Dr. Triyanti K. Ananta PutriBagian FisiologiFakultas Kedokteran UNSWAGATI

HipoksiaHipoksia adalah suatu keadaan di saat tubuh sangat kekurangan oksigen sehingga sel gagal melakukan metabolisme secara efektif. Berdasarkan penyebabnya hipoksia dibagi menjadi 4 kelompok, yakni : hipoksia hipoksik, hipoksia anemic, hipoksia stagnan dan hipoksia histologik.

Hipoksia dapat disebabkan oleh gagal kardiovaskuler misalnya syok, hemoglobin abnormal, penyakit jantung, hipoventilasi alveolar, lesi pirau, masalah difusi, abnormalitas ventilasi-perfusi, pengaruh kimia misal karbonmonoksida, ketinggian, faktor jaringan lokal misal peningkatan kebutuhan metabolisme, dimana hipoksia dapat menimbulkan efek-efek pada metabolisme jaringan yang selanjutnya menyebabkan asidosis jaringan dan mengakibatkan efek-efek pada tanda vital dan efek pada tingkat kesadaran

Tanda dan Gejala Hipoksia

Jenis Hipoksia hipoksik, adalah keadaan hipoksia yang disebabkan karena kurangnya oksigen yang masuk paru-paru. Sehingga oksigen tidak dapat mencapai darah, dan gagal untuk masuk dalam sirkulasi darah. Kegagalan ini bisa disebabkan adanya sumbatan / obstruksi di saluran pernapasan, baik oleh sebab alamiah atau oleh trauma/ kekerasan yang bersifat mekanik, seperti tercekik, penggantungan, tenggelam dan sebagainya.

Hipoksia hipoksik ditandai oleh rendahnya PO2 darah arteri disertai dengan kurangnya saturasi Hb. Hal ini disebabkan oleh :- Malfungsi pernapasan yang melibatkan gangguan pertukaran gas, ditandai oleh PO2 alveolus normal, tetapi PO2 arteri berkurang - Berada di ketinggian atau di lingkungan tersekap dengan PO2 atmosfer yang berkurang sehingga PO2 alveolus dan arteri juga berkurang.

Jenis kedua adalah hipoksia anemic, yakni keadaan hipoksia yang disebabkan karena darah (hemoglobin) tidak dapat mengikat atau membawa oksigen yang cukup untuk metabolisme seluler. Seperti, pada keracunan karbon monoksida (CO), karena afinitas CO terhadap hemoglobin jauh lebih tinggi dibandingkan afinitas oksigen dengan hemoglobin.

Hipoksia Anemik mengacu kepada penurunan kapasitas darah mengangkut O2. Hal ini dapat ditimbulkan oleh : Penurunan sel darah merah dalam sirkulasi Jumlah Hb yang tidak adekuat di dalam sel darah merah Keracunan CO.

Pada semua kasus hipoksia anemic, PO2 arteri normal, tetapi kandungan O2 darah arteri lebih rendah dari normal karena berkurangnya Hb yang tersedia.

Jenis hipoksia stagnan/sirkulasi, adalah keadaan hipoksia yang disebabkan karena darah (hemoglobin) tidak mampu membawa oksigen ke jaringan oleh karena kegagalan sirkulasi, seperti pada heart failure atau embolisme, baik emboli udara vena maupun emboli lemak.

Hipoksia Sirkulasi muncul jika darah beroksigen yang sampai ke jaringan sangat sedikit (kurang). Hipoksia sirkulasi dapat terbatas pada daerah tertentu akibat spasme atau sumbatan vaskuler local. Di pihak lain, tubuh secara keseluruhan dapat mengalami hipoksia sirkulasi akibat gagal jantung kongesif atau syok sirkulasi. PO2 dan kandungan O2 arteri biasanya normal, tetapi darah beroksigen yang mencapai sel terlalu sedikit.

Hipoksia histologik, ialah keadaan hipoksia yang disebabkan karena jaringan yang tidak mampu menyerap oksigen, salah satu contohnya pada keracunan sianida. Sinida dalam tubuh akan menginaktifkan beberapa enzim oksidatif seluruh jaringan secara radikal, terutama sitokrom oksidase dengan mengikat bagian ferric heme group dari oksigen yang dibawa darah.

Kegagalan respirasi mencakup kegagalan oksigenasi maupun kegagalan ventilasi. Kegagalan oksigenasi dapat disebabkan oleh: (1) ketimpangan antara ventilasi dan perfusi. (2) hub pendek darah intrapulmoner kanan-kiri. (3) tegangan oksigen vena paru rendah karena inspirasi yang kurang, atau karena tercampur darah yang mengandung oksigen rendah. (4) gangguan difusi pada membran kapiler alveoler. (5) hipoventilasi alveoler. Kegagalan ventilasi dapat terjadi bila PaCO2 meninggi dan pH kurang dari 7,35.

Kegagalan ventilasi terjadi bila minut ventilation berkurang secara tidak wajar atau bila tidak dapat meningkat dalam usaha memberikan kompensasi bagi peningkatan produksi CO2 atau pembentukan rongga tidak berfungsi pada pertukaran gas (dead space). Kelelahan otot-otot respirasi /kelemahan otot-otot respirasi timbul bila otot-otot inspirasi terutama diafragma tidak mampu membangkitkan tekanan yang diperlukan untuk mempertahankan ventilasi yang sudah cukup memadai.

Tanda-tanda awal kelelahan otot-otot inspirasi seringkali mendahului penurunan yang cukup berarti pada ventilasi alveolar yang berakibat kenaikan PaCO2. Tahap awal berupa pernapasan yang dangkal dan cepat yang diikuti oleh aktivitas otot-otot inspirasi yang tidak terkoordinsi berupa alterans respirasi (pernapasan dada dan perut bergantian), dan gerakan abdominal paradoxal (gerakan dinding perut ke dalam pada saat inspirasi) dapat menunjukan asidosis respirasi yang sedang mengancam dan henti napas

HiperkapneaHiperkapnia didefinisikan sebagai peningkatan PaCO2 sampai di atas 45 mmHg; sedangkan hipokapnia terjadi apabila PaCO2 kurang dari 35 mmHg. Penyebab langsung retensi CO2 adalah hipoventilasi alveolar (ventilasi kurang memadai, untuk mengimbangi pembentukan CO2). Hiperkapnia selalu disertai hipoksia dalam derajat tertentu apabila pasien bernapas dengan udara yang terdapat dalam ruangan.

Kelebihan karbondioksida atau ion hidrogen mempengaruhi pernapasan terutama efek perangsangan pusat pernapasannya sendiri, yang menyebabkan peningkatan sinyal inspirasi dan ekspirasi yang kuat ke otot-otot pernapasan. Akibat peningkatan ventilasi pelepasan karbondioksida dari darah meningkat, ini juga mengeluarkan ion hidrogen dari darah karena pengurangan karbondioksida juga mengurangi asam karbonat darah

Penyebab utama hiperkapnia adalah penyakit obstruktif saluran napas, obat-obat yang menekan fungsi pernapasan, kelemahan atau paralisis otot pernapasan, trauma dada atau pembedahan abdominal yang mengakibatkan pernapasan menjadi dangkal, dan kehilangan jaringan paru.

Tanda klinik yang dikaitkan dengan hiperkapnia adalah: kekacauan mental yang berkembang menjadi koma, sakit kepala (akibat vasodilatasi serebral), asteriksis atau tremor kasar pada tangan yang teregang (flapping tremor), dan volume denyut nadi yang penuh disertai tangan dan kaki yang terasa panas dan berkeringat (akibat vasodilatasi perifer karena hiperkapnia). Hiperkapnia kronik akibat penyakit paru kronik dapat mengakibatkan pasien sangat toleran terhadap PaCO2 yang tinggi, sehingga pernapasan terutama dikendalikan oleh hipoksia. Dalam keadaan ini, bila diberi oksigen kadar tinggi, pernapasan akan dihambat sehingga hiperkapnea bertambah berat.

Beberapa mekanisme yg menyebabkan hipekapnia adl :Drive respiratory yang insufisienDefek ventilatori pump Beban kerja yang sedemikian besar sehingga terjadi kecapaian pada otot pernapasan dan penyakit intrisik paru dengan ketidakseimbangan V/Q yang berat. Keadaaan hiperkapnia hampir selalu merupakan indikasi adanya insufisiensi atau gagal napas. PaCO2 = k X VCO2/VA. Meningkatnya VCO2 dapat disebabkan oleh febris, kejang, agitasi atau factor lainnya. Keadaan ini biasanya terkompensasi dengan meningkatnya VA secara cepat. Hiperkapnia terjadi hanya apabila VA terjadi peningkatan hanya sedikit.

HipokapneaKehilangan CO2 dari paru yang berlebihan (hipokapnia) akan terjadi apabila terjadi hiperventilasi (ventilasi dalam keadaan kebutuhan metabolisme meningkat untuk membuang CO2). Tanda dan gejala yang sering berkaitan dengan hipokapnia adalah sering mendesah dan menguap, pusing, palpitasi, tangan dan kaki kesemutan dan baal, serta kedutan otot. Hipokapnia hebat (PaCO2 < 25 mmHg) dapat menyebabkan kejang.

Tanda dan Gejala Hipokapnia :

Sering mendesahMenguapPusingPalpitasiTangan dan kaki kesemutanBaalKedutan ototKejang

Pengaruh latihan fisikPada latihan fisik berat, penggunaan oksigen dan pembentukan karbondioksida dpt meningkat 20x lipat. Akibatnya terjadi pernapasan hebat sebagai kompensasi. Mekanisme terjadinya pernapasan hebat selama latihan fisik ada 2:

1. Korteks serebri, ketika mengirimkan impuls ke otot yg berkontraksi, dianggap mengirimkan impuls kolateral ke dlm substansia retikularis batang otak untuk merangsang pusat pernapasan. Ini dpt disamakan dg efek perangsangan yg menyebabkan peningkatan tekanan arteri selama latihan fisik ketika impuls kolateral yg serupa berjalan ke pusat vasomotor.

2. Selama latihan fisik, terutama ekstremitas, dianggap meningkatkan ventilasi paru dg merangsang propioseptor sendi yg kemudian mengirimkan impuls eksitasi ke pusat pernapasan.

Hubungan timbal balik di antara faktor2 humoral dan faktor2 saraf dlm pengaturan napas selama latihan fisikSelama latihan fisik , ada 2 fktr neurogenik, yi perangsangan pusat pernapasan scr lgs oleh korteks serebri dan perangsangan tdk langsung oleh propioseptor.Selain itu ada 3 fktr humoral, yi karbondioksida, ion hidrogen dan oksigen

Faktor saraf merangsang pusat pernapasan dlm tingkat yg hampir tepat utk mensuplai kebutuhan oksigen tambahan utk latihan fisik dan mengeluarkan karbondioksida ekstra.Faktor humoral melakukan penyesuaian akhir pd pernapasan yg diperlukan utk mempertahankan konsentrasi karbondioksida dan konsentrasi ion hidrogen cairan tubuh sedekat mungkin ke nilai normal.

Tekanan Barometerpada setiap ketinggian di atas 3.000 meter, PO2 (tekanan parsial oksigen) arteri turun di bawah rentang aman. Orang yang secara cepat naik ke ketinggian 3.000 meter atau lebih akan mengalami gejala-gejala yang disebut sebagai acute mountain sickness.Acute mountain sickness adalah suatu kondisi patologis yang disebabkan oleh paparan akut tekanan udara rendah (pada dataran tinggi), biasanya mulai terjadi pada ketinggian 2.400 meter. Penyebabnya adalah hipoksia, hipoksik, dan alkalosis yang diinduksi oleh hipokapnia. Peningkatan dorongan bernafas untuk memperoleh tambahan oksigen menyebabkan terjadinya alkalosis respiratorik karena karbondioksida yang membentuk asam lebih banyak dikeluarkan daripada yang diproduksi.

Tekanan atmosfer secara progresif berkurang seiring dengan peningkatan ketinggian. Di ketinggian 5.400 meter di atas permukaan laut, tekanan atmosfer hanya 380 mmHg, separuh dari nilainya di atas permukaan laut. Karena proporsi gas oksigen dan nitrogen dalam udara tidak berubah, PO2 udara inspirasi di ketinggian tersebut adalah 21% dari 380 mmHg atau 80 mmHg mmHg dengan PO2 alveolus lebih rendah, yaitu 45 mmHg

Gejala-Gejala acute mountain sickness:Rasa mualNafsu makan hilangBernafas terengah-engahKecepatan denyut jantung meningkat karena dipicu oleh hipoksia sebagai kompensasi untuk meningkatkan penyaluran oksigen yang tersedia ke jaringan melalui sirkulasi.Disfungsi saraf yang ditandai oleh gangguan penilaian, pusing bergoyang, dan inkoordinasi.Sakit kepala adalah gejala utama untuk mendiagnosis acute mountain sickness.

Ketika berada di ketinggian, respons kompensasi akut berupa peningkatan pernafasan dan curah jantung secara bertahap selama beberapa hari akan digantikan oleh tindakan kompensasi yang berkembang lebih lambat yang memungkinkan oksigenasi jaringan yang adekuat dan pemulihan keseimbangan asam basa. Produksi sel darah merah meningkat dirangsang oleh eritropoietin sebagai respons terhadap penurunan penyaluran oksigen ke ginjal.

Hipoksia juga mendorong sintesis DPG di dalam sel darah merah, sehingga oksigen lebih mudah dibebaskan dari hemoglobin di jaringan. Jumlah kapiler di dalam jaringan meningkat, sehingga jarak yang harus ditempuh oleh oksigen untuk berdifusi dari darah ke sel memendek. Selain itu, sel-sel yang mengalami aklimatisasi mampu menggunakan oksigen secara lebih efisien melalui peningkatan jumlah mitokondria. Ginjal memulihkan pH arteri ke tingkat mendekati normal dengan menahan asam yang dalam keadaan normal dikeluarkan melalui urin.

chronic mountain sickness. Ini adalah bentuk yang lebih parah dari acute mountain sickness. Menurut penelitian ini disebabkan oleh suatu gen. Mereka yang mengalami chronic mountain sickness, mengalami suatu kelainan glikolisis dan mitokondria dari asam trikarboksilat. Dua kondisi serius yang berhubungan dengan penyakit ini adalah:

High Altitude Pulmonary Oedema (HAPE)High Altitude Cerebral Oedema (HACE)

Peningkatan tekanan barometer terjadi di dlm air saat menyelam. Saat menyelam, individu akan terpajan tekanan yang tinggi dan terjadi peningkatan tekanan dalam pembuluh darah tertutup. Peningkatan tekanan berhubungan langsung dengan kedalaman, densiti air dan gravitasi. Tekanan yang tinggi pada kedalaman berasal dari berat air di atasnya, disebut tekanan ambient, sama halnya dengan tekanan barometer pada dataran atau permukaan laut yang berasal dari berat udara di atasnya. Tekanan pada penyelaman sering diartikan sebagai unit kedalaman atau atmosphere absolute (ATA)

Jaringan tubuh tersusun terutama oleh air, dengan demikian hampir tidak mengalami kompresi, tetapi gas-gas akan mengalami kompresi mengikuti hukum Boyle. Selama menyelam volume gas dalam paru akan berbanding terbalik dengan kedalaman. Pada tiap kedalaman 10 meter (33 kaki) air laut terjadi peningkatan tekanan ambient 1 atm (760 mmHg). Tekanan pada kedalaman tersebut sebesar 2 atm, yaitu 1 atm disebabkan oleh tekanan udara di atas laut dan 1 atm lagi berasal dari berat air sendiri. Peningkatan tekanan dapat mengecilkan rongga udara dalam tubuh penyelam termasuk paru karena volume gas akan berkurang setengah dari semula, gas-gas akan mengalami kompresi sehingga kerapatan gas akan meningkat.

Peningkatan tekanan juga akan berpengaruh terhadap peningkatan tekanan parsial gas-gas respirasi (oksigen dan nitrogen) sehingga kelarutan dalam jaringan tubuh akan meningkat. Peningkatan tekanan akan berpengaruh pada pembentukan gelembung gas dalam darah dan jaringan tubuh. Penyelam yang naik ke permukaan secara tiba-tiba menyebabkan perubahan efek fisiologi ini dengan cepat. Volume gas yang meningkat, keluarnya gelembung gas dan masuk ke jaringan menyebabkan penyelam mengalami barotrauma paru dan penyakit dekompresi.

Tekanan di luar dinding dada pada seseorang dengan posisi berdiri atau duduk dengan leher terendam dalam air lebih besar 20 cmH2O dibandingkan tekanan atmosfer. Tekanan positif di luar dinding dada akan melawan daya recoil dinding dada ke arah luar, terjadi penurunan kapasiti residu fungsional sekitar 50%. Volume cadangan ekspirasi akan menurun sebanyak 70%. Tekanan intrapleura menjadi lebih negative menyebabkan udara masuk ke paru lebih besar karena kerja inspirasi meningkat untuk mengatasi tekanan positif dari luar dinding dada. Kapasiti vital dan kapasiti vital paksa akan menurun.

Volume residu akan menurun karena terjadi peningkatan volume darah dalam paru. Selama penyelaman terjadi peningkatan kerja pernapasan sekitar 60%. Penyelam dengan posisi kepala tegak, tekanan di sekitar tubuh lebih tinggi dibandingkan dibandingkan tekanan pada saluran napas dengan nilai rata-rata sebesar 30 cmH2O akan mengalami tekanan pernapasan yang negative. Penyelam dengan kepala posisi di bawah, tekanan dalam saluran napas lebih tinggi dibandingkan tekanan di sekitar tubuh, akan mengalami tekanan positif pada pernapasan. Pengurangan kapasiti residu fungsional sekitar 20-30%, sehingga pernapasan menjadi lebih mudah dengan posisi kepala di atas.

Semakin dalam menyelam densitas udara semakin meningkat. Tahanan yang mengalir dalam saluran napas akan meningkat sebanding dengan peningkatan densitas udara sehingga kerja pernapasan akan meningkat dan mengakibatkan penurunan kapasiti pernapasan maksimum (jumlah udara yang dapat dihirup setiap menit)

Tekanan di luar tubuh akan meningkat saat berada dalam kedalaman dan tekanan parsial gas dalam paru dan saluran napas juga meningkat. Peningkatan tekanan parsial gas ditentukan oleh konsentrasi gas dan tekanan ambient. Peningkatan tekanan parsial oksigen menyebabkan gas-gas respirasi akan terkompresi. Tekanan parsial gas yang meningkat akan menyebabkan gas inert (N2, helium) akan masuk ke dalam darah dan jaringan. Selama penyelam menahan napas, tekanan total gas dalam paru kira-kira sama dengan tekanan barometer, dengan demikian volume rongga toraks menurun dan tekanan parsial gas dalam paru meningkat. Penyelam yang biasa melakukan hiperventilasi sebelum menahan napas dan menyelam, pO2dan pCO2 alveolar akan menjadi 120 dan 130 Torr.

Hiperventilasi yang dilakukan secara berlebihan akan menyebabkan hipoksemia arteri dan penyelam akan kehilangan kesadarannya. Selama menahan napas pada kedalaman 33 kaki, volume paru akan menurun, gas-gas akan mengalami kompresi dan tekanan parsial gas akan meningkat. Keadaan ini tidak akan mengganggu pengangkutan oksigen dari alveoli ke darah sampai penyelam naik ke permukaan. Walaupun demikian transfer CO2 dari darah ke alveoli akan mengalami gangguan saat menyelam dan terjadi retensi bermakna CO2 dalam darah. Penyelam masih dapat mentoleransi peningkatan CO2 sampai 80 mmHg, dengan cara meningkatkan volume pernapasan per menit. Peningkatan CO2 lebih lanjut akan menyebabkan penekanan pada pusat pernapasan dan penyelam dapat mengalami asidosis respiratorik yg hebat.

Kelainan Pernapasan Lain EmfisemaPneumoniaAsma BronkhialeTuberkulosisSianosisDispneudll

Terapi OksigenTujuan umum terapi oksigen adalah untuk mencegah dan memperbaiki hipoksia jaringan, sedangkan tujuan khususnya adalah untuk mendapatkan PaO2 lebih dari 90 mmHg atau SaO2 lebih dari 90%. Besarnya fraksi oksigen inspirasi yang didapat unit paru sesuai dengan volume oksigen yang diberikan pada pasien

Indikasi TERAPI oksigenPemberian campuran gas yang kaya akan oksigen mempunyai arti yang sangat terbatas pada hipoksia stagnan, anemik dan histologik, karena yang dapat dicapai melalui cara ini hanyalah peningkatan dalam jumlah O2 yang larut didalam darah arteri. Hal ini berlaku juga bagi hipoksia hipoksik yang disebabkan oleh pirau darah vena yg tidak teroksigenasi melewati paru-paru. Pada bentuk hipoksia hipoksik lainnya, pemberian O2 sangat bermanfaat namun perlu diingat, bahwa penderita dengan gagal paru berat dengan hiperkapnia, kadar CO2 dapat sedemikian tingginya sampai menekan dan bukan merangsang pernafasan.

Sebagian penderita ini tetap bernafas karena adanya rangsang kemoreseptor karotis dan aorta padapusat pernafasan. Apabila pemicuan oleh hipokisia dihilangkan melalui pemberian O2, pernafasan dapat berhenti. Selama apnea, PO2 darah arteri menurun, namun pernafasan mungkin tidak akan timbul kembali, karena peningkatan PCO2 akan lebih mendepresi pusat pernafasan. Oleh sebab itu, pemberian O2 pada keadaan ini dapat berakibat fatal

Pernapasan Buatan

Pernapasan buatan dilakukan bila penolong mendapati korban dengan henti napas, pernapasan terlalu lambat atau terlalu cepat, atau bila pernapasan korban terlalu dangkal. Pernapasan buatan dinilai cukup bila dada kiri dan kanan bergerak naik turun bersamaan, terasa dan terdengar aliran udara keluar saat korban ekspirasi.

Dalam keadaan yang terpapar suhu tidak seimbang dan kelelahan fisik, dapat menyebabkan timbul pingsan. Pingsan ini terjadi karena berkurangnya kadar karbondioksida dalam darah (hipokapni) karena hiperventilasi. Sehingga terkadang pada saat pingsan (misalnya saat upacara bendera) korban sering mengalami kesulitan bernafas. Unuk membentu korban diberikan tambahan udara, tentunya Oksigen. Namun dalam pertolongan pertama (P3K), diberikan nafas buatan. Yang sudah barang tentu diketahui bahwa gas dalam nafas buatan yang diberikan adalah berupa gas CO2. Pemberian CO2 akan membantu korban untuk menghirup oksigen lebih baik melalui mekanisme pengaturan kimia pernafasan.

Pengaturan Kimia Pernafasan (Kemosensitif)Laju dan dalamnya pernafasan diatur oleh faktor-faktor kimiawi dan saraf. Sistem saraf mengatur kecepatan ventilasi alveolus hampir sama dengan permintaan tubuh sehingga tekanan oksigen darah dan tekanan karbondioksida tidak banyak berubah walaupun tubuh kita melakukan aktivitas yang berbeda atau mengalami stress pernfasan lainnya.

Pusat pernafasan adalah sekelompok neuron yang tersebar luas dan terletak bilateral (dikiri dan kanan) medula oblongata dan pons varolli. Pusat pernafasan dibagi mjd 3 klmpk neuron utama, yi:1. Kelompok pernafasan dorsal, terletak dibagian dorsal medula, yang menyebabkan inspirasi. Neuron kelompok pernafasan dorsal memegang peranan dasar dalam mengontrol pernafasan. Rangsangan dari kelompok saraf pernafasan dorsal selalu menimbulkan inspirasi, tidak pernah ekspirasi. Pernafasan tenang dan normal hampir seluruhnya disebabkan oeleh kontraksi otot-otot inspirasi. Kemudian ekspirasi hanyalah proses pasif oleh elastisitas daya lenting dari pengembangan rongga dada da paru.

2. Kelompok pernapasan ventral, yang terletak di ventrolateral medula, yang dapat menyebabkan ekspirasi/ inspirasi tergantung pada kelompok neuron yg dirangsang.3. Pusat pneumotaksik, terletak di bagian superior belakng pons, yang membantu kecepatan dan pola pernafasan. Pusat pneumotaksik mengalirkan impuls secara terus menerus ke arah inspirasi. Efek yang utama disini adalah untuk mematikan sinyal inspirasi, dengan demikian mengatur lamanya siklus paru. Bila sinyal pneumotaksik kuat, inspirasi dapat berakhir selama 0,5 detik, tetapi bila lemah sinyal inspirasi terus-menerus meningkat mungkin selama 5 sampai 10 detik, degan demikian paru-paru terisi udara dalam jumlah yang berlebihan. Oleh karena itu fungsi utama pusat pneumotaksik adalh membatasi inspirasi.

Pengaturan Kimia PernafasanZat kimia yang mengatur pernafasan adalah oksigen karbondioksida, dan ion hidrogen. Kelebihan karbondioksida (seperti keadaan pingsan) dan ion hidrogen mempengaruhi pusat pernafasan, menyebabkan peningkatan sinyal inspirasi dan ekspirasi yang kuat ke otot-otot pernafasan. Menurunnya kadar oksigen dalam darah arteri akan merangsang kemoreseptor perifer yang terletak di aorta dan bahan-bahan karotir, dan timbullah refleks yang dapat merangsang pusat pernafasan.

Area kemosensitif pusat pernafasan terletak bilateral hanya beberapa mikron di bawah ventral medula. Area ini paling sensitif terhadap perubahan kadar karbondioksida dan ion hidrogen darah. Ion hidrogen memberikan perangsangan langsung terhdap pusat saraf. Sayangnya ion hidrogen tidak mudah melewati sawar darah otak atau sawar darah cairan serebrospinal. Oleh karena itu perubahan konsentrasi ion hidrogen dalam darah mempunyai efek yang kurang besar terhadap terhadap perangsangan saraf-saraf kemosensitif.

Rangsangan langsung karbondioksida terhadap daerah pusat kemosensitif sangat sedikit, tetapi karbondioksida sangat berpengaruh pada efek tidak langsung pada area kemosensitif. Karbondioksida melewati dengan mudah sawar darh-otak, sawar darah cairan-serebrospinal dan cairan interstisial medula. Karbondioksida akan bereaksi dengan air membentuk asam karbonat, asam karbonat kemudian mengurai menjadi ipn hidrogen dan ion bikarbonat. Kemudian ion hidrogen merangsang secara kemosensitif pusat pernafasan.

Hal ini menunjukkan bahwa karbondioksida akan membantu pemasukan oksigen lebih lanjut. Jadi karbondioksida yang dihembuskan saat pemberian nafas buatan pada korban pingsan merupakan suatu stimulus pada area kemosensitif dan akhirnya mempengaruhi pusat pernafasan. Dengan demikian pusat pernafasan akan mengatur inspirasi lebih banyak sehingga semakin banyak oksigen yang dapat dihirup oleh korban yang pingsan agar cepat sadar.