2. TRANSPOR OKSIGEN,
KARBONDIOKSIDA, DAN REGULASI
PERNAPASAN
KELOMPOK 2:
1. DEWI MAHARANI (1211060123)
2. DEWI SETIAWATI (1211060082)
3. HELEN ARISKA (1211060195)
4. TRANSPOR OKSIGEN (O2)
• Transpor oksigen dalam darah terjadi dengan
2 cara, yaitu:
1. dengan cara sederhana (terlarut dalam
plasma darah)
2. dengan cara diikat oleh pigmen respirasi
5. • Pigmen respirasi merupakan protein dalam
darah yang memiliki afinitas atau daya gabung
tinggi terhadap oksigen.
• Keberadaan pigmen respirasi dalam darah
dapat meningkatkan kapasitas pengangkutan
oksigen.
• Hemoglobin ditemukan dalam darah manusia
,protozoa, dan filum hewan.
• Hemoglobin tersusun atas senyawa porifirin
besi yang berikatan dengan protein globin.
6. Setiap molekul hemoglobin dapat
membawa empat molekul oksigen
Ketika oksigen mengikat hemoglobin,
membentuk oksihemoglobin
Hemoglobin yang tidak terikat pada
oksigen disebut sebagai
deoksihemoglobin.
Pengikatan O2 hemoglobin tergantung
pada PO2 dalam darah dan kekuatan
ikatan , atau afinitas , antara hemoglobin
dan oksigen .
7. TRANSPOR
KARBONDIOKSIDA
Aktifitas metabolisme sel akan menghasilkan
zat sisa,antara lain CO2 dan air.
CO2 sangat mudah berikatan dengan air
membentuk asam karbonat yang memiliki
kekuatan untuk menciptakan kondisi asam.
Reaksi antara CO2 dan air terjadi melalui
persamaan reaksi: CO2 +H2O H2CO3
8. Karbon dioksida juga bergantung pada darah.
Setelah karbon dioksida dilepaskan dari sel-sel , itu
dilakukan dalam darah terutama dalam tiga cara,
yaitu: Dilarutkan dalam plasma , Sebagai ion
bikarbonat yang dihasilkan dari disosiasi asam
karbonat , Diikat oleh hemoglobin .
Bagian dari karbon dioksida dilepaskan dari jaringan
dilarutkan dalam plasma.
karbon dioksida terlarut keluar dari solusi di mana
PCO2 rendah , seperti di paru-paru .
Ada berdifusi dari kapiler ke alveoli yang akan
dihembuskan .
9. • Reaksi pembentukan asam karbonat dapat
terjadi dalam cairan jaringan/ruang ekstrasel,
plasma, maupun didalam sel darah merah.
• Pembentukan asam karbonat ( H2CO3) terjadi
dalam sel darah merah sangat cepat.
• Darah mengangkut CO2 dalam beberapa
bentuk, yaitu sebagai senyawa karbamino,
CO2, terlarut dalam plasma , asam karbonat,
ion bikarbonat ,dan senyawa bikarbonat.
10. Pengangkutan CO2 dalam bentuk senyawa bikarbonat
cara untuk mempertahankan keseimbangan pH.
Mempertahankan keseimbangan pH merupakan tugas
tambahan bagi sistem respirasi, diluar tugas utamanya
untuk mentranspor O2 dan CO2.
Chloride shift merupakan mekanisme untuk menjaga
keseimbangan elektrik antara plasma darah dan seldarah
merah, dengan mengatur perpindahan ionCl- ke arah
tertentu.
14. Hb mengikat O2 membentuk oksihemoglobin (HbO2)
Satu O2 terikat lemah dengan salah satu dari empat atom
besi pada hemoglobin
Satu buah eritrosit mengandung 265 juta molekul
hemoglobin = 265 juta molekul O2 yang terikat
15. REGULASI PERNAPASAN
• Respirasi pada hewan merupakan proses yang
diatur oleh saraf untuk mencukupi kebutuhan
akan oksigen dan membuang CO2 secara
efektif.
• Respirasi dapat berlangsung secara kimiawi
maupun saraf yang berfungsi untuk menjaga
keseimbangan kadar oksigen dan
karbondioksida dalam tubuh.
16. • Pusat inspiratoris dan pusat ekspiratoris bilateral,
terletak dalam medula oblongata dan pons.
• Pada saat beristirahat pernapasan dikendalikan oleh
pusat inspiratoris, sedangkan ekspirasi merupakan
respon pasif.
• Pusat-pusat itu mengirimkan aliran impuls eksitatoris
melalui nefrus frenikus ke diafragma dan otot dada
agar berkontraksi dan menyebabkan inhalasi.
• Setelah 2 detik, Pusat itu berhenti mengirimkan
impuls, dan otot pun berelaksasi, sehingga terjadi
ekshalasi
18. • Saat aktivitas meningkat, ketika bernapas
menjadi semakin cepat dan dalam, pusat-pusat
ekspiratoris pun menjadi aktif.
• mengirimkan aliran periodik impuls
penghambat ke pusat-pusat inspiratoris,
sehingga menghentikan inhalasi,
• mengirimkan impuls-impuls stimulatoris ke
otot-otot dada dan perut yang menyebabkan
ekshalasi yang lebih besar daripada yang
dihasilkan oleh relaksasi sederhana diafragma
dan otot-otot inpiratoris lainnya.
19. • Pengendalian dan pengaturan pernapasan
dilakukan oleh sistem persyarafan, mekanisme
kimia, dan mekanisme non kimia. Sistem syaraf
secara normal mengatur kecepatan ventilasi
alveolus hampir sama dengan permintaan tubuh,
sehingga tekanan O2 darah arteri (PO2) dan
tekanan CO2 (PCO2) hampir tidak berubah bahkan
selama latihan sedang sampai berat.
• Kita dapat menahan napas secara sadar dalam
waktu singkat namun hampir setiap terdapat
mekanisme otomatis (kontrol otonom) yang
mengatur pernapasan kita.
20. Apa Itu Kontrol Otonom?
• Kontrol otonom merupakan pengatur pernapasan
dimana sistem kardiovaskuler mengkoordinasikan
kerja sistem respirasi.
• Pusat kontrol berfungsi membantu mempertahankan
homeostasis dengan cara memonitor kadar CO2
dalam darah dan mengatur jumlah CO2 yang di
buang oleh alveoli ketika kita menghembuskan
napas.
• Pusat kontrol pernapasan berlokasi di medula
oblongata dan pons.
• Pengaturan pernapasan oleh persarafan dilakukan
oleh korteks cerebri, medulla oblongata, dan pons.
21. • Saat bernapas dalam-dalam, mekanisme umpan balik
negatif mencegah paru-paru agar tidak membesar secara
berlebihan, sensor peregangan mengirimkan impuls saraf
kembali ke medula yang akan menghambat pusat kontrol
pernapasannya.
• Pons
pada pons terdapat 2 pusat pernapasan, yaitu: pusat
apneutik dan pusat pneumotaksis. Pusat apneutik terletak
di formasio retikularis pons bagian bawah. Yang berfungsi
untuk mengkoordinasi transisi antara inspirasi dan ekspirasi
dengan cara mengirimkan area impuls pada inspirasi dan
menghambat ekspirasi. Sedangkan pusat pneumotaksis
terletak di pons bagian atas. Impuls dari pusat
pneumotaksis adalah membatasi durasi inspirasi, tetapi
meningkatkan frekuensi respirasi sehingga irama respirasi
menjadi halus dan teratur, proses inspirasi dan ekspirasi
berjalan secara teratur.
22. • Korteks Cerebri
Berperan dalam pengaturan pernapasan yang bersifat
volunter sehingga memungkinkan kita dapat mengatur
napas dan menahan napas. Misalnya pada saat bicara
atau makan.
• Medulla oblongata
Terletak pada batang otak, berperan dalam pernapasan
automatik atau spontan. Pada kedua oblongata
terdapat dua kelompok neuron yaitu Dorsal
Respiratory Group (DRG) yang terletak pada bagian
dorsal medulla dan Ventral Respiratory Group (VRG)
yang terletak pada ventral lateral medula. Kedua
kelompok neuron ini berperan dalam pengaturan irama
pernapasan.
23. Pengaruh Konsentrasi CO2 Terhadap
Penurunan pH
• Konsentrasi CO2 muncul pada perubahan pH darah
dan cairan jaringan (cairan sererospinal) yang
mengenai otak. CO2 bereaksi dengan air untuk
membentuk asam karbonat, yang akan menurunkan
pH.
• Ketika pusat kontrol mendeteksi penurunan pH
(peningkatan CO2) cairan serebrospinal atau darah,
pusat kontrol tersebut akan meningkatkan
kedalaman dan laju pernapasan serta kelebihan CO2
dibuang di dalam udara yang dihembuskan.
29. AVES
Sistem respirasi unggas. Burung
mempunyai kantung udara sebagai
tambahan untuk paru-paru. Kontraksi dan
relaksasi kantung udara akan
memventilasi paru-paru yang memaksa
udara mengalir dalam satu arah (panah
putih) melalui pipa paralel kecil dalam
paru-paru yang disebut parabronki (SEM).
Pertukaran gas terjadi melewati dinding
parabronki. Selama inhalasi kedua
kantung udara mengembang. Kantung
posterior akan terisi dengan udara segar
(warna terang) dari bagian luar,
sementara kantung anterior akan terisi
dengan udara lama (warna gelap) dari
paru-paru. Selama ekshalasi, kedua
kumpulan kantung udara itu mengempis,
sehingga memaksa udara dari posterior
menuju paru-paru dan udara dari anterior
keluar dari sistem itu melalui trakea. Dua
siklus inhalasi dan ekshalasi diperlukan
supaya uara melewati keseluruhan sistem
itu dan keluar dari tubuh unggas
30. Amphibia
• Paru-paru perkembangan
dasar dari faring
• Udara dipompa melalui
bagian tubuh didekatnya
• A. nares (glotis
menutup)– B. faring
(glotis membuka) – C.
paru-paru – D. nares
• Respirasi tambahan
dengan kulit pada
lingkungan yang lembab
atau basah
31. REPTILIA
• Paru-paru reptilia berada dalam rongga dada dan
dilindungi oleh tulang rusuk. Paru-paru reptilia lebih
sederhana, hanya dengan beberapa lipatan dinding
yang berfungsi memperbesar permukaan pertukaran
gas. Pada reptilia pertukaran gas tidak efektif.
• Pada kadal, kura-kura, dan buaya paru-paru lebih
kompleks, dengan beberapa belahanbelahan yang
membuat paru-parunya bertekstur seperti spon. Paru-paru
pada beberapa jenis kadal misalnya bunglon
Afrika mempunyai pundi-pundi hawa cadangan yang
memungkinkan hewan tersebut melayang di udara.
32. Protozoa, Platihelminthes, Rotifera
Difusi permukaan tubuh, saluran pencernaan atau rongga
badan lainnya
terdapat sel bersilium atau berflagelum untuk
menggerakkan air
Insang Avertebrata
Annelida (Polichaeta) = parapodium yang termodifikasi
menjadi insang
Arthropoda air = insang di sisi lateral ventral tubuh dalam
karapas
Insang Vertebrata
Insang luar (penjuluran keluar)
Insang dalam (dalam ruang insang)
Operkulum
Ruang operkulum
33. Pertukaran gas hewan darat
A. Sistem Trakea
Arthropoda darat (Insecta, beberapa Chelicerata, Chilopoda,
Diplopoda)
• Spirakel
alat penyaring = mencegah benda-benda penyumbat
• Taenidia = memperkuat dan tetap membukakan trakea
• Kantung udara
penyuplai O2 yang besar
Pada serangga penyelam (pengganti insang)
• Trakea tranversal dan longitudinal = pipa udara
• Trakeola
ujung yg berhubungan dengan membran plasma sel
dekat dengn sel otot (0.07 m) yg banyak mengandung mitokondria
34. A. Gambar spirakel dengan alat penyaring;
B. Organ pernapasan dengan sistem Trakea
35. B. Paru-paru difusi
Avertebrata darat
Beberapa moluska, Pulmonata mengubah
ruang mantel menjadi paru-paru
Arachnida (laba-laba), kalajengking
Invaginasi permukaan tubuh
Bermuara di spirakel yang berlamela/berbuku-buku
Dipisahkan dengan batang-batang tempat
pergerakan udara
37. BONGKAR MUAT GAS-GAS RESPIRASI
Bongkar muat gas respirasi.
Perbedaan tekanan parsial gas dalam
ruang alveoli dan dalam udara yang
dihirup dan dihembuskan disebabkan
karena pertukaran gas dalam paru-paru
dan juga karena pencampuran
gas alveoli yang terjadi disetiap
pernapasan. PO2 di alveoli lebih
rendah dari PO2 di udara luar (atm)
karena O2 berdifusi ke dalam alveoli
dan ke dalam darah dan juga karena
udara yang dihirup bercampur dengan
gas-gas yang masih ada dalam pipa
pernapasan dan ruang alveoli antar
pernapasan.
38. Darah yang kembali dari tubuh memiliki PO2 yang rendah
dari ruang alveoli. Karena gas berdifusi dari suatu daerah
dengan tekanan parsial yang lebih tinggi ke rendah, maka
O2 bergerak dari ruang alveolus ke darah dalam kapiler
alveoli paru. Sebaliknya, PCO2 terdapat jauh lebih besar
dalam darah dibandingkan ruangan alveoli sehingga CO2
bergerak dari darah ke paru-paru. Darah yang
meninggalkan paru-paru mempunyai PO2 dan PCO2 yang
sama dengan udara dalam ruang alveoli. Ketika darah
mencapai kapiler jaringan, PO2 lebih tinggi dari jaringan
sehingga O2 masuk dari darah menuju cairan interstisial
yang mengelilingi sel jaringan. Setelah pelepasan O2, darah
mengikat CO2 dan menuju paru-paru.
39. CAIRAN PENGHANTAR GAS
Pigmen pernapasan pengantar gas
• 100 ml ± 20 % O2, 30 % CO2
• Hemoglobin
Globin empat rantai peptida (2 rantai , 2 rantai )
Tiap rantai porfirin mengikat heme (mirip sitokromFe pada transport
elektron)
Terdapat di sel darah merah (eritrosit)
Mencegah tekanan osmosis yang tidak dikehendaki
Pada Arenicola polychaeta laut lebih dari 4 rantai = 96 rantai dengan satu
heme.
• Hemosianin
Memberi warna biru pada darah
Tidak mempunyai porfirin, O2 diikat oleh dua atom Cu (tembaga)
40. 1. O2 meninggalkan oksihemoglobin karena tekanan
parsial O2 rendah dalam jaringan
2. Karbondioksida masuk dalam darah karena tekanan
parsialnya yang tinggi, bereaksi dengan air untuk
membentuk asam karbonat, hidrogen dan ion
bikarbonat
3. Terdapat banyak oksihemoglobin dalam bentuk
garam kalium, KHbO2. Banyak ion hidrogen
mengganti kalium, mengeluarkan oksigen lebih
banyak dan membentuk asam hemoglobin, HHb dan
kalium bebas
41. 4. Banyak ion kalium dalam konsentrasi yang
relatif tinggi dalam sel, bersenyawa dengan
ion bikarbonat dan membentuk kalium
bikarbonat KHCO3
5. ion-ion bikarbonat lain berdifusi ke dalam
plasma tempat ion tersebut bersenyawa
dengan natrium yang ada dalam
konsentrasi yang relatif tinggi di luar sel,
dan membentuk bikarbonat natrium,
NaHCO3
6. Keseimbangan listrik dipelihara dengan
pergeseran ion klorida dari plasma ke
eritrosit
42. Syaraf dari pusat kontrol penapasan di medula oblongata otak
mengirimkan impuls ke diafragma dan otot rusuk untuk
merangsang kontraksi menghirup udara (inhalasi)
Neuron inhalasi mengontrol irama tetap dengan 10-14 inhalasi
permenit pada saat istirahat
Diantara inhalasi, otot berelaksasi sehingga menghembuskan
nafas, pusat pengontrol spon memuluskan transisi antara
inhalasi dan ekshalasi
Sensor medula mengontrol kadar CO2 dalam darah sehingga
pH menurun
Kadar oksigen yang rendah merangsang kemoreseptor yang
berhubungan dengan aorta dan arteri karotid dekat jantung
memberi impuls syaraf ke medula untuk meningkatkan laju
pernapasan
