PERTUKARAN GAS

Pertukaran gas oksigen dan karbondioksida bergerak melintasi membran

tubuh melalui proses difusi pasif mengikuti gradien tekanan parsial. Difusi netto O2 mula-mula terjadi antara alveolus dan darah, kemudian antara darah dan jaringan akibat gradien tekanan parsial O2 yang tercipta oleh pemakaian terus menerus O2 oleh sel dan pemasukan terus menerus O2 segar melalui ventilasi.

Difusi netto CO2 terjadi dalam arah yang berlawanan, pertama-tama antara

jaringan dan darah, kemudian antara darah dan alveolus, akibat gradien tekanan parsial CO2 yang tercipta oleh produksi terus menerus CO2 oleh sel dan pengelauaran terus menerus CO2 alveolus oleh proses ventilasi.

TRANSPORTASI GAS

Oksigen dan Karbondioksida tidak terlalu larut dalam darah, keduanya

teruama harus diangkut dengan mekanisme selain hanya larut secara fisik. Hanya 1,5% O2 yang larut secara fisik dalam darah, dengan 98,5% secara kimiawi berikatan dengan hemoglobin (Hb). Faktor utama yang menentukan seberapa banyak O2 berikatan dengan Hb (% saturasi Hb) adalah PO2 darah.

Karbondioksida yang diserap dikapiler sistemik diangkut dalam darah dengan tiga cara: (1) 10% larut secara fisik, (2) 30% terikat ke Hb; dan (3) 60% dalam bentuk bikarbonat (HCO3). Enzim karbonat anhidrase eritrosit mengatalisasi perubahan CO2 menjadi HCO3  sesuai dengan reaksi: CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3 Ion H+ yang dihasilkan berikatan dengan Hb. Reaksi-reaksi ini semuanya berbalik arah di paru ketika CO2 dieliminasi ke alveolus 

SISTEM PERNAPASAN SELAMA OLAHRAGA

Sistem pernapasan melaksanakan pertukaran udara antara atmosfer dan parumelalui proses ventilasi. Pertukaran O2 dan CO2 antara udara dalam paru dandarah dalam kapiler paru berlangsung melalui dinding kantung udara, atau alveolus, yang sangat tipis. Saluran pernapasan menghantarkan udara dari atmosfer ke bagian paru tempat pertukaran gas tersebut berlangsung. Paru terletak di dalam kompartemen toraks yang tertutup, yang volumenya dapat diubah-ubah oleh aktivitas kontraktil otot-otot , respons kardiovaskular terhadap olahraga adalah meningkatnya ventilasi paru untuk menjamin oxigenasi darah arteri dan eliminasi karbondioksida dengan meningkatnya udara nafas (tidal volume) dan frekuensi pernapasan. Keberhasilan sistema respirasi meminimalkan perubahan komposisi darah yang dipicu oleh olahraga, terlihat dari adanya stabilitas yang mantap dari harga PO2, PCO2, dan pH selama olahraga dengan intensitas rendah dan sedang. Respon pernapasan terhadap olahraga meliputi timbal balik antara masukan-masukan neural dan hormonal ke pusat pernapasan,meliputi kecepatan pembuangan CO2 dari darah oleh paru, besar aliran impuls

desendens yang menyertai aktivasi cortex motoris untuk mengaktifkan otot

rangka, umpan balik dari chemoreseptor dan proprioseptor pada otot yang

berkontraksi, meningkatkan suhu tubuh, dan perubahan kadar ion H+, K+ dan adrenalin dalam darah arteri.

Chemoreseptor akan merangsang pusat pernapasan secara reflektoris bila

terjadi kekurangan oksigen. Chemoreseptor berupa sel-sel syaraf (seperti

ganglion) yang penuh diliputi kapilae dan sangat sensitive terhadap penurunan PO2 di dalam darah. Dua buah terletak pada percabangan arteria carotid communis, dinamakan carotid bodies (glomus caroticum); dan dua buah lagi terletak pada lengkung aorta dinamakan aortic bodies (glomus aorticum). Apabila PO2 di dalam darah menurun maka Chemoreseptor akan terangsang dan selanjutrnya akan mengirimkan impuls ke pusat pernapasan melalui syaraf glossopharyngeal dan syaraf vagus. 

Rangsangan dari Chemoreseptor mengakibatkan menurunnya nilai ambang rangsang pusat pernapasan terhadap CO2 dengan demikian pernapasan akan ditingkatkan , terdapat batas normal pH cairan tubuh antara 7.35 – 7.40. nilai pH di bawah normal disebut asidosis, sedangkan yang diatas normaldisebut alkalosis. Sistem pernapasan memerlukan waktu 1-3 menit agar dapatmemulihkan peningkatan pH ke batas normal. Apabila terjadi penurunan pH, pusat pernapasan berupaya meningkatkan frekuensi pernapasan sehingga terjadi pelepasan CO2 dan sebagai akibatnya dapat terjadi peningkatan pH. Penurunan Ph dalam cairan intraseluler dan ekstraseluler menyebabkan enzim dan co enzim

tidak dapat bekerja optimal pada proses metabolisme aerobik maupun anaerobik.

Keadaan ini menyebabkan terjadinya gangguan pembentukan energi dan akhirnya menyebabkan penurunan daya tahan fisik seseorang.
Olahraga akan mempengaruhi konsumsi O2 dan produksi CO2 lebih banyak dibandingkan dengan aktivitas lainnya. Ventilasi paru atau volume pernapasan semenit akan meningkat dari 1 L/menit menjadi 100 L.menit, bahkan pada orang yang badannya besar dapat mencapai 200 L/menit. Peningkatan ventilasi paru disertai dengan peningkatan tidal volume yang nilai rata-ratanya 0,5 L/menit menjadi 2,5-3,0 L/menit. Frekuensi

pernapasan meningkat dari 12-16 X/menit menjadi 40-50 X/menit. Terdapat hubungan linear antara peningkatan ventilasi paru dengan peningkatan kerja sampai pada 80-90% kapasitas individu. Setelah

itu sampai dengan akhir kerja atau olahraga, ventilasi lebih cepat.