Jelaskan Proses Pertukaran Gas O2 dan CO2 Pada Manusia

Mekanisme Pertukaran Gas (Respirasi) Pada Manusia - Beberapa hal yang perlu dicermati dalam proses pertukaran gas (difusi) dalam tubuh, antara lain :

1. Molekul oksigen dan karbondioksida seperti halnya molekul asam, lemak dan hormon steroid merupakan molekul non polar (kovalen) yang larut dalam bagian lemak membran plasma sel (Phosfolipid), dengan demikian oksigen dan karbondioksida sangat mudah menembus membran plasma sel.

2. Dalam suatu lingkungan yang memiliki campuran beberapa gas, maka setiap gas memiliki tekanan masing-masing (parsial = p) yang tidak tergantung pada tekanan gas lainnya sesuai dengan hukum Dalton. Apabila atmosfer terdiri dari beberapa gas seperti N₂, H₂, O₂, CO₂, Maka tekanan atmosfer = pN₂, pH₂ + pO₂ + pCO₂ = 760 mmHg. Apabila konsentrasi CO₂ di atmosfer sebesar 0,05% sedangkan konsentrasi O₂ sebesar 20,5% maka :

 pCO₂ = 0,05% x 760 mmHg

          = 0,38 mmHg

 pO₂  = 20,5% x 760 mmHg

         = 158 mmHg

3. Selain itu, hukum Henry menyatakan bahwa pada suatu temperatur tertentu jumlah suatu gas yang terlarut dalam suatu cairan berbanding lurus dengan tekanan parsial gas tersebut dan koefisien kelarutannya.

Tabel Tekanan parsial berbagai macam gas pada beberapa lingkungan

Perhatikan bahwa udara parsial oksigen di alveoli paru-paru jauh lebih kecil dari atmosfer sebab udara alveoli merupakan campuran udara inspirasi dengan udara dead space, udara suplemen dan juga udara residu.

Pada dasarnya respirasi yang terjadi di dalam tubuh manusia dapat dibedakan menjadi respirasi eksternal dan respirasi internal.

Respirasi Eksternal

Respirasi eksternal merupakan proses pertukaran gas (difusi) yang terjadi antara alveoli paru-paru dengan kapiler darah sekitar alveoli.

Setiap kali inspirasi, tidal memasukkan 350 ml udara segar ke dalam alveoli, sementara itu ventrikel kanan jantung akan memompa darah “kotor” (relatif mengandung oksigen yang sedikit serta kabondoksida yang banyak yang merupakan sisa metabolisme) melalui arteri pulmonalis menuju kapiler alveoli. pO₂ darah yang mengangkut sisa metabolisme di kapiler alveoli ialah 40 mmHg sedangkan pO₂ udara di alveoli sebesar 100 mmHg. Karena perbedaan tekanan ini hanya dibatasi membran yang tipis (membran alveoli-kapiler) maka oksigen akan berdifusi dari alveoli masuk ke kapiler alveoli sampai terjadi keseimbangan yaitu berkisar antara 95 – 100 mmHg. Sebaliknya pCO₂ darah kapiler alveoli adalah 46 mmHg sementara pCO₂  di alveoli adalah 40 mmHg maka CO₂ akan berdifusi dari darah di kapiler alveoli masuk ke dalam alveoli sampai terjadi keseimbangan sebesar 40 mmHg. Dengan demikian udara alveoli akan kehilangan sebagian oksigen dan masuk tambahan karbondioksida serta uap air. Darah yang sudah dioksigenasi (darah “bersih” dengan pO₂ sebesar 100 mmHg dan pCO₂ sebesar 40 mmHg) akan mengalir melalui vena pulmonalis menuju atrium kiri jantung selanjutnya ke ventrikel kiri jantung untuk dipompakan ke seluruh tubuh melalui aorta dan arteri. Darah yang dipompakan oleh jantung melalui aorta akan mencapai sel di seluruh jaringan tubuh manusia. Perhatikan gambar tentang respirasi internal dan eksternal pada manusia dibawah ini;

Respirasi Internal

Di sel akan terjadi proses respirasi internal. Respirasi internal adalah proses pertukaran gas (difusi) yang terjadi antara kapiler darah dengan sel-sel jaringan. Angka pCO₂ di jaringan tubuh adalah 46 mmHg (cukup tinggi sebagai akibat dari hasil metabolisme) sedangkan angka pCO2 di kapiler darah adalah 40 mmHg . Oleh karena itu karbon dioksida (CO₂) akan berdifusi dari sel atau jaringan ke dalam kapiler darah.

Sebaliknya oksigen di dalam kapiler darah memiliki tekanan parsial 95 mmHg sedangkan di dalam sel jaringan tekanan parsial oksigen(pO₂) sebesar 40 mmHg maka oksigen akan berdifusi dari kapiler masuk ke dalam sel. Selanjutnya darah yang telah melakukan pertukaran gas akan masuk ke vena, vena cava, atrium kanan jantung, ventrikel kanan jantung dan akhirnya ditranspor ke paru-paru melalui arteri pulmonalis untuk dibuang ke atmosfer melalui proses bernafas.