10. Respirasi.ppt

Respirasi 



Respirasi  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: C6H1206 + 6 02  6 H2O + 6 CO2 + Energi (glucosa)

Untuk memperoleh Enerji terbentuknya Asetil Coa sangat strategis mempunyai peran utama pada glukoneogenesis (pembentukan Glikogen) , transaminasi, deaminasi ( penguraian protein / gugus amino ) dan lipogenesis (Pembentukan lemak)

Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H20 + CO2 + Energi, melalui empat tahap : 1. 2. 3. 4.

Glikolisis. Konversi Piruvat menjadi acetyl Ko-A Daur Krebs. proses pengangkutan elektron melalui rantai pernafasan yang dirangkaikan degan sintesis ATP dari ADP = Pi melalui proses fosforilasi bersifat oksidasi.

1 Glikolisis: Glikolisis merupakan proses pengubahan molekul sumber energi, yaitu glukosa yang mempunyai 6 atom C manjadi senyawa yang lebih sederhana, yaitu asam piruvat yang mempunyai 3 atom C. Reaksi ini berlangsung di dalam sitosol (sitoplasma). Reaksi glikolisis mempunyai sembilan tahapan reaksi yang dikatalisis oleh enzim tertentu Peristiwa yaitu, perubahan : Glukosa  Glukosa - 6 - fosfat Fruktosa 1,6 difosfat  3 fosfogliseral dehid (PGAL) / Triosa fosfat  Asam piruvat. Jadi hasil dari glikolisis : - molekul asam piruvat. - molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi tinggi. - molekul ATP untuk setiap molekul glukosa.

2. Konversi Piruvat menjadi acetyl Ko-A - konsumsi karbohidrat di dalam mulut akan dicerna jadi

maltose (oleh ptyalin) dan hasil akhirnya adalah glukosa di dalam duodenum maka akan masuk ke sel mengalami glikolisis - hasil akhirnya asam piruvat apabila suasana sitoplasma tempat terdapatnya asam piruvat itu aerob sehingga mitokondria dipastikan penuh oksigen maka asam piruvat akan meneruskan proses perubahan menjadi asetyl Co.A dalam Pra Siklus krebs ( dekarbosilasi oksidatif). - pada lipid dirubah menjadi asam lemak dan gliserol.Asam lemak dipecah à asetyl Co.A, mengalami proses yang namanya lipolisis. - Protein diubah menjadi asam amino kemudian menjadi asetyl Co.A pada awal siklus krebs

3. Daur Krebs (daur trikarboksilat): 



Daur Krebs (daur trikarboksilat) atau daur asam sitrat merupakan pembongkaran asam piruvat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi kimia Terjadi di the mitochondria, Acetyl-CoA masuk citric acid cycle / daur krebs dan mengoksidasi O2 menjadi CO2, pada saat yang sama merubah NAD to NADH. NADH digunakan rantai electron transport untuk membentuk ATP sebagai bagian dari oksidasi phosphorilasi. Untuk mengoksidasi 1 molekul gula dibutuhkan 2 molekul asetil COA dalam metabolisme oleh daur kreb. H2O and CO2 dihasilkan dari daur ini

4. Rantai Transportasi Elektron Respiratori:





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  dibuang ke luar tubuh : - - melalui stomata (tumbuhan) - melalui paru-paru (hewan tingkat tinggi)

PROSES AKSEPTOR ATP 1. Glikolisis: Glukosa 2 asam piruvat 2 NADH 2. Siklus Krebs: 2 asetil piruvat 2 asetil KoA + 2 C02, 2 NADH 2 asetil KoA  4 CO2 + NADH2, FADH2 3. Rantai trsnspor elektron respirator: 10 NADH + 502 10 NAD+ 10 H20 2 FADH2 + O2  2 PAD + 2 H20

ATP

2 ATP 2 ATP 30 ATP 4 ATP Total 38

Kesimpulan : Pembongkaran 1 mol glukosa (C6H1206) + O2  6 H20 + 6 CO2 menghasilkan energi sebanyak 38 ATP

Daur Krebs

Fermentasi 



Respirasi (umumnya) pada tumbuhan & hewan  aerob namun bisa saja terjadi respirasi aerob terhambat pada sesuatu hal, maka hewan dan tumbuhan tersebut melangsungkan proses fermentasi yaitu proses pembebasan energi tanpa adanya oksigen (respirasi anaerob)

Dari hasil akhirnya, fermentasi dibedakan : A.

Fermentasi Asam Laktat - yaitu fermentasi dimana hasil akhirnya adalah asam laktat. - terjadi di otot dalam kondisi anaerob. Reaksinya: C6H12O6 (enzim)2 C2H5OCOOH + Energi Prosesnya : 1. Glukosa (+enzim)  asam piruvat (proses Glikolisis). C6H12O6 ————> 2 C2H3OCOOH + Energi 2. Dehidrogenasi asam piruvat akan terbentuk asam laktat. 2 C2H3OCOOH + 2 NADH2 ————> 2 C2H5OCOOH + 2 NAD piruvat dehidrogenasa Energi yang terbentuk dari glikolisis hingga terbentuk asam laktat : 8 ATP — 2 NADH2 = 8 - 2(3 ATP) = 2 ATP.

B.

Fermentasi Alkohol Pada beberapa mikroba peristiwa pembebasan energi terlaksana karena asam piruvat diubah menjadi asam asetat + CO2 selanjutnya asam asetat diubah menjadi alkohol. Dalam fermentasi alkohol, 1 molekul glukosa hasilnya  2 molekul ATP, bandingkan  respirasi aerob,1molekul glukosa  38 molekul ATP. Reaksinya : 1. Gula (C6H12O6)  asam piruvat (glikolisis) 2. Dekarboksilasi asam piruvat. Asampiruvat  asetaldehid + CO2. piruvat dekarboksilase (CH3CHO) 3. Asetaldehid oleh alkohol dihidrogenase diubah  alkohol (etanol). 2 CH3CHO + 2 NADH2  2 C2HsOH + 2 NAD. Enzim alkohol dehidrogenase Ringkasan reaksi : C6H12O6 —————> 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 NADH2 + Energi

C. Fermentasi Asam Cuka  merupakan suatu contoh fermentasi yang berlangsung dalam keadaan aerob. dilakukan oleh bakteri asam cuka (Acetobacter aceti) dengan substrat etanol. Energi yang dihasilkan 5 x lebih besar dari energi fermentasi alkohol secara anaerob. Reaksi: aerob C6H12O6  2 C2H5OH  2 CH3COOH + H2O + 116 kal (glukosa) bakteri asam cuka asam cuka

Sistem Respirasi Pada Hewan 



Alat respirasi alat / bagian tubuh tempat 02 dapat berdifusi masuk dan sebaliknya C02 dapat berdifusi keluar. pada hewan bervariasi  yang berupa paru-paru, insang, kulit, trakea, dan paru paru buku, beberapa organisme belum mempunyai alat khusus  oksigen berdifusi langsung dari lingkungan ke dalam tubuh melalui rongga tubuh(pada hewan bersel satu, porifera, dan coelenterata).

1. Alat Respirasi pada Serangga 







 

Corong hawa (trakea)  serangga dan arthropoda lainnya. Pembuluh trakea bermuara pada lubang kecil yang ada di kerangka luar (eksoskeleton)  disebut spirakel. Spirakel berbentuk pembuluh silindris yang berlapis zat kitin, dan terletak berpasangan pada setiap segmen tubuh. Spirakel mempunyai katup yang dikontrol oleh otot sehingga membuka dan menutupnya spirakel terjadi secara teratur. Pada umumnya spirakel terbuka selama serangga terbang, dan tertutup saat serangga beristirahat. Oksigen dari luar masuk lewat spirakel menuju pembuluh-pembuluh trakea  cabang pembuluh trakea ( trakeolus) sehingga dapat mencapai seluruh jaringan dan alat tubuh bagian dalam.

 

 







Trakeolus tidak berlapis kitin, berisi cairan, dan dibentuk oleh sel yang disebut trakeoblas. Pertukaran gas terjadi antara trakeolus dengan sel-sel tubuh. jadi fungsinya sama dengan kapiler pada sistem pengangkutan (transportasi) pada vertebrata. Mekanisme pernapasan pada serangga ( belalang) : otot perut belalang berkontraksi  trakea menyempit  udara kaya CO2 keluar. Otot perut belalang berelaksasi  trakea kembali pada volume semula  tekanan udara didalam lebih kecil dari di luar  udara di luar yang kaya 02 masuk ke trakea. Sistem trakea berfungsi mengangkut O2 dan mengedarkannya ke seluruh tubuh, dan sebaliknya mengangkut C02 hasil respirasi untuk dikeluarkan dari tubuh. Jadi darah pada serangga hanya berfungsi mengangkut sari makanan (bukan untuk mengangkut gas pernapasan). Ujung trakeolus terdapat cairan sehingga udara mudah berdifusi ke jaringan.









Pada serangga air (jentik nyamuk) udara diperoleh dengan menjulurkan tabung pernapasan ke permukaan air. Serangga air tertentu mempunyai gelembung udara sehingga dapat menyelam di air dalam waktu lama.  kepik Notonecta sp. mempunyai gelembung udara di organ yang menyerupai rambut pada permukaan ventral. Selama menyelam, O2 dalam gelembung dipindahkan melalui sistem trakea ke sel-sel pernapasan. ada pula serangga yang mempunyai insang trakea yang berfungsi menyerap udara dari air, atau pengambilan udara melalui cabang-cabang halus serupa insang. Selanjutnya dari cabang halus ini oksigen diedarkan melalui pembuluh trakea.

2. Alat Pernapasan pada Kalajengking dan Laba-laba 

Kalajengking dan laba-laba besar (Arachnida) yang hidup di darat memiliki alat pernapasan berupa paru-paru buku, sedangkan jika hidup di air bernapas dengan insang buku









Paru-paru buku memiliki gulungan yang berasal dari invaginasi perut. setiap paru-paru buku memiliki lembaranlembaran tipis (lamela) yang tersusun berjajar, juga memiliki spirakel tempat masuknya oksigen dari luar. Keluar masuknya udara disebabkan oleh gerakan otot yang terjadi secara teratur. Insang buku & paru-paru buku  mempunyai fungsi yang sama seperti fungsi paru-paru pada vertebrata.

3. Alat Pernapasan pada Ikan 









 Insang, berbentuk lembaran-lembaran tipis, warna merah muda & selalu lembap. Bagian terluar berhubungan dengan air, bagian dalam berhubungan erat dengan kapiler-kapiler darah. Tiap lembaran insang tdd sepasang filamen, & tiap filamen mengandung lapisan tipis (lamela). Pada filamen terdapat pembuluh darah yang memiliki banyak kapiler (pertukaran gas) Insang ikan bertulang sejati ditutupi oleh tutup insang (operkulum), pada ikan bertulang rawan tidak ditutupi oleh operkulum. fungsi  sebagai alat pernapasan, alat ekskresi garamgaram, penyaring makanan, alat pertukaran ion, dan osmoregulator. Beberapa jenis punya labirin  perluasan ke atas dari insang dan membentuk lipatan-lipatan sehingga merupakan rongga-rongga tidak teratur.







Labirin ini berfungsi menyimpan cadangan 02  tahan pada kondisi kekurangan 02 (ikan gabus & lele). Untuk menyimpan cadangan 02, selain dengan labirin, ikan mempunyai gelembung renang yang terletak di dekat punggung. Mekanisme pernapasan pada ikan melalui 2 tahap : fase inspirasi  02 dari air masuk ke dalam insang kemudian 02 diikat oleh kapiler darah untuk dibawa ke jaringan-jaringan yang membutuhkan. fase ekspirasi, C02 yang dibawa oleh darah dari jaringan akan bermuara ke insang dan dari insang diekskresikan keluar tubuh. Selain dimiliki oleh ikan, insang juga dimiliki oleh katak pada fase berudu, yaitu insang luar. Hewan yang memiliki insang luar sepanjang hidupnya adalah salamander

4. Alat Pernapasan pada Katak    



Pada katak, O2 berdifusi lewat selaput rongga mulut, kulit, & paruparu. pada fase berudu bernapas dengan insang karena hidupnya di air Selaput rongga mulut dapat berfungsi sebagai alat pernapasan karena  tipis dan banyak terdapat kapiler. Saat terjadi gerakan rongga mulut dan faring  Iubang hidung terbuka dan glotis tertutup  sehingga udara berada di rongga mulut dan berdifusi masuk melalui selaput rongga mulut yang tipis. katak bernapas pula dengan kulit  karma kulitnya selalu dalam basah & mengandung banyak kapiler sehingga gas pernapasan mudah berdifusi. O2 lewat kulit akan melewati vena kulit (vena kutanea)  dibawa ke jantung  diedarkan ke seluruh tubuh. Sebaliknya CO2 dari jaringan  di bawa ke jantung dipompa ke kulit dan paru-paru lewat arteri kulit paru-paru (arteri pulmo kutanea). Dengan demikian pertukaran oksigen dan karbon dioksida dapat terjadi di kulit.









Selain dengan selaput rongga mulut dan kulit, katak bernapas juga dengan paruparu (tetapi paru-parunya belum sebaik paru-paru mamalia). paru-paru sepasang, berbentuk gelembung tempat kapiler darah bermuara. Permukaan paru-paru diperbesar oleh adanya bentuk- bentuk seperti kantung sehingga gas pernapasan dapat berdifusi. Paru-paru dengan rongga mulut dihubungkan oleh bronkus yang pendek.

Gbr. alat pernafasan katak





 1.

2.

Di paru-paru terjadi  inspirasi dan ekspirasi (saat mulut tertutup) Fase inspirasi  saat udara (kaya O2) yang masuk lewat selaput rongga mulut dan kulit berdifusi pada gelembung-gelembung di paru-paru. Mekanisme inspirasi adalah sebagai berikut. Otot Sternohioideus berkonstraksi  rongga mulut membesar  O2 masuk melalui koane. koane menutup dan otot rahang bawah dan otot geniohioideus berkontraksi  rongga mulut mengecil

 

 1.

2.

3.

Mengecilnya rongga mulut mendorong O2 masuk paru-paru lewat celah-celah. Dalam paru-paru terjadi pertukaran gas, O2 diikat darah yang ada dalam kapiler dinding paru-paru & CO2 dilepaskan ke lingkungan. Mekanisme ekspirasi adalah sebagai berikut. Otot-otot perut dan sternohioideus berkontraksi  udara dalam paru-paru tertekan keluar dan masuk ke dalam rongga mulut. Celah tekak menutup dan sebaliknya koane membuka. Bersamaan dengan itu, otot rahang bawah berkontraksi diikuti dengan berkontraksinya geniohioideus rongga mulut mengecil. Dengan mengecilnya rongga mulut maka udara yang kaya karbon dioksida keluar.

5. Alat Pernapasan pada Reptilia  

 



Paru-paru reptilia berada dalam rongga dada dan dilindungi oleh tulang rusuk. Paru-paru reptilia lebih sederhana, hanya dengan beberapa lipatan dinding yang berfungsi memperbesar permukaan pertukaran gas. Pada reptilia pertukaran gas tidak efektif. Pada kadal, kura-kura, dan buaya paru-paru lebih kompleks, dengan beberapa belahan-belahan yang membuat paru-parunya bertekstur seperti spon. Paru-paru pada beberapa jenis kadal (bunglon Afrika) mempunyai pundi-pundi hawa cadangan yang memungkinkan hewan tersebut melayang di udara

6. Alat Pernapasan pada Burung 

 1. 2.

3.

4.

Pada burung, tempat berdifusinya gas pernapasan hanya terjadi di paru-paru. Berjumlah sepasang dan terletak dalam rongga dada, dilindungi oleh tulang rusuk. Mekanisme : udara masuk lubang hidung  diteruskan celah tekak pada dasar faring yang menghubungkan trakea. Trakeanya panjang (berupa pipa bertulang rawan bentuk cincin), dan bagian akhir trakea bercabang menjadi dua bagian, yaitu bronkus kanan dan bronkus kiri. Dalam bronkus pada pangkal trakea terdapat sirink (bagian dalamnya terdapat lipatan-lipatan berupa selaput yang dapat bergeta). Bergetarnya selaput itu menimbulkan suara. Bronkus bercabang lagi i mesobronkus (merupakan bronkus sekunder) dan dapat dibedakan menjadi ventrobronkus (di bagian ventral) dan dorsobronkus ( di bagian dorsal). Ventrobronkus dihubungkan dengan dorsobronkus, oleh banyak parabronkus (100 atau lebih).

 









Parabronkus berupa tabung tabung kecil, bermuara banyak kapiler  memungkinkan udara berdifusi. Burung juga memiliki 8 - 9 perluasan paru-paru/pundi-pundi hawa (sakus pneumatikus)  menyebar sampai ke perut, leher, & sayap. Pundi-pundi hawa berhubungan dengan paru-paru dan berselaput tipis. Di pundi-pundi hawa tidak terjadi difusi gas pernapasan; (hanya berfungsi sebagai penyimpan cadangan oksigen dan meringankan tubuh) Pundi-pundi hawa terdapat di pangkal leher (servikal), ruang dada bagian depan (toraks anterior), antara tulang selangka (korakoid), ruang dada bagian belakang (toraks posterior), dan di rongga perut (kantong udara abdominal). Fase inspirasi disebabkan  kontraksi otot antar tulang rusuk (interkostal) sehingga tulang rusuk bergerak keluar dan tulang dada bergerak ke bawah. Atau dengan kata lain, udara dihisap dengan cara memperbesar rongga dadanya  tekanan udara di dalam rongga dada menjadi kecil  udara luar masuk. Udara yang masuk  sebagian kecil tinggal di paru-paru dan sebagian besar akan diteruskan ke pundi- pundi hawa sebagai cadangan udara.

 



 



Udara pada pundi-pundi hawa dimanfaatkan hanya pada saat udara (O2) di paruparu (-)/saat burung mengepakkan sayap. Saat sayap mengepak atau diangkat ke atas maka kantung hawa di tulang korakoid terjepit sehingga oksigen pada tempat itu masuk ke paru-paru. ekspirasi terjadi apabila otot interkostal relaksasi  tulang rusuk dan tulang dada kembali ke posisi semula, rongga dada mengecil dan tekanannya lebih besar dari tekanan di luar  udara dari paru-paru keluar. saat rongga dada mengecil, udara dari kantung hawa masuk ke paru-paru dan terjadi pelepasan oksigen dalam pembuluh kapiler di paru-paru. Jadi, pelepasan oksigen di paru-paru dapat terjadi pada saat ekspirasi maupun inspirasi. Pernapasan pada burung di saat hinggap adalah sebagai berikut : Burung mengisap udara mengalir lewat bronkus ke pundipundi hawa bagian belakang  bersamaan dengan itu udara yang sudah ada di paru-paru mengalir ke pundipundi hawa  udara di pundi-pundi belakang mengalir ke paru-paru  udara menuju pundipundi hawa depan. Kecepatan respirasi pada berbagai hewan berbeda bergantung dari berbagai hal, antara lain, aktifitas, kesehatan, dan bobot tubuh.

Sistem Respirasi Pada Manusia 



Sistem pernapasan pada manusia mencakup dua hal, yakni saluran pernapasan dan mekanisme pernapasan. Urutan saluran pernapasan adalah sebagai berikut : rongga hidung  faring  trakea  bronkus  paru-paru (bronkiol dan alveolus).













Pernapasan  terjadi otomatis walau dalam keadaan tertidur  krn sistem pernapasan dipengaruhi oleh susunan saraf otonom. Menurut tempat terjadinya pertukaran gas maka pernapasan dapat dibedakan atas 2 jenis, yaitu pernapasan luar dan pernapasan dalam. Pernapasan luar  pertukaran udara antara udara dalam alveolus dengan darah dalam kapiler, sedangkan pernapasan dalam adalah pernapasan antara darah dalam kapiler dengan sel-sel tubuh. Masuk keluarnya udara dalam paru-paru dipengaruhi  perbedaan tekanan udara dalam rongga dada dengan tekanan udara di luar tubuh. Jika tekanan di luar rongga dada >  udara akan masuk. apabila tekanan dalam rongga dada <  maka udara keluar. mekanisme pernapasan dibedakan atas dua macam menurut organ yang terlibat dalam inspirasi & ekspirasi,  pernapasan dada dan pernapasan perut. Pernapasan dada dan perut terjadi secara bersamaan.

a.Pernapasan Dada Melibatkan otot antar ulang rusuk. Mekanismenya :  1.Fase inspirasi. berkontraksinya otot antartulang rusuk  rongga dada membesar (tekanan dalam rongga dada < dp tekanan di luar )  udara luar kaya O2 masuk.  2.Fase ekspirasi  fase relaksasi atau kembalinya otot antara tulang rusuk ke posisi semula, dikuti oleh turunnya tulang rusuk  rongga dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan luar, sehingga udara keluar. b.Pernapasan Perut Mekanismenya melibatkan aktifitas otot-otot diafragma yang membatasi rongga perut dan rongga dada. Mekanisme :  1.Fase Inspirasi.  otot diafragma berkontraksi sehingga diafragma mendatar, akibatnya rongga dada membesar dan tekanan menjadi kecil sehingga udara luar masuk.  2.Fase Ekspirasi.  fase berelaksasinya otot diafragma (kembali ke posisi semula, mengembang) sehingga rongga dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar, akibatnya udara keluar dari paru-paru.

Volume Udara Pernafasan 









keadaan normal  vol udara paru-paru manusia : 4500 cc Udara disebut kapasitas total udara pernapasan manusia. kapasitas vital udara dalam proses bernapas  3500 cc, 1000 cc  sisa udara yang tidak dapat digunakan tetapi senantiasa mengisi bagian paru-paru sebagai residu atau udara sisa. Kapasitas vital adalah jumlah udara maksimun yang dapat dikeluarkan seseorang setelah mengisi paru-parunya secara maksimum. Dalam keadaaan normal, kegiatan inspirasi dan ekpirasi  hanya menggunakan sekitar 500 cc volume udara pernapasan (kapasitas tidal = ± 500 cc). Kapasitas tidal adalah jumlah udara yang keluar masuk paru-paru pada pernapasan normal.





Dalam keadaan luar biasa, inspirasi maupun ekspirasi dalam menggunakan sekitar 1500 cc udara pernapasan (expiratory reserve volume = inspiratory reserve volume = 1500 cc). Lihat skema udara pernapasan berikut ini. Ud. cadangan inspirasi1500 Ud. pernapasan biasa 500 Ud. cadangan ekspirasi1500

vital kapasitas total  Udara sisa (residu) 1000  

 

 kapasitas

Jadi, udara dalam proses pernapasan memiliki volume 500 cc 3500 cc. Dari 500 cc udara inspirasi/ekspirasi biasa, hanya 350 cc udara yang mencapai alveolus, sedangkan sisanya mengisi saluran pernapasan. Volume udara pernapasan dapat diukur dengan suatu alat yang disebut spirometer. Besarnya volume udara pernapasan tersebut dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain ukuran alat pernapasan, kemampuan dan kebiasaan bernapas, serta kondisi kesehatan.

Pertukaran O2 Dan CO2 Dalam Pernafasan 









Jumlah O2 yang diambil tergantung pada kebutuhan  dipengaruhi oleh jenis pekerjaan, ukuran tubuh, serta jumlah maupun jenis bahan makanan yang dimakan. Pekerja-pekerja berat (atlit) membutuhkan O2 > dibanding pekerja ringan. Ukuran tubuh lebih besar membutuhkan oksigen lebih banyak. Seseorang pemakan daging butuh O2 > daripada seorang vegetarian. Normalnya, manusia butuh sekitar 300 cc O2/hari atau sekitar 0,5 cc tiap menit. Kebutuhan tersebut berbanding lurus dengan volume udara inspirasi dan ekspirasi biasa kecuali dalam keadaan tertentu saat konsentrasi oksigen udara inspirasi berkurang atau karena sebab lain, misalnya konsentrasi hemoglobin darah berkurang.









O2 berdifusi masuk ke darah dalam kapiler darah yang menyelubungi alveolus. O2diikat oleh zat warna darah atau pigmen darah (hemoglobin) untuk diangkut ke sel-sel jaringan tubuh. Hemoglobin yang terdapat dalam butir darah merah atau eritrosit ini tersusun oleh senyawa hemin atau hematin yang mengandung unsur besi dan globin yang berupa protein persamaan reaksi : : Hb4 + O2  4 Hb O2 (oksihemoglobin) berwarna merah jernih Reaksi di atas dipengaruhi oleh kadar O2, kadar CO2, tekanan O2 (P O2), perbedaan kadar O2 dalam jaringan, dan kadar O2 di udara. Proses difusi oksigen ke dalam arteri demikian juga difusi CO2 dari arteri dipengaruhi oleh tekanan O2 dalam udara inspirasi.

Gbr. .Pertukaran O2 dan CO2 antara alveolus dan Pembuluh darah yang menyelubungi

 









Tekanan udara lingkungan sekitar 1 atmosfir atau 760 mm Hg, sedangkan tekanan O2 di lingkungan sekitar 160 mm Hg. Tekanan O2 di lingkungan lebih tinggi dari pada tekanan oksigen dalam alveolus paru-paru dan arteri yang hanya 104 mm Hg  oksigen dapat masuk ke paru-paru secara difusi. Dari paru-paru  O2 lewat vena pulmonalis yang tekanan O2 nya 104 mm ke jantung, mengalir lewat  arteri sistemik yang tekanan O2 nya 104 mm hg  ke jaringan tubuh yang tekanan O2 nya 0 - 40 mm hg. Di jaringan, O2 ini akan dipergunakan. Dari jaringan CO2 lewat vena sistemik ke jantung. Tekanan CO2 di jaringan di atas 45 mm hg. Dari jantung, CO2 mengalir lewat arteri pulmonalis yang tekanan O2 nya sama yaitu 45 mm hg. Dari arteri pulmonalis CO2 masuk ke paru-paru lalu dilepaskan ke udara bebas. Berapa minimal darah yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan oksigen pada jaringan? Setiap 100 mm3 darah dengan tekanan oksigen 100 mm Hg dapat mengangkut 19 cc oksigen. Bila tekanan oksigen hanya 40 mm Hg  hanya ada sekitar 12 cc oksigen yang bertahan dalam darah vena. Dengan demikian kemampuan hemoglobin untuk mengikat oksigen adalah 7 cc per 100 mm3 darah.

Pengangkutan sekitar 200 mm3 C02 keluar tubuh umumnya berlangsung menurut reaksi kimia berikut: C02 + H20 (karbonat anhidrase) H2CO3  Tiap liter darah  melarutkan 4,3 cc CO2 sehingga mempengaruhi pH darah menjadi 4,5 karena terbentuknya asam karbonat.  Pengangkutan CO2 oleh darah dapat dilaksanakan melalui 3 Cara yakni sebagai berikut. 1. CO2 larut dalam plasma, dan membentuk asam karbonat dengan enzim anhidrase (7% dari seluruh CO2). 2. CO2 terikat pada hemoglobin dalam bentuk karbomino hemoglobin (23% dari seluruh CO2). 3. CO2 terikat dalam gugus ion bikarbonat (HCO3) melalui proses berantai pertukaran klorida (70% dari seluruh CO2). Reaksinya adalah sebagai berikut. CO2 + H2O  H2CO3 H+ + HCO-3  Gangguan pengangkutan CO2  mengakibatkan gejala asidosis karena turunnya kadar basa dalam darah. Hal tersebut dapat disebabkan karena keadaan Pneumoni. Sebaliknya apabila terjadi akumulasi garam basa dalam darah maka muncul gejala alkalosis. 

Energi Dalam Pernafasan 



a.

b.

c.

Energi yang digunakan dalam kegiatan respirasi bersumber dari ATP (Adenosin Tri Fosfat) yang ada pada masing-masing sel. ATP berasal dari bahan-bahan karbohidrat yang diubah menjadi fosfat melalui tiga tahapan : proses glikolisis oleh enzim glukokinase membentuk piruvat pada siklus Glukosa (Tahap I) kemudian tahap II, siklus krebs (TCA = Tri Caboxylic Acid Cycle) terjadi di mitokondria tahap III, yakni tahap transfer elektron. Glikolisis terjadi di sitoplasma.

Gangguan Pada Respirasi  



 



 gangguan pengangkutan O2 ke sel-sel atau jaringan tubuh;  asfiksi. Asfiksi bermacam-macam misal terisinya alveolus dg cairan limfa karena infeksi Diplokokus pneumonia atau Pneumokokus (penyakit pneumonia). Orang tenggelam, alveolusnya terisi air  difusi O2 sangat sedikit  mengakibatkan shock dan pernapasannya terhenti. ditolong dengan mengeluarkan air dari saluran pernapasannya dan melakukan pernapasan buatan mulut Asfiksi dapat disebabkan  penyumbatan saluran pernapasan oleh kelenjar limfa, misalnya polip, amandel, dan adenoid. Peradangan pd rongga hidung bagian atas  sinusitis, peradangan pada bronkus  bronkitis, serta radang pada pleura  pleuritis. Paru-paru dapat mengalami kerusakan karena terinfeksi Mycobacterium tuber culosis (TBC)









Pengangkutan O2 dapat pula terhambat karena tingginya kadar CO dalam alveolus sedangkan daya ikat (afinitas) hemoglobin jauh lebih besar terhadap CO daripada O2 dan CO2. Keracunan asam sianida, debu, batu bara dan racun lain  terganggunya pengikatan O2 oleh Hb dalam pembuluh darah, karena daya afinitas Hb terhadap racun > dp thd O2. Gejala alergi (asma) & kanker dapat pula menghinggapi sistem pernapasan begitu juga dapat menyerang paru-paru terutama para perokok berat. Penyakit pernapasan yang sering terjadi adalah emfisema berupa penyakit yang terjadi karena susunan dan fungsi alveolus yang abnormal.