Laporan Pengujian Volume Paru-Paru

LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI

PENGUJIAN VOLUME PARU-PARU

Disusun oleh kelompok 2, yang beranggotakan:

Agi Prilyani (2)

Andreas Sugeng (5)

Irna Nurhidayah (9)

Nanda Sheia Ellanova (24)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam banyak keadaan, bernafas dapat diatur sesuai dengan keperluan yang bergantung

pada aktivitas yang dilakukan. Semua orang sangat tergantung pada oksigen demi

keberlangsungan hidupnya, jika paru-paru tidak memperoleh oksigen selama lebih dari empat

menit maka akan mengakibatkan kerusakan pada otak yang tidak dapat diperbaiki dan dapat

mengakibatkan seseorang meninggal dunia. Bila oksigen di dalam darah tidak mencukupi

maka warna merah pada darah akan hilang dan menjadi kebiru-biruan, hal ini akan terlihat

dengan warna bibir, telinga, lengan, dan kaki seseorang yang kekurangan oksigen akan

menjadi biru pula. Oleh sebab itu, mengukur volume paru-paru sangat penting untuk

mengetahui ada tidaknya gangguan pada sistem pernapasan. Setiap orang memiliki volume

paru yang berbeda-beda. Misalnya olahragawan cenderung memiliki kapasitas paru-paru

yang lebih besar.Hal tersebut diakibatkan oleh beberapa faktor, antara lain usia, jenis kelamin,

berat badan, ukuran paru-paru, kekuatan bernapas, cara bernapas dan tinggi badan serta

aktivitas seseorang.

Volume paru juga dapat dikombonasikan untuk menguraikan peristiwa dalam siklus paru.

Salah satunya adalah kapasitas vital paru-paru. Kapasitas vital sama dengan volume cadangan

inspirasi ditambah volume tidal dan volume cadangan ekspirasi. Atau dengan kata lain,

kapasitas vital adalah udara yang masuk dan keluar pada saat tubuh melakukan inspirasi dan

ekspirasi sekuat-kuatnya dan banyaknya sekitar 3,5 liter. Kapasitas vital paru dapat dapat

diukur dengan menggunakan alat yang disebut spirometer. Spirometer ditemukan oleh John

Hutchinson. Namun demikian, kita juga dapat mencari kapasitas paru-paru dengan

menggunakan alat-alat yang dirangkai secara khusus seperti dalam penelitian yang kami

lakukan.

1.2. Dasar Teori

Volume udara di paru-paru selama proses pernafasan tidak tetap. Salah satu faktor

penyebabnya adalah cara bernafas. Pengertian udara pernafasan adalah sebagai berikut :

1. Volume Tidal (VT) adalah volume pernafasan biasa, kurang lebih 500 cc atau 500 ml

2. Volume Cadangan Inspirasi (VCI) adalah udara yang masih dapat dimasukkan secara

maksimal setelah inspirasi biasa, besar volumenya kurang lebih 1500cc atau 1500 ml.

3. Volume Cadangan Ekspirasi (VCE)adalah udara yang masih dapat dikeluarkan secara

maksimal setelah ekspirasi biasa, besar volumenya kurang lebih 1500 cc atau 1500

4. Volume Residu (VR) adalah volume yang masih tersisa di dalam paru – paru setelah

ekspirasi maksimal, besar volumenya kurang lebih 1000 cc atau 1000 ml.

Berdasarkan volume udara pernafasan tersebut, dapat ditentukan kapasitas paru-paru.

Beberapa jenis kapasitas paru-paru adalah sebagai berikut :

Kapasitas Inspirasi : Volume tidal (VT) + Volume Cadangan Inspirasi (VCI)

Kapasitas Residu Fungsional : Volume Cadangan Ekspirasi (VCE)+Volume Residu (VR)

Kapasitas Vital : Volume Cadangan Inspirasi (VCI) + Volume Tidal (VT)

+ Volume Cadangan Ekspirasi (VCE)

Kapasitas Total : Volume Tidal (VT) + Volume Cadangan Inspirasi (VCI)

+ Volume Cadangan Ekspirasi (VCE) + Volume Residu (VR)

1.3. Tujuan

Mengetahui perbedaan volume udara atau kapasitas paru-paru seseorang dengan

menggunakan alat-alat yang dirangkai secara khusus.

Mengetahui hubungan antara frekuensi pernapasan dan volume paru-paru.

Mengidentifikasi dan menganalisa faktor-faktor yang berhubungan dengan volume

paru-paru

BAB II

METODE PRAKTIKUM

2.1. Waktu dan Tempat

Praktikum pengujian volume paru-paru ini berlangsung pada hari Rabu, 23 April 2014 di

koridor lantai dasar gedung baru SMAN 33 Jakarta Barat. Praktikum berlangsung selama 90

menit, yakni dari jam pelajaran pertama hingga jam pelajaran kedua.

2.2. Alat dan Bahan

1. Ember/baskom besar

2. Galon plastik yang bervolume 4 liter

3. Selang plastic diameternya ½ cm dan panjangnya 1 meter

4. Gelas ukur 100 ml

5. Spidol

6. Air secukupnya

7. Isolasi

8. Blao

9. Sedotan

2.3. Prosedur Kerja

1. Buatlah skala pada galon plastik dengan spidol. Caranya dengan menuangkan 100 mL air

dari gelas ukur ke dalam galon. Tandai ketinggian air setiap penambahan air dari gelas ukur.

Isilah galon dengan air hingga ¾ penuh.

2. Tambahkan serbuk belao ke dalam air secukupnya sehingga warnanya menjadi cukup jelas.

Pasang tutup botol dan kocoklah agar belao bercampur merata. Tambahkan belao bila dirasa

belum cukup jelas.

3. Balik galon yang telah berisi air dengan cepat ke dalam ember/baskom besar yang juga

berisi air. Jangan sampai ada gelembung udara yang terbentuk di dalam galon. Galon

diusahakan juga agar tidak penyok.

4. Masukkan selang plastik melalui mulut galon sekitar 10 cm pada ujung. Ujung yang

satunya lagi disisipi sedotan plastik

5. Lakukan pengukuran volume tidal, volume tidal + volume cadangan ekspirasi, dan

vokapasitas vital paru-paru, dengan cara sebagai berikut:

a. Volume Tidal

Lakukan inspirasi normal/biasa, lalu lakukan ekspirasi dengan normal/biasa pula melalui

ujung selang plastik. Catat volume air yang keluar dari galon (skala akhir yang di hasilkan).

Hitunglah selisih antara skala awal dan skala akhir yang terbentuk. Jangan lupa untuk

menutup ujung selang yang digunakan untuk meniup karena skala akhir akan terus turun bila

ujung selang tidak ditutup.

b. Volume Tidal + Volume Cadangan Ekspirasi

Selanjutnya kosongkan galon dan isi kembali. Ambil napas normal, lalu hembuskan seluruh

udara dalam paru-paru yang dapat dikeluarkan melalui selang plastik hingga tidak dapat

dikeluarkan lagi. Hitunglah selisih antara skala awal dan skala akhir yang terbentuk.

c. Kapasitas Vital

Selanjutnya kosongkan gallon dan isi kembali, ambil napas dalam – dalam dan hembuskan

sekuat – kuatnya melalui selang. Hitunglah selisih antara skala awal

6. Ulangi percobaan 3 kali per peserta percobaan untuk setiap kategori volume.

7. Catatlah hasilnya pada tabel.

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Data Hasil Percobaan

1. Agi Prilyani

Volume Paru-ParuPercobaan ke-

Rata-Rata1 2 3

Volume Tidal 400 mL 350 mL 500 mL 416 mL

Volume Tidal +

Cadangan

Ekspirasi

900 mL 900 mL 1000 mL 933 mL

Kapasitas Vital 1100 mL 1200 mL 1100 mL 1133 mL

2. Andreas Sugeng


Rata-Rata1 2 3


Volume Tidal +

Cadangan

Ekspirasi

2500 mL 2000 mL 2300 mL 2266 mL


3. Irna Nurhidayah


Rata-Rata1 2 3


Volume Tidal +

Cadangan

1000 mL 700 mL 700 mL 800 mL

Ekspirasi


4. Nanda Sheia Ellanova


Rata-Rata1 2 3


Volume Tidal +

Cadangan

Ekspirasi

1100 mL 1300 mL 1200 mL 1200 mL


Dari data tersebut juga dapat ditentukan volume cadangan ekspirasi (volume suplementer), volume cadangan inspirasi (volume komplementer), dan volume total paru-paru.

Volume cadangan ekspirasi atau volume suplementer dapat diperoleh dengan mengurangi volume tidal + cadangan ekspirasi rata-rata dengan volume tidal rata-rata.

V S=(V Td+V S )−V T d

Dimana V S adalah volume suplementer, (V T d+V S ) adalah volume tidal + cadangan ekspirasi

rata-rata, dan V T d adalah volume tidal rata-rata. Adapun data yang dihasilkan untuk volume suplementer adalah sebagai berikut:

Agi Prilyani Andreas Sugeng Irna Nurhidayah Nanda Sheia

Volume Suplementer 517 mL 1366 mL 367 mL 634 mL

Volume cadangan inspirasi atau volume komplementer dapat diperoleh dengan mengurangi kapasitas vital rata-rata dengan volume tidal + cadangan ekspirasi rata-rata.

V K=KV− (V T d+V S )

Dimana V K adalah volume komplementer, KV adalah kapasitas vital rata-rata, dan (V T d+V S ) adalah volume tidal + cadangan ekspirasi rata-rata. Adapun data yang dihasilkan untuk volume komplementer adalah sebagai berikut:


Volume Komplementer 200 mL 1200 mL 500 mL 533 mL

Volume total dapat diperoleh dengan menjumlahkan kapasitas vital rata-rata dengan volume

residu paru-paru. Volume residu paru-paru nilainya dianggap konstan yakni sebesar 1000 mL.

V T=KV+1000 mL

Adapun data yang dihasilkan untuk volume total adalah sebagai berikut:


Volume Komplementer 2133 mL 4466 mL 2300 mL 2733 mL

3.2. Analisa dan Pembahasan

Merujuk kepada data hasil percobaan laju napas dan laju denyut nadi yang lalu, dengan

menghilangkan data laju denyut nadi, maka kita akan mendapatkan data laju pernapasan

sebagai berikut:

1. Agi Prilyani

Aktivitas Laju Napas (frekuensi per menit)

Duduk 24

Berdiri 24

Berjalan 32

Lari Santai 38

Lari Cepat 40

2. Andreas Sugeng


Duduk 16

Beridiri 14

Berjalan 16

Lari Santai 24

Lari Cepat 40

3. Irna Nurhidayah


Duduk 18

Beridiri 14

Berjalan 20

Lari Santai 28

Lari Cepat 44

4. Nanda Sheia Ellanova


Duduk 20

Beridiri 22

Berjalan 24

Lari Santai 36

Lari Cepat 38

Jika kita membandingkan data laju pernapasan tersebut dengan data volume pernapasan,

maka kita dapat mendapatkan adanya hubungan antara laju pernapasan, atau selanjutnya

disebut sebagai frekuensi pernapasan dengan volume pernapasan.

Dengan meninjau perbedaan frekuensi pernapasan setiap peserta dalam suatu kondisi,

dimana kita pilih kondisi duduk karena sesuai dengan keadaan saat melakukan percobaan

kapasitas volume, maka akan terlihat grafik sebagai berikut:

Andreas S

ugeng

Irna N

urhiday

ah

Nanda S

heia El

lanova

Agi Prily

ani

0300600900

900533 566

416

Frekuensi Pernapasan Saat Duduk

Volume Tidal Rata-Rata (mL)

Dengan meninjau perbedaan volume paru-paru setiap peserta dalam kategori yang sama,

dimana kita pilih volume tidal yang telah dirata-ratakan karena pada saat rileks kita

cenderung bernapas pada kisaran volume tidal, maka akan terlihat grafik sebagai berikut:

Andreas S

ugeng

Irna N

urhiday

ah

Nanda S

heia El

lanova

Agi Prily

ani

0102030

16 18 20 24

Volume Tidal Rata-Rata

Laju Pernapasan (frekuensi per menit)

Maka dari itu, secara garis besar dapat dilihat adanya hubungan antara frekuensi

pernapasan dengan volume pernapasan rata-rata, dimana frekuensi pernapasan berbanding

terbalik terhadap volume paru-paru yang bisa dituliskan

f ∝ 1V

Dimana f adalah frekuensi pernapasan dan V adalah volume paru-paru. Dengan demikian,

semakin tinggi frekuensi pernapasan mengindikasikan bahwa volume pernapasan atau

volume paru-paru yang semakin kecil dan juga sebaliknya.

Untuk membuktikan kevalidan pernyataan tersebut, mungkin bisa dilihat pada tabel di atas

terdapat anomali antara grafik frekuensi pernapasan dengan volume tidal rata-rata bagi

peserta Irna Nurhidayah dan Nanda Sheia Ellanova (bar grafik peserta masing-masing diberi

warna hijau dan merah). Untuk meninjau anomali ini, kita perlu melihat grafik frekuensi

pernapasan lain kedua peserta. Marilah kita ambil grafik frekuensi pernapasan kedua peserta

pada saat berlari cepat (untuk menguji kevalidan pernyataan tersebut pada keadaan ekstrim).

Grafik frekuensi pernapasan kedua peserta pada saat berlari cepat adalah sebagai berikut:

Nanda Sheia El-lanova

Irna Nurhidayah34363840424446

38

44

Frekuensi Pernapasan Saat Berlari Cepat

Volume Tidal Rata-Rata (mL)

Jadi, pernyataan bahwa frekuensi pernapasan berbanding terbalik dengan volume

paru-paru dapatlah dianggap valid, walau terdapat sedikit anomali dalam penerapannya.

Sebenarnya, jika ditinjau secara lebih cermat, juga terdapat anomali yang terjadi pada peserta

Agi Prilyani pada data frekuensi pernapasan saat berlari cepat. Hal tersebut dimungkinkan

oleh kesalahan perhitungan yang dilakukan saat menghitung frekuensi pernapasan.

Fruekuensi pernapasan dapat berbanding terbalik dengan volume paru-paru karena

semakin kecil volume paru-paru, maka luas permukaan respirasi tentunya akan semakin

sempit. Dengan menyempitnya luas permukaan respirasi, maka oksigen yang berdifusi ke

dalam kapiler darah dan karbondioksida yang berdifusi keluar akan semakin sedikit. Dalam

hal ini, tubuh akan melakukan frekuensi pernapasan yang lebih tinggi untuk luas permukaan

respirasi yang sempit dibandingkan dengan luas permukaan respirasi yang lebih luas. Hal ini

akan berpengaruh pada frekuensi pernapasan seseorang ketika dirinya dihadapkan pada

berbagai aktivitas. Semakin berat suatu aktivitas, maka tentunya seseorang yang memiliki

luas permukaan respirasi yang lebih sempit akan bernapas dengan frekuensi yang lebih

sering.

Volume paru-paru dipengaruhi oleh beberapa faktor, di antara lain:

1. Faktor Jenis Kelamin

Faktor jenis kelamin merupakan faktor yang sangat nampak dalam percobaan kali ini. Dari

data, dapat terlihat dengan jelas bahwa peserta pria memiliki volume paru-paru yang lebih

besar dibandingkan peserta wanita. Secara umum, volume dan kapasitas seluruh paru

pada wanita kira-kira 20 – 25% lebih kecil daripada pria.

2. Faktor Kebiasaan Berolahraga dan Kebiasaan Aktivitas

Faktor olahraga dan kebiasaan aktivitas adalah faktor yang mempengaruhi volume

pernapasan. Hal ini karena kebiasaan berolahraga akan meningkatkan kapasitas pernapasan

seseorang. Seorang atlit atau olahragawan yang terlatih tentunya akan memiliki kapasitas

pernapasan yang lebih tinggi daripada mereka yang jarang berolahraga. Kebiasaan aktivitas,

seperti yang telah dibahas pada laporan percobaan sebelumnya, dapat mempengaruhi

frekuensi pernapasan seseorang, dimana juga dapat mempengaruhi volume pernapasan

seseorang. Dari data keempat peserta, maka dapat dianalisa sebagai berikut:

Agi Prilyani, jarang berolahraga sehingga secara keseluruhan memiliki volume

pernapasan yang paling sedikit. Mungkin faktor lainnya yang lebih relevan adalah

faktor bawaan sejak lahir.

Andreas Sugeng, jarang berolahraga namun memiliki volume paru-paru yang paling

besar dibandingkan peserta lainnya. Hal ini mungkin lebih disebabkan oleh faktor

gender

Irna Nurhidayah, sekarang jarang berolahraga. Hal ini yang menyebabkan volume

pernapasannya tidak besar

Nanda Sheia, beraktivitas dengan berjalan kaki sepulang sekolah. Hal ini

menyebabkan volume pernapasannya secara umum lebih besar diantara peserta

wanita lainnya.

3. Faktor Berat Badan dan Tinggi Badan

Faktor berat badan dan tinggi badan merupakan salah satu faktor yang menentukan

volume paru-paru seseorang. Kedua faktor ini sebenarnya dapat digabungkan menjadi suatu

faktor tunggal yakni indeks massa tubuh, yang merupakan perbandingan antara berat badan

terhadap tinggi badan. Namun, sebelum menggabungkan kedua faktor ini, marilah meninjau

kedua faktor secara terpisah.

Berat badan dapat mempengaruhi volume paru-paru seseorang, walau tidak tampak secara

signifikan dalam percobaan ini. Semakin banyak lemak yang menutupi rongga paru-paru,

maka paru-paru akan semakin sulit mengembang. Hal inilah yang menjadi alasan mengapa

seseorang yang obesitas (kelebihan berat badan) akan mengalami sesak napas bila

beraktivitas berat.

Tinggi badan dapat mempengaruhi volume paru-paru seseorang, walau juga tidak tampak

secara signifikan dalam percobaan ini. Bila kita membandingkan pernapasan seseorang yang

jangkung dengan seseorang yang pendek, maka seseorang yang jangkung akan memiliki

volume pernapasan yang lebih besar daripada seseorang yang pendek. Hal inilah yang

mungkin menjadi alasan mengapa para atlit yang berbadan besar (bukan berarti obsesitas)

memiliki volume pernapasan yang lebih besar.

Ternyata, kedua faktor ini dapat digabungkan menjadi sebuah faktor tunggal, yakni adalah

faktor indeks massa tubuh, yang merupakan perbandingan antara berat badan terhadap tinggi

badan. Menurut penelitian yang dilakukan oleh Rizaldy Pinzon yang berjudul “Hubungan

Indeks Massa Tubuh dengan Kapasitas Vital Paru-Paru Golongan Usia Muda”. Dalam

penelitian tersebut, lebih terfokus pada gabungan kedua variabel tersebut yakni berat badan

dan tinggi badan karena gabungan dari kedua variabel itulah yang menjadi patokan apakah

seseorang tergolong obesitas atau tidak. Hasil penelitian menunjukkan bahwa orang yang

digolongkan sebagai obesitas (perbandingan antara berat badan dan tinggi badan tidak

mencapai proporsi normal), cenderung memiliki VO2 Max yang lebih kecil dibandingkan

dengan orang normal. VO2 Max artinya, saat tubuh bekerja sekeras mungkin, seseorang tetap

dapat menjaga kinerja pernapasan (termasuk paru-paru) untuk mensuplai oksigen. Dari hasil

percobaan dapat dilakukan analisa terhadap faktor ini sebagai berikut:

Agi Prilyani, dengan berat 53 kg, tinggi 165 cm, sehingga indeks massa tubuhnya

(dalam mencari BMI menggunakan BMI Calculator yang tersedia di

https://www.nhlbi.nih.gov/guidelines/obesity/BMI/bmi-m.htm) 19.5 yang termasuk

normal. Namun, Agi memiliki volume pernapasan terkecil sehingga faktor yang

lebih relevan adalah faktor bawaan lahir

Andreas Sugeng, dengan berat 75 kg, tinggi 169 cm, sehingga indeks massa

tubuhnya 26.3 yang termasuk kelebihan berat badan. Namun, Sugeng memiliki

volume pernapasan terbesar sehingga faktor yang lebih relevan adalah faktor

gender.

Irna Nurhidayah, dengan berat 42 kg, tinggi 153 cm, sehingga indeks massa

tubuhnya 17.9 yang termasuk kekurangan berat badan. Namun, Irna memiliki

volume pernapasan yang lebih besar daripada Agi.

Nanda Sheia, dengan berat badan 55 kg, tinggi 154 cm, sehingga indeks massa

tubuhnya 23.2 yang termasuk normal. Namun, Nanda memiliki volume pernapasan

terbesar diantara peserta wanita lainnya.

https://www.nhlbi.nih.gov/guidelines/obesity/BMI/bmi-m.htm

BAB IV

KESIMPULAN

Dari hasil percobaan dan analisa yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan

bahwa:

1. Setiap peserta memiliki volume pernapasan yang berbeda-beda dan tidak ada yang

sama.

2. Ada hubungan antara frekuensi pernapasan dengan volume pernapasan, dimana

frekuensi pernapasan berbanding terbalik dengan volume pernapasan.

3. Beberapa faktor yang mempengaruhi volume pernapasan diantaranya adalah jenis

kelamin, kebiasaan berolahraga dan beraktivitas, faktor berat badan dan tinggi

badan yang dapat digabung sebagai faktor indeks massa tubuh.

Laporan Pengujian Volume Paru-Paru

Documents

Transcript of Laporan Pengujian Volume Paru-Paru