pernafasan B.docx

download pernafasan B.docx

of 28

Transcript of pernafasan B.docx

MAKALAHANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM PERNAPASAN MANUSIA

Dosen Pengampu:Dr. Retno Susilowati, M.SiDr. Ria

Oleh:Uun Nurdiansyah(11620034)Ainiyatul Fikriyah(11620062)Atik Billah Naja(11620070)

JURUSAN BIOLOGIFAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGIUNIVERSITAS ISLAM NEGERI MAULANA MALIK IBRAHIMMALANG2014

1

BAB IPENDAHULUAN1.1 Latar BelakangSel-sel tubuh terus menerus menggunakan oksigen untuk reaksi metabolic yang melepaskan energi dari molekul nutrien dan menghasilkan ATP. Pada waktuyang sama, reaksi tersebut melepaskan karbondioksida. Konsumsi oksigen dan produksi karbondioksida terjadi di dalam mitokondria seiring dengan terjadinyarespirasi seluler.Jumlah karbondioksida yang berlimpah menghasilkan keasamanyang bersifat racun bagi sel tubuh, maka karbondioksida yang berlimpah tersebutharus dibuang dengan cepat dan berhasil guna.Dua sistem yang memasok oksigendan membuang karbondioksida adalah sistem kardiovaskular dan system respiratori.Sistem respiratori memberikan pertukaran gas, mengambil oksigendan membuang karbondioksida, sedangkan sistem kardiovaskuler mengangkut gasdalam darah antara paru dan sel-sel tubuh. Kesalahan kerja salah satu dari keduasistem tersebut berakibat sama pada tubuh yaitu kekacauan homeostasis dankematian sel-sel dari kekurangan oksigen, serta terbentuknya hasil limbah(Soewolo,et a.l1999).Sistem respirasi melibatkan sejumlah organ seperti hidung, mulut, faring,trachea, bronchus, dan paru. Fungsi sistem respirasi adalah memfasilitasipertukaran gas antara atmosfer, paru-paru dan sel-sel jaringan dalam tubuh. Tiga proses dasar terlibat dalam pertukaran gas tersebut. Prosespertama ventilasi paru adalah pengaturan inspirasi dan ekspirasi udara antaraatmosfer dan paru. Proses kedua respirasi eksternal (respirasi paru) adalahpertukaran oksigen dan karbondioksida antara paru dan kapiler darah paru. Proses ketiga respirasi internal (respirasi jaringan) adalah pertukaran oksigen dankarbondioksida antara kapiler darah jaringan dan sel-sel jaringan (Ganong, 1995).1.2 Rumusan MasalahRumusan masalah dalam makalah ini adalah:1. Bagaimana anatomi saluran pernafasan?2. Bagaimana volume dan kapasitas paru-paru?3. Bagaimana pusat pernafasan?4. Bagaimana tekanan gas pernafasan?5. Bagaimana pertukaran gas alveoli kapiler?1.3 TujuanTujuan dalam makalah ini adalah:1. Mengetahui anatomi saluran pernafasan?2. Mengetahui volume dan kapasitas paru-paru?3. Mengetahui pusat pernafasan?4. Mengetahuitekanan gas pernafasan?5. Mengetahui pertukaran gas alveoli kapiler?

BAB IIPEMBAHASAN2.1 PengertianPernapasanPernapasan (respirasi) adalah peristiwa menghirup udara dari luar yang mengandung O2 (oksigen) ke dalam tubuh serta menghembuskan udara yang banyak mengandung CO2 (karbondioksida) sebagai sisa dari oksidasi keluar tubuh.Penghisapan ini disebut inspirasi dan menghembuskan disebut ekspirasi (Syaifuddin, 1996).Sistem pernapasan terdiri atas paru-paru dan sistem saluran yang menghubungkan jaringan paru dengan lingkungan luar paru yang berfungsi untuk menyediakan oksigen untuk darah dan membuang karbondioksida. Sistem pernapasan secara umum terbagi atas :a. Bagian Konduksi Bagian konduksi terdiri atas rongga hidung, nasofaring, laring, trakea, bronkus, dan bronkiolus.Bagian ini berfungsi untuk menyediakan saluran udara untuk mengalir ke dan dari paru-paru untuk membersihkan, membasahi, dan menghangatkan udara yang diinspirasi.b. Bagian Respirasi Bagian ini terdiri dari alveoli, dan struktur yang berhubungan.Pertukaran gas antara udara dan darah terjadi dalam alveoli. Selain struktur diatas terdapat pula struktur yang lain, seperti bulu-bulu pada pintu masuk yang penting untuk menyaring partikel-partikel yang masuk. Sistem pernafasan memiliki sistem pertahanan tersendiri dalam melawan setiap bahan yang masuk yang dapat merusak (Alsagaff, 2002).Terdapat tiga kelompok mekanisme pertahanan yaitu :a. Arsitektur saluran nafas; bentuk, struktur, dan caliber saluran nafas yang berbeda-beda merupakan saringan mekanik terhadap udara yang dihirup, mulai dari hidung, nasofaring, laring, serta percabangan trakeobronkial. Iritasi mekanik atau kimiawi merangsang reseptor di saluran nafas, sehingga terjadi bronkokonstriksi serta bersin atau batuk yang mampu mengurangi penetrasi debu dan gas toksik kedalam saluran nafas (Tabrani Rab, 1996). b. Lapisan cairan serta silia yang melapisi saluran nafas, yang mampu menangkap partikel debu dan mengeluarkannya. c. Mekanisme pertahanan spesifik, yaitu sistem imunitas di paru yang berperan terhadap partikel-partikel biokimiawi yang tertumpuk di saluran nafas (Tabrani Rab, 1996).

2.2 Sistem Pernapasan ManusiaSistem pernapasan mammalia khususnya manusia terdiri dari bagian saluran udara dan bagian pernapasan. Bagian saluran udara terdiri dari :a. Hidung (nasus)b. Tekak (pharynx)c. Jakun (larynx)d. Tenggorok (trachea)e. Cabang tenggorok (bronkhus)f. Ranting tenggorok (bronkhiolus)Bagian pernapasan merupakan tempat terjadinya pengambilan O2 oleh darah dan pelepasan CO2 oleh darah. Bagian pernapasan terdiri dari :a. Bronkhioli respiratorib. Kantung alveolus/ dukti alveolic. AlveolusOrgan pernafasan utama adalah paru-paru (pulmo).Struktur Histologi dari Bagian-bagian Saluran Pernafasana. HidungHidung adalah bagian yang paling menonjol di wajah, yang berfungsi menghirup udara pernafasan, menyaring udara,menghangatkan udara pernafasan, juga berperan dalam resonansi suara.Rongga hidung (cavum nasi) memiliki sepasang lubang didepan untuk masuk udara, disebut nares; dan sepasang lubang di belakang untuk menyalurkan udara yang dihirup masuk ke tenggorokan, disebut choanae.Rongga hisung sepasang kiri kanan, dibatasi di tengan oleh sekat yang dibina atas tulang rawan dan tulang.Dinding rongga ditunjang oleh tulang rawan dan tulang. Lantai, di depan terdiri dari tulang langit-langit, di belakang berupa langit-langit lunak. Atap juga ditunjang oleh tulang rawan sebagian dan sebagian lagi oleh tulang.Dari tiap dinding ada tiga tonjolan tulang ke rongga hidung, disebut conchae.Rongga hidung dibagi atas 4 daerah :a. Vestibulab. Atriumc. Daerah pembauand. Daerah pernapasan.Vestibula adalah bagian depan rongga, atrium adalah bagian tengah. Daerah pembauan berada pada conchae yang atas, sedangkan daerah pernapasan terletak pada dua conchae yang bawah.Rongga hidung dilapisi oleh tunica mukosa. Kecuali di bagian depan vestibula sampai ke nares. Di sini dilapisi oleh kulit yang strukturnya sama dengan kulit wajah. Epidermis dibina atas jaringan epitel berlapis menanduk, ada bulu, kelenjar minyak bulu, dan kelenjar peluh.Pada vestibula itu ada bulu yang keras, disebut vibrissae.Tunica mukosa sendiri dibina atas jaringan epitel berlapis semu bersilia.Di daerah pembauan epitel bersilia itu memiliki struktur dan fungsi khusus, yaitu sabagai indera bau.Diantara sel epitel batang bersilia tersebar banyak sel goblet.Pada lamina propria banyak terdapat simpul vena, simpul limfa dan kelenjar lendir.Tak ada bulu, kelenjar minyak bulu maupun kelenjar peluh.Kelenjar lendir itu di sebut kelenjar Bowman.Tunica mukosa melekat ketat ke periosteum atau perichondrium di bawahnya.Sekeliling rongga hidung ada empat rongga berisi udara yang berhubungan dengannya, disebut sinus paranasal. Keempat sinus itu berada pada tulang-tulang berikut : 1). Frontal; 2). Maxilla; 3). Ethmoid; 4) sphenoid. Sinus dilapisi oleh tunica mucosa juga, seperti yang melapisi rongga hidung.Hanya saja lebih tipis dan sel-selnya lebih kecil-kecil serta sedikit mengandung kelenjar lendir.Lamina propria tidak terliahat dengan jelas.b. Tekak ( pharynx )Daerah simpangan saluran napas dan saluran makan. Dibedakan atas tiga daerah I. Daerah hidung (naso-pharynx)Merupakan bagian pertama pharynx kebawah, dilanjutkan dengan bagian oral organ ini yaitu oro-pharynx.II. Daerah mulut (oro-pharynx)III. Daerah jakun (laryngeo-pharynx)Di daerah mulut lapisan muscularis-mucosa dari tunica mucosa digantikan oleh serat elastis yang rapat dan tebal.Tunica submucosa hanya ada didinding daerah hidung dan dekat ke kerongkongan. Di tempat lain tunica mukosa melekat langsung ke gumpal otot lurik sekitar leher. Lapisan serat elastis yang ada pada bagian bawah tunica mucosa itu berpaut rapat dan berjalin dengan jaringan interstisial otot.Lamina propria tunica mucosa terdiri dari jaringan ikat rapat yang berisi jala serat elastis yang halus.Di daerah mulut dan jakun tunica mukosa dilapisi oleh jaringan epitel berlapis banyak dan mengelupas, sedang atapnya dibina atas jaringan epitel batang berlapis bersilia, dengan banyak sel goblet.Pada lamina propria, dibawah lapisan serat elastis, banyak terdapat kelenjar lendir.c. Jakun ( Larynx )Gerbang trakea ini ditunjang oleh beebrapa keping tulang rawan hialain dan elastis, jaringan ikat, serat otot lurik, dan dilapisi sebelah kelumen oleh tunica mucosa.Tunica mucosa itu memiliki kelenjar lendir.

Keping tulang rawan yang menunjang jakun ialah:1.Tiroid2.Krikoid tunggal3.Epiglotis4.Aritenoid5.Kornikulat sepasang6.KuneiformPermukaan depan dan sebelah belakang epiglotis dan pita suara diselaputi epitel berlapis mengelupas. Didaerah lain yaitu dasar epiglotis, trakea dan bronkhus, epitel itu bersilia. Pada tunica mucosa banyak sel goblet.Kelenjar lendir disini tergolong jenis tubulo-acinus.Sedikit kuncup rasa terdapat tersebar pada bagian bawah epiglotis.Pita suara berisi ligamen tiro-aritenoid, yang mengandung serat elastis dan dibagian sisisnya silengkapi serat otot lurik tiro-aritenoid.Ditengah ditutup dengan tunica mucosa yang tipis dari epitel berlapis mengelupas.d. Tenggorok ( Trakhea )Saluran nafas ini menghubungkan larynx dengan paru.Histologi dinding tenggorok dapat dibedakan atas tiga lapis, yaitu tunica mucosa, tunica muscularis, tunica adventitia.Permukaan kelumen diselaputi tunica mucosa, dengan epitel batang berlapis semu dan bersilia, menumpu pada lamina basalis yang tebal.Pada selaput epitel banyak terdapat sel goblet.Lamina propria berisi banyak serat elastis dan kelenjar lendir yang kecil-kecil.Kelenjar terletak sebelah atas lapisan serat elastis.Dibagian posterior tenggorok kelenjar itu menerobos masuk tunica muscularis.Pada lamina propria terdapat pula pembuluh darah dan pembuluh limfa.Tunica muscularis sendiri sangat tipis dan tidak terlihat dengan jelas.Tunica adventitia juga tidak terlihat secara jelas, dan berintegrasi dengan jaringan penunjang yang terdiri dari tulang rawan dibawahnya.Tulang rawan di bawah tunica adventitia itu tersusun dalam bentuk cincin-cincin hialin bentuk huruf C. Cincin inilah yang menunjang tenggorok pada sebelah samping dan ventral.Sedangkan dibagian dorsal tenggorok, ditempat itu adalh bagian terbuka cincin, terdapat serat otot polos yang susunannnya melintang terhadap poros tenggorok.Serat otot itu melekat kepada kedua ujung cincin, dan berfungsi untuk mengecilkan diameter tenggorok.Jika otot kendur, diameter tenggorok kembali sempurna.Diantara cincin bersebelahan terdapat serat fibroelastis.Dengan struktur cincin yang tak bulat penuh ini maka tenggorok dapat meregang (membesar) untuk menyalurkan lebih banyak udara ke dalam paru.Di sebelah luar cincin terdapat jaringan ikat yang berisi banyak serat elastis dan retikulosa.e. Cabang TenggorokIni adalah percabangan tenggorok menuju paru kiri-kanan, disebut bronkhus. Tiap bronkhus bercabang membentuk cabang kecil, dan tiap cabang bronkhus ini membentuk banyak ranting.Histologi dinding bronkhus sama dengan trachea, yaitu terdiri dari : tunica mucosa, tunica muscularis, tunica adventitia. Cabang yang sudah berada dalam jaringan paru histologi dindingnya banyak berubah.Cincin tulang rawan hilang, digantikan oleh keping tulang rawan, yang susunannya tidak teratur dan menunjang seluruh keliling saluran.Tunica mucosa pada cabang dan ranting bronkhis yang besar, memiliki epitel bentuk batang bersilia, sedangkan pada ranting yang kecil epitel berubah jadi kubus dan tak bersilia.Ada lamina basalis tebal, membatasi jaringan epitel dari lamina propria terkandugng banyak serat elastis, dan sedikit serat kolagen dan retikulosa.Di bawah lamina propria erdapat tunica muscularis-mucosa.Kelenjar lendir terkandung dalam tunica mucosa dan tunica submucosa.Tunica adventitia mengandung serat jaringan ikat, sedikit jaringan lemak, dan dibawahnya terdapat keping tulang rawan yang susunannya tak teratur.Lapis terluar terdiri dari mesothelium, sebagai penerusan selaput dalam pleura.

f. ParuCabang bronkhi masuk ke dalam paru (pulmo). Paru ada sepasang kiri-kanan, terdiri dari lima lobi. Tiap lobus oleh septa yang terdiri dari jaringan ikat terbagi-bagi atas banyak lobulli.Masing-masing lobulus dimasuki oleh satu bronkhiolus.Di dalamnya bronkhiolus bercabang-cabang kecil berbentuk bronkhiolus ujung, dan berakhir pada bronkhiolus pernapasan.Dalam lobulli terkandung pula pembuluh darah, pembuluh limfa, urat saraf, dan jaringan ikat.Pada banyak tempat sepanjang cabang dan ranting bronkhus terdapat nodus limfa menempel pada dinding.Sebelah luar arah ke rongga pleura paru diselaputi oleh penerusan selaput dalam pluera.g. BronkhiolusBronkhus bercabang berkali-kali sampai jadi ranting kecil. Ranting bronkhus itu bercabang halus berbentuk bronkhiolus .Bronkhiolus bercabang lagi membentuk ranting, disebut bronkhiolus ujung.Bronkhiolus ujung ini berakhir pada bronkhiolus pernapasan.Tunica mucosa pada bagian ini memiliki epitel kubus yang tak bersilia.Di bawah tunica adventitia tidak ada lagi keping tulang rawan.Lapisan ini mengandung mesothelium sebagai penerusan selaput dalam pleura.Bronkhiolus PernapasanIni adalah bagian ujung bronkhiolus, saluran pendek yang dilapisi sel epitel bersilia.Sel itu di pangkal bentuk batang, makin ke ujung makin rendah sehingga menjadi kubus dan siliapun hilang.Di bawah lapisan epitel ada serat kolagen bercampur serat elastis dan otot polos.Di sini tak ada lagi keping tulang rawan maupun kelenjar lendir.Lendir di sini dihasilkan oleh sel goblet yang hanya terdapat dibagian pangkal bronkhiolus.Sebagai gantinya ada sel Clara berbentuk benjolan yang menonjol ke lumen.Sel ini menggetahkan surfaktan untuk melumasi permukaan dalam saluran.Bronkhiolus pernapasan bercabang-cabang secara radial membentuk saluran alveoli.Saluran alveoliIni adalah saluran yang tipis dan dindingnya terputus-putus.Saluran ini bercabang-cabang, tiap cabang berujung pada kantung alveoli.Dinding saluran alveoli pada mulutnya kekantung alveoli dibina atas berkas serat elastis, kolagen dan otot polos.Kantung alveoli dan alveolusKantung alveoli berpangkal pada saluran alveoli.Tiap kantung memiliki dua atau lebih alveoli.Alvelus adalah unit terkecil paru-paru, berupa gembungan bentuk polihedral, terbuka pada satu sisi, yaitu muara ke kantung alveoli.Dindingnya terdiri dari selapis sel epitel gepeng yang tipis sekali.Dinding alveolus dililit pembuluh kapiler yang bercabang-cabang dan yang beranastomosis.Di luar kapiler ada anyaman serat retikulosa dan elastis.Antara alveoli bersebelahan ada sekat.Sekat itu terdiri dari dua lapis sel apitel dari kedua sel epitel terdapat serat elastis, kolagen, kapiler, dan fibroblast.Epitel alveolus dibatasi dari endotel kapiler oleh lamina basalis yang tipis.Ada pula sel epitel yang berbentuk bundar atau kubus, berada pada dinding alveolus, disebut sel sekat atau sel alveolus besar.Diperkirakan sel ini mensekresikan lendir.Ia memiliki mikrovilli dan mebentuk kompleks pertautan dengan sel epitel alveolus yang gepeng dan yang lebih kecil. Sel alveolus gepeng itulah dengan endotel kapiler yang melilitnya yang membina membaran pernapasan.Membran pernapasan berarti disusun atas : membran sel epitel alveolus, sitoplasma sel epitel elveolus, membran sel alveolus, lamina basalis, membarab sel endotel kapiler, sitoplasma sel endotel kapiler, membran sel endotel kapiler. Yang tujuh lapis ini sangat tipis.Karena itu kaluar-masuk gas pernapasan antara lumen alveolus dan lumen kapiler sangat mudah dan cepat.Di dinding alveoli sering ditemukan fagosit atau makrofag.Karena lazimnya sel ini berisi butiran maka disebut dengan sel debu.Sel ini banyan di temukan pada perokok.

2.3 Mekanisme PernapasanPada awalnya kita menghirup udara melalui rongga hidung yang kemudian melewati tekak dan pangkal tenggorok kemudian terus ke tenggorokan. Tenggorok bentuknya seperti pipa yang kuat, terletak di depan kerongkongan, melalui leher sampai mencapai rongga dada sebelah atas. Dinding tenggorok diperkuat oleh beberapa cincin rawan yang pada bagian belakangnya terbuka.Dalam rongga dada, tenggorok bercabang dua yaitu tenggorok kanan dan kiri yang masing-masing cabang memasuki paru-paru kanan dan paru-paru kiri.Kedua cabang tenggorok tersebut mempunyai ranting-ranting seperti pada pohon.Pada ranting-rantingnya yang terakhir terdapat gelembung-gelembung paru-paru yang amat kecil dan amat tipis dindingnya.Gelembung-gelembung itu hanya dapat dilihat dengan mikroskop.Dalam dindingnya mengalir darah melalui pembuluh-pembuluh kapiler, sehingga mudah terjadi pertukaran gas dari darah ke udara yang terdapat dalam gelembung paru-paru dan sebaliknya.Darah tersebut mengambil zat pembakar (oksigen) dan mengeluarkan karbondioksida.Antara permukaan paru-paru yang juga dilapisi oleh selaput paru-paru visceral dan dinding rongga selaput paru-paru terdapat celah yang sempit yang berisikan sedikit cairan.Sekat dada khususnya jantung tidak terletak tepat ditengah-tengah rongga dada, tetapi agak ke kiri, sehingga menyebabkan paru-paru kiri lebih kecil dari paru-paru kanan.Isi rongga dada dapat diperbesar berkat pengaruh otot-otot pengangkatan iga-iga, kontraksi sekat rongga badan yang melengkung ke atas.Paru-paru mengikuti perluasan rongga dada maka terhisaplah udara melalui saluran pernapasan yang telah diuraikan di atas.Bila tenaga-tenaga yang melapangkan dada berhenti bekerja, maka kekenyalan dinding dada dan paru-paru menyebabkan penyempitan rongga dada kembali.Pada waktu tersebut iga-iga menurun kembali, sekat rongga badan melengkung lagi ke atas, sehingga kelebihan udara didesak keluar dari paru-paru. Proses tersebut terjadi bila kita menghembuskan nafas (mengeluarkan nafas).Pernafasan berlangsung melalui 2 tahap, yaitu :a. Pernafasan eksternal (luar) : adalah difusi gas luar masuk ke dalam aliran darah (pertukaran O2 dari darah)b. Pernafasan internal (dalam) : adalah difusi gas atau pertukaran gas dari darah ke sel tubuh

Proses inspirasi dan ekspirasi diatur oleh otot diafragma dan otot antar tulang rusuk (intercostalis).a. Pernafasan dada : Otot antara tulang rusuk berkontraksi maka tulang rusuk terangkat sehingga volume rongga dada membesar. Akibatnya tekanan udara di paru-paru mengecil sehingga udara luar mempunyai tekanan lebih besar masuk ke dalam paru-paru, maka terjadilah inspirasi. Bila otot antartulang rusuk relaksasi maka tulang rusuk tertekan sehingga rongga dada mengecil. Akibatnya tekanan udara di paru-paru membesar sehingga udara keluar, maka terjadilah ekspirasi.b. Pernafasan perut :Diafragma berkontraksi sehingga mendatar maka rongga dada membesar.Keadaan ini menyebabkan tekanan udara di paru-paru mengecil sehingga udara luar masuk dan terjadilah inspirasi.Bila otot diafragma relaksasi maka rongga dada mengecil, akibatnya tekanan di paru-paru membesar sehingga udara keluar maka terjadilah ekspirasi.

2.4 Volume dan Kapasitas Paru-parua. Volume tidal (VT) = jumlah udara yang dihirup dan dihembuskan setiap kali bernapas pada saat istirahat. Volume tidal normalnya adalah 350-400 ml.b. Volume residu (RV) = jumlah gas yang tersisa di paru-paru setelah menghembuskan napas secara maksimal atau ekspirasi paksa. Nilai normalnya adalah 1200 ml.c. Volume cadangan inspirasi (IRV) = jumlah udara yang dapat diinspirasi secara paksa sesudah inspirasi volume tidal normal.d. Volume cadangan ekspirasi (ERV) = jumlah udara yang dapat diekspirasi secara paksa sesudah ekspirasi volume tidal normal.e. Kapasitas vital (VC) = jumlah gas yang dapat di ekspirasi setelah inspirasi secara maksimal. VC = VT + IRV + ERV (seharusnya 80% TLC) Besarnya adalah 4800 ml. f. Kapasitas total paru-paru (TLC) = yaitu jumlah total udara yang dapat dimasukkan ke dalam paru-paru setelah inspirasi maksimal. TLC = VT + IRV + ERV + RV. Besarnya adalah 6000 ml.g. Kapasitas residu fungsional (FRC) = jumlah gas yang tertinggal di paru-paru setelah ekspirasi volume tidal normal. FRC = ERV + RV. Besarnya berkisar 2400 ml.h. Kapasitas inspirasi (IC) = jumlah udara maksimal yang dapat diinspirasi setelah ekspirasi normal. IC = VT + IRV. Nilai normalnya sekitar 3600 ml.

2.5 Regulasi Aktivitas Pusat PernapasanGerakan pernapasan diatur oleh pusat pernapasan (medulla oblongata) yang terdapat di otak.Sedangkan keinginan bernafas adalah karena adanya rangsangan dari konsentrasi CO2 dalam darah.Bila kita menahan napas dalam waktu tertentu, maka dorongan untuk bernapas semakin besar. Ini terjadi karena kadar CO2 dalam darah semakin meningkat dan akan memacu pusat pernapasan agar organ pernapasan melakukan gerakan bernapas (Ganong, 2001).Pengaturan pernapasan manusia dibagi menjadi 2 tempat, yaitu regulasi lokal dan regulasi di pusat pernapasannya. Regulasi lokal akan diperankan oleh otot polos bronkioli. Sedangkan regulasi di pusat (pusat napas) berada di batang otak, yaitu tepatnya di medulla oblongata dan pons.Medulla oblongata merupakan pusat pernapasan primer dimana ada 2 area yang mengatur respirasi.Pertama, dikenal sebagai area dorsal respiratory group.Dorsal respiratory group atau sering disingkat DRG.Kedua, disebut dengan Ventral Respiratory Group atau VRG (Soewolo, 1999).Pusat respirasi merupakan sekelompok neuron yang tersebar luas dan terletak bilateral di dalam substansia retikularis medula oblongata dan pons.Pusat respirasi dibagi menjadi DRG (Dorsal Respiratory Group) dan VRG (Ventral Respiratory Group)(Soewolo, 1999).1. Medulla Oblongata : DRG merupakan kumpulan neuron yang mengatur kerja otot eksternal interkostal dan otot diafragma. DRG ini berfungsi pada seluruh proses respirasi normal (berperan pada quiet breathing) VRG merupakan kumpulan neuron yang mengatur kerja otot respirasi aksesori, yang berfungsi saat bernapas dengan kuat, yaitu saat inhalasi maksimal dan ekshalasi aktif (berperan pada saat pernapasan kuat dan inaktif pada pernapasan tenang).Kelompok dorsal terutama terdiri atas neuron inspirasi yang serat desendensnya berakhir pada motor neuron di medula yang mempersarafi otot-otot inspirasi.Kelompok ventral terdiri atas neuron inspirasi dan neuron ekspirasi yang keduanya tidak aktif selama pernapasan tenang.Apabila kebutuhan ventilasi meningkat, neuron I pada kelompok ventral diaktifkan melalui rangsang dari kelompok dorsal. Impuls melalui serat saraf yang keluar dari neuron I kelompok ventral akan merangsang motor neuron yang mempersarafi otot-otot inspirasi. Selama respirasi normal : meningkatnya aktivitas DRG selama periode 2 detik, sehingga menstimulasi otot-otot inspirasi, lalu terjadilah proses inhalasi. Setelah 2 detik, DRG berubah menjadi inaktif, lalu dibutuhkan waktu 3 detik untuk quite dan memungkinkan otot-otot inspirasi berelaksasi. Maka terjadilah ekshalasi normal (pasif).Selama bernapas dengan kuat : meningkatnya aktivitas DRG, yang menstimulasi aktivasi VRG pada otot-otot inspirasi di akhir inhalasi, otot-otot ekspiratori menstimulasi otot aksesori sehingga mampu melakukan ekshalasi aktif.

2. Pons :a. area pneumotaksik : membantu switch off inspirasi (mengatur lamanya inspirasi)b. area apnustik : mencegah switch off inspirasi (berlawanan fungsi kerja dengan area pneumotaksik)Pusat Apneustik dan PneumotaxicPusat apneustik dan pneumotaxic merupakan sepasang nuceli yang mempengaruhi output respirasi. Pusat pneumotaxic berfungsi membatasi lama inspirasi dan meningkatkan laju respirasi, dengan menginhibisi apneustik neuron dan membantu proses ekshalasi normal atau kuat.Pusat pneumotaksik mengirim impuls ke DRG yang menghambat neuron I, membatasi durasi inspirasi. Sebaliknya, pusat apneustik mencegah penghambatan neuron I dan memberikan kekuatan ekstra untuk inspirasi.Pada sistem ini, pusat pneumotaksik mendominasi, membantu menghentikan inspirasi dan memberikan kesempatan ekspirasi.Bila pengaruh pusat pneumotaksik dan n. vagus dihilangkan, pengaruh tonik pusat apneustik terhadap pusat respirasi menjadi dominan, sehingga terjadi apneusis (henti napas pada fase inspirasi).Sedangkan apabila pengaruh hambatan n. vagus masih ada, terjadi irama pernapasan yang lebih lambat dan dalam.Selama pernapasan normal, stimulasi dari pusat apneustik membantu peningkatan intensitas inhalasi sampai 2 sekon. Sedangkan pada pernapasan kuat, pusat apneustik dapat merespon input sensori dari nervus vagus sehingga meningkatkan laju respirasi(Soewolo, 1999).Pengaturan respirasi dipengaruhi oleh :1.Korteks serebri yang dapat mempengaruhi pola respirasi.2.Zat-zat kimiawi : dalam tubuh terdapat kemoresptor yang sensitif terhadap perubahan konsentrasi O2, CO2 dan H+ di aorta, arkus aorta dan arteri karotis.3.Gerakan : perubahan gerakan diterima oleh proprioseptor.4.Refleks Heuring Breur : menjaga pengembangan dan pengempisan paru agar optimal.5.Faktor lain : tekanan darah, emosi, suhu, nyeri, aktivitas spinkter ani dan iritasi saluran nafas.2.6 Tekanan Udara Dan Hubungannya Dengan PernapasanZat cair dan gas mempunyai banyak karakteristik yang sama. Namun demikian, zat cair dan gas dapat dibedakan dalam beberapa hal.Misalnya, zat cair hampir tidak dapat dimampatkan, sedangkan gas dapat dimampatkan dengan mudah. Zat cair cenderung mempunyai massa jenis yang lebih besar daripada gas. Fase gas dari suatu zat biasanya mempunyai temperatur lebih tinggi daripada fase cairnya. Oleh karena itu molekul-molekul gas mampu menyeruak bebas dari suatu tempat ke tempat lain. Gas mampu melepaskan diri dari wadah yang terbuka, sedangkan zat cair tidak bisa.Zat cair dan gas secara bersama disebutfluidayang artinya zat alir atau zat yang mempunyai kemampuan untuk mengalir (Setiadi, 2007).Gas tidak memiliki bentuk atau volume yang tetap dan mengisi semua ruang yang ada. Partikel-partikel dalam gas bebas bergerak dalam ruang dan saling bertumbukan saru sama lain. Tumbukan antara partikel gas dengan dinding wadah akan menyebabkan tekanan. Semakin banyak jumlah tumbukan maka semakin tinggi tekanan yang terjadi.Tekanan merupakan konsep yang paling penting dalam fluida. Tekanan didefinisikan sebagai gaya yang diberikan per satuan luas, yang dapat dituliskan sebagai

dengan:F= gaya yang diberikanA= luas tempat gaya itu bekerjaP = tekananDefinisi tekanan ini berlaku umum, pada zat padat, zat cair, dan gas.Pengukuran tekanan merupakan peristiwa yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Ban harus dipompa sampai tekanan yang sesuai, tekanan darah seharusnya berada dalam jangkauan normal, dan tekanan dalam mata yang terlampau besar (glaucoma) dapat menyebabkan kebutaan. Udara yang mengalir didalam saluran napas merupakan salah satu macam peristiwa terkait tekanan, khususnya tekanan udara dalam tubuh manusia(Setiadi, 2007).Secara umum, udara mengalir karena ada perbedaan tekanan.Udara mengalir dari tekanan yang lebih tinggi ke tempat yang bertekanan lebih rendah.Perbedaan tekanan udara di paru terjadi akibat adanya daya kekuatan yang bekerja pada sistem pernapasan sehingga dapat mengatasi kekuatan-kekuatan yang melawan gerak udara ketika masuk ke paru.Udara dari lingkungan luar dapat masuk kedalam paru-paru karena terdapat perbedaan tekanan antara lingkungan luar dengan tekanan dalam paru-paru.Secara umum, inspirasi terjadi karena rongga paru-paru yang berkontraksi dan mengembang sehingga terjadi peningkatan ukuran rongga.Peningkatan ukuran rongga dada ini menyebabkan tekanan didalam paru-paru menurun sehingga lebih kecil dari pada tekanan dilingkungan luar.Perbedaan tekanan ini menyebabkan udara terhisap masuk kedalam paru-paru.Ketika otot-otot rongga dada mengalami relaksasi, maka ukuran rongga dada pun mengalami penurunan sehingga menyebabkan tekanan didalam paru-paru meningkat dan menjadi lebih tinggi daripada tekanan dilingkungan luar. Hal ini mendorong udara keluar dari dalam paru-paru sehingga terjadilah apa yang disebut dengan ekspirasi.Penjelasan diatas merupakan penerapan dari salah satu hukum fisika yang berkaitan dengan pernapasan, yakni hukum Boyle. Sebenarnya ada beberapa hukum fisika yang terkait dengan pernapasan, diantaranya hukum Dalton (tentang tekanan parsial), Hukum Boyle (PV = konstan), serta hukum Laplace. Namun demikian, disini hanya akan dibahas tentang hukum Boyle saja.Hukum Boyle menyatakan bahwa tekanan pada suatu massa gas yang tetap berbanding terbalik dengan volumenya. Jika pada suatu temperatur tertentu volume meningkat, maka tekanan akan berkurang, dan sebaliknya. Hal ini berarti bahwa jika volume diperkecil menjadi setengahnya, maka tekanan akan menjadi dua kali lipat, hal ini disebabkan karena lebih banyak partikel gas yang bertumbukan dengan dinding wadah.

Hukum Boyle itu sendiri berbunyi:Hasil kali tekanan dan volume gas dalam ruang tertutup selalu tetap bila suhu gas tidak berubah.Hukum Boyle tersebut dapat dinyatakan dengan rumus:P1V1 = P2V2denganP1= tekanan awalP2= tekanan akhirV1= volume awalV2 = volume akhiratau dikenal juga dengan rumus:PV = konstandenganP= tekananV = volumeHukum Boyle inilah yang menjelaskan mengapa tekanan udara diluar bisa menjadi lebih rendah atau lebih tinggi daripada tekanan udara diparu-paru.Gerakan pernapasan menyebabkan perubahan volume toraks (dada) dan perubahan tekanan gas dalam rongga dada yang mengakibatkan udara mengalir ke dalam atau ke luar rongga dada.Seperti saat ketika inspirasi, dimana diafragma berkontraksi dan mendatar serta otot-otot antariga (interkostal) berkontraksi. Volume toraks akan bertambah dan tekanan paru-paru berkurang (hukum Boyle). Karena volume paru meningkat, maka tekanan dalam paru akan lebih rendah daripada tekanan atmosfer sehingga udara akan tertarik masuk ke paru.Demikian pula halnya ketika ekspirasi, dimana diafragma berelaksasi dan bergerak ke atas dan otot-otot antariga berelaksasi. Volume toraks akan berkurang dan tekanan paru bertambah (hukum Boyle). Karena volume paru berkurang, maka tekanan dalam paru akan lebih tinggi dari tekanan atmosfer sehingga udara keluar dari paru-paru.2.7 Perubahan Tekanan Selama Inhalasi Dan Ekshalasi1. Tekanan intrapulmonerArah aliran udara ditentukan oleh hubungan antara tekanan atmosfer dan tekanan intrapulmoner.Tekanan intrapulmoner adalah tekanan di dalam saluran pernafasan, di alveoli (Sloane, 1994).Ketika sedang istirahat dan bernafas dengan normal, perbedaan antara tekanan atmosfer dan tekanan intrapulmoner relative kecil. Pada saat inhalasi, paru-paru mengembang dan tekanan intrapulmoner turun menjadi 759 mm Hg. Karena tekanan intrapulmoner 1 mm Hg di bawah tekanan atmosfer, tekanan intrapulmoner pada umumnya ditulis dengan -1 mmHg. Pada saat ekshalasi, paru-paru mengempis dan tekanan intrapulmoner meningkat menjadi 761 mmHg, atau +1 mmHg.Ukuran gradient tekanan meningkat ketika bernafas dengan kuat. Ketika atlet yang berlatih bernafas dengan kapasitas maksimum, diferensial tekanan dapat mencapai -30 mmHg selama inhalasi dan +100 mmHg jika individu menegang dengan glottis yang ettap tertutup. Hal ini merupakan alasan mengapa atlet mengangkat beban pada saat ekshalasi; karena ekshalasi menjaga tekanan intrapulmoner dan tekanan peritoneal meningkat dengan signifikan yang bisa menyebabkan alveolar rupture dan terjadi hernia.2. Tekanan intrapleuralTekanan intarpleural merupakan tekanan pada ruangan di antara parietal dan visceral pleura.Rata-rata tekanan intrapleura adalah sekitar -4 mmHg, tapi dapat mencapai 18 mmHg selama inhalasi yang dipaksakan.Tekanan ini di bawah tekanan atmosferyang diseabkan hubungan antara paru-paru dan dinding tubuh.Pada awalnya, kita mencatat bahwa paru-paru memiliki keelastisan yang tinggi.Pada kenyataanya, paru-paru dapat kolaps jika elastic fiber dapat berbalik ke keadaan normal dengan sempurna.Elastic fiber tidak bisa berbalik secara signifikan Karena elastic fiber tidak cukup kuat untuk mengatasi ikatan cairan antara parietal dan visceral pleura. Elastic fiber selanjutnya melawan ikatan cairan dan menarik paru-paru menjauh dari dinding dada dan diafragma, menurunkan tekanan intrapleural .karena elastic fiber yang tersisa membesar bahkan setelah ekshalasi penuh, tekanan intrapleural berada di bawah tekanan atmosfer melaui siklus inhalasi dan ekshalasi normal(Sloane, 1994).

2.8 Pertukaran Gas Alveoli KapilerAlveolus adalah kantong udara terminal yang berhubungan erat dengan jejaring kaya pembuluh darah. Ukurannya bervariasi, tergantung lokasi anatomisnya, semakin negatif tekanan intrapleura di apeks, ukuran alveolus akan semakin besar. Ada dua tipe sel epitel alveolus. Tipe I berukuran besar, datar dan berbentuk skuamosa, bertanggungjawab untuk pertukaran udara. Sedangkan tipe II, yaitu pneumosit granular, tidak ikut serta dalam pertukaran udara. Sel-sel tipe II inilah yang memproduksi surfaktan, yang melapisi alveolus dan memcegah kolapnya alveolus (Guyton, 2002).

Sirkulasi pulmonal memiliki aliran yang tinggi dengan tekanan yang rendah (kira-kira 50 mmHg). Paru-paru dapat menampung sampai 20% volume darah total tubuh, walaupun hanya 10% dari volume tersebut yang tertampung dalam kapiler. Sebagai respon terhadap aktivitas, terjadi peningkatan sirkulasi pulmonal.Yang paling penting dari sistem ventilasi paru-paru adalah upaya terus menerus untuk memperbarui udara dalam area pertukaran gas paru-paru. Antara alveoli dan pembuluh kapiler paru-paru terjadi difusi gas yang terjadi berdasarkan prinsip perbedaan tekanan parsial gas yang bersangkutan (Leonhardt, 1988).Sebagian udara yang dihirup oleh seseorang tidak pernah sampai pada daerah pertukaran gas, tetapi tetap berada dalam saluran napas di mana pada tempat ini tidak terjadi pertukaran gas, seperti pada hidung, faring dan trakea. Udara ini disebut udara ruang rugi, sebab tidak berguna dalam proses pertukaran gas. Pada waktu ekspirasi, yang pertama kali dikeluarkan adalah udara ruang rugi, sebelum udara di alveoli sampai ke udara luar. Oleh karena itu, ruang rugi merupakan kerugian dari gas ekspirasi paru-paru. Ruang rugi dibedakan lagi menjadi ruang rugi anatomik dan ruang rugi fisiologik. Ruang rugi anatomik meliputi volume seluruh ruang sistem pernapasan selain alveoli dan daerah pertukaran gas lain yang berkaitan erat. Kadang-kadang, sebagian alveoli sendiri tidak berungsi atau hanya sebagian berfungsi karena tidak adanya atau buruknya aliran darah yang melewati kapiler paru-paru yang berdekatan. Oleh karena itu, dari segi fungsional, alveoli ini harus juga dianggap sebagai ruang rugi dan disebut sebagai ruang rugi fisiologis.Difusi dalam respirasi merupakan proses pertukaran gas antara alveoli dengan darah pada kapiler paru. Proses difusi terjadi karena perbedaan tekanan, gas berdifusi dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Salah satu ukuran difusi adalah tekanan parsial.Saat difusi terjadi pertukaran gas antara oksigen dan karbondioksida secara simultan. Saat inspirasi maka oksigen akan masuk ke dalam kapiler paru dan saat ekspirasi karbondioksida akan dilepaskan kapiler paru ke alveoli untuk dibuang ke atmosfer(Guyton, 2002).

1. Pengikatan O2 oleh HemoglobinFungsi paru-paru adalah pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida. Pada pernapasan melalui paru-paru atau pernapasan eksterna, oksigen dipungut melalui hidung dan mulut. Pada waktu bernapas, oksigen masuk melalui trakea dan pipa bronkhial ke alveoli, dan dapat erat hubungan dengan darah di dalam kapiler pulmonaris (Anonimous, 2009).

Oksigen yang terdapat dalam alveolus berdifusi menembus dinding sel alveolus. Akhirnya masuk ke dalam pembuluh darah dan diikat oleh hemoglobin yang terdapat dalam darah menjadi oksihemoglobin

Misalnya pada hemoglobin vertebrata terdiri dari empat subunit (rantai-rantai polipeptida), masing-masing dengan satu kofaktor yang disebut gugus heme yang mengandung satu atom besi dipusatnya. Setiap atom besi mengikat satu molekul O2 dengan demikian, satu molekul hemoglobin tunggal dapat mengangkut empat molekul-molekul O2.Hanya satu lapisan membran , yaitu membran alveoli-kapiler, memisahkan oksigen dari darah. Oksigen menembus membran ini dan dipungut oleh hemoglobin sel darah merah dan dibawa ke jantung. Dari sini, dipompa di dalam arteri ke semua bagian tubuh. Darah meninggalkan paru-paru pada tekanan oksigen 100 mmHg dan pada tingkat ini hemoglobinnya 95 persen jenuh oksigen.2. Pengangkutan CO2

Di dalam paru-paru, karbon dioksida adalah salah satu hasil buangan metabolisme, menembus membran alveoler-kapiler dari kapiler darah ke alveoli dan setelah melalui pipa bronkhial dan trakhea, dinafaskan keluar melalui hidung dan mulut (Anonimous).Pengangkutan CO2 oleh darah melalui 3 cara :1. Karbon dioksida larut dalam plasma, dan membentuk asam karbonat dengan enzim anhidrase (7% dari seluruh CO2). 2. Karbon dioksida terikat pada hemoglobin dalam bentuk karbomino hemoglobin (23% dari seluruh CO2). 3. Karbon dioksida terikat dalam gugus ion bikarbonat (HCO3) melalui proses berantai pertukaran klorida (70% dari seluruh CO2).

Empat proses yang berhubungan dengan pernafasan pulmoner atau pernafasan eksterna : 1. Ventilasi pulmoner, atau gerak pernafasan yang menukar udara dalam alveoli dengan udara luar.2. Arus darah melalui paru-paru3. Distribusi arus udara dan arus darah sedemikian sehingga jumlah tepat dari setiapnya dapat mencapai semua bagian tubuh4. Difusi gas yang menembusi membran pemisah alveoli dan kapiler. CO2 lebih mudah berdifusi daripada oksigen.Semua proses ini diatur sedemikian sehingga darah yang meninggalkan paru-paru menerima jumlah tepat CO2 dan O2. Pada waktu gerak badan lebih banyak darah datang di paru-paru membawa terlalu banyak CO2 dan terlampau sedikit O2. Jumlah CO2 itu tidak dapat dikeluarkan, maka konsentrasinya dalam arteri bertambah. Hal ini merangsang pusat pernapasan dalam otak untuk memperbesar kecepatan dan dalamnya pernapasan. Penambahan ventilasi yang dengan demikian terjadi pengeluaran CO2 dan memungut lebih banyak O2 (Anonimous).

BAB IIIKESIMPULANSistem respirasi melibatkan sejumlah organ seperti hidung, mulut, faring,trachea, bronchus, dan paru. Fungsi sistem respirasi adalah memfasilitasipertukaran gas antara atmosfer, paru-paru dan sel-sel jaringan dalam tubuh.Manusia memiliki volume dan kapasitas paru-paru yang berbedabeda dipengaruhi oleh ukuran paru-paru, kekuatan bernafas, cara bernafas dan juga usia.Gerakan pernapasan diatur oleh pusat pernapasan (medulla oblongata) yang terdapat di otak.Sedangkan keinginan bernafas adalah karena adanya rangsangan dari konsentrasi CO2 dalam darah.Bila kita menahan napas dalam waktu tertentu, maka dorongan untuk bernapas semakin besar. Ini terjadi karena kadar CO2 dalam darah semakin meningkat dan akan memacu pusat pernapasan agar organ pernapasan melakukan gerakan bernapas.Secara umum, udara mengalir karena ada perbedaan tekanan.Udara mengalir dari tekanan yang lebih tinggi ke tempat yang bertekanan lebih rendah.Perbedaan tekanan udara di paru terjadi akibat adanya daya kekuatan yang bekerja pada sistem pernapasan sehingga dapat mengatasi kekuatan-kekuatan yang melawan gerak udara ketika masuk ke paru.Difusi dalam respirasi merupakan proses pertukaran gas antara alveoli dengan darah pada kapiler paru. Proses difusi terjadi karena perbedaan tekanan, gas berdifusi dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Salah satu ukuran difusi adalah tekanan parsial.

DAFTAR PUSTAKA

Ganong W. 2001.Buku Ajar Fisiologi Kedokteran 17th. Jakarta : EGCGuyton A & Hall J. 2002.Buku Ajar Fisiologi Kedokteran 9th. Jakarta : EGCSloane, ethel. 1994. Anatomi dan fisiologi. Jakarta: Penerbit buku kedokteran Soewolo, Basoeki S, Yudani T. 1999. Fisiologi Manusia. IMSTEP JICA-Universitas Negeri MalangLeonhardt, helmut. 1988. Atlas dan buku teks anatomi manusia. Jakarta:Penerbit buku kedokteranSetiadi, 2007. Anatomi dan Fisiologi Manusia. Yogyakarta: Graha Ilmuhttp://nursecerdas.wordpress.com/2009/01/12/sistem-pernapasanhttp://id.wikipedia.org/wiki/sistem_pernapasan