Transportasi Gas Mekanisme Pernapasan Manusia

155 Biologi untuk SMA dan MA Kelas XI O 2 yang secara fisik larut dalam plasma darah jumlahnya sangat sedikit karena O 2 kurang larut dalam cairan tubuh. Jumlah yang terlarut berbanding tekanan oksigen darah, semakin tinggi tekanan oksigen semakin mudah larut O 2 . Pada tekanan arteri normal sebesar 100 mmHg, hanya 3 ml O 2 yang dapat larut dalam 1 liter darah. Dengan demikian, hanya 15 ml O 2 menit yang dapat dilarutkan dalam aliran darah paru normal yang besarnya 5 mlmenit. Bahkan pada keadaan istirahat, sel mengonsumsi sampai 250 ml O 2 menit, dan jumlah dapat meningkat sampai dua puluh lima kali lipat selama olahraga berat. Untuk menyalurkan O 2 yang diperlukan oleh jaringan bahkan dalam keadaan istirahat, curah jantung harus mencapai 83,3 liter menit apabila O 2 hanya dapat diangkut dalam bentuk terlarut. Dengan hemoglobin, suatu molekul protein yang mengandung besi, memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan longgar-reversibel dengan O 2 . Apabila tidak berikatan dengan O 2 , Hb disebut sebagai hemoglobin tereduksi, apabila berikatan dengan O 2 , Hb disebut sebagai oksihemoglobin HbO 2 . Hb + O 2 HbO 2 hemoglobin oksigen oksihemoglobin b. Transportasi Karbon Dioksida Karbon monoksida CO dan O 2 bersaing untuk menempati tempat pengikatan yang sama di Hb, tetapi afinitas Hb terhadap CO 2 adalah 240 kali lebih kuat dibandingkan dengan kekuatan ikatan antara Hb dan O 2 . Ikatan CO dan Hb dikenal sebagai karboksihemoglobin HbCO. Karena Hb lebih cenderung berikatan dengan CO, keberadaan CO walaupun sedikit dapat mengikat Hb dalam jumlah yang relatif besar, sehingga tidak tersedia Hb untuk mengangkut O 2 . CO merupakan gas beracun yang dihasilkan selama pembakaran tidak sempurna produk-produk karbon, seperti bahan bakar, mobil, batubara, kayu, dan tembakau. Karbon monoksida sangat berbahaya karena bekerja secara tersamar tersembunyi. Apabila dalam suatu lingkungan tertutup diproduksi CO, sehingga konsentrasinya terus meningkat sebagai contoh, di dalam mobil yang sedang diparkir dengan mesin hidup dan jendela tertutup, CO tersebut dapat mencapai kadar mematikan tanpa disadari oleh korbannya. Karbon monoksida tidak dapat dideteksi karena tidak berbau, tidak berwarna dan tidak berasa. Sewaktu darah arteri mengalir melalui kapiler jaringan, CO 2 berdifusi mengikuti penurunan gradien tekanan parsialnya dari sel jaringan ke dalam darah. Karbon dioksida diangkut dalam darah dengan tiga cara, yaitu terlarut secara fisik, terikat ke Hb, dan sebagai bikarbonat. Seperti O 2 yang larut, jumlah CO 2 yang secara fisik larut dalam darah bergantung pada tekanan darah. Karena dalam darah CO 2 lebih larut daripada O 2 , proporsi CO 2 total dalam darah yang secara fisik larut lebih besar dibandingkan 156 Bab 7 Sistem Pernapasan dengan O 2 . Walaupun demikian, hanya 10 dari kandungan CO 2 total darah diangkut dengan cara ini pada kadar tekanan CO 2 vena sistemik normal. Tiga puluh persen CO 2 lainnya berikatan dengan Hb untuk membentuk karbamino hemoglobin HbCO 2 . Karbon dioksida berikatan dengan bagian globin dari Hb, berbeda dengan O 2 yang berikatan dengan bagian hem. Hb tereduksi memiliki afinitas yang lebih besar untuk CO 2 daripada HbO 2 . Dengan demikian, pembebasan O 2 dari Hb di kapiler jaringan mempermudah Hb menyerap CO 2 . Cara terpenting untuk mengangkut CO 2 adalah sebagai bikarbonat HCO 3 – , yaitu 60 CO 2 diubah menjadi HCO 3 – oleh reaksi kimia berikut, yang berlangsung di dalam sel darah merah: CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 – Pada langkah pertama, CO 2 berikatan dengan H 2 O untuk membentuk asam karbonat H 2 CO 3 . Reaksi ini dapat berlangsung dengan sangat lambat di plasma, tetapi berlangsung cepat di dalam sel darah merah karena adanya enzim eritrosit karbonat anhidrase yang mengkatalisasi mempercepat reaksi. Sebagian dari molekul- molekul asam karbonat secara spontan terurai menjadi ion hidrogen H + dan ion bikarbonat HCO 3 – . Dengan demikian, satu atom karbon dan dua atom oksigen dari molekul CO 2 semula terdapat dalam darah sebagai bagian integral dari HCO 3 . Hal ini menguntungkan, karena HCO 3 – lebih mudah larut dalam darah dibandingkan dengan CO 2 . Perhatikan Gambar 7.7 karbonat anhidrase Gambar 7.7 Pengangkutan CO 2 oleh hemoglobin. Dari sirkulasi sistemik ke sirkulasi paru Sel jaringan CO 2 O 2 CO 2 larut 1 1 2 3 Sel darah merah Alveolus O 2 CO 2 CO 2 larut CO 2 + Hb o HbCO 2 CO 2 + H 2 O o H 2 CO 3 o H + + HCO 3 – Hb + H + o HbH Cl – masuk Cl – HCO 3 – keluar HCO 3 – Cl – pergeseran klorida Sumber: Fisiologi Manusia, 2001 Sel darah merah Cl keluar HCO 3 – masuk HCO 3 – Cl – H 2 O + CO 2 m H 2 CO 3 m H + + HCO 3 – Cl – ca Hb + CO 2 m HbCO 2 Hb + H + m HbH CO 2 larut CO 2 larut HbO 2 m O 2 + Hb HbO 2 O 2 + Hb 157 Biologi untuk SMA dan MA Kelas XI tekan canister ke bawah dan hiruplah perlahan-lahan canister bagian mulut

E. Gangguan pada Sistem Pernapasan

Bernapas merupakan proses kontak langsung antara tubuh bagian dalam dan udara luar. Oleh karena itu, banyak sekali risiko yang mungkin terjadi terhadap alat- alat pernapasan. Terlebih pada saat ini udara sudah mengalami polusi yang cukup berat. Berikut akan dijelaskan beberapa kelainan yang dapat mengganggu saluran pernapasan. 1 Kanker paru-paru. Kebanyakan kanker paru-paru disebabkan oleh polusi udara yang sifatnya langsung, seperti limbah industri dan asap rokok, misalnya bagi para perokok. Polutan yang dapat menyebabkan kanker, di antaranya CO, NO 2 , H 2 SO 4 , HCO, asbestos, dan banyak lagi yang lainnya. 2 Pneumonia. Penyakit ini disebabkan oleh infeksi bakteri, jamur, dan virus. Kuman- kuman tersebut menyerang dinding alveolus. 3 Laringitis, yaitu penyakit radang pada laring yang disebabkan iritasi atau infeksi. Iritasi pada laring biasanya diakibatkan asap rokok. Jika radang mencapai pita suara, penderitanya akan kehilangan suara. 4 Asma. Penyakit ini bersifat kronis dan menurun, sebagai akibat menyempitnya bronki dan bronkiolus sehingga jumlah udara yang masuk di bawah batas minimal. Asma akan kambuh oleh alergi terhadap beberapa jenis makanan atau partikel di udara seperti serbuk sari bunga dan debu. Obat untuk menangani asma pada dasarnya dibagi dua, yaitu kelompok pelega reliever dan pengontrol controller. Kelompok pelega berfungsi melebarkan saluran napas yang menyempit, disebut sebagai bronkodilator. Jika dianalogikan maka obat bronkodilator ini membuat daun putri malu yang menguncup jadi mengembang kembali. Sementara itu, obat pengontrol berfungsi untuk menjaga agar saluran pernapasan tidak cepat menyempit. Jika dianalogikan maka obat pengontrol bertujuan membuat daun putri malu tidak mudah menguncup ketika disentuh. Gambar 7.8 Alat pelega asma. Sumber: www.z.about.com, 2006 158 Bab 7 Sistem Pernapasan Cara pemberian obat asma yang paling baik adalah dengan cara di- semprotkandiisap langsung ke saluran pernapasan. Contohnya adalah peng- obatan dengan menggunakan inhaler, seperti tampak pada gambar. Ada beberapa alasan yang men- dasarinya. Pertama, obat yang di- semprotkandiisap akan masuk langsung ke saluran napas, jadi efeknya lebih cepat. Kedua, karena masuknya langsung ke saluran napas maka dosis- nya bisa lebih kecil untuk mendapatkan efek yang baik. Ketiga, efek samping obat yang disemprotkandiisap akan lebih kecil daripada yang diminum. Obat yang diminum akan masuk dahulu ke perut, lalu diserap pembuluh darah dan baru diedarkan ke seluruh tubuh dan sebagian ke saluran napas sehingga dosisnya perlu lebih tinggi, efeknya lebih lambat dan efek samping lebih tinggi. 5 Bronkitis. Merupakan radang tenggorokan bronki yang disebabkan infeksi bakteri yang menyerang selaput epitel bronki. 6 Pleuritis. Merupakan radang pada pleura di sekeliling paru-paru. Jika radangnya sangat parah, udara paru- paru akan keluar menuju rongga antara pleura. 7 Emfisema. Penyakit ini ditandai dengan gejala hilangnya elastisitas paru-paru karena terendam cairan atau terkikisnya sekat antara alveoli yang menimbulkan luas permukaan membran berkurang. Akibatnya, udara yang dihirup sedikit sekali. Gejala yang ditimbulkan berupa sulit bernapas dan sangat sakit. Emfisema akan terjadi pada setiap orang sejalan dengan bertambahnya usia, dan akan terjadi lebih dini pada para perokok dan orang-orang yang bermukim di lingkungan yang mengalami polusi cukup berat. 8 Mimisan. Perdarahan pada hidung sebagai akibat pecahnya kapiler darah sampai ke permukaan jaringan epitel rongga hidung. Respirator Emerson Horizon Biologi ruang kedap udara pengembus angin Respirator emerson paru-paru kecil merupakan alat bantu pernapasan yang mempunyai daya tahan cukup lama. Cara kerja alat ini sebagai berikut. Tubuh pasien dimasukkan ke dalam ruang kedap udara dengan kepala berada di luar dan leher dit ut up dengan menggunakan sebuah ban leher. Bilamana pengembus angin bergerak ke bawah, tekanan udara di dalam ruang yang semula berada pada tingkat atmosfer yang normal juga menurun. Lalu udara bertekanan atmosfer mengalir ke dalam paru- paru melalui hidung paru-paru besi itu. Pasien, oleh karenanya, secara pasif mengembuskan napas melalui gerakan kembali otot dinding dada. Dengan demikian, tekanan untuk membantu pernapasan keluar dapat dilakukan.