Kemoreseptor dirangsang oleh perubahan komposisi kimia lingkungan langsung mereka. Ada banyak jenis kemoreseptor yang menyebar ke seluruh tubuh yang membantu mengendalikan berbagai proses termasuk rasa, bau, dan pernapasan.
Pengertian Kemoreseptor
Kemoreseptor adalah sensor yang mendeteksi perubahan CO2, O2, dan pH, dan telah diklasifikasikan, berdasarkan lokasi anatomi, baik sebagai pusat atau perifer.
Fungsi Anatomi Kemoreseptor
Kemoreseptor sangat penting untuk pemeliharaan homeostasis karena mereka secara konstan memonitor perubahan kecil pada konsentrasi relatif dari senyawa lipid dan larut dalam air yang terlarut dalam cairan yang mengelilinginya. Kemoreseptor yang terletak di medula oblongata merespons perubahan ion hidrogen dan konsentrasi karbon dioksida dalam cairan serebrospinal dengan mengubah laju dan kedalaman respirasi.
Kemoreseptor tambahan yang terletak di karotid dan badan aorta memantau konsentrasi karbon dioksida dan oksigen dalam darah arteri arteri karotis dan aorta. Perubahan konsentrasi tekanan parsial gas-gas ini memicu penembakan serat aferen dalam saraf kranial IX dan X ke pusat pernapasan untuk mengubah fungsi pernapasan.
Jenis Kemoreseptor
Dalam artikel ini, kita akan fokus pada bagaimana sistem pernapasan kita diatur oleh kemoreseptor sentral dan perifer. Kedua jenis kemoreseptor ini memiliki mekanisme yang sedikit berbeda tetapi bekerja bersama satu sama lain untuk membantu tubuh kita mengontrol pH, tekanan parsial oksigen (pO2) dan tekanan parsial karbon dioksida (pCO2) dalam darah kita.
Kemoreseptor Perifer
Terletak di tubuh karotid dan tubuh aorta, reseptor ini mendeteksi perubahan besar pada pO2 karena suplai darah arteri meninggalkan jantung. Kemoreseptor ini relatif tidak sensitif tetapi efeknya hampir seketika.
Jika pO2 rendah yang abnormal terdeteksi, impuls aferen berjalan ke pusat pernapasan di batang otak. Sejumlah tanggapan kemudian dikoordinasikan yang bertujuan untuk meningkatkan pO2 lagi. Ini termasuk:
- Meningkatkan laju pernapasan dan volume tidal, untuk memungkinkan lebih banyak oksigen masuk ke paru-paru dan kemudian berdifusi ke dalam darah
- Mengarahkan aliran darah ke ginjal dan otak (karena organ-organ ini adalah yang paling sensitif terhadap hipoksia)
- Meningkatkan Output Jantung untuk menjaga aliran darah, dan oleh karena itu pasokan oksigen ke jaringan tubuh.
Kemoreseptor pusat
Terletak di medula oblongata batang otak, reseptor ini lebih sensitif dan mendeteksi perubahan kecil pada pCO2 arteri. Kemoreseptor ini secara konstan memulai loop umpan balik negatif yang bertindak untuk mengontrol sistem pernapasan kita:
- Peningkatan pCO2 menyebabkan peningkatan ventilasi. Ini menghasilkan lebih banyak CO2 yang tertiup angin sehingga pCO2 kembali normal
- Penurunan pCO2 menyebabkan penurunan ventilasi. Ini menghasilkan lebih banyak CO2 yang tertahan di paru-paru kita sehingga pCO2 kembali normal.
Mekanisme di balik bagaimana kemoreseptor sentral mendeteksi pCO2 arteri sebenarnya sedikit lebih rumit daripada yang diperkirakan sebelumnya. Faktanya, reseptor kemoreseptor pusat fungsinya benar-benar mendeteksi perubahan pH Cerebral Spinal Fluid (CSF).
Kontrol pH
PH CSF ditentukan oleh rasio pCO2: [HCO3-].
Level HCO3– tetap relatif konstan, sedangkan CO2 secara bebas berdifusi melintasi sawar darah otak (dari suplai darah arteri ke CSF). Ini berarti, dalam jangka pendek, pH CSF kira-kira berbanding terbalik dengan pCO2 arteri. Seperti dijelaskan di atas, sedikit penurunan pCO2 menyebabkan peningkatan pH CSF dan selanjutnya menstimulasi pusat pernapasan untuk mengurangi ventilasi dan sebaliknya.
Namun jika level pCO2 tetap abnormal selama periode waktu yang substansial, mis. tiga hari atau lebih, sel-sel khusus (disebut sel choroid pleksus) dalam sawar darah otak memungkinkan ion HCO3- untuk memasuki CSF. Dengan demikian sistem dapat ‘diatur ulang’ ke pCO2 berbeda dengan memanipulasi pH – yang dapat relevan pada penyakit tertentu, seperti Penyakit Paru Obstruktif Kronik (PPOK).
Relevansi Klinis – Hipoventilasi
Hipoventilasi menyebabkan penumpukan karbon dioksida dalam tubuh, umumnya dikenal sebagai hiperkapnia, yang menyebabkan darah menjadi asam ketika larut. Ini berbahaya karena dapat menyebabkan protein vital, seperti enzim, mengalami denaturasi.
Penyebab umum termasuk: COPD, kelainan dinding dada, cacat neurologis dan obesitas.
Relevansi Klinis – Hiperventilasi
Hiperventilasi menyebabkan penipisan karbon dioksida di dalam tubuh, yang secara klinis dikenal sebagai hipokapnia, yang menyebabkan darah kita menjadi lebih basa. Ini mengurangi kadar kalsium bebas dan dapat menyebabkan gejala seperti pin dan jarum (paraesthesia) atau kram otot, karena meningkatnya rangsangan saraf dan otot.
Penyebab umum meliputi: kegelisahan, gagal jantung dan emboli paru.
