Fisiologi Kerja

·         Definisi

Fisiologi atau Ilmu Faal adalah salah satu dari cabang ilmu biologi yang mempelajari berlangsungnya sistem kehidupan. Istilah "fisiologi" berasal dari bahasa Belanda, physiologie, yang dibentuk dari dua kata Yunani Kuno, yaitu physis yang berarti "asal-usul" atau "hakikat" dan logia, yang berarti "kajian". Istilah "faal" sendiri diambil dari bahasa Arab, berarti "pertanda", "fungsi", "kerja". Sehingga fisiologi adalah ilmu yang menggunakan berbagai metode untuk mempelajari biomolekul, sel, jaringan, organ, sistem organ, dan organisme secara keseluruhan menjalankan fungsi fisik dan kimiawinya untuk mendukung kehidupan.

Sedangkan Fisiologi Kerja merupakan suatu studi tentang faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja dan kelelahan selama otot bekerja. Fisiologi Kerja adalah ilmu yang mempelajari fungsi atau faal tubuh manusia pada saat bekerja dan merupakan dasar berkembangnya ergonomi. Dengan diketahuinya fisiologi kerja diharapkan mampu meringankan beban kerja seorang pekerja dan meningkatkan produktivitas kerja.

·         Kerja Fisik

Kerja fisik atau physical work adalah kerja yang memerlukan energi fisik otot manusia sebagai sumber tenaga atau power. Kerja fisik sering disebut sebagai “Manual Operation” di mana performansi kerja sepenuhnya akan tergantung pada manusia, baik yang berfungsi sebagai sumber tenaga (power) ataupun pengendali kerja (control). Dalam hal kerja fisik ini, konsumsi energi (energy consumption) merupakan faktor utama dan tolak ukur sebagai penentu berat atau ringannya kerja fisik tersebut.

Aktivitas otot yang akan mengubah fungsi-fungsi faal dalah tubuh adalah sebagai berikut.

Ø  Denyut jangtung.

Ø  Tekanan darah.

Ø  Keluaran atau output jantung (liter darah/menit).

Ø  Komposisi kimia dalam darah dan tubuh.

Ø  Temperatur tubuh.

Ø  Laju penguapan.

Ø  Ventilasi paru-paru (liter darah/menit).

Ø  Konsumsi oksigen (O₂) oleh otot.

Kerja fisik akan mengeluarkan energi yang berhubungan erat dengan konsumsi energi. Setiap kegiatan yang berlangsung pada diri manusia membutuhkan energi. Untuk melakukan semua kegiatan manusia diperlukan supplay energi. Energi terbentuk karena adanya proses metabolisme dalam otot, yaitu berupa serangkaian proses kimia yang mengubah bahan makanan menjadi dua bentuk energi. Kedua bentuk energi tersebut adalah energi mekanis dan energi panas. Konsumsi energi pada waktu kerja biasanya ditentukan dengan cara tidak langsung, yaitu dengan 2 cara sebagai berikut.

1.      Pengukuran Kecepatan Denyut Jantung

Derajat beban kerja tidak hanya tergantung pada jumlah kalori yang dikonsumsi, akan tetapi juga bergantung pada jumlah otot yang terlibat pada pembebanan otot statis. Sejumlah konsumsi energi tertentu akan lebih berat jika hanya ditunjang oleh sejumlah kecil otot relatif terhadap sejumlah besar otot. Penlitian yang dilakukan oleh Astrand (1977) dan Christensen (1991) menemukan bahwa pengeluaran energi dari tingkat denyut jantung dan menemukan adanya hubungan langsung antara keduanya. Tingkat pulsa dan denyut jantung per menit dapat digunakan untuk menghitung pengeluaran energi (Retno Megawati, 2003). Secara lebih luas dapat dikatakan bahwa kecepatan denyut jantung dan pernapasan dipengaruhi oleh tekanan fisiologis, tekanan oleh lingkungan, atau tekanan akibat kerja keras, di mana ketiga faktor tersebut memberikan pengaruh yang sama besar. Pengukuran berdasarkan kriteria fisiologis ini bisa digunakan apabila faktor-faktor yang berpengaruh tersebut dapat diabaikan atau situasi kegiatan dalam keadaan normal.

Pengukuran denyut jantung dapat dilakukan dengan berbagai cara, antara lain :

1.      Merasakan denyut jantung yang ada pada arteri radial pada pergelangan tangan.

2.      Mendengarkan denyut jantung dengan stetoskop.

3.      Menggunakan ECG (Electrocardiograph), yaitu mengukur signal elektrik yang diukur dari otot jantung pada permukaan kulit dada.

Peningkatan denyut nadi mempunyai peran yang sangat penting didalam peningkatan cardio output dari istirahat samapi kerja maksimum (Rodahl, 1989), didefinikan sebagai Heart Rate Reserve (HR Reserve). HR Reserve tersebut diekspresikan dalam presentase yang dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut.

           

Lebih lanjut, penentuan klasifikasi beban kerja berdasarkan peningkatan denyut nadi kerja yang dibandingkan dengan denyut nadi maksimum karena beban kardiovaskuler (cardiovasiculair atau %CVL) yang dihitung berdasarkan rumus di bawah ini (Manuaba dan Vanwonterghem, (1996).

       

Di mana denyut nadi maskimum adalah 220 dikurangi usia untuk laki-laki dan 200 dikurangi usia untuk wanita. Dari perhitungan %CVL tersebut, kemudian akan dibandingkan dengan klasifikasi yang telah ditetapkan sebagai berikut.

 

Bentuk regresi hubungan energi dengan kecepatan denyut jantung secara umum adalah regresi kuadratis dengan persamaan sebagai berikut.

Di mana,

Y : Energi (kilokalori/kkal per menit).

X : kecepatan denyut jantung (denyut per menit).

Setelah besaran kecepatan denyut jantung disetarakan dalam bentuk energi, maka konsumsi energi untuk kegiatan kerja tertentu dapat dituliskan dalam bentuk energi, maka konsumsi energi untuk kegiatan kerja tertentu dapat dituliskan dalam bentuk sebagai berikut.

Di mana,

KE : Konsumsi energi untuk suatu kegiatan kerja tertentu (kkal / menit).

Et : Pengeluaran energi pada saat waku kerja tertentu (kkal / menit).

Ei : Pengeluaran energi pada saat waktu istirahat (kkal / menit).

Jika denyut jantung dipantau selama istirahat, maka waktu pemulihan untuk beristirahat meningkat sejalan dengan beban kerja. Dalam keadaan yang ekstrim, pekerja tidak mempunyai waktu istirahat yang cukup sehingga mengalami kelelahan yang kronis. Formulasi untuk menentukan waktu istirahat (Time Rest) sebagai kompensasi dari pekerjaan fisik adalah sebagai berikut.

                       

  

Di mana,

TR = Waktu istirahat yang dibutuhkan (menit).

T = Total waktu kerja (menit).

S = Pengeluaran energi cadangan yang direkomendasikan (kkal / menit), biasanya     4 atau 5 kkal / menit.

K= konsumsi energi selama pekerjaan berlangsung (kkal/mnt).

Sedangkan rumus untuk mengukur waktu kerja (Time Work) sendiri adalah sebagai berikut.

                        

Di mana,

TK = Waktu kerja (menit).

K= konsumsi energi selama pekerjaan berlangsung (kkal/mnt).

2.      Pengukuran Konsumsi Oksigen (O₂)

Besarnya pengeluaran energi sebagai akibat kerja fisik sangat berkaitan dengan konsumsi energi. Satuan pengukuran konsumsi energi adalah kilokalori (kkal). 1 kkal sama dengan jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan tempertaur 1 liter air dari 14,5°C menjadi 15,5°C. Energi yang dikonsumsikan seringkali bisa diukur secara langsung yaitu melalui konsumsi oksigen (O₂) yang dihisap. Volume oksigen yang dibutuhkan saat bekerja dapat dipakai sebagai dasar menentukan jumlah kalori yang diperlukan selama kerja, 1 liter oksigen sama dengan 4,7–5 Kkal (McCormick).Pendapat lain mengatakan, 1 liter oksigen dikonsumsi oleh tubuh, maka tubuh akan mendapatkan 4,8 KKal energi yang merupakan nilai kalori suatu oksigen (Nurmianto). Volume oksigen yang digunakan tersebut dihitung dengan cara mengukur volume udara ekspirasi dan kemudian kadar oksigennya ditentukan dengan teknik sampling. Dengan mengetahui temperatur dan tekanan udaranya, maka volume oksigen yang digunakan dapat dihitung.

            Proses metabolisme yang terjadi dalam tubuh manusia merupakan fase yang penting sebagai penghasil energi yang diperlukan untuk kerja fisik. Proses metabolisme ini bisa dianalogikan dengan proses pembakaran yang kita jumpai dalam mesin motor bakar (combustion engine). Lewat proses metabolisme akan dihasilkan panas dan energi yang diperlukan untuk kerja mekanis lewat sistem otot manusia. Di sini zat-zat makanan akan bersenyawa dengan oksigen (O₂) yang dihirup, terbakar dan menimbulkan panas serta energi mekanik.

Proses Metabolisme Dalam Tubuh Manusia

Laju metabolisme tubuh dipengaruhi oleh hal-hal sebagai berikut.

Ø  Usia

Kecepatan metabolisme memang berkurang sejalan dengan bertambahnya usia.

Ø  Jenis Kelamin

Wanita memiliki metabolisme yang lebih rendah daripada pria. Rata-rata pria memiliki proporsi tulang, organ, dan otot yang lebih besar dibandingkan wanita. Jadi tak heran jika metabolisme pria pun lebih besar. 

Ø  Komposisi

Tubuh Orang dengan berat badan normal dan memiliki banyak otot mempunyai metabolisme yang lebih tinggi dibandingkan orang gemuk yang memiliki banyak lemak.

Ø  Iklim

Orang yang hidup di daerah tropis memiliki metabolisme 10% lebih rendah dibandingkan orang yang hidup di daerah sub tropis.    

Ø  Gizi

Keadaan gizi buruk yang berkepanjangan akan mengurangi metabolisme 10-20%.

Ø  Tidur

Saat tidur, metabolisme akan 5% lebih rendah dibandingkan saat bangun.

Ø  Demam

Karena panas dapat mempercepat suatu reaksi kimia, apabila tubuh sedang demam, maka kecepatan metabolisme akan meningkat. Salah satu tujuan dari meningkatnya metabolisme adalah untuk mempercepat perbaikan sel-sel yang rusak dan mempercepat proses penyembuhan.

Ø  Hormon dan Obat-obatan

Ada hormon dan obat-obatan yang bekerja untuk mempercepat metabolisme, namun ada juga yang bekerja memperlambat metabolisme.

Ø  Aktivitas Fisik

Semakin banyak dan semakin berat aktivitas seseorang, maka akan semakin tinggi pula metabolismenya.

·         Kerja Mental

Kerja mental merupakan kerja yang melibatkan proses berpikir dari otak kita. Pekerjaan ini mengakibatkan kelelahan mental bila intensitas kerja ini relatif tinggi. Hal ini bukan diakibatkan oleh aktifitas fisik secara langsung, melainkan akibat kerja otak kita.

Beban kerja mental merupakan perbedaan antara tuntutan kerja mental dengan kemampuan mental yang dimiliki oleh pekerja yang bersangkutan.

Beban kerja yang timbul dari aktivitas mental di lingkungan kerja antara lain disebabkan oleh hal-hal sebagai berikut.

Ø  Keharusan untuk tetap dalam kondisi kewaspadaan tinggi dalam waktulama

Ø  Kebutuhan untuk mengambil keputusan yang melibatkan tanggung jawabbesar

Ø  Menurunnya konsentrasi akibat aktivitas yang monoton

Ø  Kurangnya kontak dengan orang lain, terutama untuk tempat kerja yang terisolasi dengan orang lain.

Beban kerja mental dapat diukur dengan pendekatan fisologis, karena terkuantifikasi dengan dengan kriteria obyektif, maka disebut metode obyektif. Kelelahan mental pada seorang pekerja terjadi akibat adanya reaksi fungsional dari tubuh dan pusat kesadaran. Pendekatan yang bisa dilakukan antara lain sebagai berikut.

Ø  Pengukuran variabilitas denyut jantung.

Ø  Pengukuran selang waktu kedipan mata (eye blink rate).

Ø  Flicker Test.

Ø  Pengukuran kadar asam saliva.