Coba tutup hidung dan mulutmu rapat-rapat dan perhatikan berapa lama kamu bisa bertahan tanpa bernapas. Bukankah paling lama hanya dua sampai tiga menit? Atau bayangkan jika dirimu bernapas dengan gas selain oksigen. Bagaimana tubuhmu akan bereaksi terhadapnya? Atau bagaimana hal itu akan berdampak pada kesehatanmu?
Tubuh manusia tersusun dari elemen-elemen yang terdapat di bumi. Kurang lebih ada 44 kg oksigen, 14 kg karbon, 7 kg hidrogen, 2.1 kg nitrogen, 1 kg kalsium dan jumlah yang lebih sedikit pada elemen lain yang berada dalam tubuh seseorang dengan berat sekitar 70 kg. Faktanya, sebagian besar dari 92 elemen alam terdapat pada tubuh manusia, yang menyerupai sebuah unit alam semesta dalam ukuran kecil. Tentu saja, elemen-elemen ini tidak berbenturan satu sama lain saat berfungsi dalam tubuh kita dan hanya mengerjakan tugasnya pada organ-organ yang ditugaskan dalam mekanisme tubuh manusia.
Oksigen adalah salah satu dari elemen-elemen alami. Pada kondisi alami yang normal, oksigen berbentuk gas dan molekul (O2 dan O3). Jumlahnya sangat berlimpah di dunia: hampir 65% dari bagian dari tubuh manusia, 88% dari jumlah air di muka Bumi, dan 46.7% dari lapisan Bumi tersusun atas atom oksigen (dalam satuan massa). Karena oksigen adalah elemen aktif yang dapat bergabung dengan elemen yang lain, oksigen banyak ditemukan dalam bentuk senyawa. Ketika kita menyebut oksigen, hal pertama yang muncul dalam benak kita adalah oksigen yang kita gunakan untuk bernapas. Rasio volumetrik dari gas atmosfir adalah 78% nitrogen (N2), 20.9% oksigen (O2), 0.93% argon (Ar), 0.04% karbon dioksida (CO2), sedikit jumlah uap air dan gas-gas lainnya. Oksigen adalah kebutuhan yang paling penting bagi organisme yang berespirasi secara aerobik. Untuk bertahan hidup, nutrisi harus dirombak menjadi energi dalam sel tubuh kita. Jumlah oksigen yang dibutuhkan dan toleransi waktu tanpa oksigen berbeda-beda pada setiap makhluk hidup. Riset mem-buktikan bahwa manusia dapat bertahan 3 sampai 4 menit tanpa oksigen; otak mulai berhenti bekerja sete-lah 5 menit tanpa oksigen.
Tugas gas selama respirasi
Respirasi adalah mekanisme yang menakjubkan yang bergantung pada sistem saraf; sebuah sistem yang berkerja secara otomatis dan bertempat dimana saja. Jumlah respirasi bagi orang dewasa adalah 10-15 kali per menit; bagi anak-anak 20-30 kali; dan bagi balita 30-40 kali. Respirasi dapat diartikan sebagai pertukaran gas karbon dioksida di dalam darah dengan oksigen. Kurang lebih 400 juta alveoli di dalam paru-paru adalah tempat dimana oksigen dan karbon dioksida saling bertukar. Oksigen yang mengalir di dalam darah diangkut ke dalam sel saat oksigen terikat dengan hemoglobin pada sel darah merah. Oksigen, yang tertangkap oleh besi (Fe) dalam hemoglobin (Hb), akan dikeluarkan untuk sel-sel lain dalam tubuh kita.
Secara kasar 4/5 bagian dari udara yang dihirup manusia adalah nitrogen dan 1/5nya adalah oksigen. Jika kita hanya membutuhkan oksigen, mengapa kita menghirup gas yang lain? Itu karena keutuhan dari udara mempunyai peran yang penting dalam pernapasan (pertukaran oksigen dan karbon dioksida). Rasio gas dari udara sebelum dan sesudah respirasi akan dijelaskan berikut ini.
Seperti yang dapat dilihat, ketika nitrogen dan gas lainnya dalam keadaan konstan, jumlah oksigen akan berkurang, sementara karbon dioksida akan bertambah. Hanya 5% dari udara atau oksigen yang dihirup akan digunakan. Agar sel kita dapat menerima jumlah oksigen yang dibutuhkan secara tepat, jumlah dari tekanan gas, komposisi, konsentrasi oksigen di udara harus memenuhi variabel-variabel ini. Sebagai tambahan, uap air yang bercampur dengan gas-gas di jalur respirasi membantu regulasi tekanan gas di dalam paru-paru kita.
Jumlah gas di udara sangatlah proporsional. Jika jumlah oksigen berkurang di atmosfir maka selain memberikan dampak negatif bagi alam, ia tidak akan juga mencukupi bagi proses respirasi. Jumlah oksigen yang terlarut di dalam darah untuk berikatan pada hemoglobin tidak akan cukup bagi sel, dan kelebihan oksigen dapat menjadi racun. Sebagai contoh, para pendaki gunung menggunakan tabung oksigen, karena semakin tinggi tempat yang mereka daki, tekanan udara dan oksigen akan berkurang. Oksigen yang berlebih dapat pula menyebabkan hilangnya kesadaran (koma), mual, kram, dan melemahnya pengelihatan. Oksigen yang pekat juga dapat beresiko fatal bagi sel. Menurut seorang biologis Australia bernama Michael Denton: setiap kelebihan 1% dari 21% rasio oksigen di atmosfir akan meningkatkan kebakaran hutan karena petir lebih dari 70%.
Peran penting nitrogen
Dibawah kondisi normal, nitrogen ditemukan di alam dalam bentuk gas sebagai elemen lembam. Dalam kata lain, nitrogen di ciptakan agar ia hanya bereaksi di lingkungan yang langka dan spesial. Nitrogen tidak bereaksi dengan banyak zat, seperti air, udara, asam dan basa. Lalu, apakah nitrogen berguna bagi sistem respirasi kita?
Ketika nitrogen memasuki tubuh kita melalui udara, nitrogen keluar kembali tanpa melalui reaksi apapun dalam paru-paru, darah atau oksigen. Nitrogen juga tidak mempengaruhi oksigen yang kita hirup; bagaimanapun ia berperan dalam mengatur jumlah oksigen. Keberadaannya sangat penting bagi respirasi oksigen pada beberapa konsentrasi, aliran dan tekanan tertentu.
Apa yang terjadi jika gas lembam lainnya-seperti helium (He), neon (Ne), argon (Ar), atau kripton (Kr) menggantikan nitrogen? Ternyata gas-gas tersebut tidak hanya tidak bisa menggantikan nitrogen dengan fitur kimiawi dan fisik mereka, tapi mereka juga tidak bisa menggantikan fungsi lainnya. Secara singkat, kelarutan mereka dalam darah di bawah tekanan sangatlah berbeda. Karenanya, masalah utama seperti penyakit dekompresi karena perbedaan tekanan udara dan air akan lebih sering di temukan terutama pada pilot dan penyelam. Juga karena adanya perbedaan penyerapan dan tingkat refleksi sinar matahari maka iklim ataupun spesies lain dapat terpengaruh. Terlebih lagi, siklus nitrogen berguna dalam menjaga kehidupan di bumi sebagaimana yang telah digariskan-Nya sebagai hukum alam. Sangatlah mudah terlihat bahwa keseimbangan elemen dan gas-gas di planet kita, dan di seluruh tata surya, telah sangat sempurna bagi keseimbangan dan berlangsungnya kehidupan. Sudah sangat jelas jika planet kita telah di ciptakan sedemikian rupa untuk mendukung segala makhluk, yang membutuhkan banyak sekali keseimbangan yang khusus untuk bertahan hidup.
Dimuat dari majalah Fountain Edisi 106
Discussion about this post