BAB 2 TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/58648/2/BAB 2.pdf · BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Rokok Elektrik 2.1.1 Definisi dan Cara Kerja Rokok Elektrik Rokok elektrik memiliki nama yang

5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Rokok Elektrik

2.1.1 Definisi dan Cara Kerja Rokok Elektrik

Rokok elektrik memiliki nama yang berbeda-beda, ada yang

menyebutnya “e-cigs” “e-hookahs,” “mods,” “vape pens,” “vapes,” “tank

systems,” dan juga “electronic nicotine delivery systems (ENDS)” (CDC,

2018). Pada umumnya rokok elektrik memiliki tiga komponen utama, yaitu

baterai litium yang dapat diisi ulang, atomizer, dan reservoir/cartridge yang

mengandung e-liquid. Aktivasi koil pemanas dan atomizer menghasilkan

aerosol nikotin (Kaisar et al., 2016).

Cartridges atau tangki isi ulang mengandung liquid, yang biasa disebut

dengan e-liquid, dengan komposisi utamanya yaitu nikotin, propylene

glycol, glycerol, zat perasa, serta zat-zat kimia lainnya. Rokok elektrik

menirukan cara kerja rokok konvensional namun tanpa pembakaran

sehingga pengguna tidak menghirup asap, melainkan aerosol (Bhatnagar et

al., 2014).

(Kaisar et al., 2016)

Gambar 2.1

Bagian – Bagian Rokok Elektrik

6

Rokok elektrik dengan model otomatis memiliki fitur airflow sensor

yang dapat mengaktifkan pressure-sensitive circuit dan koil pemanas saat

pengguna rokok elektrik mulai menghisap melalui mouth piece. Namun,

model rokok elektrik yang sering dijumpai pada umumnya memiliki tombol

on off yang harus ditekan manual untuk memicu atomizer. Dengan menekan

tombol on, sinyal akan dikirimkan ke baterai untuk memasok arus ke koil

panas yang dapat meningkatkan suhu di atomizer hingga 500°F. Tingginya

suhu di atomizer dapat membuat e-liquid didalam reservoir/cartridge

menguap (Kaisar et al., 2016).

Sebelum menggunakan rokok elektrik atau vape, pengguna perlu

melakukan dripping. Istilah dripping diambil dari kata ”drips” yang artinya

tetes. Yakni, pengguna harus meneteskan e-liquid ke dalam koil pemanas

(Krishnan et al., 2017).

2.1.2 Kandungan rokok elektrik

Kandungan liquid rokok elektrik (e-liquid) terdiri dari nikotin, Propylene

glycol, Glycerol, zat perasa, serta zat-zat kimia lainnya.

2.1.2.1 Nikotin

Nikotin merupakan zat yang sangat adiktif dan berbahaya bagi

kesehatan (CDC, 2018). Nikotin, alkaloid kuat, yang dalam bentuk murni

nikotin merupakan cairan bening dengan bau yang khas. Nikotin berubah

warna menjadi kecoklatan saat terpapar oleh udara. Nikotin larut dalam air

dan dapat terpisahkan dengan pelarut organik. Zat ini merupakan amine

yang terbentuk dari pyridine dan pyrrolidine rings (Mishra et al., 2015).

7

Nikotin yang terdapat pada e-liquid merupakan derivat dari tembakau,

termasuk bahan-bahan residu dari nikotin yaitu cotinine, anabasine,

anatabine, myosmine dan beta-nicotyrine (Hajek et al., 2014). Kandungan

nikotin yang terdapat di dalam e-cigarettes maupun e-liquid sering kali

tidak sesuai dengan yang tertulis pada label kemasan. FDA melaporkan

bahwa e-liquid yang berlabel “no nicotine” faktanya juga mengandung

nikotin, bahkan pada beberapa produk, kandungan nikotin yang

terkandung dalam e-liquid dapat mencapai dua hingga lima kali lebih

besar daripada yang tertulis pada label kemasan (AIHA, 2014).

Efek paparan nikotin jangka pendek (kurang dari delapan jam) pada

konsentrasi rendah dilaporkan dapat berupa tremor dan peningkatan

denyut jantung, laju pernapasan, tekanan darah, dan tingkat kewaspadaan.

Paparan terhadap mata bisa menyebabkan iritasi dan kemerahan pada

mata. Jika tertelan atau terhirup nikotin dapat menyebabkan mual, muntah,

sakit perut, sakit kepala, pusing, kebingungan, agitasi, gelisah, dan

kemungkinan sensasi terbakar di mulut, tenggorokan, dan perut. Nikotin

dapat meningkatkan detak jantung, kontraktilitas miokard, dan tekanan

darah. Nikotin merupakan teratogen yang dapat meningkatkan

pertumbuhan tumor (AIHA, 2014).

Sebagai zat adiktif, nikotin memiliki dua efek yang sangat kuat, yaitu

efek stimulan dan efek depresan. Nikotin menderegulasi fungsi otonom

jantung, meningkatkan aktivasi simpatik, meningkatkan denyut jantung,

menyebabkan vasokonstriksi koroner dan perifer, meningkatkan beban

8

kerja miokard, dan merangsang pelepasan katekolamin adrenal dan

neuronal. Selain itu, nikotin dikaitkan dengan resistensi insulin,

peningkatan kadar lipid serum, dan peradangan intravaskular yang

memicu terjadinya aterosklerosis (Papathanasiou & Mamali, 2014).

2.1.2.2 Propylene glycol

Propylene Glycol (atau propane-1,2-diol/ 1,2-dihydroxypropane/

methyl glycol) merupakan golongan alkohol yang tidak berbau dan

berwarna putih, biasanya digunakan sebagai (Bertholon et al., 2013):

1) Bahan tambahan pada makanan dan kosmetik (E1520) sebagai

humidifier dan emulsifier serta digunakan untuk mencegah tembakau

menjadi kering.

2) Zat antibeku yang bersifat tidak korosif dan non-toksik sebagai

pengganti ethylene glycol.

3) Pelarut pada obat-obatan (oral, injeksi maupun topikal) yang tidak

larut dalam air, contohnya benzodiazepin and phenytoin. Propylene

Glycol juga digunakan pada aerosolized drug-delivery systems seperti

metered-dose inhalers dan nebulizer.

Propylene Glycol pada vape digunakan sebagai zat pelarut nikotin

serta zat perasa yang kemudian dihantarkan dalam bentuk uap ke mulut,

tenggorokan, serta paru-paru penggunanya melalui proses inhalasi

(Spindle et al., 2018). Propylene Glycol dalam konsentrasi tertentu tidak

berbahaya jika dihirup, akan tetapi paparan yang berlebihan pada ruangan

tertutup dapat menyebabkan rhinitis, asthma, eczema serta gejala alergi

9

lainnya. Propylene Glycol memiliki sifat menyerap air sehingga beberapa

pengguna vape mengeluhkan terjadinya mulut dan tenggorokan yang

kering (Hajek et al., 2014).

Propylene Glycol yang dikonsumsi dapat diserap melalui usus halus

dan diubah melalui proses glikolisis menjadi komponen energi yaitu

pyruvic dan asam laktat, atau melalui tahapan ethanol menghasilkan asam

asetat dan propionic aldehyde yang bersifat toksik. Propylene Glycol yang

tidak dimetabolisme, diekskresikan melalui urin (Bertholon et al., 2013).

2.1.2.3 Glycerol

Glycerol mempunyai rumus kimia 1,2,3-propanetriol. Glycerol

merupakan cairan yang memiliki rasa manis, tidak berwarna, dan tidak

berbau (Pagliaro et al., 2011). Glycerol tidak bersifat toksik dalam suhu

kurang dari 100°C, akan tetapi ketika dipanaskan dengan temperatur yang

terlalu tinggi (>100°C) dapat menghasilkan zat toksik yaitu acrolein

(Bertholon et al., 2013). Acrolein terdeteksi pada beberapa brand vape,

akan tetapi dengan kadar yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan

rokok konvensional (Hajek et al., 2014).

Vegetable Glycerine memiliki fungsi yang sama dengan Propylene

Glycol yaitu sebagai zat pelarut. Sebuah penelitian terdahulu menyatakan

bahwa e-liquid dengan konsentrasi Propylene Glycol lebih tinggi

dibandingkan Vegetable Glycerin, dapat menciptakan sensasi “throat hit”

serta rasa yang lebih kuat. Sedangkan, e-liquid dengan konsentrasi

Vegetable Glycerin yang lebih tinggi dibandingkan Propylene Glycol

10

dapat menghasilkan lebih banyak uap yang dihembuskan (Spindle et al.,

2018).

2.1.2.4 Zat Perasa

Zat perasa yang biasa digunakan merupakan aroma yang menyerupai

tembakau (wangi alami tembakau maupun mentol), buah-buahan, vanilla,

karamel, kopi, dan yang lainnya (Bertholon et al., 2013). Kebanyakan zat

perasa merupakan zat perasa tambahan pada makanan yang aman untuk

dikonsumsi. Akan tetapi, tidak aman jika terhirup oleh paru-paru,

dikarenakan dapat menyebabkan udara yang terhirup menjadi tidak segar

(BPOM, 2015).

2.1.2.5 Zat lainnya

a. Tobacco-specific nitrosamines (TSNAs) yang bersifat toksik dan

diethylene glycol (DEG) yang termasuk bahan karsinogen, juga

ditemukan pada uap vape dengan konsentrasi yang lebih rendah

dibandingkan dengan asap rokok tembakau (Pisinger & Dossing,

2014).

b. Logam: partikel timah, perak, nikel, alumunium dan kromium di dalam

uap rokok elektronik dengan ukuran sangat kecil (nano-partikel)

sehingga dapat masuk ke saluran napas di paru-paru (BPOM, 2015).

c. Karbonil: karsinogen potensial antara lain formaldehida, asetaldehida

dan acrolein serta senyawa organik volatil (VOCs) seperti toluena dan

p,m-xylene (Pisinger & Dossing, 2014).

11

d. Zat lainnya: kumarin, tadalafil, rimonabant, serat silika (Pisinger &

Dossing, 2014).

2.2 Konsumsi Oksigen Maksimal (VO2Maks)

Konsumsi oksigen maksimal (VO2Maks) adalah volume maksimal

oksigen per menit yang dapat digunakan seseorang untuk mengoksidasi

molekul nutrien penghasil energi. Konsumsi oksigen maksimal bergantung

pada tiga sistem. Sistem pernapasan esensial bagi ventilasi dan pertukaran

oksigen dan karbon monoksida antara udara dan darah di paru. Sistem

sirkulasi dibutuhkan untuk menyalurkan oksigen ke otot yang aktif. Pada

akhirnya, otot harus memiliki enzim oksidatif agar dapat menggunakan

oksigen yang telah disediakan (Sherwood, 2016).

Nilai konsumsi oksigen maksimal (VO2Maks) dapat dijadikan sebagai

parameter kemampuan sistem kardiovaskular serta sistem respirasi dalam

mengangkut oksigen. Keterbatasan fisik yang membatasi laju pelepasan energi

secara aerobik bergantung pada kemampuan kimiawi dari sistem jaringan

seluler berotot untuk menggunakan oksigen dalam memecah bahan bakar serta

kemampuan gabungan sistem kardiovaskular dan paru untuk mengangkut

oksigen ke sistem jaringan otot (Bhat & Shaw, 2017).

Nilai normal konsumsi oksigen maksimal berdasarkan usia adalah sebagai

berikut:

12

Tabel 2.1

Nilai normal VO2Maks pada pria Age Very Poor Poor Fair Good Excellent Superior

18-25 <30 30-36 37-51 52-60 51 - 55 >55

26-35 <30 30-34 35-48 49-56 46 - 52 >52

36-45 <26 26-30 31-42 43-51 45 - 49 >49

46-55 <25 25-28 29-38 39-45 43 - 47 >48

56-65 <22 22-25 26-35 36-41 41 - 45 >45

65+ <20 20-21 22-32 33-37 36 - 44 >44

(Heyward & Gibson, 2014)

Sedangkan, nilai skor yang didapat dari hasil bleep test sesuai dengan tabel

berikut.

Tabel 2.2

Nilai skor VO2Maks (dalam ml/kg/menit)

Level Shuttle VO2Maks Level Shuttle VO2Maks

2

1 21.3

4

7 29.2

2 21.7 8 29.5

3 22.1 9 29.8

4 22.4

5

1 30.2

5 22.8 2 30.5

6 23.1 3 30.9

7 23.5 4 31.2

8 23.9 5 31.6

3

1 24.2 6 31.9

2 24.6 7 32.2

3 24.9 8 32.6

4 25.3 9 32.9

5 25.6

6

1 33.3

6 26.0 2 33.6

7 26.3 3 33.9

8 26.7 4 34.3

4

1 27.1 5 34.6

2 27.4 6 35.0

3 27.8 7 35.3

4 28.1 8 35.6

5 28.5 9 36.0

6 28.8 10 36.3

(Mackenzie, 2007)

13

2.2.1 Faktor yang Mempengaruhi Konsumsi Oksigen Maksimal

2.2.1.1 Usia

VO2Maks pada anak usia 8-16 tahun yang tidak dilatih menunjukkan

kenaikan progresif dan linier dari puncak kemampuan aerobik,

sehubungan dengan usia kronologis pada anak perempuan dan laki-laki.

VO2Maks anak laki-laki menjadi lebih tinggi mulai umur 10 tahun, walau

ada yang berpendapat latihan ketahanan tidak terpengaruh pada

kemampuan aerobik sebelum usia 11 tahun. Puncak nilai VO2Maks

dicapai kurang lebih pada usia 18-20 tahun pada kedua jenis kelamin

(Armstrong, 2006).

2.2.1.2 Jenis kelamin

Kemampuan aerobik wanita sekitar 20% lebih rendah dari pria pada

usia yang sama. Hal ini dikarenakan perbedaan hormonal yang

menyebabkan wanita memiliki konsentrasi hemoglobin lebih rendah dan

lemak tubuh lebih besar. Wanita juga memiliki massa otot lebih kecil

daripada pria. Mulai umur 10 tahun, VO2Maks anak laki-laki menjadi

lebih tinggi 12% dari anak perempuan. Pada umur 12 tahun, perbedaannya

menjadi 20%, dan pada umur 16 tahun VO2Maks anak laki-laki 37% lebih

tinggi dibanding anak perempuan (Armstrong, 2006).

2.2.1.3 Indeks Massa Tubuh

Indeks massa tubuh (IMT) dapat dijadikan sebagai penanda gambaran

lemak tubuh seseorang. Peningkatan lemak tubuh dapat mengakibatkan

penurunan konsumsi oksigen maksimal seseorang. Hal ini disebabkan

14

besarnya lemak tubuh seseorang dapat memberi beban dalam pengambilan

oksigen oleh otot-otot yang bekerja aktif (Mondal & Mishra, 2017).

2.2.1.4 Latihan Fisik

Latihan fisik yang teratur (3-5 kali/minggu) dapat meningkatkan nilai

VO2Maks. Namun begitu, VO2Maks ini tidak terpaku pada nilai tertentu,

tetapi dapat berubah sesuai tingkat dan intensitas aktivitas fisik

(Armstrong, 2006).

2.3 Sistem Respirasi

2.3.1 Anatomi Fisiologi Sistem Respirasi

(Sherwood, 2016)

Gambar 2.2

Anatomi Sistem Respirasi

Aliran udara melalui sistem pernapasan dapat dipecah menjadi tiga

wilayah yang saling terhubung: saluran napas bagian atas; jalan napas

penghantar; dan jalan napas alveolar (juga dikenal sebagai parenkim paru

15

atau jaringan asinar). Jalan udara atas terdiri dari sistem masuk, hidung atau

rongga hidung dan mulut yang mengarah ke faring. Laring memanjang dari

bagian bawah faring untuk melengkapi jalan napas bagian atas. Hidung

adalah titik masuk utama untuk udara yang dihirup oleh karena itu, epitel

mukosa yang melapisi saluran napas nasofaring terpapar pada konsentrasi

tertinggi alergen, racun, dan bahan partikulat yang terhirup (Barrett et al.,

2010).

Selain penciuman, hidung dan saluran napas bagian atas menyediakan

dua fungsi penting tambahan dalam aliran udara, yaitu (1) menyaring

partikel besar untuk mencegah mereka mencapai saluran udara konduksi dan

alveolar dan (2) berfungsi untuk menghangatkan dan melembabkan udara

saat memasuki tubuh (Barrett et al., 2010).

Proses pertukaran gas dalam tubuh, yang disebut respirasi, memiliki tiga

langkah dasar, yaitu (Tortora & Derrickson, 2014):

1. Ventilasi paru (pulmonal paru), atau bernapas, adalah inhalasi (inflow)

dan pernapasan (outflow) udara dan melibatkan pertukaran udara antara

atmosfer dan alveoli paru-paru.

2. Respirasi eksternal (paru) adalah pertukaran gas antara alveoli paru-paru

dan darah di kapiler paru melintasi membran pernapasan. Dalam proses

ini, darah kapiler paru memperoleh O2 dan melepaskan CO2.

3. Respirasi internal (jaringan) adalah pertukaran gas antara darah dalam

kapiler sistemik dan sel-sel jaringan. Pada langkah ini darah melepaskan

O2 dan mendapatkan CO2. Di dalam sel, reaksi metabolik yang

16

mengonsumsi O2 dan mengeluarkan CO2 selama produksi ATP disebut

respirasi sel.

2.3.2 Ventilasi Paru

(Tortora & Derrickson, 2014)

Gambar 2.3

Perubahan Tekanan dalam Ventilasi Paru

2.3.2.1 Inhalasi

Selama inhalasi, tekanan antara dua lapisan pleura di rongga pleura,

yang disebut tekanan intrapleural (intrathoracic), selalu subatmosfer (lebih

rendah dari tekanan atmosfer) sekitar 4 mmHg lebih kecil dari tekanan

atmosfer, atau sekitar 756 mmHg pada tekanan atmosfer 760 mmHg.

Ketika diafragma dan interkostalis eksternal berkontraksi dan ukuran

keseluruhan rongga toraks meningkat volume rongga pleura juga

meningkat, sehingga menyebabkan tekanan intrapleural berkurang

menjadi sekitar 754 mmHg. Selama ekspansi toraks, pleura parietal dan

17

visceral normalnya melekat erat yang disebabkan oleh tekanan

subatmosfer di antara mereka dan karena tegangan permukaan yang

diciptakan oleh permukaannya yang lembab (Tortora & Derrickson, 2014)

Saat rongga toraks mengembang, pleura parietal yang melapisi rongga

ditarik keluar ke segala arah, serta pleura visceral dan paru-paru ditarik

juga ikut tertarik. Ketika volume paru-paru meningkat dengan cara ini,

tekanan di dalam paru-paru, yang disebut tekanan alveolar

(intrapulmonik), turun dari 760 menjadi 758 mmHg. Perbedaan tekanan

dengan demikian ditetapkan antara atmosfer dan alveoli. Karena udara

selalu mengalir dari daerah dengan tekanan lebih tinggi ke daerah dengan

tekanan lebih rendah, inhalasi terjadi. Udara terus mengalir ke paru-paru

selama ada perbedaan tekanan (Tortora & Derrickson, 2014)

Inspirasi adalah proses aktif. Kontraksi otot-otot inspirasi

meningkatkan volume intratoraks. Tekanan intrapleural di pangkal paru-

paru, yang biasanya sekitar –2,5 mm Hg yang relatif terhadap atmosfer

pada awal inspirasi berkurang hingga sekitar -6 mm Hg. Paru-paru tertarik

ke posisi yang lebih luas. Tekanan di jalan napas menjadi sedikit negatif,

dan udara mengalir ke paru-paru. Pada akhir inspirasi, paru-paru rekoil

dan mulai menarik dada kembali ke posisi ekspirasi, di mana tekanan

paru-paru yang rekoil dan keseimbangan dinding dada seimbang. Tekanan

di jalan napas menjadi sedikit positif, dan udara mengalir keluar dari paru-

paru (Barrett et al., 2010)

18

Selama inhalasi yang dalam dan kuat, otot-otot aksesori inspirasi juga

berpartisipasi dalam meningkatkan ukuran rongga dada. Otot-otot ini

dinamai demikian karena mereka membuat sedikit, jika ada, kontribusi

selama inhalasi tenang normal, tetapi selama latihan atau ventilasi paksa

mereka dapat berkontraksi dengan kuat. Otot aksesori inhalasi termasuk

otot sternokleidomastoid, yang mengangkat sternum; otot-otot skalen,

yang mengangkat dua tulang rusuk pertama dan otot-otot pectoralis

minor, yang mengangkat tulang rusuk ketiga hingga kelima. Karena baik

inhalasi normal dan inhalasi selama latihan atau ventilasi paksa melibatkan

kontraksi otot, proses inhalasi ini dinyatakan aktif (Tortora and

Derrickson, 2014)

2.3.2.2 Ekshalasi

Menghembuskan napas yang disebut ekshalasi (ekspirasi), juga

disebabkan oleh gradien tekanan, namun dalam hal ini gradien berada di

arah yang berlawanan, tekanan di paru-paru lebih besar daripada tekanan

atmosfer. (Tortora and Derrickson, 2014). Tidak seperti inhalasi, ekhalasi

selama pernapasan tenang bersifat pasif dalam arti tidak ada otot yang

menurunkan volume volume intratoraks. Namun, beberapa kontraksi otot

inspirasi terjadi pada bagian awal ekspirasi. Kontraksi ini memberikan aksi

pengereman pada kekuatan mundur dan memperlambat kedaluwarsa.

Upaya inspirasi yang kuat mengurangi tekanan intrapleural ke nilai

serendah –30 mmHg, menghasilkan tingkat inflasi paru yang lebih tinggi.

(Barrett et al., 2010)

19

Kekuatan yang diarahkan ke dalam berkontribusi terhadap elastisitas

mundur: (1) mundurnya serat elastis yang diregangkan selama inhalasi dan

(2) tarik ke dalam dari tegangan permukaan karena lapisan cairan alveolar

(Tortora and Derrickson, 2014)

Ekshalasi dimulai ketika otot-otot inspirasi mengendur. Saat diafragma

mengendur, puncaknya bergerak dengan superior karena elastisitasnya.

Saat intercostals eksternal rileks, tulang rusuknya tertekan. Gerakan-

gerakan ini mengurangi diameter vertikal, lateral, dan anteroposterior

rongga toraks, yang menurunkan volume paru-paru. Pada gilirannya,

tekanan alveolar meningkat menjadi sekitar 762 mmHg (Tortora and

Derrickson, 2014). Ketika ventilasi ditingkatkan, tingkat deflasi paru-paru

juga meningkat dengan kontraksi aktif otot ekspirasi yang menurunkan

volume intrathoracic (Barrett et al., 2010). Udara kemudian mengalir dari

area bertekanan tinggi di alveoli ke area bertekanan rendah di atmosfer

(Tortora and Derrickson, 2014).

Ekshalasi menjadi aktif hanya selama pernapasan paksa, seperti yang

terjadi saat memainkan alat musik tiup atau selama berolahraga. Selama

masa-masa ini, otot-otot pernapasan perut dan intercostals internal

berkontraksi, sehingga meningkatkan tekanan di daerah perut dan dada.

Kontraksi otot-otot perut menggerakkan iga inferior ke bawah dan

menekan visera perut, sehingga memaksa diafragma superior. Kontraksi

interkostal internal, yang meluas ke inferior dan posterior antara tulang

rusuk yang berdekatan, menarik tulang rusuk lebih rendah. Meskipun

20

tekanan intrapleural selalu kurang dari tekanan alveolar, tekanan ini

mungkin secara singkat melebihi tekanan atmosfer selama pernapasan

yang kuat, seperti saat batuk (Tortora and Derrickson, 2014)

2.3.2.3 Resistensi Jalan Napas

Resistensi jalan nafas didefinisikan sebagai perubahan tekanan (ΔP)

dari alveoli ke mulut dibagi dengan perubahan laju aliran (V). Karena

struktur bronkial dan juga jalur udara yang berkontribusi terhadap

ketahanannya, sulit untuk menerapkan estimasi matematika dari

pergerakan melalui bronkial. Resistensi jalan nafas meningkat secara

signifikan karena volume paru berkurang. Selain itu, bronkus dan

bronkiolus secara signifikan berkontribusi terhadap resistensi jalan napas.

Dengan demikian, kontraksi otot polos yang melapisi saluran udara

bronkial akan meningkatkan resistensi saluran napas, dan membuat

pernapasan menjadi lebih sulit (Barrett et al., 2010).

Seperti aliran darah yang melewati pembuluh darah, laju aliran udara

melalui saluran udara tergantung pada perbedaan tekanan dan resistansi.

Aliran udara sama dengan perbedaan tekanan antara alveoli dan atmosfer

dibagi dengan resistansi. Dinding saluran udara, terutama bronkiolus,

memiliki beberapa perlawanan terhadap aliran normal udara masuk dan

keluar dari paru-paru. (Tortora and Derrickson, 2014).

Diameter saluran napas juga diatur oleh tingkat kontraksi atau

relaksasi otot polos di dinding saluran udara. Sinyal dari divisi simpatis

sistem saraf otonom menyebabkan relaksasi otot polos ini yang

21

menyebabkan pelebaran dan penurunan resistensi. Setiap kondisi yang

mempersempit atau menghalangi saluran udara meningkatkan resistensi,

sehingga lebih banyak tekanan diperlukan untuk mempertahankan aliran

udara yang sama. (Tortora and Derrickson, 2014)

2.4 Sistem Kardiovaskular

2.4.1 Anatomi Fisiologi Sistem Kardiovaskular

(Tortora and Derrickson, 2014)

Gambar 2.4

Sirkulasi Paru dan Sistemik yang Berhubungan dengan Jantung

22

Sistem sirkulasi memiliki tiga komponen dasar, yaitu (Sherwood, 2016):

1. Jantung, berfungsi sebagai pompa yang memberikan tekanan kepada

darah untuk membentuk gradien tekanan yang diperlukan agar darah

mengalir ke jaringan. Seperti semua cairan, darah menghasilkan gradien

tekanan dari area bertekanan tinggi ke area bertekanan lebih rendah.

2. Pembuluh darah, berfungsi sebagai jalan kemana darah diarahkan dan

didistribusikan dari jantung ke semua bagian tubuh dan kemudian

kembali ke jantung. Pembuluh darah terkecil dirancang untuk pertukaran

material-material yang cepat antara jaringan di sekitarnya dan darah di

dalam pembuluh

3. Darah adalah media transportasi di mana bahan yang diangkut jarak jauh

dalam tubuh (seperti O2, CO2, nutrisi, limbah, elektrolit, dan hormon)

dilarutkan atau ditangguhkan

2.4.2 Transpor Oksigen

Oksigen berdifusi dari alveolus ke dalam darah kapiler paru karena

tekanan parsial O2 (PaO2) dalam alveoli lebih besar daripada PaO2 dalam

darah kapiler paru. Dalam jaringan tubuh lainnya, PaO2 yang lebih tinggi

dalam darah kapiler daripada dalam jaringan menyebabkan oksigen

berdifusi ke dalam sel– sel sekitarnya (Guyton & Hall, 2014).

Sebaliknya, CO2 terus dibentuk dalam jumlah besar di dalam sel,

sehingga PaCO2 intrasel meningkat ke nilai yang tinggi dan menyebabkan

karbon dioksida berdifusi ke dalam kapiler jaringan. Setelah darah mengalir

ke paru, karbon dioksida berdifusi keluar dari darah masuk ke dalam

23

alveolus karena PaCO2 dalam darah kapiler paru lebih besar daripada dalam

alveolus. Sehingga, pengangkutan O2 dan CO2 oleh darah bergantung pada

difusi keduanya dan aliran darah (Guyton & Hall, 2014).

2.5 Efek rokok elektrik terhadap VO2Maks

Rokok elektrik adalah alat yang di desain untuk menghasilkan nikotin

tanpa pembakaran tembakau dengan memanaskan liquid yang biasanya

mengandung nikotin, zat perasa, propylene glycol dan atau vegetable

glycerine, dan zat kimia lainnya (Hajek et al., 2014)

Nikotin adalah salah satu zat berbahaya yang terkandung dalam rokok

elektrik. Nikotin dapat berdampak buruk bagi kesehatan terutama terhadap

sistem respirasi dan juga sistem kardiovaskular (Mishra et al., 2015). Nikotin

berefek pada peningkatan jumlah nAChRs (Nicotinic acetylcholine receptors)

di epitel paru yang mengakibatkan peningkatan produksi musin dan juga

meningkatkan kontraksi otot polos (Javed et al., 2017). Bronkus dan

bronkiolus secara signifikan berkontribusi terhadap resistensi jalan napas.

Dengan demikian, kontraksi otot polos yang melapisi saluran udara bronkial

akan meningkatkan resistensi saluran napas dan membuat pernapasan menjadi

lebih sulit karena uptake O2 berkurang (Barrett et al., 2010).

Epitel mukosa melekat pada membran basal tipis dan lamina propria di

bawahnya. Satu kesatuan ini disebut sebagai mukosa saluran napas. Sel-sel

otot polos ditemukan di bawah epitel dan jaringan ikat yang membungkus

juga diselingi dengan tulang rawan yang lebih dominan dalam bagian-bagian

dari saluran napas yang melakukan kaliber yang lebih besar. Epitel disusun

24

sebagai epitel pseudostratified dan mengandung beberapa jenis sel, termasuk

sel bersilia dan sekretori (misalnya, sel goblet dan glandular acini) yang

menyediakan komponen kunci untuk kekebalan bawaan saluran napas, dan sel

basal yang dapat berfungsi sebagai sel progenitor selama cedera (Barrett et al.,

2010).

Selain nikotin, Propylene glycol yang terkandung dalam rokok elektrik

memiliki efek negatif pada tubuh terutama sistem pernapasan. Propylene

glycol dapat meningkatkan jumlah sel goblet dan meningkatkan aktivitas sel

goblet dalam memproduksi musin. Produksi musin yang meningkat dapat

mengakibatkan peningkatan resistensi jalan napas dan berakibat pada

penurunan uptake O2 sehingga terjadi penurunan VO2Maks (Palazzolo et al.,

2017)

Sifat higroskopis dari aerosol Propylene glycol, baik in vivo atau in vitro,

akan memungkinkan pengendapan yang lebih besar dari aerosol yang

dihasilkan oleh rokok elektrik daripada asap rokok konvensional dan dapat

menjelaskan peningkatan endapan yang diamati pada palatum yang terpapar

aerosol. Sedangkan presipitasi aerosol pada permukaan mukosa berkontribusi

terhadap penebalan epitel, hal ini mungkin bukan satu-satunya penyebab

ketebalan epitel meningkat. Propylene glycol menyebabkan terjadinya

penebalan epitel pernapasan dengan meningkatkan jumlah sel goblet atau

meningkatkan kandungan musin dalam sel goblet (Palazzolo et al., 2017)

Pada sistem kardiovaskular, nikotin menyebabkan penurunan produksi

prostasiklin. Penurunan produksi prostasiklin berakibat pada peningkatkan

25

viskositas darah serta peningkatan agregasi platelet. Agregasi platelet yang

meningkat berefek pada meningkatnya produksi trombus sehingga dapat

memicu pada disfungsi endotel dan kerusakan endotel (Papathanasiou &

Mamali, 2014).

2.6 Bleep Test

(Barnard, 2008)

Gambar 2.5

Lintasan 20 meter dalam bleep test

Bleep test adalah tes yang digunakan untuk mengukur konsumsi oksigen

maksimal (VO2Maks), dilakukan dengan cara berlari dengan lintasan 20 m

dimana setiap shuttle harus dicapai sebelum suara rekaman “beep” terdengar

(Heyward & Gibson, 2014).

Bleep test, beep test atau yang sering disebut juga 20 meter shuttle run test

adalah tes lari bolak-balik yang memerlukan lintasan sepanjang 20 meter dan

recorded beeps. Waktu antara bunyi beep satu dengan yang lainnya semakin

berkurang pada setiap menit atau setiap level-nya. Ada beberapa versi tes,

namun satu versi yang umum digunakan yaitu dengan kecepatan lari awal 8,5

km / jam yang meningkat 0,5 km / jam setiap menit. Nilai skor berupa berapa

level dan shuttle yang dapat ditempuh sebelum subjek tidak dapat mengikuti

suara beep dalam rekaman (Heyward & Gibson, 2014).