1. PENGERTIAN
Oksigen (O2) adalah satu komponen gas dan unsur vital dalam proses metabolisme untuk mempertahankan kelangsungan hidup seluruh sel-sel tubuh. Oksigenasi adalah peristiwa menghirup udara dari luar yang mengandung Oksigen (O2) kedalam tubuh serta menghembuskan Karbondioksida (CO2) sebagai hasil sisa oksidasi.
Penyampaian oksigen ke jaringan tubuh ditentukan oleh sistem respirasi (pernafasan), kardiovaskuler dan hematology.

2. SISTEM PERNAFASAN
Sistem pernafasan terdiri dari organ pertukaran gas yaitu paru-paru dan sebuah pompa ventilasi yang terdiri atas dinding dada, otot-otot pernafasan, diagfragma, isi abdomen, dinding abdomen dan pusat pernafasan di otak. Pada keadaan istirahat frekuensi pernafasan 12-15 kali per menit. Ada 3 langkah dalam proses oksigenasi yaitu ventilasi, perfusi paru dan difusi.
1. Ventilasi
Ventilasi adalah proses keluar masuknya udara dari dan paru-paru, jumlahnya sekitar 500 ml. Ventilasi membutuhkan koordinasi otot paru dan thoraks yang elastis serta persyarafan yang utuh. Otot pernapasan inspirasi utama adalah diagfragma.Diafragma dipersyarafi oleh saraf frenik, yang keluarnya dari medulla spinalis pada vertebra servikal keempat.
Udara yang masuk dan keluar terjadi karena adanya perbedaan tekanan udara antara intrapleura dengan tekanan atmosfer, dimana pada inspirasi tekanan intrapleural lebih negative (725 mmHg) daripada tekanan atmosfer (760 mmHG) sehingga udara masuk ke alveoli.
Kepatenan Ventilasi terganutung pada faktor :
1. Kebersihan jalan nafas, adanya sumbatan atau obstruksi jalan napas akan menghalangi masuk dan keluarnya udara dari dan ke paru-paru.
2. Adekuatnya sistem saraf pusat dan pusat pernafasan
3. Adekuatnya pengembangan dan pengempisan paru-paru
4. Kemampuan otot-otot pernafasan seperti diafragma, eksternal interkosa, internal interkosa, otot abdominal.
2. Perfusi Paru
Perfusi paru adalah gerakan darah melewati sirkulasi paru untuk dioksigenasi, dimana pada sirkulasi paru adalah darah deoksigenasi yang mengalir dalam arteri pulmonaris dari ventrikel kanan jantung.Darah ini memperfusi paru bagian respirasi dan ikut serta dalam proses pertukaan oksigen dan karbondioksida di kapiler dan alveolus. Sirkulasi paru merupakan 8-9% dari curah jantung. Sirkulasi paru bersifat fleksibel dan dapat mengakodasi variasi volume darah yang besar sehingga digunakan jika sewaktu-waktu terjadi penurunan voleme atau tekanan darah sistemik.
3. Difusi
Oksigen terus-menerus berdifusi dari udara dalam alveoli ke dalam aliran darah dan karbon dioksida (CO2) terus berdifusi dari darah ke dalam alveoli. Difusi adalah pergerakan molekul dari area dengan konsentrasi tinggi ke area konsentrasi rendah. Difusi udara respirasi terjadi antara alveolus dengan membrane kapiler. Perbedaan tekanan pada area membran respirasi akan mempengaruhi proses difusi. Misalnya pada tekanan parsial (P) O2 di alveoli sekitar 100 mmHg sedangkan tekanan parsial pada kapiler pulmonal 60 mmHg sehingga oksigen akan berdifusi masuk ke dalam darah. Berbeda halnya dengan CO2 dengan PCO2 dalam kapiler 45 mmHg sedangkan pada alveoli 40 mmHg maka CO2 akan berdifusi keluar alveoli.

Anatomi paru
Paru-paru merupakan sebuah organ yang sebagian terdiri dari gelembung-gelembung udara atau alveoli. Paru-paru dibagi menjadi 2 bagian, yaitu :
1) Paru-paru kanan, terdiri dari 3 lobus, yaitu lobus superior, lobus media, dan lobus inferior.
2) Paru-paru kiri, terdiri dari 2 lobus, yaitu lobus superior dan lobus inferior. (Syaifuddin, 1997).

Gambar 1. Lobus Pulmo Sinistra dan dekstra. (Syaifuddin, 1997)

Bronkhus terminalis masuk ke dalam saluran yang agak lain yang disebut Vestibula, dan di sini membrane pelapisnya mulai berubah sifatnya; lapisan epitelium bersilia diganti dengan sel epitelium yang pipih.
Dari Vestibula berjalan beberapa Infundibula dan di dalam dindingnya dijumpai kantong-kantong udara itu. Kantong udara atau Alveoli itu terdiri atas satu lapis tunggal sel epitelium pipih, dan di sinilah darah hamper langsung bersentuhan dengan udara hingga suatu jaringan pembuluh darah kapiler mengitari Alveoli dan pertukaran gas pun terjadi. (Evelyn C. P, 2002).

Gambar 2. Diagram dari akhiran sebuah Bronkhliolus didalam Alveoli. (Pearce. E. C, 2002)
3. SISTEM KARDIOVASKULER
a. Struktur dan letak jantung
Jantung terbagi oleh sebuah septum (sekat) menjadi dua belah, yaitu kiri dan kanan. Setiap belahan kemudian dibagi menjadi dua ruang, pada bagian di atas disebut “atrium” dan bagian bawah disebut “ventrikel”. Pada masing-masing belahan terdapat satu atrium dan satu ventrikel. Atrium dan ventrikel dihubungkan oleh lubang yang terdapat katup, pada bagian sebelah kanan disebut katup (valvula) trikuspidalis dan pada bagian sebelah kiri disebut katub mitral atau katub bikuspidalis. (Pearce, 1999)
Jantung terbungkus oleh membran yang disebut perikardium. Membran ini terdiri atas dua lapisan dalam dan luar. Lapisan dalam disebut perikardium viseralis (membran serus yang lekat sekali pada jantungnya) dan lapisan luar disebut perikardium parentalis (lapisan yang membungkus jantung sebagai kantong longgar). Keduanya dipisahkan oleh cairan pelumas yaitu cairan serus yang berfungsi mengurangi gesekan pada gerakan memompa dari jantung itu sendiri.
Jantung terdiri dari tiga lapisan, antara lain: epikardium (luar), miokardium (otot), endokardium (lapisan dalam/endotel).

Gambar 1. Struktur jantung dan perjalanan aliran darah melalui kamar
jantung, sesuai petunjuk anak panah

b. Fisiologi jantung
Jantung berfungsi sebagai pemompa darah dari pembuluh vena ke dalam sirkulasi pulpomal paru-paru vena, vena pulmonalis, atrium kiri, lewat katup mitral, ventrikel kiri, katup aorta, arteri, arteriola, kapiler, venula, vena, vena cava inferior, dan kembali ke atrium kanan yang disebut “sirkulasi sistematik”, sedangkan aliran darah dari atrium kanan masuk lewat katup trikuspidalis, sirkulasi paru-paru yang disebut “sirkulasi pulmonalis”.
Gangguan aliran dalam jantung mengakibatkan oksigenasi tidak adekuat, darah arteri dan vena tercampur yang mengakibatkan perfusi sel-sel berkurang. Gerakan jantung terdiri atas dua jenis, yaitu kontraksi (systole) dan relaksasi (diastole). Kontraksi kedua atrium terjadi serentak disebut systole atrial dan relaksasi atrium disebut diastole atrial, demikian pula untuk kontraksi ventrikel disebut systole ventrikel dan relaksasi ventrikel disebut diastole ventrikel. Kontraksi ventrikel lamanya 0,3 detik dan relaksasi lamanya 0,5 detik. Kontraksi kedua atrium pendek sedangkan kontraksi ventrikel lebih lama dan kuat.
Daya pompa jantung pada organ yang sedang istirahat berdebar sekitar 70 kali/menit dan memompa 70 ml setiap denyutan. Dengan demikian jumlah darah yang dipompa setiap menit sekitar 5 liter. Sewaktu banyak bergerak kecepatan denyut jantung dapat mencapai 150 kali/menit, sehingga daya pompa jantung adalah 20-25 liter/menit. (Evelya C. Pearce, 2002).

Gambar 2. Gambaran skematik aliran darah melalui system
Kardiovaskuler
4. HEMATOLOGI
Oksigen membutuhkan transport dari paru-paru ke jaringan dan karbondioksida dari jaringan ke paru-paru. Sekitar 97% oksigen dalam darah dibawa eritrosit yang telah berikatan dengan hemoglobin (Hb) dan 3% oksigen larut dalam plasma. Setiap sel darah merah mengandung 280 juta molekul Hb dan setiap molekul dari keempat molekul besi dalam hemoglobin berikatan dengan satu molekul oksigen membentuk oksihemoglobin (HbO2). Reaksi pengikatan Hb dengan O2 dipengaruhi oleh suhu, Ph, konsentrasi 2,3 difosfogliserat dalam darah merah.
Dengan demikian besarnya Hemoglobin (Hb) dan jumlah eritrosit akan mempengaruhi transport gas.

5. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KEBUTUHAN OKSIGEN
1. Faktor Fisiologi
1. Menurunnya kapasitas pengikatan O2 seperti anemia
2. Menurunnya konsentrasi O2 yang diinspirasi seperti pada obstruksi saluran
napas bagian atas
3. Hipovolemia sehingga tekanan darah menurun mengakibatkan transpor O2
terganggu
4. Meningkatnya metabolisme seperti adanya infeksi, demam, ibu hamil, luka
dan lain-lain.
5. Kondisi yang mempengaruhi pergerakan dinding dada seperti pada kehamilan,
obersitas, musculus skeleton yang abnormal, penyakit kronik seperti TBC paru

2. Faktor Perkembangan
1. Bayi prematur : yang disebabkan kurangnya pembentukan surfaktan
2. Bayi dan toodler : adanya resiko infeksi saluran pernafasan akut
3. Anak usia sekolah dan remaja , resiko saluran pernafasan dan merokok
4. Dewasa muda dan pertenggahan : diet yang tidak sehat, kurang aktivitas, stress
yang mengakibatkan penyakit jantung dan paru-paru
5. Dewasa tua : adanya proses penuaan yang mengakibatkan kemungkinan
arteriosklerosis, elastisitas menurun, ekspansi paru menurun

3. Faktor Prilaku
1. Nutrisi : misalnya pada obesitas mengakibatkan penurunan ekspansi paru, gizi
yang buruk menjadi anemia sehingga daya ikat oksigen berkurang, diet yang
terlalu tinggi lemak menimbulkan arteriosklerosis.
2. Exercise (olahraga berlebih) : Exercise akan meningkatkan kebutuhan oksigen
3. Merokok : nikotin menyebabkan vasokonstriksi pembuluh darah perifer dan
koroner
4. Substance abuse (alkohol dan obat-obatan) : menyebabkan intake nutrisi (Fe)
menurun mengakibatkan penurunan hemoglobin, alkohol menyebabkan depesi
pusat pernafasan
5. Kecemasan : menyebabkan metabolisme meningkat

4. Faktor Lingkungan
1. Tempat kerja (polusi)
2. Suhu lingkungan
3. Ketinggian tempat dari permukaan laut

6. PERUBAHAN FUNGSI JANTUNG
Perubahan-perubahan fungsi jantung yang mempengaruhi kebutuhan oksigenasi
adalah sebagai berikut :
1. Gangguan Konduksi
Gangguan konduksi (hantaran) seperti distritmia (takikardia/bradikardia)
2. Perubahan Cardiac Output (Curah Jantung)
Menurunnya cardiac output seperti pada pasien dekom menimbulkan hipoksia
Jaringan.
3. Kerusakan fungsi katub seperti pada stenosis, obstruksi, regurgitasi darah yang
mengakibatkan vetrikel bekerja lebih keras.
4. Myocardial iskhemial infrark mengakibatkan kekurangan pasokan darah dari
arteri koroner ke miokardium.

7. PERUBAHAN FUNGSI PERNAFASAN
1. Hiperventilasi
Merupakan upaya tubuh dalam meningkatkan jumlah O2 dalam paru-paru agar
pernafasan lebih cepat dan dalam. Hiperventilasi dapat disebabkan karena :
a. Kecemasan
b. Infeksi / sepsis
c. Keracunan obat-obatan
d. Kertidakseimbangan asam basa seperti pada asidosis metabolik
Tanda-tanda dan gejala hiperventilasi adalah takikardia, napas pendek, nyeri
dada (chest pain), menurunnya konsentrasi, disorientasi, tinnitus.
2. Hipoventilasi
Hipoventilasi terjadi ketika ventilasi alveolar tidak adekuat untuk memenuhi
penggunaan O2 tubuh atau untuk mengeluarkan CO2 dengan cukup, biasanya
terjadi pada keadaan atelektasis (kolaps paru).
Tanda-tanda dan gejala pada keadaan hipoventilasi adalah nyeri kepala,
penurunan kesadaran, disorientasi, kardiakdistritma, ketidakseimbangan
elektrolit, kejang, dan kardiak arrest.
3. Hipoksia
Tidak adekuatnya pemenuhan O2 seluler akibat dari defisiensi O2 yang
diinspirasi atau meningkatnya penggunaan O2 pada tingkat seluler. Hipoksia
dapat disebabkan oleh :
a. Menurunya hemoglobin
b. Berkurangnya konsentrasi O2 jika berada di puncak gunung
c. Ketidakmampuan jaringan mengikat O2 seperti keracunan sianida
d. Menurunnya difusi O2 dari alveoli ke dalam darah seperti pada pneumonia
e. Menurunnya perfusi jaringan seperti syok
f. Kerusakan / gangguan ventilasi
Tanda-tanda hipoksia antara lain : kelelehan, kecemasan, menurunnya
kemampuan konsentrasi, nadi meningkat, pernafasan cepat dan dalam, sianosis
dan clubbing.