Mekanisme Pernapasan NormalRespirasi adalah keseluruhan proses yang melaksanakan pemindahan pasif oksigen dari atmosfer ke jaringan untuk menunjang metabolisme sel, serta pemindahan pasif terus-menerus karbondioksida yang dihasilkan oleh metabolisme dari jaringan ke atmosfer. Fungsi utama respirasi (pernapasan) adalah memperoleh oksigen untuk digunakan oleh sel tubuh dan untuk mengeluarkan karbondioksida yang diproduksi oleh sel. Respirasi mencakup dua proses yang terpisah tetapi berkaitan, yaitu:1. Respirasi internal, merujuk kepada proses-proses metabolic intrasel yang dilakukan di dalam mitokondria, yang menggunakan oksigen dan menghasilkan karbondioksida selagi mengambil energi dari molekul nutrient.2. Respirasi eksternal, merujuk kepada seluruh rangkaian kejadian dalam pertukaran oksigen dan karbondioksida antara lingkungan eksternal dan sel tubuh.langkah-langkah dalam respirasi eksternal:a. Ventilasi/ pertukaraan gas antara atmosfer dan kantung udara (alveolus) di paru.b. Pertukaran oksigen dan karbondioksida antara udara di alveolus dan darah di kapiler paru.c. Transpor oksigen dan karbondioksida oleh darah antara paru dan jaringan.d. Pertukaran oksigen dan karbondioksida antara darah di kapiler sistemik dan jaringan.Mekanika pernapasanSebelum inspirasi, pada akhir ekspirasi sebelumnya yang terjadi adalah tekanan intra-alveolus telah seimbang dengan tekanan atmosfer, dan tidak ada aliran udara. Sewaktu volume paru meningkat saat inspirasi, tekanan intra-alveolus berkurang sehingga terbentuk gradien tekanan yang menyebabkan udara mengalir ke dalam alveolus dari atmosfer dan terjadi inspirasi. Saat paru mengalami recoil atau kembali mengecil ke ukuran pra-inspirasinya karena relaksasi otot-otot pernapasan, tekanan intra-alveolus meningkatkan sehingga terbentuk gradien tekanan yang menyebabkan udara mengalir keluar alveolus menuju atmosfer, dan terjadi ekspirasi.Aktivitas otot pernapasan sewaktu (a)inspirasi, saat dimana diafragma turun karena berkontraksi, meningkatkan ukuran vertikel rongga thoraks. Kontraksi otot interkostal eksternal mengangkat ig dan kemudian sternum untuk memperbesar ukuran depan belakang rongga thoraks serta ukuran kanan dan kirinya. (b)Ekspirasi pasif tenang, saat diafragma melemas, mengurangi volume rongga thoraks dari ukuran ispirasi puncaknya. Sewaktu otot interkostal eksternal melemas, sangkar iga yang tadinya terangkat turun karena gaya gravitasi. Hal ini juga mengurangi volume rongga thoraks. (c)Ekspirasi aktif, saat kontraksi otot abdomen meningkatkan tekanan intraabdomen, menimbulkan gaya ke atas pada diafragma. Hal ini semakin mengurangi ukuran vertikel rongga thoraks dibandingkan dengan ketika ekspirasi pasif tenang. Kontraksi otot interkostal internal mengurangi ukuran depan-belakang dan kiri-kanan dengan mendatarkan iga dan sternum.Kontrol PernapasanVentilasi melibatkan dua aspek berbeda, keduanya berada di bawah kontrol saraf: (1) pergantian siklis antara inspirasi dan ekspirasi dan (2) regulasi besar ventilasi, yang sebaliknya bergantung pada kontrol laju pernapasan dan kedalaman volume alun napas.Irama bernapas dihasilkan oleh anyaman saraf kompleks, yaitu kompleks pra-Botzinger, yang memperlihatkan aktivitas pemacu dan mengaktifkan neuron-neuron inspirasi yang terletak di kelomppok respirasi dorsal (KRD) pusat kontrol pernapasan di medula batang otak. Ketika neuron-neuron inspirasi ini melepaskan muatan, impuls akhirnya mencapai otot-otot inspirasi untuk menimbulkan inspirasiKetika neuron-neuron inspirasi berhenti melepaskan muatan, otot-otot inspirasi melemas dan terjadi ekspirasi. Jika akan terjadi ekspirasi aktif maka otot-otot ekspirasi diaktifkan oleh impuls dari neuron ekspirasi medula di kelompok respirasi ventral (KRV) pusat kontrol pernapasan di medula.Irama dasar ini diperhalus oleh keseimbangan aktivitas di pusat apnustik dan pneumotaksik yang terletak lebih tinggi di batang otak, di pons. Pusat apnustik memperlama inspirasi sedangkan pusat pneumotaksik yang lebih kuat membatasi inspirasi. Tiga faktor kimiawi berperan dalam menentukan tingkat ventilasi :PCO2, PO2, dan konsentrasi H+ darah arteri. Faktor dominan dalam regulasi ventilasi dari menit ke menit adalah PCO2 arteri. Peningkatan PCO2 arteri adalah rangsangan kimiawi paling kuat untuk meningkatkan ventilasi. Perubahan PCO2 arteri mengubah ventilasi terutama dengan menimbulkan perubahan setara pada kosentrasi H+ CES otak, yang kemoreseptor sentral sangat peka terhadapnya.Kemoreseptor perifer responsif terhadap peningkatan konsentrasi H+ arteri, yang juga secara refleks menyebabkan peningkatan ventilasi. Penyesuaian CO2 penghasil asam di darah arteri penting untuk mempertahankan keseimbangan asam basa di tubuh.Kemoreseptor perifer juga secara refleks merangsang pusat respirasi sebagai respons terhadap penurunan mencolok PO2 arteri. Respons ini berfungsi sebagai mekanisme darurat untuk meningkatkan respirasi ketika kadar PO2 arteri turun di bawah kisaran aman yang dihasilkan oleh bagian daftar kurva O2-Hb.