksi panas dari dalam tubuhnya,melalui;

Jalur evaporasi (evaporative heat loss)

Jalur sensible (sensible heat loss)

(a) Penguapan dari permukaan kulit melalui keringat

(b) Pertukaran panas melalui saluran pernafasan

radiasi

konduksi

konveksi

Page 12: Iii. thermoregulator gtr

0

50

100

150

200

250

Kelembapan (mm Hg)P

ro

du

ks

i d

an

K

eh

ila

ng

an

P

an

as

(k

ca

l/ja

m)

-50

0

50

100

150

200

250

Suhu Udara (oC)

Pro

du

ks

i d

an

K

eh

ila

ng

an

P

an

as

(k

ca

l/ja

m)

15 20 25 30 35 40 10 20 30

Gambar 5. Pengaruh suhu lingkungan dan kelembapan terhadap produksi panas (Ж), kehilangan evaporasi total (Δ), kehilangan bahang terasa (٭), dan simpanan bahang tubuh (□)

Page 13: Iii. thermoregulator gtr

2. Keseimbangan Energi

Energi dikonsumsi (GE) ternak ruminansia

Fases (fecal energy, FE)

Urine (urine energy, UE)

Gas (CH4, H2)

Panas fermentasi)

Energi metabolis (metabolizable energy, ME)

_

Page 14: Iii. thermoregulator gtr

Energi dikonsumsi (GE) sapi perah laktasi

Pertumbuhan fetus

Energi dalam suhu

Energi dikonsumsi (GE) sapi dara, jantan dan anak

Pertumbuhan tubuh

ER = ME – HP

Keseimbangan energi

ER: retensi energi, ME: energi metabolisme, dan HP: produksi panas

Page 15: Iii. thermoregulator gtr

Thermoregulator

suatu cara dari mamalia unuk mempertahankan suhu tubuhnya dalam keadaan konstan sebagai akibat dari pengaruh lingkungan.

Page 16: Iii. thermoregulator gtr

POIKILOTHERM; hewan berdarah dingin, yang suhu tubuhnya bervariasi

sesuai dengan perubahan suhu lingkungan.

HOMEOTHERM; hewan berdarah panas, yang suhu tubuhnya dapat dipertahankan dalam selang yang

sempit, walaupun suhu lingkungannya berubah dalam selang yang cukup

luas.

HIBERNATING; hewan yang dapat mengistirahatkan dalam kondisi yang

tidak memungkinkan untuk kebutuhan tubuhnya.

Page 17: Iii. thermoregulator gtr

Influenced by Body Surface Area Body Coverings Water Exchange Blodd Flow Environment

Temperature Wind Humidity

Non-evaporative Cooling

Radiation Convection Conduction

Evaporative Cooling

Respiration S k i n

HEAT LOSS

Influenced by Colorigenic

Hormones Production:

Milk Meat Wool

Molekuler Activiy Maintenance

Sources •Food •Body Reserves •Rumen or Cecum Fermentation

•Environment

HEAT GAIN

Hypothermia Hyperthermia NORMA L

Page 18: Iii. thermoregulator gtr

Suhu tubuh ternak

Suhu Tubuh, ºC

40

30

20

10

0

-10

30 20 10 0 -10 -30 -50 -70

Suhu Lingkungan, ºC

HOMEOTHERM

+ MATI HIBERNATER

POIKILOTHERM

+ MATI

Page 19: Iii. thermoregulator gtr

Sensor Panas

Sensor Dingin

Sistem Syaraf Pusat

Pengaturan Pengeluaran Panas

Pengaturan Produksi Panas

Jantung dan Paru-Paru

Umpan Balik

Page 20: Iii. thermoregulator gtr

Suhu tubuh

Suhu tubuh :

a. Kleiber : ST = 0,654 SR + 0,35 SK ⁰C

b. McLean et al. : ST = 0,86 SR + 0,14 SK ⁰C

ST = Suhu tubuh

SK = 0,25(P+D) + 0,32(Ta) + 0,18 (Tb)

P = Punggung D= Dada

Ta = Tungkai atas

Tb = Tungkai bawah

Page 21: Iii. thermoregulator gtr

Suhu Tubuh, Frekuensi

Pernafasan dan HTC

Kenaikan suhu tubuh, frekuensi pernafasan sebanding dengan kenaikan Heat Tolerance Coeffisient (HTC).

Heat Tolerance adalah ketahanan ternak terhadap panas sekitarnya (Mahdi, 1984).

Monstma (1984) menyatakan bahwa ternak yang tercekam panas antara lain akan direfleksikan pada respon suhu tubuh dan frekuensi pernafasan

Page 22: Iii. thermoregulator gtr

HTC Frekuensi pernafasan dan suhu tubuh sapi sebagai parameter untuk

perhitungan Heat Tolerance Coefficient (HTC) dengan menggunakan rumus Benezra (Benezra Coefficient) :

Keterangan : HTC : Heat Tolerance Coefficient Tb : Rataan suhu tubuh sapi (⁰C)

Fr : Rataan frekuensi pernafasan sapi perah selama 1 menit 38,3 : Angka standart suhu tubuh sapi (⁰C)

23 : Angka standart frekuensi pernafasan sapi selama 1 menit

Menurut Monstma (1984) bahwa ternak dapat dikatakan memiliki ketahanan terhadap panas yang baik jika nilai HTC = 2 dan semakin tinggi nilai HTC berarti semakin rendah tingkat ketahanannya

Suhu tubuh dan frekuensi pernafasan merupakan parameter dasar yang dipakai untuk menduga daya adaptasi ternak (Amakiri and Funsho, 1979).

Page 23: Iii. thermoregulator gtr

Tugas 2

Tabel 1. Rataan suhu tubuh sapi PFH jantan pada tingkat umur I-0, I -1 dan I-2

Heat Tolerance Coefficient (HTC)

I-0: berumur 9-12 bulan dengan berat + 268,17 kg, I-1: berumur 1-2 tahun dengan berat + 400,14 kg, dan I-2: berumur dari 3 tahun dengan berat + 411 kg Sumber: Affandi, 2009

Page 24: Iii. thermoregulator gtr

Tabel 2. Rataan frekuensi pernafasa n pada sapi PFH jantan umur I-0, I-1 dan I-2

I-0: berumur 9-12 bulan dengan berat + 268,17 kg, I-1: berumur 1-2 tahun dengan berat + 400,14 kg, dan I-2: berumur dari 3 tahun dengan berat + 411 kg Sumber: Affandi, 2009

Page 25: Iii. thermoregulator gtr

Pembentukan dan Penyingkiran Panas Tubuh

Panas tubuh dibentuk oleh;

Proses dasar metabolisme

Pemasukan makanan (daya dinamis spesifik)

Calorigenic effect

BMR (Basal Metabolic Rate) : Q = 70 W 0,75

Q = Laju metabolisme (kkal/hr) W = Bobot badan (kg) Kaniakan 1 unit W menaikkan 0,75 unit laju metab produk metabolisme ≠

kelipatan W.

Page 26: Iii. thermoregulator gtr

Panas tubuh disingkirkan oleh;

radiasi dan konduksi 70%

evaporasi keringat 27%

respirasi 2%

urine, dll 1%

Pengaruh : - Luas permukaan - Penutup tubuh - Air dan elektrolit - Darah perifer - Lingkungan

Cara Pembuangan panas a. Tak sadar (fisika) : radiasi, konveksi, konduksi, penguapan selain keringat. b. Tak sadar (faali) : tonus otot, nafas, keringat, darah perifer, cairan dan elektrolit, metabolisme. c. Sadar (tingkah laku) : jalan, berteduh, minum, makan, hibernasi, postur tubuh.

Page 27: Iii. thermoregulator gtr

Keseimbangan Panas

H – W = + D + V + R – E + S

H = Produksi panas metabolik

W = penggunaan panas untuk proses faali dan kerja

D = Pertukaran panas konduksi ( + jika dibuang)

V = Pertukaran panas konveksi ( + jika dibuang)

R = Pertukaran panas radiasi (+ jika dibuang)

E = Pembuangan panas evaporasi

S = Panas disimpan dalam tubuh (+ jika disimpan)

Page 28: Iii. thermoregulator gtr

A. Mempertahankan diri terhadap

keadaan dingin

1. Menambah insulasi tubuh;

Insulasi jaringan peripher

Insulasi bulu dan kulit

Insulasi external

2. Meningkatkan produksi panas; agar suhu tubuh normal, ternak perlu menghasilkan panas dari metabolisme basal.

Page 29: Iii. thermoregulator gtr

1. Insulasi tubuh/jaringan

a) Insulasi jaringan adalah tahanan panas dari pusat ke permukaan Yang berperan adalah; Lemak di bawah kulit Pengaruh pembuluh darah

b) Insulasi bulu dan kulit adalah tahanan panas dari permukaan kulit dan bulu ke lingkungan se kitarnya. Yang berperan; Ketebalan bulu Persentuhan dengan lingkungan Density bulu

Page 30: Iii. thermoregulator gtr

c) Insulasi eksternal/udara adalah tahanan aliran panas dari permukaan kulit dan bulu ke lingkungan.

Yang berperan

Boundary layer (lapisan udara tipis yang melekat pada permukaan kulit)

Angin

Bentuk tubuh

Page 31: Iii. thermoregulator gtr

2. Meningkatkan Produksi Panas

20 10

0 5 10 15 20 25 30 35 40 ºC

Laju

Meta

bolis

me B

asa

l

Suhu Kritis

Panas

m

inim

al

Panas

ekst

ra

Kebutu

han P

anas

Akib

at

din

gin

Kelebihan Panas (dibuang)

SUHU LINGKUNGAN

Page 32: Iii. thermoregulator gtr

Panas ekstra

Makan yang banyak

Menggigil

Kenaikan aktivitas volunter

Kenaikan sekresi norepinefrine & epinefrin

Menggulung

Vaso konstruksi kulit

Horipilasi

Page 33: Iii. thermoregulator gtr

Laju penambahan/

kehilangan produksi panas

Temperatur tubuh bagian dalam

D i n

g i n

Kehilangan panas evaporative

Panas

A = daerah hypothermia

C-D = Comfort Zone

B-E = daerah termoregulator

C = temperatur kritis

D = temperatur mulai terjadi evaporasi

F = daerah hyperthermia

Temperatur Lingkungan

Page 34: Iii. thermoregulator gtr

B. Mempertahankan diri dari keadaan

panas

Ternak mempertahankan diri terhadap panas dengan cara;

1. Pengurangan Insulasi Dilakukan dengan jalan meningkatkan

aliran darah ke dalam kulit, terutama dengan vascodilatasi pembuluh darah

Hair shedding/mengkilatkan bulu pada musim panas untuk memantulkan radiasi

Molting atau merontokkan bulu pada unggas.

Page 35: Iii. thermoregulator gtr

2. Evaporasi dari kulit

Meningkatkan penguapan air dari kulit lewat kelenjar keringat

Penyebaran kelenjar keringat terbanyak di leher

Penguapan keringat dipengaruhi oleh angin dan kelembapan

Ternak jenis tropis, banyak kelenjar keringat dibanding ternak dari jenis subtropis

Page 36: Iii. thermoregulator gtr

3. Evaporasi dari pernafasan/respirasi

Tergantung dari;

Volume udara yang di keluarkan per unit waktu

Jenis ternak

4. Hubungan evaporasi dan respirasi

Bagi ternak yang sukar mengeluarkan panas dengan panting (respirasi), maka ternak tersebut dilengkapi dengan sweating (keringat)

Page 37: Iii. thermoregulator gtr

Manusia

Kuda Unta

S a p i

Babi

Anjing Kucing

Unggas

SWEATING

“berkeringat”

PANTING

“terengah-engah”

Tingkat kepentingan panting dan sweating pada ternak

Page 38: Iii. thermoregulator gtr

-20 -10 0 10 20 30 40

100

80

60

40

20

Kecepatan respirasi pada sapi

Resp

irasi

per

menit

Temperatur Lingkungan

Page 39: Iii. thermoregulator gtr

5. Menurunkan produksi panas Dalam kondisi panas, metabolisme basal

diturunkan dengan jalan; Mengurangi makan

Memperbanyak minum

Vasodilatasi cutaneus

Panting/sweating

Anoreksia

Apati & inertia

konduksi

Page 40: Iii. thermoregulator gtr

Penyilangan dari breed tropis dan subtropis

Ventilasi perkandangan

Penyiraman berkala

Makanan/ransum yang tepat (formulasi ransum sedikit tetapi cukup)

Menempatkan pada lokasi yang sesuai

C. Langkah yang ditempuh untuk

mengurangi cekaman panas

Page 41: Iii. thermoregulator gtr

25 21 20 18 15 13

• Waingapu • Jakarta

• Bogor

0 500 1000 1500 2000

Altitude (m)

• Malang

• Batu • Tawangmangu

• Pacet • Lembang

• Cibodas

• Tosary

• Cibodas

• Bandung

Page 42: Iii. thermoregulator gtr

Kesesuaian tempat

Daerah sesuai

untuk sapi perah

Masih mungkin untuk

Aklimatisasi

Tidak Sesuai

Baik untuk Cross Brees

Sesuai untuk Sapi Tropis

Plateau Dieng Cibodas Ciwidey Tosari

Batu Lembang Pacet Tawangmangu

Bandung Bogor Bukittinggi Magelang Salatiga Sukabumi Malang Ungaran

Jakarta Jogyakarta Medan Surabaya Padang Semarang Waingapu Jember Klaten Manado U. Pandang Kupang Pontianak Palembang

Page 43: Iii. thermoregulator gtr

Periode Laju sekresi tiroksin (LST) mg/ekor/hari)

Produksi panas kkal/jam/BB

Laju pernafasan per menit

Suhu rektal (ºC)

Konsumsi makan lb/hari

Pertambahan BB lbs/hari

Kondisi dingin (36 – 65ºF)

Mula-mula

0,210 4,09 40 102,2 15,7 1,8

Kondisi panas (75 – 95ºF)

Akhir 0,108 4,03 107 103,8 14,7 1,1

Page 44: Iii. thermoregulator gtr

Perlakuan Produksi susu

44 minggu (kg)

Kadar Lemak Susu (%)

4 % FCM (kg)

Kontrol 3285 4.50 3435

Dirusak tiroidnya

1757 3.97 1761

Page 45: Iii. thermoregulator gtr

Referensi

Monstma, G. 1984. Tropical Animal Production I (Climats and Housing). T20 D Lecture Notes E400-103.

Purwanto, Bagus P. 2004. Biometeorologi Ternak1. kuliah/ biomet/ Biometeorologi_Ternak