Transpor O2 Dan CO2

Transpor O2 dan CO2By dr. H. Huldani

Prinsip, tergantung : Difusi Aliran DarahO2 di Jaringan :Bereaksi dengan zat makanan- Energi dan Panas- Terbentuk CO2Pada aktifitas fisik berat :- O2 20 kali lipat dari normal, tapi karena :- Cardiac Output bertambah- Kapiler membuka Waktu tinggal darah di kapiler hanya tinggal setengah waktu normal

Faktor Penyelamat :Difusi O2 lewat membran pulmoner tetap hampir penuh dengan O2 sewaktu meninggalkan kapiler paruKarena :1. Kapasitas difusi O2 meningkat 3 x lipat sewaktu exerciseKapiler dilatasi dan berperan serta dalam difusiAlveolar dilatasi2. Aliran darah pulmoner hampir jenuhDarah tinggal di kapiler pulmoner selama 3 x waktu yang diperlukan utk pengambilan O2 maximal

Pengambilan O2 oleh darah kapiler paru

Perubahan PO2 dlm darah kapiler paru, darah arterial, darah kapiler sistemik

Darah : Paru98% ke atrium kiriKaya O2 tekanan 104 mmHg2% ke sirkulasi bronkial tidak melewati udara alveoli = aliran SHUNTSetelah melewati paru PO2 sama dengan PO2 venous 40 mmHgBercampur darah paru kaya O2PO2 yg dipompakan ventrikel kiri turun menjadi 95 mmHgTekanan ini tetap sampai ke jaringanTekanan O2 cairan interstitial 40mmHg Perbedaan besar difusi

PO2 cairan interstitial, dipengaruhi :Aliran darahMetabolisme jaringanKadar HbAliran darah :Aliran darah ke jaringan bertambahO2 yg diangkut bertambahPO2 jaringan bertambah, tp tdk melebihi 95 mmHg walaupun aliran ditingkatkan beberapa kali, karena PO2 ini tekanan maximal dalam darah arteriMetabolisme jaringanBila sel > menggunakan O2 PO2 cairan interstitial turun

Kadar Hb :Penurunan kadar Hb normal PO2 turun karena 97% O2 diangkut oleh HbJadi, PO2 jaringan ditentukan oleh :Besarnya transpor O2 ke jaringan oleh darahBanyaknya O2 yg digunakan oleh jaringanPO2 intrasel :- Lebih rendah dari PO2 cairan tubuhBerkisar 5-40 mmHg, rata2 23 mmHgFaktor penyelamat, karena : utk berlangsungnya metabolisme scr normal hanya diperlukan PO2 3 mmHg

Difusi O2 dari Kapiler Jaringan Ke Sel

Efek flow darah dan jumlah konsumsi O2 pd PO2 jaringan

Sel : O2 metabolisme energi + CO2 shg PCO2 dlm sel bertambahPCO2 sel mjd > di luar sel (kapiler) difusi dibawa ke paru2 (alveoli)Difusi CO2 20 x lebih cepat dari O2Maka, perbedaan tekanan yg diperlukan utk difusi jauh lebih kecil dari O2, yaitu:1. PCO2 intrasel 46 mmHgPCO2 interstitial 45 mmHg2. PCO2 darah arterial waktu datang pd jaringan 40 mmHg, PCO2 darah venous waktu meninggalkan jaringan 45 mmHg beda 5 mmHg3. PCO2 darah venous waktu datang ke paru 45 mmHg, PCO2 dalam udara alveoli 40 mmHg 5 mmHgPCO2 darah kapiler paru turun mjd 40 mmHg = alveoli sbl ia berjalan > 1/3 jarak lewat kapilerBeda 1mmHg

Efek PO2 darah pd kuantitas O2 yg berikatan dr Hb setiap volume darah

Normal :97% O2 diangkut dari paru ke jaringan dlm bentuk ikatan kimia dgn Hb3% diangkut dlm bentuk larutan dlm plasmaHb protein : 4 sub unit, tiap unit mengandung 1 HEME, yaitu suatu kompleks yg dibentuk :Porphyrin1 atom besi ferron mengikat1 molekul O2 reaksi oksigenasi Dasar transpor O2 dr paru ke jaringan:Bila PO2 tinggi berikatan dgn Hb (kapiler pulmoner)Bila PO2 rendah O2 dilepas oleh Hb (kapiler jaringan)TRANSPOR O2 OLEH DARAH

Hub PO2 dgn seberapa byk Hb mengikat O2 disebut: kurve disosiasi oksigen hemoglobinDarah normal mengandung 15 gr Hb setiap 100 ml darah dan setiap gram Hb dapat mengikat O2 maximum 1,34 ml (1,39 ml bila Hb murni) Rata2 Hb dalam 100 ml darah dapat mengikat O2 maximal hampir 20 ml bila Hb saturasinya 100% 20 vol %Total O2 yg terikat Hb:Darah arterial saturasi 97% = 19,4 ml per 100 ml darahMelewati kapiler jaringan = 14,4 ml (PO2 40 mmHg dgn saturasi 75%)=Normal 5 ml O2 yg diangkut ke jaringan dalam 100 ml darah

Kurve disosiasi Oksigen - Hb

Pada aktivitas fisik yg berat PO2 cairan interstitial turun sampai terendah 15 mmHg hanya 4,4 ml O2 yg terikat pd Hb utk 100 ml darah19,4 - 4,4 = 15 ml O2 / 100 ml darah 3x lipat utk setiap volume yg lewat jaringanIngat: Cardiac output dpt meningkat 6-7 x normal pd pelari marathon yg terlatih O2 yg diangkut ke jaringan sampai 20 x lipat : batas pengangkutan O2 yg dapat dicapaiFungsi Hb :Pengangkut O2Buffer oksigen jaringanBuffer asam-basa yg kuat

Kurve disosiasi O2 Hb normal dpt bergeser:1. Sedikit asam pH 7,2 kanan 15% sebaliknya bila pH naik sedikit 7,6 (pH normal 7,4) bergeser ke kiri2. Kenaikan kadar CO2 ke kanan3. Kenaikan suhu darah ke kanan4. Kenaikan 2,3 diphosphoglycerate (DPG) ke kanan5. Vetal Hb dlm jlh besar ke kiriKenaikan ion H (asam) dan CO2 oksigenasi darah di paru dan meningkatkan pelepasan O2 dari darah ke jaringan = Bohr effect

Darah melewati paru CO2 difusi ke alveoli PCO2 menurun, ion H+ menurun karena menurunkan asam karbonat darah kurve ke kiri atasJumlah O2 yg berikatan dgn Hb pd tekanan O2 berapapun akan meningkat O2 ke jaringan meningkat di jaringan, CO2 masuk ke darah menggeser kurve ke kanan mendesak O2 dr Hb shg terjadi pelepasan O2 ke jaringanKadar 2,3 DPG normal dlm darah kurve O2 Hb bergeser ke kanan (sdkt) sepanjang waktu.Pada hipoksia, 2,3 DPG bertambah kurve tambah ke kanan

Pergeseran kurve disosiasi oksigen hemoglobin

Menyebabkan O2 dilepaskan ke jaringan walaupun PO2 hanya 10 mmHg adaptasi hipoksia Kelebihan DPG (Difosfogliserat) kesukaran Hb utk berikatan dgn O2 dlm paru bila PO2 turunSelama exercise, otot aktif melepaskan :CO2 lebih banyakAsam (ion H)Suhu meningkat 3-4 derajatSenyawa pospatKarena itu, kadang2 O2 dapat dilepas ke otot walaupun PO2 sebesar 40 mmHg bahkan dpt sbyk 75-85 % O2 diambil dr HbBersama2 menggeser ke kanan

Transpor O2 dgn Hb : 5 ml / 100 ml darahTranspor O2 dlm bentuk larutan kecil sekali :Pada PO2 arterial 95 mmHg 0,29 ml O2 / 100 ml darahPada PO2 darah 40mmHg (kapiler jaringan) : 0,12 mlJadi, hanya sekitar 0,17 ml O2 scr normal diangkut ke jaringan setiap 100 ml darah atau 3% dr pengangkutan Hb dgn saturasi 97%

Pada latihan berat transpor 3 x lipatJlh relatif yg diangkut dlm bentuk larutan mjd berkurang 1,5%Tp bila org bernafas dgn kadar O2 yg tinggi pengangkutan dlm bentuk larutan mjd sgt besar di jaringan kelebihan O2 disebut keracunan oksigen konvulsi bahkan kematian

Karbon monoksida dpt berikatan dgn Hb 230 x afinitas O2Tekanan CO 0,4 mmHg (1/230 PO2 ALV) memungkinkan CO utk berkompetisi setara dgn O2 utk berikatan dgn Hb, hingga dr Hb di dlm darah berikatan dgn CO

Tekanan CO sebesar 0,7 mmHg, suatu kadar 0,1% dalam udara Lethal

Pasien keracunan berat CO dpt diobati dgn pemberian O2 murni mendesak CO

Bisa juga scr bersamaan diberikan CO2 merangsang pusat respirasi menambah ventilasi alveolar menurunkan kadar CO dlm alveoli dan menambah pelepasan CO dr darah

Berperan pd balans asam-basa cairan tubuhMula2 : difusi CO2 keluar dr sel gas, masuk kapiler bereaksi dgn H2O dan HbSedikit dr CO2 yg diangkut dlm bentuk larutanPCO2 venosa 45 mmHg: 2,7 ml / 100 ml darah (2,7 vol %)PCO2 arterial 40 mmHg: 2,4 ml / 100 ml darah shg hanya 0,3 ml CO2 yg diangkut setiap 100 ml darah dlm bentuk larutan atau 7 % dr seluruh pengangkutan CO2Eritrosit : CO2 + H2O H2CO3 : lambatTp karena ada carbonic anhydrase reaksi mjd 5000x lebih cepat, reaksi sdh sempurna sebelum darah meninggalkan kapiler jaringanTRANSPOR CO2 OLEH DARAH

Difusi CO2 dari darah kapiler paru ke alveolus

Efek flow darah & besarnya metabolisme pd PCO2 jaringan

H2CO3 berdisosiasi H+ + HCO3-H+ + Hb (buffer asam-basa yg kuat)HCO3- berdifusi ke dlm plasma digantikan Cl- hal ini terjadi krn adanya protein karier bikarbonat-Chloride

Kandungan chloride eritrosit darah venosa > arterial , fenomena ini disebut chloride shiftCO2 + H2O : reversibel 70% dr semua pengangkutan (plg besar)Bila Ca dihambat (acetazolamide) transpor CO2 mjd sedikit PCO2 meningkat 80 mmHg (normal 4,5 mmHg)CO2 + Hb HbCO2 : reversibel (ikatan lemah) shg mudah dilepas di alveoliCO2 + protein plasma (1/4 Hb)

Transport CO2 dalam darah

Jadi, CO2 dlm darah:Sebagai CO2 bebasBerikatan scr kimia dgn air, Hb, & plasma proteinJlh total CO2 yg bergabung dgn darah dlm semua bentuknya tergantung PCO2 kurve disosiasi karbondioksidaKonsentrasi CO2 dlm darah 50 vol % hanya 4 vol % yg betul exchange selama transpor CO2 normal dr jaringan ke paru. Konsentrasi naik mjd 52 vol % - jaringan turun mjd 48 % sewaktu melewati paruCO2 meningkat O2 terdesak dr HbPengikatan O2 oleh Hb mendesak CO2 Effect Haldane

Haldane effect akibat dr ikatan O2 dgn Hb menjadi asam yg kuat mendesak CO2 dr darah dlm 2 jln:1. Hb >> asam kecenderungan kecil utk berikatan dgn CO2 utk menbentuk carbamino hemoglobin. CO2 didesak dr dalam darah2. Bertambahnya derajat keasaman Hb menyebabkan Hb melepaskan kelebihan ion berikatan dgn ion bikarbonat mjd asam karbonat berdisosiasi mjd air dan CO2 CO2 dilepaskan dr darah masuk ke alveoliDlm kapiler jaringan, Haldane effect menyebabkan kenaikan pengambilan CO2 karena lepasnya O2 dr Hb. Di paru, pelepasan CO2 bertambah karena pengambilan O2 oleh Hb

Haldane effect menyebabkan:Pelepasan CO2 dr darah ke paru 2x lipatPengambilan CO2 dr jaringan 2x lipatH2CO3 yg terbentuk sewaktu CO2 masuk ke darah di jaringan menurunkan pH darah ion H meningkatReaksi asam dan buffer darah mencegah kenaikan yg tinggi konsentrasi ion HDarah arterial pH = 7,41, waktu mengambil CO2 pH mjd 7,37 turun 0,04 waktu CO2 dilepas dr darah ke paru pH naik lagi ke pH arterialPada exercise pH menurun sampai 0,5 atau lebih asidosis jaringan

Kurve disosiasi CO2

Sebagian kurve disosiasi CO2 pd PO2 100 mmHg dan 40 mmHgAnak panah menunjukkan efek Haldane pd transport CO2

Terima Kasih Atas Perhatiannya