LTM 1 MODUL RESPIRASI

8/6/2019 LTM 1 MODUL RESPIRASI

1/6

LTM 1 MODUL RESPIRASI

FISIOLOGI PENERBANGAN, RUANG ANGKASA, DAN TEMPAT TINGGI

Oleh Aryogi Rama Putra, 0906507835

I. Efek Rendahnya Tekanan Oksigen Terhadap Tubuh 1

Pada ketinggian permukaan laut, tekanan barometric adalah 760 mmHg, dan pada kondisiyang semakin tinggi maka nilai tekanan barometric akan semakin rendah. Penurunan tekanan

barometric ini merupakan penyebab utama pada hipoksia tempat tinggi, karena tekanan parsialoksigen turun sesuai dengan proporsinya (21%) pada penurunan tekanan barometric. Padaketinggian permukaan laut tekanan oksigen bias 159 mmHg, sementara pada ketinggian 30.000kaki tekanan oksigen menjadi 47 mmHg. Pada tabel di bawah ini, kita dapat melihat nilaitekanan barometric dari berbagai ketinggian dan pengaruhnya terhadap kadar gas alveolus dansaturasi oksigen arteri.

Gambar dibawah ini menunjukkan pembagian zona atmosfer pada penerbangan 2

Dalam kehidupan, ada tiga hokummengenai gas yang harus dipahami.Adapaun ketiga hokum tersebut adalah:1. Hukum Boyle

Pada temperature yang sama,

volume gas berbanding terbalik dengantekanannya. Sehingga semakin menuruntekanan gas ketika menaiki ketinggian,maka volume gas akan meningkat.2. Hukum Dalton

Dalton menyatakan bahwa tekanangas itu sama dengan penjumlahan tekanangas komponennya3. Hukum Henry

Hukum henry menyatakan bahwa

jumlah gas di dalam larutan tergantungdengan tekananparsial yang membuatnya

berada pada larutan tersebut.


2/6

Tabel 1. Pengaruh pajanan Akut Tekanan Atmosfer

Ketinggian (kaki)

Tekanan

Barometer (mmHg)

PO 2 di

udara(mmHg)

Menghirup Udara Menghirup Oksigen Murni

PCO 2

dalamalveoli

(mmHg)

PO 2 -

dalamalveoli

(mmHg)

Saturasi

Oksigen Arteri

(%)

PCO 2dalamalveoli(mmHg

)

PO 2 -dalamalveoli(mmHg

)

Saturasi

OksigenArteri(%)

0 760 159 40(40) 104 (104) 97(97) 40 673 100

10.000 523 110 36 (23) 67 (77) 90 (92) 40 436 100

20.000 349 73 24 (10) 40 (53) 73 (85) 40 262 100

30.000 226 47 24 (7) 18 (30) 24 (38) 40 139 99

40.000 141 29 36 58 84

50.000 87 18 24 16 15

Kadar oksigen di dalam alveolus dipengaruhi oleh tekanan uap air dan PCO 2. Keberadaangas tersebut dapat mengencerkan oksigen sehingga menurunkan kadarnya. Tekanan uap air,sebesar 47 mmHg hanya bergantung pada suhu tubuh dan tidak akan berubah mengikuti

perubahan ketinggian. Berbeda dengan PCO 2, nilainya akan turun seiring ketinggian dimulai dari40 mmHg, ke nilai yang lebih rendah. Bahkan, pada orang yang teraklimatisasi, dimanaventilasinya meningkat lima kali lipat, nilainya bias mencapai 7 mmHg. Perubahan ini yang akanmerubah juga komposisi oksigen yang ada di dalamnya.

Pada tabel di atas, kita juga menemukan tekanan oksigen di dalam alveolus menurun

seiring dengan menurunnya tekanan oksigen yang ada di udara. Orang yang teraklimatisasimemiliki tekanan oksigen yang lebih besar dibandingkan yang tidak teraklimatisasi.

Pada table diatas perlu juga diperhatikan bahwa sampai ketinggian 10.000 kaki, walaupunmenghirup udara biasa, saturasi oksigen setidaknya masih tetap setinggi 90 persen. Di atas10.000 kaki, saturasi oksigen akan turun secara progressif. Sehingga, pada ketinggian 20.000kaki saturasi oksigen hanya 70 persen dan akan semakin berkurang jika mengalami penambahanketinggian.

Pemberian oksigen murni dapat meningkatn kadar oksigen. Pada ktinggian 30.000 kakimisalnya, pada orang yang menghirup udara biasa, hanya memiliki tekanan oksigen sebesar 18mmHg, sementara ornag dengan oksigen murni bisa memiliki tekanan oksigen hingga 139mmHg. Kemudian, orang dengan oksigen murni juga bisa mempertahankan saturasi oksigendalam arteri sampai pada ketinggian 39.000 kaki; kemudian menurun cepat hingga tersisa 50%

pada 47.000 kaki. Hal tersebut menunjukkan, bahwa penerbang yang menggunakan oksigenmurni bisa terbang lebih tinggi.


3/6

Pengaruh ketinggian tempat terhadap saturasi oksigen arteri

Efek akut HipoksiaPada orang yang belum teraklimatisasi saat menghirup udara bebas, pada ketinggian12.000 kaki dapat merasa mengantuk, malas, kelelahan mental dan otot, sakit kepala, mual, daneuphoria. Semua efek ini berkembang progressif seiring pertambahan ketinggian menjadikedutan atau kejang di atas ketinggian 18.000 kaki. Biasanya, koma di atas 23.000 kaki. Efek utama lainnya adalah penurunan kecakapan mental, yang akan menurunkan kemampuan dalammengambil keputusan, mengingat, dan melakukan gerakan motorik.

Aklimatisasi, adapun prinsip utama yang terjadi pada aklimatisasi adalah 1,3:1. Peningkatan ventilasi paru melalui peran kemoreseptor arteri

Pajanan terhadap kondisi hipoksia mendadak, akan merangsang kemoreseptor arteri

dan menimbulkan reflex oeningkatan ventilasi hingga 1,65 kali normal. Dengankompensasi ini, orang sudah bisa naik hingga beberapa ribu kaki ketinggian. Akan tetapi,kenaikan ventilasi akan menghilangkan sejumlah besar CO 2, sehingga pH tubuh akanmeningkat. Perubahan tersebut Apabila, orang tersebut terus justru akan menghambat pusat

pernapasan batang otak sehingga melawan efek kemoreseptor tadi.Kondisi alkalosis dalam hitungan hari akan merangsang ginjal untuk melakukan

kompensasi metabolik dengan cara menurunkan sekresi ion hydrogen dan meningkatkanekskresi ion bikarbonat cairan plasma dan serebrospinal demi menurunkan pH. Penurunan

pH tersebut akan menghilangkan hambatan yang terjadi pada pusat pernapasan, danmengakibatkan peningkatan aktivitas pusat pernapasan. Dengan adanya peningkatan,neuron pada pusat pernapasan dapat bekerja lebih maksimal sehingga menghasilkanventilasi lima kali normal.

2. Peningkatan jumlah sel darah merah dan hemoglobinSebagai respon terhadap kondisi hipoksia pada ginjal, maka akan meningkatkan

sekresi eritropoeitin yang berakibat peningkatan jumlah sel darah merah. Dalam

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50

Menghirup oksigen murni

Menghirup udara


4/6

berminggu-minggu, kadar hematokrit orang tesebut dapat emningkat secara perlahan-lahandari 40 hingga 6o dan diikuti juga oleh peningkatan hemoglobin, dan volume darah.

3. Peningkatan kapasitas difusiPeningkatan ini bisa diakibatkan oleh beberapa hal, yaitu:

a. Peningkatan volume darah kapiler paru, yang mengakibatkan pelebaran kapiler dan peningkatan luas daerah permukaan tempat oksigen berdifusi ke dalam darah.

b. Peningkatan volume udara paruc. Peningkatan tekanan darah arteri paru yang akan semakin mendorong darah untuk lebih

banyak melalui kapiler alveolus.d. Hipoksia juga mendorong pembentukan DPG yang akan mengakibatkan oksigen lebih

mudah dilepaskan oleh hemoglobin4. Peningkatan kapilaritas jaringan

Adaptasi sirkulasi yang terjadi pertama kali adalah peningkatan kardiak output yangkemudian akan turun mengiringi peningkatan hematokrit untuk menjaga jumlah oksigen

yang di bawa ke jaringan. Selain itu juga akan terjadi peningkatan kapilaritas melaluiangiogenesis terutama pada jaringan yang peka oksigen seperti otot ventrikel kanan.Peningkatan kapilaritas dapat berguna untuk memperpendek jarak tempuh darah dalammenghantarkan oksigen ke jaringan.

5. Aklimatisasi selSel-sel yang mengalami aklimatisasi bisa menggunakan oksigen secara lebih efektif

melalui peningkatan jumlah mitokondria,.

Pada semua aspek aklimatisasi, penduduk asli daerah tinggi akan lebih baik dibandingkan orang sengan aklimatisasi terbaik. Mereka telah mengalami aklimatisasi semenjak

bayi. Mereka memiliki dada yang besar dan tubuh yang kecil yang memperbesar rasio ventilasiterhadap massa tubuh. Selain itu, jantung penduduk asli juga telah terlatih memompa ekstra,sehingga memiliki jantung yang besar. Pengangkutan oksigenpun juga berjalan lebih efektif karena dibantu dengan jumlah hemoglobin yang banyak.


5/6

II. Efek Gaya Percepatan terhadap Tubuh pada Penerbangan dan Ruang Angkasa

Beberapa jenis gaya mempengaruhi tubuh ketika melakukan penerbangan maupun perjalanan menuju luar angkasa, yaitu gaya percepatan linear ketika awal penerbangan, perlambatan linear di akhir penerbangan, dan gaya sentrifugal ketika pesawat berbelok.

Ketika penerbang duduk di kursi pesawat, maka gaya yang menekan kursinya adalah G,sebanding dengan gaya berat yang dimilikinya dan sesuai dengan gaya tarik bumi. Bila gayayang menekan kursinya, 5 kali lipat seperti saat pesawat naik, maka gaya yang bekerja disebut+5 G. Sedangkan ketika pesawat melakukan maneuver outside loop, sehingga tubuh tertahanoleh sabuk pengaman, maka dikatakan tubuhnya mendapat gaya negative G.

1. Efek gaya sentrifugalEfek yang paling penting dari gaya ini adalah pada system sirkulasi karena darah

merupakan fluida yang mudah bergerak dan dapat berpindah. Ketika mendapat G positif,

maka darah akan terbawa ke bawah sehingga meningkatkan tekanan vena kaki.Peningkatan tekanan akan sebanding dengan besar gaya yang diterima. Peningkatan jumlahdarah di vena kaki maka akan menurunkan jumlah darah untuk curah jantung.

Pada percobaan memberikan gaya sebesar 3,3G, didapatkan tubuhb mengalami penurunan tekanan darah, baik sistolik maupun diastolic. Kemudian diikuti pemulihanyang terjadi akibat reflex baroreseptor. Percepatan yang lebih besar dari 4 -6 Gmenimbulkan pandangan blackout dan disusul hilangnya kesadaran beberapa saatkemudian. Gaya yang besar juga mengakibatkan cedera vertebra.

Efek G negative tidak begitu hebat namun biasanya menimbulkan kerusakan yang lebih permanen. Pada gaya sebesar -4 atau -5 G, dapat mengakibatkan hyperemia di kepala yang

akan meningkatan tekanan darah di pembuluh darah kepala. Pembuluh darah di otak mungkin untuk pecah tapi dengan adanya cairan serebrospinal membantu meredam tekanan

pada pembuluh darah tersebut. Akan tetapi, pembuluh darah di mata yang tidak memilikicranium dan cairan serebrospinal sangat mungkin pecah dan mengakibatkan pandanganredout.

2. Efek gaya linear Pesawat luar angkasa memiliki dua bagian yang akan menjadi pendorong. Kedua

pendorong tersebut memberikan gaya 9G dan 8 G pada tubuh. Gaya ini tidak akan bisaditahan tubuh dalam posisi berdiri, tetapi dengan posisi tegak lurus terhadap garis gaya.Maka dari itu astronot biasanya memiliki kursi dengan posisi setengah berbaring.Kemudian, untuk perlambatan waktu dan jarak yang dibutuhkan sebanding dengankecepatan dari pesawat tersebut.

Pesawat luar angkasa memiliki iklim buatan dengan kondisi menggunakan gas yangsetara dengan nitrogen dan oksigen yang dibuat empat kali lebih banyak, dengan oksigen total760 mmHg.


6/6

Dalam kondisi gravitasi nol atau mikro, biasanya tubuh mengalami beberapa masalah fisiologiseperti:

a. Mabuk perjalanan, hal ini terjadi karena gangguan keseimbangan otak yang kehilangansinyal-sinyal gravitasi

b. Translokasi cairan tubuh akibat kegagalan gravitas menimbulkan tekanan hidrostatik c. Tidak adanya aktivitas fisik karena otot tidak dipergunakan untuk melawan gravitasi

Akibat yang terlihat setelah lama tinggal di ruang angkasa adalah (1) berkurangnyavolume darah, (2) berkurangnya masa sel darah merah, (3) berkurangnya kekuatan otot dankapasitas kerja, (4) penurunan curah jantung maksimum, (5) hilangnya fosfor dan kalsiumtulang. Efek yang sama terjadi pada orang yang berbaring di tempat tidur dalam waktu yanglama.

Daftar Pustaka:1. Guyton AC, Hall JE. Textbook of Medical Physiology. Ed 7 th. Philadelphia: Elsevier

Saunders: 2006; 537-45.2. Anonymous. Physiology of Flight. Diunduh dari www.nasa.org , diakses pada Selasa,

21 Juni 2011, pukul 21.00 WIB3. Sherwood L. Fisiologi dari Sel hingga ke Sistem. Ed 2. Jakarta: EGC: 2001; 448

Documents

LTM 1 MODUL RESPIRASI