Konsentrasi O2 di alveolus lebih tinggi daripada konsentrasi O2 di pembuluh darah

tirto.id - Manusia membutuhkan organ-organ pernapasan untuk bernapas. Organ-organ tersebut bekerja dalam rangkaian sistem pernapasan.

Sistem pernapasan sendiri merupakan kerja tubuh yang membantu manusia menyerap oksigen (O2) agar organ-organ dapat bekerja. Selain itu, sistem pernapasan juga berfungsi untuk membuang karbon dioksida (CO2) dari dalam darah.

Menurut e-book "Ilmu Pengetahuan Alam" yang dirilis oleh Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan (Kemdikbud), ada sejumlah organ yang menyusun sistem pernapasan manusia.

Organ-organ tersebut antara lain hidung, faring (tekak), larang (ruang suara), trakea (tenggorokan), bronkus, dan paru-paru.

Setiap organ-organ pernapasan harus bekerja dengan baik, apabila tidak maka sistem pernapasan akan terganggu. Sehingga penting bagi manusia menjaga kesehatan sistem pernapasannya.

Sejumlah penyakit pernapasan akibat virus dan bakteri sebaiknya diwaspadai. Penyakit-penyakit pernapasan tersebut antara lain flu, tuberkolosis (TBC), faringitis, hingga COVID-19 yang baru-baru ini menjadi pandemi.

Organ-organ pernapasan manusia

Organ-organ tersebut dibagi secara struktural dan fungsional. Dibagi secara struktural artinya berdasarkan posisi dimana organ-organ tersebut terletak, yaitu:

- sistem pernapasan atas, yaitu hidung dan faring;

- sistem pernapasan bawah yaitu laring, trakea, bronkus, dan paru-paru.

Sementara secara fungsional artinya berdasarkan fungsi, baik sebagai zona penghubung maupun zona respirasi. Zona penghubung terdiri atas rongga dan saluran yang terhubung di luar maupun dalam paru-paru.

Sementara zona respirasi terdiri atas jaringan di dalam paru-paru yang befungsi dalam mengatur pertukaran gas. Pembagian secara fungsional antara lain:

- zona penghubung, yaitu hidung, faring, laring, trakea, bronkus, dan bronkiolus;

- zona respirasi, yaitu alveolus.

Setiap organ memiliki fungsinya masing-masing. Berikut fungsi setiap organ dalam sistem pernapasan manusia:

- Hidung untuk menyesuaikan suhu udara yang dihirup dan menyaring udara dari debu, kotoran, virus, dan bakteri.

- Faring untuk jalur masuk udara dan makanan, ruang resonansi suara, serta tempat tonsil yang melakukan reaksi kekebalan tubuh dengan melawan benda asing.

- Laring untuk menghasilkan gelombang suara, mengeluarkan partikel kecil seperti debu, asap, makanan, dan minuman dengan batuk refleks, dan menghubungkan faring dan trakea.

- Trakea untuk menyaring benda-benda asing yang masuk ke saluran pernapasan dan menghubungkan antara laring dan bronkus.

- Bronkus dan bronkiolus untuk memberikan jalur udara dari trakea ke alveolus.

- Paru-paru untuk mendukung proses pertukaran O2 dan CO2.

- Alveolus untuk menyerap oksigen, melakukan pertukaran gas, dan menyalurkan oksigen agar dapat masuk ke aliran darah. Bentuk jamak dari alveolus adalah alveoli.

Proses pertukaran gas O2 dan CO2 di tubuh manusia

Hal utama yang terjadi dalam sistem pernapasan adalah pertukaran gas. Menurut modul "Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan" proses ini meliputi serangkaian mekanisme.

Pertama oksigen (O2) masuk ke dalam tubuh melalui fase inspirasi. Fase ini ditandai dengan bekontraksinya diafragma dan otot dada yang menyebabkan rongga dada membesar. Udara yang masuk dalam fase ini kemudian melewati serangkaian organ pernapasan hingga alveolus.

Selanjutnya, pada alveolus terjadi difusi O2 ke kapiler paru-paru yang ada didinding alveolus. Di kapiler arteri, oksigen diikat oleh eritrosit yang mengandung hemoglobin. Hal ini menyebabkan oksigen menjadi jenuh. Hemoglobin kemudian mengangkut O2 ke seluruh jaringan dan sel-sel tubuh.

Semakin banyak O2 yang digunakan oleh tubuh, semakin banyak pula karbondioksida (CO2) yang terbentuk. CO2 sendiri merupakan limbah bagi tubuh sehingga perlu dikeluarkan. CO2 dibawa dari sel-sel tubuh ke kapiler vena, baru setelahnya diangkut oleh eritrosit menuju paru-paru.

Di dalam paru-paru, CO2 kembali menuju alveolus untuk mengalami fase ekspirasi, atau melepaskan CO2. Saat fase ini diafragma dan otot dada berelaksasi yang menyebabkan volume dada kembali normal.

Infografik SC Human Respiratory System. tirto.id/Fuad

Baca juga:

  • Sistem Pernapasan: Cara Mengetahui Frekuensi & Volume Pernapasan
  • Sistem Pernapasan: Struktur, Organ, Pengertian Inspirasi-Ekspirasi

Baca juga artikel terkait BIOLOGI atau tulisan menarik lainnya Yonada Nancy
(tirto.id - ynd/adr)


Penulis: Yonada Nancy
Editor: Yandri Daniel Damaledo
Kontributor: Yonada Nancy

Subscribe for updates Unsubscribe from updates

Farmakologi Oksigen general_alomedika 2018-06-26T10:12:22+07:00 2018-06-26T10:12:22+07:00

Oksigen merupakan gas tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa dengan kadar di atmosfer sebanyak 21%. Terapi oksigen adalah administrasi oksigen dalam bentuk inhalasi dengan konsentrasi yang lebih besar dibandingkan konsentrasi oksigen di udara bebas. Tujuan dari terapi oksigen adalah untuk tata laksana atau pencegahan kondisi hipoksemia sehingga mencegah terjadinya hipoksia jaringan dan kerusakan sel.[1,2]

Farmakodinamik

Kebutuhan basal oksigen manusia adalah 250ml/menit/1.8m2 area tubuh. Dalam kondisi normal, udara di alveolar mengandung 14% oksigen dan memiliki tekanan 105mmHg. Sedangkan arteri memiliki tekanan oksigen sebesar 97 mmHg. Perbedaan tekanan inilah yang menyebabkan oksigen dapat berdifusi ke dalam darah. Sebagian besar oksigen (98%) berikatan secara reversibel dengan hemoglobin (Hb), sebagian kecil sisanya (2%) larut dalam plasma.[1,8]

Satu molekul haemoglobin dapat berikatan dengan 4 molekul oksigen sehingga 1 g hemoglobin dapat mengikat hingga 1,36ml oksigen. Untuk menentukan jumlah oksigen yang terlarut dalam plasma digunakan tekanan oksigen parsial (PaO2) dengan satuan mmHg atau kPa. Sedangkan untuk mengetahui jumlah oksigen yang terikat pada hemoglobin digunakan istilah saturasi oksigen (SO2) yang merupakan rasio antara hemoglobin yang membawa oksigen dan hemoglobin total. Baku emas untuk menentukan kadar PaO2 dan SO2 adalah dengan analisa gas darah.[1,8,9]

Saturasi oksigen yang diukur dengan pemeriksaan analisa gas darah disebut sebagai SaO2 sedangkan bila diukur dengan menggunakan pulse oxymetry disebut sebagai SpO2. Oleh karena terdapat kondisi ekuilibrium antara kadar oksigen terlarut diplasma (PaO2) dengan oksigen terikat (SO2) berdasarkan kurva disosiasi oksigen, maka SpO2 dapat digunakan untuk menggambarkan kondisi PaO2 dan mendeteksi kondisi hipoksemia.[1,8,9]

Konsentrasi O2 di alveolus lebih tinggi daripada konsentrasi O2 di pembuluh darah
Gambar: Kurva disosiasi oksigen. Sumber: karya pribadi penulis.

Kurva disosiasi oksigen memiliki bentuk sigmoid akibat kemampuan hemoglobin untuk berikatan dengan oksigen meningkat setelah adanya molekul pertama yang terikat. Setelah hampir penuh, peningkatan tekanan PaO2 hanya akan menyebabkan peningkatan sedikit SaO2 sehingga membentuk bagian kurva mendatar. Sedangkan pada saturasi < 90%, penurunan sedikit PaO2 akan menyebabkan penurunan SaO2 yang besar. Selain itu diasosiasi oksigen juga dipengaruhi langsung oleh suhu, pH dan 2,3-difosfogliserat.[1,8,9]

Pada kondisi normal, SaO2 pada dewasa sehat berkisar antara 95-98%. Penurunan mendadak kadar SaO2 (dibawah 80%) dapat menyebabkan gangguan fungsi mental dan meningkatkan risiko hipoksia jaringan. Oleh karena itu, disarankan agar SaO2 berada pada saturasi >90%, dan target terapi oksigen berkisar antara 94-98%.[1,2,8-11]

Oksigen dari udara inspirasi akan masuk ke pembuluh darah dan didistribusikan ke jaringan. Kadar oksigen yang rendah dalam darah akan dideteksi oleh badan karotis akibatnya ventilasi akan ditingkatkan. Terapi oksigen akan sangat efektif pada pasien dengan hipoksemia akibat insufisiensi ambilan oksigen di paru namun kapasitas darah mengangkut oksigen masih baik. Sebaliknya terapi oksigen kurang efektif pada hipoksemia yang disebabkan oleh anemia atau kemampuan darah membawa oksigen berkurang.[1,2,8-11]

Farmakokinetik

Absorpsi

  • Oksigen masuk ke alveolus melalui udara yang diinhalasi. Absorpsi dari alveolus ke kapiler darah terjadi melalui difusi pasif akibat adanya perbedaan tekanan parsial antara udara di alveolus (PAO2) dengan tekanan udara di kapiler darah.
  • Peningkatan konsentrasi oksigen yang dihirup ( FiO2) menyebabkan peningkatan tekanan alveolar (PAO2) dan tekanan oksigen dalam darah (PaO2) sehingga mengkompensasi permasalahan ventilasi, difusi dan ketidak sesuaian rasio ventilasi/perfusi.[2,8,9,12]

Distribusi

  • Distribusi oksigen dalam darah dilakukan oleh hemoglobin dan dipengaruhi oleh aliran darah (cardiac output) sehingga diperlukan hemoglobin dengan konsentrasi yang cukup dan fungsi mengikat oksigen yang baik serta fungsi jantung yang baik.
  • Ambilan oksigen oleh darah di paru-paru dan pelepasan oksigen di jaringan ditentukan oleh kurva disosiasi oksigen.[2,8,9,12]

Metabolisme

  • Ditingkat jaringan, oksigen berdifusi dari darah (PkapilerO2 = 40mmHg) melalui mikrovaskulatur dan jaringan interstitial menuju ke sel (PintraselularO2 = 5 mmHg).
  • Oksigen dimetabolisme bersama dengan glukosa untuk membentuk energi, CO2 dan H2 Metabolisme tersebut terdiri atas proses glikolisis, siklus Krebs dan fosforilasi oksidatif di mitokondria dan menghasilkan 34 ATP.[2,8,9,12]

Eliminasi

  • Eliminasi hasil sisa produk respirasi yaitu CO2 dan H2O dilakukan melalui proses ekspirasi di alveolus. Selain itu CO2 dan H2O juga membentuk H+ dan HCO3- dan diekskresikan melalui ginjal. [1,2,12]

1. G. Esmond, C. Mikelsons, Non-invasive respiratory support techniques, Wiley-Blackwell, United Kingdom, 2009
2. BR O’Driscoll, LS Howard, J Earis V Mak , BMJ Open Resp Res , 2017, 4, 1-20. http://bmjopenrespres.bmj.com/content/bmjresp/4/1/e000170.full.pdf

8. College of Respiratory Therapists of Ontario, Oxygen therapy Clinical Best Practice, 2013. http://www.crto.on.ca/pdf/PPG/Oxygen_Therapy_CBPG.pdf

9. WHO, Oxygen therapy for children, 2016. http://apps.who.int/iris/bitstream/10665/204584/1/9789241549554_eng.pdf

10. B. Kane, S. Decalmer, B.R. O’Driscoll, Breathe. 2013, 9(4), 247-253. http://breathe.ersjournals.com/content/breathe/9/4/246.full.pdf

11. AM. Kaynar, MR Pinsky, Respiratory failure, , 2017

12. N. Majumder, IOSR-JSPE, 2015, 2(3), 16-17. http://www.iosrjournals.org/iosr-jspe/papers/vol2-issue3/C0231617.pdf