Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan.docx

26
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Sistem Pernapasan Martha Leonora Haryatmo Tandri 102013051 Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana e-mail : [email protected] Abstrak Sistem pernapasan terdiri dari system pernapasan internal dan eksternal. Udara masuk dan keluar dari tubuh melalui struktur saluran pernapasan. Di dalam tubuh terjadi pertukaran gas melalui difusi bergerak dari gradien yang tinggi menuju ke gradien yang rendah, pertukaran ini terjadi sampai keseimbangan terjadi. Setelah terjadi pertukaran gas maka terjadilah traspor O2 dan CO2 melalui peredaran darah, akan terjadi ikatan antara hemoglobin dengan O2 dan CO2 dengan syarat-syarat tertentu. Terdapat beberapa factor yang mempengaruhi sistem pernapasan. Sistem pernapasan ada 2 yaitu konduksi dan respiratorik. Kata kunci : Sistem pernapasan, difusi gas, transport gas, struktur saluran pernapasan Pendahuluan Tubuh manusia merupakan mesin yang luar biasa, berbagai macam aktivitas dapat dilakukan oleh tubuh. Untuk menggerakan tubuh maka dibutuhkanlah suatu mekanisme yang dapat mengubah makanan yang kita makan menjadi energi yang kita gunakan untuk beraktivitas. Dalam proses metabolisme dibutuhkan Oksigen untuk mengubah makanan menjadi energy, dengan menyisakan beberapa produk sisa metabolism, salah satunya adalah CO2. Setiap hari 1

description

Respiratory 1

Transcript of Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan.docx

Page 1: Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan.docx

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Sistem Pernapasan

Martha Leonora Haryatmo Tandri

102013051

Mahasiswa Fakultas KedokteranUniversitas Kristen Krida Wacana

e-mail : [email protected]

Abstrak

Sistem pernapasan terdiri dari system pernapasan internal dan eksternal. Udara masuk dan keluar dari tubuh melalui struktur saluran pernapasan. Di dalam tubuh terjadi pertukaran gas melalui difusi bergerak dari gradien yang tinggi menuju ke gradien yang rendah, pertukaran ini terjadi sampai keseimbangan terjadi. Setelah terjadi pertukaran gas maka terjadilah traspor O2 dan CO2 melalui peredaran darah, akan terjadi ikatan antara hemoglobin dengan O2 dan CO2

dengan syarat-syarat tertentu. Terdapat beberapa factor yang mempengaruhi sistem pernapasan. Sistem pernapasan ada 2 yaitu konduksi dan respiratorik.

Kata kunci : Sistem pernapasan, difusi gas, transport gas, struktur saluran pernapasan

Pendahuluan

Tubuh manusia merupakan mesin yang luar biasa, berbagai macam aktivitas dapat dilakukan oleh tubuh. Untuk menggerakan tubuh maka dibutuhkanlah suatu mekanisme yang dapat mengubah makanan yang kita makan menjadi energi yang kita gunakan untuk beraktivitas. Dalam proses metabolisme dibutuhkan Oksigen untuk mengubah makanan menjadi energy, dengan menyisakan beberapa produk sisa metabolism, salah satunya adalah CO2. Setiap hari kita bernapas menghirup oksigen dan mengeluarkan CO2 ,hampir 0,5 kg CO2 kita keluarkan setiap harinya. Proses pertukaran gas dalam tubuh terjadi melalui difusi dari gradient yang tinggi ke gradient yang rendah, lalu dibwa oleh peredaran darah ke seluruh tubuh. Udara keluar dan masuk melalui saluran pernapasan baik atas maupun bawah.

1

Page 2: Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan.docx

Pembahasan

Skenario :

Seorang anak perempuan berumur 6 tahun dibawa orangtuanya ke dokter karena demam selama 3 hari dan sejak kemarin mengalami sesak napas. Anak tersebut tidak nafsu makan sehingga badannya lemah lesu.

Struktur Makro dan Mikro Sistem Pernapasan1-4

Gambar 1,2. Struktur sistem pernapasan atas dan bawah

A. Hidung

2

Page 3: Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan.docx

Gambar 3.Hidung potongan mid sagital

Berbentuk pyramid, pangkalnya berkesinambungan dengan dahi dan ujung bebasnya disebut puncak hidung. Ke arah inferior hidung memiliki dua pintu masuk berbentuk bulat panjang yaitu nares, yang terpisah septum nasi. Permukaan infero-lateral hidung berakhir sebagai alae nasi yang bulat. Ke arah medial permukaan lateral ini berlanjut pada dorsum nasi di tengah. Rangka bagian tulang terdiri dari os nasale, processus frontalis maxillae dan bagian nasal ossis frontalis. Rangka tulang rawannya terdiri dari cartilage septi nasi, cartilage nasi lateralis dan cartilage ala nasi major dan minor. Otot yang melapisi hidung adalah M.nasalis dan M.depressor septi nasi.

Perdarahan hidung bagian luar disuplai oleh cabang-cabang A.facialis, A.dorsalis nasi cabang A.opthalmica dan A. infraorbitalis cabang A. maxillaris interna. Pembuluh baliknya menuju V.facialis dan V.opthalmica.

Persarafan otot-otot hidung oleh N.facialis,kulit sisi medial hidung dipersarafi oleh cabang-cabang infratrochlearis dan nasalis externus N.opthalmicus/N.V1, kulit sisi lateral hidung dipersarafi oleh N maxillaris.

Rongga Hidung

Rongga hidung yang dapat dimasuki melalui nares berhubungan dengan nasopharynx melalui kedua choana. Rogga hidung dilapisi oleh membrane mukosa kecuali vestibulum nasi yang dilapisi oleh kulit. Membran mukosa hidug melekat sangat erat pada periostenum dan perikondrium tulang dan tulang rawan hidung. Membran mukosa ini berkesinambungan dengan membrane mukosa yang melapisi nasopharynx dibagian posterior, sinus paranasales di sebelah superior superior dan lateral dan saccus lacrimalis dan conjunctiva di sebelah superior. Bagian 2/3 inferior membrane mukosa hidung termasuk area respiratoria dan bagian sepertiga superior adalah area olfactoria. Udara yang melewati area respiratoria dihangatkan dan dilembapkan sebelum memasuki saluran pernapasan lebih lanjut ke paru-paru. Area respiratoria berisi granum olfactorium perifer, dengan mendengus udara tersedot ke daerah ini.

Di atap hidung terdapat epitel yang sangat khusus yaitu epitel olfaktorius,berfungsi untuk mendeteksi dan meneruskan bau-bauan, terdiri dari 3 jenis sel yaitu sel basal, sel penyokong, dan sel olfaktorius.

Batas-batas :

3

Page 4: Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan.docx

1. Atap rongga hidung berbentuk lengkung dan sempit, kecuali pada ujung nya disebelah posterior, disini dapat dibedakan tiga bagian (frontonasal, etmoidal, dan sfenoidal) yang dinamakan sesuai dengan nama tulang-tulang pembatasnya

2. Dasar rongga hidung yang lebih luas daripada atapnya dibentuk oleh processus palatinus maxillaris dan lamina horizontalis ossis palatini

3. Dinding medial rongga hidung dibentuk oleh septum nasi

4. Dinding lateral cavitas nasi berwujud tidak rata karena adanya tiga tonjolan yang berbentuk seperti gulungan, yakni concha nasalis (jamak, conchae nasalis)

Concha nasalis superior, concha nasalis media dan concha nasalis inferior membagi rongga hidung menjadi empat lorong :meatus nasalis superior, medius, inferior dan hiatus semilunaris.

Meatus nasalis superior adalah seebuah lorong yang sempit Antara concha nasalis superior dan medius dan merupakan tempat bermaranya sinus ethmoidalis superior melalui satu atau lebih lubang.

Meatus nasalis medius berukuran lebih panjang dan lebih luas daripada yang atas. Bagian anterosuperior meatus nasalis medius ini berhubungan dengan sebuah ubang yang berbentuk sebagai corong, yakni infundibulum yang merupakann jalan pengantar ke dalam sinus frontalis. Hubungan dari masig-masing sinus frontalis ke infundibulum terjadi melalui ductus frontonasalis. Sinus maxillaris juga bermuara ke dalam meatus nasalis medius.

Meatus nasalis inferior adalah sebuah lorong horizontal yang terletak inferolateral terhadap concha nasalis inferior. Ductus nasolacrimalis bermuara di bagian anterior meatus nasalis inferior.

Hiatus semilunaris merupakan sbuah alur yang berbentuk setengah lingkaran dan merupakan muara sinus frontalis. Bulla ethmoidalis adalah sebuah tonjolan yang membulat di sebelah superior hiatus semilunaris, dan baru terlihat setelah concha nasalis media disingkirkan. Bulla ethmoidalis ini dibentuk oleh sel-sel ethmoid tengah yang membentuk sinus ethmoidalis. Di dekat hiatus semilunaris terdapat lubang sinus ethmoidalis anterior.

Pendarahan dinding medial dan lateral cavitas nasi terjadi melalui cabang arteria sphenopalatina, arteria ethmoidalis anterior dan arteria ethmoidalis posterior, arteria palatine major, arteria labialis superior dan rami laterals arteriae facialis. Plexus venosus menyalurkan darah kembali ke dalam veno sphenopalatina, vena facialis, dan vena opthalmica.

Sinus Paranasalis

4

Page 5: Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan.docx

Sinus paranasales adalah perluasan bagian respiratorik cavitas nasi yang berisi udara, ke dalam ossa cranii berikut : os frontale, os ethmoidale, os sphenoidale, dan maxilla. Nama sinus-sinus ini adalah sesuai dengan nama tulang-tulang yang ditempatinya.

Sinus frontalis terletak Antara tubule eksterna dan tubula interna ossis frontalis, di belakang arcus superciliaris dan akar hidung. Masing-masing sinus berhubungan melalui ductus frontonasalis dengan infundibulum yang bermuara di meatus nasalis medius. Sinus frontalis dipersarafi oleh cabang-cabang kedua nervus supra orbitalis.

Sinus ethmoidalis terdiri dari beberapa rongga yang kecil, sel ethmoidal, di dalam masa lateral os ethmoidale, Antara cavitas nasi dan orbita. Sel ethmoidale anterior dapat berhubungan secara tidak langsung dengan meatus nasalis medius melalui infundibulum. Sel ethmoidale tengah berhubungan langsung dengan meatus nasalis superior. Sinus ethmoidalis dipersarafi oleh nervus ethmoidalis anterior dan ethmoidalis posterior cabang nervus nasociliaris.

Sinus sphenoidalis yang terpisah oleh sebuah sekat tulang, terletak di dalam corpus ossis sphenoidalis dan dapat meluas ke dalam ala major dan ala minor ossis sphenoidalis. Karena sinus sphenoidalis ini corpus ossis sphenoidales dan dapat meluas kea la major dan minor os sphenoidalis. Karena sinus sphenoidalis ini, corpus ossis sphenoidalis mudah retak. Sinus sphenoidalis terpisah dari beberapa struktur penting hanya oleh lembaran-lembaran tulang yang tipis : kedua nervus opticum, chiasma opticum, hypophisis, arteria carotis interna, dan sinus cavernosus sserta sinus intercavernosi. Nervus ethmoidalis posterior dan arteria ethmoidalis posterior mengurus persarafan dan pendarahan sinus sphenoidalis.

Sinus maxillaris adalah yang terbesar dari semua sinus paranasales. Rongga-rongga ini yang berbentuk seperti limas, menempati seluruh badan masing-masing maxilla. Puncak sinus maillaris menjulang kea rah os zygomaticum, bahkan seringkali memasukinya. Alas limas sinus membentuk bagian inferior dinding lateral cavitas nasi. Atap sinus dibentuk oleh dasar orbita, dan dasarnya yang sempit , dibentuk oleh bagian alveolar maxilla. Akar gigi atas terutama akar kedua dentes molars pertama, seringkali menimbulkan tonjolan seperti kerucut pada dasar sinus. Masing-masing sinus terbuka kedalam meatus nasalis medius, Karena letak lubang diatas maka sinus ini tidak mungkin menyalurkan secret di dalamnya melalui lubang ini sewaktu kepala berada alam posisi tegak kecuali jika sinus sudah terisi penuh.

Persarafannya melalui nervus alveolaris superior posterior, nervus alveolaris anterior, nerrvus alveolaris medius dan nervus alveolaris superior. Pendarahan sinus maxillaris terutama berasal berasal dari arteria alveolaris superior, cabang arteria palatine major mengantar darah kepada dasar sinus maxillaris.

B. Faring

Faring atau tenggorokan adalah tuba muscular yang terletak di posterior rongga nasal dan oral dan di anterior vertebra servikalis. Secara deskriptif, faring dapat dibagi menjadi tiga

5

Page 6: Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan.docx

segmen, setiap segmen dilanjutkan oleh segmen lainnya; nasofaring, orofaring, dan laringofaring. Bagian paling atas (superior) adalah nasofaring, yang terletak dibelakang rongga nasal. Nasofaring berhubungan dengan nares internal dan ostium ke kedua tuba auditorius, yang memanjang ke telinga tengah. Adenoid atau tonsil faringeal tertelak pada dinding posterior nasofaring, yaitu nodulus limfe yang mengandung makrofag. Nasofaring adalah saluran yang hanya dilalui oleh udara, tetapi bagian faring lainnya dapat dilalui oleh udara maupun makanan, namun tidak untuk keduanya pada saat yang bersamaan

Bagian faring yang dapat anda lihat ketika anda bercermin dengan mulut terbuka lebar adalah orofaring, terletak di belakang mulut; mukosa orofaring adalah epitel skuamosa bertingkat, dilanjutkan dengan epitel yang terdapat pada rongga mulut. Pada dinding lateralnya terdapat tonsil palatin yang juga nodulus limfe. Tonsil adenoid dan lingual pada dasar lidah membentuk cincin jaringan limfatik mengelilingi faring untuk menghancurkan pathogen yang masuk ke dalam mukosa. Laringofaring meruskan bagian paling inferior dari faring. Laringofaring membuka ke arah anterior ke dalam laring dan ke arah posterior ke dalam esofagus. Kontraksi dinding muscular orofaring dan laringofaring merupakan bagian dari refleks menelan.

C. Laring

Laring sering disebut kotak suara, nama yang menunjukkan salah satu fungsinya yaitu berbicara adalah saluran pendek yang menghubungkan faring dengan trakhea. Laring memungkinkan udara mengalir di dalam struktur ini dan mencegah benda padat agar tidak masuk ke dalam trakhea. Laring menjadi tempat pita suara dengan demikian laring menjadi sarana pembentukkan suara. Dinding laring terutama dibentuk oleh tulang rawan (kartilago) dan bagian dalamnya dilapisi oleh membrane mukosa bersilia. Kartilago laring terdiri atas sembilan buah yang tersusun sedemikian rupa sehingga membentuk seperti kotak dan satu sama lainnya dihubungkan oleh ligament. Kartilago laring yang terbesar adalah kartilago tiroid yang teraba pada permukaan anterior leher. Pada kartilago ini membesar yang disebut Adam’s apple atau buah jakun.

Epiglotis atau kartilago epiglotik adalah kartilago yang paling atas bentuknya seperti lidah dan keseluruhannya dilapisi oleh membrane mukosa. Selama menelan, laring bergerak ke atas dan epiglotis tertekan ke bawah menutup glotis. Gerakan ini mencegah masuknya makan atau cairan ke dalam laring. Pita suara terletak di kedua sisi glotis. Selama bernapas, pita suara tertahan di kedua sisi glotis sehingga udara dapat masuk dan keluar dengan bebas dari trakhea. Selama berbicara otot-otot intrinsik laring menarik pita suara menutupi glotis dan udara yang dihembuskan akan menggetarkan pita suara untuk menghasilkan bunyi yang selanjutnya diubah menjadi kata-kata. Saraf cranial motorik yang mempersarafi faring untuk berbicara adalah nervus vagus dan nervus aksesorius

6

Page 7: Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan.docx

2. Saluran pernapasan bawah

A. Trakhea

Pipa udara atau trakhea adalah saluran udara tubular yang mempunyai panjang sekitar 10 sampai 13 cm dengan lebar sekitar 2,5 cm. Trakhea terletak di depan esofagus dan saat palpasi teraba sebagai struktur yang keras kaku tepat di permukaan anterior leher. Trakhea memanjang dari laring ke arah bawah ke dalam rongga toraks tempatnya terbagi menjadi bronkhi kanan dan kiri. Dinding trakhea disangga oleh cincin-cincin kartilago, otot polos, dan serat elastik. Cincin kartilago ini berujung terbuka yang menghadap belakang seperti huruf C yang banyaknya sekitar 16 sampai 20 buah. Ujung terbuka dari cincin ini dihubungkan oleh otot polos dan jaringan ikat memungkinkan pelebaran esofagus ketika makanan ditelan. Cincin kartilago memberikan bentuk kaku pada trakhea, mencegahnya agar tidak kolaps dan menutup jalan udara. Bagian dalam trakhea dilapisi oleh membrane mukosa bersilia. Lapisan mukosa ini banyak mengandung sel yang menyekresi lendir disebut PSCC (pseudostratified ciliated columnar). Seperti halnya pada laring, silia pada trachea juga menyapu ke arah atas mengarah ke faring. Ketika mencapai faring, mukus biasanya tertelan atau dikeluarkan sebagai sputum. Trakea dilapisi epitelium respiratorik (kolumnar bertingkat dan bersilia) yang mengandung banyak sel goblet.

B. Bronkhial dan alveoli

Ujung distal trakhea membagi menjadi bronkhi primer kanan dan kiri yang terletak di dalam rongga dada. Di dalam paru-paru, masing-masing bronchus primer sedikit memanjang dari trakhea ke arah paru-paru membentuk cabang menjadi bronchus sekunder meski perpanjangan ini tidak simetris: cabang bronchus kiri mempunyai sudut yang lebih tajam dibanding dengan cabang bronchus kanan kanan. Sebagai akibat dari perbedaan anatomi ini adalah bila benda asing secara tidak sengaja terhirup biasanya akan tersangkut pada bronchus kanan (bayangkan trakhea sebagai sebatang pohon yang terbalik dengan cabang-cabangnya yang menjalar yang makin lama makin kecil; percabangan yang paling kecil ini disebut bronchiolus). Pada dinding bronchiolus tidak terdapat kartilago; keadaan ini menjadi penting secara klinis dalam asma. Bronchiolus yang paling kecil berakhir dalam kumpulan alveoli – kantung udara di dalam paru-paru.

Fungsi percabangan bronkhial untuk memberikan saluran bagi udara antara trakhea dan alveoli. Sangat penting artinya untuk menjaga agar jalan udara ini tetap terbuka dan bersih. Unit fungsi paru atau alveoli berjumlah sekitar 300-500 juta di dalam paru-paru pada rata-rata orang dewasa. Fungsinya adalah sebagai satu-satunya tempat pertukaran gas antara lingkungan eksternal dan aliran darah. Jumlah alveoli yang sangat banyak memberikan area permukaan yang sangat luas sehingga memungkinkan terjadinya pertukaran gas ini; setiap paru mempunyai area permukaan internal sekitar 80 kali lebih besar dari luas permukaan tubuh ekstermal atau sekitar 70 m2. Struktur alveoli sangat efisien untuk mendukung terjadinya difusi gas. Setiap alveolus terdiri atas ruang udara mikroskopik yang dikelilingi oleh dinding yang tipis yang memisahkan

7

Page 8: Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan.docx

satu alveolus dengan alveolus lainnya, dan dari kapiler didekatnya. Dinding ini terdiri atas satu lapis epitel skuamosa. Di antara sel epitel terdapat sel-sel khusus yang menyekresi lapisan molekul lipid seperti deterjen yang disebut surfaktan. Surfaktan normalnya melapisi permukaan dalam dinding alveolar, bersamaan dengan selapis tipis cairan encer. Cairan ini dibutuhkan untuk menjaga agar permukaan alveolar tetap lembab yang penting untuk terjadinya difusi gas melalui dinding alveolar. Air dalam cairan ini mengeluarkan tenaga atraktif yang kuat disebut tekanan permukaan yang menyebabkan dinding alveolar tertarik dan kolaps ketika udara meninggalkan bilik alveolar selama ekspirasi. Surfaktan melawan tekanan ini dengan memungkinkan alveoli mengembang kembali dengan cepat setelah ekspirasi. Tanpa surfaktan, tekanan permukaan akan menjadi demikian besar sehingga membutuhkan upaya muscular yang sangat besar untuk mengembangkan kembali alveoli.

C. Paru-paru

Paru-paru terletak di kedua sisi jantung di dalam rongga dada dan dikelilingi serta dilindungi oleh sangkar iga. Bagian dasar setiap paru terletak di atas diafragma; bagian apeks paru (ujung superior) terletak setinggi klavikula. Pada permukaan tengah dari setiap paru terdapat identasi yang disebut hillus, tempat bronchus primer dan masuknya arteri serta vena pulmonary ke dalam paru. Bagian kanan dan kiri paru terdiri atas percabangan saluran yang membentuk pohon bronchial, jutaan alveoli dan jaring-jaring kapilernya, dan jaringan ikat. Sebagai organ, fungsi paru-paru adalah tempat terjadinya pertukaran gas antara udara atmosfer dan udara dalam aliran darah. Setiap paru dibagi menjadi kompartemen yang lebih kecil. Pembagian pertama disebut lobus. Paru kanan terdiri atas tiga lobus dan lebih besar dari kiri yang hanya terdiri atas dua lobus. Lapisan yang membatasi antara lobus disebut fisura. Setiap lobus dipasok oleh cabang utama percabangan bronkhial dan diselaputi oleh jaringan ikat. Lobus kemudian membagi lagi menjadi kompartemen yang lebih kecil dan dikenal sebagai segmen. Setiap segmen terdiri atas banyak lobules yang masing-masing mempunyai bronkhiole, arteriole, venula, dan pembuluh limfatik. Dua lapis membran serosa mengelilingi setiap paru dan disebut sebagai pleurae. Lapisan terluar disebut pleura parietal yang melapisi dinding dada dan mediastinum. Lapisan dalamnya disebut pleura viseral yang mengelilingi paru dan dengan kuat melekat pada permukaan luarnya. Rongga pleural ini mengandung cairan yang dihasilkan oleh sel-sel serosa di dalam pleura. Cairan pleural melicinkan permukaan kedua membrane pleura untuk mengurangi gesekan ketika paru-paru mengembang dan berkontraksi selama bernapas. Jika cairan yang dihasilkan berkurang atau membrane pleura membengkak akan terjadi suatu kondisi yang disebut pleurisy dan terasa sangat nyeri karena membran pleural saling bergesekan satu sama lain ketika bernapas.

D. Toraks

Rongga toraks terdiri atas rongga pleura kanan dan kiri bagian tengah yang disebut mediastinum. Jaringan fibrosa membentuk dinding sekeliling mediastinum yang secara sempurna memisahkannya dari rongga pleura kanan dimana terletak paru kanan dan dari rongga pleura kiri

8

Page 9: Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan.docx

yang merupakan tempat dari paru kiri. Satu-satunya organ dalam rongga toraks yang tidak terletak di dalam mediastinum adalah paru-paru. Toraks mempunyai peranan penting dalam pernapasan karena bentuk elips dari tulang rusuk dan sudut perlekatannya ke tulang belakang, toraks menjadi lebih besar ketika dada dibusungkan dan menjadi lebih kecil ketika dikempiskan. Bahkan perubahan yang lebih besar lagi terjadi ketika diafragma berkontraksi dan relaksasi. Saat diafragma berkontraksi, diafragma akan mendatar keluar dan dengan demikian menarik dasar rongga toraks kea rah bawah sehingga memperbesar volume toraks. Ketika diafragma rileks, diafragma kembali ke bentuk awalnya yang seperti kubah sehingga memperkecil volume rongga toraks. Perubahan dalam ukuran toraks inilah yang memungkinkan terjadinya proses inspirasi dan ekspirasi.

Mekanisme Pernafasan2,5-6

Pernafasan menggunakan dua proses yaitu pernafasan luar (eksterna) yang merupakan penyerapan O2 dan pengeluaran CO2 dari tubuh secara keseluruhan serta dalam pernafasan dalam (interna) yang merupakan penggunaan O2 dan pembentukan CO2 oleh sel-sel. Fungsi utama sistem respirasi ialah untuk memberikam tubuh dengan oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida. Diperlukan 4 proses untuk proses respirasi itu sendiri, yaitu:

1.Ventilasi pulmonal – pergerakan udara masuk dan keluar dari paru-paru sehingga tersedia gas yang terus menerus ditukar. Biasanya disebut bernafas.

2.Respirasi eksternal – pergerakan oksigen dari paru ke darah dan CO₂ dari darah ke paru-paru.

3.Transport gas – pengangkutan O₂ dari paru ke jaringan tubuh dan pengangkutan CO₂ dari jaringan tubuh ke paru-paru. Itu dilakukan dengan menggunakan darah sebagai cairan transportasi.

4.Respirasi internal – pergerakan O₂ dari darah ke jaringan tubuh dan CO₂ dari jaringan tubuh ke darah.

Pernapasan secara normal berada di bawah control tidak sadar. Walaupun tingkat pernapasan dapat diubah, seseorang tidak menyadari pernafasannya pada sebagian besar waktu kecuali ia menderita asma atau emphysema. Kontrol psikologis pada pernapasan tergantung pada banyak factor, tetapi pH pada pusat respirasi dalam otak mengusahakan control mendasar.

Pertukaran Gas

Udara atmosfer, pada tekanan 760 mmHg di hari yang hangat, terdiri dari 21% Oksigen, 79% Nitrogen, 0,04% Karbon Dioksida, dan berbagai gas mulia.

Sifat dan konsep tekanan gas parsial gas

9

Page 10: Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan.docx

Dalam campuran gas, setiap gas memakai tekanannya sendiri sesuai dengan presentasinya dalam campuran, terlepas dari keberadaan gas lain (hokum Dalton).

Tekanan ini disebut tekanan (tegangan) parsial gas dalam suatu campuran dan dilambangkan dengan symbol P di depan lambing kimia gas serta dinyatakan dalam millimeter air raksa (mmHg).

Tekanan parsial Oksigen (PO2) dalam atmosfer :

21/100 x 760 mmHg = 160 mmHg

Tekanan parsial karbon dioksida (PCO2) dalam atmosfer :

0,04/100 x 760mmHg = 0,3 mmHg PCO2

Solubilitas gas dalam air bervariasi sesuai tekanan dan temperaturnya. Solubilitas meningkat setara dengan peningkatan tekanan parsial dan menurun sesuai dengan peningkatan temperature (hokum Henry).

Volume gas berbanding terbalik dengan tekannan gas (hokum Boyle). Jika tekanan meningkat, molekul-molekul gas terkompresi dan volume berkurang.

Membran respirasi merupakan tempat berlangsungnya pertukaran gas, terdiri dari lapisan surfaktan, epitelium skuamosa sipel pada dinding alveolar, membrane dasar padda dinding alveolar, ruang interstitial yang mengandung serabut jaringan ikat dan cairan jaringan, membrane dasar kapilar, dan endothelium kapilar. Molekul gas harus melewati keenam lapisan ini melalui proses difusi.

O2 dan CO2 meenurunkan gradient tekanan parsialnya saat melewati membrane respiratorik.

Molekul gas berdifusi dari area bertekanan parsial tinggi ke area bertekanan lebih rendah terlepas dari konsentrasi gas lain dalam larutan, dengan demikian kecepatan difusi gas menembus membrane ditentukan oleh tekanan parsialnya.

PO2 dalam udara alveolar adalah 100 mmHg, sementara PO2 pada darah terdeoksigenasi dalam kapiler pulmoner di sekitar alveoli adalah 40 mmHg. Dengan demikian, O2 berdifusi dari udara alveolar menembus membrane respiratorik menuju kapiler paru.

PCO2 dalam udara alveolar adalah 40mmHg dan PCO2 dalam kapilar di sekitarnya adalah 45 mmHg. Dengan demikian , CO2 berdifusi dari kapiler ke alveoli.

Faktor yang mempengaruhi difusi gas selain gradient tekanan parsialnya, Antara lain :

10

Page 11: Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan.docx

1. Ketebalan membrane respirasi. Penyebab apapun yang dapat meningkatkan ketebalan membrane, seperti edema dalam ruang intertisial atau infiltrasi fibrosa paru-paru akibat penyakit pulmonar dapat mengurangi difusi.

2. Area permukaan membran respirasi. Pada penyakit seperti emfisema, sebagian besar permukaan yang tersedia untuk pertukaran gas berkurang dan pertukaran gas mengalami gangguan berat.

3. Solubilitas gas dalam membrane respirasi. Solubilitas CO2 20 kali lebih besar dari O2. Dengan demikian, CO2 berdifusi melalui membrane 20 kali lebiih cepat dari O2

Transport Gas

A. Transport Oksigen

Sekitar 70% oksigen dalam darah dibwa eritrosit yang telah berikatan dengan haemoglobin (Hb), 3% oksigen sisanya larut dalam plasma.

1. Setiap molekul dalam keempat molekul besi dalam Hb berikatan dengan satu molekul oksigen untuk membentuk oksihemoglobin berwarna merah tua. Ikatan ini tidak kuat dan reversible. Hemoglobin tereduksi (HHb) berwarna merah kebiruan.

2. Kapasitas oksigen adalah volume maksimum oksigen yang dapat berikatan dengan sejumlah hemoglobin dalam darah.

a. Setiap sel darah merah mengandung 280 juta molekul hemoglobin, setiap gram hemoglobin dapat mengikat 1,34 ml oksigen.

b. 100 ml darah rata-rata mengandung 15 gram hemoglobin untuk maksimum 20 ml O2 per 100 ml darah (15x1,34). Konsentrasi hemoglobin ini biasanya dinyatakan sebagai presentasi volume dan merupakan jumlah yang sesuai dengan kebutuhan tubuh.

3. Kejenuhan oksigen darah adalah rasio antara volume oksigen actual yang terikat pada hemoglobin dan kapasitas oksigen. Kejenuhan oksigen dibatasi oleh jumlah hemoglobin atau PO2

4. Kurva disosiasi oksigen-hemoglobin. Grafik memperlihatkan presentase kejenuhan hemoglobin pada garis vertical dan tekanan parsial oksigen pada garis horizontal.

a. Kurva berbentuk sigmoid karena kapasitas pengisian pada hemoglobin (afinitas pengikatan oksigen) bertambah jika kejenuhan bertambah. Demikian pula pelepasan oksigennya akan meningkat, kejenuhan oksigen darah pun meningkat Hb 97% jenuh pada PO2 100 mmHg, sepertiyang terjadi pada alveolar.

11

Page 12: Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan.docx

b. Lereng kurva dissosiasi ini menjadi tajam diantara tekanan 10 sampai 50 mmHg dan mendatar diantara 0 sampai 100 mmHg. Dengan demikian, pada tingkat PO2 yang tinggi, muatan yang besar hanya sedikit mempengaruhi kejnuhan hemoglobin, seperti penurunann PO2 sampai 50 mmHg.

c. Jika PO2 turun sampai dibawah 50 mmHg, seperti yang terjadi dalam jaringan tubuh, perubahan ini walaupun sangat sedikit akan megakibatkan pengaruh besar terhadap kejenuhan Hb dan volume oksigen yang dilepas.

d. Darah arteri secara normal membawa 97% oksigen dari kapasitasnya untuk melakukan hal tersebut. Pernapasan dalam atau menghirup oksigen murni tiak dapat memberi peningkatan yang berarti pada kejenuhan Hb hemoglobin dengan oksigen. Menghirup oksigen murni dapat meningkatkan penghantaran oksigen ke dalam jaringan karena volume oksigen terlarut dalam plasma darah meningkat.

e. Dalam darah vena, PO2 mencapai 40 mmHg dan hemoglobin masih 75% jenuh, ini menunjukan bahwa darah hanya melepas sekitar seperempat muatan oksigennya saat melewati jaringan. Hal ini memberikan rentang keamanan yang tinggi jika sewaktu waktu pernapasan terganggu atau kebutuhan oksigen jaringan meningkat.

5. Afinitas hemoglobin terhadap oksigen dan kurva disosiasi oksigen hemoglobin dipengaruhi oleh pH, temperature, dan konsentrasi 2,3 difosfogliserat (2,3-DPG).

a. Hemoglobin dan pH. Peningkatan PCO2 darah atau peningkatan asiditas darah melemahkan ikatan antara oksigen dan hemoglobin, sehingga kurva bergerak ke kanan. Terhadap tingkat PO2 manapun, peningkatan asiditas darah menyebabkan hemoglobin melepaskan lebih banyak oksigen ke jaringan

*Sel-sel yang bermetabolis aktif, seperti saat berolah raga, melepas lebih banyak CO2 dan ion Hidrogen

* Efek peningkatan CO2 dan penurunan pH darah disebut efek Bohr.Efek ini meniingkatkan pelepasan oksigen dari hemoglobin.

b. Hemoglobin dan temperatur. Peningkatan temperatur yang terjadi dalam visinitas sel-sel yang bermetabolisi aktif juga akan menggerakan kurva ke kanan dan meningkatkan penghantaran oksigen ke otot yang bergerak.

c. Hemoglobin dan DPG. Peningkatan konsentrasi 2,3 DPG, suatu metabolit glikosis yang ditemukan dalam eritrosit akan menurunkan afinitas Hb terhadap oksigen dan menggerakan kurva dissosiasi oksi-Hb ke kanan.

12

Page 13: Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan.docx

* Konsentrasi 2,3 DPG perlahan meningkat saat kadar oksigen secara kronik menurun, seperti pada anemia atau insufisiensi jantung. Metabolit ini bereaksi dengan hb dan mengurangi afinitasnya terhadap oksigen sehingga semakin banyak oksigen yang tersedia untuk jaringan.

* Konsentrasi 2,3 DPG juga penting dalam transfer oksigen dari darah maternal ke darah janin. Hb janin (HbF) memiliki afinitas lebih besar terhadap oksigen dibandingkan Hb dewasa (HbA), inilah perubahan akibat kerja 2,3 DPG terhadap HbF

6. P50 adalah indeks yang tepat untuk pemindahan kurva disosiasi oksi-Hb. Sebenarnya, PO2-lah yang menunjukkan Hb 50% jennuh dengan Oksigen. Semakin tinggi P50, semakin rendah afinitas Hb terhadap oksigen.

B.Transpor Karbon dioksida. Karbon dioksida yang berdifusi ke dalam darah dan jaringan dibawa ke paru-paru melalui cara :

1. Sejumlah kecil karbon dioksida (7-8%) tetap terlarut dalam plasma

2. Karbondioksida yang tersisa bergerak ke dalam sel darah merah, di mana 25 %nya bergabung dalam bentuk reversible yang tidak kuat dengan gugus amino di bagian globin pada hemoglobin untuk membentuk karbaminohemoglobin.

3. Sebagian besar karbon dioksida dibawa dalam bentuk bikarbonat, terutama dalam plasma.

a. Karbon dioksida dalam sel darah merah berikatan dengan air untuk membentuk asam karbonat dalam reaksi bolak-balik yang dikatalis oleh anhydrase karbonik.

b.Jika konsentrasi CO2 tinggi dalam jaringan reaksi berlangsung kekanan sehingga lebih banyak terbentuk ion hydrogen dan bikarbonat. Dalam paru yang konsentrasi CO2 nya lebih rendah, reaksi berlangsung ke kiri dan melepaskan karbondioksida

4. Pergeseran klorida. Ion bikarbonat bermuatan negative yang terbentuk dalam sel darah merah berdifusi ke dalam plasma dan hanya menyisakan ion bermuatan positif berlebihan.

a. Untuk mempertahankan netralitas elektrokimia, ion bermuatan negatif lain yang sebagian besar ion klorida, bergerak ke dalam sel darah merah untuk memulihkan ekuilibrium ion. Inilah yang disebut sebagai pergeseran klorida.

b. Kandungan klorida dalam sel darah merah di vena yang memiliki konsentrasi karbon dioksida lebih tinggi akan lebih besar dibandingkan dalam darah arteri

5. Ion hydrogen bermuatan positif yang terlepas akibat disosiasi asam karbonat, berikatan dengan Hb dalam sel darah merah untuk meminimalisasi perubahan pH.

Keseimbangan Asam Basa

13

Page 14: Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan.docx

Satuan ukuran keseimbangan asam basa adalah pH, yang menyatakan kepekaan terhadap ion-ion H+ dan keasaman yang ditimbulkannya. Ion-ion H+ dan ion-ion OH- menentukan keasaman atau kebasaan suatu larutan. Apabila terjadi penambahan atau peningkatan konsentrasi ion H+, maka keadaan bersifat lebih asam dan pH akan turun. Sebaliknya, bila cairan tubuh bersifat basa atau alkali, maka pH akan meningkat.

Nilai normal pH cairan tubuh adalah 7,35-7,45. Kestabilan nilai pH tersebut dipertahankan oleh system buffer dan mekanisme lain. Buffer adalah bahan yang dapat bekerja sebagai reaksi kimia yang dapat menarik atau melepaskan ion-ion H+, sehingga pH tetap relative stabil. Buffer terdapat pada semua cairan tubuh dan bekerja dengan segera (dalam 1 detik) setelah terjadi pH abnormal. System buffer meliputi system buffer asam karbonat (H2CO3) dan bikarbonat (HCO3-); system buffer fosfat (H2PO4 dan HPO42 ); serta system buffer protein dan plasma.

Selain system buffer, terdapat mekanisme lain yang dilakukan oleh tubuh sebagai kompensasi dalam menjaga keseimbangan asam basa. Bagian tubuh tersebut ialah paru-paru dan ginjal. Peran paru-paru dalam menjaga keseimbangan asam basa adalah mengendalikan konsentrasi asam karbonat, sedangkan ginjal berperan dalam pengendalian konsentrasi bikarbonat.

Ventilasi Pulmonal

Ventilasi pulmonal ialah suatu proses mekanik yang menggunakan perubahan volume pada rongga thoraks (rongga dada). Dalam kata lain, ventilasi pulmonal ialah pertukaran udara antara atmosfer dengan alveoli di paru-paru atau lebih dikenal sebagai bernafas.

Ventilasi pulmonal terbagi menjadi 2 yaitu inspirasi dan ekspirasi. Kedua-duanya terjadi hasil dari perubahan dari volume thoraks yang menyebabkan udara untuk bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan rendah.

Inspirasi

Proses inspirasi merupakan suatu proses aktif di mana otot-otot inspirasi berkontraksi. Otot utama yang berkontraksi untuk menghasilkan inspirasi sewaktu pernafasan tenang termasuk diafragma dan M. interkostal eksternus.

1. Pada awal inspirasi, otot-otot inspirasi utama berkontraksi di mana diafragma (dirangsang oleh N. phrenicus) menurun. Diafragma berkontraksi, ia akan menurun dan menyebabkan volume thoraks bertambah secara vertikal. Apabila otot interkostal externus berkontraksi ia akan menyebabkan penambahan volume thoraks.

2.Hal ini menyebabkan volume rongga thoraks diperbesar secara keseluruhannya. Tulang-tulang iga terangkat dan sternum bergerak ke anterior atas.

14

Page 15: Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan.docx

3.Paru-paru akan meregang dan menjadi luas untuk mengisi rongga thoraks yang membesar. Volume intrapulmonal meningkat akibat dari regangan paru.

4.Apabila paru membesar, tekanan intra alveoli menurun dari 760 mmHg menjadi 759 mmHg (-1 mmHg) dan mengakibatkan lebih rendah dari tekanan atmosfer (760 mmHg).

5.Udara (gas) mengalir ke dalam paru-paru menuruni gradien tekanan sehingga tekanan intra alveol menjadi 0 atau menyamai tekanan atmosfer.

Inspirasi kuat melibatkan kontraksi diafragma dan otot interkostal externus dengan lebih kuat dengan membawa otot-otot inspirasi tambahan sama-sama berperan dalam membesarkan lagi rongga thoraks. Otot-otot inspirasi tambahan antaranya termasuklah M. sternocleidomastoideus, pectolaris major & scalenus. Perluasan yang lebih ini menyebabkan penurunan tekanan intra alveol yang lebih dan mengakibatkan pengaliran udara ke dalam paru dengan lebih banyak.

Ekspirasi

Proses ekspirasi secara umumnya di mana udara dibawa keluar dari paru. Ekspirasi tenang merupakan suatu proses pasif dan ia melibatkan relaksasi otot-otot inspirasi yaitu diafragma dan M. interkostal internus. Peristiwa ini menyebabkan ekspirasi termasuk:

1.Otot-otot inspirasi berelaksasi dimana diafragma menaik. Penaikan diafragma ini mengakibatkan volume rongga thoraks berkurang. Selain itu, relaksasi otot interkostal externus menyebabkan pengurangan volume rongga thoraks.

2.Hal ini akan menyebabkan tulang-tulang iga menurun ke bawah.

3.Jaringan paru yang elastis kembali ke semula sesudah teregang. Ini merupakan daya recoil pasif jaringan paru. Recoilnya paru membawa kepada berkurangnya volume intrapulmonal.

4.Volume paru yang berkurang mengakibatkan tekanan intra alveol meningkat dari 760 mmHg menjadi 761 mmHg (+1 mmHg) dan menjadi lebih tinggi dari tekanan atmosfer.

5.Udara mengalir keluar dari paru menuruni gradien tekanan sehingga tekanan intra alveol menjadi 0 atau menyamai tekanan atmosfer (760 mmHg).

Ekspirasi kuat membutuhkan kontraksi dari otot-otot ekspirasi yaitu otot dinding perut dan M. interkostal internus. Kontraksi otot dinding perut (abdominal muscles) meningkatkan tekanan intra-abdominal menyebabkan diafragma terdorong ke atas dan mengurangkan dimensi vertikal rongga thoraks. Kontraksi otot interkostal internus pula menurunkan volume rongga thoraks dengan meratakan sternum dan tulang-tulang iga.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pernapasan

1. Usia

15

Page 16: Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan.docx

Saat lahir terjadi perubahan respirasi yang besar yaitu paru-paru yang sebelumnya berisi cairan menjadi berisi udara. Bayi memiliki dada yang kecil dan jalan nafas yang pendek. Bentuk dada bulat pada waktu bayi dan masa kanak-kanak, diameter dari depan ke belakang berkurang dengan proporsi terhadap diameter transversal. Pada orang dewasa thorak diasumsikan berbentuk oval. Pada lanjut usia juga terjadi perubahan pada bentuk thorak dan pola napas.

2. Suhu

Sebagai respon terhadap panas, pembuluh darah perifer akan berdilatasi, sehingga darah akan mengalir ke kulit. Meningkatnya jumlah panas yang hilang dari permukaan tubuh akan mengakibatkan curah jantung meningkat sehingga kebutuhan oksigen juga akan meningkat. Pada lingkungan yang dingin sebaliknya terjadi kontriksi pembuluh darah perifer, akibatnya meningkatkan tekanan darah yang akan menurunkan kegiatan-kegiatan jantung sehingga mengurangi kebutuhan akan oksigen.

3. Gaya Hidup

Aktifitas dan latihan fisik meningkatkan laju dan kedalaman pernapasan dan denyut jantung, demikian juga suplay oksigen dalam tubuh. Merokok dan pekerjaan tertentu pada tempat yang berdebu dapat menjadi predisposisi penyakit paru.

4.Status Kesehatan

Pada orang yang sehat sistem kardiovaskuler dan pernapasan dapat menyediakan oksigen yang cukup untuk memenuhi kebutuhan tubuh. Akan tetapi penyakit pada sistem kardiovaskuler kadang berakibat pada terganggunya pengiriman oksigen ke sel-sel tubuh. Selain itu penyakit-penyakit pada sistem pernapasan dapat mempunyai efek sebaliknya terhadap oksigen darah. Salah satu contoh kondisi kardiovaskuler yang mempengaruhi oksigen adalah anemia, karena hemoglobin berfungsi membawa oksigen dan karbondioksida maka anemia dapat mempengaruhi transportasi gas-gas tersebut ke dan dari sel.

5.Narkotika

Narkotika seperti morfin dan dapat menurunkan laju dan kedalam pernapasan ketika depresi pusat pernapasan dimedula. Oleh karena itu bila memberikan obat-obat narkotik analgetik, perawat harus memantau laju dan kedalaman pernapasan.

6.Ketinggian

Ketinggian mempengaruhi pernapasan. Makin tinggi daratan, makin rendah O2, sehingga makin sedikit O2 yang dapat dihirup belalang. Sebagai akibatnya belalang pada daerah ketinggian memiliki laju pernapasan yang meningkat, juga kedalaman pernapasan yang meningkat.

7.Polusi udara

16

Page 17: Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan.docx

Dengan adanya polusi udara, kecepatan pernapasan kita terganggu. Bernapas menjadi lebih menyesakkan sehingga kecepatan pernapasan menurun, jumlah oksigen yang dihisap menurun, kita pun menjadi lemas.

Daftar Pustaka

1. Asih NGY, Effendy C. Sistem pernapasan. Jakarta: EGC; 2002.2. Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: EGC; 2003.3. Moore LK. Agur RMA. Anatomi klinis dasar. Jakarta : Hipokrates.20024. Gunardi S. Anatomi Sitem Pernapasan. Jakarta : Fakultas Kedokteran Indonesia.

20075. Cameron.Skofronick.Grant. Fisika Tubuh manusia. Diterjemahkan : Sardy L.

Jakarta : CV Sagung Seto.2006 6. Sherwood. Introduction to Human Physiology. 8th Ed.

17

Page 18: Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan.docx

18