RESPIRASIRESPIRASI

ridwan@sith.itb.ac.id

Fungsi sistem respirasi

• Menyiapkan permukaan yang luas untuk pertukaran gas antara udara dan peredaran darah

• Menggerakkan lalulintas pertukaran udara dari dan ke permukaan paru-paru

M li d i k b i i d i d hid i b h• Melindungi permukaan membran respirasi dari dehidrasi, perubahan temperatur, dan perubahan lingkungan lainnya, serta menjaga sistem respirasi dari invasi patogen

• Menghasilkan bunyi termasuk bicara, nyanyi dan komunikasi nonverbal

M b ik i lf kt i ( b / i ) k i t• Memberikan sensasi olfaktori (pembauan/penciuman) ke sistem saraf pusat

Beberapa cara pertukaran gas

Proses respirasi

• Respirasi eksternalPengambilan oksigen dari lingkungan –dan—melepaskan karbondioksida ke lingkan g g g g p gmelalui membran respirasi secara difusi

• Respirasi internalProses berlangsung di dalam sel (mitokondria) ----terjadi reaksi oksidasi untuk g g ( ) jmenghasilkan energi

• Transportasi gasPengangkutan O2 dan CO2 melalui sirkulasi darah ke dan dari sel, serta dari dan ke membran respirasie b a esp as

Difusi Gas

• Kecepatan difusi gas berbanding terbalikKecepatan difusi gas berbanding terbalik dengan akar berat molekulnya (1/√BM)

• Kecepatan difusi bergantung pada :Kecepatan difusi bergantung pada :- Tekanan partial gas

Permeabilitas membran respirasi- Permeabilitas membran respirasi- Luas permukaan membran respirasi

K t i k l i d h- Kecepatan sirkulasi darah- Reaksi kimia yang terjadi dalam darah

Kapasitas difusi

• Jumlah gas yang menembus membran pernapasan per H b d t k t 2 i i d immHg perbedaan tekanan gas antara 2 sisi dari

membran dirumuskan sbb :

Dk = VO2 / P1 – P2

Dk = koef dif. Gas (ml/menit/mmHg)VO2 = jumlah O2 yg berdifusi ke darah kapiler paru2/menitP1 = tekanan partial O2 dlm udara alveolusP2 = tekanan partial O2 dlm darah kapiler paru-paru

Kapasitas O2 (Ks O2 )• Ks O2 = jumlah O2 yang diikat Hb dalam 100 ml darah yang

kondisinya jenuh ( 1 gram Hb dapat mengikat 1,34 ml O2 )

• Afinitas Hb terhadap O2 dipengaruhi :1.Tekanan partial CO2p 22. Suhu tubuh3. pH darah4 K d 2 3 f f li t d l d h4. Kadar 2,3 fosfogliserat dalam darah

• Kandungan total O2 dalam darah = kandungan O2 yangKandungan total O2 dalam darah kandungan O2 yang terlarut dalam plasma + kandungan O2 yang terikat pada Hb

• Untuk itu perlu diketahui koefisien kelarutan O2 yaitu = 2,4 ml O dalam 100 ml darah (pada 37oC 760 mmHg)ml O2 dalam 100 ml darah (pada 37oC , 760 mmHg)

Hubungan antara tekanan udara dan ketinggian dari permukaan laut.Di dataran tinggi tekanan udara lebih rendah dibandingkan di permukaan laut Di puncak gunung EverestDi dataran tinggi tekanan udara lebih rendah dibandingkan di permukaan laut. Di puncak gunung Everest,

tekanan udara hanya 1/3 tekanan udara di permukaan laut.

Pada permukaan lautPada permukaan laut

• Tekanan partial gas dihitung berdasarkanTekanan partial gas dihitung berdasarkan kelipatan fraksi dari setiap komponen gas didalam udara dengan tekanan atmosfirdidalam udara dengan tekanan atmosfir.

• Contoh :PN2 760 79 02% 600 6 H• PN2 = 760 x 79.02% = 600.6mm Hg,

• PO2 = 760 x 20.95% = 159.2mm Hg,• PCO2 = 760 x 0.03% = 0.2mm Hg.

MengapaMengapa

• Manusia tidak bisa hidup pada ketinggianManusia tidak bisa hidup pada ketinggian 6000 meter dari permukaan laut ? ? ?

KarenaKarena

• Walaupun udara pada ketinggian 6000Walaupun udara pada ketinggian 6000 meter tetap mengandung 20.95% oksigen tetapi tekanan atmosfir hanya 380 mmHgtetapi tekanan atmosfir hanya 380 mmHg. Jadi Po2 hanya 80 mm Hg(380 × 20.95%), hanya setengah dari jumlah oksigenhanya setengah dari jumlah oksigen tersedia pada level permukaan laut

Sistem pernapasan ikanSistem pernapasan ikan

Countercurrent exchange dan Concurrent exchange

• Apakah respirasi hewan akuatik lebihApakah respirasi hewan akuatik lebih efisien dari hewan terestrial ? Mengapa ?

tugas

Insang diadaptasikan pada hewan terestrial d 2 ldengan 2 alasan :

• Air is less buoyant than water. The fine membranous l ll f ill l k t t l t th d l tlamellae of gills lack structural strength and rely on water for their support. A fish out of water, although awash in oxygen (water contains only 5 to 10 mL O2/L, compared with air with 210 mL O2/L) soon suffocates because itswith air with 210 mL O2/L), soon suffocates because its gills collapse into a mass of tissue. This collapse greatly reduces the diffusion surface area of the gills. Unlike gills, internal air passages can remain open, because thegills, internal air passages can remain open, because the body itself provides the necessary structural support.

• Water diffuses into air through evaporationWater diffuses into air through evaporation. Atmospheric air is rarely saturated with water vapor, except immediately after a rainstorm. Consequently, terrestrial organisms that are surrounded by air g yconstantly lose water to the atmosphere. Gills would provide an enormous surface area for water loss.

Sistem pernapasan amfibiSistem pernapasan amfibi

Sistem pernapasan manusia

Sistem pernapasan burungS ste pe apasa bu u g

Bagaimana burung bernafas ? (tugas kel genap)

Breathing occurs in two cycles.

Cycle 1: Inhaled air (shown in red) is drawn from the trachea i t th t i i dinto the posterior air sacs and then is exhaled into the lungs.

Cycle 2: Air is drawn from theCycle 2: Air is drawn from the lungs into the anterior air sacs and then is exhaled through the trachea. Passage of air gthrough the lungs is always in the same direction, from posterior to anterior (right to left in this diagram)left in this diagram).

Pertukaran gas CO2 dan O2

Hemoglobin consists of four polypeptide chains—two alpha (α) chains and two beta (β)chains Each chain is associated with a heme group and each hemebeta (β)chains. Each chain is associated with a heme group, and each heme group has a central iron atom, which can bind to a molecule of O2.

Regulasi Pernapasan : respiratory control center pada medulla oblongata

The transport of carbon dioxide by the blood. CO2 is transported in three ways: dissolved in plasma, bound to the protein portion ofhemoglobin, and as carbonic acid and bicarbonate, which form in the red blood cells. When the blood passes through the pulmonary capillaries these reactions are reversed so that CO2 gas is formedpasses through the pulmonary capillaries, these reactions are reversed so that CO2 gas is formed, which is exhaled.

Ringkasan pertukaran gas respirasi