Proses Pertukaran Oksigen dan Karbondioksida
Telah dijelaskan sebelumnya, bahwa bernapas merupakan pengambilan udara masuk berupa oksigen (O2) ke dalam paru-paru yang disebut proses inspirasi dan mengeluarkannya kembali dalam bentuk karbon dioksida (CO2) dan uap air yang disebut proses ekspirasi. Pada proses tersebut terjadi pertukaran gas secara difusi.
Proses yang pertama yaitu pertukaran O2 dari udara dalam alveolus dengan CO2 dalam kapiler darah yang disebut dengan pernapasan luar (pernapasan eksternal), sedangkan proses yang kedua adalah pertukaran O2 dari aliran darah dengan CO2 dari sel-sel jaringan tubuh yang disebut pernapasan dalam (pernapasan internal).
1. Pernapasan Ekternal
Pernapasan eksternal merupakan pertukaran O2 dari udara dengan CO2 dari kapiler darah dalam alveolus.. Pada sistem pernapasan ekternal O2 di dalam elveolus masuk ke kapiler arteri darah dengan cara berdifusi.
Proses difusi ini dapat berlangsung karena perbedaan tekanan parsial antara O2 dalam alveolus dengan O2 dalam kapiler darah. Tekanan parsial O2 dalam alveolus lebih tinggi dibanding O2
dalam kapiler darah.
Proses difusi akan terjadi dari daerah yang bertekanan parsial tinggi ke daerah yang bertekanan parsial rendah. Di dalam kapiler arteri darah O2 kemudian akan diikat oleh hemoglobin. Proses pengikatan O2 oleh hemoglobin melalui reaksi sebagai berikut.
Oksigen atau O2 yang diikat hemoglobin akan dibawa ke seluruh tubuh untuk diberikan ke sel (mitokondria) untuk proses oksidasi. Oksidasi dalam sel akan menghasilkan CO2 yang kemudian akan diangkut lewat kapiler vena darah menuju alveolus. CO2 dalam alvelous ini akan dikeluarkan lewat paru-paru. CO2 diangkut sebagai ion bikarbonat (HCO–3) Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.
Reaksi tersebut bisa berjalan dengan baik karena adanya enzim karbonat anhidrase, yang terdapat dalam sel-sel darah merah.
2. Pernapasan Internal
Pernapasan internal, yaitu proses pertukaran O2 dan CO2 dari kapiler darah ke sel-sel tubuh. Pada pernapasan internal O2 yang sudah terikat pada hemoglobin dalam bentuk oksihemoglobin diangkut menuju sel.
Hemoglobin dalam darah berfungsi untuk mengikat dan melepaskan oksigen. Reaksi yang terjadi adalah:
Selanjutnya, oksi hemoglobin akan melepaskan O2 ke dalam jaringan tubuh atau sel. Kemudian O2 akan diterima oleh mitokondria untuk oksidasi. Semakin banyak O2 yang masuk ke dalam sel maka semakin banyak pula CO2 yang dihasilkan dari proses oksidasi. CO2 akan berdifusi masuk ke kapiler vena darah. CO2 ini akan diangkut oleh kapiler vena darah menuju alveolus.
Pengangkutan CO2 tersebut melalui tiga cara berikut.
a. CO2 larut dalam plasma dan membentuk asam karbonat, reaksi yang terjadi sebagai berikut.
Cara seperti ini dilakukan, tetapi persentase terjadinya hanya 5%.
b. CO2 diangkut dengan membentuk karbominohemoglobin. CO2 ini berdifusi ke dalam sel darah merah dan berikatan dengan Amin (-NH2). Amin merupakan protein dari hemoglobin. Proses seperti ini dilakukan, tetapi persentase terjadinya 30%.
c. CO2 diangkut dalam bentuk ion bikarbonat (HCO-3). Proses ini berantai dan disebut pertukaran klorida. CO2 bersenyawa dengan air membentuk asam karbonat, yang mengurai menjadi H+ + HCO-3 . Reaksi yang terjadi sebagai berikut.
Reaksi itu dapat berjalan dengan baik karena adanya enzim karbonat anhidrase. HCO3 akan keluar dari sel darah merah dan masuk plasma darah. Kedudukan HCO3 diganti dengan ion klorida. Proses seperti ini paling sering dilakukan, persentase terjadinya proses ini sekitar 65%.
O2 yang masuk ke dalam jaringan kemudian akan diberikan pada mitokondria (organela sel) untuk respirasi seluler (lihat kembali bagan di depan). Dari respirasi selular itulah energi dihasilkan. Tetapi dalam peristiwa ini tidak hanya O2 saja yang diperlukan, melainkan juga makanan.
Ternyata ada kerja sama yang sinergis antara sistem pernapasan dan sistem pencernaan untuk melaksanakan proses oksidasi biologi guna menghasilkan energi. Energi yang dihasilkan dalam bentuk ATP.
Proses yang pertama yaitu pertukaran O2 dari udara dalam alveolus dengan CO2 dalam kapiler darah yang disebut dengan pernapasan luar (pernapasan eksternal), sedangkan proses yang kedua adalah pertukaran O2 dari aliran darah dengan CO2 dari sel-sel jaringan tubuh yang disebut pernapasan dalam (pernapasan internal).
1. Pernapasan Ekternal
Pernapasan eksternal merupakan pertukaran O2 dari udara dengan CO2 dari kapiler darah dalam alveolus.. Pada sistem pernapasan ekternal O2 di dalam elveolus masuk ke kapiler arteri darah dengan cara berdifusi.
Proses difusi ini dapat berlangsung karena perbedaan tekanan parsial antara O2 dalam alveolus dengan O2 dalam kapiler darah. Tekanan parsial O2 dalam alveolus lebih tinggi dibanding O2
dalam kapiler darah.
Proses difusi akan terjadi dari daerah yang bertekanan parsial tinggi ke daerah yang bertekanan parsial rendah. Di dalam kapiler arteri darah O2 kemudian akan diikat oleh hemoglobin. Proses pengikatan O2 oleh hemoglobin melalui reaksi sebagai berikut.
Hb + O2 -----> HbO2
(hemoglobin) (oksihemoglobin)
Oksigen atau O2 yang diikat hemoglobin akan dibawa ke seluruh tubuh untuk diberikan ke sel (mitokondria) untuk proses oksidasi. Oksidasi dalam sel akan menghasilkan CO2 yang kemudian akan diangkut lewat kapiler vena darah menuju alveolus. CO2 dalam alvelous ini akan dikeluarkan lewat paru-paru. CO2 diangkut sebagai ion bikarbonat (HCO–3) Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.
Enzim karbonat anhidrase
H+ + HCO–3 ----- > H2CO3 ----> H2O + CO2
Reaksi tersebut bisa berjalan dengan baik karena adanya enzim karbonat anhidrase, yang terdapat dalam sel-sel darah merah.
2. Pernapasan Internal
Pernapasan internal, yaitu proses pertukaran O2 dan CO2 dari kapiler darah ke sel-sel tubuh. Pada pernapasan internal O2 yang sudah terikat pada hemoglobin dalam bentuk oksihemoglobin diangkut menuju sel.
HbO2 ------> Hb + O2
Hemoglobin dalam darah berfungsi untuk mengikat dan melepaskan oksigen. Reaksi yang terjadi adalah:
dalam paru-paru
Hb4 + 4O2 ------------------> 4 HbO2
<------------------
dalam jaringan
Selanjutnya, oksi hemoglobin akan melepaskan O2 ke dalam jaringan tubuh atau sel. Kemudian O2 akan diterima oleh mitokondria untuk oksidasi. Semakin banyak O2 yang masuk ke dalam sel maka semakin banyak pula CO2 yang dihasilkan dari proses oksidasi. CO2 akan berdifusi masuk ke kapiler vena darah. CO2 ini akan diangkut oleh kapiler vena darah menuju alveolus.
Pengangkutan CO2 tersebut melalui tiga cara berikut.
a. CO2 larut dalam plasma dan membentuk asam karbonat, reaksi yang terjadi sebagai berikut.
CO2 + H2O H2CO3
Cara seperti ini dilakukan, tetapi persentase terjadinya hanya 5%.
b. CO2 diangkut dengan membentuk karbominohemoglobin. CO2 ini berdifusi ke dalam sel darah merah dan berikatan dengan Amin (-NH2). Amin merupakan protein dari hemoglobin. Proses seperti ini dilakukan, tetapi persentase terjadinya 30%.
c. CO2 diangkut dalam bentuk ion bikarbonat (HCO-3). Proses ini berantai dan disebut pertukaran klorida. CO2 bersenyawa dengan air membentuk asam karbonat, yang mengurai menjadi H+ + HCO-3 . Reaksi yang terjadi sebagai berikut.
enzim karbonat hidrase
CO2 + H2O -----> H2CO3 -----> H+ + HCO3
Reaksi itu dapat berjalan dengan baik karena adanya enzim karbonat anhidrase. HCO3 akan keluar dari sel darah merah dan masuk plasma darah. Kedudukan HCO3 diganti dengan ion klorida. Proses seperti ini paling sering dilakukan, persentase terjadinya proses ini sekitar 65%.
O2 yang masuk ke dalam jaringan kemudian akan diberikan pada mitokondria (organela sel) untuk respirasi seluler (lihat kembali bagan di depan). Dari respirasi selular itulah energi dihasilkan. Tetapi dalam peristiwa ini tidak hanya O2 saja yang diperlukan, melainkan juga makanan.
Ternyata ada kerja sama yang sinergis antara sistem pernapasan dan sistem pencernaan untuk melaksanakan proses oksidasi biologi guna menghasilkan energi. Energi yang dihasilkan dalam bentuk ATP.
