Mekanisme Pertukaran Oksigen Dan Karbondioksida Dalam Paru-Paru | Pernapasan Eksternal & Internal

Telah dijelaskan sebelumnya, bahwa bernapas ialah 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 jaenteng tubuh yang disebut pernapasan dalam (pernapasan internal).

       Udara lingkungan dapat dihirup masuk ke dalam tubuh makhluk hidup melalui dua cara, yakni pernapasan secara langsung dan pernapasan tak langsung. Pengambilan udara secara langsung dapat dilakukan oleh permukaan tubuh lewat proses difusi. Sementara udara yang dimasukan ke dalam tubuh melalui saluran pernapasan dinamakan pernapasan tidak langsung.

       Saat kita bernapas, udara diambil dan dikeluarkan melalui paru-paru. melaluiataubersamaini lain kata, kita melakukan pernapasan secara tidak langsung lewat paru-paru. Walaupun begitu, proses difusi pada pernapasan langsung tetap terjadi pada paru-paru. Bagian paru-paru yang meng alami proses difusi dengan udara yaitu gelembung halus kecil atau alveolus.

Oleh karena itu, berdasarkan proses terjadinya pernapasan, manusia mempunyai dua tahap mekanisme pertukaran gas. Pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida yang dimaksud yakni mekanisme pernapasan eksternal dan internal. Ikuti penjelasannya diberikut.

a. Pernapasan Eksternal

       Ketika kita menghirup udara dari lingkungan luar, udara tersebut akan masuk ke dalam paru-paru. Udara masuk yang mengandung oksigen tersebut akan diikat darah lewat difusi. Pada saat yang sama, darah yang mengandung karbondioksida akan dilepaskan. Proses pertukaran oksigen (O2) dan karbondioksida (CO2) antara udara dan darah dalam paru-paru dinamakan pernapasan eksternal.

Saat sel darah merah (eritrosit) masuk ke dalam kapiler paru-paru, sebagian besar CO2 yang diangkut berbentuk ion bikarbonat (HCO-3) . melaluiataubersamaini menolongan enzim karbonat anhidrase, karbondioksida (CO2) air (H2O) yang tinggal sedikit dalam darah akan segera berdifusi keluar.

Persamaan reaksinya adalah sebagai diberikut.

       Seketika itu juga, hemoglobin tereduksi (yang disimbolkan HHb) melepaskan ion-ion hidrogen (H+) sehingga hemoglobin (Hb)-nya juga ikut terlepas. Kemudian, hemoglobin akan diberikatan dengan oksigen (O2) menjadi oksihemoglobin (disingkat HbO2).

       Proses difusi dapat terjadi pada paru-paru (alveolus), karena adaperbedaan tekanan parsial antara udara dan darah dalam alveolus. Tekanan parsial menciptakan serius oksigen dan karbondioksida pada darah dan udara tidak sama.

       Tekanan parsial oksigen yang kita hirup akan lebih besar dibandingkan tekanan parsial oksigen pada alveolus paru-paru. melaluiataubersamaini kata lain, serius oksigen pada udara lebih tinggi daripada serius oksigen pada darah. Oleh karena itu, oksigen dari udara akan berdifusi menuju darah pada alveolus paru-paru.

Sementara itu, tekanan parsial karbondioksida dalam darah lebih besar dibandingkan tekanan parsial karbondioksida pada udara. Sehingga, serius karbondioksida pada darah akan lebih kecil di bandingkan serius karbondioksida pada udara. Akibatnya, karbondioksida pada darah berdifusi menuju udara dan akan dibawa keluar tubuh lewat hidung.

b. Pernapasan Internal

       Berbeda dengan pernapasan eksternal, proses terjadinya pertukaran gas pada pernapasan internal berlangsung di dalam jaenteng tubuh. Proses pertukaran oksigen dalam darah dan karbondioksida tersebut berlangsung dalam respirasi seluler.

Sesudah oksihemoglobin (HbO2) dalam paru-paru terbentuk, oksigen akan lepas, dan selanjutnya menuju cairan jaenteng tubuh. Oksigen tersebut akan digunakan dalam proses metabolisme sel. Reaksi yang terjadi adalah sebagai diberikut.

       Proses masuknya oksigen ke dalam cairan jaenteng tubuh juga melalui proses difusi. Proses difusi ini terjadi karena adanya perbedaan tekanan parsial oksigen dan karbondioksida antara darah dan cairan jaenteng. Tekanan parsial oksigen dalam cairan jaenteng, lebih rendah dibandingkan oksigen yang berada dalam darah. Artinya serius oksigen dalam cairan jaenteng lebih rendah. Oleh karena itu, oksigen dalam darah mengalir menuju cairan jaenteng.

       Sementara itu, tekanan karbondioksida pada darah lebih rendah daripada cairan jaenteng. Akibatnya, karbondioksida yang terkandung dalam sel-sel tubuh berdifusi ke dalam darah.

Karbondioksida yang diangkut oleh darah, sebagian kecilnya akan diberikatan bersama hemoglobin membentuk karboksi hemoglobin (HbCO2). Reaksinya sebagai diberikut.

       Namun, sebagian besar karbondioksida tersebut masuk ke dalam plasma darah dan bergabung dengan air menjadi asam karbonat (H2CO3). Oleh enzim anhidrase, asam karbonat akan segera terurai menjadi dua ion, yakni ion hidrogen (H+) dan ion bikarbonat (HCO-3).

Persamaan reaksinya sebagai diberikut.

       CO2 yang diangkut darah ini tidak tiruananya dibebaskan ke luar tubuh oleh paru-paru, akan tetapi spesialuntuk 10%-nya saja. Sisanya yang berupa ion-ion bikarbonat yang tetap berada dalam darah. Ion-ion bikarbonat di dalam darah berfungsi sebagai buff er atau larutan penyangga.

Lebih tepatnya, ion tersebut berperan penting dalam menjaga stabilitas pH (derajat keasaman) darah.

Ketika Udara dibawa Astronot Keluar Angkasa

       Tidak ada udara di ruang angkasa. sehingga astronut membawa persedian udara sendiri. Udara ditempatkan pada ransel khusus yang membawa tabung udara utama dan tabung udara cadangan. Tabung udara utama dihubungkan ke helm astronaut. Sehingga, saat mengenakan helm, astronaut dapat menghirup oksigen yang dipompakan dari tabung. Sedangkan, karbon dioksida dimembuang oleh suatu bahan kimia khusus, sehingga udara dalam tabung tetap membersihkan.