I. SKENARIO Dampak Cuaca Ekstrem Saat Pe
I.
SKENARIO
Dampak Cuaca Ekstrem Saat Penerbangan
Serangan Hipoksia Saat Oksigen di Pesawat Menipis Karena Ketinggian
Yulida Medistiara – detikHealth
Selasa, 30/12/2014 10:28 WIB
Hipoksia merupakan keadaan tubuh kekurangan oksigen untuk menjamin
keperluan hidupnya. Kondisi ini bias terjadi didalam pesawat yang terbang dengan
ketinggian di atas 10 ribu kaki. Seperti diketahui, kurangnya oksigen
mengakibatkan gangguan fungsi sel karena oksigen yang dikirim ke sel
berkurang.
“Didalam penerbangan yang terjadi adalah hypoxic hypoxia,” kata dr.
Soemardoko
Thokrowidigdo,
Ketua
Umum
Perhimpunan
Dokter
SpesialisPenerbangan Indonesia, dalam perbincangan dengan detikHealth dan
ditulis pada Selasa (30/12/2014)
Hypoxic hypoxia merupakan hipoksia yang terjadi karean menurunnya tekanan
parsial oksigen dalam paru-paru atau karena terlalu tebalnya dinding paru-paru.
Jadi semakin tingg terbang maka makin rendah tekanan barometernya. Akibatnya
tekanan parsia oksigen juga makin kecil.
Hipoksia patut diwaspadai karena terjadi pelahan-lahan tanpa ada tanda-tanda
awal. Apalagi sifat gejalanya sangat individual, sehingga tidak sama pada masingmasing orang.
“Penerbangan dan semua penumpang akan mengalami hal ini (hipoksia), tetapi
untuk penerbangan dan awak kabin sudah dilatih dengan menggunakan O 2 untuk
mencegah gejala yang dapat berakibat fatal,” ucap dr Soemardoko.
II.
KATA SULIT
1. Hipoksia
: Penurunan asupan oksigen ke jaringan di bawah kadar
fisiologis sekalipun perfusi darah memadai
2. Hypoxic Hypoxia
: Hipoksia akibat berkurangnya ooksigen yang mencapai darah
3. Tekanan Parsial
: Tekanan yang diberikan untuk komponen-komponen gas
dalam campuran gas
4. Barometer
: Alat untuk mengukur tekanan udara, mengetaahui ketinggian
suatu tempat di permukaan laut
5. Oksigen
: Elemen tanpa rasa, warna dan bau serta untuk metabolism sel
keseluruh tuubuh
1
III.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
IV.
PERTANYAAN
Apa saja yang menyebabkan turunna oksigen ?
Bagaimana gejala hipoksia ?
Mengapa kurangnya oksigen mengakibatkan gangguan fungsi sel ?
Bagaimana mekanisme terjadinya hipoksia ?
Mengapa tekanan oksigen dipengaruhi oleh ketinggian ?
Apakah penyebab turunnya tekanan parsial ?
Bagaimana cara pencegahan hipoksia ?
Bagaimana pandangan islam tentang kewaspadaan diri ?
Bagaimana peranan oksigen dalam tubuh ?
JAWABAN
1. a. semakin tingginya suatu tempat maka semakin berkurangnya oksigen
b. turunnya kadar hemoglobin dalam darah dapat menurunkan kadar oksigen
2. a. sesak nafas
b. pusing
c. mual
d. lemas
e. hilang kesadaran
f. kejang-kejang
g. gangguan keseimbangan
3. Karena oksigen merupakan faktor utama metabolisme dalam tubuh
4. Terjadi hipoksia karena oksigen dilingkungan rendah, kebutuhan oksigen dalam tubuh
meningkat karena hemoglobin sulit mengikat oksigen
5. Karena semakin tinggi suatu tempat, maka semakin berkurangnya kadar oksigen
6. Berkurangnya okaigen dalam tubuh
7. a. menghindari rokok
b. menghindari minuman alcohol
c. menghindari obat anti depresan karena dapar menghambat laju pernafasan
d. menjaga asupan nutrisi dan olahraga
e. menyediakan masker oksigen dalam pesawat
8. Dalam Al-Qur’an surah Az-zumar : 9
9. Peranan oksigen yaitu untuk respirasi sel dan kelangsungan metabolism yang pentig
untuk menghasilkan ATP
V.
HIPOTESIS
2
1. Oksigen berperan penting dalam respirasi sel dan meerupakan faktor utama
metabolisme tubuh
2. Hipoksia merupakan suatu keadaan tubuh kekurangan oksigen
3. Hemoglobin berperan penting dalam mengikat oksigen
4. Al-Qur’an mengatur agar manusia mawas diri
VI.
SASARAN BELAJAR
LO 1. Memahami dan menjelaskan oksigen dalam tubuh
1.1 Definisi
1.2 Peran dan fungsi
LO 2. Memahami dan menjelaskan hemoglobin
2.1 Definisi
2.2 Peran dan fungsi
LO 3. Memahami dan menjelaskan hipoksia
3.1 Definisi
3.2 Jenis-jenis
3.3 Gejala
3.4 Mekanisme
3.5 Pencegahan dan penanganan
LO 4. Memahami dan menjelaskan pandangan islam tentang mawas diri
4.1 Al-Qur’an
VII.
PEMBAHASAN
LI. 1.1 Definisi oksigen
Oksigen adalah gas tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa yang
mengisi 20% dari udara yang kita hirup (dan setidaknya setengah dari berat
seluruh kerak bumi yang padat). Oksigen bergabung dengan sebagian
besar unsur-unsur lain untuk membentuk oksida. Oksigen sangat penting
untuk manusia, hewan dan tumbuhan. Rumus dari gas oksigen adalah O2.
LI. 1.2 Peranan dan fungsi oksigen
1. Peranan terhadap sel tubuh
Kebutuhan tubuh terhadap oksigen merupakan kebutuhan yang
sangat mendasar dan tanpa oksigen dalam waktu tertentu sel tubuh
akan mengalami kerusakan yang menetap dan menimbulkan kematian.
2. Peranan terhadap metabolisme tubuh
3
Mempunyai peranan
vital bagi
tubuh
manusia untuk
mendapatkan energy selain gula atau glukosa. tubuh kita membutuhkan
oksigen sebagai bahan bakar. Reaksi kimia antara gula dan oksigen akan
menghasilkan adenosine triphosphate (ATP) yang disebut sebagai energi
murni sel. ATP adalah sumber bahan bakar untuk sel agar dapat berfungsi
secara optimal. ATP memberikan energi yang dibutuhkan oleh sel untuk
melakukan keperluan berbagai aktivitas untuk memelihara efektivitas segala
fungsi tubuh.
Fungsi :
Mekanisme respirasi dalam sel
Metabolisme aerob berperan dalam pembakaran nutrien dan membentuk
energi. Proses ini menggunakan oksigen (O2) dan menghasilkan karbodioksida
(CO2). Sistem sirkulasi berperan mengantarkan O 2 dan nutrien ke jaringan tubuh
dan kemudian mengambil CO2 yang terbentuk. Peran ganda dari sistem sirkulasi
dalam hal transportasi oksigen dan karbondioksida disebut sebagai fungsi
respirasi darah. Sistem transportasi oksigen terdiri dari sistem paru dan sitem
kardiovaskular.
Proses pengantaran ini tergantung pada jumlah oksigen yang masuk ke
paru-paru (ventilasi), aliran darah ke paru-paru dan jaringan (perfusi), kecepatan
divusi dan kapasitas membawa oksigen. Kapasitas darah untuk membawa
oksigen dipengaruhi oleh jumlah oksigen yang larut dalam plasma, jumlah
hemoglobin dan kecenderungan hemoglobin untuk berikatan dengan oksigen
(Ahrens, 1990). Jumlah oksigen yang larut dalam plasma relatif kecil, yakni
hanya sekitar 3%. Sebagian besar oksigen ditransportasi oleh hemoglobin.
Hemoglobin berfungsi sebagai pembawa oksigen dan karbon dioksida. Molekul
hemoglobin
dicampur
dengan
oksigen
untuk
membentuk
oksi
hemoglobin.Pembentukan oksi hemoglobin dengan mudah berbalik (revesibel),
sehingga memungkinkan hemoglobin dan oksigen berpisah, membuat oksigen
menjadi bebas.Sehingga oksigen ini bias masuk ke dalam jaringan. Adapun
dalam sistem transpornya O2 dapat dibagi menjadi 2:
1. 1,5% O2 terlarut di plasma
2. 98,5% O2 berikatan dengan hemoglobin membentuk oksihemoglobin
Jumlah maksimum oksigen yang dapat bergabung dengan hemoglobin
darah, untuk orang normal mengandung sekitar 15 gram hemoglobin dalam
setiap 100 mililiter darah dan tiap gram hemoglobin dapat berikatan dengan
maksimal 1.34 mililiter oksigen (1.39 mililiter bila hemoglobin secar kimiawi
bersifat murni, tetapi ini dikurangi dengan yang tidak murni seperti
methemoglobin). Sedangkan jumlah total oksigen yang terikat dengan
hemoglobin di dalam darah arteri normal, dengan kejenuhan normal 97 persen,
adalah kira-kira 19.4 mililiter tiap 100 mililiter darah. Waktu melewati kapiler
jaringan, jumlah ini berkurang, rata-rata menjadi 14.4 mililiter (PO2, 40 mmHg,
hemoglobin tersaturasi 75%), dengan demikian pada keadaan normal, kira-kira 5
mililiter oksigen ditranpor kejaringan oleh setiap 100 mililiter darah.
Dengan tingginya tekanan parsial O2 (PO2) di darah dibanding di
jaringan, maka O2 akan ditranspor dari darah ke jaringan. Faktor yang dapat
mempengaruhi transpor O2 selain PO2 adalah pH, PCO2, suhu, & 2,3 BPG.
Faktor-faktor tersebut akan mempengaruhi afinitas O2. Transpor oksigen
merupakan bagian dari proses eksternal respirasi, yaitu pertukaran gas antara
4
atmosfir dan paru-paru, pertukaran oksigen dan karbon dioksida antara paru-paru
dan darah, transpor oksigen dan karbon dioksida dalam darah dan pertukaran gas
antara darah dan sel.
Normalnya, sekitar 97% oksigen ditranspor dari paru-paru ke jaringan
terikat dengan hemoglobin dan sisanya 3% terlarut dalam plasma. Untuk
memonitor oksegenasi dalam jaringan digunakan beberapa parameter seperti
oxygen delevery (DO2), oxygen Content ( CaO2) , tekanan parsial oksigen,
saturasi oksigen, dan oxygen consumption (VO2). Terapi oksigen harus segera
diberikan pada keadaan-keadaan hipoksemia atau yang dicurigai hipoksemia,
Evaluasi terapi oksigen dapat dilakukan dengan pemeriksaan fungsi sistem
kardiopulmoner dan analisa gas darah (J Med Nus. 2006;26 : 134-140). Transpor
O2 dari paru ke jaringan diuraikan menjadi 4 parameter, yaitu:
1. Konsentrasi O2 di dalam darah
2. Kecepatan pengantaran/pengiriman (delivery) O2 di darah arteri
3. Kecepatan pengambilan (uptake) O2 dari kapiler darah ke jaringan
4. Fraksi O2 di kapiler darah yang masuk ke jaringan.
Oksigen tidak mudah larut di dalam air. Sekitar 93% plasma adalah air
sehingga untuk memudahkan oksigenisasi darah diperlukan molekul khusus
pengikat oksigen, yaitu hemoglobin. Konsentrasi oksigen (O2) dalam darah, juga
disebut kandungan O2 (O2 content), merupakan gabungan O2 yang terikat pada
hemoglobin dan O2 yang terlarut dalam plasma. Konsentrasi O2 yang terikat
pada hemoglobin (HbO2) ditentukan oleh variabel pada persamaan –> HbO2 =
1.34 x Hb x SO2.
Hb adalah konsentrasi hemoglobin dalam darah dan biasa dinyatakan
dalam gram per 100 militer (g/dL). Angka 1,34 adalah kapasitas pengikatan
oksigen oleh hemoglobin. (dinyatakan dalam mL O2 per gram Hb). SO2 adalah
rasio hemoglobin yang mengikat oksigen terhadap jumlah total hemoglobin
dalam darah (SO2 = HbO2/total Hb), juga disebut saturasi O2 dari hemoglobin.
HbO2 dinyatakan dengan satuan yang sama dengan Hb (g/dL).
Mekanisme transport oksigen terdiri dari tiga tahap :
1. Sistem pernapasan yang membawa O2 udara sampi alveoli, kemudian difusi
masuk ke dalam darah.
2. Sistem sirkulasi yang membawa darah berisi O2 kejaringan.
3. Sistem O2-Hb dalam eritrosit dan transpor ke jaringan.
Berdasarkan sistem reaksi kesetimbangan pengikatan oksigen oleh hemoglobin:
Hb(aq) + O2(aq) ↔ HbO2(aq)
HbO2 merupakan oksihaemoglobin yang berperan dalam membawa oksigen
ke seluruh jaringan tubuh termasuk otak. Tetapan kesetimbangan dari reaksi tersebut
adalah:
Kc = [HbO2] / [Hb][O2]
Pada ketinggian 3 km, tekanan parsial gas oksigen sekitar 0,14 atm, sedangkan
pada permukaan laut tekanan parsial gas oksigen sebesar 0,2 atm.
Gangguan oksigenasi menyebabkan berkurangnya oksigen di dalam darah
(hipoksia semia) yang selanjutnya akan menyebabkan berkurangnya oksigen di
jaringan (hipoksia). Pada perdarahan dan syok terjadi gabungan hipoksia stagnan
dan anemik.
Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2, yaitu:
5
1. Anabolisme/AsimilasI/Sintesis, yaitu proses pembentakan molekul yang
kompleks dengan menggunakan energi tinggi. Contoh : fotosintesis
(asimilasi C).
Energi cahaya
6 CO2 + 6 H2O ———————————> C6H12O6 + 6 O2
klorofil
glukosa (energi kimia)
Pada kloroplas terjadi transformasi energi, yaitu dari energi cahaya
sebagai energi kinetik berubah menjadi energi kimia sebagai energi
potensial, berupa ikatan senyawa organik pada glukosa. Dengan bantuan
enzim-enzim, proses tersebut berlangsung cepat dan efisien. Bila dalam
suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panas reaksinya disebut
reaksi endergonik. Reaksi semacam itu disebut reaksi endoterm.
2. Katabolisme (Dissimilasi), yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan
energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut.
Contoh:
Enzim
C6H12O6 + 6 O2 ———————————> 6 CO2 + 6 H2O + 686 KKal.
energi kimia
Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi
pelepasan energi sehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi
dilepaskan energi, reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu
disebut juga reaksi eksoterm.
Proses respirasi sel:
Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat
sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari
respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti
sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan.
Contoh: Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya:
C6H12O6 + 6 O2 ———————————> 6 H2O + 6 CO2 + Energi
(glukosa)
Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H 2O + CO2 + Energi, melalui
tiga tahap :
1. Glikolisis:
Proses Glikolisis (glyco berarti ‘gula’ dan lisis berarti ‘memecahkan’)
berlangsung di sitosol atau sitoplasma sel. Proses ini dapat berlangsung tanpa oksigen.
Tujuan dalam proses ini adalah untuk memecah glukosa menjadi bentuk ATP, NADH
dan asam piruvat (asam piruvat adalah produk akhir dari glikolisis, yang dapat
dikonversi ke biomolekul yang berbeda). Glikolisis menggunakan 2 molekul ATP
sebagai energi untuk mendorong seluruh proses ini.
Pada tahap ini, glukosa teroksidasi sebagian. 1 molekul glukosa (C 6H12O6)
dipecah menjadi dua molekul C3 atau 2 molekul asam piruvat. 2 NAD ditambahkan
6
ke molekul-molekul gula karbon. Bersamaan dengan itu, gugus fosfat juga
ditambahkan ke masing-masing 3 molekul karbon.
Dengan demikian proses glikolisis menghasilkan 2 ATP (bersih) molekul, 2
NADH (nicotinamide adenine dinucleotide), dan 2 asam piruvat. Setiap molekul
NADH membawa 2 elektron energi. Sel-sel kemudian menggunakan elektron ini.
Tujuan utama dari NADH elektron untuk mengangkut elektron ke rantai perpindahan
elektron, untuk lebih banyak energi untuk dipanen dari mereka. Oleh karena itu, pada
akhir glikolisis, hasilnya adalah 2 asam piruvat + 2 ATP (bersih) + 2 NADH.
2. Daur Krebs (daur trikarbekdlat):
Ini adalah tahap selanjutnya dari respirasi selular aerobik. Proses ini
berlangsung dalam mitokondria sel. Tujuan utama dari tahap ini adalah menggunakan
asam piruvat untuk menghasilkan lebih banyak ATP. Dalam tahap ini oksigen
memainkan peran penting. Proses pertama bertujuan untuk mengkonversi piruvat
dalam bentuk kimia yang akan memasuki tahap berikutnya.
Piruvat memasuki mitokondria, dalam tahap ini juga kehilangan sebuah atom
karbon, yang dirilis sebagai karbon dioksida, lalu NAD direduksi menjadi NADH,
setelah kehilangan sebuah atom karbon. Sekarang sebuah enzim yang disebut CoA,
(enzim yang terlibat dalam metabolisme gula karbon), bergabung dengan 2 molekul
karbon yang tersisa di piruvat. Setelah fusi ini, molekul yang disebut asetil-CoA (juga
dikenal sebagai bentuk aktif asam asetat) dibentuk.
Sekarang molekul ini memasuki siklus asam sitrat. 2 atom karbon dalam
asetil-KoA bergabung dengan 4 atom karbon lebih banyak, yang sudah ada dalam
siklus ini. Jadi, total yang dimiliki ialah 6 atom karbon, 2 dari asetil-CoA dan 4 yang
sudah ada. 6 atom ini nantinya membentuk asam sitrat.
2 NAD (yang dihasilkan dari pemecahan glukosa dalam glikolisis), bisa
dikurangi dan berbentuk 2 NADH. Di sini, terjadi kehilangan 2 atom karbon lebih
(dari 6 di asam sitrat), yang juga dirilis sebagai karbon dioksida. Sekarang proses
yang disebut fosforilasi tingkat substrat terjadi. Fosforil (PO3) atau fosfat
ditambahkan ke ADP. ADP mengkonversi ini (adenosin difosfat) menjadi ATP.
Di set berikutnya reaksi kimia, 4 atom karbon yang tersisa (dari 6 atom, 2
dirilis sebagai karbon dioksida) tersebut kembali disintesis. Hal ini mengarah ke
siklus NAD untuk membentuk NADH dan FAD, yang membentuk FADH hingga
akhirnya sekarang dihasilkan 1 ATP, NADH dan FADH 2, namun hasil reaksi ini
7
hanya berlaku untuk satu asam piruvat, padahal reaksi glikolisis menghasilkan 2 as.
Piruvat sehingga pada akhir siklus ini, dihasilkan 4 ATP – 2 dari glikolisis dan 2 dari
siklus asam sitrat atau siklus Krebs.
3. Rantai Transpor Elektron
8
Dari daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai
NADH2 (NADH + H+ + 1 elektron) dan FADH2, sehingga di dalam mitokondria
(dengan adanya siklus Krebs yang dilanjutkan dengan oksidasi melalui sistem
pengangkutan elektron) akan terbentuk air, sebagai hasil sampingan respirasi selain
CO2.
Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh
melalui stomata pada tumbuhan dan melalui paru-paru pada peristiwa pernafasan
hewan tingkat tinggi.
Ketiga proses respirasi yang penting tersebut dapat diringkas sebagai berikut:
PROSES AKSEPTOR ATP
1. Glikolisis:
Glukosa ——> 2 asam piruvat 2 NADH 2 ATP
2. Siklus Krebs:
2 asetil piruvat ——> 2 asetil KoA + 2 C02 2 NADH 2 ATP
2 asetil KoA ——> 4 CO2 6 NADH 2 FADH2
3. Rantai trsnspor elektron respirator:
10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20 30 ATP
2 FADH2 + O2 ——> 2 PAD + 2 H20 4 ATP
Total 38 ATP
Proses fermentasi asam laktat:
9
Fermentasi asam laktat yaitu fermentasi dimana hasil akhirnya adalah
asam laktat. Peristiwa ini dapat terjadi di otot dalam kondisi anaerob.
Reaksinya: C6H12O6 ————> 2 C2H5OCOOH + Energi
Enzim
Prosesnya :
1. Glukosa ————> asam piruvat (proses Glikolisis).
Enzim
C6H12O6 ————> 2 C2H3OCOOH + Energi
2. Dehidrogenasi asam piravat akan terbentuk asam laktat.
2 C2H3OCOOH + 2 NADH2 ————> 2 C2H5OCOOH + 2 NAD
Piruvat dehidrogenasa
Energi yang terbentak dari glikolisis hingga terbentuk asam laktat :
8 ATP — 2 NADH2 = 8 - 2(3 ATP) = 2 ATP
Fermentasi alcohol
Dilakukan oleh jamur ragi. Sebagai substrat fermentasi adalah asam
piruvat. Molekul piruvat dari hasil glikolisis difermentasi menjadi asetaldehida
sehingga terbentuk produk akhir alkohol yakni etanol. Pada fermentasi alkohol ini
dihasilkan 2 ATP.
LI. 2.1 Definisi Hemoglobin
Hemoglobin atau Hb merupakan gabungan dari 2 kata yaituheme ( besi ) dan
globin (protein). Warna darah disebabkan karena adanya Hemnoglobin. Kadar Hb
10
dalam darah manusia dewasa, pria: 13 – 18 g/dl; wanita: 12 – 16 g/dl. Keadaan di
mana kadar Hb kurang dari nilai normal disebut sebagai Anemia. Penderita Anemia
sering mengeluh kelelahan yang hebat.
LI. 2.2 Peran dan fungsi hemoglobin
Fungsi Hemoglobin
Mengikat molekul oksigen di paru-paru dan membawanya ke seluruh jaringan
dalam tubuh dan mengambil karbondioksida dari jaringan tersebut yang dibawa ke
paru untuk selanjutnya dibuang ke udara bebas.Afinitas oksigen terhadap hemoglobin
bisa dipengaruhi oleh faktor eksternal seperti pH, CO2, dan DPG.
Hemoglobin adalah pigmen pernafasan dari darah yang berfungsi:
1. Mengambil oksigen (O2) dari paru-paru, membawa dalam aliran darah dan
memberikannya kepada jaringan tubuh;
Hemoglobin mempunyai kemampuan untuk mengikat oksigen dengan
lemah dan secara reversibel. Fungsi hemoglobin di dalam tubuh tergantung
pada
kemampuan untuk berikatan dengan oksigen dalam paru-paru dan
kemudian melepaskan oksigen ini ke kapiler jaringan dimanatekanan gas dari
oksigen jauh lebih rendah dari pada
dalam paru-paru. Setiap molekul
hemoglobin mengandung empat atom besi dan dapat mengangku tempat
molekul oksigen.
2. Membawa karbon dioksida (CO2) dari jaringan tubuh ke paru-paru;
Pada konsentrasi karbondioksida tinggi dan pH relatif rendah,seperti yang
terdapat di dalam jaringan, beberapa bagian karbondioksida akandiikat oleh
hemoglobin, dan daya ikat terhadap oksigen akan turun, sehinggaoksigen
dibebaskan. Sebaliknya pada saat diikat didalam
paru-paru,
daya
ikathemoglobin bagi karbondioksida menurun. Jadi, kejenuhan hemoglobin
dipengaruhi oleh pH dan konsentrasi karbondioksida.
Fungsinya adalah mengangkut oksigen dari paru-paru ke seluruh tubuh
melalui pembuluh darah. Setelah melepas oksigen ke seluruh tubuh, fungsinya
berbalik menjadi pengangkut karbon dioksida hasil dari proses pernapasan untuk
dibawa ke paru-paru dan kemudian di hembuskan keluar tubuh. Hemoglobin juga
berperan penting dalam mempertahankan bentuk sel darah yang bikonkaf, jika
terjadi gangguan pada bentuk sel darah ini, maka keluwesan sel darah merah
dalam melewati kapiler jadi kurang maksimal. Hal inilah yang menjadi alasan
mengapa kekurangan zat besi bisa mengakibatkan anemia. Nilai normal
hemoglobin adalah sebagai berikut :
Anak-anak
11 – 13 gr/dl
Lelaki dewasa
14 – 18 gr/dl
Wanita dewasa
12 – 16 gr/dl
Jika nilainya kurang dari nilai diatas bisa dikatakan anemia, dan apabila nilainya
kelebihan akan mengakibatkan polinemis.
3. Memelihara keseimbangan asam-basa tubuh;
4. .Merupakan sumber bilirubin yang akan dirubah menjadi urobilin.
Struktur Hemoglobin
11
Molekul hemoglobin terdiri dari globin, apoprotein dan 4 gugus heme.
Hemoglobin tersusun dari empat molekul protein (globulin chain) yang terhubung
satu sama lain. Hemoglobin normal orang dewasa (HbA) terdiri dari 2 alpha-globulin
chain dan 2 beta-globulin chain. Sedangkan pada bayi yang masih dalam kandungan
atau yang sudah lahir terdiri dari beberapa rantai beta dan molekul hemoglobinnya
terbentuk dari 2 rantai alfa dan 2 rantai gama yang disebut sebagai HbF. Tiap
hemoglobin terbuat dari 4 heme yang mengelilingi 4 globin. Heme mengandung zat
besi dan memberi warna merah pada molekul. Tiap subunit memiliki berat molekul
kurang lebih 16.000 dalton, sehingga berat molekul total tetramernya menjadi sekitar
64.000 dalton. Perubahan sekuens asam amino pada rantai globin bisa menyebabkan
terbentuknya hemoglobin yang abnormal, contohnya hemoglobin S pada anemia sel
sabit.
Hemoglobin komponennya terdiri atas:
a. Heme yang merupakan gabungan protoporfirin dengan besi.
b. Globin, bagian protein yang terdiri atas 2 rantai alfa dan 2 rantai beta.
Terdapat sekitar 300 molekul hemoglobin dalam setiap sel darah merah.
Hemoglobin berfungsi untuk mengikat oksigen, satu gram hemoglobin akan
bergabung dengan 1,34 ml oksigen. Oksihemoglobin merupakan hemoglobin yang
berkombinasi atau berikatan dengan oksigen.Tugas akhir hemoglobin adalah
karbondioksida dan ion hydrogen serta membawanya ke paru tempat zat-zat tersebut
dilepaskan dari hemoglobin.Eritrosit hidup selama 74-154 hari. Pada usia ini system
enzim mereka gagal, membrane sel berfungsi dengan adekuat, dan sel ini dihancurkan
oleh sel system retikulo endothelial.
Proses pengancuran eritrosit terjadi karena proses penuaan( senescense) dan
prose patologis (hemolysis). Hemolysis yang terjadi pada eritrosit akan
mengakibatkan terurainya komponen-komponen hemoglobin menjadi dua komponen
yaitu:
1. Komponen protein yaitu globin yang akan dikembalikan ke pool protein
dan dapat digunakan kembali.
2. Bilirubin yang aan dieksresikan melalui hati dan empedu.
12
Mekanisme pengikatan oksigen
Hemoglobin (Hb) mengikat oksigen membentuk oksihemoglobin, kemudian di
bawa ke seluruh tubuh melalui system peredaran darah. Mekanisme pengikatan
oksigen oleh hemoglobin merupakan reaksi kesetimbangan.
Hb + O2 ↔ HbO2
Reaksi pengikatan oksigen oleh Hb terjadi dalam paru-paru. Reaksi tersebut
berjalan ke arah ke kanan karena konsentrasi oksigen bertambah. Ketika oksigen
mulai beredar ke dalam jaringan tubuh, konsentrasi oksgen akan berkurang karena di
gunakan untuk proses pembakaran. Dengan demikian, reaksi di dalam jaringan
berjalan ke arah kiri.
Kesetimbangan pengikatan oksigen oleh hemoglobin, sebagai berikut:
Dalam tubuh manusia, terjadi kesetimbangan kimia yang jumlahnya tak
terhitung. Kesetimbangan kimia ini diperlukan untuk untuk mempertahakan fungsi
fisiologis tubuh.Jika lingkungan berubah, tubuh harus mampu beradaptasi agarr
fungsi fisiologis tetap berjalan.Contohnya adalah perubahan tempat dari dataran
rendah ke dataran tinggi yang terjadi tiba-tiba. Jika anda tinggal di tempat yang
tingginya tepat pada permukaan laut kemudian anda pergi ke pegunungan dengan
ketinggian sekitar 2,3km atau 3km di atas permukaan laut, pasti akan merasakan
gejala hipoksia seperti pusing, mual,haus,dan gejala lainnya. Hal tersebut terjadi
karena kakurangan jumlah oksigen pada jaringan tubuh.pada kasus yang parah
penderita dapat mengalami kooma dan kematian jika tidak ditangani dengan cepat.
Pada kasus lain, manusia dapat hidup pada ketinggian tersebut selama
beberapa minggu atau bulan, ia akan mengalami adaptasi secarra perlahan dengan
sedikitnya oksigen di udara sehingga fungsi tubuhnya dapat berjalan baik.
Kombinasi oksigen dan molekul hemoglobin (Hb) yang membawa oksigen
melalui darah merupakan reaksi kompleks.
Hb(aq) + (aq)↔Hb
Hb merupakan oksihemoglobin (molekul kompleks) yang membawa oksigen ke
seluruh jaringan tubuh.
Pada ketinggian 3km (3000 m), tekanan parsial oksigen sekitar 0,14 atm,
sedangkan pada permukaan laut adalah 0,2 atm. Menurut hukum Le Chatelier,
penurunan konsentrasi oksigen akan menggeser kesetimbangan reaksi ke kiri,
perubahan inilah yang menyebabkan oksihemoglobin menjadi lebih sedikit sehingga
menyebabkan hipoksia.
Pada waktu yang cukup lama, tubuh dapat mengatasi masalah ini dengan
memproduksi lebih banyak molekul hemoglobin. Banyaknya molekul hemoglobin yang
dihasilkan akan menggeser kesetimbangan ke arah kanan (pembentukan
oksihemoglobin). Hal ini membutuhkan waktu sekitar 2-3 minggu bahkan bertahuntahun.
Penelitian membuktikkan bahwa penduduk yyang tinggal di dataran tinggi
memiliki jumlah hemoglobin sekitar 50% llebih banyak dibandingkan orang yang yang
hidup pada ketinggian permukaan laut.
Asas le chatelier menyatakan bahwa jika suatu tekanan eksternal diberikan
kepada suatu sistem yang setimbang, sistem ini akan menyesuaikan diri sedemikian
rupa untuk mengimbanggi sebagian tekanan ini pada saat sistem mencoba setimbang
kembali. Kata tekanan “stress”disini berarti perubahan konsentrasi,tekanan,volume atau
suhu yang menggeser sistem dari keadaan setimbangnya.(Sutresna,Nana:2008)
Apabila jumlah oksigen yang terikat ke protein digambarkan dalam sebuah
grafik terhadap tekanan parsial oksigen (pO2), untuk mioglobin akan diperoleh kurva
hiperbolik sedangkan untuk hemoglobin akan diperoleh kurva sigmoidalis .
13
Kurva –kurva tersebut memperlihatkan bahwa bila pO2 tinggi, mioglobin
mengandung lebih banyak oksigen dibandingkan hemoglobin.Oleh karena itu,
hemoglobin berfungsi sebagai pengangkut oksigen yang efektif.Hemoglobin akat
mengikat oksigen di paru tempat pO2 tinggi dan melepaskan oksigen di jaringan tempat
pO2 rendah. Dipihak lain, mioglobin tetap jenuh oleh oksigen pada pO2 jaringan,
Dengan demikian, pada sel otot yang beristirahat, mioglobin mengikat oksigen yang
dilepaskan dalam darah oleh hemoglobin. Sewaktu otot beraktivitas dan tekanan
oksigen turun, mioglobin mmelepaskan oksigen.
Perbedaan fungsi antara mioglobin dan hemoglobin ini berasal dari perbedaan
struktur. Molekul oksigen berikatan secara bebas satu sama lain dengan rantai
polopeptida tunggal dari mioglobin. Di pihak lain, keempat subunit hemoglobin dapat
bekerja sama mengikat oksigen. Hemolobin dapat berada dalam keadaan “kuat”atau
“tegang”yang inaktif atau keadaan “rileks”atau aktif. Dalam keadaan “tegang”,
hemoglobin menolak pengikatan oksigen.Dalam keadaan “rileks”, oksigen mudah
berikatan dengan hemoglobin.Pengikatan oksigen pertama ke subunit hemoglobin
deoksigenasi (yang berada dalam keadaan “tegang”) memerlukan energi cukup banyak
untuk mematahkan ikatan elektrostatik (garam) antara subunit-subunit. Namun, apabila
salah satu subunit telah mengikat oksigen, terjadi perubahan konformasional yang
memungkinkan subunit lain lebih mudah mengikat oksigen. Fenomena ini, yang
dikenal sebagai kerja sama positif (positive cooperativity),menentukan kurva saturasi
oksigen hemoglobin yang berbentuk sigmoid.
Apabila jumlah oksigen dalam darah (pO2) rendah, pO2 harus mengikat cukup banyak
agar hemoglobin dapat mengikat oksigen pertama.Namun, apabila beberapa oksigen telah
terikat, hamya diperlukan sedikit peningkatan pO2 agar persen saturasi hemoglobin oleh
oksigen banyak meningkat.Hasilnya adalah kurva saturasi oksigen yang berbentuk
sigmoid. (Dawn b. Marks, 2010).
LI. 3.1 Definisi hipoksia
Hipoksia adalah kekurangan oksigen ditingkat jaringan. Istilah ini lebih tepat
dibandingkan dengan anoksia, sebab jarang dijumpai bahwa benar-benar tidak ada
oksigen tertinggal didalam jaringan.
14
LI. 3.2 Jenis-jenis hipoksia
1. Hipoksemia
Hipoksemia merupakan kekurangan oksigen didalam arteri. Terbagi atas dua jenis
yaitu hipoksemia hipotonik (anoksia anoksik) dan hipoksemia isotonik (anoksia
anemik).
2. Hipoksi hipokinetik (stagnant anoksia)
Merupakan hipoksia yang terjadi akibat adanya bendungan atau sumbatan.
Hipoksia hipokinetik terbagike dalam dua jenis yaitu ;
a. hipoksia hipokinrtik ischemic
hipoksia hipokinrtik ischemic terjadi dimana krkurangan oksigen pda
jaringan disebabkan karena kurangnya suplai darah ke jaringantersebut akibat
penyempitan arteri.
b. hipoksia hipokinetik kongesif
hipoksia hipokinetik kongesif terjadiakibat penumpukan darah secara
berlebihan atau abnormal baik lokal maupun umum yang mengakibatkan
suplai oksigen k jaringan terganggu, sehingga jaringan kekurangan oksigen.
3. Overventilasi hipoksia
Overventilasi hipoksia adalah hipoksia yang terjadi karena aktivits yang
berlebihan sehingga kemampuan penyediaan oksigen lebih rendah dari
penggunaannya.
4. Hipoksia histotoksik
Hipoksia histotoksik adalah keadaan dimana darah dikapiler jaringan mencukupi,
tetapi jaringan tidak dapat menggunakan oksigen, karena pengaruh racun sianida.
Hal tersebut mengakibatkan oksigen kembali dalam darah vena dalam jumlah
yang lebih banyak dari pada normal.
LI 3.3 Gejala hipoksia
Berdasarkan apa yang diunakan saat inspirasi, gejala hipoksia terdiri dari dua, yaitu ;
a. Gejala hipoksia saat bernafas dengan udara biasa
Terdapat berbagai mekanisme kompensasi untuk meningkatkan toleransi pada
ketinggian (aklimatirasi), yang bekerja untuk jangka waktu panjang ertentu.
Namun pada subjek yang tidak teraklimatisasi, gjala mental seperti iritabilittas,
muncul pada ketinggian ± 3700m. pada ketinggian 5500m, gejala hipoksia berat.
Dan pada ketinggia diatas 6100m (20.000 kaki) umumnya seseorang hilang
kesadaran.
b. Gejala hipoksia saat bernafas oksigen
15
Jika bernafas 100% oksigen, factor pembatas pada toleransi terhadap ketinggian
adalah tekanan atmosfer total. Diatas ketinggian 10..400m peningkatan ventilasi
akibat rendahnya tekanan oksigen alveolus akan sedikit menurunkan tekanan
karbondioksida alveolus, tetapi pada ketinggian 13.700m dengan barometer
lingkungan sebesar 100mmHg, tekanan karbondioksida alveolus maksimum yang
dapat dipertahankan saat bernafas dengan 100% oksigen adalah 40mmHg. Pada
ketinggin 14.000m kesadaran akan hilang meski diberi 100% oksigen.
LI 3.4 Mekanisme hipoksia
Pada level seluler, hipoksia dapat mengakibatkan stres oksidatif pada
sel. Sel menghasilkan energi melalui reduksi molekul Oksigen menjadi H2O.
Dalam proses metabolisme normal, molekul-molekul oksigen reaktif yang
tereduksi dihasilkan dalam jumlah kecil sebagai produk sampingan respirasi
mitokondria. Molekul-molekul oksigen reaktif tereduksi dihasilkan dalam
jumlah kecil sebagai produk sampingan respirasi mitokondrial. Molekulmolekul oksigen reaktif tereduksi ini dikenal sebagai spesies oksigen reaktif
(ROS).
Sel memiliki sistem pertahanan untuk mecegah kerusakan akibat
moleku lini, yang dikenal sebagai antioksidan. Kesetimbangan antara proses
pembentukandan eliminasi (scavenging) radikal bebas berakibat pada stres
oksidatif.
Hipoksia terjadi bila manusia mencapai ketinggian lebih dari 30.000 m
dalam waktu singkat.Tekanan oksigen intra-alveolar dengan cepat turun
hingga 60 mmHg.Gangguan memori dan fungsi serebri mulai
bermanifestasi.Pada ketinggian yang lebih, saturasi oksigen arteri menurun
16
dengan cepat.Pada ketinggian 50.000 meter, individu pada umumnya tidak
berfungsi dengan normal.
Resiko klinis hipoksia akut pada ketinggian di atas 10.000 kaki
diketahui terutama pada penerbangan unpressured cabin. Kondisi tersebut
yaitu penurunan kemampuan adaptasi gelap, peningkatan frekuensi
pernapasan, denyut jantung naik. Jika berlanjut terus terjadi gangguan
pandangan, bahkan perubahan proses mental. Pada tahapan kritis, setelah
sianosis, dan sindroma hiperventilasi berat, tingkat kesadaran berangsur
hilang, Pada tahap akhir bisa terjadi kejang dilanjutkan dengan henti napas.
LI 3.5 Pencegahan dan penanganan hipoksia
Ada beberapa pengobatan yang akan dilakukan dokter bagi para penderita hipoksia
yaitu;
a. Memasok oksigen ke dalam tubuh
Tubuh penderita hipoksia akan dipaok oksigen menggunakan selang atau masker
ksigen. Semakin cepat kadar oksigen dalam tubuhnya kembali normal, semakin
kecil resiko kerusakan organ tubuh.
b. Ruang hiperbarik
Penderita hipoksia yang disebabkan oleh keracunan karbonmonoksida biasanya
akan dimasukan ke dalam ruang hiprbarik
LI 4.1 Al-Qur’an
فأمن يرد الل ل أ
ه يأ د
من ي يررد د أأن
ح
ي ر ر
شأر د
ه أن ي أهدد ري أ
صد دأره ي ل رل ر د
سل أم ر وأ أ
ي
ي
أ
أ
أ
ماء ك أذ أل ر أ
جع أ د
ك
ضي ي ج
يي ر
حأر ج
قا أ
صد دأره ي أ
ه يأ د
صعسد ي رفي ال س
س أ
جا ك أأن س أ
ضل س ي
ما ي أ س
ل أ
جع أ ي
ن
ن ل أ ي يؤ د ر
س ع أألى ال س ر
مينو أ
ه الير د
يأ د
ل الل ل ي
ج أ
ذي أ
Barangsiapa yang Allah menghendaki akan memberikan kepadanya petunjuk, niscaya Dia
melapangkan dadanya untuk (memeluk agama) Islam. Dan barangsiapa yang dikehendaki
Allah kesesatannya, niscaya Allah menjadikan dadanya sesak lagi sempit, seolah-olah ia
sedang mendaki ke langit. Begitulah Allah menimpakan siksa kepada orang-orang yang tidak
beriman (QS, 6:125).
17
Salah satu penjelasan pada ayat diatas Allah menjelaskan bahwa diketinggian, tekanan
oksigen menurun sehingga dapat menyebabkan hipoksia.
VIII.
DAFTAR PUSTAKA
Sherwoood, Lauralee 2012. Fisiologi Manusia. Jakarta : EGC.
Dorland Kamus Kedokteran Edisi 29. Jakarta : EGC
Guyton,Hall. 2008. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 11. Jakarta : EGC
Murray Robert K,.et al. 2014. Biokomia Harper Edisi 29. Jakarta. EGC
Asmadi. 2008. Tehnik Keperawatan Konsep dan Aplikasi Kebutuhan Dasar Klien. Jakarta
: Salemba Medika
Davey, Patrick.2005. At a Glance Medicine. Jakarta : Erlangga
http://id.portalgaruda.org diakses pada tanggal 2 Februari 2016
18
SKENARIO
Dampak Cuaca Ekstrem Saat Penerbangan
Serangan Hipoksia Saat Oksigen di Pesawat Menipis Karena Ketinggian
Yulida Medistiara – detikHealth
Selasa, 30/12/2014 10:28 WIB
Hipoksia merupakan keadaan tubuh kekurangan oksigen untuk menjamin
keperluan hidupnya. Kondisi ini bias terjadi didalam pesawat yang terbang dengan
ketinggian di atas 10 ribu kaki. Seperti diketahui, kurangnya oksigen
mengakibatkan gangguan fungsi sel karena oksigen yang dikirim ke sel
berkurang.
“Didalam penerbangan yang terjadi adalah hypoxic hypoxia,” kata dr.
Soemardoko
Thokrowidigdo,
Ketua
Umum
Perhimpunan
Dokter
SpesialisPenerbangan Indonesia, dalam perbincangan dengan detikHealth dan
ditulis pada Selasa (30/12/2014)
Hypoxic hypoxia merupakan hipoksia yang terjadi karean menurunnya tekanan
parsial oksigen dalam paru-paru atau karena terlalu tebalnya dinding paru-paru.
Jadi semakin tingg terbang maka makin rendah tekanan barometernya. Akibatnya
tekanan parsia oksigen juga makin kecil.
Hipoksia patut diwaspadai karena terjadi pelahan-lahan tanpa ada tanda-tanda
awal. Apalagi sifat gejalanya sangat individual, sehingga tidak sama pada masingmasing orang.
“Penerbangan dan semua penumpang akan mengalami hal ini (hipoksia), tetapi
untuk penerbangan dan awak kabin sudah dilatih dengan menggunakan O 2 untuk
mencegah gejala yang dapat berakibat fatal,” ucap dr Soemardoko.
II.
KATA SULIT
1. Hipoksia
: Penurunan asupan oksigen ke jaringan di bawah kadar
fisiologis sekalipun perfusi darah memadai
2. Hypoxic Hypoxia
: Hipoksia akibat berkurangnya ooksigen yang mencapai darah
3. Tekanan Parsial
: Tekanan yang diberikan untuk komponen-komponen gas
dalam campuran gas
4. Barometer
: Alat untuk mengukur tekanan udara, mengetaahui ketinggian
suatu tempat di permukaan laut
5. Oksigen
: Elemen tanpa rasa, warna dan bau serta untuk metabolism sel
keseluruh tuubuh
1
III.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
IV.
PERTANYAAN
Apa saja yang menyebabkan turunna oksigen ?
Bagaimana gejala hipoksia ?
Mengapa kurangnya oksigen mengakibatkan gangguan fungsi sel ?
Bagaimana mekanisme terjadinya hipoksia ?
Mengapa tekanan oksigen dipengaruhi oleh ketinggian ?
Apakah penyebab turunnya tekanan parsial ?
Bagaimana cara pencegahan hipoksia ?
Bagaimana pandangan islam tentang kewaspadaan diri ?
Bagaimana peranan oksigen dalam tubuh ?
JAWABAN
1. a. semakin tingginya suatu tempat maka semakin berkurangnya oksigen
b. turunnya kadar hemoglobin dalam darah dapat menurunkan kadar oksigen
2. a. sesak nafas
b. pusing
c. mual
d. lemas
e. hilang kesadaran
f. kejang-kejang
g. gangguan keseimbangan
3. Karena oksigen merupakan faktor utama metabolisme dalam tubuh
4. Terjadi hipoksia karena oksigen dilingkungan rendah, kebutuhan oksigen dalam tubuh
meningkat karena hemoglobin sulit mengikat oksigen
5. Karena semakin tinggi suatu tempat, maka semakin berkurangnya kadar oksigen
6. Berkurangnya okaigen dalam tubuh
7. a. menghindari rokok
b. menghindari minuman alcohol
c. menghindari obat anti depresan karena dapar menghambat laju pernafasan
d. menjaga asupan nutrisi dan olahraga
e. menyediakan masker oksigen dalam pesawat
8. Dalam Al-Qur’an surah Az-zumar : 9
9. Peranan oksigen yaitu untuk respirasi sel dan kelangsungan metabolism yang pentig
untuk menghasilkan ATP
V.
HIPOTESIS
2
1. Oksigen berperan penting dalam respirasi sel dan meerupakan faktor utama
metabolisme tubuh
2. Hipoksia merupakan suatu keadaan tubuh kekurangan oksigen
3. Hemoglobin berperan penting dalam mengikat oksigen
4. Al-Qur’an mengatur agar manusia mawas diri
VI.
SASARAN BELAJAR
LO 1. Memahami dan menjelaskan oksigen dalam tubuh
1.1 Definisi
1.2 Peran dan fungsi
LO 2. Memahami dan menjelaskan hemoglobin
2.1 Definisi
2.2 Peran dan fungsi
LO 3. Memahami dan menjelaskan hipoksia
3.1 Definisi
3.2 Jenis-jenis
3.3 Gejala
3.4 Mekanisme
3.5 Pencegahan dan penanganan
LO 4. Memahami dan menjelaskan pandangan islam tentang mawas diri
4.1 Al-Qur’an
VII.
PEMBAHASAN
LI. 1.1 Definisi oksigen
Oksigen adalah gas tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa yang
mengisi 20% dari udara yang kita hirup (dan setidaknya setengah dari berat
seluruh kerak bumi yang padat). Oksigen bergabung dengan sebagian
besar unsur-unsur lain untuk membentuk oksida. Oksigen sangat penting
untuk manusia, hewan dan tumbuhan. Rumus dari gas oksigen adalah O2.
LI. 1.2 Peranan dan fungsi oksigen
1. Peranan terhadap sel tubuh
Kebutuhan tubuh terhadap oksigen merupakan kebutuhan yang
sangat mendasar dan tanpa oksigen dalam waktu tertentu sel tubuh
akan mengalami kerusakan yang menetap dan menimbulkan kematian.
2. Peranan terhadap metabolisme tubuh
3
Mempunyai peranan
vital bagi
tubuh
manusia untuk
mendapatkan energy selain gula atau glukosa. tubuh kita membutuhkan
oksigen sebagai bahan bakar. Reaksi kimia antara gula dan oksigen akan
menghasilkan adenosine triphosphate (ATP) yang disebut sebagai energi
murni sel. ATP adalah sumber bahan bakar untuk sel agar dapat berfungsi
secara optimal. ATP memberikan energi yang dibutuhkan oleh sel untuk
melakukan keperluan berbagai aktivitas untuk memelihara efektivitas segala
fungsi tubuh.
Fungsi :
Mekanisme respirasi dalam sel
Metabolisme aerob berperan dalam pembakaran nutrien dan membentuk
energi. Proses ini menggunakan oksigen (O2) dan menghasilkan karbodioksida
(CO2). Sistem sirkulasi berperan mengantarkan O 2 dan nutrien ke jaringan tubuh
dan kemudian mengambil CO2 yang terbentuk. Peran ganda dari sistem sirkulasi
dalam hal transportasi oksigen dan karbondioksida disebut sebagai fungsi
respirasi darah. Sistem transportasi oksigen terdiri dari sistem paru dan sitem
kardiovaskular.
Proses pengantaran ini tergantung pada jumlah oksigen yang masuk ke
paru-paru (ventilasi), aliran darah ke paru-paru dan jaringan (perfusi), kecepatan
divusi dan kapasitas membawa oksigen. Kapasitas darah untuk membawa
oksigen dipengaruhi oleh jumlah oksigen yang larut dalam plasma, jumlah
hemoglobin dan kecenderungan hemoglobin untuk berikatan dengan oksigen
(Ahrens, 1990). Jumlah oksigen yang larut dalam plasma relatif kecil, yakni
hanya sekitar 3%. Sebagian besar oksigen ditransportasi oleh hemoglobin.
Hemoglobin berfungsi sebagai pembawa oksigen dan karbon dioksida. Molekul
hemoglobin
dicampur
dengan
oksigen
untuk
membentuk
oksi
hemoglobin.Pembentukan oksi hemoglobin dengan mudah berbalik (revesibel),
sehingga memungkinkan hemoglobin dan oksigen berpisah, membuat oksigen
menjadi bebas.Sehingga oksigen ini bias masuk ke dalam jaringan. Adapun
dalam sistem transpornya O2 dapat dibagi menjadi 2:
1. 1,5% O2 terlarut di plasma
2. 98,5% O2 berikatan dengan hemoglobin membentuk oksihemoglobin
Jumlah maksimum oksigen yang dapat bergabung dengan hemoglobin
darah, untuk orang normal mengandung sekitar 15 gram hemoglobin dalam
setiap 100 mililiter darah dan tiap gram hemoglobin dapat berikatan dengan
maksimal 1.34 mililiter oksigen (1.39 mililiter bila hemoglobin secar kimiawi
bersifat murni, tetapi ini dikurangi dengan yang tidak murni seperti
methemoglobin). Sedangkan jumlah total oksigen yang terikat dengan
hemoglobin di dalam darah arteri normal, dengan kejenuhan normal 97 persen,
adalah kira-kira 19.4 mililiter tiap 100 mililiter darah. Waktu melewati kapiler
jaringan, jumlah ini berkurang, rata-rata menjadi 14.4 mililiter (PO2, 40 mmHg,
hemoglobin tersaturasi 75%), dengan demikian pada keadaan normal, kira-kira 5
mililiter oksigen ditranpor kejaringan oleh setiap 100 mililiter darah.
Dengan tingginya tekanan parsial O2 (PO2) di darah dibanding di
jaringan, maka O2 akan ditranspor dari darah ke jaringan. Faktor yang dapat
mempengaruhi transpor O2 selain PO2 adalah pH, PCO2, suhu, & 2,3 BPG.
Faktor-faktor tersebut akan mempengaruhi afinitas O2. Transpor oksigen
merupakan bagian dari proses eksternal respirasi, yaitu pertukaran gas antara
4
atmosfir dan paru-paru, pertukaran oksigen dan karbon dioksida antara paru-paru
dan darah, transpor oksigen dan karbon dioksida dalam darah dan pertukaran gas
antara darah dan sel.
Normalnya, sekitar 97% oksigen ditranspor dari paru-paru ke jaringan
terikat dengan hemoglobin dan sisanya 3% terlarut dalam plasma. Untuk
memonitor oksegenasi dalam jaringan digunakan beberapa parameter seperti
oxygen delevery (DO2), oxygen Content ( CaO2) , tekanan parsial oksigen,
saturasi oksigen, dan oxygen consumption (VO2). Terapi oksigen harus segera
diberikan pada keadaan-keadaan hipoksemia atau yang dicurigai hipoksemia,
Evaluasi terapi oksigen dapat dilakukan dengan pemeriksaan fungsi sistem
kardiopulmoner dan analisa gas darah (J Med Nus. 2006;26 : 134-140). Transpor
O2 dari paru ke jaringan diuraikan menjadi 4 parameter, yaitu:
1. Konsentrasi O2 di dalam darah
2. Kecepatan pengantaran/pengiriman (delivery) O2 di darah arteri
3. Kecepatan pengambilan (uptake) O2 dari kapiler darah ke jaringan
4. Fraksi O2 di kapiler darah yang masuk ke jaringan.
Oksigen tidak mudah larut di dalam air. Sekitar 93% plasma adalah air
sehingga untuk memudahkan oksigenisasi darah diperlukan molekul khusus
pengikat oksigen, yaitu hemoglobin. Konsentrasi oksigen (O2) dalam darah, juga
disebut kandungan O2 (O2 content), merupakan gabungan O2 yang terikat pada
hemoglobin dan O2 yang terlarut dalam plasma. Konsentrasi O2 yang terikat
pada hemoglobin (HbO2) ditentukan oleh variabel pada persamaan –> HbO2 =
1.34 x Hb x SO2.
Hb adalah konsentrasi hemoglobin dalam darah dan biasa dinyatakan
dalam gram per 100 militer (g/dL). Angka 1,34 adalah kapasitas pengikatan
oksigen oleh hemoglobin. (dinyatakan dalam mL O2 per gram Hb). SO2 adalah
rasio hemoglobin yang mengikat oksigen terhadap jumlah total hemoglobin
dalam darah (SO2 = HbO2/total Hb), juga disebut saturasi O2 dari hemoglobin.
HbO2 dinyatakan dengan satuan yang sama dengan Hb (g/dL).
Mekanisme transport oksigen terdiri dari tiga tahap :
1. Sistem pernapasan yang membawa O2 udara sampi alveoli, kemudian difusi
masuk ke dalam darah.
2. Sistem sirkulasi yang membawa darah berisi O2 kejaringan.
3. Sistem O2-Hb dalam eritrosit dan transpor ke jaringan.
Berdasarkan sistem reaksi kesetimbangan pengikatan oksigen oleh hemoglobin:
Hb(aq) + O2(aq) ↔ HbO2(aq)
HbO2 merupakan oksihaemoglobin yang berperan dalam membawa oksigen
ke seluruh jaringan tubuh termasuk otak. Tetapan kesetimbangan dari reaksi tersebut
adalah:
Kc = [HbO2] / [Hb][O2]
Pada ketinggian 3 km, tekanan parsial gas oksigen sekitar 0,14 atm, sedangkan
pada permukaan laut tekanan parsial gas oksigen sebesar 0,2 atm.
Gangguan oksigenasi menyebabkan berkurangnya oksigen di dalam darah
(hipoksia semia) yang selanjutnya akan menyebabkan berkurangnya oksigen di
jaringan (hipoksia). Pada perdarahan dan syok terjadi gabungan hipoksia stagnan
dan anemik.
Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2, yaitu:
5
1. Anabolisme/AsimilasI/Sintesis, yaitu proses pembentakan molekul yang
kompleks dengan menggunakan energi tinggi. Contoh : fotosintesis
(asimilasi C).
Energi cahaya
6 CO2 + 6 H2O ———————————> C6H12O6 + 6 O2
klorofil
glukosa (energi kimia)
Pada kloroplas terjadi transformasi energi, yaitu dari energi cahaya
sebagai energi kinetik berubah menjadi energi kimia sebagai energi
potensial, berupa ikatan senyawa organik pada glukosa. Dengan bantuan
enzim-enzim, proses tersebut berlangsung cepat dan efisien. Bila dalam
suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panas reaksinya disebut
reaksi endergonik. Reaksi semacam itu disebut reaksi endoterm.
2. Katabolisme (Dissimilasi), yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan
energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut.
Contoh:
Enzim
C6H12O6 + 6 O2 ———————————> 6 CO2 + 6 H2O + 686 KKal.
energi kimia
Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi
pelepasan energi sehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi
dilepaskan energi, reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu
disebut juga reaksi eksoterm.
Proses respirasi sel:
Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat
sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari
respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti
sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan.
Contoh: Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya:
C6H12O6 + 6 O2 ———————————> 6 H2O + 6 CO2 + Energi
(glukosa)
Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H 2O + CO2 + Energi, melalui
tiga tahap :
1. Glikolisis:
Proses Glikolisis (glyco berarti ‘gula’ dan lisis berarti ‘memecahkan’)
berlangsung di sitosol atau sitoplasma sel. Proses ini dapat berlangsung tanpa oksigen.
Tujuan dalam proses ini adalah untuk memecah glukosa menjadi bentuk ATP, NADH
dan asam piruvat (asam piruvat adalah produk akhir dari glikolisis, yang dapat
dikonversi ke biomolekul yang berbeda). Glikolisis menggunakan 2 molekul ATP
sebagai energi untuk mendorong seluruh proses ini.
Pada tahap ini, glukosa teroksidasi sebagian. 1 molekul glukosa (C 6H12O6)
dipecah menjadi dua molekul C3 atau 2 molekul asam piruvat. 2 NAD ditambahkan
6
ke molekul-molekul gula karbon. Bersamaan dengan itu, gugus fosfat juga
ditambahkan ke masing-masing 3 molekul karbon.
Dengan demikian proses glikolisis menghasilkan 2 ATP (bersih) molekul, 2
NADH (nicotinamide adenine dinucleotide), dan 2 asam piruvat. Setiap molekul
NADH membawa 2 elektron energi. Sel-sel kemudian menggunakan elektron ini.
Tujuan utama dari NADH elektron untuk mengangkut elektron ke rantai perpindahan
elektron, untuk lebih banyak energi untuk dipanen dari mereka. Oleh karena itu, pada
akhir glikolisis, hasilnya adalah 2 asam piruvat + 2 ATP (bersih) + 2 NADH.
2. Daur Krebs (daur trikarbekdlat):
Ini adalah tahap selanjutnya dari respirasi selular aerobik. Proses ini
berlangsung dalam mitokondria sel. Tujuan utama dari tahap ini adalah menggunakan
asam piruvat untuk menghasilkan lebih banyak ATP. Dalam tahap ini oksigen
memainkan peran penting. Proses pertama bertujuan untuk mengkonversi piruvat
dalam bentuk kimia yang akan memasuki tahap berikutnya.
Piruvat memasuki mitokondria, dalam tahap ini juga kehilangan sebuah atom
karbon, yang dirilis sebagai karbon dioksida, lalu NAD direduksi menjadi NADH,
setelah kehilangan sebuah atom karbon. Sekarang sebuah enzim yang disebut CoA,
(enzim yang terlibat dalam metabolisme gula karbon), bergabung dengan 2 molekul
karbon yang tersisa di piruvat. Setelah fusi ini, molekul yang disebut asetil-CoA (juga
dikenal sebagai bentuk aktif asam asetat) dibentuk.
Sekarang molekul ini memasuki siklus asam sitrat. 2 atom karbon dalam
asetil-KoA bergabung dengan 4 atom karbon lebih banyak, yang sudah ada dalam
siklus ini. Jadi, total yang dimiliki ialah 6 atom karbon, 2 dari asetil-CoA dan 4 yang
sudah ada. 6 atom ini nantinya membentuk asam sitrat.
2 NAD (yang dihasilkan dari pemecahan glukosa dalam glikolisis), bisa
dikurangi dan berbentuk 2 NADH. Di sini, terjadi kehilangan 2 atom karbon lebih
(dari 6 di asam sitrat), yang juga dirilis sebagai karbon dioksida. Sekarang proses
yang disebut fosforilasi tingkat substrat terjadi. Fosforil (PO3) atau fosfat
ditambahkan ke ADP. ADP mengkonversi ini (adenosin difosfat) menjadi ATP.
Di set berikutnya reaksi kimia, 4 atom karbon yang tersisa (dari 6 atom, 2
dirilis sebagai karbon dioksida) tersebut kembali disintesis. Hal ini mengarah ke
siklus NAD untuk membentuk NADH dan FAD, yang membentuk FADH hingga
akhirnya sekarang dihasilkan 1 ATP, NADH dan FADH 2, namun hasil reaksi ini
7
hanya berlaku untuk satu asam piruvat, padahal reaksi glikolisis menghasilkan 2 as.
Piruvat sehingga pada akhir siklus ini, dihasilkan 4 ATP – 2 dari glikolisis dan 2 dari
siklus asam sitrat atau siklus Krebs.
3. Rantai Transpor Elektron
8
Dari daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai
NADH2 (NADH + H+ + 1 elektron) dan FADH2, sehingga di dalam mitokondria
(dengan adanya siklus Krebs yang dilanjutkan dengan oksidasi melalui sistem
pengangkutan elektron) akan terbentuk air, sebagai hasil sampingan respirasi selain
CO2.
Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh
melalui stomata pada tumbuhan dan melalui paru-paru pada peristiwa pernafasan
hewan tingkat tinggi.
Ketiga proses respirasi yang penting tersebut dapat diringkas sebagai berikut:
PROSES AKSEPTOR ATP
1. Glikolisis:
Glukosa ——> 2 asam piruvat 2 NADH 2 ATP
2. Siklus Krebs:
2 asetil piruvat ——> 2 asetil KoA + 2 C02 2 NADH 2 ATP
2 asetil KoA ——> 4 CO2 6 NADH 2 FADH2
3. Rantai trsnspor elektron respirator:
10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20 30 ATP
2 FADH2 + O2 ——> 2 PAD + 2 H20 4 ATP
Total 38 ATP
Proses fermentasi asam laktat:
9
Fermentasi asam laktat yaitu fermentasi dimana hasil akhirnya adalah
asam laktat. Peristiwa ini dapat terjadi di otot dalam kondisi anaerob.
Reaksinya: C6H12O6 ————> 2 C2H5OCOOH + Energi
Enzim
Prosesnya :
1. Glukosa ————> asam piruvat (proses Glikolisis).
Enzim
C6H12O6 ————> 2 C2H3OCOOH + Energi
2. Dehidrogenasi asam piravat akan terbentuk asam laktat.
2 C2H3OCOOH + 2 NADH2 ————> 2 C2H5OCOOH + 2 NAD
Piruvat dehidrogenasa
Energi yang terbentak dari glikolisis hingga terbentuk asam laktat :
8 ATP — 2 NADH2 = 8 - 2(3 ATP) = 2 ATP
Fermentasi alcohol
Dilakukan oleh jamur ragi. Sebagai substrat fermentasi adalah asam
piruvat. Molekul piruvat dari hasil glikolisis difermentasi menjadi asetaldehida
sehingga terbentuk produk akhir alkohol yakni etanol. Pada fermentasi alkohol ini
dihasilkan 2 ATP.
LI. 2.1 Definisi Hemoglobin
Hemoglobin atau Hb merupakan gabungan dari 2 kata yaituheme ( besi ) dan
globin (protein). Warna darah disebabkan karena adanya Hemnoglobin. Kadar Hb
10
dalam darah manusia dewasa, pria: 13 – 18 g/dl; wanita: 12 – 16 g/dl. Keadaan di
mana kadar Hb kurang dari nilai normal disebut sebagai Anemia. Penderita Anemia
sering mengeluh kelelahan yang hebat.
LI. 2.2 Peran dan fungsi hemoglobin
Fungsi Hemoglobin
Mengikat molekul oksigen di paru-paru dan membawanya ke seluruh jaringan
dalam tubuh dan mengambil karbondioksida dari jaringan tersebut yang dibawa ke
paru untuk selanjutnya dibuang ke udara bebas.Afinitas oksigen terhadap hemoglobin
bisa dipengaruhi oleh faktor eksternal seperti pH, CO2, dan DPG.
Hemoglobin adalah pigmen pernafasan dari darah yang berfungsi:
1. Mengambil oksigen (O2) dari paru-paru, membawa dalam aliran darah dan
memberikannya kepada jaringan tubuh;
Hemoglobin mempunyai kemampuan untuk mengikat oksigen dengan
lemah dan secara reversibel. Fungsi hemoglobin di dalam tubuh tergantung
pada
kemampuan untuk berikatan dengan oksigen dalam paru-paru dan
kemudian melepaskan oksigen ini ke kapiler jaringan dimanatekanan gas dari
oksigen jauh lebih rendah dari pada
dalam paru-paru. Setiap molekul
hemoglobin mengandung empat atom besi dan dapat mengangku tempat
molekul oksigen.
2. Membawa karbon dioksida (CO2) dari jaringan tubuh ke paru-paru;
Pada konsentrasi karbondioksida tinggi dan pH relatif rendah,seperti yang
terdapat di dalam jaringan, beberapa bagian karbondioksida akandiikat oleh
hemoglobin, dan daya ikat terhadap oksigen akan turun, sehinggaoksigen
dibebaskan. Sebaliknya pada saat diikat didalam
paru-paru,
daya
ikathemoglobin bagi karbondioksida menurun. Jadi, kejenuhan hemoglobin
dipengaruhi oleh pH dan konsentrasi karbondioksida.
Fungsinya adalah mengangkut oksigen dari paru-paru ke seluruh tubuh
melalui pembuluh darah. Setelah melepas oksigen ke seluruh tubuh, fungsinya
berbalik menjadi pengangkut karbon dioksida hasil dari proses pernapasan untuk
dibawa ke paru-paru dan kemudian di hembuskan keluar tubuh. Hemoglobin juga
berperan penting dalam mempertahankan bentuk sel darah yang bikonkaf, jika
terjadi gangguan pada bentuk sel darah ini, maka keluwesan sel darah merah
dalam melewati kapiler jadi kurang maksimal. Hal inilah yang menjadi alasan
mengapa kekurangan zat besi bisa mengakibatkan anemia. Nilai normal
hemoglobin adalah sebagai berikut :
Anak-anak
11 – 13 gr/dl
Lelaki dewasa
14 – 18 gr/dl
Wanita dewasa
12 – 16 gr/dl
Jika nilainya kurang dari nilai diatas bisa dikatakan anemia, dan apabila nilainya
kelebihan akan mengakibatkan polinemis.
3. Memelihara keseimbangan asam-basa tubuh;
4. .Merupakan sumber bilirubin yang akan dirubah menjadi urobilin.
Struktur Hemoglobin
11
Molekul hemoglobin terdiri dari globin, apoprotein dan 4 gugus heme.
Hemoglobin tersusun dari empat molekul protein (globulin chain) yang terhubung
satu sama lain. Hemoglobin normal orang dewasa (HbA) terdiri dari 2 alpha-globulin
chain dan 2 beta-globulin chain. Sedangkan pada bayi yang masih dalam kandungan
atau yang sudah lahir terdiri dari beberapa rantai beta dan molekul hemoglobinnya
terbentuk dari 2 rantai alfa dan 2 rantai gama yang disebut sebagai HbF. Tiap
hemoglobin terbuat dari 4 heme yang mengelilingi 4 globin. Heme mengandung zat
besi dan memberi warna merah pada molekul. Tiap subunit memiliki berat molekul
kurang lebih 16.000 dalton, sehingga berat molekul total tetramernya menjadi sekitar
64.000 dalton. Perubahan sekuens asam amino pada rantai globin bisa menyebabkan
terbentuknya hemoglobin yang abnormal, contohnya hemoglobin S pada anemia sel
sabit.
Hemoglobin komponennya terdiri atas:
a. Heme yang merupakan gabungan protoporfirin dengan besi.
b. Globin, bagian protein yang terdiri atas 2 rantai alfa dan 2 rantai beta.
Terdapat sekitar 300 molekul hemoglobin dalam setiap sel darah merah.
Hemoglobin berfungsi untuk mengikat oksigen, satu gram hemoglobin akan
bergabung dengan 1,34 ml oksigen. Oksihemoglobin merupakan hemoglobin yang
berkombinasi atau berikatan dengan oksigen.Tugas akhir hemoglobin adalah
karbondioksida dan ion hydrogen serta membawanya ke paru tempat zat-zat tersebut
dilepaskan dari hemoglobin.Eritrosit hidup selama 74-154 hari. Pada usia ini system
enzim mereka gagal, membrane sel berfungsi dengan adekuat, dan sel ini dihancurkan
oleh sel system retikulo endothelial.
Proses pengancuran eritrosit terjadi karena proses penuaan( senescense) dan
prose patologis (hemolysis). Hemolysis yang terjadi pada eritrosit akan
mengakibatkan terurainya komponen-komponen hemoglobin menjadi dua komponen
yaitu:
1. Komponen protein yaitu globin yang akan dikembalikan ke pool protein
dan dapat digunakan kembali.
2. Bilirubin yang aan dieksresikan melalui hati dan empedu.
12
Mekanisme pengikatan oksigen
Hemoglobin (Hb) mengikat oksigen membentuk oksihemoglobin, kemudian di
bawa ke seluruh tubuh melalui system peredaran darah. Mekanisme pengikatan
oksigen oleh hemoglobin merupakan reaksi kesetimbangan.
Hb + O2 ↔ HbO2
Reaksi pengikatan oksigen oleh Hb terjadi dalam paru-paru. Reaksi tersebut
berjalan ke arah ke kanan karena konsentrasi oksigen bertambah. Ketika oksigen
mulai beredar ke dalam jaringan tubuh, konsentrasi oksgen akan berkurang karena di
gunakan untuk proses pembakaran. Dengan demikian, reaksi di dalam jaringan
berjalan ke arah kiri.
Kesetimbangan pengikatan oksigen oleh hemoglobin, sebagai berikut:
Dalam tubuh manusia, terjadi kesetimbangan kimia yang jumlahnya tak
terhitung. Kesetimbangan kimia ini diperlukan untuk untuk mempertahakan fungsi
fisiologis tubuh.Jika lingkungan berubah, tubuh harus mampu beradaptasi agarr
fungsi fisiologis tetap berjalan.Contohnya adalah perubahan tempat dari dataran
rendah ke dataran tinggi yang terjadi tiba-tiba. Jika anda tinggal di tempat yang
tingginya tepat pada permukaan laut kemudian anda pergi ke pegunungan dengan
ketinggian sekitar 2,3km atau 3km di atas permukaan laut, pasti akan merasakan
gejala hipoksia seperti pusing, mual,haus,dan gejala lainnya. Hal tersebut terjadi
karena kakurangan jumlah oksigen pada jaringan tubuh.pada kasus yang parah
penderita dapat mengalami kooma dan kematian jika tidak ditangani dengan cepat.
Pada kasus lain, manusia dapat hidup pada ketinggian tersebut selama
beberapa minggu atau bulan, ia akan mengalami adaptasi secarra perlahan dengan
sedikitnya oksigen di udara sehingga fungsi tubuhnya dapat berjalan baik.
Kombinasi oksigen dan molekul hemoglobin (Hb) yang membawa oksigen
melalui darah merupakan reaksi kompleks.
Hb(aq) + (aq)↔Hb
Hb merupakan oksihemoglobin (molekul kompleks) yang membawa oksigen ke
seluruh jaringan tubuh.
Pada ketinggian 3km (3000 m), tekanan parsial oksigen sekitar 0,14 atm,
sedangkan pada permukaan laut adalah 0,2 atm. Menurut hukum Le Chatelier,
penurunan konsentrasi oksigen akan menggeser kesetimbangan reaksi ke kiri,
perubahan inilah yang menyebabkan oksihemoglobin menjadi lebih sedikit sehingga
menyebabkan hipoksia.
Pada waktu yang cukup lama, tubuh dapat mengatasi masalah ini dengan
memproduksi lebih banyak molekul hemoglobin. Banyaknya molekul hemoglobin yang
dihasilkan akan menggeser kesetimbangan ke arah kanan (pembentukan
oksihemoglobin). Hal ini membutuhkan waktu sekitar 2-3 minggu bahkan bertahuntahun.
Penelitian membuktikkan bahwa penduduk yyang tinggal di dataran tinggi
memiliki jumlah hemoglobin sekitar 50% llebih banyak dibandingkan orang yang yang
hidup pada ketinggian permukaan laut.
Asas le chatelier menyatakan bahwa jika suatu tekanan eksternal diberikan
kepada suatu sistem yang setimbang, sistem ini akan menyesuaikan diri sedemikian
rupa untuk mengimbanggi sebagian tekanan ini pada saat sistem mencoba setimbang
kembali. Kata tekanan “stress”disini berarti perubahan konsentrasi,tekanan,volume atau
suhu yang menggeser sistem dari keadaan setimbangnya.(Sutresna,Nana:2008)
Apabila jumlah oksigen yang terikat ke protein digambarkan dalam sebuah
grafik terhadap tekanan parsial oksigen (pO2), untuk mioglobin akan diperoleh kurva
hiperbolik sedangkan untuk hemoglobin akan diperoleh kurva sigmoidalis .
13
Kurva –kurva tersebut memperlihatkan bahwa bila pO2 tinggi, mioglobin
mengandung lebih banyak oksigen dibandingkan hemoglobin.Oleh karena itu,
hemoglobin berfungsi sebagai pengangkut oksigen yang efektif.Hemoglobin akat
mengikat oksigen di paru tempat pO2 tinggi dan melepaskan oksigen di jaringan tempat
pO2 rendah. Dipihak lain, mioglobin tetap jenuh oleh oksigen pada pO2 jaringan,
Dengan demikian, pada sel otot yang beristirahat, mioglobin mengikat oksigen yang
dilepaskan dalam darah oleh hemoglobin. Sewaktu otot beraktivitas dan tekanan
oksigen turun, mioglobin mmelepaskan oksigen.
Perbedaan fungsi antara mioglobin dan hemoglobin ini berasal dari perbedaan
struktur. Molekul oksigen berikatan secara bebas satu sama lain dengan rantai
polopeptida tunggal dari mioglobin. Di pihak lain, keempat subunit hemoglobin dapat
bekerja sama mengikat oksigen. Hemolobin dapat berada dalam keadaan “kuat”atau
“tegang”yang inaktif atau keadaan “rileks”atau aktif. Dalam keadaan “tegang”,
hemoglobin menolak pengikatan oksigen.Dalam keadaan “rileks”, oksigen mudah
berikatan dengan hemoglobin.Pengikatan oksigen pertama ke subunit hemoglobin
deoksigenasi (yang berada dalam keadaan “tegang”) memerlukan energi cukup banyak
untuk mematahkan ikatan elektrostatik (garam) antara subunit-subunit. Namun, apabila
salah satu subunit telah mengikat oksigen, terjadi perubahan konformasional yang
memungkinkan subunit lain lebih mudah mengikat oksigen. Fenomena ini, yang
dikenal sebagai kerja sama positif (positive cooperativity),menentukan kurva saturasi
oksigen hemoglobin yang berbentuk sigmoid.
Apabila jumlah oksigen dalam darah (pO2) rendah, pO2 harus mengikat cukup banyak
agar hemoglobin dapat mengikat oksigen pertama.Namun, apabila beberapa oksigen telah
terikat, hamya diperlukan sedikit peningkatan pO2 agar persen saturasi hemoglobin oleh
oksigen banyak meningkat.Hasilnya adalah kurva saturasi oksigen yang berbentuk
sigmoid. (Dawn b. Marks, 2010).
LI. 3.1 Definisi hipoksia
Hipoksia adalah kekurangan oksigen ditingkat jaringan. Istilah ini lebih tepat
dibandingkan dengan anoksia, sebab jarang dijumpai bahwa benar-benar tidak ada
oksigen tertinggal didalam jaringan.
14
LI. 3.2 Jenis-jenis hipoksia
1. Hipoksemia
Hipoksemia merupakan kekurangan oksigen didalam arteri. Terbagi atas dua jenis
yaitu hipoksemia hipotonik (anoksia anoksik) dan hipoksemia isotonik (anoksia
anemik).
2. Hipoksi hipokinetik (stagnant anoksia)
Merupakan hipoksia yang terjadi akibat adanya bendungan atau sumbatan.
Hipoksia hipokinetik terbagike dalam dua jenis yaitu ;
a. hipoksia hipokinrtik ischemic
hipoksia hipokinrtik ischemic terjadi dimana krkurangan oksigen pda
jaringan disebabkan karena kurangnya suplai darah ke jaringantersebut akibat
penyempitan arteri.
b. hipoksia hipokinetik kongesif
hipoksia hipokinetik kongesif terjadiakibat penumpukan darah secara
berlebihan atau abnormal baik lokal maupun umum yang mengakibatkan
suplai oksigen k jaringan terganggu, sehingga jaringan kekurangan oksigen.
3. Overventilasi hipoksia
Overventilasi hipoksia adalah hipoksia yang terjadi karena aktivits yang
berlebihan sehingga kemampuan penyediaan oksigen lebih rendah dari
penggunaannya.
4. Hipoksia histotoksik
Hipoksia histotoksik adalah keadaan dimana darah dikapiler jaringan mencukupi,
tetapi jaringan tidak dapat menggunakan oksigen, karena pengaruh racun sianida.
Hal tersebut mengakibatkan oksigen kembali dalam darah vena dalam jumlah
yang lebih banyak dari pada normal.
LI 3.3 Gejala hipoksia
Berdasarkan apa yang diunakan saat inspirasi, gejala hipoksia terdiri dari dua, yaitu ;
a. Gejala hipoksia saat bernafas dengan udara biasa
Terdapat berbagai mekanisme kompensasi untuk meningkatkan toleransi pada
ketinggian (aklimatirasi), yang bekerja untuk jangka waktu panjang ertentu.
Namun pada subjek yang tidak teraklimatisasi, gjala mental seperti iritabilittas,
muncul pada ketinggian ± 3700m. pada ketinggian 5500m, gejala hipoksia berat.
Dan pada ketinggia diatas 6100m (20.000 kaki) umumnya seseorang hilang
kesadaran.
b. Gejala hipoksia saat bernafas oksigen
15
Jika bernafas 100% oksigen, factor pembatas pada toleransi terhadap ketinggian
adalah tekanan atmosfer total. Diatas ketinggian 10..400m peningkatan ventilasi
akibat rendahnya tekanan oksigen alveolus akan sedikit menurunkan tekanan
karbondioksida alveolus, tetapi pada ketinggian 13.700m dengan barometer
lingkungan sebesar 100mmHg, tekanan karbondioksida alveolus maksimum yang
dapat dipertahankan saat bernafas dengan 100% oksigen adalah 40mmHg. Pada
ketinggin 14.000m kesadaran akan hilang meski diberi 100% oksigen.
LI 3.4 Mekanisme hipoksia
Pada level seluler, hipoksia dapat mengakibatkan stres oksidatif pada
sel. Sel menghasilkan energi melalui reduksi molekul Oksigen menjadi H2O.
Dalam proses metabolisme normal, molekul-molekul oksigen reaktif yang
tereduksi dihasilkan dalam jumlah kecil sebagai produk sampingan respirasi
mitokondria. Molekul-molekul oksigen reaktif tereduksi dihasilkan dalam
jumlah kecil sebagai produk sampingan respirasi mitokondrial. Molekulmolekul oksigen reaktif tereduksi ini dikenal sebagai spesies oksigen reaktif
(ROS).
Sel memiliki sistem pertahanan untuk mecegah kerusakan akibat
moleku lini, yang dikenal sebagai antioksidan. Kesetimbangan antara proses
pembentukandan eliminasi (scavenging) radikal bebas berakibat pada stres
oksidatif.
Hipoksia terjadi bila manusia mencapai ketinggian lebih dari 30.000 m
dalam waktu singkat.Tekanan oksigen intra-alveolar dengan cepat turun
hingga 60 mmHg.Gangguan memori dan fungsi serebri mulai
bermanifestasi.Pada ketinggian yang lebih, saturasi oksigen arteri menurun
16
dengan cepat.Pada ketinggian 50.000 meter, individu pada umumnya tidak
berfungsi dengan normal.
Resiko klinis hipoksia akut pada ketinggian di atas 10.000 kaki
diketahui terutama pada penerbangan unpressured cabin. Kondisi tersebut
yaitu penurunan kemampuan adaptasi gelap, peningkatan frekuensi
pernapasan, denyut jantung naik. Jika berlanjut terus terjadi gangguan
pandangan, bahkan perubahan proses mental. Pada tahapan kritis, setelah
sianosis, dan sindroma hiperventilasi berat, tingkat kesadaran berangsur
hilang, Pada tahap akhir bisa terjadi kejang dilanjutkan dengan henti napas.
LI 3.5 Pencegahan dan penanganan hipoksia
Ada beberapa pengobatan yang akan dilakukan dokter bagi para penderita hipoksia
yaitu;
a. Memasok oksigen ke dalam tubuh
Tubuh penderita hipoksia akan dipaok oksigen menggunakan selang atau masker
ksigen. Semakin cepat kadar oksigen dalam tubuhnya kembali normal, semakin
kecil resiko kerusakan organ tubuh.
b. Ruang hiperbarik
Penderita hipoksia yang disebabkan oleh keracunan karbonmonoksida biasanya
akan dimasukan ke dalam ruang hiprbarik
LI 4.1 Al-Qur’an
فأمن يرد الل ل أ
ه يأ د
من ي يررد د أأن
ح
ي ر ر
شأر د
ه أن ي أهدد ري أ
صد دأره ي ل رل ر د
سل أم ر وأ أ
ي
ي
أ
أ
أ
ماء ك أذ أل ر أ
جع أ د
ك
ضي ي ج
يي ر
حأر ج
قا أ
صد دأره ي أ
ه يأ د
صعسد ي رفي ال س
س أ
جا ك أأن س أ
ضل س ي
ما ي أ س
ل أ
جع أ ي
ن
ن ل أ ي يؤ د ر
س ع أألى ال س ر
مينو أ
ه الير د
يأ د
ل الل ل ي
ج أ
ذي أ
Barangsiapa yang Allah menghendaki akan memberikan kepadanya petunjuk, niscaya Dia
melapangkan dadanya untuk (memeluk agama) Islam. Dan barangsiapa yang dikehendaki
Allah kesesatannya, niscaya Allah menjadikan dadanya sesak lagi sempit, seolah-olah ia
sedang mendaki ke langit. Begitulah Allah menimpakan siksa kepada orang-orang yang tidak
beriman (QS, 6:125).
17
Salah satu penjelasan pada ayat diatas Allah menjelaskan bahwa diketinggian, tekanan
oksigen menurun sehingga dapat menyebabkan hipoksia.
VIII.
DAFTAR PUSTAKA
Sherwoood, Lauralee 2012. Fisiologi Manusia. Jakarta : EGC.
Dorland Kamus Kedokteran Edisi 29. Jakarta : EGC
Guyton,Hall. 2008. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 11. Jakarta : EGC
Murray Robert K,.et al. 2014. Biokomia Harper Edisi 29. Jakarta. EGC
Asmadi. 2008. Tehnik Keperawatan Konsep dan Aplikasi Kebutuhan Dasar Klien. Jakarta
: Salemba Medika
Davey, Patrick.2005. At a Glance Medicine. Jakarta : Erlangga
http://id.portalgaruda.org diakses pada tanggal 2 Februari 2016
18