Pintar Pelajaran Prosedur Pertukaran Gas O2 Dan Co2

Mekanisme Pertukaran O₂ dan CO₂ Oksigen dan Karbondioksida) pada Manusia - Bernapas merupakan acara mengambil dan mengeluarkan udara pernapasan melalui paru-paru. Arti yang lebih khusus yaitu pertukaran gas yang terjadi di dalam sel dengan ”lingkungannya”. Pada pernapasan langsung, pengambilan udara pernapasan dilakukan secara eksklusif oleh permukaan tubuh dan pada pernapasan tidak eksklusif melalui jalan masuk pernapasan. Manusia bernapas secara tidak langsung, artinya udara pernapasan tidak berdifusi eksklusif melalui seluruh permukaan kulit. Selaput tipis daerah berlangsungnya difusi gas tersebut terlindung di kepingan dalam tubuh, berupa gelembung paru-paru (alveolus). Pernapasan atau pertukaran gas pada manusia berlangsung melalui dua tahap yaitu pernapasan luar (eksternal) dan pernapasan dalam (internal). Perhatikan Gambar 1. (Baca juga : Sistem Pernapasan pada Manusia)

Gambar 1. Proses pernapasan internal dan eksternal pada manusia

1. Pernapasan Luar (Eksternal)

Pernapasan luar merupakan pertukaran gas di dalam paru-paru. Oleh lantaran itu, berlangsung difusi gas dari luar masuk ke dalam aliran darah. Dengan kata lain, pernapasan luar merupakan pertukaran gas (O₂ dan CO₂  antara udara dan darah. Pada pernapasan luar, darah akan masuk ke dalam kapiler paru-paru yang mengangkut sebagian besar karbon dioksida sebagai ion bikarbonat (HCO₃^–) dengan persamaan reaksi menyerupai berikut :

H⁺ + HCO₃^–  → H₂CO₃

Sisa karbon dioksida berdifusi keluar dari dalam darah dan melaksanakan reaksi sebagai berikut.

H₂CO₃ → H₂O + CO₂

Enzim karbonat anhidrase yang terdapat dalam sel-sel darah merah sanggup mempercepat reaksi. Ketika reaksi berlangsung, hemoglobin melepaskan ion-ion hidrogen yang telah diangkut; HHb menjadi Hb. Hb merupakan singkatan dari haemoglobin, yaitu jenis protein dalam sel darah merah. Selanjutnya, hemoglobin mengikat oksigen dan menjadi oksihemoglobin (HbO₂).

Hb + O₂ → HbO₂

Selama pernapasan luar, di dalam paru-paru akan terjadi pertukaran gas yaitu CO₂ meninggalkan darah dan O₂ masuk ke dalam darah secara difusi. Terjadinya difusi O₂ dan CO₂ ini lantaran adanya perbedaan tekanan parsial. Tekanan udara luar sebesar 1 atm (760 mmHg), sedangkan tekanan parsial O₂ di paru-paru sebesar ± 160 mmHg. Tekanan parsial pada kapiler darah arteri ± 100 mmHg, dan di vena ± 40 mmHg.

Hal ini menyebabkan O₂ dari udara berdifusi ke dalam darah. Sementara itu, tekanan parsial CO₂ dalam vena ± 47 mmHg, tekanan parsial CO₂ dalam arteri ± 41 mmHg, dan tekanan parsial CO₂ dalam alveolus ± 40 mmHg. Adanya perbedaan tekanan parsial tersebut menyebabkan CO₂ dapat berdifusi dari darah ke alveolus.

2. Pernapasan Dalam (Internal)

Pada pernapasan dalam (pertukaran gas di dalam jaringan tubuh) darah masuk ke dalam jaringan tubuh, oksigen meninggalkan hemoglobin dan berdifusi masuk ke dalam cairan jaringan tubuh. Reaksinya sebagai berikut.

HbO₂ → Hb + O₂

Difusi oksigen keluar dari darah dan masuk ke dalam cairan jaringan sanggup terjadi, lantaran tekanan oksigen di dalam cairan jaringan lebih rendah dibandingkan di dalam darah. Hal ini disebabkan lantaran sel-sel secara terus-menerus menggunakan oksigen dalam respirasi selular.

Dari proses pernapasan yang terjadi di dalam jaringan menyebabkan terjadinya perbedaan komposisi udara yang masuk dan yang keluar paru-paru. Perlu diketahui bahwa tekanan parsial O₂ pada kapiler darah nadi ± 100 mmHg dan tekanan parsial O₂ dalam jaringan badan kurang dari 40 mmHg. Sebaliknya tekanan karbon dioksida tinggi, lantaran karbon dioksida secara terus-menerus dihasilkan oleh sel-sel tubuh. Tekanan parsial O₂ dalam jaringan ± 60 mmHg dan dalam kapiler darah ± 41 mmHg. Hal inilah yang menyebabkan O₂ apat berdifusi ke dalam jaringan dan CO₂ berdifusi ke luar jaringan.

Dalam keadaan biasa, badan kita menghasilkan 200 ml karbon dioksida per hari. Pengangkutan CO₂ di dalam darah dapat dilakukan dengan tiga cara berikut.

1) Sekitar 60–70% CO₂ diangkut dalam bentuk ion bikarbonat (HCO₃^–) oleh plasma darah, sesudah asam karbonat yang terbentuk dalam darah terurai menjadi ion hidrogen (H+) dan ion bikarbonat (HCO₃^–). Ion H⁺ bersifat racun, oleh alasannya yaitu itu ion ini segera diikat Hb, sedangkan ion HCO₃^– meninggalkan eritrosit masuk ke plasma darah. Kedudukan ion HCO₃^– dalam eritrosit diganti oleh ion klorit.

Persamaan reaksinya sebagai berikut.

H₂O + CO₂ → H₂CO₃ → H⁺ + HCO₃^–

2) Lebih kurang 25% CO2 diikat oleh hemoglobin membentuk karboksihemoglobin. Secara sederhana, reaksi CO2 dengan Hb ditulis sebagai berikut :

CO₂ + Hb → HbCO₂

3) Sekitar 6–10% CO2 diangkut plasma darah dalam bentuk senyawa asam karbonat (H₂CO₃).

CO₂ + RNH₂ → RNHCOOH

Tidak semua CO₂ yang diangkut darah melalui paru-paru dibebaskan ke udara bebas. Darah yang melewati paru-paru hanya membebaskan 10% CO₂  Sisanya sebesar 90% tetap bertahan di dalam darah dalam bentuk ion-ion bikarbonat. Ion-ion bikarbonat dalam darah ini sebagai buffer atau penyangga lantaran memiliki tugas penting dalam menjaga stabilitas pH darah.

Apabila terjadi gangguan pengangkutan CO₂ dalam darah, kadar asam karbonat (H₂CO₃) akan meningkat sehingga akan mengakibatkan turunnya kadar alkali darah yang berperan sebagai larutan buffer. Hal ini akan menyebabkan terjadinya gangguan fisiologis yang disebut asidosis.

Anda sanggup lebih memahami proses berlangsungnya pernapasan luar dan pernapasan dalam pada insan dengan mengamati Gambar 2. di bawah ini.

Gambar 2. Skema pernapasan dalam dan pernapasan luar manusia

Setelah hingga dalam jaringan, gas O₂ dipergunakan untuk respirasi sel, yaitu untuk mengoksidasi zat makanan (glukosa) sehingga sanggup dihasilkan energi, gas CO₂, dan uap air.

Tabel 1. Komposisi Udara Keluar Masuk Paru-Paru

	Udara yang dihisap (mmHg)	Udara yang dihembuskan (mmHg)
Nitrogen (N2)	596,0 (78,4%)	565,0 (74,34%)
Oksigen (O2)	158,0 (20,79%)	116,0 (15,26%)
Karbon dioksida (CO2)	0,3 (0,04%)	32,0 (4,22%)
Air (H2O)	5,7 (0,75%)	47,0 (6,18%)

Anda kini sudah mengetahui Mekanisme Pertukaran O2 dan CO2. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

---

Referensi :

Purnomo, Sudjiono, T. Joko, dan S. Hadisusanto. 2009. Biologi Kelas XI untuk Sekolah Menengan Atas dan MA. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 386.