TRANSPORT CO2

Sport_Medicine_Online

Pengeluaran CO₂ penting. Bila PCO₂ ­ (hypercapnea)

·         à asidosis

·         menekan SSP à confusion, koma, kematian.

CO₂ diproduksi pada pernapasan sel (cellular respiration).

·         Daya larut CO₂ dalam cair tubuh > O₂.

·         Hanya 7% CO₂ yang diangkut darah vena dalam bentuk terlarut.

·         93% berdifusi ke dalam eritrosit :

70% à ion bikarbonat (HCO₃^-) di eritrosit à ke plasma terlarut

23% terikat pada Hb à Hb-CO₂ (carbaminohemoglobin)

·         Tujuan perubahan CO₂ à bikarbonat :

1. Sebagai cara pengangkutan CO₂ dari sel ke paru.
2. Sebagai penyangga (buffer) untuk menstabilkan  pH tubuh.

                         c.a.

CO₂ + H₂O <------> H₂CO₃ <------> H⁺ + HCO₃^-

c.a. = carbonic anhydrase, enzim yang banyak pada eritrosit.

HCO^3- keluar dari eritrosit, ditukar dengan ion Cl^- (antiport). Ini untuk mempertahankan muatan listrik sehingga tak mengganggu potensial membran.

HCO^3- merupakan buffer utama ekstraseluler.

Hb + H⁺ à Hb-H. Disini Hb sebagai buffer pH pula. Bila PCO₂ darah amat tinggi, buffer Hb tak memadai à H⁺ ­ à Respiratory acidosis.

H⁺ dan HCO₃^- keluar dari eritrosit à CO₂ baru dari plasma masuk ke eritrosit. Bila PCO₂  plasma turun à CO₂ keluar dari sel.

Ikatan Hb dengan H⁺ dan CO₂ akan mengurangi kemampuan Hb mengikat O₂ (Lihat kurva saturasi Hb).

PENGELUARAN CO₂ PADA PARU

PCO₂ alveoli lebih rendah dari plasma di kapiler paru à CO₂ difusi dari plasma ke alveoli à PCO₂ plasma ¯ à CO₂ keluar dari eritrosit à Reaksi berbalik.

RESUME TRANSPORT O2 DAN CO2 SECARA UMUM

REGULASI VENTILASI

Pernapasan merupakan proses ritmik. Beda dengan jantung yang juga ritmik tapi otot jantung bersifat autoritmik.

SSP à somatic motor neuron à kontraksi otot pernapasan.

Pada sistem pernapasan kontraksi m. diafragma dan m. intercostalis diawali dari neuron pada medulla oblongata (central pattern generator) yang memiliki aktivitas ritmik intrinsik. Diduga berasal dari neuron pacemaker (belum teridentifikasi), suatu neuron dengan potensial membran  yang tak stabil yang secara periodik mencapai nilai ambang (threshold).

Prinsip regulasi pernapasan :

1.    Medulla : Neuron mengontrol inspirasi dan ekspirasi.

2.    Pons : Mengatur frekuensi dan dalamnya ventilasi.

3.    Ritmis respirasi berasal dari network yang secara spontan merangsang neuron.

4.    Ventilasi dimodulasi oleh berbagai faktor kimiawi dan oleh pusat-pusat otak yang lebih tinggi.

Central pattern generator sifatnya unik yaitu otomatis  sepanjang hidup tapi dapat dipengaruhi kemauan sampai batas tertentu.

Ritmis respirasi dipengaruhi oleh input sensoris dari reseptor CO₂, O₂ dan H⁺

Ada 2 nukleus di medulla oblongata :

1.    Dorsal respiratory group (DRG) : Inspiratory neuron à Diafragma + m.intercosatlis externa.

2.    Ventral respiratory group (VRG): E neuron (untuk ekspirasi aktif) dan I⁺ neuron (untuk inspirasi yang lebih dari normal). Inaktif pada respirasi biasa. Berfungsi pada forced breathing dan ekspirasi aktif. E neuron mengaktifkan m.intercostalis interna dan otot abdomen. I⁺ neuron rangsang otot respirasi aksesori seperti m.sternocleidomastoideus.

Rhytmic breathing

Proses inspirasi lebh pendek dari proses ekspirasi.

Inspirasi 2 detik à otot respirasi relaks à ekspirasi pasif (elastisitas) 3 detik

Pada ekspirasi ada motor neuron yang aktif untuk kontraksi otot pada saluran napas atas untuk memperlambat aliran udara keluar.

CO₂, O₂ DAN  pH MEMPENGARUHI VENTILASI

CO₂ perangsang utama ventilasi. O₂ dan pH  perannya  lebih kecil.

Chemoreceptor :

·         Peripheral chemoreceptor: pada carotid dan aortic bodies memantau konsentrasi O₂, pH dan PCO₂ plasma.

·         Central chemoreceptor di SSP bagian ventral permukaan medulla: Memantau komposisi dan konsentrasi CO₂ cairan serebrospinal.

Peripheral chemoreceptor: Carotid dan aortic bodies

Chemoreceptornya sensitif pada PO₂ ¯, pH ¯ dan PCO₂ ­. à Potensial aksi pada neuron sensoris ke batang otak à ventilasi ­.

·         Pada keadaan normal O₂ tak begitu penting untuk memodulasi ventilasi. Ventilasi baru terangsang bila PO₂ < 60 mm Hg (ketinggian 3000 m atau pada chronic obstructive pulmonary disease, COPD).

·         Lebih responsif pada pH ¯ dan PCO₂ ­

Sel Glomus, sel pada carotid bodies sebagai chemoreceptor, memiliki K-channels (KO₂ channels) sebagai sensor O₂. Sensor + O₂ à channel tetap terbuka à ion K keluar sel à hiperpolarisasi. Bila tanpa/kurang O₂ di plasma à channel tertutup à permeabilitas ion K ¯ à depolarisasi sel à ion Ca masuk sel à eksositosis vesikel berisi dopamin à potensial aksi pada neuron sensoris à pusat respirasi à ventilasi ­.

 Central Chemoreceptor

Kontrol kimia terpenting adalah CO₂

Central chemoreceptor memonitor CO₂ pada cairan cerebrospinal

Meskipun dikatakan central chemoreceptor mempunyai respons terhadap CO₂, sebenarnya direspons oleh perubahan pH pada cairan serebrospinal.

CO₂ + H₂O <-----> H⁺ + HCO₃^-

PCO₂ ­ à H⁺ ­ à merangsang refleks chemoreceptor à ventilasi ­

pH plasma tak dapat mempengaruhi central chemoreceptor secara langsung karena H⁺ bebas tak dapat menembus blood-brain barrier (sawar darah otak).

Bila PCO₂ ­ beberapa hari à ventilasi ¯ (adaptasi). Mekanismenya belum jelas, mungkin karena blood-brain barrier mulai meng-transport ion bikarbonat ke cairan serebrospinal à sebagai buffer à H⁺ ¯.

PENGARUH HIGHER BRAIN CENTERS PADA POLA VENTILASI

Hipotalamus dan cerebrum dapat mengubah aktivitas  central pattern generator dan mengubah frekuensi dan dalamnya ventilasi. Pusat otak yang lebih tinggi tak diperlukan untuk ventilasi. Biarpun  batang otak di atas pons rusak, respirasi normal.

·         Stimulasi sistem limbik dapat mempengaruhi respirasi. Emosi, rasa takut dan excitement mempengaruhi frekuensi dan dalamnya pernapasan.

·         Kita dapat mengubah pola respirasi sementara, tapi tak dapat melawan chemoreceptor reflex. Contoh: tahan napas à PCO₂ ­ di darah dan cairan serebrospinal à meng aktifkan chemoreceptor reflex à terpaksa bernapas.

MECHANORECEPTOR REFLEX

Terdapat refleks protektif terhadap kerusakan fisik atau iritasi saluran napas dan inflasi berlebihan paru :

·         Hirupan partikel atau gas yang merusak à merangsang irritant receptor pada mukosa jalan napas à melalui neuron sensoris ke SSP à neuron parasimpatik yang meng-inervasi otot polos bronchioli à bronchokonstriksi.

·         Batuk dan bersin

·         Hering–Breuer inflation reflex cegah over-ekspansi paru yang berlebihan saat latihan berat. Bila volume tidal > 1 liter à stretch receptor à sinyal ke batang otak à inspirasi diakhiri.

Daftar Pustaka Rujukan :................

(hubungi : WA.085241680638)

Sumber  : Mata Kuliah IKesor Dep. FAAL FK UNAIR Angk.2012)

Share this

aminuddin