I. SKENARIO
Dampak Cuaca Ekstrem Saat Penerbangan
Serangan Hipoksia Saat Oksigen di Pesawat Menipis Karena Ketinggian Yulida Medistiara – detikHealth
Selasa, 30/12/2014 10:28 WIB
Hipoksia merupakan keadaan tubuh kekurangan oksigen untuk menjamin keperluan hidupnya. Kondisi ini bias terjadi didalam pesawat yang terbang dengan ketinggian di atas 10 ribu kaki. Seperti diketahui, kurangnya oksigen mengakibatkan gangguan fungsi sel karena oksigen yang dikirim ke sel berkurang.
“Didalam penerbangan yang terjadi adalah hypoxic hypoxia,” kata dr. Soemardoko Thokrowidigdo, Ketua Umum Perhimpunan Dokter SpesialisPenerbangan Indonesia, dalam perbincangan dengan detikHealth dan ditulis pada Selasa (30/12/2014)
Hypoxic hypoxia merupakan hipoksia yang terjadi karean menurunnya tekanan parsial oksigen dalam paru-paru atau karena terlalu tebalnya dinding paru-paru. Jadi semakin tingg terbang maka makin rendah tekanan barometernya. Akibatnya tekanan parsia oksigen juga makin kecil.
Hipoksia patut diwaspadai karena terjadi pelahan-lahan tanpa ada tanda-tanda awal. Apalagi sifat gejalanya sangat individual, sehingga tidak sama pada masing-masing orang.
“Penerbangan dan semua penumpang akan mengalami hal ini (hipoksia), tetapi untuk penerbangan dan awak kabin sudah dilatih dengan menggunakan O2 untuk mencegah gejala yang dapat berakibat fatal,” ucap dr Soemardoko.
II. KATA SULIT
1. Hipoksia : Penurunan asupan oksigen ke jaringan di bawah kadar fisiologis sekalipun perfusi darah memadai
2. Hypoxic Hypoxia : Hipoksia akibat berkurangnya ooksigen yang mencapai darah 3. Tekanan Parsial : Tekanan yang diberikan untuk komponen-komponen gas
dalam campuran gas
4. Barometer : Alat untuk mengukur tekanan udara, mengetaahui ketinggian suatu tempat di permukaan laut
III. PERTANYAAN
1. Apa saja yang menyebabkan turunna oksigen ? 2. Bagaimana gejala hipoksia ?
3. Mengapa kurangnya oksigen mengakibatkan gangguan fungsi sel ? 4. Bagaimana mekanisme terjadinya hipoksia ?
5. Mengapa tekanan oksigen dipengaruhi oleh ketinggian ? 6. Apakah penyebab turunnya tekanan parsial ?
7. Bagaimana cara pencegahan hipoksia ?
8. Bagaimana pandangan islam tentang kewaspadaan diri ? 9. Bagaimana peranan oksigen dalam tubuh ?
IV. JAWABAN
1. a. semakin tingginya suatu tempat maka semakin berkurangnya oksigen b. turunnya kadar hemoglobin dalam darah dapat menurunkan kadar oksigen 2. a. sesak nafas
b. pusing c. mual d. lemas
e. hilang kesadaran f. kejang-kejang
g. gangguan keseimbangan
3. Karena oksigen merupakan faktor utama metabolisme dalam tubuh
4. Terjadi hipoksia karena oksigen dilingkungan rendah, kebutuhan oksigen dalam tubuh meningkat karena hemoglobin sulit mengikat oksigen
5. Karena semakin tinggi suatu tempat, maka semakin berkurangnya kadar oksigen 6. Berkurangnya okaigen dalam tubuh
7. a. menghindari rokok
b. menghindari minuman alcohol
c. menghindari obat anti depresan karena dapar menghambat laju pernafasan d. menjaga asupan nutrisi dan olahraga
e. menyediakan masker oksigen dalam pesawat 8. Dalam Al-Qur’an surah Az-zumar : 9
9. Peranan oksigen yaitu untuk respirasi sel dan kelangsungan metabolism yang pentig untuk menghasilkan ATP
1. Oksigen berperan penting dalam respirasi sel dan meerupakan faktor utama metabolisme tubuh
2. Hipoksia merupakan suatu keadaan tubuh kekurangan oksigen 3. Hemoglobin berperan penting dalam mengikat oksigen
4. Al-Qur’an mengatur agar manusia mawas diri
VI. SASARAN BELAJAR
LO 1. Memahami dan menjelaskan oksigen dalam tubuh 1.1 Definisi
1.2 Peran dan fungsi
LO 2. Memahami dan menjelaskan hemoglobin 2.1 Definisi
2.2 Peran dan fungsi
LO 3. Memahami dan menjelaskan hipoksia 3.1 Definisi
3.2 Jenis-jenis 3.3 Gejala 3.4 Mekanisme
3.5 Pencegahan dan penanganan
LO 4. Memahami dan menjelaskan pandangan islam tentang mawas diri 4.1 Al-Qur’an
VII. PEMBAHASAN LI. 1.1 Definisi oksigen
Oksigen adalah gas tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa yang mengisi 20% dari udara yang kita hirup (dan setidaknya setengah dari berat seluruh kerak bumi yang padat). Oksigen bergabung dengan sebagian besar unsur-unsur lain untuk membentuk oksida. Oksigen sangat penting untuk manusia, hewan dan tumbuhan. Rumus dari gas oksigen adalah O2.
LI. 1.2 Peranan dan fungsi oksigen 1. Peranan terhadap sel tubuh
Kebutuhan tubuh terhadap oksigen merupakan kebutuhan yang sangat mendasar dan tanpa oksigen dalam waktu tertentu sel tubuh akan mengalami kerusakan yang menetap dan menimbulkan kematian.
Mempunyai peranan vital bagi tubuh manusia untuk mendapatkan energy selain gula atau glukosa. tubuh kita membutuhkan oksigen sebagai bahan bakar. Reaksi kimia antara gula dan oksigen akan menghasilkan adenosine triphosphate (ATP) yang disebut sebagai energi murni sel. ATP adalah sumber bahan bakar untuk sel agar dapat berfungsi secara optimal. ATP memberikan energi yang dibutuhkan oleh sel untuk melakukan keperluan berbagai aktivitas untuk memelihara efektivitas segala fungsi tubuh.
Fungsi :
Mekanisme respirasi dalam sel
Metabolisme aerob berperan dalam pembakaran nutrien dan membentuk energi. Proses ini menggunakan oksigen (O2) dan menghasilkan karbodioksida
(CO2). Sistem sirkulasi berperan mengantarkan O2 dan nutrien ke jaringan tubuh
dan kemudian mengambil CO2 yang terbentuk. Peran ganda dari sistem sirkulasi
dalam hal transportasi oksigen dan karbondioksida disebut sebagai fungsi respirasi darah. Sistem transportasi oksigen terdiri dari sistem paru dan sitem kardiovaskular.
Proses pengantaran ini tergantung pada jumlah oksigen yang masuk ke paru-paru (ventilasi), aliran darah ke paru-paru dan jaringan (perfusi), kecepatan divusi dan kapasitas membawa oksigen. Kapasitas darah untuk membawa oksigen dipengaruhi oleh jumlah oksigen yang larut dalam plasma, jumlah hemoglobin dan kecenderungan hemoglobin untuk berikatan dengan oksigen (Ahrens, 1990). Jumlah oksigen yang larut dalam plasma relatif kecil, yakni hanya sekitar 3%. Sebagian besar oksigen ditransportasi oleh hemoglobin. Hemoglobin berfungsi sebagai pembawa oksigen dan karbon dioksida. Molekul hemoglobin dicampur dengan oksigen untuk membentuk oksi hemoglobin.Pembentukan oksi hemoglobin dengan mudah berbalik (revesibel), sehingga memungkinkan hemoglobin dan oksigen berpisah, membuat oksigen menjadi bebas.Sehingga oksigen ini bias masuk ke dalam jaringan. Adapun dalam sistem transpornya O2 dapat dibagi menjadi 2:
1. 1,5% O2 terlarut di plasma
2. 98,5% O2 berikatan dengan hemoglobin membentuk oksihemoglobin
Jumlah maksimum oksigen yang dapat bergabung dengan hemoglobin darah, untuk orang normal mengandung sekitar 15 gram hemoglobin dalam setiap 100 mililiter darah dan tiap gram hemoglobin dapat berikatan dengan maksimal 1.34 mililiter oksigen (1.39 mililiter bila hemoglobin secar kimiawi bersifat murni, tetapi ini dikurangi dengan yang tidak murni seperti methemoglobin). Sedangkan jumlah total oksigen yang terikat dengan hemoglobin di dalam darah arteri normal, dengan kejenuhan normal 97 persen, adalah kira-kira 19.4 mililiter tiap 100 mililiter darah. Waktu melewati kapiler jaringan, jumlah ini berkurang, rata-rata menjadi 14.4 mililiter (PO2, 40 mmHg, hemoglobin tersaturasi 75%), dengan demikian pada keadaan normal, kira-kira 5 mililiter oksigen ditranpor kejaringan oleh setiap 100 mililiter darah.
atmosfir dan paru-paru, pertukaran oksigen dan karbon dioksida antara paru-paru dan darah, transpor oksigen dan karbon dioksida dalam darah dan pertukaran gas antara darah dan sel.
Normalnya, sekitar 97% oksigen ditranspor dari paru-paru ke jaringan terikat dengan hemoglobin dan sisanya 3% terlarut dalam plasma. Untuk memonitor oksegenasi dalam jaringan digunakan beberapa parameter seperti oxygen delevery (DO2), oxygen Content ( CaO2) , tekanan parsial oksigen, saturasi oksigen, dan oxygen consumption (VO2). Terapi oksigen harus segera diberikan pada keadaan-keadaan hipoksemia atau yang dicurigai hipoksemia, Evaluasi terapi oksigen dapat dilakukan dengan pemeriksaan fungsi sistem kardiopulmoner dan analisa gas darah (J Med Nus. 2006;26 : 134-140). Transpor O2 dari paru ke jaringan diuraikan menjadi 4 parameter, yaitu:
1. Konsentrasi O2 di dalam darah
2. Kecepatan pengantaran/pengiriman (delivery) O2 di darah arteri
3. Kecepatan pengambilan (uptake) O2 dari kapiler darah ke jaringan
4. Fraksi O2 di kapiler darah yang masuk ke jaringan.
Oksigen tidak mudah larut di dalam air. Sekitar 93% plasma adalah air sehingga untuk memudahkan oksigenisasi darah diperlukan molekul khusus pengikat oksigen, yaitu hemoglobin. Konsentrasi oksigen (O2) dalam darah, juga disebut kandungan O2 (O2 content), merupakan gabungan O2 yang terikat pada hemoglobin dan O2 yang terlarut dalam plasma. Konsentrasi O2 yang terikat pada hemoglobin (HbO2) ditentukan oleh variabel pada persamaan –> HbO2 = 1.34 x Hb x SO2.
Hb adalah konsentrasi hemoglobin dalam darah dan biasa dinyatakan dalam gram per 100 militer (g/dL). Angka 1,34 adalah kapasitas pengikatan oksigen oleh hemoglobin. (dinyatakan dalam mL O2 per gram Hb). SO2 adalah rasio hemoglobin yang mengikat oksigen terhadap jumlah total hemoglobin dalam darah (SO2 = HbO2/total Hb), juga disebut saturasi O2 dari hemoglobin. HbO2 dinyatakan dengan satuan yang sama dengan Hb (g/dL). Mekanisme transport oksigen terdiri dari tiga tahap :
1. Sistem pernapasan yang membawa O2 udara sampi alveoli, kemudian difusi masuk ke dalam darah.
2. Sistem sirkulasi yang membawa darah berisi O2 kejaringan.
3. Sistem O2-Hb dalam eritrosit dan transpor ke jaringan.
Berdasarkan sistem reaksi kesetimbangan pengikatan oksigen oleh hemoglobin: Hb(aq) + O2(aq) ↔ HbO2(aq)
HbO2 merupakan oksihaemoglobin yang berperan dalam membawa oksigen ke seluruh jaringan tubuh termasuk otak. Tetapan kesetimbangan dari reaksi tersebut adalah:
Kc = [HbO2] / [Hb][O2]
Pada ketinggian 3 km, tekanan parsial gas oksigen sekitar 0,14 atm, sedangkan pada permukaan laut tekanan parsial gas oksigen sebesar 0,2 atm.
Gangguan oksigenasi menyebabkan berkurangnya oksigen di dalam darah (hipoksia semia) yang selanjutnya akan menyebabkan berkurangnya oksigen di jaringan (hipoksia). Pada perdarahan dan syok terjadi gabungan hipoksia stagnan dan anemik.
1. Anabolisme/AsimilasI/Sintesis, yaitu proses pembentakan molekul yang potensial, berupa ikatan senyawa organik pada glukosa. Dengan bantuan enzim-enzim, proses tersebut berlangsung cepat dan efisien. Bila dalam suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panas reaksinya disebut reaksi endergonik. Reaksi semacam itu disebut reaksi endoterm.
2. Katabolisme (Dissimilasi), yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut. pelepasan energi sehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi dilepaskan energi, reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi eksoterm.
Proses respirasi sel:
Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan.
Contoh: Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya:
C6H12O6 + 6 O2 ———————————> 6 H2O + 6 CO2 + Energi
(glukosa)
Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H2O + CO2 + Energi, melalui
tiga tahap :
1. Glikolisis:
Proses Glikolisis (glyco berarti ‘gula’ dan lisis berarti ‘memecahkan’) berlangsung di sitosol atau sitoplasma sel. Proses ini dapat berlangsung tanpa oksigen. Tujuan dalam proses ini adalah untuk memecah glukosa menjadi bentuk ATP, NADH dan asam piruvat (asam piruvat adalah produk akhir dari glikolisis, yang dapat dikonversi ke biomolekul yang berbeda). Glikolisis menggunakan 2 molekul ATP sebagai energi untuk mendorong seluruh proses ini.
ke molekul-molekul gula karbon. Bersamaan dengan itu, gugus fosfat juga ditambahkan ke masing-masing 3 molekul karbon.
Dengan demikian proses glikolisis menghasilkan 2 ATP (bersih) molekul, 2 NADH (nicotinamide adenine dinucleotide), dan 2 asam piruvat. Setiap molekul NADH membawa 2 elektron energi. Sel-sel kemudian menggunakan elektron ini. Tujuan utama dari NADH elektron untuk mengangkut elektron ke rantai perpindahan elektron, untuk lebih banyak energi untuk dipanen dari mereka. Oleh karena itu, pada akhir glikolisis, hasilnya adalah 2 asam piruvat + 2 ATP (bersih) + 2 NADH.
2. Daur Krebs (daur trikarbekdlat):
Ini adalah tahap selanjutnya dari respirasi selular aerobik. Proses ini berlangsung dalam mitokondria sel. Tujuan utama dari tahap ini adalah menggunakan asam piruvat untuk menghasilkan lebih banyak ATP. Dalam tahap ini oksigen memainkan peran penting. Proses pertama bertujuan untuk mengkonversi piruvat dalam bentuk kimia yang akan memasuki tahap berikutnya.
Piruvat memasuki mitokondria, dalam tahap ini juga kehilangan sebuah atom karbon, yang dirilis sebagai karbon dioksida, lalu NAD direduksi menjadi NADH, setelah kehilangan sebuah atom karbon. Sekarang sebuah enzim yang disebut CoA, (enzim yang terlibat dalam metabolisme gula karbon), bergabung dengan 2 molekul karbon yang tersisa di piruvat. Setelah fusi ini, molekul yang disebut asetil-CoA (juga dikenal sebagai bentuk aktif asam asetat) dibentuk.
Sekarang molekul ini memasuki siklus asam sitrat. 2 atom karbon dalam asetil-KoA bergabung dengan 4 atom karbon lebih banyak, yang sudah ada dalam siklus ini. Jadi, total yang dimiliki ialah 6 atom karbon, 2 dari asetil-CoA dan 4 yang sudah ada. 6 atom ini nantinya membentuk asam sitrat.
hanya berlaku untuk satu asam piruvat, padahal reaksi glikolisis menghasilkan 2 as. Piruvat sehingga pada akhir siklus ini, dihasilkan 4 ATP – 2 dari glikolisis dan 2 dari siklus asam sitrat atau siklus Krebs.
Dari daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai NADH2 (NADH + H+ + 1 elektron) dan FADH2, sehingga di dalam mitokondria (dengan adanya siklus Krebs yang dilanjutkan dengan oksidasi melalui sistem pengangkutan elektron) akan terbentuk air, sebagai hasil sampingan respirasi selain CO2.
Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh melalui stomata pada tumbuhan dan melalui paru-paru pada peristiwa pernafasan hewan tingkat tinggi.
Ketiga proses respirasi yang penting tersebut dapat diringkas sebagai berikut: PROSES AKSEPTOR ATP
1. Glikolisis:
Glukosa ——> 2 asam piruvat 2 NADH 2 ATP
2. Siklus Krebs:
2 asetil piruvat ——> 2 asetil KoA + 2 C02 2 NADH 2 ATP 2 asetil KoA ——> 4 CO2 6 NADH 2 FADH2
3. Rantai trsnspor elektron respirator:
10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20 30 ATP 2 FADH2 + O2 ——> 2 PAD + 2 H20 4 ATP
Total 38 ATP
Fermentasi asam laktat yaitu fermentasi dimana hasil akhirnya adalah asam laktat. Peristiwa ini dapat terjadi di otot dalam kondisi anaerob. Reaksinya: C6H12O6 ————> 2 C2H5OCOOH + Energi
Enzim Prosesnya :
1. Glukosa ————> asam piruvat (proses Glikolisis). Enzim
C6H12O6 ————> 2 C2H3OCOOH + Energi
2. Dehidrogenasi asam piravat akan terbentuk asam laktat.
2 C2H3OCOOH + 2 NADH2 ————> 2 C2H5OCOOH + 2 NAD Piruvat dehidrogenasa
Energi yang terbentak dari glikolisis hingga terbentuk asam laktat : 8 ATP — 2 NADH2 = 8 - 2(3 ATP) = 2 ATP
Fermentasi alcohol
Dilakukan oleh jamur ragi. Sebagai substrat fermentasi adalah asam piruvat. Molekul piruvat dari hasil glikolisis difermentasi menjadi asetaldehida sehingga terbentuk produk akhir alkohol yakni etanol. Pada fermentasi alkohol ini dihasilkan 2 ATP.
LI. 2.1 Definisi Hemoglobin
dalam darah manusia dewasa, pria: 13 – 18 g/dl; wanita: 12 – 16 g/dl. Keadaan di mana kadar Hb kurang dari nilai normal disebut sebagai Anemia. Penderita Anemia sering mengeluh kelelahan yang hebat.
LI. 2.2 Peran dan fungsi hemoglobin Fungsi Hemoglobin
Mengikat molekul oksigen di paru-paru dan membawanya ke seluruh jaringan dalam tubuh dan mengambil karbondioksida dari jaringan tersebut yang dibawa ke paru untuk selanjutnya dibuang ke udara bebas.Afinitas oksigen terhadap hemoglobin bisa dipengaruhi oleh faktor eksternal seperti pH, CO2, dan DPG.
Hemoglobin adalah pigmen pernafasan dari darah yang berfungsi:
1. Mengambil oksigen (O2) dari paru-paru, membawa dalam aliran darah dan memberikannya kepada jaringan tubuh;
Hemoglobin mempunyai kemampuan untuk mengikat oksigen dengan lemah dan secara reversibel. Fungsi hemoglobin di dalam tubuh tergantung pada kemampuan untuk berikatan dengan oksigen dalam paru-paru dan kemudian melepaskan oksigen ini ke kapiler jaringan dimanatekanan gas dari oksigen jauh lebih rendah dari pada dalam paru-paru. Setiap molekul hemoglobin mengandung empat atom besi dan dapat mengangku tempat molekul oksigen.
2. Membawa karbon dioksida (CO2) dari jaringan tubuh ke paru-paru;
Pada konsentrasi karbondioksida tinggi dan pH relatif rendah,seperti yang terdapat di dalam jaringan, beberapa bagian karbondioksida akandiikat oleh hemoglobin, dan daya ikat terhadap oksigen akan turun, sehinggaoksigen dibebaskan. Sebaliknya pada saat diikat didalam paru-paru, daya ikathemoglobin bagi karbondioksida menurun. Jadi, kejenuhan hemoglobin dipengaruhi oleh pH dan konsentrasi karbondioksida.
Fungsinya adalah mengangkut oksigen dari paru-paru ke seluruh tubuh melalui pembuluh darah. Setelah melepas oksigen ke seluruh tubuh, fungsinya berbalik menjadi pengangkut karbon dioksida hasil dari proses pernapasan untuk dibawa ke paru-paru dan kemudian di hembuskan keluar tubuh. Hemoglobin juga berperan penting dalam mempertahankan bentuk sel darah yang bikonkaf, jika terjadi gangguan pada bentuk sel darah ini, maka keluwesan sel darah merah dalam melewati kapiler jadi kurang maksimal. Hal inilah yang menjadi alasan mengapa kekurangan zat besi bisa mengakibatkan anemia. Nilai normal hemoglobin adalah sebagai berikut :
Anak-anak 11 – 13 gr/dl Lelaki dewasa 14 – 18 gr/dl Wanita dewasa 12 – 16 gr/dl
Jika nilainya kurang dari nilai diatas bisa dikatakan anemia, dan apabila nilainya kelebihan akan mengakibatkan polinemis.
3. Memelihara keseimbangan asam-basa tubuh;
4. .Merupakan sumber bilirubin yang akan dirubah menjadi urobilin.
Molekul hemoglobin terdiri dari globin, apoprotein dan 4 gugus heme. Hemoglobin tersusun dari empat molekul protein (globulin chain) yang terhubung satu sama lain. Hemoglobin normal orang dewasa (HbA) terdiri dari 2 alpha-globulin chain dan 2 beta-globulin chain. Sedangkan pada bayi yang masih dalam kandungan atau yang sudah lahir terdiri dari beberapa rantai beta dan molekul hemoglobinnya terbentuk dari 2 rantai alfa dan 2 rantai gama yang disebut sebagai HbF. Tiap hemoglobin terbuat dari 4 heme yang mengelilingi 4 globin. Heme mengandung zat besi dan memberi warna merah pada molekul. Tiap subunit memiliki berat molekul kurang lebih 16.000 dalton, sehingga berat molekul total tetramernya menjadi sekitar 64.000 dalton. Perubahan sekuens asam amino pada rantai globin bisa menyebabkan terbentuknya hemoglobin yang abnormal, contohnya hemoglobin S pada anemia sel sabit.
Hemoglobin komponennya terdiri atas:
a. Heme yang merupakan gabungan protoporfirin dengan besi.
b. Globin, bagian protein yang terdiri atas 2 rantai alfa dan 2 rantai beta.
Terdapat sekitar 300 molekul hemoglobin dalam setiap sel darah merah. Hemoglobin berfungsi untuk mengikat oksigen, satu gram hemoglobin akan bergabung dengan 1,34 ml oksigen. Oksihemoglobin merupakan hemoglobin yang berkombinasi atau berikatan dengan oksigen.Tugas akhir hemoglobin adalah karbondioksida dan ion hydrogen serta membawanya ke paru tempat zat-zat tersebut dilepaskan dari hemoglobin.Eritrosit hidup selama 74-154 hari. Pada usia ini system enzim mereka gagal, membrane sel berfungsi dengan adekuat, dan sel ini dihancurkan oleh sel system retikulo endothelial.
Proses pengancuran eritrosit terjadi karena proses penuaan( senescense) dan prose patologis (hemolysis). Hemolysis yang terjadi pada eritrosit akan mengakibatkan terurainya komponen-komponen hemoglobin menjadi dua komponen yaitu:
1. Komponen protein yaitu globin yang akan dikembalikan ke pool protein dan dapat digunakan kembali.
Mekanisme pengikatan oksigen
Hemoglobin (Hb) mengikat oksigen membentuk oksihemoglobin, kemudian di bawa ke seluruh tubuh melalui system peredaran darah. Mekanisme pengikatan oksigen oleh hemoglobin merupakan reaksi kesetimbangan.
Hb + O2 ↔ HbO2
Reaksi pengikatan oksigen oleh Hb terjadi dalam paru-paru. Reaksi tersebut berjalan ke arah ke kanan karena konsentrasi oksigen bertambah. Ketika oksigen mulai beredar ke dalam jaringan tubuh, konsentrasi oksgen akan berkurang karena di gunakan untuk proses pembakaran. Dengan demikian, reaksi di dalam jaringan berjalan ke arah kiri.
Kesetimbangan pengikatan oksigen oleh hemoglobin, sebagai berikut:
Dalam tubuh manusia, terjadi kesetimbangan kimia yang jumlahnya tak terhitung. Kesetimbangan kimia ini diperlukan untuk untuk mempertahakan fungsi fisiologis tubuh.Jika lingkungan berubah, tubuh harus mampu beradaptasi agarr fungsi fisiologis tetap berjalan.Contohnya adalah perubahan tempat dari dataran rendah ke dataran tinggi yang terjadi tiba-tiba. Jika anda tinggal di tempat yang tingginya tepat pada permukaan laut kemudian anda pergi ke pegunungan dengan ketinggian sekitar 2,3km atau 3km di atas permukaan laut, pasti akan merasakan gejala hipoksia seperti pusing, mual,haus,dan gejala lainnya. Hal tersebut terjadi karena kakurangan jumlah oksigen pada jaringan tubuh.pada kasus yang parah penderita dapat mengalami kooma dan kematian jika tidak ditangani dengan cepat.
Pada kasus lain, manusia dapat hidup pada ketinggian tersebut selama beberapa minggu atau bulan, ia akan mengalami adaptasi secarra perlahan dengan sedikitnya oksigen di udara sehingga fungsi tubuhnya dapat berjalan baik.
Kombinasi oksigen dan molekul hemoglobin (Hb) yang membawa oksigen melalui darah merupakan reaksi kompleks.
Hb(aq) + (aq)↔Hb
Hb merupakan oksihemoglobin (molekul kompleks) yang membawa oksigen ke seluruh jaringan tubuh.
Pada ketinggian 3km (3000 m), tekanan parsial oksigen sekitar 0,14 atm, sedangkan pada permukaan laut adalah 0,2 atm. Menurut hukum Le Chatelier, penurunan konsentrasi oksigen akan menggeser kesetimbangan reaksi ke kiri, perubahan inilah yang menyebabkan oksihemoglobin menjadi lebih sedikit sehingga menyebabkan hipoksia.
Pada waktu yang cukup lama, tubuh dapat mengatasi masalah ini dengan memproduksi lebih banyak molekul hemoglobin. Banyaknya molekul hemoglobin yang dihasilkan akan menggeser kesetimbangan ke arah kanan (pembentukan oksihemoglobin). Hal ini membutuhkan waktu sekitar 2-3 minggu bahkan bertahun-tahun.
Penelitian membuktikkan bahwa penduduk yyang tinggal di dataran tinggi memiliki jumlah hemoglobin sekitar 50% llebih banyak dibandingkan orang yang yang hidup pada ketinggian permukaan laut.
Asas le chatelier menyatakan bahwa jika suatu tekanan eksternal diberikan kepada suatu sistem yang setimbang, sistem ini akan menyesuaikan diri sedemikian rupa untuk mengimbanggi sebagian tekanan ini pada saat sistem mencoba setimbang kembali. Kata tekanan “stress”disini berarti perubahan konsentrasi,tekanan,volume atau suhu yang menggeser sistem dari keadaan setimbangnya.(Sutresna,Nana:2008)
Kurva –kurva tersebut memperlihatkan bahwa bila pO2 tinggi, mioglobin mengandung lebih banyak oksigen dibandingkan hemoglobin.Oleh karena itu, hemoglobin berfungsi sebagai pengangkut oksigen yang efektif.Hemoglobin akat mengikat oksigen di paru tempat pO2 tinggi dan melepaskan oksigen di jaringan tempat pO2 rendah. Dipihak lain, mioglobin tetap jenuh oleh oksigen pada pO2 jaringan, Dengan demikian, pada sel otot yang beristirahat, mioglobin mengikat oksigen yang dilepaskan dalam darah oleh hemoglobin. Sewaktu otot beraktivitas dan tekanan oksigen turun, mioglobin mmelepaskan oksigen.
Perbedaan fungsi antara mioglobin dan hemoglobin ini berasal dari perbedaan struktur. Molekul oksigen berikatan secara bebas satu sama lain dengan rantai polopeptida tunggal dari mioglobin. Di pihak lain, keempat subunit hemoglobin dapat bekerja sama mengikat oksigen. Hemolobin dapat berada dalam keadaan “kuat”atau “tegang”yang inaktif atau keadaan “rileks”atau aktif. Dalam keadaan “tegang”, hemoglobin menolak pengikatan oksigen.Dalam keadaan “rileks”, oksigen mudah berikatan dengan hemoglobin.Pengikatan oksigen pertama ke subunit hemoglobin deoksigenasi (yang berada dalam keadaan “tegang”) memerlukan energi cukup banyak untuk mematahkan ikatan elektrostatik (garam) antara subunit-subunit. Namun, apabila salah satu subunit telah mengikat oksigen, terjadi perubahan konformasional yang memungkinkan subunit lain lebih mudah mengikat oksigen. Fenomena ini, yang dikenal sebagai kerja sama positif (positive cooperativity),menentukan kurva saturasi oksigen hemoglobin yang berbentuk sigmoid.
Apabila jumlah oksigen dalam darah (pO2) rendah, pO2 harus mengikat cukup banyak agar hemoglobin dapat mengikat oksigen pertama.Namun, apabila beberapa oksigen telah terikat, hamya diperlukan sedikit peningkatan pO2 agar persen saturasi hemoglobin oleh oksigen banyak meningkat.Hasilnya adalah kurva saturasi oksigen yang berbentuk sigmoid. (Dawn b. Marks, 2010).
LI. 3.1 Definisi hipoksia
LI. 3.2 Jenis-jenis hipoksia 1. Hipoksemia
Hipoksemia merupakan kekurangan oksigen didalam arteri. Terbagi atas dua jenis yaitu hipoksemia hipotonik (anoksia anoksik) dan hipoksemia isotonik (anoksia anemik).
2. Hipoksi hipokinetik (stagnant anoksia)
Merupakan hipoksia yang terjadi akibat adanya bendungan atau sumbatan. Hipoksia hipokinetik terbagike dalam dua jenis yaitu ;
a. hipoksia hipokinrtik ischemic
hipoksia hipokinrtik ischemic terjadi dimana krkurangan oksigen pda jaringan disebabkan karena kurangnya suplai darah ke jaringantersebut akibat penyempitan arteri.
b. hipoksia hipokinetik kongesif
hipoksia hipokinetik kongesif terjadiakibat penumpukan darah secara berlebihan atau abnormal baik lokal maupun umum yang mengakibatkan suplai oksigen k jaringan terganggu, sehingga jaringan kekurangan oksigen.
3. Overventilasi hipoksia
Overventilasi hipoksia adalah hipoksia yang terjadi karena aktivits yang berlebihan sehingga kemampuan penyediaan oksigen lebih rendah dari penggunaannya.
4. Hipoksia histotoksik
Hipoksia histotoksik adalah keadaan dimana darah dikapiler jaringan mencukupi, tetapi jaringan tidak dapat menggunakan oksigen, karena pengaruh racun sianida. Hal tersebut mengakibatkan oksigen kembali dalam darah vena dalam jumlah yang lebih banyak dari pada normal.
LI 3.3 Gejala hipoksia
Berdasarkan apa yang diunakan saat inspirasi, gejala hipoksia terdiri dari dua, yaitu ; a. Gejala hipoksia saat bernafas dengan udara biasa
Terdapat berbagai mekanisme kompensasi untuk meningkatkan toleransi pada ketinggian (aklimatirasi), yang bekerja untuk jangka waktu panjang ertentu. Namun pada subjek yang tidak teraklimatisasi, gjala mental seperti iritabilittas, muncul pada ketinggian ± 3700m. pada ketinggian 5500m, gejala hipoksia berat. Dan pada ketinggia diatas 6100m (20.000 kaki) umumnya seseorang hilang kesadaran.
Jika bernafas 100% oksigen, factor pembatas pada toleransi terhadap ketinggian adalah tekanan atmosfer total. Diatas ketinggian 10..400m peningkatan ventilasi akibat rendahnya tekanan oksigen alveolus akan sedikit menurunkan tekanan karbondioksida alveolus, tetapi pada ketinggian 13.700m dengan barometer lingkungan sebesar 100mmHg, tekanan karbondioksida alveolus maksimum yang dapat dipertahankan saat bernafas dengan 100% oksigen adalah 40mmHg. Pada ketinggin 14.000m kesadaran akan hilang meski diberi 100% oksigen.
LI 3.4 Mekanisme hipoksia
Pada level seluler, hipoksia dapat mengakibatkan stres oksidatif pada sel. Sel menghasilkan energi melalui reduksi molekul Oksigen menjadi H2O. Dalam proses metabolisme normal, molekul-molekul oksigen reaktif yang tereduksi dihasilkan dalam jumlah kecil sebagai produk sampingan respirasi mitokondria. Molekul-molekul oksigen reaktif tereduksi dihasilkan dalam jumlah kecil sebagai produk sampingan respirasi mitokondrial. Molekul-molekul oksigen reaktif tereduksi ini dikenal sebagai spesies oksigen reaktif (ROS).
Sel memiliki sistem pertahanan untuk mecegah kerusakan akibat moleku lini, yang dikenal sebagai antioksidan. Kesetimbangan antara proses pembentukandan eliminasi (scavenging) radikal bebas berakibat pada stres oksidatif.
dengan cepat.Pada ketinggian 50.000 meter, individu pada umumnya tidak berfungsi dengan normal.
Resiko klinis hipoksia akut pada ketinggian di atas 10.000 kaki diketahui terutama pada penerbangan unpressured cabin. Kondisi tersebut yaitu penurunan kemampuan adaptasi gelap, peningkatan frekuensi pernapasan, denyut jantung naik. Jika berlanjut terus terjadi gangguan pandangan, bahkan perubahan proses mental. Pada tahapan kritis, setelah sianosis, dan sindroma hiperventilasi berat, tingkat kesadaran berangsur hilang, Pada tahap akhir bisa terjadi kejang dilanjutkan dengan henti napas.
LI 3.5 Pencegahan dan penanganan hipoksia
Ada beberapa pengobatan yang akan dilakukan dokter bagi para penderita hipoksia yaitu;
a. Memasok oksigen ke dalam tubuh
Tubuh penderita hipoksia akan dipaok oksigen menggunakan selang atau masker ksigen. Semakin cepat kadar oksigen dalam tubuhnya kembali normal, semakin kecil resiko kerusakan organ tubuh.
b. Ruang hiperbarik
Penderita hipoksia yang disebabkan oleh keracunan karbonmonoksida biasanya akan dimasukan ke dalam ruang hiprbarik
LI 4.1 Al-Qur’an
نأأ ددرريي نمأوأ م
ر ل
أ س
د ل
ر لر هيرأددص
أ
حدرأش
د يأ هييأدرهديأ نأأ هيلللا دررريي نمأفأ
ك
أ لرذأكأ ءامأس
س لا يفر ديعسص
س يأ امأنسأ
أ كأ اججرأحأ اقجييضأ هيرأددصأ لدعأجديأ هيلسضريي
ن
أ ونيمرؤديي ل
أ ن
أ يذرلسا ىلأع
أ س
أ
جدريلا هيلللا ليعأجديأ
Salah satu penjelasan pada ayat diatas Allah menjelaskan bahwa diketinggian, tekanan oksigen menurun sehingga dapat menyebabkan hipoksia.
VIII. DAFTAR PUSTAKA
Sherwoood, Lauralee 2012. Fisiologi Manusia. Jakarta : EGC. Dorland Kamus Kedokteran Edisi 29. Jakarta : EGC
Guyton,Hall. 2008. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 11. Jakarta : EGC Murray Robert K,.et al. 2014. Biokomia Harper Edisi 29. Jakarta. EGC
Asmadi. 2008. Tehnik Keperawatan Konsep dan Aplikasi Kebutuhan Dasar Klien. Jakarta : Salemba Medika
Davey, Patrick.2005. At a Glance Medicine. Jakarta : Erlangga
