Pertukaran gas antara oksigen dan karbon dioksida terjadi di alveolus dan di sel jaringan tubuh melalui proses difusi. Oksigen akan berdifusi masuk ke darah dalam kapiler darah yang menyelubungi alveolus. Kemudian, oksigen akan diikat oleh hemoglobin. Hemoglobin adalah zat warna merah pada sel darah merah.

Difusi bergantung pada perbedaan dalam kualitas yang disebut tekanan parsial. Pada waktu tekanan udara luar suatu atmosfer (760 mmHg), besarnya tekanan oksigen paru-paru 150 mmHg, di arteri 100 mmHg, di vena 40 mmHg, dan di jaringan 40 mmHg, sehingga oksigen dapat berdifusi ke sel-sel jaringan tubuh. Proses difusi berlangsung sederhana, yaitu hanya dengan gerakan molekul-molekul secara bebas melalui membran sel dari tekanan tinggi ke tekanan rendah.

Kemudian oksigen diangkut oleh plasma darah dan hemoglobin (Hb). Oksigen yang diangkut hemoglobin dalam bentuk oksihemoglobin dan oksimioglobin. Makin tinggi tekanan parsial oksigen di alveolus, maka semakin banyak oksigen yang terikat oleh hemoglobin. Sementara hanya 2-3% oksigen yang larut ke dalam plasma darah. Karbon dioksida berdifusi ke aliran darah karena perbedaan tekanan darah.

Hemoglobin akan mengangkut oksigen ke jaringan tubuh yang kemudian akan berdifusi masuk ke sel-sel tubuh untuk digunakan dalam proses respirasi. Proses difusi ini terjadi karena tekanan parsial oksigen pada kapiler tidak sama dengan tekanan parsial oksigen di sel-sel tubuh. Di dalam sel-sel tubuh, oksigen digunakan untuk proses respirasi di dalammitokondria. Hasil dari respirasi menghasilkan karbon dioksida dan dibawa ke dalam kapiler vena melalui difusi.

Tekanan karbon dioksida dalam jaringan 60 mmHg, dalam vena 47 mmHg, dalam arteri 41 mmHg, dan di dalam alveolus 35 mmHg. Dalam keadaan biasa, tubuh kita menghasilkan 200 ml karbon dioksida per hari. Karbon dioksida diangkut oleh tiga cara, yaitu:

1. Karbon dioksida larut dalam plasma, dan membentuk asam karbonat dengan enzim anhidrase (7% dari seluruh karbon dioksida).

2. Karbon dioksida terikat pada hemoglobin dalam bentuk karbomino hemoglobin (23% dari seluruh karbon dioksida).

3. Karbon dioksida terikat dalam gugus ion bikarbonat melalui proses berantai pertukaran klorida (70% dari seluruh karbon dioksida).

transport gas pernafasanA. Ventilasi, Difusi, transportasi, perfusi

Ventilasi paruVentilasi merupakan proses untuk menggerakan gas ke dalam dan keluar paru-paru.Ventilasi membutuhkan koordinasi otot paru dan thoraks yang elastis danpernapasan yang utuh. Otot pernapasan inspirasi utama adalah diafragma. Diafragmadipersarafi oleh saraf frenik yang keluar dari medulla spinalis pada vertebra servicalkeempat.Perpindahan O2 di atmosfer ke alveoli,dari alveoli CO2 kembali ke atmosfer. Faktoryang mempengaruhi proses oksigenasi dalam sel adalah :a. Tekanan O2 atmosferb. Jalan nafasc. daya kembang toraks dan paru)d. Pusat nafas (Medula oblongata) yaitu kemampuan untuk meransang CO2 dalamdarah 

Difusi gas Difusi merupakan gerakan molekul dari suatu daerah dengan konsentrasi yang lebihtinggi ke konsentrasi yang lebih rendah.Difusi gas pernapasan terjadi di membrankapiler alveolar dan kecepatan difusi dapat dipengaruhi oleh ketebalan membranPeningkatan ketebalan membrane merintangi proses kecepatan difusi karena haltersebut membuat gas memerlukan waktu lebih lama untuk melewati membranetersebut. Klien yang mengalami edema pulmonar, atau efusi pulmonar Membrane memiliki ketebalan membrane alveolar kapiler yang meningkat akan mengakibatkanproses difusi yang lambat, pertukaran gas pernapasan yang lambat dan mengangguproses pengiriman oksigen ke jaringan.Daerah permukaan membran dapat mengalami perubahan sebagai akibat suatupenyakit kronik, penyakit akut, atau proses pembedahan. Apabila alveoli yangberfungsi lebih sedikit maka darah permukaan menjadi berkurangO2 alveoli berpindah ke kapiler paru, CO2 kapiler paru berpindah ke alveoli.Faktor yang mempengaruhi difusi : 

Luas permukaan paru Tebal membrane respirasi

Jumlah eryth/kadar Hb Perbedaan tekanan dan konsentrasi gas Waktu difusi Afinitas gas

Transportasi gas Gas pernapasan mengalami pertukaran di alveoli dan kapiler jaringan tubuh. Oksigenditransfer dari paru- paru alveoli dan kapiler jaringan tubuh. Oksigen ditransfer dariparu- paru ke darah dan karbon dioksida ditransfer dari darah ke alveoli untukdikeluarkan sebagai produk sampah. Pada tingkat jarinagn, oksigen ditransfer daridarah ke jaringan, dan karbon dioksida ditransfer dari jaringan ke darah untuk kembalike alveoli dan dikeluarkan.Transfer ini bergantung pada proses difusi.

Transpor O2 : Sistem transportasi oksigen terdiri dari system 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 kapasitasmembawa oksigen. Kapasitas darah untuk membawa oksigen dipengaruhi oleh jumlahoksigen yang larut dalam plasma, jumlah hemoglobin dan kecenderungan hemoglobinuntuk berikatan dengan oksigen (Ahrens, 1990).Jumlah oksigen yang larut dalam plasma relatif kecil, yakni hanya sekitar 3%.Sebagian besar oksigen ditransportasi oleh hemoglobin. Hemoglobin berfungsisebagai pembawa oksigen dan karbon dioksida. Molekul hemoglobin dicampurdengan oksigen untuk membentuk oksi hemoglobin. Pembentukan oksi hemoglobindengan mudah berbalik (revesibel), sehingga memungkinkan hemoglobin dan oksigenberpisah, membuat oksigen menjadi bebas.Sehingga oksigen ini bias masuk ke dalamjaringan.Transpor CO2 Karbon dioksida berdifusi ke dalam sel-sel darah merah dan dengan cepat di hidrasi menjadi asam karbonat(H2 CO3 ) akibat adanya anhidrasi karbonat. Asam karbonat kemudian berpisah menjadi ion hydrogen(H+ )dan ion bikarbonat (HCO3- ) berdifusi dalam plasma. Selain itu beberapa karbon dioksida yang ada dalam sel darahmerah bereaksi dengan kelompok asam amino membentuk senyawa karbamino.Reaksi ini dapat bereaksi dengan cepat tanpa adanya enzim. Hemoglobin yangberkurang (deoksihemoglobin) dapat bersenyawa dengan karbon dioksida denganlebih midah daripada oksi hemoglobin. Dengan demikian darah vena mentrasportasisebagian besar karbon doiksida.

perfusiPerfusi pulmonal adalah aliran darah aktual melalui sirkulasi pulmonalO2 diangkut dlm darah; (oksi Hb) / Oksihaemoglobin (98,5%)dalam eritrosit bergabung dgn Hb dalam plasma sbg O2 yg larut dlm plasma (1,5%)

CO2 dlm darah ditrasport sbg bikarbonatDalam eritosit sbg natrium bikarbonatDalam plasma sbg kalium bikarbonat Dalam larutan bergabung dengan Hb dan protein plasmaC02 larut dalam plasma5 – 7 % HbNHCO3 Carbamoni Hb (carbamate) 15 – 20 % Hb + CO2 HbC0bikarbonat60 – 80% HCO3CO2 + H2O H2CO3 - H+ + CO3- 

B. Pengukuran volume paru

Fungsi paru, yg mencerminkan mekanisme ventilasi disebut volume paru dan kapasitas paru

Volume paru dibagi menjadi :volume tidal (TV) volume udara yang dihirup dan dihembuskan setiap kali bernafas.Volume cadangan inspirasi (IRV) , volume udara maksimal yg dapat dihirup setelah inhalasi normalVolume Cadangan Ekspirasi (ERV), volume udara maksimal yang dapat dihembuskan dengan kuat setelah exhalasi normalVolume residual (RV) volume udara yg tersisa dalam paru-paru setelah ekhalasi maksimal

Kapasitas ParuKapasitas vital (VC), volume udara maksimal dari poin inspirasi maksimalKapasitas inspirasi (IC) Volume udara maksimal yg dihirup setelah ekspirasi normalKapasitas residual fungsiunal (FRC), volume udara yang tersisa dalam paru-paru setelah

ekspirasi normalKapasitas total paru (TLC) volume udara dalam paru setelah inspirasi maksimal 

Typical Values (young adult male of average size)TV = 0.5-0.6 L (liters)IRV = 3.0 LERV = 1.3 LRV = 1.2 L

VC = 4.8 L ( 5 Liters) VC = TV + IRV + ERVTLC = 6.0 L TLC = VC + RV= TV + IRV + ERV + RVFRC = 2.5 L FRC = RV + ERVIC = 3.5 L IC = TV + IRV