Mekanisme Pertukaran CO2 DAN O2

Mekanisme Pertukaran CO₂ DAN O₂

Pertukaran gas antara O₂ dan CO₂ terjadi melalui proses difusi, berlangsung di alveolus dan di sel jaringan tubuh. Proses difusi berlangsung sederhana, yaitu hanya dengan gerakan molekul-molekul secara bebas melalui membran sel dari konsentrasi tinggi atau tekanan tinggi menuju ke konsentrasi rendah atau tekanan rendah. Faktor-faktor yang mempenaruhi difusi gas melintasi membran sel adalah:

a.             tekanan parsial gas (tekanan gas tertentu, misalnya tekanan oksigen saja terhadap tekanan seluruh udara),

b.            permeabilitas membran respirasi,

c.             luas permukaan membran respirasi,

d.            kecepatan sirkulasi darah di paru-paru dan,

e.             reaksi kimia yang terjadi di dalam darah.

O₂ masuk ke dalam tubuh melalui inspirasi dari rongga hidung sampai alveolus. Di alveolus terjadi difusi O₂ ke kapiler paru-paru yang terletak di dinding alveolus. Masuknya O₂ dari luar  (lingkungan) menyebabkan tekanan parsial O₂ atau PO₂ di alveolus lebih tinggi dibandingkan dengan PO₂ di kapiler paru-paru. Oleh karena itu, O₂ akan bergerak dari alveolus menuju kapiler paru-paru, yang disebabkan proses difusi selalu terjadi dari daerah yang bertekanan parsial tinggi ke daerah yang bertekanan parsial rendah.

Oksigen di kapiler arteri diikat oleh eritrosit yang mengandung hemoglobin sampai menjadi jenuh. Makin tinggi tekanan parsial oksigen di alveolus, semakin banyak oksigen yang terikat oleh hemoglobin dalam darah. Hemoglobin terdiri dari empat sub unit, setiap sub unit terdiri dari bagian yang disebut heme. Di setiap pusat heme terdapat unsur besi yang dapat berikatan dengan oksigen, sehingga setiap molekul hemoglobin dapat membawa empat molekul oksigen berbentuk oksihemoglobin. Reaksi antara hemoglobin dan oksigen berlangsung secara reversibel (bolak-balik) yang dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu: pH, suhu, konsentrasi O₂ dan CO₂, serta tekanan parsial.

Reaksi pengikatan O₂ oleh Hb adalah sebagai berikut

Hb 4   +   4 O₂                            4 Hb O₂

Arah reaksi tersebut ke kiri bila terjadi di jaringan tubuh, dan ke kanan bila di jaringan paru-paru.

Hemoglobin akan mengangkut O₂ ke jaringan tubuh kemudian berdifusi masuk ke sel-sel tubuh. Di dalam sel-sel tubuh atau jaringan tubuh, O₂ digunakan untuk proses respirasi di dalam mitokondria sel. Semakin banyak O₂ yang digunakan oleh sel-sel tubuh, maka semakin banyak CO₂ yang terbentuk dari proses respirasi. Hal tersebut menyebabkan tekanan partial CO₂ atau PCO₂ dalam sel-sel tubuh lebih tinggi dibandingkan PCO₂ dalam kapiler vena sel-sel tubuh. Oleh karenanya CO₂ dapat berdifusi dari sel-sel tubuh ke dalam kapiler vena sel-sel tubuh, kemudian akan di bawa oleh eritrosit menuju ke paru-paru. Di paru-paru terjadi difusi CO₂ dari kapiler vena menuju alveolus. Proses tersebut terjadi karena tekanan parsial CO₂ pada kapiler vena lebih tinggi dari pada tekanan parsial CO₂ dalam alveolus.

Bila pengangkutan O₂ terutama dilaksanakan oleh Hb, maka pengangkutan CO₂ dilakukan oleh plasma darah. CO₂ dapat larut dengan baik di dalam plasma darah dan membentuk asam karbonat:

CO₂  +      H₂O                     H₂CO₃

Akibat terbentuknya asam karbonat tersebut, pH darah menurun sampai 4,5, karena H₂CO₃ sebagai suatu senyawa yang labil akan mengurai dan meningkatkan kadar ion H⁺ darah :

H₂CO₃                 H⁺   +  HCO₃ˉ

Jadi CO₂ diangkut oleh darah dalam bentuk ion HCO₃ˉ. Proses pengangkutan dengan pengubahan secara bolak-balik dari CO₂ menjadi H₂CO₃ dan sebaliknya dipercepat oleh enzim karbonat anhidrase.

                              A.                                                                    B.

CO₂ dalam eritrosit akan bereaksi dengan air membentuk asam karbonat yang dapat menyebabkan darah bersifat asam. Darah yang bersifat asam dapat melepaskan banyak O₂ ke dalam sel-sel tubuh atau jaringan tubuh yang memerlukannya. Reaksi pembentukan asam karbonat adalah sebagai berikut:

CO₂     +      H₂O                          H₂CO₃

Akibat tebentuknya asam karbonat, pH darah menjadi asam yaitu sekitar 4.5, keasaman tersebut dinetralkan oleh ion-ion Natrium (Na ⁺) dan Kalium (K⁺) dalam darah.

Share this post