Bagaimana proses difusi gas O2 ke dalam pembuluh darah kapiler alveolus

Merdeka.com - Di dalam paru-paru kita terdapat gelembung-gelembung berisikan udara yang kurang lebih jumlahnya sekitar 300 juta buah. Gelembung tersebut dinamakan dengan sebutan alveolus atau dalam bentuk jamaknya dikenal dengan nama alveoli.

Gelembung-gelembung tersebut memiliki dinding tipis yang memgandung kapiler darah, dan setiap gelembung tersebut diselimuti oleh pembuluh kapiler darah. Melalui dinding alveolus tersebutlah akan terjadi pertukaran gas oksigen (O2) yang berasal dari udara ke sel-sel darah di dalam tubuh kita dan pertukaran karbondioksida (CO2) dari sel-sel darah dalam tubuh ke udara bebas.

Jadi dengan begitu, alveolus merupakan kantung yang memiliki dinding tipis yang terdapat di ujung saluran udara terkecil (bronkiolus) yang ada di dalam paru-paru yang di dalamnya berisi udara.

Sebuah alveolus sendiri bisa memiliki diameter yang kurang lebih mencapai 200 hingga 300 mikrometer. Sehingga keberadaan alveolus sendiri akan menjadikan paru-paru menjadi semakin luas, dimana luas dari permukaan paru-paru tersebut diperkirakan mencapai sekitar 100 kali lebih luas dari permukaan tubuh kita.

Untuk mengetahui fungsi alveolus secara lebih rinci, berikut kami telah rangkum 4 fungsi alveolus dalam sistem pernapasan manusia yang dilansir dari Dosenbiologi.com

2 dari 6 halaman

Fungsi alveolus dalam sistem pernapasan manusia yang pertama adalah tempat terjadinya pertukaran gas pada paru-paru, dimana disetiap dindingnya dilapisi oleh sel-sel tipis datar (skuamosa alveolar0 serta memiliki kandungan banyak sekali kapiler.

Disinilah tempat akan terjadinya pertukaran gas dalam tubuh. Pertukaran gas tersebut terdiri dari penyerapan oksigen serta penghapusan karbondioksida dari dalam tubuh. Pertukaran gas yang terjadi di paru-paru bersifat difusi pasif, dimana saat proses pertukaran tersebut berlangsung, maka sel-sel pada organ tersebut tidak akan memerlukan energi untuk dibakar.

Dari gas-gas yang akan mengalami proses pertukaran akan bergerak melalui gradien konsentrasi yaitu dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah. Hal tersebut akan menandakan bahwa kadar oksigen dalam alveolus akan berada pada konsentrasi yang tinggi.

Untuk selanjutnya, oksigen tersebut akan berdifus ke dalam darah yang berada dalam gradien oksigen dalam konsentrasi rendah. Proses tersebut berlangsung akibat tubuh kita memerlukan oksigen secara terus menerus. Kondisi serupa juga terjadi pada karbondioksida, dimana kandungan karbondioksida yang ada dalam darah berada dalam konsentrasi yang tinggi, sedangkan kadar karbondioksida dalam alveoli berada dalam gradien konsentrasi yang rendah.

3 dari 6 halaman

Fungsi alveolus dalam sistem pernapasan manusia yang selanjutnya adalah sebagai tempat pertukaran gas dari alveolus ke kapiler darah. Proses kerja yang terjadi dalam pertukaran gas tersebut adalah sebagai berikut:

• Oksigen (O2) yang terdapat dalam alveolus melakukan difusi guna menembus dinding alveolus dan selanjutnya menembus dinding kapiler darah yang menyelubungi alveolus.
• Oksigen masuk ke dalam pembuluh darah, yang selanjutnya akan melalui proses pengikatan yang dilakukan oleh hemoglobin (zat warna merah pada darah) yang terkandung di dalam sel-sel darah merah yang untuk selanjutnya proses tersebut akan menghasilkan oksihemoglobin (HbO2).
• Darah akan mengedarkan oksigen ke seluruh organ tubuh.
• Di dalam sel-sel tubuh, oksigen akan digunakan dalam proses oksidasi yaitu dilepaskan kembali sehingga oksihemoglobin akan berubah menjadi hemoglobin kembali.

Kadar oksigen yang akan masuk ke dalam tubuh kita setiap harinya kurang lebih mencapai 300 liter oksigen. Sebagian besar dari senyawa tersebut akan diangkut oleh hemoglobin yang ada di dalam sel darah merah, dan hanya sekitar 2 hingga 3 persen saja yang dapat terlarut dalam plasma darah.

4 dari 6 halaman

Fungsi alveolus dalam sistem pernapasan manusia juga berlaku pada sistem sebaliknya. Karbondioksida terjadi sebagai hasil dari proses pembentukan energi yang dilakukan oleh oksigen yang masuk ke dalam tubuh, dimana selain energi proses tersebut juga menghasilkan karbondioksida (CO2).

Dalam kondisi normal, tubuh kita dapat menghasilkan karbondioksida sekitar 200 cc perharinya, dimana hanya sekitar 4,3 cc saja yang dapat terlarut dalam tiap liter darah. Hal inilah yang menyebabkan terbentuknya asam karbonat (H2CO2) yang menjadikan pH darah menjadi asam. Untuk menetralkan kembali keasaman ph tersebut, maka diperlukan ion Na+ dan ion K+.

Selanjutnya, karbondioksida tersebut akan dilepaskan kembali ke paru-paru melalui aliran darah. Di dalam proses tersebut, konsentrasi karbondioksida dan asam karbonat sendiri akan dapat teruraikan, dimana asam karbonat akan terurai menjadi air dan juga karbondioksida kembali.

Hal yang perlu diketahui adalah kadar CO2 yang dilepaskan darah kembali ke paru-paru adalah sekitar 10 persen dan sisanya akan berfungsi untuk menjaga keasaman ph darah yaitu dalam bentuk bikarbonat (HCO3-). Adapun alur dari pertukara gas tersebut adalah:

• CO2 yang telah diikat oleh hemoglobin akan dibawa kembali menuju paru-paru
• Setibanya di Alveolus yang berada di bronkiolus dalam paru-paru , CO2 akan menembus dinding pembuluh darah dan dinding alveolus
• Dari situ, lalu CO2 akan menuju ke tenggorokan lalu berlanjut ke lubang hidung untuk mengalami proses pembuangan.

5 dari 6 halaman

Fungsi alveolus dalam sistem pernapasan manusia yang terakhir adalah sebagai tempat penyimpanan udara meskipun hanya sementara waktu yang kemudian akan memungkinkan penyerapan udara yang berisi oksigen tersebut ke dalam darah.

6 dari 6 halaman

Struktur pembentuk alveolus sendiri terdiri dari 3 sel utama, yaitu:

• Skuamosa alveolar (tipe I) yang merupakan sel-sel pembentuk struktur alveolar
• Sel Alveolar besar (tipe II) yang bertugas untuk mensekresikan surfaktan untuk membantu mengurangi tegangan pada permukaan air serta membantu proses pemisahan membran sehingga mempermudah proses pertukaran gas. Sel alveolar besar ini juga dapat membantu memperbaiki kerusakan yang terjadi pada endotelium dari alveolus.
• Sel-sel epitel skuamosa yang bertindak sebagai pembentuk kapiler yang nantinya kapiler tersebut akan berfungsi dalam difusi gas. Adapun pembentukan kapiler tersebut mencakup 70% dari daerah tersebut.

Selain dari ketiga sel utama diatas, alveolus juga terdiri dari sel-sel makrofag  yang dapat membantu menghancurkan bakteri maupun berbagai macam benda asing yang masuk ke dalam tubuh melalui pernapasan. Sehingga, sel-sel ini memiliki keterkaitan dengan sistem kekebalan tubuh kita.

Halo Sobat Zenius, di artikel kali ini gue akan ajak elo untuk belajar tentang difusi gas pada proses pernapasan. Kalau elo udah paham sama proses pernapasan, nggak ada salahnya untuk kenalan lebih dalam lagi sama si difusi gas ini! Yuk, kita cari tau!

Elo tentu sudah tahu kan kalau pernapasan merupakan proses pertukaran gas respirasi antara oksigen dan karbondioksida? Nah, kalau sudah tahu, gue mau tes dulu nih, “difusi” itu artinya apa sih?

Well, difusi sendiri memiliki arti mengalirnya atau berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian paling berkonsentrasi tinggi ke bagian yang rendah. Sekarang, coba kita cari tahu tentang difusi udara ya!

Difusi Udara

Difusi kali ini merupakan aliran yang terjadi pada paru-paru! Jadi, difusi adalah proses pertukaran gas antara lingkungan luar dengan darah dan dalam pertukaran gas di jaringan tubuh. 

Oh ya, seperti yang tadi udah gue bahas ya guys, difusi dalam paru-paru juga terjadi dari daerah konsentrasi tinggi ke rendah yaitu dari kapiler darah ke alveoli. 

Nah, gitu penjelasannya! Gimana? Udah mulai paham kan? Coba sekarang kita kenalan lagi sama si difusi ini dalam proses pernapasan dan sirkulasi!

Baca Juga: Organ Ekskresi: Kulit, Hati, Usus dan Paru-paru – Materi Biologi Kelas 11

Difusi Gas pada Proses Pernapasan dan Sirkulasi

Yup! Dapat dilihat bahwa difusi gas oksigen terjadi karena adanya perbedaan tekanan parsial yang terbagi antara paru-paru dan jaringan tubuh. Yuk, simak penjelasan di bawah ini!

Difusi gas yang terjadi di paru-paru dengan pembuluh kapiler paru-paru:

• Tekanan parsial oksigen paru-paru lebih besar dibandingkan dengan tekanan parsial oksigen di pembuluh kapiler, hal ini menyebabkan oksigen akan berdifusi ke dalam paru-paru.
• Tekanan parsial karbondioksida pembuluh kapiler paru-paru lebih besar dibandingkan tekanan parsial karbondioksida yang ada di paru-paru, hal ini menyebabkan karbondioksida akan berdifusi ke paru-paru, lalu dikeluarkan dari tubuh.

 Difusi gas yang terjadi di jaringan tubuh dengan pembuluh kapiler tubuh:

• Tekanan parsial oksigen pembuluh kapiler dalam tubuh lebih besar dibandingkan dengan tekanan parsial oksigen yang berada di jaringan tubuh, hal ini menyebabkan oksigen akan berdifusi masuk kembali ke jaringan tubuh.
• Tekanan parsial karbondioksida di jaringan tubuh lebih besar dibandingkan dengan tekanan parsial karbondioksida yang berada di pembuluh kapiler tubuh, hal ini menyebabkan karbondioksida akan berdifusi  ke pembuluh kapiler dalam tubuh.

Nah, kalo kita tadi sudah bahas mengenai difusi gas pada proses pernapasan, coba sekarang kita inget-inget sedikit, yuk! 

Kalau difusi oksigen pada saluran pernapasan terjadinya di mana, hayooo? Ya, di dalam pernapasan! Nggak salah sih, tapi coba gue bantu jelasin jawaban yang lebih tepatnya ya!

Difusi oksigen pada saluran pernapasan terjadi di alveolus. Alveolus adalah salah satu bagian dari paru-paru yang banyak mengandung kapiler darah, sehingga berguna sebagai tempat terjadinya difusi oksigen dan karbondioksida pada saluran pernapasan melalui kapiler darah.

Eh, kalau difusi dalam pernapasan terganggu, bisa nggak, sih?

Bisa banget, kalo hal ini biasanya disebabkan oleh pola hidup yang nggak sehat, jadinya ngaruh ke pernapasan deh. Penyakit yang paling berdampak dalam terganggunya difusi pernapasan adalah Tuberkulosis (TBC).

Penyakit ini disebabkan oleh bakteri Mycobacterium tuberculosis yang menyerang paru-paru dan menimbulkan bintil-bintil pada dinding alveolus, yap! Alveolus yang merupakan saluran pernapasan difusi oksigen, baru aja kita bahas … eh muncul lagi kan!

Itu dia kira-kira pembahasan kita mengenai difusi, kalau elo masih kepo tentang difusi dan mau belajar lebih banyak lagi soal pernapasan, langsung aja klik banner di bawah ini!

Kalau udah paham, kita move on ke kandidat selanjutnya, Bohr!

Efek Bohr

Nah, kalau kandidat materi selanjutnya tentang Christian Bohr. Kita coba pendekatan dulu ke si ilmuwan asal Denmark ini ya!

Sosok Christian Bohr inilah yang merupakan sosok pencetus dari efek bohr. Isinya bukan tentang bor yang buat yang motong kayu gitu-gitu, ya!

Jadi, efek bohr itu merupakan pengaruh karbondioksida terhadap kurva oksigen yang terlarut dari darah, gak cuma itu guys, Christian Bohr juga menyatakan bahwa peningkatan konsentrasi proton atau CO2 dapat menyebabkan menurunnya daya serap hemoglobin terhadap oksigen. Coba kita lanjut bedah materi Bohr ini, yuk! Yuk, yuk, yuk!

Baca Juga: Proses Pembentukkan Urine pada Ginjal – Materi Biologi Kelas 12

Bohr Shift

Bohr Shift atau pergeseran bohr menjelaskan peningkatan pelepasan oksigen oleh hemoglobin dalam jaringan pernapasan.

Kurva disosiasi oksihemoglobin menunjukkan saturasi hemoglobin oleh oksigen dalam kondisi normal.

• Perubahan pH mengubah afinitas hemoglobin terhadap oksigen dan karenanya mengubah pengambilan dan pelepasan O2 oleh hemoglobin.

Karbon dioksida menurunkan pH darah (dengan membentuk asam karbonat), yang menyebabkan hemoglobin melepaskan oksigennya.

• Ini dikenal sebagai efek Bohr – penurunan pH menggeser kurva disosiasi oksigen ke kanan.

Sel dengan metabolisme yang meningkat (yaitu jaringan yang bernafas) melepaskan karbondioksida dalam jumlah yang lebih besar (produk dari respirasi sel).

• Oleh karena itu hemoglobin digunakan untuk melepaskan oksigennya di daerah yang paling membutuhkan (oksigen adalah input respirasi sel)

Sekarang, waktunya gue mau uji pemahaman kalian lewat contoh soal di bawah ini!

Contoh Soal

1. Cuaca dingin membuat tubuh lebih rentan terhadap penyakit, seperti flu. Mekanisme yang dilakukan oleh sistem pernapasan untuk mencegah udara dingin memasuki alveolus adalah ….a. Menggunakan syal atau masker saat cuaca dinginb. Terjadi peningkatan aliran darah di dalam rongga hidung dan menghangatkan udara yang masukc. Pelebaran pada arteri pulmonalis sebagai respon udara dingind. Udara dingin akan dihangatkan oleh rambut hidup sebelum memasuki alveoluse. Alveolus tidak akan menyeleksi udara dingin ketika masuk ke dalam tubuh

   Jawaban: B

   
   Pembahasan:a. Memang membuat hangat, tapi tidak dilakukan oleh sistem pernapasan (dilakukan oleh orangnya).c. Arteri pulmonalis merupakan arteri yang sudah ada di paru-paru.d. Rambut hidung untuk menyaring udara masuke. Salah. Karena kalau udara tidak diseleksi, alveolus bisa rusak.
2. Dalam rangka menjaga kesehatan selama pandemi Covid-19, sebagian masyarakat tetap menggunakan masker saat berjogging di sekitar rumahnya agar terhindar dari penularan virus. Namun, penggunaan masker saat olahraga dapat berbahaya salah satunya adalah seseorang dapat keracunan karbondioksida. Berikut ini adalah pernyataan yang tepat mengenai hubungan tingginya kadar karbondioksida dengan homeostasis tubuh adalah ….a. tingginya kadar CO2 di dalam darah menyebabkan pH darah naik dan terjadi asidosis respiratorikb. tingginya kadar CO2 menyebabkan afinitas hemoglobin terhadap O2 meningkatc. tingginya kadar CO2 dalam darah memicu terbentuknya asam karbonat dan pH darah turund. tingginya kadar CO2 meningkatkan pH dan memicu jantung berdetak lebih cepate. tingginya kadar CO2 di darah menyebabkan pusat kontrol pernapasan di otak menurunkan laju pernapasan

   Jawaban: C
   Pembahasan:

   a. Jawaban yang tepat adalah pH darah turun, bukan naik.b. Jawaban yang tepat adalah kadar CO2 menyebabkan afinitas hemoglobin terhadap O2 meningkat.d. Jawaban yang tepat adalah menurunkan pH,  bukan meningkatkan.

   e. Jawaban yang tepat adalah menaikkan laju pernapasan agar karbondioksida bisa keluar dan oksigen bisa masuk.

Wah, wah, ternyata sudah selesai pembahasan kita, gimana Sobat Zenius? Elo udah paham dong tentang difusi gas pada proses pernapasan. Apa? Belum puas? Masih banyak yang  mau kalian cari tahu tentang pembelajaran Biologi? Langsung aja cek materi lainnya hanya di Zenius, sayonara!

Baca Juga: Apa Itu Sistem Endokrin dan Gangguannya – Materi Biologi Kelas 11