Pengertian Respirasi Eksternal

Respirasi internal adalah proses difusi oksigen dari darah, ke cairan interstitial dan ke dalam sel. Limbah dan karbon dioksida juga menyebar ke arah lain, dari sel ke darah.

Oksigen dilepaskan dari sel-sel darah sebagai respons terhadap konsentrasi oksigen di kapiler pembuluh darah, yang biasanya sangat rendah. Hal ini memungkinkan pertukaran gas dan zat terlarut lainnya selama respirasi internal antara plasma dan cairan interstitial.

Respirasi sel mengacu pada proses mengubah oksigen tersebut bersama dengan glukosa menjadi ATP, molekul yang digunakan sel untuk menyimpan energi yang dapat digunakan, tetapi menghasilkan karbon dioksida.

Respirasi eksternal mengacu pada proses pertukaran oksigen dan karbon dioksida di paru-paru, insang, atau jaringan lain yang terpapar lingkungan eksternal. Bernafas adalah proses mekanis menarik paru-paru ke dalam atau keluar dari paru-paru, atau memindahkan air ke insang.

Respirasi internal tujuannya memastikan transportasi oksigen dalam darah dari paru-paru ke sel, dan transportasi karbon dioksida metabolik dari sel-sel jaringan ke dalam darah dan ke paru-paru.

Setelah CO2 dan H2O memasuki cairan interstitial (di sekitar sel) sebagai konsekuensi dari respirasi sel, mereka berdifusi ke dalam plasma darah. Sekitar 90 persen dari CO2 kemudian berdifusi ke dalam sel darah merah. Keseimbangan sekitar 10 persen tetap terlarut dalam plasma, PCO2 terlarut.

Kehadiran CO2 dalam sel darah merah sangat penting untuk distribusi oksigen. Karbon dioksida terhidrasi (bergabung dengan H2O) untuk membentuk asam karbonat: CO2 + H2O ↔ H2CO3. Asam karbonat berdisosiasi (terurai) menjadi ion hidrogen dan bikarbonat: H2CO3 ↔ H + + HCO3̄.

Kehadiran ion hidrogen yang meningkat, H +, berarti bahwa sel darah merah menjadi kurang basa, yaitu pH cairan (sitosol) dalam sel darah merah berkurang. Bikarbonat, HCO3̄, berdifusi ke dalam darah tempat mereka menyangga asam, mis. asam laktat.

Jumlah CO2 yang dihasilkan oleh jaringan menentukan dengan tepat berapa banyak asam karbonat terbentuk, dan dengan demikian pH sel darah merah, serta jumlah bikarbonat yang memasuki plasma.

Kehadiran gas CO2 dan penurunan pH dalam sel darah merah, secara independen dan bersama-sama, mengubah konstitusi spasial (konformasi) dari hemoglobin (Hb), yang menurunkan afinitasnya terhadap oksigen, yaitu, lebih mudah melepaskan oksigen dan meningkatkan level PO2 plasma; perubahan ini dikenal sebagai Efek Bohr.

Dengan demikian, hemoglobin lebih mudah mendistribusikan O2nya ke jaringan yang membutuhkannya, sementara secara bersamaan buffer ion hidrogen yang dihasilkan oleh disosiasi asam karbonat (H2CO3) untuk mengembalikan pH normal dalam sel darah merah: HbO2 + H + ↔ HHb + O2.

Mengurangi pH dan meningkatkan PCO2 tidak hanya predisposisi hemoglobin untuk melepaskan oksigennya, tetapi juga untuk melepaskan nitrat oksida (gas), vasodilator yang kuat. Hasilnya adalah peningkatan volume dan aliran darah, yang meningkatkan pasokan oksigen dan glukosa ke sel-sel yang menghasilkan kadar CO2 yang lebih tinggi, sel-sel dengan metabolisme yang meningkat.

Peningkatan kadar PCO2 plasma menyebabkan peningkatan (1) suplai oksigen (lebih banyak darah), (2) suplai glukosa (lebih banyak darah), (3) kadar PO2 (O2 / ml darah), dan (4) suplai bikarbonat untuk asam penyangga. Regulasi PCO2 yang tepat berarti bahwa kimia sel darah merah mencerminkan metabolisme jaringan di sekitarnya.

Pernapasan cepat mengurangi PCO2 terlarut, dan karenanya mengurangi CO2 dan asam karbonat dalam sel darah merah. Ini berarti konsentrasi ion hidrogen berkurang, peningkatan pH dalam sel darah merah.

Efek pada hemoglobin ada dua: (1) peningkatan afinitas untuk O2 (Efek Bohr), mengurangi kemungkinan pelepasannya ke dalam plasma, dan (2) berkurangnya pelepasan oksida nitrat, menghasilkan vasokonstriksi. Ini diterjemahkan menjadi lebih sedikit oksigen (hipoksia lokal), lebih sedikit glukosa (hipoglikemia lokal), dan mengurangi kapasitas buffering untuk jaringan yang membutuhkan. Berkurangnya oksida nitrat juga meningkatkan kadar platelet plasma, agregasi mereka, dan kecenderungan “melekat”, sehingga meningkatkan kemungkinan pembekuan darah.