Pertukaran Gas pada Respirasi
Supranata Tedhak Tedhak 102015014 Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana Jl. Aruna Utara !o."# Jakarta $arat 11510 %&ail' Supranata.2015(k014)civitas.ukrida.ac.id
Abstrak
Siste& respirasi &eli*atkan seu&lah or+an seperti hidun+# &ulut# (arin+# trachea# *ronchus# dan paru. Fun+si siste& respirasi adalah &e&(asilitasi pertukaran +as antara at&os(er# paru,paru dan sel,sel arin+an dala& tu*uh. Saluran pernapasan u+a di*a+i &enadi dua *a+ian# -aitu saluran pernapasan atas -an+ &eliputi hidun+# (arin+ dan larin+ . Saluran pernapasan *aah -an+ &eliputi Trakea# *ronkus# *ronkhiolus# dan pul&o. Ti+a proses dasar terli*at dala& pertukaran +as terse*ut. /roses perta&a ventilasi paru adalah pen+aturan inspirasi dan ekspirasi udara antara at&os(er dan paru. /roses kedua respirasi eksternal respirasi paru adalah pertukaran oksi+en dan kar*ondioksida antara paru dan kapiler darah paru. /roses keti+a respirasi internal respirasi arin+an adalah pertukaran p ertukaran oksi+en dan kar*ondioksida antara kapiler kap iler darah arin+an dan sel,sel arin+an. Kata kunci ' Siste& respirasi# pertukaran +as# kar*ondioksida Abstract The respiratory system involves a number of organs such as the nose , mouth , pharynx , trachea , bronchus , and lung . The function of the respiratory system is to facilitate the exchange of gases between the atmosphere , the lungs and the tissue cells in the body . Respiratory tract is also divided into two parts, the upper respiratory respiratory tract includes the nose , pharynx and larynx . Lower respiratory tract includes the trachea , bronchus , bronkhiolus , and pulmonary . Three basic processes involved in the gas exchange ex change . The first process is the setting of pulmonary ventilation inspiratory and expiratory air between the atmosphere and the lungs. The second process of external respiration ( pulmonary respiration ) is the exchange of oxygen and carbon dioxide between the lungs and pulmonary capillary blood . The third process internal respiration ( respiratory chain) is the exchange of oxygen and carbon dioxide between the blood capillary network and tissue cells . Keywords respiratory system , gas exchange , carbon dioxide
Pendahuluan
/ernapasan &erupakan satu proses pertukaran +as,+as respirasi -aitu oksi+en dan kar*ondioksida. Fun+si uta&a
pernapasan adalah
untuk &en-ediakan
oksi+en untuk
kelan+sun+an proses &eta*olis&e sel,sel tu*uh dan &en+eluarkan kar*ondioksida hasil dari &eta*olis&e terse*ut. Siste& pernapasan &eliputi saluran pernapasan -an+ *er(un+si dala& konduksi udara. $er&ula dari ron++a hidun+# phar-n# lar-n sehin++a paru# or+an pertukaran +as# dan siste& sirkulasi darah -an+ &e&*aa oksi+en ke arin+an tu*uh dan &e&*aa kar*on dioksida ke alveolus. /roses *ernapas teradi aki*at dari inspirasi dan ekspirasi# -an+ diaki*atkan oleh kontraksi otot,otot interkostal dan dia(ra+&a. Setelah oksi+en disalurkan ke paru# akan *erlakulah proses di(usi dan transportasi +as terse*ut ke kapiler darah seterusn-a ke arin+an dala& tu*uh. Setiap &akhluk hidup ter&asuk &anusia perlu *ernapas untuk kelanutan hidupn-a. 3en+an *ernapas# &anusia &e&peroleh oksi+en -an+ *er+una *a+i tu*un-a dan &e&*uan+ kar*ondioksida
-an+ dihasilkan
dari dala&
tu*uhn-a. Siste& pernapasan sendiri
terdiri
dari hidun+# (arin+# larin+# trachea# *ronkus# *ronkiolus# *ronkiolus ter&inalis# *ronkiolus respiratorius# duktus alveolaris# dan alveoli. Secara sederhana &ekanis&e pernapasan &erupakan proses perukaran dan transportasi 2 dan 2. Jalur Pernapasan
Siste& respirasi &eli*atkan seu&lah or+an seperti hidun+# &ulut# (arin+# trachea# *ronchus# dan paru. Fun+si siste& respirasi adalah &e&(asilitasi pertukaran +as antara at&os(er# paru,paru dan sel,sel arin+an dala& tu*uh. Ti+a proses dasar terli*at dala& pertukaran +as terse*ut. /roses perta&a ventilasi paru adalah pen+aturan inspirasi dan ekspirasi udara antara at&os(er dan paru. /roses kedua respirasi eksternal respirasi paru adalah pertukaran oksi+en dan kar*ondioksida antara paru dan kapiler darah paru. /roses keti+a respirasi internal respirasi arin+an adalah pertukaran oksi+en dan kar*ondioksida antara kapiler darah arin+an dan sel,sel arin+an.1 /aru,paru *er(un+si dala& pertukaran +as antara udara luar dan darah -aitu oksi+en dari udara &asuk ke darah# dan kar*ondioksida dari darah ke luar ke udara. /roses pertukaran +as teradi &elalui lapisan -an+ terdiri dari epitel alveoli# &e&*ran *asalis# cairan antarsel endotel kapiler# plas&a# &e&*ran sel darah &erah# dan cairan intrasel darah &erah. 3i sa&pin+ itu# terdapat selapis cairan tipis sur(aktan di per&ukaan alveoli -an+ &ena+a supa-a alveoli tetap
&en++ele&*un+. /roses pertukaran +as teradi secara pasi(# *er+antun+ kepada selisih *a+ian +as -an+ ada di tiap ko&parte&en. /roses pertukaran +as teradi den+an cara di(usi. ksi+en &asuk &eta*olis&e
-an+
ke dala& sel dan dala& &itokondria di+unakan untuk proses
pentin+
untuk
kelan+sun+an hidup. sedan+kan kar*on dioksida 2
*eralan arah se*alikn-a den+an oksi+en. Urutan saluran pernapasan adalah se*a+ai *erikut' 6on++a hidun+
•
Farin+
•
larin+
•
Trakea
•
$ronkus
•
/aru,paru *ronkiol dan alveolus.
•
7a&*ar 1. Siste& perna(asan .2
8idun+ Adalah alat pernapasan terluar -an+ dilen+kapi den+an dua lu*an+ -an+ di*atasi sekat hidun+# sara(,sara( penciu&an sel ol(aktori# silia dan selaput lendir. Fun+sin-a# 9en-esuaikan suhu udara# 9ele&*apkan udara# 9en-arin+ kotoran pada udara# :ndra penciu&an. Farin+ Adalah daerah den+an perca*an+an &enuu ron++a hidun+# eso(a+us# dan trakea. Farin+ dilen+kapi epi+lotis -an+ dapat &e&*uka dan &enutup. 3ala& keadaan *iasa# epi+lotis akan selalu ter*uka# Ketika &akanan &asuk# epi+lotis &enutup (arin+ sehin++a &akanan &asuk ke dala& eso(a+us.
;arin+ Adalah pan+kal ten++orakan -an+ terdiri dari le&pen+an,le&pen+an tulan+ raan.
3indin+ larin+ di+erakkan otot untuk &e&*uka dan
&enutup +lotis
-an+
&en+hu*un+kan (arin+ den+an trakea. ;arin+ dilen+kapi den+an pita suara -an+ terletak pada akun -an+ &en+hasilkan suara. Trakea ten++orokan Adalah *atan+ ten++orokan -an+ tersusun atas cincin tulan+ raan# terletak di depan eso(a+us. Trakea dilen+kapi oleh silia,silia dan selaput lendir untuk &ence+ah udara kotor -an+ lolos dari sarin+an hidun+ &asuk ke paru,paru. /aru,paru pul&o Adalah alat pernapasan -an+ terletak di dala& ron++a dada# di kanan, kiri antun+# dan di atas dia(ra+&a. /aru,paru dilindun+i oleh suatu lapisan *erupa cairan li&(a -an+ dise*ut pleura. /leura di se*elah dala& dise*ut pleura paruparu pleura visceralis dan di se*elah luar dise*ut pleura ron++a dada pleura parietalis. /aru,paru ter*a+i &enadi dua *a+ian -aitu# /aru,paru kanan < lo*us# < *ronkiolus# < kelo&pok alveolus# /aru,paru kiri 2 lo*us# 2 *ronkiolus# 2 kelo&pok alveolus. $ronkus dan *ronkiolus $ronkus adalah ca*an+ trakea -an+ terletak di *a+ian dada# dan terdiri atas le&pen+an tulan+ raan dan otot halus. $ronkus *erca*an+ ke arah kiri dan kanan dan &enuu paru,paru# -an+ dise*ut *i(urkasi. $ronkus selanutn-a &en+ala&i perca*an+an la+i -an+ dise*ut *ronkiolus. Alveolus $ronkiolus *erca*an+ la+i &e&*entuk saluran -an+ le*ih halus ke&udian *erakhir pada +ele&*un+ paru,paru -an+ dise*ut alveolus. Alveolus &e&iliki dindin+ -an+ san+at tipis dan &en+andun+ kapiler darah. Alveolus &erupakan te&pat pertukaran 2 dan 2 secara di(usi.1 Kelarutan Gas dalam Darah
Salah satu (un+si dari darah adalah &en+an+kut oksi+en dari paru,paru ke arin+an dan &en+ankut 2 dari arin+an ke paru,paru untuk dikeluarkan. ksi+en *ereaksi secara ki&ia den+an he&o+lo*in darah# karena itu kelarutan oksi+en dala& darah le*ih *esar dari kelarutan oksi+en dala& air. $ila *utir,*utir darah &erah dihilan+kan# *erarti he&o+lo*in u+a hilan+# cairan darah sisa terse*ut dina&akan plas&a darah. /las&a darah &en+andun+ *er&aca&, &aca& elektrolit -an+ tak *ereaksi den+an oksi+en -an+ akan &erendahkan kelarutan oksi+en. Jadi kelarutan oksi+en dala& plas&a darah le*ih rendah daripada dala& air. 3ala& plas&a darah# ada =at -an+ *ereaksi den+an 2 sehin++a kelarutan 2 dala& plas&a le*ih *esar daripada kelarutan dala& air.1
Prinsip Kesetimbangan Dinamik pada Pertukaran Gas
Secara u&u&# di(usi adalah peristia pertukaran atau perpindahan &olekul dari suatu daerah -an+ kosentrasi &olekuln-a tin++i ke daerah -an+ kosentrasi &olekuln-a rendah.4 /eristia di(usi &erupakan peristia pasi( -an+ tidak &e&erlukan ener+i ekstra. /eristia di(usi -an+ teradi di dala& paru adalah perpindahan &olekul oksi+en dari ron++a alveoli &elintasi &e&*ran kapiler alveolar# ke&udian &elintasi plas&a darah# selanutn-a &ene&*us dindin+ sel darah &erah dan akhirn-a &asuk ke interior sel darah &erah sa&pai *erikatan den+an he&o+lo*in. 9e&*ran kapiler alveolar san+at tipis -aitu 0#1 &ikro&eter atau sepertuuh puluh dari te*al *utir darah &erah sehin++a &olekul udara tidak &en+ala&i kesulitan untuk &enen*usn-a. /eristia di(usi selain oksi+en adalah perpindahan &olekul kar*ondioksida dari darah ke udara alveol. ksi+en dan kar*ondioksida &ene&*us dindin+ alveolus dan kapiler pe&*uluh darah den+an cara di(usi. $erarti &olekul kedua +as *er+erak tanpa &en++unakan tena+a akti(. Urutan proses di(usi &eliputi'5 3i(usi pada (ase +as Udara at&os(er &asuk ke dala& paru den+an aliran -an+ cepat# ketika dekat alveoli kecepatannta *erkuran+ sa&pai terhenti. Udara atau +as -an+ *aru &asuk dne+an cepat *erdi(usi atau *erca&pur den+an +as -an+ telah ada di dala& alveoli. Kecepatan +as *erdi(usi di sini *er*andin+ ter*alik den+an *erat &olekuln-a. 7as oksi+en &e&pun-ai &olekul +as oksi+en le*ih cepat di*andin+kan den+an +erak &olekul +as kar*ondioksida sehin++a kecepatan di(usi oksi+en u+a le*ih cepat. /erca&puran antara +as -an+ *aru saa &asuk ke dala& paru den+an -an+ le*ih dahulu &asuk akan ko&plit dala& hitun+an perpuluhan detik. 8al se&aca& ini teradi pada alveoli -an+ nor&al# sedan+kan pada alveoli -an+ tidan nor&al seperti pada e&(ise&a# perca&puran +as -an+ *aru &asuk den+an +as -an+ telah *erada di alveoli le*ih la&*at.5 3i(usi &ene&*us &e&*ran pe&*atas /roses di(usi -an+ &eleati &e&*ran pe&*atas alveoli den+an kapiler pe&*uluh darah &eliputi proses di(usi (ase +as dan proses di(usi (ase cairan. 3ala& hal ini# pe&*atas, pe&*atasn-a adalah dindin+ alveoli# dindin+ kapiler pe&*uluh darah endotel# lapisan plas&a pada kapiler# dna dindin+ *utir darah &erah eritrosit. Kecepatan di(usi &eleati (ace cairan ter+antun+ kepada kelarutan +as ke dala& cairan. Kelarutan kar*ondioksida le*ih *esar
di*andin+kan den+an kelarutan oksi+en sehin++a kecepatan di(usi kar*ondioksida di dala& (ase cairan 20 kali lipat kecepatan di(usi oksi+en. Se&akin te*al &e&*rana pe&*atas halan+an *a+i proses di(usi se&akin *esar.5 /ada keadaan tertentu# +radien kosentrasi oksi+en dan kar*on*ioksida antara darah dan alveolus &un+kin &enin+kat atau &enurun. 7radien kosentrasi &e&en+aruhi kecepatan di(usi +as. Se*a+ai contoh# sela&a olahra+a kosentrasi di dala& darah -an+ &asuk ke kapiler paru &un+kin kuran+ dari 40 &&8+ karena otot,otot -an+ *ekera &enin+katkan konsu&si oksi+en. Kosentrasi kar*ondioksida akan le*ih *esar dala& darah -an+ &en+alir ke paru dari arin+an -an+ akti( karena produksi &eta*olis&e &enin+kat. 3ala& keadaan ini# kecepatan di(usi kedua +as terse*ut akan &enin+kat sehin++a le*ih *an-ak oksi+en -an+ *erdi(usi ke dala& darah dan le*ih *an-ak kar*ondioksida *erdi(usi keluar dari darah. Kecepatan di(usi di tentukan oleh *e*erapa (aktor# -aitu'" Kete*alan 9e&*ran Se&akin te*al &e&*ran alveolus# &aka proses di(usi se&akin sulit. Te*aln-a &e&*ran alveolus &isaln-a oleh karena ede&a paru. Aki*atn-a +as,+as pernapasan haris *erdi(usi tidak han-a &elalui &e&*ran alveolus &elainkan cairan terse*ut." ;uas /er&ukaan 9e&*ran Alveolus /enurunan luas per&ukaan paru,paru akan &en+aki*atkan ke&a&puan par,paru untuk *erdi(usi pun &enurun. 8al terse*ut *erarti se&akin luas per&ukaan &e&*ran alveolus &aka akan se&akin *an-ak +as,+as pernapsan -an+ *erdi(usi dan *e+itu pun se*alikn-a. /enurunan luas per&ukaan paru akan &en++an++u pertukaran +as pernapasa." /er*edaan Tekanan antara Kedua Sisi 9e&*ran /er*edaan tekanan antara kedua sisi &e&*ran &erupakan per*edaan antara tekanan parsial +as dala& alveolus le*ih *esar daripada tekanan +as dala& darah# &aka teradi di(usi dari alveolus ke dala& darah dan *e+itu se*alikn-a. Tekanan +as -an+ tin++i dala& alveolus adalah tekanan oksi+en sedan+kan tekanan -an+ tin++i pada kapiler darah adalah tekanan kar*ondioksida. 8al terse*ut akan &en+aki*atkan oksi+en *erdi(usi ke kapiler darah dan kar*ondioksida *erdi(usi ke alveolus."
Suhu /enurunan suhu akan &enurunkan kecepatan di(usi oksi+en dan kar*ondioksida. /enin+katan suhu akan &enin+katkan kecepatan di(usi kedua +as. 8al ini &un+kin *erperan dala& &e&enuhi ke*utuhan &eta*olik -an+ &enin+kat sela&a de&a&. /enin+katan suhu dna penin+katan u&lah =at,=at -an+ diproduksi sel darah &erah sela&a proses +likolisis# 2#<, diphospho+l-cerate 3/7. A(initas oksi+en &enurun dapat diartikan *aha he&o+lo*in &elepas oksi+en ke arin+an le*ih cepat. /enin+katan ion hidro+en# suhu# dna 3/7 teradi sela&a periode penin+katan &eta*olis&e# oleh se*a* itu penurunan a(initas he&o+lo*in &elepaskan le*ih *an-ak oksi+en ke sel dan &e&un+kinkan untuk &e&enuhi ke*utuhan &eta*olis&e -an+ &enin+kat." Pertukaran Gas di Paru-paru
2 larut secara (isik dala& plas&a # na&un se*a+ian *esar *erdi(usi dala& sel darah &erah *ereaksi den+an deoksi8* &e&*entuk oksi8* sa&*il &elepaskan 8> . /ada saat 8* enuh den+an 2# a(initas terhadap 2 ? sehin++a 2 -an+ terikat pada 8* akan terdisosiasi dan *erdi(usi keluar dari sel darah &erah &elalui plas&a &enuu alveoli. :on 8> -an+ dilepaskan 8e&o+lo*in *erikatan den+an ion 8<, -an+ *erdi(usi ke dala& sel darah &erah dari plas&a dan salin+ *ertukar te&pat den+an l,.
6eaksi antara 8>
dan 8<,
&en+hasilkan 82<. Asa& Kar*onat pecah &enadi 82 @ 2 den+an *antuan en=i& kar*onat anhidrase. 2 *erdi(usi keluar dari sel darah &erah &enuu plas&a lalu ke alveoli. Pertukaran Gas di Jaringan
2 terlarut dala& u&lah kecil dala& plas&a na&un se*a+ian *esar *erdi(usi ke dala& sel darah &erah *ereaksi d+ air &e&*entuk 82< atau *erikatan den+an 8* &e&*entuk car*a&ino 8*. 6eaksi dikatalisis oleh car*onate anhidrase. Terdisosiasi d 8> dan 8<, .Sela&a per+eseran klorida# ion 8<, *erdi(usi keluar dari sel darah &erah di+antikan oleh l,.Selanutn-a 8<, *ertindak s*+ *u((er &en+ontrol p8 darah. 3ala& sel darah &erah# ion 8> di*u((er oleh 8* . /ada keadaan di&ana 8* *erikatan d+ 8> 8* pun-a a(initas -an+ rendah thd 2. Seu&lah kecil 2 dian+kut dala& keadaan terlarut secara (isik *erdi(usi keluar dari plas&a &asuk ke dala& sel arin+an.
Efek Dekompresi
$ila oran+ *ernapas dala& lin+kun+an udara *ertekanan tin++i dala& an+ka aktu la&a# u&lah nitro+en -an+ larut dala& cairan tu*uhn-a akan *an-ak sekali. 9en+apa de&ikian B 3arah -an+ &en+alir &elalui kapiler paru akan enuh den+an nitro+en -an+ tekanann-a sa&a den+an tekanan -an+ terdapat dala& udara ca&puran pernapasan. Setelah *e*erapa a&# cukup *an-ak nitro+en -an+ dian+kut ke arin+an sehin++a arin+an enuh akan nitro+en. Karena nitro+en tidak di &eta*olis& oleh tu*uh# nitro+en akan tetap larut sa&pai tekanan nitro+en dala& paru turun# pada aktu itulah nitro+en di*uan+ &elalui pernapasan# tetapi pe&*uan+an ini &e&erlukan aktu *e*erapa a& dan seku&pulan &asalah ini -an+ dise*ut Cdeco&pression sicknessD 9ekanis&e $ila seoran+ pen-ela& telah la&a *erada di dala& laut sehin++a seu&lah *esar nitro+en terlarut dala& tu*uhn-a dan ke&udian ti*a,ti*a naik ke per&ukaan laut# seu&lah +ele&*un+ nitro+en dapat ti&*ul dala& cairan tu*uhn-a *aik intrasel &aupun ekstrasel# dan hal ini dapat &eni&*ulkan kerusakan di setiap te&pat dala& tu*uh# dari deraat rin+an hin++a *erat *er+antun+ pada u&lah dan ukuran +ele&*un+ -an+ ter*entuk. :nilah deco&pression sickness. Sela&a pen-ela& itu &asih tetap *erada di laut# tekanan di luar tu*uhn-a 5000 && 8+ akan &enekan arin+an tu*uh sehin++a +as tetap *erada dala& keadaan terlarut. Tetapi *ila pen-ela& itu &endadak naik ke per&ukaan laut# tekanan di luar tu*uhn-a &enadi han-a 1 at& "0 &&8+ # sedan+kan tekanan +as dala& cairan* tu*uhn-a &erupakan u&lah dari tekanan uap air# kar*on dioksida# oksi+en# dan nitro+en atau total 40"5 && 8+# -an+ elas auh le*ih *esar dari tekanan di luar tu*uh dan sekitar E n-a dise*a*kan oleh nitro+en terlarut. leh karena itu +as akan keluar dari larutan dan &e&*entuk +ele&*un+,+ele&*un+ dala& arin+an# teruta&a dala& darah -an+ ke&udian &en-u&*at pe&*uluh darah.G Kesimpulan
/ernapasan &erupakan suatu proses pertukaran +as,+as respirasi -aitu oksi+en dan kar*ondioksida -an+ ke&udian di*aah oleh darah keseluruh tu*uh untuk kelan+sun+an hidup.
Daftar Pustaka
1.
a&p*ell !A# 6eece J$# 9itchel ;7. $iolo+i' JakartaH 2004
2.
7unardi S. Anato&i siste& pernapasan. %disi ke,2. Jakarta' $alai /ener*it Fakultas Kedokteran Universitas :ndonesiaH 200E.
<.
9. :s&ail# A&irullah# Fitriana. Ki&ia dala& keperaatan. Sulaesi Selatan ' /ustaka As Sala&H 2010.h.5E.
4.
Ja&es J# $aker # Sain 8. /rinsip,prinsip sains untuk keperaatan' %rlan++aH
200G.h.151 5.
3oodi*roto 3. 6espirolo+i respirator- &edicine. %disi 1. Jakarta 200. h.25,
".
oin %.J. $uku saku pato(isiolo+i. %disi <. Jakarta 200E. h.525,G
.
So&antri :. Asuhan keperaatan pada pasien den+an +an++uan siste& pernapasan.
Jakarta' G.
Sale&*a 9edikaH 200.h.14,5
Sherood ;. Fisiolo+i &anusia' dari sel ke siste&. %disi ke,". Jakarta' /ener*it $uku Kedokteran %7H 200E.h.5
