FISIOLOGI PERUBAHAN FISIKA GAS-GAS DALAM PERNAFASAN

ISTILAH „respirasi“ di sini dipakai pada perubahan antara dua gas, yakni oksigen dan karbon dioksida, antara tubuh dan lingkungannya.

Komposisi Udara Atmosfer

Udara atmosfer yang kita hirup mempunyai komposisi berikut ini: oksigen 20,96%; CO2 0,04%; dan N2 79%. Gas-gas yang lain terdapat dalam jumlah renik (amat sedikit) tetapi tidak penting secara fisiologis.

Komposisi Udara yang Dilepas

Kandungan udara yang dilepas jumlah nitrogennya sama seperti udara yang dihirup, namun oksigen telah berkurang hingga kira-kira 15% dan CO2 meningkat sampai sekitar 5%. Sekira ¼ oksigen dari udara yang dihirup telah masuk ke dalam darah dan telah digantikan dengan udara yang dilepas dengan jumlah CO2 yang sama yang ditinggalkan oleh darah.

Tekanan Parsial Gas

Dalam campuran gas di udara, setiap gas yang digunakan memiliki tekanan parsialnya. Misalnya, tekanan parsial gas oksigen di level larutan 20% dari total tekanan 760 mm Hg, yaitu, tekanan parsial oksigen (PO2) = 760 x 0,20 = 152 mm Hg. Dalam alveoli para-paru kandungan oksigen adalah 15%. Tekanan total setelah koreksi untuk tekanan uap air dalam udara alveoli (47 mm Hg pada 37 oC) ialah 760 – 47 = 713 mm Hg. Tekanan parsial oksigen dalam paru-paru kira-kira 107 mm Hg (713 x 0,15 = 107); karbon dioksida, 36 mm Hg (713 x 0,05 = 36).

Difusi Gas dalam Paru-paru

Ketika gas-gas fari udara tersebut dihirup masuk dan bersentuhan dengan membran alveola dari paru-paru. Hal ini diasumsikan bahwa pertukaran gas-gas berlangsung sesuai dengan hukum-hukum difusi fisika yang lazim. Jadi, gas-gas yang lewat melalui membran masuk ke dalam darah, atau dengan arah yang berlawanan, sesuai dengan perbedaan tekanan dari gas-gas utama itu di sisi lain membran. Tekanan gas dalam darah biasanya dinyatakan sebagai „tegangan“ gas; contohnya, tegangan CO2 (PCO2) ialah tekanan gas kering (mm Hg) dengan mana asam karbonat terlarut dalam darah berada dalam kesetimbangan; serupa dengan PO2 (tegangan oksigen) ialah tekanan dari gas kering dengan mana oksigen terlarut dalam darah ialah dalam kesetimbangan.

Pertukaran gas-gas antara alveoli dan darah digambarkan sebagai berikut:

(1)   Tegangan oksigen dalam udara alveoli = 107 mm Hg.

(2)   Tegnagan oksigen dalam darah vena = 40 mm Hg.

Pada tekanan 67 mm Hg disajikan untuk mengendalikan oksigen dari alveoli parau-paru ke dalam darah.

(3)   Tekanan CO2 dalam udara alveola = 36 mm Hg.

(4)   Tekanan CO2 dalam darah vena = 46 mm Hg.

Suatu perbedaan yang relatif kecil dengan 10 mm Hg cukup untuk mengendalaikan CO2 dari udara yang masuk ke dalam paru-paru. Perbedaan yang kecil ini sudah memadai karena kecepatan difusi CO2 melalui membran alveola. Dalam keadaan istirahat, perbedaan sekecil-kecilnya 0,12 mm Hg dengan tegangan CO2 akan tetap memberikan bagi eliminasi gas ini.
Tegangan nitrogen secara esensiil sama, baik darah vena maupun alveoli paru (570 mm Hg). Oleh karena itu, gas ini secara fisiologis inert, tidak mudah bereaksi.

Setelah pertukaran gas-gas terjadi, darah menjadi arterial (dalam sensasi kimia). Darah arteri mempunyai tegangan oksigen sekitar 100 mm Hg dan tegangan CO2 pada 40 mm Hg. Tegangan Nitrogen berada pada 570 mm Hg. Gas-gas tersebut terlarut dalam darah sebagai larutan fisika sederhana, dan kadar dari setiap gas yang bisa dibawa melalui darah dengan cara ini dapat dihitung menurut Hukum Henry dari koefisien absorpsinya.

Hal ini menarik untuk membandingkan kadar dari tiap-tiap gas tersebut yang dapat terlarut (di bawah kondisi suhu dan tekanan fisiologis) dengan kadar-kadar yang sebenarnya yang diperoleh dalam darah.

Perbandingan kandungan gas yang dihitung dengan kandungan aktual O2, CO2, dan N2 dalam darah.

Kriteria

mm/100 mL

Oksigen

Karbon dioksida

Nitrogen

Kandungan dalam darah dihitung secara aktual terdapat:

0,393

2,96

1,04

          Darah arteri

20,0

50,0

1,70

          Darah vena

14,0

56,0

1,70

 

Hal ini tampak bahwa kadar oksigen dan CO2 dapat dianggap diangkut melalui darah selain dari larutan sederhana. Mekanismenya dengan mana jumlah oksigen dan CO2 yang diangkut meningkat, akan dibahas pada artikel selanjutnya.***

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s