Pertukaran Gas dalam Pernapasan

Pertukaran Gas dalam Pernapasan – Tidak semua udara yang Anda hirup saat bernapas diperlukan oleh tubuh. Yang diperlukan oleh tubuh hanyalah senyawa oksigen yang jumlahnya hanya sekitar 20% dari jumlah udara. Tubuh kita memerlukan oksigen untuk menghasilkan energi melalui proses respirasi sel.

b"bernapas" pada bembahasan Pertukaran Gas dalam Pernapasan

Seberapa besarkah jumlah oksigen yang diperlukan oleh tubuh? Jumlah oksigen yang harus diambil tubuh melalui pernapasan sangat bergantung pada kebutuhan tubuh masing-masing orang. Setiap orang memiliki kebutuhan yang berbeda-beda bergantung pada umur, aktivitas, berat badan, ataupun jenis dan jumlah makanan yang dikonsumsi orang tersebut. [baca juga: udara pernapasan] Reaksi pembakaran atau oksidasi di dalam sel-sel tubuh orang yang jarang bekerja berat tentu lebih kecil daripada orang yang sering bekerja berat sehingga jumlah oksigen yang diperlukan juga lebih sedikit. Pekerja-pekerja berat, seperti para penambang, pekerja bangunan, atau atlet sepak bola tentunya juga memerlukan oksigen yang lebih banyak dibandingkan dengan orang-orang yang bekerja di kantor-kantor.

Dalam kondisi normal tubuh manusia memerlukan lebih kurang 300 cc oksigen selama sehari semalam. Namun, pada keadaan tertentu, misalnya saat berada di daerah dataran tinggi yang bertekanan udara rendah atau saat darah mengalami kekurangan hemoglobin, kebutuhan oksigen sebanyak itu tidak dapat tercukupi.


Pertukaran Gas di Alveolus

Bagaimana proses oksigen yang ada di udara dapat diangkut sampai ke dalam sel dan digunakan untuk reaksi pembakaran zat-zat makanan? Oksigen yang terkandung dalam udara pernapasan larut dalam lapisan air yang ada di permukaan dinding alveolus. Pertukaran gas oksigen terjadi di alveolus. Dinding alveolus tersusun atas epitel pipih (skuamosa) dengan ketebalan hanya 10 µm. Selanjutnya, oksigen terlarut itu berdifusi melintasi sel-sel epitel dan sel-sel endotelium kapiler untuk masuk ke dalam plasma darah. Di dalam plasma darah, oksigen berdifusi masuk ke sel-sel darah merah (eritrosit) dan berikatan dengan hemoglobin (Hb) membentuk oksihemoglobin (HbO). Satu molekul hemoglobin mengikat empat molekul oksigen. Hemoglobin yang terdapat di dalam sel-sel darah merah itu tersusun atas gugus hem atau hematin yang mengandung unsur besi (Fe) dan suatu protein globuler yang disebut globin. Gugus hem bertanggung jawab atas warna merah pada hemoglobin dan merupakan tempat pengangkutan oksigen. Reaksi pengikatan oksigen oleh hemoglobin terjadi melalui persamaan reaksi bolak-balik berikut ini.

reaksi pengikatan oksigen oleh hemoglobin (Pertukaran Gas dalam Pernapasan )

Oksihemoglobin merupakan senyawa yang tidak stabil. Senyawa itu selanjutnya pecah dan melepaskan oksigen di tempat-tempat yang konsentrasi oksigennya rendah. Hal itu menjadikan hemoglobin sangat berguna untuk membawa oksigen dari paru-paru ke jaringan-jaringan tubuh. Sementara itu, karbon dioksida dalam plasma darah dilepaskan saat ion-ion hidrogen karbonat (HCO3) terpecah menjadi karbon dioksida dan air. Karbon dioksida kemudian berdifusi dari sel-sel darah merah dan plasma darah menuju ke alveolus (lihat Gambar di bawah).

Pertukaran Gas dalam Pernapasan
Kecepatan reaksi pengikatan oksigen oleh hemoglobin sangat dipengaruhi oleh banyak faktor, di antaranya kadar oksigen dan karbon dioksida di udara, tekanan oksigen, serta kadar oksigen dan karbon dioksida di dalam jaringan. Kecepatan difusi oksigen dari alveolus ke dalam kapiler dan difusi karbon dioksida dari kapiler ke dalam alveolus dipengaruhi oleh tekanan oksigen dalam udara inspirasi.


Dalam pelajaran Fisika Anda tentu telah belajar mengenai tekanan udara. Tekanan udara atau tekanan atmosfer di permukaan bumi adalah sekitar 1 atmosfer atau 760 mmHg dan untuk tekanan oksigen adalah sekitar 160 mmHg. Tekanan oksigen di lingkungan lebih tinggi daripada tekanan oksigen di dalam alveolus paru-paru ataupun di dalam kapiler, yaitu hanya 104 mmHg. Dengan keadaan tersebut, oksigen dapat masuk ke dalam kapiler darah secara difusi. Oksigen yang telah berikatan dengan hemoglobin selanjutnya akan dibawa oleh darah ke luar paru-paru melalui vena pulmonalis menuju ke atrium (serambi) kiri jantung. Dari situ, darah beroksigen masuk ke ventrikel (bilik) kiri jantung. Dari bilik kiri jantung, oksigen (bersama darah) yang bertekanan 104 mmHg itu mengalir melalui arteri menuju ke seluruh jaringan tubuh. Tekanan oksigen di dalam sel-sel tubuh adalah berkisar 0—40 mmHg sehingga oksigen berdifusi keluar dari kapiler dan masuk ke sel-sel tubuh. Di dalam sel-sel tubuh itulah, oksigen digunakan untuk menghasilkan energi melalui proses pembakaran zat-zat makanan.

Bagaimanakah cara karbon dioksida yang merupakan sisa respirasi sel dikeluarkan melalui paru-paru? Karbon dioksida yang berasal dari sel-sel jaringan di seluruh tubuh diangkut oleh darah menuju jantung. Tekanan karbon dioksida pada setiap bagian ini juga berbeda-beda. Di dalam sel-sel jaringan, tekanan karbon dioksida lebih dari 45 mmHg, sedangkan di dalam vena kurang dari itu. Selanjutnya, karbon dioksida akan mengalir melalui arteri pulmonalis menuju paru-paru untuk dikeluarkan ke udara luar.

Pengangkutan karbon dioksida oleh darah dapat melalui tiga cara. Cara pertama, lebih kurang 23% karbon dioksida diangkut oleh hemoglobin dalam bentuk karbaminohemoglobin (HbCO2). Cara kedua, sekitar 7% karbon dioksida diangkut oleh plasma darah dalam bentuk karbon dioksida itu sendiri. Adapun cara ketiga, sebagian besar atau sekitar 70% karbon dioksida diangkut oleh plasma darah dalam bentuk ion bikarbonat (HCO3). Reaksi perubahan karbon dioksida menjadi ion bikarbonat dibantu oleh enzim karbonat anhidrase.

reaksi perubahan karbon dioksida menjadi ion bikarbonat (Pertukaran Gas dalam Pernapasan )

Sumber:
Pujiyanto, Sri.(2012). Menjelajah Dunia BIOLOGI Untuk kelas X SMA dan MA. Platinum: Solo

Add a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *