Pengaturan Konsentrasi Oksigen dan Karbondioksida
Proses Pernapasan
- Proses pernapasan merupakan rangkaian mekanisme yang terjadi dalam tubuh untuk memasukkan oksigen dari atmosfer ke dalam paru-paru, serta mengeluarkan karbon dioksida dari paru-paru ke atmosfer.
- Proses pernapasan terdiri dari dua tahap yaitu pernapasan eksternal (ventilasi paru) dan pernapasan internal (difusi gas)
- Ventilasi paru:
Sumber gambar: Guyton & Hall (2015)
- Udara dapat bergerak ke dalam dan keluar paru karena beberapa faktor, diantaranya:
- Sifat paru-paru yang elastis
- Tidak ada pelekatan yang kuat antara paru-paru dan dinding rangka dada
- Paru-paru "mengapung" dalam rongga toraks dan dikelilingi oleh lapisan tipis cairan pleura.
- Cairan pleura membentuk tekanan negatif di dalam ruang pleura (tekanan intrapleural), yang membantu perlekatan paru pada dinding toraks
- Adanya daya isap dari sistem limfatik untuk menjaga daya isap antara permukaan viseral pleura paru dan permukaan parietal pleura rongga toraks.
- Perubahan tekanan di dalam paru-paru dan tekanan atmosfer.
- Selama pernapasan normal, hanya 3-5% dari total energi tubuh yang digunakan. Sedangkan selama kerja berat, kebutuhan energi untuk pernapasan dapat meningkat hingga 50 kali lipat.
- Volume paru adalah jumlah udara yang dapat diakomodasi oleh paru-paru pada titik tertentu dalam siklus pernapasan.
- Kapasitas paru adalah jumlah total volume udara yang dapat diakomodasi oleh paru-paru pada titik tertentu dalam siklus pernapasan.
Sumber gambar: Guyton & Hall (2015)
Pertukaran Gas
- Pertukaran gas merupakan mekanisme yang terjadi di alveoli yang memungkinkan oksigen (O2) masuk ke dalam darah untuk dibawa ke seluruh tubuh dan karbon dioksida (CO2), produk sampingan dari metabolisme sel, dikeluarkan dari darah dan dikeluarkan dari tubuh melalui pernapasan.
- Pertukaran gas di alveoli terutama terjadi melalui difusi. Mekanismenya adalah sebagai berikut:
- Difusi Oksigen (O2) dari Alveoli ke Darah:
- Difusi Karbon Dioksida (CO2) dari Darah ke Alveoli:
Sumber gambar: http://penarthscience.weebly.com/
Peran Hemoglobin
- Pada keadaan normal, oksigen dibawa ke jaringan hampir seluruhnya oleh hemoglobin.
- Molekul oksigen berikatan secara longgar dan reversibel dengan bagian heme dari hemoglobin.
- Tekanan parsial oksigen (Po2):
- Apabila tinggi (e.g. dalam kapiler paru-paru) → oksigen berikatan dengan hemoglobin dan membentuk oksihemoglobin.
- Apabila Po2 rendah (e.g. dalam kapiler jaringan) → oksigen dilepaskan dari hemoglobin sehingga dapat diserap oleh sel-sel jaringan.
- Dalam keadaan normal (saturasi 97%), jumlah oksigen yang terikat dengan hemoglobin sekitar 19,4 ml per 100 ml darah.
- Hemoglobin berperan dalam mempertahankan tekanan oksigen (Po2) yang konstan dalam jaringan.
- Peran hemoglobin:
- Transport Oksigen (O2)
- Transport Karbon Dioksida (CO2)
Pengaturan Respirasi
- Proses pernapasan diatur oleh pusat pernapasan yang terletak di otak, tepatnya di medulla oblongata.
Sumber gambar: www.aakash.ac.in
- Medulla oblongata memiliki dua pusat pernapasan, yaitu:
- Sistem saraf otonom juga berperan dalam mengatur pernapasan.
- Cabang simpatis → meningkatkan pernapasan saat tubuh membutuhkan peningkatan suplai oksigen (e.g. beraktivitas fisik, situasi stres)
- Cabang parasimpatis → menurunkan pernapasan saat tubuh membutuhkan relaksasi dan pemulihan.
- Mekanisme regulasi sistem pernapasan:
Referensi
- Guyton, A. C., & Hall, J. E. (2015). Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology (13th ed.). Saunders.
- Powers KA, Dhamoon AS. Physiology, Pulmonary Ventilation and Perfusion. [Updated 2023 Jan 23]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK539907/
