UNIT 08 Fisiologi Penerbangan, Ruang Angkasa, dan Penyelaman Laut Dalam

Fisiologi Penerbangan, RuangAngl,asa, dan Penyelaman Laut · Dalam 43. Fisiologi Penerbangan, Tempat Tinggi (High Altitude) dan Ruang Angkasa 44. Fisiologi Penyelaman Laut Dalam dan Keadaan Hiperbarik Lainnya



BAB 43Fisiologi Penerbangan, Tempat Tinggi (High Altitude), dan Ruang Angkasa Alih Bahasa: dr. Dewi Irawati Editor: drg. Antonia TanzilSemakin tinggi kemampuan manusia untuk mencapai Pada seseorang yang teraklimatisasi, yang ventilasinyaketinggian pada penerbangan, pendakian gunung, dan meningkat sampai lima kali lipat, terjadi penurunan Pco2,pesawat luar angkasa, semakin penting kita memahami sekitar 7 mm Hg akibat peningkatan pernapasan.efek ketinggian tempat dan rendahnya tekanan udara,terhadap tubuh manusia. Bab ini akan membahas masalah- Sekarang mari kita lihat bagaimana tekanan kedua gasmasalah tersebut, di samping faktor percepatan, keadaan tersebut memengaruhi oksigen alveolar. Sebagai contoh,tanpa bobot dan tantangan lain pada homeostasis tubuh katakanlah bahwa tekanan barometer turun dari nilaiyang terjadi di tempat ketinggian dan penerbangan ruang normal di permukaan laut sebesar 760 mm Hg menjadiangkasa. 253 mm Hg, yang merupakan nilai yang biasa terukur di Puncak Gunung Everest pada ketinggian 29.028 kaki. Efek Tekanan Oksigen yang Rendah Empat puluh tujuh mm Hg dari nilai ini tentunya uap terhadap Tubuh air, dan sisanya hanya 206 mm Hg untuk seluruh gas-gas lain. Pada seseorang yang teraklimatisasi, 7 mm dari 206 Tekanan Barometer di Berbagai Keti nggian. Tabel mm Hg tersebut tentunya merupakan karbon dioksida,43-1 menunjukkan nilai perkiraan tekanan barometer clan sisanya hanya 199 mm Hg. Jika tidak ada oksigendan tekanan oksigen di berbagai ketinggian. Dari situ yang digunakan oleh tubuh, seperlima dari 199 mm Hgterlihat bahwa pada ketinggian permukaan laut, tekanan ini akan berupa oksigen clan empat perlimanya berupabarometer adalah 760 mm Hg; pada ketinggian 10.000 nitrogen; atau Po , dalam alveoli akan menjadi 40 mm Hg.kaki hanya 523 mm Hg; dan pada 50.000 kaki, 87 mm Hg.Penurunan tekanan barometer ini merupakan penyebab 2dasar semua persoalan hipoksia pada fisiologi tempat-tinggi, karena seiring terjadinya penurunan tekanan Namun, sebagian dari oksigen alveolar yang tersisa inibarometer akan terjadi juga penurunan tekanan parsial akan diabsorbsi ke dalam darah, menghasilkan tekananoksigen (Po2) secara proporsional, sehingga tekanan oksigen sekitar 35 mm Hg di dalam alveoli. Pada puncakoksigen selalu tetap dari waktu ke waktu, yaitu sedikitnya Gunung Everest, hanya orang-orang yang teraklimatisasi21 persen dari tekanan barometer total; pada ketinggian terbaik saja yang dapat bertahan hidup saat menghiruppermukaan laut, Po , bernilai sekitar 159 mm Hg, tetapi udara. Tetapi pengaruh ini sangat berbeda bila seseorang menghirup oksigen murni, seperti yang akan kita lihat di 2 pembahasan berikut.pada ketinggian 50.000 kaki Po hanya 18 mm Hg. Po Alveolar di Berbagai Ket inggian . Kolom kelima 2 2Po Alveolar di Berbagai Ketinggian pada Tabel 43-1 memperlihatkan nilai perkiraan Po2, di 2 Karban Dioksida dan Uap Air Menurunkan Oksigen alveoli pada berbagai ketinggian bila seseorang menghirupAlveolar. Di tempat tinggi pun karbon dioksida terus- udara biasa dalam keadaan teraklimatisasi dan tidakmenerus diekskresi dari darah paru ke alveoli. Demikianpula dengan air yang menguap ke dalam udara inspirasi teraklimatisasi. Pada ketinggian permukaan laut, Podari permukaan alat pernapasan. Kedua gas ini akan 2mengencerkan oksigen di dalam alveoli, sehinggamenurunkan kadar oksigen. Tekanan uap air di dalam alveolar adalah 104 mm Hg; pada ketinggian 20.000 kaki,alveoli tetap pada 47 mm Hg selama suhu tubuh normal,tidak bergantung pada ketinggian. tekanan ini menurun sampai sekitar 40 mm Hg pada Lain halnya dengan karbon dioksida, selama berada orang yang tidak teraklimatisasi, tetapi hanya sampai 53di tempat yang sangat tinggi, Pco2 alveolar turun dari 40mm Hg (nilai di permukaan laut) ke nilai lebih rendah. mm Hg pada orang yang teraklimatisasi. Perbedaan kedua ha! ini adalah bahwa ventilasi alveolar meningkat sekitar lima kali lipat pada orang yang teraklimatisasi, seperti yang akan kita bahas kemudian. Saturasi Hemoglobin oleh Oksigen di Berbagai Ketinggian. Gambar 43-1 memperlihatkan saturasi oksigen darah di arteri pada berbagai ketinggian bila menghirup udara biasa dan bila menghirup oksigen. 563

Unit VIII Fisiologi Penerbangan, Ruang Angkasa, dan Penyelaman Laut Da/amTabet 43-1 Pengaruh Pajanan Akut Tekanan Atmosfer Rendah pada Kadar Gas Alveolar dan Saturasi Oksigen Arteri* Menghirup Udara Menghirup Oksigen MurniKetinggian Tekanan Po2 di Udara Pco2 di Po di Saturasi Pco di Po di Saturasi(kaki/meter) Barometer (mm Hg) Alveoli 2 Oksigen Arte1 2 2 Oksigen (mm Hg) Arteri (mm Hg) Alveoli {%) Alveoli Alveoli {%) (mm Hg) (mm Hg) (mm Hg)0 760 159 40 (40) 104 (104) 97 (97) 40 673 10010.00013.048 523 436 10020.000/6.096 349 110 36 (23) 67 (77) 90 (92) 40 262 10030.000/9.144 226 139 9940.000/12 .192 141 73 24 (10) 40 (53) 73 (85) 4050.000/15.240 87 58 84 47 24 (7) 18 (30) 24 {38) 40 16 15 29 36 18 24*Nomor di dalam kurung adalah nilai teraklimatisasi.Sampai ketinggian kira-kira 10.000 kaki, walaupun karena seseorang yang tidak teraklimatisasi biasanyayang dihirup adalah udara biasa, saturasi oksigen arteri dapat tetap sadar sampai kejenuhan oksigen arteri turunsetidaknya masih tetap setinggi 90 persen. Di atas 10.000 hingga 50 persen, dalam waktu yang singkat, plafonkaki, saturasi oksigen arteri turun secara progresif, seperti bagi penerbang yang mengemudikan pesawat tanpa alatyang diperlihatkan oleh kurva di sebelah kiri pada gambar, pengatur tekanan bila menghirup udara biasa kira-kirasehingga saturasinya hanya 70 persen pada ketinggian adalah 23.000 kaki, sedangkan bila menghirup oksigen20.000 kaki clan sangat berkurang pada tempat yang lebih murni kira-kira 47.000 kaki, asalkan alat penyuplai oksigentinggi. berjalan dengan baik.Efek Menghirup Oksigen Murni terhadap Po2 Efek Akut HipoksiaAlveolar di Berbagai Ketinggian Beberapa efek akut penting hipoksia pada orang yangBila seseorang menghirup oksigen murni sebagai belum teraklimatisasi saat menghirup udara biasa, mulaipengganti udara biasa, maka sebagian besar ruangan di dari ketinggian 12.000 kaki ialah mengantuk, malas,alveoli yang sebelumnya terisi oleh nitrogen sekarang kelelahan mental clan otot, kadang sakit kepala, mual, clanmenjadi terisi oleh oksigen. Pada ketinggian 30.000 kaki euforia. Semua efek ini berkembang progresif menjadiseorang penerbang dapat mempunyai Po2, sebesar 139 tahap kedutan (twitching) atau kejang di atas ketinggianmm Hg, bukan 18 mm Hg seperti ketika menghirup udara 18.000 kaki clan akhirnya, di atas 23.000 kaki berakhirbiasa (lihat Tabel 43-1). dengan koma pada orang yang belum teraklimatisasi, yang segera diikuti oleh kematian. Kurva kedua pada Gambar 43-1 memperlihatkansaturasi oksigen hemoglobin darah arteri pada berbagai c Menghirup oksigen murniketinggian bila seseorang menghirup oksigen murni. Cl> 100Perhatikan bahwa saturasi tetap di atas 90 persen sampai VIpenerbang naik kira-kira 39.000 kaki; kemudian menurun Qjdengan cepat sampai kira-kira 50 persen pada ketinggian .e47.000 kaki. Qj 90 tc:a\"Plafon\" yang Dicapai Ketika Menghirup Udara c:Biasa dan Oksigen dalam Pesawat Tanpa Alat 80Pengatur Tekanan Cl> ·uC;lJika kita membandingkan kedua kurva saturasi oksigenarteri pada Gambar 43-1, kita melihat bahwa penerbang ~yang menghirup oksigen murni dalam pesawat tanpa alatpengatur tekanan dapat naik jauh lebih tinggi dibanding 0 70penerbang yang menghirup udara biasa. Sebagai contoh, ·u;saturasi arteri pada ketinggian 47.000 kaki bila seseorang :ca;menghirup oksigen kira-kira 50 persen, clan ini sama i 60dengan kejenuhan oksigen arteri pada ketinggian 23.000kaki bila seseorang menghirup udara biasa. Selain itu, CJ)564 50 10 20 30 40 50 0 Ketinggian (ribuan kaki) Gambar 43-1 Pengaruh ketinggian tempat terhadap saturasi oksigen arteri ketika menghirup udara dan menghirup oksigen murni.

Bab 43 Fisiologi Penerbangan, Ternpat Tinggi (High Altitude), dan Ruang Angkasa Salah satu efek utama dari hipoksia ialah menurunnya alkalosis respiratorik, seperti yang telah dibahas di Babkecakapan mental, yang akan menurunkan kemampuan 30. Ginjal memberikan respons terhadap penurunandalam mengambil keputusan, mengingat, dan melakukan Pco2, dengan cara menurunkan sekresi ion hidrogengerakan motorik terampil. Sebagai contoh, jika seorang dan meningkatkan ekskresi bikarbonat. Kompensasipenerbang yang belum teraklimatisasi berada pada metabolik untuk alkalosis respiratorik ini secara bertahapketinggian 15.000 kaki selama 1 jam, kemampuan mental menurunkan konsentrasi bikarbonat dalam cairanbiasanya turun menjadi 50 persen dari normal, dan setelah plasma dan serebrospinal dan menurunkan pH ke arah18 jam turun menjadi 20 persen dari normal. normal serta membuang efek inhibisi pernapasan akibat konsentrasi hidrogen yang rendah. Jadi, pusat pernapasanAklimatisasi terhadap Po Rendah jauh lebih responsif terhadap stimulus kemoreseptor 2 perifer akibat hipoksia setelah ginjal melakukan kompensasi terhadap alkalosis.Seseorang yang tinggal di tempat tinggi selama beberapahari, minggu, atau tahun, menjadi semakin teraklimatisasi Peningkatan jumlah Sel Darah Merah dan Konsentrasiterhadap Po yang rendah, sehingga efek buruknya Hemoglobin selama Aklimatisasi. Seperti dibahas di Bab 32, hipoksia merupakan rangsangan utama yang 2 menyebabkan peningkatan produksi sel darah merah. Biasanya, ketika orang tetap terpajan oleh kadar oksigenterhadap tubuh makin lama makin berkurang, dan rendah selama berminggu-minggu, hematokrit dapatmemungkinkan orang tersebut bekerja lebih berat tanpa meningkat perlahan-lahan dari nilai normal yang berkisarmengalami efek hipoksia atau untuk naik ke tempat yang 40 sampai 45 menjadi rata-rata 60, dan ini sesuai denganlebih tinggi. peningkatan kadar hemoglobin dari nilai normal 15 g/dl menjadi 20 g/dl. Prinsip-prinsip utama yang terjadi pada aklimatisasiialah (1) peningkatan ventilasi paru yang cukup besar, Selain itu, volume darah juga bertambah, sering kali(2) peningkatan jumlah sel darah merah, (3) peningkatan meningkat 20 sampai 30 persen, dan peningkatan inikapasitas difusi paru, (4) peningkatan vaskularisasi dikali dengan peningkatan konsentrasi hemoglobinjaringan perifer, dan (5) peningkatan kemampuan sel darah menghasilkan peningkatan total hemoglobin tubuhdalam menggunakan oksigen sekalipun nilai Po2, rendah. menjadi 50 persen atau lebih. Peningkatan Ventilasi Paru-Peran Kemoreseptor Peningkatan Kapasitas Difusi SetelahArteri. Pajanan Po rendah secara mendadak akan Aklimatisasi. Kapasitas difusi normal untuk oksigen 2 ketika melalui membran paru kira-kira 21 ml/mm Hg/merangsang kemoreseptor arteri sehingga kemoreseptortersebut akan meningkatkan ventilasi alveolar menjadi menit, dan kapasitas difusi ini dapat meningkat sebanyakmaksimal sekitar 1,65 kali di atas normal. Jadi, kompensasiterjadi segera dalam hitungan detik ketika naik ke tempat tiga kali lipat selama olahraga. Peningkatan kapasitastinggi, dan dengan ini saja orang dapat naik beberaparibu kaki lebih tinggi dibanding melakukannya tanpa difusi yang serupa juga terjadi di tempat tinggi.peningkatan ventilasi. Bila orang itu kemudian tinggaldi tempat yang sangat tinggi selama beberapa hari, Sebagian dari peningkatan ini disebabkan olehkemoreseptor masih meningkatkan ventilasi sampai naikmenjadi lima kali normal. peningkatan volume darah kapiler paru,yangmenyebabkan Kenaikan ventilasi paru yang mendadak pada saat kita terjadinya pelebaran kapiler dan peningkatan luas daerahnaik ke tempat tinggi akan menghilangkan sejumlah besarkarbon dioksida, sehingga Pco2, turun, dan meningkatkan permukaan tempat oksigen berdifusi ke dalam darah.pH cairan tubuh. Semua perubahan itu akan menghambatpusat pernapasan batang otak dan dengan demikian Sebagian lagi disebabkan oleh peningkatan volumemelawan efek Po yang rendah untuk merangsang udara paru, yang mengakibatkan antarmuka (interface), 2 kapiler-alveolus lebih meluas lagi. Bagian terakhir yangpernapasan menggunakan kemoreseptor pernapasanperifer di badan karotid dan badan aortik. Namun, menyokong ialah peningkatan tekanan darah arteriefek hambatan ini perlahan-lahan hilang dalam waktudua sampai lima hari, sehingga pusat pernapasan dapat paru; tenaga ini akan mendorong darah untuk melaluimengadakan respons maksimal terhadap rangsangankemoreseptor perifer sebagai akibat dari hipoksia, dan lebih banyak kapiler alveolus daripada dalam keadaanventilasi meningkat sekitar lima kali normal. normal-terutama bagian atas paru, yang pada keadaan Penyebab hilangnya hambatan ini dipercaya terjaditerutama karena adanya penurunan kadar ion bikarbonat biasa perfusinya buruk.dalam cairan serebrospinal sebagaimana dalam jaringanotak. Perubahan-perubahan tersebut akan menurunkan Perubahan Sistem Sirkulasi Perifer SelamapH cairan di sekeliling neuron kemosensitif di pusat Aklimatisasi-Peningkatan Kapilaritas jaringan. Segerapernapasan, dengan demikian akan meningkatkan setelah mencapai suatu tempat tinggi, curah jantungaktivitas pusat tersebut dalam menstimulasi pernapasan. sering kali meningkat sampai 30 persen, tetapi kemudian turun kembali menjadi normal dalam hitungan minggu Mekanisme penting penurunan berkala konsentrasi seiring terjadinya peningkatan hematokrit darah, jadibikarbonat merupakan kompensasi ginjal terhadap jumlah oksigen yang diangkut ke jaringan tubuh perifer tetap dalam kisaran normal. Adaptasi sirkulasi lain ialah peningkatan jumlah pertumbuhan kapiler sirkulasi sistemik di jaringan non- 565

Unit VIII Fisio/ogi Penerbangan, Ruang Angkasa, dan Penyelaman Laut Dalamparu, yang disebut sebagai peningkatan kapilaritas tempat rendah. Sekalipun Po arterinya sangat rendah, inijaringan (atau angiogenesis). Hal ini terutama terjadi pada 2binatang yang lahir clan dibiakkan di tempat tinggi, clankurang nyata efeknya pada binatang yang baru berada di menunj ukkan bahwa pengangkutan oksigen ke jaringantempat tinggi setelah umurnya cukup tua. sangatlah efektif pada penduduk asli yang tinggal di tempat tinggi yang teraklimatisasi secara alami. Peningkatan kapilaritas akan terlihat sangat nyata padajaringan-jaringan aktif yang terpajan hipoksia kronis. Penurunan Kapasitas Kerja di Tempat Tinggi danSebagai contoh, kepadatan kapiler dalam otot ventrikel Efek Positif Aklimatisasikanan meningkat secara bermakna akibat hipoksia clanbeban kerja yang berat, yang disebabkan oleh hipertensi Selain depresi mental yang disebabkan oleh hipoksia,pulmonal pada ketinggian. seperti yang telah diuraikan sebelumnya, kapasitas kerja semua otot juga ternyata sangat menurun pada hipoksia. Aklimatisasi Sel. Pada binatang yang secara alami Bukan hanya memengaruhi otot rangka tetapi juga otothidup di ketinggian 13.000 sampai 17.000 kaki, sistem jantung.mitokondria sel clan enzim oksidatif sel sedikit lebihbanyak daripada binatang yang menghuni daerah Secara umum, dapat dikatakan bahwa kapasitas kerjasetinggi permukaan laut. Oleh karena itu, diduga sel-sel turun sebanding dengan ambilan oksigen maksimal yangjaringan orang yang teraklimatisasi oleh ketinggian juga dapat dicapai oleh tubuh.dapat menggunakan oksigen lebih efektif dibandingkansesamanya yang tinggal di tempat setinggi permukaan Untuk memberi gambaran tentang pentingnyalaut. aklimatisasi dalam meningkatkan kapasitas kerja, perhatikan adanya perbedaan besar dalam kapasitas kerjaAklimatisasi Alami pada Penduduk Asli yang sebagai persen dari normal untuk orang-orang yang tidakHidup di Tempat Tinggi teraklimatisasi clan teraklimatisasi pada ketinggian 17.000 kaki.Banyak penduduk asli di pergunungan Andes clanHimalaya hidup pada ketinggian di atas 13.000 kaki- satu Tidak terakli matisasi Kapasitas kerjakelompok orang yang tinggal di Andes, Peru bahkan hidup Teraklimatisasi selama 2 bulandi ketinggian 17.500 kaki clan bekerja di pertambangan Penduduk asli yang hidup di ketinggian (persen dari normal}dengan ketinggian 19.000 kaki. Banyak dari penduduk aslitersebut lahir di ketinggian itu clan tinggal di sana sepanjang 13.200 kaki namu n bekerja di ketinggian sohidupnya. Pada semua aspek aklimatisasi, penduduk asli 17.000 kakiini lebih superior dibandingkan dengan penduduk dari 68tempat rendah dengan aklimatisasi terbaik, walaupun 87penduduk dari tempat rendah itu telah hidup di tempattinggi selama 10 tahun atau lebih. Proses aklimatisasi pada Jadi, penduduk asli yang teraklimatisasi secara alami,penduduk asli tersebut telah dimulai semenjak masa bayi. sehari-hari dapat bekerja di tempat tinggi hampir samaUkuran dadanya, terutama, sangat membesar, sedangkan seperti orang normal yang tinggal di tempat setinggiukuran tubuhnya agak mengecil, sehingga rasio kapasitas permukaan laut, tetapi penduduk dari tempat rendahventilasi terhadap massa tubuh menjadi tinggi. Selain itu,jantungnya, yang semenjak lahir sampai dewasa sudah ~ Penduduk di pegununganmemompa curah jantung dalam jumlah ekstra, ternyatalebih besar daripada jantung orang yang tinggal di tempat # 28rendah. Q) 26 (15.000 kaki) Pengangkutan oksigen oleh darah ke jaringan jugajauh lebih mudah pada penduduk asli ini. Sebagai contoh, § 24 (Kadar arteri)Gambar 43-2 memperlihatkan kurva disosiasi oksigen- x~hemoglobin pada penduduk asli yang tinggal di tempat g 22setinggi permukaan laut clan penduduk asli sesamanya I x~:k di permukaan lau1yang tinggal pada ketinggian 15.000 kaki. Perhatikanhah ;; 20bahwa Po oksigen arteri pada penduduk asli yang tinggal ~ 18 2 \"O 16di tempat tinggi hanya 40 mm Hg, tetapi karena jumlahhemoglobinnya lebih banyak, maka jumlah oksigen dalam ~ 14 (Kadar vena)darah arteri penduduk asli tersebut menjadi lebih banyak C6 12dibandingkan oksigen dalam darah penduduk asli yang \"Otinggal di tempat rendah. Perhatikan juga bahwa Po &c: 10 8 2 ~6 04vena pada penduduk asli di tempat tinggi hanya 15 mmHg lebih rendah daripada Po vena pada penduduk di g(I) 2 2 E o -4\"-~~~~~~~~~~~~~~ ~ 0 20 40 60 80 100 120 140 ~ Tekanan oksigen dalam darah (P02) (mm Hg) Gambar 43-2 Kurva disosiasi oksigen pad a penduduk yang tinggal di tempat tinggi (kurva atas) dan tempat setinggi permukaan laut (kurva bawah }, memperlihatkan Po arteri dan vena serta 2 kandunga n oksigen sewaktu penduduk te rsebut bera da di lingkungannya masi ng-masi ng. (Dari Oxygen-dissociation curves for bloods of high-altitude and sea level residents. PAHO Scientific Publication No. 140, Life at Hight Altitudes, 1966.}566

Bab 43 Fisiologi Penerbangan, Ternpat Tinggi (High Altitude), dan Ruang Angkasayang kemudian teraklimatisasi dengan baik hampir tidak yang secara normal terjadi dengan tujuan mengalihkanpernah mencapai hasil sebaik penduduk asli itu dalam aliran darah dari alveoli rendah oksigen ke alveoli tinggibekerja. oksigen, seperti yang telah dijelaskan di Bab 38. Tetapi karena semua alveoli sekarang berada dalam keadaanMountain Sickness Akut dan Edema Paru Akut rendah oksigen, semua arteriol mengalami konstriksi, tekanan arteri pulmonalis meningkat hebat, sehinggapada Ketinggian Tempat terjadilah payah jantung kanan. Ketiga, spasme arteriol alveolus mengalihkan banyak aliran darah ke pembuluhSejumlah kecil orang yang naik secara cepat ke tempat paru nonalveolar, menyebabkan banyak aliran darah parutinggi menjadi sakit secara akut clan dapat meninggal memintas ke pembuluh darah yang oksigenasinya rendah,jika tidak diberikan oksigen atau dipindahkan ke tempat clan ha! ini akan lebih mempersulit keadaan. Kebanyakanrendah. Munculnya sakit tersebut berawal sejak beberapa dari pasien dapat pulih kembali dalam beberapa hari ataujam sampai sekitar 2 hari setelah naik. Ada dua ha! yang minggu setelah pasien itu dipindahkan ke tempat yangterjadi: lebih rendah.1. Edema serebri akut. Hal ini dipercaya terjadi karena Efek Gaya Percepatan terhadap Tubuh pada pembuluh darah otak mengalami vasodilatasi Fisiologi Penerbangan dan Luar Angkasa lokal akibat hipoksia. Dilatasi arteriol-arteriol akan meningkatkan aliran darah menuju kapiler, sehingga Karena terjadi perubahan yang cepat pada kecepatan clan meningkatkan tekanan kapiler, yang pada gilirannya arah gerak pesawat terbang atau pesawat luar angkasa, menyebabkan perembesan cairan ke jaringan otak. beberapa jenis gaya percepatan memengaruhi tubuh Edema serebri kemudian dapat menimbulkan sewaktu kita terbang. Pada saat permulaan terbang, terjadi disorientasi berat clan efek-efek lain yang berhubungan percepatan linier yang sederhana; pada akhir terbang dengan disfungsi otak. terjadi perlambatan; clan setiap kali pesawat berbelok terjadi percepatan sentrifugal.2. Edema paru akut. Penyebab terjadinya ha! ini belum diketahui, namun satu penjelasannya adalah sebagai Gaya Percepatan Sentrifugal berikut: Hipoksia berat menyebabkan arteriol-arteriol paru mengalami konstriksi kuat, namun konstriksi Ketika sebuah pesawat terbang berbelok, gaya percepatan tersebut lebih kuat terjadi di beberapa bagian paru sentrifugal yang ditimbulkannya dapat dihitung dengan dibandingkan bagian lain. Hal tersebut mengakibatkan persamaan berikut. semakin banyak aliran darah pulmonal dipaksa masuk ke pembuluh darah pulmonal yang belum berkonstriksi, [ =m- ,v-2 yang jumlahnya semakin sedikit. Kesimpulan postulat tersebut adalah tekanan kapiler di daerah paru tersebut dengan f adalah gaya percepatan sentrifuga!, m adalah akan menjadi sangattinggi sehingga timbul edema lokal. Perluasan proses tersebut secara progresif ke daerah massa benda, v adalah kecepatan terbang, clan r adalah paru lain mengakibatkan penyebaran edema paru jari-jari kelengkungan belokan. Dari rumus ini jelas clan disfungsi paru berat yang mematikan. Pemberian terlihat bahwa dengan meningkatnya kecepatan, gaya oksigen untuk bernapas pada orang tersebut biasanya percepatan sentrifugal akan meningkat sebanding dengan membalikkan proses tersebut dalam hitungan jam. kuadrat kecepatan. felas juga terlihat bahwa gaya percepatan berbanding lurus dengan ketajaman belokanMountain Sickness Kronis (berkurangnya ukuran jari-jari) .Kadang, orang yang berdiam terlalu lama di tempat tinggi Pengukuran Gaya Percepatan--\"G\". Ketika penerbangdapat menderita mountain sickness kronis, dengan gejala- duduk di kursinya, gaya orang itu yang menekan kursinyagejala sebagai berikut: (1) sel darah merah clan hematokrit adalah sesuai dengan gaya tarik Bumi, clan ini sebandingmeningkat tinggi sekali, (2) tekanan arteri pulmonalis dengan berat badannya. Besarnya gaya ini dikatakanmeningkat, bahkan melebihi peningkatan normal yang sebesar + 1 G karena sebanding dengan gaya tarik Bumi.terjadi selama aklimatisasi, (3) jantung sisi kanan sangat Bila gaya yang menekan kursinya menjadi lima kali lipatmembesar, (4) tekanan arteri perifer menurun, (5) terjadi bobot normal ketika naik setelah menukik, maka gayagaga! jantung kongestif clan (6) kematian sering terjadi yang bekerja terhadap kursinya adalah +5 G.kecuali jika pasien dipindahkan ke tempat yang lebihrendah. Bila pesawat terbang membuat manuver outside loop sehingga orang tersebut tertahan di kursi oleh sabuk Penyebab peristiwa-peristiwa tersebut mungkin pengaman, maka tubuhnya disebut mendapat G negatif;karena tiga ha! yaitu: Pertama, massa sel darah merah bila besarnya gaya yang membuatnya tertahan di kursimenjadi terlalu besar sehingga viskositas darah meningkat oleh sabuk pengaman tersebut sama dengan bobotbeberapa kali lipat; peningkatan viskositas darah ini akan tubuhnya, maka gaya negatif itu besarnya -1 G.menurunkan aliran darah jaringan sehingga pengangkutanoksigen juga berkurang. Kedua, arteriol paru mengalami 567vasokonstriksi akibat hipoksia paru. Hal ini terjadi akibatmekanisme konstriksi sebagai reaksi terhadap hipoksia,

Unit VIII Fisiologi Penerbangan, Ruang Angkasa, dan Penyelaman Laut DalamEfek Gaya Percepatan Sentrifugal terhadap ·;:Tubuh-(G Positif) Cll Efek terhadap Sistem Sirkulasi. Efek paling pentingpercepatan sentrifugal ialah terhadap sistem sirkulasi tI:l:l~~ 100karena darah bersifat mudah bergerak clan dapat berpindahakibat gaya sentrifugal. ~E Jcl:! ~E 50 Sewaktu penerbang terkena G positif, darah akan ~tertarik ke bagian terbawah tubuh. Jadi, bila gayapercepatan sentrifugal besarnya +5 G clan orang tersebut 5 10 15 20 25 30dalam keadaan berdiri diam, tekanan di dalam vena-vena Waktu sejak G mulai bekerja sampaikaki menjadi sangat meningkat (menjadi sekitar 450 mmHg). Pada posisi duduk, tekanannya menjadi kira-kira ti mbulnya gejala (deti k)300 mm Hg. Selanjutnya, dengan meningkatnya tekanandi dalam pembuluh darah di tubuh bawah, pembuluh Gambar 43-3 Perubahan tekanan arteri sistolik (bagian atasitu akan berdilatasi secara pasif, sehingga banyak darah kurva) dan diastolik (bagian bawah kurva), setelah pajanan gayadari bagian atas tubuh akan berpindah ke bawah. Karenajantung tidak dapat memompa kecuali ada darah yang percepatan sebesar 3,3 G secara mendadak dan terus-meneruskembali ke jantung, maka makin banyak darah yang dari atas ke bawah pada orang yang sedang duduk. (Modifikasi dari\"terkumpul\" dengan cara ini di tubuh bagian bawah,sehingga makin sedikit darah yang tersedia untuk curah Martin EE, Henry JP: Effects oftime and temperature upon tolerancejantung. to positive acceleration. j Aviation fvfed 22:382, 1951.) Gambar 43-3 melukiskan perubahan tekanan sistolik Namun, kemungkinan pembuluh dalam kranium untukclan diastolik (puncak clan dasar kurva) pada tubuh bagian pecah ternyata lebih kecil daripada yang disangka, alasanatas ketika gaya percepatan sebesar +3,3 G mendadak untuk ha! ini adalah: cairan serebrospinal tersentrifugasidiberikan kepada seseorang yang sedang duduk. ke arah kepala bersamaan dengan tersentrifugasinyaPerhatikanlah bahwa kedua tekanan tersebut turun darah ke arah pembuluh darah kranial, clan tekananmenjadi di bawah 22 mm Hg pada detik-detik pertama cairan serebrospinal yang sangat meningkat bertindaksetelah percepatan mulai diberikan, tetapi kemudian sebagai bantalan terhadap sisi luar otak untuk mencegahtekanan sistolik kembali naik menjadi 55 mm Hg clan pecahnya pembuluh darah.tekanan diastolik menjadi 20 mm Hg dalam waktu 10sampai 15 detik berikutnya. Pemulihan sekunder ini Oleh karena mata tidak terlindung oleh kranium,terutama berkat kegiatan refleks baroreseptor. hiperemia berat dapat terjadi sewaktu terkena G negatif. Akibatnya mata sering mengalami buta sementara disertai Percepatan yang lebih besar dari 4 sampai 6 G dengan \"red-out''.menimbulkan \"blackout\" visual dalam beberapa detikdisusul hilangnya kesadaran beberapa saat kemudian. Bila Perlindungan Tubuh t erhadap Gaya Percepatanpercepatan tingkat tinggi seperti ini berlanjut, orang yang Sentrifugal. Prosedur clan peralatan khusus telahbersangkutan akan meninggal. dikembangkan dalam rangka melindungi penerbang agar tidak terjadi kolaps sirkulasi yang mungkin terjadi karena Efek terhadap Vertebra. Gaya percepatan yang sangat G positif. Pertama, bila penerbang mengencangkan otot-tinggi walaupun hanya berlangsung sepersekian detik otot perutnya dengan sangat kuat clan membungkuk kedapat mematahkan vertebra. Percepatan positif yang depan sambil menekan perutnya, maka penimbunandapat ditahan manusia pada posisi duduk sebelum terjadi darah di pembuluh-pembuluh darah besar abdomenfraktur vertebra kira-kira sebesar 20 G. dapat dihindari, clan dengan demikian menunda terjadinya \"blackout''. Selain itu, pakaian khusus \"anti G\" telah dibuat G Negatif. Efek G negatif terhadap tubuh secara akut untuk mencegah penimbunan darah di perut bagiantidak begitu hebat tetapi mungkin lebih bersifat merusak bawah clan tungkai. Cara yang paling sederhana ialahsecara permanen dibanding efek G positif. Penerbang dengan mengembangkan kantong yang akan menekanbiasanya dapat terbang dengan manuver outside loop pada tungkai clan perut seiring dengan kenaikan G. Secaragaya percepatan -4 sampai -5 G tanpa terkena efek buruk teoretis, pilot yang dimasukkan ke dalam tangki atauyang permanen, walau menyebabkan hiperemia berat pakaian berisi air mungkin hanya mengalami sedikit efeksejenak di kepalanya . Kadang timbul gangguan psikotik gaya G terhadap sirkulasi, karena tekanan air terhadapyang berlangsung selama 15 sampai 20 menit sebagai permukaan tubuh selama terjadinya percepatan sentrifugalakibat dari edema otak. dapat mengimbangi gaya yang bekerja terhadap stubuh. Namun, ternyata keberadaan udara dalam paru tetap dapat Kadang, gaya G negatif dapat demikian hebat (sebagai mengakibatkan terjadinya pergeseran jantung, jaringancontoh, -20 G) clan sentrifugasi darah ke kepala juga paru, clan diafragma ke posisi yang sangat abnormaltinggi sehingga dapat meningkatkan tekanan pembuluh sekalipun tubuh terendam dalam air. Oleh karena itu,otak menjadi 300 sampai 400 mm Hg. Kadang pembuluh walaupun prosedur ini dijalankan, batas keamanan hampirdarah kecil di permukaan kepala clan di otak dapat pecah. pasti akan tetap kurang dari 10 G.568 Efek Gaya Percepatan Li nier pada Tubuh Gaya Percepatan dalam Penerbangan Luar Angkasa. Tidak seperti pesawat udara, pesawat luar

Bab 43 Fisiologi Penerbangan, Ternpat Tinggi (High Altitude), dan Ruang Angkasaangkasa tidak dapat membelok dengan cepat; karena 10itu percepatan sentrifugal bukan merupakan persoalanpenting kecuali bila pesawat luar angkasa itu berputar- 8putar abnormal. Namun, percepatan saat peluncuranclan perlambatan pada saat pendaratan dapat merupakan ~ 6persoalan serius; keduanya merupakan percepatan tinier,yang satu positif clan yang lainnya negatif. 'i.ci.oi. Cl) Gambar 43-4 melukiskan perkiraan profil percepatanpada pesawat luar angkasa tiga tingkat saat melakukan Gi 4peluncuran. Pendorong tingkat pertama menimbulkanpercepatan sampai 9 G, clan yang kedua sampai 8 G. IJIDengan posisi berdiri, tubuh tidak dapat bertahan terhadap .II:percepatan sebesar ini, tetapi dengan posisi setengah ci:berbaring tegak lurus terhadap sumbu percepatan, tubuhdapat bertahan terhadap gaya percepatan sejumlah tadi 2sekalipun gaya itu berlangsung sampai lima menit. Olehkarena itu, kita memahami mengapa kursi yang dipakai 0 endoron~endorong__._J2esawatastronot posisinya setengah berbaring. 0 pertama · I · kedua · l!uar angkasa Persoalan timbul lagi sewaktu pesawat mengalamiperlambatan saat kembali memasuki atmosfer. Orang yang 23 4 5terbang dengan kecepatan 1 Mach (kecepatan suara atau Menitpesawat terbang cepat) dapat mengalami perlambatandengan aman jika perlambatan itu berlangsung pada jarak Gambar 43-4 Gaya percepatan pada waktu pesawat luar angkasakira-kira 0,12 mil, sedangkan orang yang terbang dengan melakukan peluncuran.kecepatan 100 Mach (sewaktu penerbangan antar planet)memerlukan jarak 10.000 mil untuk perlambatan yang itu kira-kira sama seperti yang dialami orang yangaman. Prinsip dasar perbedaan ini ialah jumlah energi terjun tanpa parasut dari ketinggian 6 kaki. Bila tidaktotal yang harus dibuang selama perlambatan sebanding diperingatkan terlebih dahulu, penerjun akan dikecohkandengan kuadrat kecepatan, yang secara tersendiri oleh perasaannya untuk mendarat di Bumi dengan keduameningkatkan jarak 10.000 kali lipat. Oleh karena itu, tungkai dalam posisi ekstensi, clan keadaan ini akanperlambatan harus diatur jauh lebih lambat setelah menghasilkan gaya perlambatan yang hebat sepanjangterbang dengan kecepatan yang sangat tinggi dibanding sumbu tubuh, mengakibatkan terjadinya fraktur pelvis,setelah terbang dengan kecepatan yang lebih rendah. vertebra, atau tungkai. Berdasarkan alasan itu, penerjun yang terlatih akan mendarat dengan lutut tertekuk Gaya Perlambatan ketika Terjun dengan tetapi dengan otot yang kencang, dengan maksud untukParasut. Ketika penerjun payung meninggalkan pesawat mengurangi gaya kejut pada waktu pendaratan.dengan parasut, kecepatan terjunnya pada saat permulaanadalah 0 kaki per detik. Namun, dengan adanya gaya \"lklim Buatan\" dalam Pesawat Luar Angkasapercepatan gravitasi, dalam 1 detik, kecepatan terjunnya yang Tertutup Rapatmenjadi 32 kaki per detik (bila tidak ada tahanan udara);dalam 2 detik menjadi 64 kaki per detik; clan seterusnya. Oleh karena di angkasa luar tidak terdapat atmosfer, makaDengan meningkatnya kecepatan terjun, tahanan udara atmosfer clan iklim buatan harus dibuat dalam pesawatyang memperlambat jatuh juga akan meningkat. Akhirnya luar angkasa. Hal terpenting ialah, kadar oksigen harusgaya perlambatan tahanan udara akan menyamai gaya cukup tinggi clan kadar karbon dioksida harus cukupgravitasi, sehingga kira-kira setelah jatuh selama 12 detik, rendah untuk menghindari terjadinya asfiksia. Dalamorang tersebut akan jatuh dengan \"kecepatan akhir\" beberapa misi penerbangan luar angkasa sebelumnya,sebesar 109 sampai 119 mil/jam (175 kaki/detik). Bila digunakan kapsul berisi oksigen murni bertekanan kira-penerjun payung telah mencapai kecepatan akhir sebelum kira 260 mm Hg, tetapi pada pesawat luar angkasa modern,membuka parasutnya, akan terjadi \"gaya kejutan\" kira-kira digunakan gas-gas yang setara dengan yang terdapatsebesar 1.200 pon sewaktu parasut dikembangkan. dalam udara biasa, dengan nitrogen clan oksigen empat kali lebih banyak clan tekanan total 760 mm Hg. Nitrogen Ukuran parasut biasa dapat memperlambat jatuhnya yang berada dalam campuran ini sangat menurunkanpenerjun menjadi sepersembilan dari kecepatan akhir. kecenderungan terjadinya kebakaran clan ledakan. HalDengan perkataan lain, kecepatan pada waktu pendaratan ini juga menjadi faktor pelindung terhadap pertumbuhanadalah 20 kaki per detik, clan besarnya gaya sewaktu bercak-bercak lokal atelektasis paru yang sering kali terjadiberbenturan dengan Bumi adalah 1/81 dari gaya tanpa saat menghirup oksigen murni, karena oksigen diabsorbsiparasut. Walaupun demikian, gaya benturan sebesar itu dengan cepat ketika bronkus kecil kadang tertutup olehmasih cukup besar untuk menimbulkan cedera serius sumbatan mukus.terhadap tubuh kecuali bila penerjun telah terlatih untukmendarat dengan baik. Sebenarnya, gaya benturan Untuk penerbangan luar angkasa yang berlangsung lebih dari beberapa bulan, tidaklah praktis untuk membawa suplai oksigen. Karena alasan ini dikembangkanlah teknik daur ulang oksigen sehingga oksigen yang sama dapat digunakan berulang-ulang. Beberapa proses daur ulang hanya bergantung pada prosedur fisika, misalnya 569

Unit VIII Fisio/ogi Penerbangan, Ruang Angkasa, dan Penyelaman Laut Dalamelektrolisis air untuk melepaskan oksigen. Proses yang lain atau beberapa hari setelah memperoleh kembali gravitasi.bergantung pada metode biologis, seperti penggunaan Hal ini disebabkan oleh penurunan volume darah clanganggang yang menyimpan sejumlah besar klorofil berkurangnya respons mekanisme kendali tekanan arteri.untuk melepas oksigen clan karbon dioksida lewat prosesfotosintesis . Sistem daur ulang yang memuaskan untuk \"Penurunan Kondisi\" Sistem Kardiovaskular, Otot,ha! tersebut masih harus ditemukan. dan Tulang selama Terpajan Keadaan Tanpa Bobot yang Lama. Selama penerbangan luar angkasa yang sangat Keadaan tanpa Bobot di Ruang Angkasa lama clan mengalami pajanan gravitasi mikro yang lama, secara bertahap muncul efek \"penurunan kondisi\" padaOrang yang berada dalam satelit yang sedang mengorbit sistem kardiovaskular, otot-otot rangka, clan tulang. Halatau berada dalam pesawat luar angkasa yang tidak bergerak ini terjadi walaupun selama penerbangan para astronotakan mengalami keadaan tanpa bobot, atau berada telah berolahraga keras. Penelitian terhadap para astronotdalam status mendekati gaya G no!, yang kadang disebut di luar angkasa yang berlangsung selama beberapa bulangravitasi mikro. Pada keadaan itu, orang tidak tertarik ke menunjukkan hilangnya 1,0 persen massa tulang setiapbawah, ke samping, atau ke atas, tetapi melayang di dalam bulan walaupun astronot tersebut tetap melanjutkanruangan. Penyebab dari keadaan ini bukan akibat gagalnya olahraga. Atrofi otot jantung clan otot rangka secaragaya gravitasi menarik tubuh karena gravitasi dari benda substansial juga terjadi selama terpajan lingkunganangkasa yang berdekatan masih aktif. Namun, gravitasi gravitasi mikro yang lama.bekerja terhadap pesawat clan terhadap orang pada saatyang bersamaan, karena itu keduanya akan ditarik oleh Satu dari efek-efek paling serius adalah \"penurunangaya percepatan yang tepat sama besar clan ditarik ke arah kondisi\" jantung, yang meliputi penurunan kapasitasyang sama pula. Karena alasan itu, orang tidak tertarik ke kerja, pengurangan volume darah, terganggunya reflekssalah satu sisi tertentu dari pesawat luar angkasa. baroreseptor, clan pengurangan toleransi ortostatik. Perubahan ini sangat membatasi kemampuan astronot Masalah Fisiologis Keadaan Tanpa Bobot (Gravitasi untuk berdiri tegak atau melakukan aktivitas kerja harianMikro). Masalah fisiologis yang berkaitan dengan biasa setelah kembali ke keadaan gravitasi penuh dikeadaan tanpa bobot ternyata tidak terlalu signifikan, Bumi.selama keadaan tanpa bobot tersebut tidak berlangsunglama. Sebagian besar masalah yang terjadi terkait dengan Astronot yang kembali dari penerbangan luar angkasatiga efek keadaan tanpa bobot, yaitu: (1) mabuk perjalanan yang berlangsung 4 sampai 6 bulan juga mudah mengalamiselama hari-hari pertama perjalanan, (2) translokasi patah tulang, clan mungkin memerlukan waktu beberapacairan tubuh akibat kegagalan gravitasi menimbulkan minggu sebelum astronot tersebut kembali berada padatekanan hidrostatik, clan (3) tidak adanya aktivitas fisik kondisi kardiovaskular, tulang clan otot yang fit sepertikarena kekuatan otot tidak diperlukan untuk melawan sebelum melakukan penerbangan. Ketika penerbangangaya gravitasi. luar angkasa menjadi semakin lama sebagai persiapan untuk memungkinkan manusia mengeksplorasi planet Hampir 50 persen astronot mengalami mabuk lain, seperti Mars, efek gravitasi mikro yang lama dapatpenjalanan, berupa mual clan kadang muntah selama 2 merupakan ancaman serius untuk para astronot saatsampai 5 hari pertama perjalanan luar angkasa . Hal ini mendarat, khususnya dalam hal pendaratan darurat.mungkin akibat pola sinyal pergerakan yang tidak umum Oleh karena itu, banyak penelitian telah dilakukan dalamyang tiba di pusat keseimbangan di otak clan pada saat yang mengembangkan perangkat, sebagai tambahan olahraga,bersamaan tidak terdapat sinyal-sinyal gravitasional. yang dapat mencegah atau memperlambat perubahan- perubahan tersebut. Salah satu perangkat yang sedang Akibat yang terlihat setelah tinggal lama di ruang diuji adalah aplikasi \"gravitasi artifisial\" sementara yangangkasa ialah: (1) berkurangnya volume darah, (2) disebabkan akselerasi sentrifugal berperiode singkatberkurangnya massa sel darah merah, (3) berkurangnya (misal, 1 jam setiap hari), saat astronot tersebut duduk dikekuatan otot clan kapasitas kerja, (4) penurunan curah alat sentrifugasi berlengan pendek yang dirancang secarajantung maksimum, serta (5) hilangnya kalsium dan fosfat khusus sehingga dapat menciptakan gaya sampai 2 ataudari tulang clan hilangnya massa tulang. Efek yang sama 3 G.juga terjadi pada orang yang berbaring di tempat tidurdalam waktu lama. Karena alasan-alasan itu, kepada para Daftar Pustakaastronot diberikan program olahraga selama menjalanimisi penerbangan luar angkasa yang lama. Adams GR, CaiozzoVJ , Baldwin KM: Skeletal muscle unweighting:spaceflight and ground-based models,}Appl Physiol 95:2185, 2003. Pada ekspedisi laboratorium luar angkasa sebelumnya,dengan program olahraga yang tidak begitu berat, Bartsch P, Mairbaurl H, Maggiorini M, et al: Physiological aspects of high-kapasitas kerja astronot menurun drastis dalam beberapa altitude pulmonary edema,} Appl Physiol 98:1101 , 2005.hari pertama setelah kembali ke Bumi. Astronot tersebutjuga cenderung mudah pingsan (clan berlanjut untuk Basnyat B, Murdoch DR: High-altitude illness, Lancet 361:1967, 2003.beberapa waktu) pada saat berdiri selama hari pertama ConvertinoVA: Mechanisms of microgravity induced orthostatic intolerance:570 implications for effective countermeasures,} Gravit Physio/ 9:1 , 2002. Diedrich A. Paranjape SY, Robertson D: Plasma and blood volume in space, Am j Med Sci 334:80, 2007.

Bab 43 Fisiologi Penerbangan, Tempat Tinggi (High Altitude), dan Ruang AngkasaDi Rienzo M, Castiglioni P, lellamo F, et al: Dynamic adaptation of cardiac Penaloza D, Arias-Stella J: The heart and pulmonary circulation at high • baroreflex sensitivity to prolonged exposure to microgravity: data from altitudes: healthy highlanders and chronic mountain sickness, Circulation a 16-day spaceflight,) Appl Physiol 105:1569, 2008. 115:1132, 2007.Hackett PH, Roach RC: High-altitude illness, N Engl) Med 345:107, 2001. Smith SM, Heer M: Calcium and bone metabolism during space flight,Hainsworth R, Drinkhill MJ: Cardiovascular adjustments for life at high Nutrition 18:849, 2002. altitude, Respir Physiol Neurobiol 158:204, 2007. West JB: Man in space, News Physiol Sci 1:198, 1986.Hoschele S, Mairbaurl H: Alveolar flooding at high altitude: failure of West JB: George I. Finch and his pioneering use of oxygen for climbing at reabsorption? News Physiol Sci 18:55, 2003. extreme altitudes,) Appl Physic/ 94: 1702, 2003.LeBlanc AD, Spector ER, Evans HJ, et al: Skeletal responses to space flight and the bed rest analog: a review, j fl1usculoskelet Neuronal Interact 7:33, 2007. 571



BAB 44Fisiologi Penyelaman Laut Dalam dan l(eadaan Hiperbaril{ Lainnya Alih Bahasa: dr. Dewi lrawati Editor: drg. Antonia TanzilBila manusia turun ke dalam laut, tekanan sekelilingnya berbicara tentang volume 1 L saat ini di kedalaman 300akan meningkat dengan sangat hebat. Untuk menjaga kaki; ini adalah jumlah udara yang sama dengan volumeagar paru tidak kolaps, udara yang diberikan harus 10 L di permukaan laut.bertekanan sangat tinggi agar paru tetap mengembang.Hal ini menyebabkan darah di dalam paru terpajan dengan Efek Tingginya Tekanan Parsial Masing-tekanan gas alveolus yang sangat tinggi, keadaan ini Masing Gas terhadap Tubuhdisebut hiperbarik. Bila tekanan yang tinggi ini melebihibatas tertentu, terjadi perubahan hebat pada fisiologi Saat seorang penyelam menghirup udara, ia akan terpajantubuh clan dapat menyebabkan kematian. oleh gas-gas berikut ini, yaitu nitrogen, oksigen, clan karbon dioksida; clan masing-masing gas tersebut dapat Hubungan Kedalaman Laut dengan Tekanan. Satu menyebabkan efek fisiologis yang serius pada tekanankolom air laut dengan kedalaman 33 kaki (10,l m) akan tinggi.menghasilkan tekanan di bagian dasar yang sama besardengan tekanan atmosfer di atas laut. Oleh karena itu, Narkosis Nitrogen pada Tekanan Nitrogen Tinggiseseorang yang berada pada kedalaman 33 kaki di bawahpermukaan laut, akan mendapat tekanan sebesar 2 Kira-kira empat perlima bagian udara terdiri atasatmosfer, tekanan 1 atmosfer disebabkan oleh berat udara nitrogen. Pada tekanan di permukaan laut, nitrogen tidakdi atas permukaan laut clan 1 atmosfer lagi berasal dari memiliki efek yang bermakna terhadap fungsi tubuh,berat air itu sendiri. Pada kedalaman 66 kaki. tekanannya tetapi pada tekanan tinggi dapat menimbulkan narkosisadalah 3 atmosfer clan seterusnya, seperti terlihat pada dengan derajat bervariasi. Bila penyelam berdiam diGambar 44-1. dalam laut selama satu jam atau lebih clan menghirup udara bertekanan, gejala pertama narkosis ringan timbul Efek Kedalaman Laut terhadap Volume Gas-Hukum pada kedalaman 120 kaki. Pada kedalaman ini, gejalaBoyle. Efek penting lain dari kedalaman ialah adanya yang dirasakan oleh seorang penyelam ialah rasa riangkompresi gas sehingga volumenya semakin mengecil. clan kurang berhati-hati. Pada kedalaman 150 sampaiBagian bawah Gambar 44-1 memperlihatkan wadah 200 kaki, timbul rasa mengantuk. Pada kedalaman 200berbentuk lonceng pada ketinggian permukaan laut sampai 250 kaki, kekuatannya akan berkurang sekali, clanyang berisi 1 liter udara. Pada kedalaman 33 kaki di penyelam sering terlalu lemah untuk melakukan pekerjaanbawah permukaan laut, tekanannya menjadi 2 atmosfer, yang diperlukannya. Pada kedalaman lebih clan 250 kakiclan volumenya mengecil menjadi hanya setengah liter; (tekanan 8,5 atmosfer) biasanya penyelam hampir tidakclan pada tekanan 8 atmosfer (233 kaki), volumenya dapat melakukan apa-apa akibat narkosis oleh nitrogenmenjadi seperdelapan liter. Jadi, volume yang diberikan bila ia berdiam terlalu lama di kedalaman tersebut.oleh sejumlah gas yang terkompresi berbanding terbalikdengan tekanannya. Prinsip fisika ini disebut Hukum Narkosis oleh nitrogen mempunyai ciri-ciri yangBoyle, merupakan hukum yang sangat penting pada mirip dengan keracunan alkohol, oleh sebab itu seringfisiologi penyelaman karena tekanan yang meningkat disebut sebagai \"keriangan akibat kedalaman:' Mekanismedapat menyebabkan rongga udara dalam tubuh penyelam terjadinya narkosis diduga sama dengan narkosis yangmenjadi kolaps, terutama paru, dan sering menyebabkan ditimbulkan oleh kebanyakan gas anestesi lainnya.kerusakan yang serius. Mekanismenya ialah, nitrogen larut dalam substansi lemak di membran saraf clan, karena efek fisik nitrogen Dalam bab ini beberapa kali kita membicarakan dalam mengubah aliran ion yang melewati membran,mengenai perbandingan antara volume saat ini clan akan menurunkan eksitabilitas saraf.volume pada ketinggian permukaan taut. Misalnya, kita 573

Unit VIJI Fisiologi Penerbangan, Ruang Angkasa, dan Penyelaman Laut Dalam Kedalaman (kaki/m) Atmosfer Keracunan Oksigen pada Tekanan Tinggi Permukaan laut 1 Efek Po2 yang Sangat Tinggi terhadap Pengangkutan Oksigen Darah. Bila Po darah meningkat di atas 100 33/10,1 2 2 66/20,1 3 mm Hg, maka jumlah oksigen yang larut dalam cairan 100/30,5 4 darah akan meningkat secara nyata. Hal ini dapat dilihat 133/40,5 5 pada Gambar 44-2, yang gambarnya mirip dengan kurva 166/50,6 6 disosiasi oksigen-hemoglobin seperti yang terdapat di Bab 40, tetapi dengan Po alveolus mencapai lebih dari 3.000 200/61 ,0 7 2 300/91 ,4 10 mm Hg. Pada kurva paling bawah, juga digambarkan 400/121 ,9 13 volume oksigen yang larut dalam cairan darah pada 500/152 ,4 16 berbagai tingkat Po2• Perhatikanlah bahwa dalam batas- batas Po2 alveolus normal {di bawah 120 mmHg), dari ____________ seluruh oksigen yang berada dalam darah hampir tidak1 ada yang berupa oksigen terlarut, tetapi dengan naiknya tekanan oksigen menjadi ribuan milimeter air raksa,~- _P_•!'!'~kaoo'\"\" sebagian besar dan keseluruhan oksigen kemudian larut1/2liter~ laut di dalam cairan darah, selain yang berikatan dengan , ~ ~ --------------3-3-ka-k-i hemoglobin.11, lltec ~ --- __ ----- ___ [O_!l_k~ Efek Po2 Alveolus yang Tinggi terhadap Po 2 Jaringan. Mari kita umpamakan bahwa Po dalam 2 paru adalah sekitar 3.000 mm Hg {tekanan 4 atmosfer). Berdasarkan Gambar 44-2, bahwa total kandungan oksigen setiap 100 ml darah adalah 29 volume persen, yaitu sesuai dengan titik A pada gambar-hal ini berarti bahwa 20 volume persen terikat pada hemoglobin dan 9 volume persen terlarut dalam cairan darah. Ketika darah melewati kapiler jaringan, jaringan normal akan mengambil 5 ml dari tiap 100 ml darah, sehinggaGambar 44- 1 Efek kedalaman laut terhadap tekanan (tabe/ atas) kandungan oksigen sewaktu meninggalkan kapilerdan terhadap volume gas (bawah). jaringan masih 24 volume persen (titik B pada gambar) . Di titik ini, Po sekitar 1.200 mm Hg, yang berarti bahwa 2 oksigen dihantarkan ke jaringan dengan tekanan yang sangat tinggi dibandingkan dengan tekanan normal yang 30 hanya 40 mm Hg. Jadi, ketika Po alveolus meningkat 2 hingga melewati batas kritis, mekanisme dapar oksigen- hemoglobin (telah diuraikan pada Bab 40) tidak lagi dapat 25 mempertahankan Po2 jaringan dalam batas-batas normal yang aman, yaitu antara 20 sampai 60 mm Hg.~Q)E Keracunan Oksigen Akut. Ketika menghirup oksigen::I yang bertekanan sangat tinggi, dapat timbul Po jaringan 20.0::.. 2 Kurva disosiasi oksigen-hemoglobin yang sangat tinggi pula. Hal ini dapat merusak berbagai....s::. \"\"\"\" 0 2 total dalam darah Bergabung dengan Keracunan jaringan tubuh. Misalnya, ketika menghirup oksigen pada (11 tekanan 4 atmosfer (Po = 3.040 mm Hg), sebagian besar (11 2\"O 15 orang akan mengalami kejang otak yang diikuti komaE - hemoglobin oksigen setelah 30 hingga 60 menit. Kejang-kejang sering timbulca(11 tanpa didahului tanda-tanda peringatan, sehingga dapat\"O Terlarut dalam mengakibatkan kematian pada penyelam di dalam laut.c: 10 cairan darah Gejala-gejala lain keracunan oksigen akut adalah rasa mual, kedutan pada otot-otot, pusing, gangguanQ) penglihatan, mudah tersinggung, dan disorientasi. Gerakan-gerakan tubuh sangat meningkatkanCl kecenderungan terjadinya keracunan oksigen pada penyelam, gejala-gejala yang timbul jauh lebih dini dan'iii lebih hebat dibanding orang yang berada dalam keadaan..:.: diam.0 5 0 0 760 1.560 2.280 3.040 Tekanan parsial oksigen dalam paru (mm Hg)Gambar 44-2 Kuantitas oksigen yang terlarut dalam cairan darahdan dalam kombinasi dengan hemoglobin pada Po2 yang sangattinggi.574

Bab 44 Fisiologi Penyelaman Laut Dalam dan Keadaan Hiperbarik LainnyaOksidasi lntrasel Berlebihan sebagai Penyebab Keracunan Karban Dioksida di Laut yang Sangat DalamKeracunan Oksigen pada Sistem Saraf-\"Radikal Jika alat-alat selam dirancang dengan baik clan berfungsiBebas Pengoksidasi.\" Molekul oksigen (0 ) mempunyai dengan baik, maka penyelam tidak perlu khawatir terhadap 2 keracunan karbon dioksida, karena faktor kedalaman saja tidak akan meningkatkan tekanan parsial karbon dioksidakemampuan yang sangat rendah dalam mengoksidasi dalam alveoli. Hal ini terjadi karena kedalaman tidak meningkatkan kecepatan produksi karbon dioksida dalamsenyawa-senyawa kimia lainnya. Bahkan, molekul ini tubuh, selama penyelam terus-menerus menghirup udara dengan volume tidal yang normal clan mengeluarkanharus diubah <lulu menjadi bentuk oksigen yang \"aktif' karbon dioksida yang terbentuk, tekanan karbon dioksida alveolus akan tetap dipertahankan dalam nilai normal.Oksigen aktif terdapat dalam beberapa bentuk, biasanya Pada beberapa jenis alat selam misalnya helm selamdisebut sebagai radikal bebas oksigen. Salah satu yang dan beberapa alat selam yang udaranya dihirup ulang, karbon dioksida dapat tertimbun dalam ruang rugi alatpaling penting ialah radikal bebas superoksida 0 clan clan dihirup kembali oleh penyelam. Penyelam biasanya 2 masih dapat menoleransi tekanan karbon dioksida (Pco ) alveolus sampai sekitar 80 mm Hg, yaitu dua kaliyang lain adalah radikal peroksida dalam bentuk hidrogen kealaan normal, dengan cara meningkatkan volume respirasi semenitnya sampai maksimum, yaitu 8 sampaiperoksida. Sekali pun Po2 jaringan bersifat normal 11 kali lipat untuk mengompensasi peningkatan karbondengan nilai 40 mm Hg, sejumlah kecil radikal bebas dioksida. Bila Pco2 alveolus lebih dari 80 mm Hg, keadaan tidak dapat diimbangi lagi, clan pusat pernapasan padatetap terbentuk terus-menerus dari molekul oksigen akhirnya bukan terangsang tetapi malah tertekan karena efek negatif metabolik jaringan akibat Pco2 yang tinggi.yang terlarut. Untungnya, jaringan juga mengandung Kemudian penyelam mulai mengalami gaga! bernapas, bukan kompensasi. Selain itu penyelam mengalamiberbagai enzim yang dapat dengan cepat menghilangkan asidosis respiratorik hebat disertai berbagai tingkatan letargi, narkosis, clan bahkan akhirnya terjadi anestesi,radikal bebas tersebut. Enzim-enzim itu ialah peroksidase, seperti yang telah diuraikan pada Bab 42.katalase, clan dismutase superoksida. Oleh karena itu, Dekompresi Penyelam setelah Terpajan Tekanan Tinggi Berlebihanselama mekanisme dapar oksigen-hemoglobin mampu Bila orang bernapas dalam lingkungan udara bertekananmempertahankan nilai normal Po jaringan, radikal bebas tinggi dalam jangka waktu lama, jumlah nitrogen yang 2 larut dalam cairan tubuhnya akan meningkat. Mengapa demikian akan dijelaskan berikut ini: Darah yang mengalirpengoksidasi akan cepat dihilangkan sehingga hanya melalui kapiler paru akan jenuh dengan nitrogen pada tekanan yang sama dengan tekanan campuran udarasedikit atau tidak memengaruhi jaringan sama sekali. pernapasan dalam alveolus. Setelah beberapa jam, cukup banyak nitrogen yang diangkut ke jaringan di seluruh Bila 2Poa~maolsvfeeorluPsob) e, rmadaakadimaetkaasnitsimtike kritis (di atas tubuh untuk meningkatkan PN di jaringan setara dengansekitar dapar oksigen 2hemoglobin tidak akan mampu mengatasi, sehingga Po 2 PN udara yang dihirup. Oleh karena nitrogen tidak dimetabolisme oleh tubuh,jaringan akan meningkat menjadi ratusan atau ribuan nitrogen akan tetap larut di seluruh jaringan tubuh sampaimilimeter air raksa. Pada tekanan yang tinggi ini, jumlah tekanan nitrogen dalam paru turun kembali hingga beberapa tingkat lebih rendah. Pada saat itulah nitrogenradikal bebas pengoksidasi akan melampaui kemampuan dapat dibuang melalui pernapasan, tetapi ~embuangan ini sering kali memerlukan waktu beberapa Jam, dan ha!sistem enzim yang berfungsi untuk menghilangkan radikal ini merupakan sumber dari sekumpulan masalah yang disebut penyakit dekompresi.bebas pengoksidasi tersebut, sehingga menimbulkankerusakan hebat bahkan kematian sel. Salah satu efekutamanya ialah mengoksidasi asam lemak tidak jenuhganda yang merupakan komponen utama ber~aga~membran sel. Efek yang lainnya adalah mengoks1das1beberapa enzim sel, sehingga mengakibatkan kerusakanserius pada sistem metabolisme sel. Jaringan sarafterutama sangat rentan karena kandungan lemaknya yangtinggi. Oleh karena itu, sebagian besar efek akut yangmematikan dari keracunan oksigen akut disebabkan olehgangguan fungsi otak. Keracunan Oksigen Kronis Menyebabkan GangguanParu. Seseorang dapat terpajan pada tekanan oksigen1 atmosfer dengan hampir tidak mengalami keracunanoksigen akut pada sistem saraf seperti yang telahdiuraikan di atas. Namun, hanya setelah terpajan tekananoksigen 1 atmosfer selama 12 jam, baru kemudianterjadi pembengkakan di saluran paru, ~dema par~, clanatelektasis akibat kerusakan pada lap1san bronk1 clanalveoli. Alasan mengapa efek ini terjadi dalam paru danbukan di jaringan lain adalah bahwa ruang udara parusecara langsung terpajan oleh tekanan oksigen ya~gtinggi, sementara penghantaran oksigen ke j~ringan lampada Po yang hampir normal karena adanya s1stem dapar 2oksigen hemoglobin. 575

Unit VII/ Fisiologi Penerbangan, Ruang Angkasa, dan Penyelaman Laut Dalam Volume Nitrogen yang Larut dalam Cairan Tubuh di gas nitrogen yang berlebihan akan terlarut. Tetapi bilaBerbagai Kedalaman. Pada ketinggian permukaan laut, penyelam itu mendadak naik ke permukaan laut (Gambarhampir mendekati sebanyak 1 L nitrogen larut dalam 44-3B), tekanan di luar tubuhnya menjadi hanya 1tubuh kita. Kurang sedikit dari separuh jumlah tersebut atmosfer (760 mm Hg), sedangkan tekanan gas dalamlarut dalam cairan tubuh, dan sisanya berada dalam cairan tubuhnya merupakan jumlah dari tekanan uap air,lemak tubuh. Komposisi seperti itu terdapat dalam tubuh karbon dioksida, oksigen, dan nitrogen, atau total 4.065kita karena nitrogen lima kali lebih larut dalam lemak mm Hg, sekitar 97 persen nya disebabkan oleh nitrogen.dibanding dalam air. Terlihat jelas bahwa nilai total 4.065 mm Hg jauh lebih besar dari tekanan di luar tubuh yaitu 760 mm Hg. Oleh Setelah penyelam menjadi jenuh dengan nitrogen, karena itu, gas akan keluar dari larutan dan membentukvolume nitrogen di permukaan Laut yang larut dalam gelembung-gelembung, yang hampir seluruhnya terdiricairan tubuh pada berbagai kedalaman adalah sebagai atas nitrogen, hal ini dapat terjadi di dalam jaringan danberikut. dalam darah, yang kemudian menyumbat pembuluh darah kecil. Gelembung masih belum terlihat dalam beberapaKaki Liter menit atau jam, karena kadang-kadang gas dapat tetap larut dalam keadaan \"sangat jenuh\" selama beberapa jam01 sebelum membentuk gelembung.33 2 Gejala Penyakit Dekompresi {\"Bends\") . Sebagian besar gejala penyakit dekompresi disebabkan oleh100 4 gelembung-gelembung gas yang menyumbat banyak pembuluh darah di berbagai jaringan. Mula-mula,200 7 hanya pembuluh darah paling kecil yang disumbat oleh gelembung-gelembung kecil, tetapi seiring dengan300 10 penyatuan gelembung-gelembung tersebut, pembuluh darah yang besar secara progresif akhirnya tersumbat juga. Diperlukan beberapa jam agar tekanan gas nitrogen Akibatnya terjadi iskemia jaringan dan kadang-kadangdalam jaringan tubuh menjadi hampir seimbang dengan bahkan kematian jaringan.tekanan gas nitrogen dalam alveolus. Alasan untuk halini adalah bahwa aliran darah dan difusi nitrogen tidak Tekanan di luar tubuhberlangsung cukup cepat untuk dapat menciptakankeseimbangan dengan segera. Nitrogen yang larut dalamcairan tubuh akan menjadi hampir seimbang dalamwaktu kurang dari satu jam, tetapi untuk jaringan lemakkeseimbangan baru terjadi setelah beberapa jam, karenamemerlukan nitrogen lima kali lipat lebih banyak, dansuplai darahnya relatif sedikit. Karena alasan ini, bilaorang tinggal di kedalaman hanya untuk beberapa menitsaja, tidak banyak nitrogen yang larut dalam cairan tubuhdan jaringan, sementara bila orang tersebut berdiamselama beberapa jam, cairan tubuh dan jaringan lemakakan jenuh dengan nitrogen. Penyakit Dekompresi {Sinonim: Bends, Penyakit A Total= 4.065 B Total = 4.065Kompresi Udara, Penyakit Ca isson, Paralisis Penyelam, Gambar 44-3 Tekanan gas di dalam dan di luar tubuh, pada A terlihat kejenuhan tubuh terhadap tekanan gas t inggi ketikaDisbarisme). Bila seorang penyelam telah lama berada menghirup udara pada tekanan total 5.000 mm Hg, dan pada Bdi dalam laut sehingga sejumlah besar nitrogen terlarut terjadi tekanan dalam tubuh yang sangat berlebihan sehinggadalam tubuhnya, dan jika kemudian ia tiba-tiba naik terbentuk gelembung udara dalam jaringan ketika tekanan intrake permukaan laut, dapat timbul sejumlah gelembung alveolar paru tiba-ti ba kembali dari 5.000 mm Hg ke keadaannitrogen yang cukup signifikan dalam cairan tubuhnya tekanan normal 760 mm Hg.baik di dalam maupun di luar sel, dan hal ini dapatmenimbulkan kerusakan di hampir setiap tempat dalamtubuh, dari derajat ringan sampai berat bergantung padajumlah dan ukuran gelembung yang terbentuk; hal inidisebut penyakit dekompresi. Prinsip-prinsip yang melatarbelakangi pembentukangelembung dapat dilihat pada Gambar 44-3. Pada Gambar44-3A, dapat dilihat bahwa jaringan penyelam telahdiseimbangkan hingga tekanan nitrogen yang larut tinggi(PN = 3.918 mm Hg); sekitar 6,5 kali jumlah nitrogen 2normal dalam jaringan. Selama penyelam masih tetapberada di dalam laut, tekanan di luar tubuhnya (5.000mm Hg) akan menekan seluruh jaringan tubuh sehingga576

Bab 44 Fisiologi Penyelaman Laut Dalam dan Keadaan Hiperbarik Lainnya Pada kebanyakan orang dengan penyakit dekompresi, \"Penyelaman jenuh\" dan Penggunaan Campurangejalanya adalah nyeri pada sendi dan otot-otot lengan dan Helium-Oksigen pada Penyelaman Dalam. Ketikatungkai, memengaruhi sekitar 85-90 persen yang terkena penyelam harus bekerja pada tingkat kedalaman yangpenyakit dekompresi. Nyeri sendi yang diistilahkan cukup besar-antara 250 kaki dan mendekati 1.000dengan \"bends\" sering kali terjadi pada kondisi ini. kaki-penyelam sering kali berdiam di dalam tangki kompresi yang besar selama beberapa hari atau beberapa Pada 5 sampai 10 persen orang-orang dengan penyakit minggu, tetap terkompresi pada tingkat tekanan yangdekompresi, terjadi gejala sistem saraf, yang berkisar dari mendekati kondisi tekanan di tempat penyelam tersebutrasa pusing pada sekitar 5 persen pasien sampai paralisis akan bekerja. Hal ini akan mempertahankan jaringan danatau kolaps dan hilang kesadaran pada 3 persen pasien. cairan tubuh menjadi jenuh dengan gas-gas yang akanParalisis bersifat sementara, tetapi pada beberapa kasus, terpajan oleh penyelam ketika menyelam. Lalu, bila parakerusakan ini bersifat menetap. penyelam kembali ke tangki yang sama setelah bekerja, tidak terdapat perubahan yang bermakna pada tekanan, Akhirnya, sekitar 2 persen pasien dengan penyakit dengan demikian tidak terjadi gelembung-gelembungdekompresi mengalami \"rasa tercekik'; yang disebabkan dekompresi.oleh gelembung-gelembung kecil masif yang menyumbatkapiler paru; hal ini ditandai dengan napas pendek-pendek Pada penyelaman yang sangat dalam, terutama selamayang berat, sering kali diikuti dengan edema paru berat penyelaman jenuh (saturation diving), biasanya lebihdan, kadang-kadang, kematian. sering digunakan helium dalam campuran gas daripada nitrogen, ha! ini karena ketiga alasan berikut: (1) helium Pembuangan Nitrogen dari Tubuh; Tabel hanya memiliki seperlima efek narkotik nitrogen; (2)Dekompresi. Jika penyelam dibawa ke permukaan secara volume helium yang larut dalam jaringan tubuh hanyaperlahan-lahan, biasanya nitrogen yang terlarut akan sekitar setengah volume nitrogen, dan volume yangdibuang dengan ekspirasi melalui paru sehingga tidak terlarut selama dekompresi akan berdifusi keluar dariperlu terjadi penyakit dekompresi. Kira-kira dua pertiga jaringan beberapa kali lebih cepat daripada nitrogen, jadidari nitrogen total akan terbuang dalam satu jam, dan akan mengurangi masalah penyakit dekompresi; dan (3)kira-kira 90 persen dalam 6 jam. kepadatan helium yang rendah (sepertujuh kepadatan nitrogen) akan menjaga resistansi aliran udara untuk Tabel dekompresi, yang merinci prosedur dekompresi bernapas pada keadaan minimum, ha! ini menjadiyang aman telah dibuat oleh Angkatan Laut Amerika sangat penting karena nitrogen yang terkompresi tinggiSerikat. Sebagai contoh untuk memberikan gambaran bersifat sangat padat sehingga resistansi aliran udarakepada mahasiswa tentang proses dekompresi, seorang dapat menjadi ekstrem, kadang-kadang membuat upayapenyelam yang telah menghirup udara dan berada di bernapas melebihi batas kekuatan.kedalaman laut 190 kaki selama 60 menit dilakukandekompresi sebagai berikut. Akhirnya, pada penyelaman yang sangat dalam, penting untuk menurunkan kadar oksigen dalam campuran gas 10 menit pada kedalaman 50 kaki karena akan mengakibatkan keracunan oksigen. Sebagai 17 menit pada kedalaman 40 kaki contoh, pada kedalaman 700 kaki (tekanan 22 atmosfer), 19 menit pada kedalaman 30 kaki 1 persen campuran oksigen akan menyediakan seluruh 50 menit pada kedalaman 20 kaki oksigen yang diperlukan oleh penyelam, sedangkan 21 84 menit pada kedalaman 10 kaki persen campuran oksigen (persentase di udara) akan Jadi, untuk orang yang bekerja selama 1 jam di menghasilkan Po2, paru lebih dari 4 atmosfer, kadar yangkedalaman, total waktu untuk dekompresinya kira-kira cenderung dapat menyebabkan kejang dalam waktu 30tiga jam. menit. Tangki Dekompresi dan Terapi Penyakit Penyelaman dengan SCUBA (Self-ContainedDekompresi. Prosedur lain yang banyak' digunakan Underwater Breathing Apparatus)untuk dekompresi penyelam profesional adalah denganmemasukkan penyelam ke dalam tangki bertekanan dan Sebelum 1940-an, hampir semua penyelaman dilakukankemudian menurunkan tekanan secara bertahap kembali dengan menggunakan helm yang dihubungkan keke tekanan atmosfer normal, dengan menggunakan jadwal permukaan melalui pipa untuk memperoleh udarawaktu yang sama seperti tertulis sebelumnya. yang dipompakan. Pada tahun 1943, seorang penjelajah Prancis Jacques Cousteau mempopulerkan self-contained Tangki dekompresi bahkan lebih penting untuk underwater breathing apparatus, yang dikenal sebagaimengobati orang-orang yang memiliki gejala penyakit alat SCUBA. Jenis alat SCUBA yang digunakan pada kira-dekompresi yang telah berlangsung selama bermenit- kira lebih dari 99 persen olahraga selam dan penyelamanmenit bahkan berjam-jam setelah orang tersebut komersial adalah sistem sirkuit terbuka seperti yangkembali ke permukaan. Dalam ha! ini, penyelam segeradirekompresi kembali ke tingkat yang dalam. Kemudiandekompresi dilakukan selama jangka waktu beberapalama seperti dekompresi yang biasa. 577

Unit VIII Fisiologi Penerbangan, Ruang Angkasa, dan Penyelaman Laut Dalam Masker pada waktu ekspirasi, udara tidak dapat mengalir kembali ke tangki tetapi sebaliknya diekspirasikan keluar. Katup pengatur Persoalan paling penting dalam penggunaan alat kebutuhan SCUBA ialah terbatasnya waktu penyelaman; sebagai contoh, penyelaman sedalam 200 kaki hanya dapat berlangsung selama beberapa menit. Hal ini karena diperlukan aliran udara yang sangat hebat dari tangki untuk menghalau karbon dioksida dari paru-semakin dalam penyelaman, semakin besar jumlah aliran udara yang diperlukan setiap menitnya karena volume telah dikompresi menjadi lebih kecil. --r-=-Tabung Beberapa Aspek Fisiologis Kapal Selam udara Sewaktu Keluar dari Kapal Selam. Persoalan praktisGambar 44-4 Alat SCUBA jenis sirkuit terbuka. yang terjadi pada penyelaman di laut dalam sering dijumpai juga pada kapal selam, terutama bila kita harusdiperlihatkan pada Gambar 44-4. Sistem ini terdiri atas keluar dari kapal: Tanpa menggunakan alat apapun kitakomponen-komponen berikut: (1) terdapat satu atau dapat keluar dari kedalaman 300 kaki. Namun, dengan alatlebih tangki berisi udara bertekanan atau udara campuran pernapasan yang udaranya dihirup ulang, terutama yanglainnya, (2) katup \"pengurang\" tahap pertama untuk mengandung helium, secara teoretis kita dapat keluar darimengurangi tekanan yang sangat tinggi dari tangki agar kedalaman 600 kaki atau bahkan lebih.udara mengalir dengan tekanan rendah, (3) kombinasikatup inspirasi yang berdasarkan \"kebutuhan\" clan katup Salah satu persoalan utama pada peristiwa di atas ialahekspirasi yang secara keseluruhan memungkinkan udara pencegahan terjadinya emboli udara. Pada waktu naikmasuk ke dalam paru dengan tekanan sedikit negatif clan ke atas, udara dalam paru akan mengembang, kadang-kemudian diekspirasikan ke dalam laut dengan tekanan kadang keadaan ini memecahkan pembuluh darah paru,sedikit positifke tekanan air sekitar, clan (4) sebuah masker memaksa udara masuk ke dalam pembuluh darah tersebutclan susunan pipa yang \"ruang ruginya\" kecil. sehingga timbul emboli udara. Oleh karena itu, sewaktu naik orang tersebut harus melakukan upaya khusus agar Sistem yang berdasarkan kebutuhan ini bekerja dapat membuang udara nafasnya secara kontinu.sebagai berikut: Katup pengurang tekanan tahap pertamamengurangi tekanan udara yang berasal clan tangki, Persoalan Kesehatan dalam Kapal Selam. Selainkarena itu udara yang mengalir ke masker memiliki persoalan yang terjadi sewaktu naik ke permukaan,tekanan yang hanya beberapa mm Hg sedikit lebih besar kedokteran bawah laut umumnya berkaitan dengan hal-daripada tekanan air di sekitarnya. Udara campuran hal teknis yang bertujuan untuk menjaga agar lingkunganuntuk pernapasan tidak mengalir secara kontinu ke dalam dalam kapal selam tetap aman. Hal yang pertama, padamasker. Sebaliknya, setiap kali inspirasi, tekanan yang kapal selam bertenaga atom terdapat persoalan radiasi;sedikit ekstra negatif dalam katup kebutuhan pada masker namun dengan pelindung yang memadai, jumlah radiasiakan menarik diafragma di katup terbuka, clan kemudian yang diterima oleh awak yang bekerja di bawah laut akansecara otomatis melepaskan udara dari tangki ke dalam lebih kecil dibanding dengan radiasi normal sinar kosmikmasker clan paru. Dengan cara ini, hanya udara yang yang diterima oleh orang-orang yang berada di atasdiperlukan untuk inspirasi saja yang masuk. Kemudian, permukaan laut. Hal kedua yang harus diperhatikan ialah kadang- kadang gas beracun masuk ke dalam ruang kapal selam, clan ini harus dideteksi secepatnya. Sebagai contoh, setelah menyelam berminggu-minggu, rokok yang diisap oleh awak kapal dapat menghasilkan sejumlah karbon monoksida, yang bila tidak di buang dengan segera dapat menimbulkan keracunan karbon monoksida, clan bahkan kadang-kadang gas Freon juga ditemukan berdifusi keluar dari sistem pendingin dalam jumlah yang cukup banyak sehingga menimbulkan keracunan.578

Bab 44 Fisiologi Penyelaman Laut Dalam dan Keadaan Hiperbarik Lainnya Terapi Oksigen Hiperbarik sering kali dapat menghentikan proses infeksi secara total, dengan demikian cara ini telah mengubah keadaanSifat oksidasi kuat yang dimiliki oleh oksigen bertekanan sebelumnya yang hampir 100 persen fatal menjadi keadaantinggi (oksigen hiperbarik) mempunyai efek terapi yang yang dapat disembuhkan melalui pengobatan dini dengansangat berharga dalam beberapa keadaan klinis. Oleh terapi hiperbarik.karena itu, di pusat-pusat medik sekarang tersedia tangki-tangki besar bertekanan untuk meletakkan pasien yang Terapi dengan oksigen hiperbarik juga berguna atauakan diberi terapi dengan oksigen hiperbarik. Biasanya mungkin berguna terhadap beberapa keadaan ini yaitu,oksigen diberikan dengan Po 2 sampai 3 atmosfer dengan penyakit dekompresi, emboli gas dalam arteri, keracunan karbon monoksida, osteomielitis, dan infark miokard. 2 Daftar Pustakamenggunakan masker atau pipa intratrakea, sementaragas di sekitar tubuh merupakan udara normal yang Butler PJ: Diving beyond the limits, News Physiol Sci 16:222, 2001.terkompres sampai mencapai tekanan yang sama. Leach RM, Rees PJ, Wilmshurst P: Hyperbaric oxygen therapy, Bfvt} 317:1140, Diduga bahwa radikal bebas pengoksidasi selain 1998.bertanggung jawab terhadap terjadinya keracunan oksigen Lindholm P, Lundgren CE: The physiology and pathophysiology of humanjuga paling tidak memberikan beberapa keuntungan dalamterapi. Terapi dengan oksigen hiperbarik sangat baik untuk breath-hold diving,} Appl Physiol 106:284, 2009.beberapa keadaan yang akan diuraikan berikut. Moon RE, Cherry AD, Stolp BW, et al: Pulmonary Gas Exchange in Diving,} Mungkin yang paling sukses dalam penggunaan Appl Physiol 2008 [Epub ahead of print].oksigen hiperbarik ialah untuk terapi gangren gas. Bakteri Neuman TS: Arterial gas embolism and decompression sickness, Newspenyebab penyakit ini, yaitu kuman klostridium, sangatbaik tumbuh pada lingkungan anaerob dan akan berhenti Physiol Sci 17:77, 2002.tumbuh pada tekanan oksigen lebih dari 70 mm Hg. Oleh Pendergast DR, Lundgren CEG: The physiology and pathophysiology of thekarena itu, pemberian oksigen hiperbarik pada jaringan hyperbaric and diving environments,}Appl Physiol 106:274, 2009. Thom SR: Oxidative stress is fundamental to hyperbaric oxygen therapy, } Appl Physiol 2008 doi:10.1152/japplphysiol.91004. 579