tinjauan pustaka oksigen
DESCRIPTION
Tinjauan pustaka yang amat mendalam mengenai oksigen.TRANSCRIPT
BAB I
PENDAHULUAN
Semua organisme di bumi ini memerlukan 3 komponen vital yang dibutuhkan untuk
hidup, yaitu: oksigen, air dan nutrisi. Dari ketiga hal tersebut komponen yang paling esensial
adalah oksigen. Oksigen memegang peranan penting dalam tubuh secara fungsional. Tidak
adanya oksigen akan menyebabkan tubuh mengalami kemunduran atau bahkan dapat
menimbulkan kematian. Oleh karena itu, kebutuhan oksigen merupakan kebutuhan yang paling
utama dan sangat vital bagi tubuh. Pemenuhan kebutuhan oksigen ini tidak terlepas dari kondisi
sistem pernapasan secara fungsional. [1]
Proses pemanfaatan oksigen ini oleh organisme disebut dengan respirasi. Respirasi ialah
pertukaran gas-gas antara organisme hidup dengan lingkungan sekitarnya, dimana terjadi
pertukaran antara oksigen (O2) dan karbon dioksida (CO2). Pertukaran ini terjadi di dalam tubuh
maupun di luar tubuh organisme yang bersangkutan. (1) Bila ada gangguan pada salah satu organ
sistem respirasi, maka kebutuhan oksigen akan mengalami gangguan. Sering kali individu tidak
menyadari terhadap pentingnya oksigen.
Di dalam dunia kedokteran dan kesehatan, oksigen banyak digunakan baik dalam
membantu proses pemulihan maupun terapi. Tubuh kita memerlukan oksigen untuk membentuk
energi yang diperlukan untuk mengatasi kelelahan, selain daripada itu oksigen juga dibutuhkan
untuk memetabolisme karbohidrat, lemak dan protein. Dalam pengaturan keseimbangan asam
basa di dalam tubuh juga diperlukan oksigen.
Dari beberapa hal yang disebutkan diatas dapat dilihat dengan jelas bahwa oksigen sangat
berpengaruh di dalam sistem kerja organ tubuh. Oleh sebab itu, akhir-akhir ini kita sering
mendengar tentang adanya terapi oksigen yang banyak digunakan di dalam dunia kecantikan,
khususnya untuk perawatan kulit. Tetapi di dunia kedokteran dan kesehatan, oksigen masih
merupakan modal dasar untuk membantu pemulihan kondisi pasien agar tidak terjadinya defisit
oksigen di dalam tubuh. Hal ini dilakukan agar tidak terjadi gangguan kerja sistem organ tubuh
sebagai satu kesatuan.
~ 1 ~
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Penemuan dan penamaan
Leonardo da Vinci menyarankan bahwa udara terdiri dari dua gas yang berbeda. Sebelum
itu, udara dikategorikan sebagai suatu elemen tersendiri. Beliau juga menyadari bahwa salah satu
gas di udara essential untuk kehidupan. Oksigen telah diproduksi oleh beberapa kimiawan
sebelum penemuannya pada tahun 1774, tetapi mereka gagal untuk mengenalinya sebagai suatu
elemen tersendiri. [2-3]
Joseph Priestley dan Carl Wilhelm Scheele telah menemukan oksigen secara independen,
namun Priestly biasanya diberikan kredit untuk penemuan oksigen. Mereka berdua mampu
memproduksi oksigen dengan memanaskan merkuri oksida (HgO). Priestley merujuk gas yang
diproduksi dalam eksperimennya sebagai "dephlogisticated air" dan Scheele merujuknya sebagai
"fire air". [2-3]
Nama "Oksigen" diciptakan oleh Antoine Lavoisier yang salah mengerti bahawa oksigen
diperlukan untuk membentuk semua tipe asam. 'Oksigen' berasal dari kata Yunani "oxy genes"
yang berarti "asam" (tajam) dan "membentuk" (asam pembentuk). [2-3]
2.2 Karakteristik
Oksigen merupakan elemen pertama dari Grup 16 dari tabel periodik. Oksigen adalah
unsur ketiga terbanyak di bumi. 21% daripada atmosfer terdiri dari oksigen, Ia mempunyai
lambang O, nombor atom 8 dan berat molekul 15.9994. [4]
2.2.1 Sifat Fisik
Oksigen adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak mempunyai rasa dengan
kepadatan 1.429 gram per liter, lebih besar dari udara (1,29 gram per liter). Titik didih adalah -
297,33 ° F (-182,96 ° C) dan titik beku adalah -361,2 ° F (-218,4 ° C). Oksigen cair memiliki
warna agak kebiru-biruan dan bersifat magnetik. [4]
Oksigen merupakan konduktor panas dan listrik yang lemah. Ia sedikit larut dalam air,
alkohol dan beberapa cairan umum lainnya. Viskositas oksigen adalah 189 millipoises (pada 0 °
C). [4-5]
~ 2 ~
2.2.2 Alotrop
Oksigen wujud dalam tiga bentuk alotrop yaitu oksigen diatomik, atau dioksigen (O2),
oksigen atomik (O), dan trioksigen atau ozon (O3). Alotrop adalah bentuk dari suatu unsur
dengan sifat fisik dan kimia yang berbeda. Dioksigen adalah kondisi normal oksigen pada suhu
kamar. Oksigen atomik adalah spesies yang sangat reaktif yang membentuk oksigen diatomik
dan bereaksi dengan unsur dan senyawa lain dengan mudah. [5-6]
Ozon terbentuk ketika O2 bergabung dengan oksigen atomik yang dihasilkan dari
pemisahan O2 oleh radiasi ultraviolet. Lapisan ozon ini sangat penting bagi kehidupan di Bumi.
Ia berfungsi sebagai perisai yang menghalang radiasi berbahaya yang berasal dari Matahari.
Ozon cenderung tidak stabil dan terurai menjadi dioksigen dan oksigen atomik dan bereaksi
dengan zat lain dengan mudah. [5-6]
Pada tahun 2001, telah ditemukan molekul metastabil tetraoksigen (O4) dan diasumsikan
terdapat pada salah satu enam fase oksigen padat. Hal ini dibuktikan pada tahun 2006, dengan
menekan O2 sampai dengan 20 GPa, dan ditemukan struktur gerombol rombohedral O8.
Gerombol ini berpotensi sebagai oksidator yang lebih kuat daripada O2 maupun O3, dan dapat
digunakan dalam bahan bakar roket. [5-6]
2.2.3 Sifat Kimia
Sifat kimia oksigen yang paling penting adalah ia mendukung pembakaran. Artinya,
oksigen membantu untuk membakar benda-benda lain tetapi oksigen tidak terbakar. Oksigen
bereaksi dengan kebanyakan elemen lain. Reaksi kimia antara oksigen dengan elemen lain
disebut oksidasi. Pembakaran adalah contoh proses oksidasi yang cepat. Pada hampir semua
proses oksidasi, haba dilepaskan. Beberapa contoh oksidasi yang lambat adalah proses
pengaratan besi, pengeringan cat, dan perubahan alkohol menjadi cuka. [4]
2.2.4 Keberadaan di alam
Oksigen terdapat sebagai unsur terutamanya di atmosfer. Okisgen terdiri daripada
20,948% dari atmosfer. Oksigen juga terdapat di lautan, danau, dan sungai dalam bentuk cecair.
Hampir 89% dari berat air adalah oksigen. Kelimpahan oksigen diperkirakan sekitar 45 persen di
bumi. [5-6]
~ 3 ~
Oksigen terbentuk dalam semua jenis mineral. Beberapa contoh umum termasuk oksida,
karbonat, nitrat, sulfat, dan fosfat. Oksida adalah senyawa kimia yang mengandung oksigen dan
satu elemen lain. Kalsium oksida, atau kapur (CaO), adalah salah satu contohnya. Karbonat
adalah senyawa yang mengandung oksigen, karbon, dan satu elemen lain. Salah satu contoh
karbonat adalah natrium karbonat atau soda (Na2CO3). Na2CO3 sering ditemukan dalam deterjen
dan produk pembersih. [5-6]
Nitrat, sulfat, dan fosfat juga mengandungi oksigen dan unsur-unsur lain. Unsur-unsur
lain dalam senyawa tersebut adalah nitrogen, sulfur, atau fosfor disertai satu elemen lain. Contoh
dari senyawa tersebut adalah kalium nitrat, atau sendawa (KNO3), magnesium sulfat, atau garam
Epsom (MgSO4), dan kalsium fosfat (Ca3 (PO4)2). [5-6]
2.2.5 Isotop
Ada tiga isotop alami oksigen: oksigen-16, oksigen-17, dan oksigen-18. Isotop adalah
dua atau lebih bentuk elemen. Isotop berbeda antara satu sama lain sesuai dengan nomor massa
mereka. Nomor yang tertulis di sebelah kanan nama elemen adalah nomor massa. Nomor massa
merupakan jumlah proton ditambah neutron dalam inti atom elemen. Jumlah proton menentukan
elemen, tetapi jumlah neutron dalam atom dari setiap elemen bervariasi. Setiap variasi neurtron
itu adalah suatu isotop. [5]
Terdapat lima isotop radioaktif oksigen. Satu isotop radioaktif adalah salah satu yang
pecah dan memberikan efek radiasi. Isotop radioaktif dihasilkan ketika partikel yang sangat kecil
ditembak pada atom. Partikel-partikel tersebut menempel pada atom dan mengubah ataom
menjadiradioaktif. Tiada isotop radioaktif dari oksigen yang memiliki penggunaan komersial. [5]
~ 4 ~
2.3 Penggunaan Oksigen
2.3.1 Bidang Perobatan
Semua organisme hidup termasuk hewan dan tumbuhan menggunakan oksigen
untuk respirasi yang disebut sebagai respirasi aerobik. Proses ini menghasilkan energi
untuk semua aktivitas metabolik melalui pembakaran glukosa dan oksigen. Oksigen
digunakan dalam pengobatan pneumonia, emfisema, beberapa gangguan jantung, dan
penyakit lain. Masker oksigen digunakan untuk meringankan berbagai gangguan
kesehatan, seperti hipoksemia, penyakit asma, dan penyakit pembuluh darah. Silinder
oksigen dapat membantu pasien, yang sulit untuk bernafas, pendaki gunung di lintang
tinggi, penyelam bawah air atau astronot. [5-6]
Kadang-kadang ruang oksigen hiperbarik digunakan untuk mengobati korban
keracunan karbon monoksida atau oleh bakteri anaerob dalam sistem pernafasan.
Oksigen dapat meningkatkan efek radiasi pada sel-sel kanker, sehingga pengobatan ini
harus dilakukan di ruang oksigen hiperbarik. Penggunaan atmosfer yang sangat kaya
akan oksigen meningkatkan risiko kebakaran, sehingga tindakan pencegahan ketat harus
diambil dalam kondisi ini. Gas oksigen turut digunakan untuk membunuh bakteri yang
menyebabkan gangren. [5-6]
2.3.2 Bidang Perindustrian
Dalam bidang perindustrian, oksigen digunakan terutama untuk proses pencairan,
pengelasan dan pemotongan logam. Produksi logam menyumbang persentase terbesar
dari penggunaan oksigen. Sebagai contoh, oksigen digunakan untuk membakar karbon
dan kotoran lain yang berada di besi untuk membuat baja. Sejumlah kecil dari kotoran
tersebut mungkin diinginkan dalam baja, tapi terlalu banyak membuatnya rapuh dan tidak
dapat digunakan. Karbon dan kotoran lain dibakar dalam pembuatan baja dengan
peledakan oksigen melalui besi cair. [7]
Oksigen juga diperlukan untuk menghasilkan antibeku dan polimer poliester.
Polimer tersebut digunakan untuk membuat plastik dan kain. Konversi bijih besi menjadi
baja membutuhan O2 yang diproduksi secara komersial. Dalam pelbagai industri kimia,
oksigen digunakan dalam pembuatan asam nitrat, asam sulfat, senyawa lain, dan asam.
Oksigen dalam bentuk yang paling reaktif, yakni, ozon, digunakan dalam reaksi kimia ~ 5 ~
yang berbeda untuk meningkatkan laju reaksi dan menjamin sepenuhnya kemungkinan
oksidasi senyawa. [7]
2.3.3 Kegunaan lain
Oksigen atmosfer digunakan untuk pembakaran bagi menghasilkan energi dalam
mobil, pesawat terbang, kapal, generator dan proses industri. Roket membutuhkan O2 cair
untuk membakar bahan bakar dan untuk mengangkat roket ke ruang angkasa. para
ilmuwan mengevaluasi rasio isotop oksigen-18 dan oksigen-16 dalam kerangka
organisme laut untuk mengetahui kondisi iklim sekitar satu juta tahun yang lalu, [7]
~ 6 ~
2.4 Fisiologi Oksigenasi
Oksigenasi merupakan keseluruhan proses pertukaran gas antara udara atmosfer dan
darah, dan antara dengan sel-sel tubuh. Kebutuhan oksigenasi merupakan salah satu kebutuhan
dasar pada manusia yaitu kebutuhan fisiologis. Oksigenasi juga merupakan upaya yang
dibutuhkan untuk mengembangkan dan membuat paru berkonstraksi. Oksigen di perlukan tubuh
untuk proses oksidasi atau metabolisme karbohidrat, lemak dan protein.
Walaupun sel mengkonsumsi oksigen dalam jumlah yang terbesar dan metabolisme
aerobik dan integritas sel tergantung pada oksigen, jaringan tidak memiliki sistem penyimpanan
oksigen. Sel bergantung pada suplai oksigen yang terus menerus yang tepat dan sesuai mengikut
perubahan kebutuhan metabolik. Jika suplai ini gagal walaupun untuk beberapa menit,
hipoksemia jaringan terjadi menyebabkan metabolisme anaerobik dan produksi laktat. [8]
Transportasi oksigen dari udara lingkungan ke mitokondria sel-sel individual terjadi
dalam serangkaian langkah. Jantung, paru-paru, dan sirkulasi mengekstrak oksigen dari atmosfer
dan mengalirkan darah beroksigen ke jaringan untuk mempertahankan metabolisme aerobik.
Sistem transportasi ini harus hemat energi, memenuhi distribusi oksigen dengan permintaan
metabolik, dan memungkinkan transportasi oksigen yang efisien di seluruh jaringan matriks
ekstravaskular. Pada tingkat jaringan, sel-sel harus mengekstrak oksigen dari lingkungan
ekstraseluler dan menggunakannya secara efisien dalam proses metabolisme seluler. [8]
Gambar 1. Transportasi oksigen dari atmosfir ke mitokondria.
~ 7 ~
2.4.1 Kaskade oksigen
Oksigen diangkut dari udara yang kita hirup ke setiap sel dalam tubuh. Secara umum, gas
bergerak dari daerah dengan konsentrasi tinggi (atau tekanan) ke daerah-daerah dengan
konsentrasi rendah (atau tekanan). Jika campuran gas dalam sebuah wadah, tekanan masing-
masing gas (tekanan parsial, ditunjukkan oleh simbol P) adalah sama dengan tekanan yang
dihasilkan oleh masing-masing gas jika gas tersebut saja yang menempati wadah tersebut.
Tekanan total campuran gas adalah jumlah tekanan parsial dari semua gas individu. [9]
Tekanan atau gradien konsentrasi oksigen menurun dari tingkat yang relatif tinggi di
udara, kepada tingkat saluran pernapasan dan kemudian gas alveolar, darah arteri, kapiler dan
akhirnya sel (Gambar 2). PO2 tersebut mencapai level terendah (1 - 1.5kPa) di mitokondria,
struktur yang bertanggungjawab untuk memproduksi energi. Penurunan PO2 dari udara ke
mitokondria dikenal sebagai kaskade oksigen. Penurunan ini disebabkan oleh faktor fisiologis,
tetapi juga dapat dipengaruhi oleh keadaan patologis. Contohnya, hipoventilasi,
ketidakseimbangan ventilasi/perfusi atau kelainan difusi dapat mengakibatkan hipoksia jaringan. [9]
Gambar 2. Kaskade oksigen. Efek dari hipoventilasi ditampilkan sebagai garis abu-abu
dan efek dari "shunt" patologis ditampilkan sebagai garis putus-putus.
~ 8 ~
2.4.2 Proses OksigenasiProses pemenuhan kebutuhan oksigenasi di dalam tubuh terdiri dari tiga tahapan, yaitu
ventilasi, difusi, dan transportasi.
2.4.2.1 Ventilasi
Ventilasi adalah proses keluar masuknya udara dari dan menuju paru-paru,
jumlahnya sekitar 500 ml. Ventilasi membutuhkan koordinasi otot paru dan thoraks yang
elastis serta persyarafan yang utuh. Otot pernapasan inspirasi utama adalah diagfragma.
Diafragma dipersyarafi oleh saraf frenik, yang keluarnya dari medulla spinalis pada
vertebra servikal keempat. [10-12]
Oksigen dapat masuk ke alveoli karena paru-paru dapat di kembangkempiskan.Hal
ini dapat dilakukan dengan depresi dan elevasi tulang iga untuk merubah diameter antero
posterior rongga dada serta gerakan naik turunnya diafragma untuk memperbesar atau
memperkecil rongga dada. Pada saat inspirasi, diafragma dan otot intercostalis externus
berkontraksi menarik permukaan bawah paru kearah bawah sehingga menyebabkan volum
rongga toraks meningkat. Hal ini menyebabkan tekanan intrapulmoner menjadi lebih
negative daripada tekanan atmosfer, sehingga udara masuk keparu-paru. Sedangkan pada
saat ekspirasi, diafragma dan otot intercostalis externus berelaksasi sehingga
menyebabkan volume rongga toraks menurun sehingga tekanan intrapulmoner lebih
positif daripada tekanan atmosfer. Ditambah lagi dengan adanya daya lenting paru,
dinding dada, dan struktur abdomen akan menekan abdomen yang menyebabkan
keluarnya udara dari paru. [13]
Kepatenan Ventilasi tergantung pada faktor :
1. Kebersihan jalan nafas, adanya sumbatan atau obstruksi jalan napas akan menghalangi
masuk dan keluarnya udara dari dan ke paru-paru.
2. Adekuatnya sistem saraf pusat dan pusat pernafasan
3. Adekuatnya pengembangan dan pengempisan paru-paru
4. Kemampuan otot-otot pernafasan seperti diafragma, eksternal interkosa, internal
interkosa, otot abdominal.
~ 9 ~
Pengaruh proses ventilasi selanjutnya adalah "compliance" dan "recoil".
"Compliance" yaitu kemampuan paru untuk mengembang yang dipengaruhi oleh
berbagai faktor, yaitu adanya surfaktan pada lapisan alveoli vang berfungsi untuk
menurunkan tegangan permukaan dan adanya sisa udara yang menyebabkan tidak
terjadinya kolaps dan gangguan toraks. Surfaktan diproduksi saat terjadi peregangan sel
alveoli, dan disekresi saat pasien menarik napas, sedangkan "recoil" adalah kemampuan
untuk mengeluarkan CO2 atau kontraksi menyempitnya paru. Apabila "compliance" baik
akan tetapi "recoil" terganggu maka CO2 tidak dapat di keluar secara maksimal. [10-12]
Pusat pernapasan yaitu medulla oblongata dan pons dapat memengaruhi proses
ventilasi, karena CO2 memiliki kemampuan merangsang pusat pernapasan. Peningkatan
CO, dalam batas 60 mmHg dapat dengan baik merangsang pusat pernapasan dan bila
PaCO, kurang dari atau sama dengan 80 mmHg maka dapat menyebabkan depresi pusat
pernapasan. [10-12]
2.4.2.2 Difusi
Difusi merupakan gerak-gerik molekul dari suatu daerah dengan konsentrasi lebih
tinggi ke daerah dengan konsentrasi lebih rendah. Oksigen terus-menerus berdifusi dari
udara dalam alveoli ke dalam aliran darah dan karbon dioksida terus berdifusi dari darah
ke dalam alveoli. Difusi udara respirasi terjadi antara alveolus dengan membrane kapiler. [10-12]
Setelah oksigen berada di alveoli, langkah selanjutnya adalah difusi oksigen dari
alveoli ke pembuluh darah paru .Oksigen dari alveoli dapat berdifusi kepembuluh darah
paru disebabkan adanya perbedaan tekanan parsial.Tekanan parsial oksigen (PO2) di
alveoli lebih besar daripada PO2 dalam kapiler darah paru. PO2 dari gas oksigen dalam
alveolus rata-rata 104 mmhg, sedangkan PO2 darah vena yang masuk kapiler paru pada
ujung arterinya, rata-rata hanya 40 mm hg karena sejumlah besar oksigen dikeluarkan
dari darah ini setelah melalui jaringan perifer. Oleh karena itu, perbedaan tekanan awal
yang menyebabkan oksigen berdifusi kedalam kapiler paru adalah 104-40 atau 64 mm
hg.
~ 10 ~
Gambar 3. Pengambilan oksigen oleh darah kapiler paru
Kapasitas difusi oksigen ini dapat meningkat selama kerja fisik ini disebabkan
oleh berbagai macam faktor , diantaranya adalah pembukaan sejumlah kapiler paru yang
tadinya tidak aktif atau dilatasi ekstra pada kapiler yang telah terbuka, dengan demikian
meningkatkan luas permukaan darah tempat oksigen berdifusi. Dapat dilihat pada kurva 1
bahwa terjadi peningkatan PO2 yang cepat dalam darah sewaktu darah melewati kapiler.
PO2 darah meningkat hampir sebanding dengan peningkatan yang terjadi pada udara
alveolus sewaktu darah telah melewati sepertiga panjang kapiler, yang menjadi hampir
104 mm hg. Bila darah arteri sampai kejaringan perifer, PO2 dalam kapiler masih 95 mm
hg sedangkan PO2 intertitium yang mengelilingi sel jaringan rata-rata hanya 40 mm hg.
Dengan demikian, terdapat perbedaan tekanan awal yang sangat besar yang
menyebabkan oksigen berdifusi secara cepat dari darah kapiler kedalam jaringan. Begitu
cepatnya sehingga PO2 kapiler turun hampir sama dengan tekanan dalam intertitium,
yaitu 40 mm hg. Oleh karena itu, PO2 darah yang meninggalkan kapiler jaringan dan
memasuki vena sistemik juga kira-kira40 mm hg. [18]
Gambar 4. Difusi Oksigen dari kapiler jaringan ke sel
~ 11 ~
2.4.2.3 Transportasi Oksigen
Transportasi gas merupakan proses pendistribusian antara O2 kapiler ke jaringan
tubuh dan CO2 jaringan tubuh ke kapiler. Pada proses transportasi, oksigen akan
berikatan dengan Hb membentuk Oksihemoglobin (97%) dan larut dalam plasma (3%),
sedangkan CO2 akan berikatan dengan Hb membentuk karbominohemoglobin (30%), dan
larut dalam plasma (50%), dan sebagian menjadi HCO3 berada pada darah (65%). [10-12]
Transportasi gas dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor di antaranya:
a. Kardiak output yang dapat dinilai melalui isi sekuncup dan frekuensi denyut jantung.
b. Kondisi pembuluh darah, latihan, dan lain-lain.
~ 12 ~
2.5 Biokimia Oksigenasi
Oksigen terutama diangkut dalam bentuk terikat dengan hemoglobin ke kapiler jaringan.
Di sel jaringan tersebut, oksigen bereaksi dengan berbagai bahan makanan sehingga
menghasilkan karbon dioksida dalam jumlah besar. Karbon dioksida tersebut akan masuk ke
kapiler jaringan dan diangkut kembali ke paru. [13]
2.5.1 Pengiriman oksigen ke dalam jaringan
Pengiriman oksigen ke dalam jaringan membutuhkan kerjasama antara sistem
respirasi dengan sistem kardiovaskular. Banyaknya oksigen yang dapat didistribusikan ke
dalam jaringan tertentu ditentukan oleh banyaknya O2 yang memasuki paru-paru,
pertukaran gas paru yang adekuat, aliran darah ke dalam jaringan, dan kemampuan darah
untuk membawa O2. Aliran darah ditentukan oleh derajat konstriksi vascular bed dan
cardiac output sedangkan banyaknya O2 dalam darah ditentukan oleh jumlah O2 terlarut,
hemoglobin dan afinitas hemoglobin untuk O2. [14]
2.5.2 Reaksi Hemoglobin dan Oksigen
Hemoglobin merupakan pembawa O2 yang baik. Hemoglobin merupakan protein
yang tersusun dari empat subunit yang masing-masing berisi heme yang separuhnya
menempel pada rantai polipeptida. Pada orang dewasa yang normal, kebanyakan
hemoglobin berisi dua rantai alfa dan dua rantai beta. Heme merupakan komplek cincin
porfirin yang meliputi satu atom ferrous besi. Masing-masing atom besi tersebut secara
reversibel dapat mengikat satu molekul oksigen. Besi tersebut selalu dalam bentuk
ferrous sehingga reaksi tersebut dinamakan oksigenasi, bukan oksidasi. Reaksi
hemoglobin dengan oksigen adalah
Hb + O2 ↔ HbO2.
Karena berisi empat deoksihemoglobin , molekul hemoglobin juga
direpresentasikan sebagai Hb4, dan sebenarnya bereaksi dengan empat molekul O2 untuk
membentuk Hb4O8. Reaksi tersebut berlangsung dengan sangat cepat, hanya kurang dari
0,01 detik. Begitu juga dengan deoksigenasi Hb4O8 juga berlangsung dengan sangat
cepat. [13]
~ 13 ~
Struktur kuarter hemoglobin tersebut menentukan afinitasnya untuk O2 . Pada
deoksihemoglobin, unit globin terikat secara kuat pada tense (T) configuration, yang
mengurangi afinitas molekul terhadap O2. Saat O2 pertama terikat, ikatan yang menahan
unit globin dilepaskan, menghasilkan relaxed (R) configuration, yang mengekspos lebih
banyak tempat ikatan O2. Hasilnya, afinitasnya dapat meningkat sampai 500 kali. Pada
jaringan, reaksi ini berbalik, yaitu terjadi pelepasan oksigen. Transisi dari satu keadaan ke
keadaan lainnya diperkirakan terjadi sampai 108 kali sepanjang masa hidup sel darah
merah.
Hemoglobin sangat penting fungsinya dalam mengatur jumlah oksigen yang
diambil dari paru-paru dan dikeluarkan pada jaringan. Jika kadarnya turun sampai 50%
seperti pada penderita anemia, kapasitas pembawaan oksigennya juga akan turun sebesar
50% meskipun PO2 normal 100mmHg dan saturasi Hbnya 97%. [15]
Oxygen-hemoglobin dissociation curve menghubungkan persentase saturasi
kekuatan pembawaan hemoglobin dengan PO2. Kurva ini ditandai dengan bentuk sigmoid
karena ada interkonversi antara T dan R. Kombinasi heme pertama pada molekul Hb
dengan O2 meningkatkan afinitas heme kedua, begitu juga seterusnya. Oleh karena itu,
afinitas Hb yang keempat jauh lebih banyak dari yang pertama.
Saat darah berada dalam kesetimbangan 100% O2 (PO2=760 mmHg), hemoglobin
normal menjadi tersaturasi 100%. Dalam keadaan tersaturasi penuh, tiap hemoglobin
berisi 1.39 ml O2. Meskipun begitu, darah normalnya berisi sedikit turunan hemoglobin
yang tidak aktif, dan nilai pengukuran in vivo lebih rendah. Biasanya nilainya 1,34 mL
O2. Konsentrasi hemoglobin dalam darah normal adalah sekitar 15 g/dL (14 g/dL pada
wanita dan 16 g/dL pada pria). Oleh karena itu, 1 dL darah berisi 20.1 mL (1.34 mL X
15) O2 terikat pada hemoglobin saat hemoglobin tersaturasi 100%. Jumlah O2 terlarut
tergambar dalam fungsi linear PO2. [14]
~ 14 ~
Gambar 5 Kurva Disosiasi Oksigen-hemoglobin. Kurva sigmoid muncul karena 'positive cooperativity" dari 4 subunit hemoglobin - ketika subunit pertama
mengikat oksigen perubahan konformasi (bentuk) meningkatkan peluang untuk subunit kedua dan ketiga mengikat oksigen.
~ 15 ~
2.6 Aplikasi Perhitungan Oksigen dalam Perawatan Kritis
2.6.1 Transportasi Oksigen
Transportasi oksigen menggambarkan proses dimana oksigen dari atmosfer
disuplai ke jaringan (Gambar 6). Transportasi oksigen tergantung pada dua proses:
konveksi dan difusi. [16-18]
Proses konveksi adalah proses dimana O2 diangkut oleh sirkulasi
(makrosirkulasi dan mikrosirkulasi) ke sistem penukaran mikrosirkulasi O2 menggunakan
hemoglobin sebagai pembawa (yaitu DO2). Tahapan yang membutuhkan energi ini
bergantung pada pernapasan dan "pompa" jantung. [16-18]
Proses difusi adalah gerakan oksigen dari alveolus ke kapiler paru dan dari
kapiler sistemik ke sel. Tahapan ini adalah pasif dan tergantung pada gradien tekanan
parsial oksigen, kepadatan jaringan kapiler (yang menentukan jarak difusi), dan
kemampuan sel untuk mengambil dan menggunakan oksigen. [16-18]
Gambar 6 Transportasi oksigen dari atmosfer ke mitokondria. Nilai dalam kurung untuk individu 75 kg normal (BSA 1,7 m2) udara pernapasan(FiO2 0,21) pada
tekanan atmosfer standar (PB 101 kPa). Partial tekanan O2 dan CO2 (PO2, PCO2) dalam kPa, saturasi dalam %, isi (CaO2,CvO2) dalam ml/l, Hb dalam g/l, darah / gas arus (Qt, Vi / e) dalam l/min. P50 = posisi kurva disosiasi oksigen hemoglobin, melainkan PO2 di mana 50% hemoglobin yang tersaturasi
~ 16 ~
(biasanya 3,5 kPa). DO2 = pengiriman oksigen, VO2 = konsumsi oksigen, VCO2 = produksi karbon dioksida; PIO2, PEO2 = PO2 yang terinspirasi dan tercampur, PECO2 = campuran berakhir PCO2, PaO2 = alveolar PO2.
2.6.2 Pengiriman Oksigen
Pengiriman oksigen global (DO2) adalah jumlah oksigen yang dikirim ke seluruh
tubuh dari paru-paru. Ini adalah produk dari aliran darah total atau cardiac output (CO)
dan kandungan oksigen darah arteri (CaO2) dan biasanya dinyatakan dalam ml min-1: [16-
18]
Do2 = CO X CaO2
Kandungan oksigen darah arteri (Cao2) dijelaskan dengan menggunakan persamaan:
CaO2 = (k1 x Hb x SaO2) + (k2 x PaO2)
Dimana Hb adalah konsentrasi hemoglobin (g liter-1), SaO2 adalah saturasi Hb
oksigen arteri dan PaO2 adalah tekanan parsial oksigen arteri. Kandungan oksigen arteri
adalah jumlah dari dua bentuk pengangkutan oksigen. Pada orang normal lebih dari 98%
oksigen terikat pada Hb. Kapasitas penggabungan oksigen pada Hb diwakili oleh
konstan k1 dan juga disebut konstan Hüfner. Nilai yang tepat untuk konstanta ini
kontroversial dan berbeda antara penulis. Secara teori, setiap gram Hb mengikat 1,39
ml oksigen. Namun, dalam prakteknya, adanya bentuk-bentuk abnormal Hb, seperti
carboxyhaemoglobin dan methaemoglobin, mengurangi kapasitas penggabungan oksigen
pada Hb menjadi 1,31 ml g-1. Oksigen terlarut dalam plasma ditentukan oleh koefisien
kelarutan oksigen pada suhu tubuh (k2, 0,23 ml liter-1 kPa-1) dan PaO2. [16-18]
Perhitungan CaO2 dapat dilakukan dengan menggunakan rumus berikut:
CaO2 = (Hb x 1,39 x SaO2) + (PaO2 x 0,003).
2.6.3 Konsumsi Oksigen
Konsumsi oksigen global (VO2) adalah volume oksigen yang dikonsumsi oleh
jaringan per menit. Dalam kondisi aerobik, oksigen dikonsumsi untuk menghasilkan
energi sehingga VO2 sesuai dengan tingkat metabolisme. Pengukuran VO2 kadang-
~ 17 ~
kadang digunakan untuk menilai kecukupan Do2 pada asumsi bahwa jika Do2 tidak
memadai menjadi VO2 "supply-dependent". VO2 dapat diukur secara langsung dengan
analisis gas pernapasan atau dari curah jantung dan isi oksigen arteri dan vena. Teknik
analisis gas membutuhkan peralatan khusus yang secara akurat mengukur volume gas
dan konsentrasi disesuaikan dengan perubahan temperatur dan tekanan dan sumber
ketidaktepatan. Perhitungan perbedaan dari output jantung dan kadar oksigen campuran
arteri-vena lebih sederhana dan dapat dilakukan dengan menggunakan kateter arteri paru-
paru. Prinsip Fick "reverse / inverse" digunakan: [16-18]
VO2 = CO x (CaO2 - CVO2)
2.6.4 Ektraksi Oksigen
Ratio ekstraki oksigen (O2ER) adalah rasio VO2 ke DO2 dan mewakili fraksi
oksigen yang dikirim ke mikrosirkulasi yang diambil oleh jaringan. [16-18]
O2ER = VO2 / DO2
O2ER normal adalah 0.2 hingga 0.3, menunjukkan bahwa hanya 20-30% dari
oksigen yang disampaikan akan digunakan. Kapasitas cadangan ini memungkinkan tubuh
untuk mengatasi penurunan DO2 tanpa mengorbankan respirasi aerobik awal dan VO2.
O2ER bervariasi antara organ, jantung memiliki O2ER tinggi (~ 0.6) sehingga sangat
sensitif terhadap penurunan DO2 arteri koroner. [16-18]
2.6.5 Hubungan antara saturasi Vena Campuran dan Vena Sentral
Darah mengalir untuk memenuhi kebutuhan metabolik jaringan. Terdapat
perbedaan jumlah oksigen yang dibawa ke jaringan (arterial oksigen delivery) dan
jumlah oksigen yang kembali ke jantung yang mengindikasikan jumlah total konsumsi
oksigen oleh jaringan . Perbedaan inilah yang disebut saturasi vena campuran. Jadi dapat
disimpulkan saturasi vena campuran adalah representatif dari hasil akhir oxygen delivery
dan oxygen consumption pada level jaringan. Saturasi vena campuran didapatkan dari
kateterisasi arteri pulmonari. Jika terdapat ancaman terhadap suplai oksigen/kebutuhan
oksigen, tubuh berusaha mengkompensasi dan hal itu dapat dilihat pada SvO2. Apabila
nilai SvO2 normal, hal ini menunjukkan bahwa suplai oksigen ke jaringan cukup.
~ 18 ~
Sedangkan apabila nilai SvO2 rendah, menunjukkan bahwa suplai oksigen yang tidak
mencukupi atau kebutuhan oksigen yang meningkat. Range normal dari SvO2 adalah
sekitar 60-80%. Jika nilai SvO2 dibawah 60%, kemungkinan terjadi penurunan
pengiriman oksigen dan atau peningkatan konsumsi oksigen. Sedangkan jika nilai SvO2
diatas 80%, terjadi peningkatan pengiriman oksigen yang mungkin disebabkan
peningkatan FIO2. Penurunan konsumsi oksigen dapat dilihat pada hypothermic state
atau pasien yg teranestesi dan menggunakan ventilasi mekanik. Aplikasi klinis lainya dari
SvO2 dapat dilihat pada gambar 6. [19]
Gambar 5. Vena Campuran
Gambar 6. Aplikasi Klinis Vena Campuran
Saturasi oksigen vena sentral (ScvO2) menunjukan persentase dari oksigen yang
diekstraksi oleh otak dan jaringan di atas dada dan lengan. ScvO2 dapat diperoleh melalui
kateter vena sentral yang umumnya ditempatkan pada pasien kritis untuk berbagai alasan
seperti pemantauan tekanan vena pusat, nutrisi parenteral dan infus katekolamin. Nilai
normal ScvO2 adalah 72%. [19-20]
~ 19 ~
Terdapat dua kelebihan pengukuran ScvO2 iaitu lebih mudah pengukurannya dan
merupakan metode yang kurang invasif. Kateter yang digunakan adalah lebih kecil, lebih
mudah insersinya, dan juga berfungsi sebagai "triple lumen central line". Metode yang
kurang invasif ini jarang menyebabkan aritimia, kerusakan katup, infak pulmonari atau
ruptur pulmonari. Oleh karena itu, pengukuran ScvO2 tampaknya menjadi alternatif yang
menarik berbanding pemantauan SvO2. Namun, terdapat pertanyaan apakah ScvO2 dapat
digunakan sebagai pengganti SvO2 terutama di bawah kondisi klinis yang beragam. [19-20]
Terdapat perbedaan fisiologis antara SvO2 dan ScvO2. Saturasi oksigen vena
berbeda antara sistem organ (Gambar 7) karena mereka mengekstrak jumlah yang
berbeda dari oksigen. Ujung kateter vena sentral berada dalam vena kava superior yang
mengumpulkan darah dari bagian otak dan bagian atas tubuh. Kateter arteri pulmonari
adalah lokasi pengambilan sampel di arteri paru yang mengumpulkan darah vena
campuran yang mengalir dari seluruh tubuh. Darah yang mengalir dari bagian bawah
tubuh ke dalam vena cava inferior memiliki tingkat saturasi vena yang tinggi berbanding
darah di vena kava superior terutama karena darah vena ginjal yang sangat tersaturasi
(92%). Karena arteri pulmonalis berisi campuran darah dari kedua vena kava superior
dan inferior, SvO2 lebih besar dari ScvO2 sekitar 2-3%. [19-20]
Ujung kateter vena sentral juga dapat diposisikan di atrium kanan atau di
persimpangan vena kava superior dan atrium kanan. Selanjutnya, kateter dapat bergerak
karena perubahan posisi pasien Darah sampel mungkin berisi, sampai tingkat tertentu,
darah dari vena cava inferior yang dapat mengurangi perbedaan antara SvO2 dan ScvO2. [19-20]
Hasil dari pelbagai studi membuat kesimpulan bahwa ada perbedaan tidak
konstan antara nilai-nilai absolut dari SvO2 dan ScvO2 selama syok, anestesi dan trauma
otak dan ScvO2 tidak dapat digunakan sebagai pengganti SvO2 untuk perhitungan
variabel seperti konsumsi oksigen, rasio ekstraksi atau "pulmonary shunt". Perubahan dan
kecenderungan SvO2 erat dicerminkan oleh perubahan ScvO2 dan ada pelacakan paralel
dari kedua variabel selama pelbagai kondisi hemodinamik. Nilai ScvO2 patologis yang
rendah (menyiratkan SvO2 bahkan lebih rendah) lebih penting secara klinis jika
~ 20 ~
dibandigkan dengan apakah nilai tersebut sama. ScvO2 bisa digunakan sebagai pengganti
SvO2 pada pasien yang tidak stabil secara hemodinamik. [19-20]
Gambar 7. Saturasi oksigen Vena pada organ major dalam keadaan normal.
2.6.5 Keseimbangan konsumsi dan pengiriman oksigen
Hubungan normal antara VO2 dan DO2 diilustrasikan oleh garis ABC pada gambar
8. Sebagai permintaan metabolik (VO2) meningkat atau DO2 berkurang (C-B), O2ER
naik untuk mempertahankan metabolisme aerobik dan konsumsi tetap independen
terhadap pengiriman. Namun, pada titik B, disebut DO2 kritis (cDO2), O2ER maksimum
tercapai. Hal ini diyakini 60-70% dan melampaui titik ini setiap peningkatan lebih lanjut
dalam VO2 atau penurunan DO2 akan menyebabkan hipoksia jaringan. [17, 20]
Dalam penyakit kritis, terutama pada sepsis, diyakini ada perubahan hubungan
global (garis DEF berputus-putus). Kemiringan maksimum O2ER jatuh (DE vs AB),
mencerminkan penurunan kemampuan jaringan untuk mengekstrak oksigen, dan
hubungan tidak "plateau" seperti dalam hubungan normal. Oleh karena konsumsi terus
meningkat (E-F) kepada tingkat "supranormal" DO2, menunjuk apa yang disebut "supply
~ 21 ~
dependency" dan adanya utang oksigen rahasia yang akan lega dengan peningkatan DO2.
Hubungan global antara DO2 dan VO2 pada pasien sakit kritis telah menerima banyak
perhatian selama dua dekade terakhir ini. [17,20]
Gambar 8. Hubungan antara konsumsi dan pengiriman oksigen
Konsumsi dan pengiriman oksigen dihubungkan oleh persamaan:
VO2 = DO2 x O2ER atau O2ER = VO2 / DO2
dimana O2ER merupakan rasio ekstraksi oksigen sebagai persentase. Biasanya O2ER
adalah sekitar 25% yang berarti bahwa 25% oksigen yang dihantarkan diambil oleh
jaringan dan kembali 75% ke paru-paru. O2ER ini berbanding terbalik dengan SvO2,
yang ditunjukkan dalam persamaan: [17, 20]
SvO2 = 1 - O2ER
Oleh karena itu, O2ER normal 25% sesuai dengan SvO2 75%, dan 60% O2ER
cocok SvO2 40%. Dalam kondisi normal VO2 adalah independen dari DO2 karena
jaringan dapat memenuhi kebutuhan mereka akan oksigen dengan meningkatkan
~ 22 ~
ekstraksi. Ketika kompensasi ini habis pada DO2 kritis, VO2 menjadi dependen terhadap
DO2. Metabolisme anaerobik terjadi dan laktat mulai naik. [17, 20]
Pengiriman oksigen dan konsumsi bervariasi selama kondisi fisiologis (latihan)
dan klinis. Respon kardiovaskular normal untuk meningkatkan VO2 adalah untuk
meningkatkan O2ER dan cardiac output. SvO2 biasanya menurun selama latihan karena
peningkatan cardiac output tidak bisa cocok sepenuhnya dengan peningkatan permintaan
O2. Oleh karena itu, penurunan SvO2 tidak berarti bahwa hipoksia jaringan tetapi
merupakan tanda stres metabolik meningkat. [17, 20]
Tingkat penurunan SvO2 menunjukkan magnitud stres (Tabel 2). Pada orang
sehat, metabolisme anaerobik biasanya terjadi ketika SvO2 turun di bawah 40% untuk
waktu yang cukup lama. Pada pasien dengan penyakit jantung berat, O2ER meningkat
saat istirahat dan mereka dapat hidup dengan SvO2 dalam kisaran rendah tanpa hipoksia
jelas karena mereka telah beradaptasi dengan hipoksia (pergeseran ke kanan dari kurva
disosiasi oksihemoglobin, adaptasi microvasculature perifer). [17, 20]
Tabel 1. Kondisi klinis yang mempengaruhi DO2 dan VO2.
Penurunan SvO2/ ScvO2 Peningkatan SvO2/ ScvO2
Konsumsi O2
menigkat
Pengiriman O2
menurun
Konsumsi O2
menurun
Pengiriman O2
meningkat
- stres
- nyeri
- hipertermia
- mengigil
-anemia
- hipoksia
- CO rendah
- analgesia
- sedasi
-ventilasi mekanik
- hipotermia
- CaO2 tinggi
- CO tinggi
~ 23 ~
Tabel 2. Magnitud penurunan SvO2 terkait dengan konsekuensi fisiologis
SvO2 Status Oksigenasi
> 75% Ekstraksi normal
DO2 > VO2
75 - 50% Penurunan DO2 atau Peningkatan VO2
Ekstraksi kompensasi O2
50 -30% Kelelahan ekstraksi
Permulaan asidosis laktat
30 - 25% Asidosis laktat berar
< 25% Kematian jaringan
~ 24 ~
2.7 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kebutuhan Oksigenasi
2.7.1 Saraf Otonomik
Pada rangsangan simpatis dan parasimpatis dari saraf otonom dapat memengaruhi
kemampuan untuk dilatasi dan konstriksi. Hal ini dapat terlihat baik oleh simpatis
maupun parasimpatis ketika terjadi rangsangan, ujung saraf dapat mengeluarkan
neurotransmiter (untuk simpatis dapat mengeluarkan noradrenalin yang berpengaruh pada
bronkodilatasi dan untuk parasimpatis mengeluarkan asetilkolin yang berpengaruh pada
bronkokonstriksi) karena pada saluran pernapasan terdapat resoptor adrenergik dan
reseptor kolinergik. [21-23]
2.7.2 Hormonal dan Obat
Semua hormon termasuk derivat katekolamin dapat, melebarkan saluran
pernapasan. Obat yang tergolong parasimpatis dapat melebarkan saluran napas, seperti
sulfas atropin, ekstrak Belladona dan obat yang menghambat adrenergik tipe beta
(khususnya beta-2) dapat mempersempit saluran napas (bronkokontriksi), seperti obat
yang tergolong beta bloker nonselektif. [21-23]
2.7.3 Alergi pada Saluran Napas
Faktor yang menimbulkan keadaan alergi, antara lain debu yang terdapat di dalam
hawa pernapasan, bulu binatang, serbuk benangsari bunga, kapuk, makanan, dan lain-
lain. lni menyebabkan bersin. Apabila ada rangsangan di daerah nasal, batuk apabila di
saluran napas bagian atas, dan bronkokontriksi terjadi pada asma bronkial, dan jika
terletak saluran napes bagian bawah menyebabkan rhinitis. [21-23]
2.7.4 Faktor Perkembangan
Tahap perkembangan anak dapat memengaruhi jumlah kebutuhan oksigenasi,
mengingat usia organ dalam tubuh seiring dengan usia perkembangan anak. Hal ini dapat
terlihat pada bayi usia prematur, yaitu adanya kecenderungannya kurang pembentukan
~ 25 ~
surfaktan. Demikian juga setelah anak tumbuh menjadi dewasa kemampuan kematangan
organ seiring dengan bertambahnya usia. [21-23]
2.7.5 Faktor Lingkungan
Kondisi lingkungan dapat memengaruhi kebutuhan oksigen seperti faktor alergi,
ketinggian, maupun suhu. Kondisi tersebut memengaruhi kemampuan adaptasi. [21-23]
2.7.6 Faktor Perilaku
Perilaku yang dimaksud adalah perilaku dalam mengkonsumsi makanan (status
nutrisi), seperti orang obesitas dapat memengaruhi dalam proses pengembangan paru,
kemudian perilaku aktivitas yang dapat mempengaruhi proses peningkatan kebutuhan
oksigenasi, perilaku merokok dapat menyebabkan proses penyempitan pada pembuluh
darah, dan lain-lain. [21-23]
~ 26 ~
2.8 Gangguan/Masalah Kebutuhan Oksigenasi
1. Hipoksia
Hipoksia merupakan kondisi tidak tercukupinya pemenuhan kebutuhan oksigen
dalam tubuh akibat defisiensi oksigen atau peningkatan penggunaan oksigen di tingkat
sel, tanda yang muncul seperti kulit kebiruan (sianosis). Secara umum, terjadinya
hipoksia ini disebabkan karena menurunnya kadar Hb menurunnya difusi O, dari alveoli
ke dalam darah, menurunnya perfusi jaringan, atau gangguan ventilasi yang dapat
menurunkan konsentrasi oksigen. [21-23]
2. Perubahan Pola Pernapasan
a. Tachypnea merupakan pernapasan yang memiliki frekuensi melebihi 24 kali per
menit. Proses ini terjadi karena paru dalam keadaan atelektaksis atau terjadi
emboli.
b. Bradypnea merupakan pola pernapasan yang ditandai dengan pola lambat, kurang
lebih 10 kali permenit. Pola ini dapat ditemukan dalam keadaan peningkatan
tekanan intrakranial yang disertai dengan konsumsi obat-obatan narkotika atau
sedatif.
c. Hiperventilasi merupakan cara tubuh dalam mengompensasi peningkatan jumlah
oksigen dalam paru agar pernapasan lebih cepat dan dalam. Proses ini ditandai
dengan adanya peningkatan denyut nadi, napas pendek, adanya nyeri dada,
menurunnya konsentrasi CO2 dan lain-lain. Keadaan demikian dapat disebabkan
karena adanya infeksi, ketidakseimbangan asam-basa atau gangguan psikologis.
Apabila pasien mengalami hiperventilasi dapat menyebabkan hipokapnea, yaitu
berkurangnya CO, tubuh di bawah batas normal, sehingga rangsangan terhadap
pusat pernapasan menurun.
d. Kusmaul merupakan pola pernapasan cepat dan dangkal yang dapat ditemukan
pada orang dalam keadaan asidosis metaholik.
e. Hipoventilasi merupakan upaya tubuh untuk mengeluarkan karbondioksida
dengan cukup yang dilakukan pada saat ventilasi alveolar, serta tidak cukupnya
dalam penggunaan oksigen dengan ditandai adanya nyeri kepala, penurunan
kesadaran, disorientasi atau ketidakseimbangan eletktrolit yang dapat terjadi
~ 27 ~
akibat atelektasis, otot-otot pernapasan lumpuh, depresi pusat pernapasan, tahanan
jalan udara pernapasan meningkat, tahanan jaringan paru dan toraks menurun,
compliance paru, dan toraks menurun. Keadaan demikian dapat menyebabkan
hiperkapnea yaitu retensi CO2 dalam tubuh sehingga PaCO2 meningkat (akibat
hipoventilasi) akhirnya menyebabkan depresi susunan saraf pusat.
f. Dispnea merupakan perasaan sesak dan berat: saat pernapasan. lial ini dapat
disebabkan oleh perubahan kadar gas dalam darah/jaringan, kerja
berat/berlebihan, dan pengaruh psikis.
g. Orthopnea merupakan kesulitan bernapas kecuali dalam posisi duduk atau berdiri
dan pola ini sering, ditemukan pada seseorang yang mengalami kongestif paru.
h. Cheyne stokes merupakan siklus pernapasan yang amplitudonya mulamula naik
kemudian menurun dan berhenti dan kemudian mulai dari siklus baru.
i. Pernapasan paradoksial merupakan pernapasan di mana dinding paru bergerak
berlawanan arah dari keadaan normal. Sering ditemukan pada keadaan
atelektaksis.
j. Biot merupakan pernapasan dengan irama yang mirip dengan cheyne stokes akan
tetapi amplitudonya tidak teratur. Pola ini sering dijumpai pada rangsangan
selaput otak, tekanan intrakranial yang meningkat, trauma kepala, dan lain-lain.
k. Stridor merupakan pernapasan bising yang terjadi karena penyempitan pada
saluran pernapasan. Pada umumnya ditemukan pada kasus spasme trakea, atau
obstruksi laring. [21-23]
3. Obstruksi Jalan Napas
Obstruksi jalan napas merupakan suatu kondisi individu mengalami ancaman pada
kondisi pernapasannya terkait dengan ketidakmampuan batuk secara efektif, yang dapat
disebabkan oleh sekresi yang kental atau berlebihan akibat penyakit infeksi, imobilisasi,
stasis sekresi dan batuk tidak efektif karena penyakit persarafan seperti CV/1 (cerebro
vaskular accident), akibat efek pengobatan sedatif, dan lain-lain. [21-23]
Tanda Klinis:
a. Batuk tidak efektif atau tidak ada.
~ 28 ~
b. Tidak mampu mengeluarkan sekresi di jalan napas.
c. Suara napas menunjukkan adanya sumbatan.
d. Jumlah, irama, dan kedalaman pernapasan tidak normal.
4. Pertukaran Gas
Pertukaran gas merupakan suatu kondisi individu mengalami penurunan gas baik oksigen
maupun karbon dioksida antara alveoli paru dan sistem vaskular, dapat disebabkan oleh
sekresi yang kental atau imobilisasi akibat penyakit sistem saraf, depresi susunan saraf
pusat, atau penyakit radang pada paru. Terjadinya gangguan pertukaran gas ini
menunjukkan penurunan kapasitas difusi yang antara lain disebabkan oleh menurunnya
luas permukaan difusi, menebalnya membran alveolar kapiler, rasio ventilasi perfusi
tidak baik dan dapat menyebabkan pengangkutan CO2, dari paru-paru ke jaringan
terganggu, anemia dengan segala macam bentuknya, keracunan CO2, dan terganggunya
aliran darah. [21-23]
Tanda Klinis:
a. Dispnea pada usaha napas.
b. Napas dengan bibir pada fase ekspirasi yang panjang.
c. Agitasi.
d. Lelah, letargi.
e. Meningkatnya tahanan vaskular paru.
f. Menurunnya saturasi oksigen, meningkatnya paCO2
g. Sianosis.
~ 29 ~
BAB III
KESIMPULAN
Oksigen sangat diperlukan oleh tubuh.Tidak adanya oksigen akan menyebabkan tubuh
mengalami kemunduran atau bahkan dapat menimbulkan kematian. Oleh karena itu, kebutuhan
oksigen merupakan kebutuhan yang paling utama dan sangat vital bagi tubuh. Pemenuhan
kebutuhan oksigen ini tidak terlepas dari kondisi sistem pernapasan secara fungsional. Proses
pemenuhan kebutuhan oksigenasi di dalam tubuh terdiri dari tiga tahapan, yaitu ventilasi, difusi,
dan transportasi. Proses tersebut dapat terjadi karena terdapat perbedaan tekanan parsial oksigen
di dalam tubuh.
~ 30 ~
DAFTAR PUSTAKA
1. Mangku, Gede. Penguasaan Jalan Nafas dan Oksigen Terapi. Diktat Kuliah Anestesiologi
dan Reanimasi Fakultas Kedokteran Universitas Udayana. Denpasar.
2. The Element Oxygen. Available from: http://education.jlab.org/itselemental/ele008.html.
Accessed: March 10, 2013.
3. Oxygen. Available from: http://www.webelements.com/oxygen. Accessed: March 10,
2013.
4. Oxygen Properties. Available from: http://www.elementalmatter.info/oxygen-
properties.htm. Accessed: March 10, 2013.
5. Oxygen. Available from: http
http://www.chemistryexplained.com/elements/L-P/Oxygen.html. Accessed: March 10,
2013.
6. Oxygen. Available from: http://en.wikipedia.org/wiki/Oxygen. Accessed: March 10,
2013.
7. Uses of oxygen. Available from: http://www.buzzle.com/articles/oxygen-uses-of-
oxygen.html. Accessed: March 11, 2013.
8. Treacher DF and Leach RM, ABC of oxygen: Oxygen transport. British Medical Journal.
1998; 7:1303-1305.
9. Law R and Bukwirwa H. The Physiology of Oxygen Delivery. Update in Anaesthesia.
1999; 10:20-26.
10. Allen dan Carol Vestal. Memahami Proses Keperawatan Dengan Pendekatan Latihan.
1998.
11. Aziz A dan Alimul H. Penghantar Kebutuhan Dasar Manusia. Salemba Medika Jakarta.
2006.
12. Greven and Ruth. Fundamental of nursing: human health and function. Philadelphia:
lippincott. 1999.
13. Hall E. Guyton & Hall Buku Saku Fisiologi Kedokteran: Transport Oksigen dan Karbon
Dioksida dalam Darah dan Cairan Jaringan. 11thed. Jakarta: EGC;2007. P. 316-21.
~ 31 ~
14. Barret KE, Barman SM, Boitano S, Brooks HL. Ganong’s Review of Medical
Physiology: Gas Transport & pH dalam Paru. 23rded. United States: Mc Graw Hill;2010.
P. 609-13.
15. Sherwood L. Human Physiology: The Respiratory System. 7thed. Canada: Brooks/Cole;
2010. p.490-7.
16. Basic Principles of Oxygen Transport and Calculations. Available from:
http://www.nataonline.com/node/437. Accessed: March 24, 2013.
17. Leach RM & Treacher DF. The pulmonary physician in critical care c 2: Oxygen delivery
and consumption in the critically ill. Thorax. 2002;57:170–177.
18. McLellan SA & Walsh TS. Oxygen delivery and haemoglobin. British Journal of
Anesthesia. 2004; 4(4): 123-126.
19. Anonim. Understanding Continous Mixed Venous Oxygen Saturation Monitoring With
The Swan-Ganz Oximetry Td System. Edward Lifesciences. 2002.
20. Zaja J. Venous Oximetry. Signa Vitae. 2007; 2(1): 6 - 10.
21. Proses oksigenasi. Available from: http://dyapoenya.blogspot.com/p/proses-
oksigenasi.html. Accessed: March 13,2013.
22. Kebutuhan Oksigenasi Manusia. Available from:
http://annisawahyuningsih.blogspot.com/2013/01/kebutuhan-oksigenasi-manusia.html.
Accessed: March 13,2013.
23. Guyton, A. C., Hall. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran : Pengangkutan Oksigen dan
Karbon Dioksida di Dalam Darah dan Cairan Tubuh. Penerbit Buku Kedokteran EGC.
2006. P.527-531.
~ 32 ~