RESPIRASI SELRESPIRASI SEL

GGenta Jagad, S.Kedenta Jagad, S.Ked

Respirasi Respirasi Proses pengambilan O2 & Proses pengambilan O2 &

pengeluaran CO2 pengeluaran CO2 menghasilkan menghasilkan energi energi aktivitas hidup. aktivitas hidup.

Respirasi Respirasi tidak langsungtidak langsung bertahap.bertahap.

Respirasi Respirasi Secara tidak langsungSecara tidak langsung

udara pernapasan tidak langsung berdifusi ke udara pernapasan tidak langsung berdifusi ke permukaan kulit ttp berdifusi mel paru dlm tubuh. permukaan kulit ttp berdifusi mel paru dlm tubuh.

Secara bertahapSecara bertahap artinya terjadi dua kali pertukaran antara O2 dan artinya terjadi dua kali pertukaran antara O2 dan

CO2. CO2. Pertukaran pertama (respirasi luar) Pertukaran pertama (respirasi luar) difusi gas dari luar difusi gas dari luar

ke aliran darah ke aliran darah Pertukaran kedua (respirasi dalam) Pertukaran kedua (respirasi dalam) pertukaran gas pertukaran gas

antara aliran darah dan sel-sel tubuh.antara aliran darah dan sel-sel tubuh.

RespirasiRespirasi Respirasi luar; Respirasi luar;

pengikatan O2 dgn Hb & pelepasan CO2 oleh pengikatan O2 dgn Hb & pelepasan CO2 oleh paru.paru.

Hb + O2 Hb + O2 HbO2 (oksihemoglobin) HbO2 (oksihemoglobin) Respirasi dalam; Respirasi dalam;

pelepasan O2 dr Hb yg masuk pelepasan O2 dr Hb yg masuk cairan cairan tubuh / sel-sel tubuh & CO2 masuk ke dalam tubuh / sel-sel tubuh & CO2 masuk ke dalam darah.darah.

HbO2 HbO2 Hb + O2 Hb + O2

Pernapasan tingkat selPernapasan tingkat sel Berlangsung di dalam mitokondria. Berlangsung di dalam mitokondria. Zat makanan disekeliling sel akan Zat makanan disekeliling sel akan

diuraikan diuraikan energi bebas. energi bebas. Energi Energi digunakan utk mengubah digunakan utk mengubah

ADP ADP ATP. ATP.

Alat Pernapasan ManusiaAlat Pernapasan Manusia HIDUNGHIDUNG FARINGFARING TRAKEATRAKEA BRONKUSBRONKUS BRONKIOLUSBRONKIOLUS ALVEOLUSALVEOLUS

Mekanisme Pernapasan Mekanisme Pernapasan ManusiaManusia

Salah satu tahap dalam proses Salah satu tahap dalam proses pernapasan adalah pengikatan oksigen pernapasan adalah pengikatan oksigen oleh darah.oleh darah.

Oksigen dibutuhkan utk memperoleh Oksigen dibutuhkan utk memperoleh energi. energi.

Ketiadaan oksigen dapat mematikan Ketiadaan oksigen dapat mematikan sel. sel.

Ketiadaan oksigen selama 3-4 detik Ketiadaan oksigen selama 3-4 detik dapat merusak sel-sel otak.dapat merusak sel-sel otak.

Pernapasan Dada Pernapasan Dada InspirasiInspirasi

Otot antartulang rusuk berkerut sehingga Otot antartulang rusuk berkerut sehingga dada terangkat dada terangkat volume rongga dada volume rongga dada bertambah bertambah menyebabkan tekanan menyebabkan tekanan udara dalam dada lebih kecil daripada udara dalam dada lebih kecil daripada tekanan udara luar tekanan udara luar sehingga udara sehingga udara luar masuk ke rongga dada luar masuk ke rongga dada diteruskan diteruskan ke paru ke paru oksigen diikat pembuluh darah oksigen diikat pembuluh darah di alveolus paru.di alveolus paru.

Pernapasan DadaPernapasan Dada Ekspirasi Ekspirasi

Otot antartulang rusuk mengendur Otot antartulang rusuk mengendur tulang-tulang rusuk turun tulang-tulang rusuk turun sehingga sehingga rongga dada mengecil rongga dada mengecil rongga dada rongga dada mengecil mengecil volume paru mengecil volume paru mengecil tekanannya menjadi lebih besar tekanannya menjadi lebih besar daripada tekanan udara luar.daripada tekanan udara luar.

Pernapasan PerutPernapasan Perut Melibatkan kontraksi dan relaksasi Melibatkan kontraksi dan relaksasi

diafragma.diafragma. Inspirasi Inspirasi

otot diafragma akan mengerut sehingga otot diafragma akan mengerut sehingga diafragma lebih mendatar diafragma lebih mendatar Akibatnya, volume Akibatnya, volume rongga dada membesar yang menyebabkan rongga dada membesar yang menyebabkan tekanan didalamnya lebih kecil daripada tekanan didalamnya lebih kecil daripada tekanan udara luar tekanan udara luar kondisi ini menyebabkan kondisi ini menyebabkan udara memasuki dada dan bergerak menuju udara memasuki dada dan bergerak menuju paru sehingga terjadi inspirasi. paru sehingga terjadi inspirasi.

Pernapasan PerutPernapasan Perut EkspirasiEkspirasi

akibat mengerutnya otot dinding rongga akibat mengerutnya otot dinding rongga dada, diafragma akan naik hingga dada, diafragma akan naik hingga menyebabkan rongga dada dan paru menyebabkan rongga dada dan paru mengecil mengecil tekanan dalam paru tekanan dalam paru meningkat meningkat ekspirasi karena terjadi ekspirasi karena terjadi pelepasan udara dari paru. pelepasan udara dari paru.

Proses pernapasan dada dan Proses pernapasan dada dan pernapasan perut pernapasan perut bersamaan. bersamaan.

Proses inspirasi dan ekspirasi: 15 Proses inspirasi dan ekspirasi: 15 x/menit. x/menit.

Inspirasi:Inspirasi: tekanan udara paru turun 1 -2 mm Hg tekanan udara paru turun 1 -2 mm Hg

dibanding tekanan paru normaldibanding tekanan paru normal Ekspirasi:Ekspirasi:

Tekanan akan naik 2 -Tekanan akan naik 2 -33 mm Hg. mm Hg. Dapat terjadi secara tiba-tibaDapat terjadi secara tiba-tiba

bersin atau tersedak. bersin atau tersedak.

Pertukaran O2 & CO2 Pertukaran O2 & CO2 Kebutuhan: 250 cc O2/mnt (1,5 liter/jam). Kebutuhan: 250 cc O2/mnt (1,5 liter/jam).

O2 + Hb O2 + Hb HbO2 (sebagian besar). HbO2 (sebagian besar). Plasma darah (2-3 %). Plasma darah (2-3 %).

Darah mengalir Darah mengalir jaringan perifer sel-sel jaringan perifer sel-sel tubuhtubuh

Karena: Karena: rendahnya tekanan O2 sel jaringan perifer (terjadi rendahnya tekanan O2 sel jaringan perifer (terjadi

akibat sel jaringan perifer menggunakan O2) akibat sel jaringan perifer menggunakan O2) dalam pernapasan secara terus menerus. dalam pernapasan secara terus menerus.

Sebaliknya, tekanan O2 di paru lebih tinggi akibat Sebaliknya, tekanan O2 di paru lebih tinggi akibat masuknya oksigen pada saat inspirasi. masuknya oksigen pada saat inspirasi.

Pertukaran O2 & CO2Pertukaran O2 & CO2 Darah akan mengalir dari tekanan Darah akan mengalir dari tekanan

O2 tinggi O2 tinggi tekanan O2 rendah. tekanan O2 rendah. Di jaringan perifer Di jaringan perifer oksihemoglobin oksihemoglobin

melepaskan 37% oksigennya. melepaskan 37% oksigennya.

Pertukaran O2 & CO2Pertukaran O2 & CO2 Di jaringan perifer sel-sel tubuh Di jaringan perifer sel-sel tubuh

dengan cepat menggunakan O2 dengan cepat menggunakan O2 untuk pernapasannya.untuk pernapasannya.

O2 dimanfaatkan oleh sel-sel yang O2 dimanfaatkan oleh sel-sel yang bersifat aerobik bersifat aerobik digunakan untuk digunakan untuk menghasilkan energi.menghasilkan energi.

Akibatnya Akibatnya banyak CO2 yang terbentuk banyak CO2 yang terbentuk CO2 + H2O CO2 + H2O H2CO3 H2CO3 H H++ + HCO + HCO33

-- Menyebabkan kondisi asamMenyebabkan kondisi asam

HbO2 HbO2 melepaskan O2 melepaskan O2 diteruskan pada diteruskan pada sel-sel yang lebih membutuhkannya. sel-sel yang lebih membutuhkannya.

Itulah sebabnya, saat OR yang proses Itulah sebabnya, saat OR yang proses pernapasan selnya begitu cepat, otot-otot pernapasan selnya begitu cepat, otot-otot akan melepaskan sejumlah asam laktat akan melepaskan sejumlah asam laktat dengan tujuan agar oksihemoglobin dengan tujuan agar oksihemoglobin melepaskan oksigennya.melepaskan oksigennya.

Pertukaran CO2 & O2Pertukaran CO2 & O2 Pertukaran gas terjadi Pertukaran gas terjadi perbedaan perbedaan

tekanan udara. tekanan udara. Gas dari tekanan tinggi Gas dari tekanan tinggi berdifusi berdifusi

tekanan rendah.tekanan rendah. Udara di dalam ruang paru mengandung Udara di dalam ruang paru mengandung

lebih sedikit CO2 dibandingkan dengan lebih sedikit CO2 dibandingkan dengan udara pada kapiler darah. udara pada kapiler darah.

Dengan demikian, tekanan gas CO2 pada Dengan demikian, tekanan gas CO2 pada kapiler darah lebih tinggi daripada kapiler darah lebih tinggi daripada tekanan gas CO2 pada paru. tekanan gas CO2 pada paru.

Pertukaran CO2 & O2Pertukaran CO2 & O2 Akibatnya, CO2 dari darah akan berdifusi Akibatnya, CO2 dari darah akan berdifusi

ke ruang udara paru. ke ruang udara paru. Keadaan tersebut berlawanan dengan O2. Keadaan tersebut berlawanan dengan O2. Aliran darah yang menuju paru mempunyai Aliran darah yang menuju paru mempunyai

tekanan O2 yang lebih rendah tekanan O2 yang lebih rendah dibandingkan dengan tekanan O2 di dalam dibandingkan dengan tekanan O2 di dalam ruang paru. ruang paru.

Karena itu, O2 akan berdifusi dari paru ke Karena itu, O2 akan berdifusi dari paru ke darah. darah.

Penggunaan Oksigen dlm Penggunaan Oksigen dlm SelSel

Oksigen diperlukan dalam sejumlah Oksigen diperlukan dalam sejumlah enzim oksigenase.enzim oksigenase.

Enzim ini mengkatalisis penyatuan Enzim ini mengkatalisis penyatuan oksigen ke dalam molekul substrat. oksigen ke dalam molekul substrat.

Peristiwa ini berlangsung 2 tahap:Peristiwa ini berlangsung 2 tahap: Pengikatan O2 dgn tapak aktifPengikatan O2 dgn tapak aktif Reaksi saat O2 yg terikat direduksi atau Reaksi saat O2 yg terikat direduksi atau

dipindahkan kpd substrat.dipindahkan kpd substrat.

Enzim oksigenasi terbagi 2:Enzim oksigenasi terbagi 2: OksigenaseOksigenase MonooksigenaseMonooksigenase

Oksigenase Oksigenase Menyatukan kedua atom pd molekul Menyatukan kedua atom pd molekul

O2 ke dlm substrat.O2 ke dlm substrat. Reaksi dasar: A + O2 Reaksi dasar: A + O2 AO2 AO2 Contoh: Contoh:

Homogentisat dioksigenase, Homogentisat dioksigenase, 3-hidroksi siantranilat dioksigenase 3-hidroksi siantranilat dioksigenase L-triptophan dioksigenase.L-triptophan dioksigenase.

MonooksigenaseMonooksigenase Enzim monooksigenase yg pntg Enzim monooksigenase yg pntg Sistem Sistem

sitokrom P450.sitokrom P450. Ditemukan dlm mikrosom sel heparDitemukan dlm mikrosom sel hepar Sistem ini berguna untuk;Sistem ini berguna untuk;

Metabolisasi obat, polutan & karsinogen kimia. Metabolisasi obat, polutan & karsinogen kimia. Obat yang dpt dihidroksilasi: benzpiren, Obat yang dpt dihidroksilasi: benzpiren,

aminopirin, anilin, morfin & benzfetamin.aminopirin, anilin, morfin & benzfetamin. Obat seperti fenobarbital dpt membentuk Obat seperti fenobarbital dpt membentuk

enzim mikrosom & sitokrom P450. enzim mikrosom & sitokrom P450.

Keracunan OksigenKeracunan Oksigen Keracunan O2 terjadi melalui jalan:Keracunan O2 terjadi melalui jalan:

Pembentukan H2O2Pembentukan H2O2 Radikal bebas superoksidaRadikal bebas superoksida

Pembentukan H2O2:Pembentukan H2O2: AH2 O2 AH2 O2

A H2O2 A H2O2

Radikal bebas superoksida terbentuk bila Radikal bebas superoksida terbentuk bila flavin tereduksi.flavin tereduksi.

Enz-Flavin-H2 + O2 Enz-Flavin-H2 + O2 Enz-Flavin-H + Enz-Flavin-H + OO22o-o- + H+ H++

Superoksida sangat reaktif sedangkan Superoksida sangat reaktif sedangkan struktur sel sangat rentan pada membran, struktur sel sangat rentan pada membran, struktur protein, enzim & asam nukleat yang struktur protein, enzim & asam nukleat yang dpt menyebabkan mutasi & kematian sel.dpt menyebabkan mutasi & kematian sel.

Kerusakkan dapat terjadi setingkat DNA.Kerusakkan dapat terjadi setingkat DNA.