Nama: Khoirul FikriNIM: 2011730050Fisiologi Respirasi
Respirasi adalah pertukaran oksigen dan karbondioksida antara
udara dan sel-sel tubuh. Proses ini meliputi ventilasi (inspirasi
dan ekspirasi), difusi oksigen dari alveolus paru ke darah dan
karbondioksida dari darah ke alveolus, serta transpor oksigen ke
dan karbondioksida dari sel tubuh. (Kamus Kedokteran Dorlan Edisi
29 hal.1892, EGC)Sistem respirasi adalah sistem organ yang
digunakan untuk proses pertukaran gas yaitu untuk menyediakan
oksigen bagi jaringan dan membuang karbondiaksida.Pernafasan dapat
dibagi menjadi empat fungsi utama :1. Ventilasi paru, yang berarti
masuk dan keluarnya udara antara atmosfer dan alveoli paru.2.
Difusi oksigen dan karbondioksida antara alveoli dan darah.3.
Pengangkutan oksigen dan karbondioksida dalam darah dan cairan
tubuh ke dan dari sel jaringan tubuh.4. Pengaturan
ventilasi.(Guyton & Hall Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi
11, EGC)Respirasi menjadi dua, yaitu:1. Respirasi Internal atau
Seluler, mengacu kepada proses metabolisme intrasel yang
berlangsung di dalam mitokondria, yang menggunakan oksigen dan
menghasilkan karbondioksida selama penyerapan energi dari molekul
nutrien.2. Respirasi Eksternal, mengacu kepada keseluruhan
rangkaian kejadian yang terlibat dalam pertukaran oksigen dan
karbondioksida antara lingkungan eksternal dan sel tubuh.
Pernapasan eksternal meliputi empat langkah:a. Udara secara
bergantian bergerak masuk-keluar paru, sehingga dapat terjadi
pertukaran antaran atmosfer(lingkungan eksternal) dan kantung
udara(alveolus) paru.b. Oksigen dan karbondioksida dipertukarkan
antara udara di alveolus dan darah di dalam kapiler pulmonalis
melalui proses difusi.c. Oksigen dan karbondioksida diangkut oleh
darah antara paru dan jaringan. d. Pertukaran oksigen dengan
karbondioksida terjadi antara jaringan dan darah melalui proses
difusi melintasi kapiler sistemik(jaringan).
(Fisiologi Manusia, Ed.2, Lauralee Sherwood, Hal.411)Saluran
napas menghantarkan udara antara atmosfer dan alveolusSaluran napas
adalah tabung atau pipa yang mengagkut udara antara atmosfer dan
kantun udara (alveolus), alveolus merupakan satu-satunya tempat
pertukaran gas antara udara dan darah, saluran napas berawal dari
saluran nasal (hidung). Saluran hidung membuka kedalam faring
(tenggorokan) yang berfungsi sebagai saluran bersama untuk sistem
pernapasan dan pencernaan. Terdapat dua saluran yang berasal dari
faring trakea, yang dilalaui udara untuk menuju paru, dan esofagus,
yang dilalui oleh makan untuk menuju lambung, udara dalam keadaan
normal masuk ke faring melalui hidung, tetapi udara juga dapat
masuk melalui mulut ketika saluran hidung tersumbat, karena faring
berfungsi sebagai saluran bersama untuk udara dan makanan maka
sewaktu menelan terjadi mekanisme refleks yang menutup trakea agar
makan masuk ke esofagus dan bukan kesaluran nafas. Esofagus selalu
tertutup kecuali ketika menelan untuk mencegah udara masuk ke
lambung suatu bernafas.
Laring atau voice box terletak di pintu masuk trakea. Tonjolan
anterior laring membentuk jakun (adams apple) pita suara dua pita
jaringan elastik yang melintang di pintu masuk laring , dapat
diregangkan dan diposisikan dalam berbagai bentuk oleh otot
laring.
Dibelakang laring trakea terbagi menjadi dua cabang utama,
bronkus kanan dan kiri yang masing masing masuk ke paru kanan dan
kiri. Di dalam masing masing paru bronkus terus bercabang cabang
menjadi saluran nafas yang semakn sempit, pendek, dan banyak yang
disebut bronkiolus. Diujung bronkiolus terminal berkelompok
alveolus. Alveolus adalah kelompok kelompok kantung mirip anggur
yang berdinding tipis dan dapat mengembang di ujung cabang saluran
napas penghantar dinding alveolus terdiri dari sel alveolus tipe I
dan sel alveolus tipe II. Sel alveols tipe I adala lapisan yang
gepeng. Dinding anyaman padat kapiler paru yang mengelilingi setiap
alveolus juga memiliki ketebalan hanya satu sel . ruang
interestisium antara sebuah alveolus dan anyaman kapiler disekitar
membentuk sawar yang sangat tipis. Tipisnya sawar ini mempermudah
pertukaran gas. Sel alveolus tipe II mengeluarka surfaktan paru.
Waktu alveolus mengecil (ekspirasi) : tegangan permukaan mengecil
:mencegahkolapscompliance tinggi / mudahmengembang Akhir inspirasi:
tegangan permukaan tinggi compliancerendah /
sukarmengembangmencegah alveolus pecah(Fisiologi Manusia, Ed.6,
Lauralee Sherwood, Hal.514)
Di dinding alveolus yang berdekatan terdapat pori kohn yang
halus . keberadaan pori kohn ini memungkinkan aliran udara antara
alveolus alveolus yang berdekatan, suatu proses yang dikenal
sebagai ventilasi kolateral.
(Fisiologi Manusia, Ed.6, Lauralee Sherwood, Hal.499-501)
Mekanisme PernapasanVentilasi (bernapas) adalah proses
pergerakan udara masuk-keluar paru secara berkala sehingga udara
alveolus yang lama dan telah ikut serta dalam pertukaran O2 dan CO2
dengan darah kapiler paru diganti oleh udara atmosfer segar.Udara
cenderung bergerak dari daerah bertekanan tinggi ke daerah
bertekanan rendah , yaitu menuruni gradien tekanan. Udara mengalir
masuk dan keluar paru selama proses bernapas dengan mengikuti
penurunan gradien tekanan yang berubah berselang seling antara
alveolus dan atmosfer akibat aktivitas siklik otot otot pernapasan.
Terdapat tiga tekanan berbeda yang penting pada ventilasi :1.
Tekanan atmosfer (barometik) adalah tekanan yang ditimbulkan oleh
berat udara di atmosfer terhadap benda benda dipermukaan bumi.di
ketinggian permukaan laut, tekanan ini sama dengan 760 mmHg.
Tekanan atmosfer berkurang seiring dengan penambahan ketinggian
diatas permukaan laut karena kolom udara diatas permukaan bumi
menurun. Dapat terjadi fluktuasi minor tekanan atmosfer akibat
perubahan kondisi kondisi cuaca (yaitu pada saat tekanan barometrik
meningkat atau menurun).2. Tekana intra-alveolus yan juga dikenal
dengan tekanan intrapulmonalis, adalh tekanan di dalam alveolus.
Karena alveolus berhubungan dengan atmosfer melalui saluran
pernapasan, udara dengan cepat mengalir mengikuti penurunan gradien
tekan setiap kali terjadi perbeddaan antara tekanan intra-alveolus
dan tekanan atmosfer, udara terus mengalir sampai tekanan keduanya
seimbang(ekuilibrium)3. Tekanan intrapleura adalah tekanan di dalam
kantunng pleura. Tekanan ini juga dikenal sebagai tekanan
intratoraks. Yaitu tekanan yang terjadi di luar paru di dalam
rongga toraks. Tekanan intrapleura biasanya lebih kecil daripada
tekanan atmosfer, ratarata 756 mmHg saaat istirahat. Seperti tekana
darah yang dicatat dengan menggunakan tekanan atmosfer sebagai
titik referensi (yaitu tekanan darah sistolik 120 mmHg adalah 120
mmHg lebih besar daripada tekanan atmosfer 760 mmHg atau, dalam
kenyataan, 880 mmHg), 756mmHg kadang-kadang disebut sebagai tekanan
-4 mmHg menjadi negatif karena dibandingkan dengan tekanan atmosfer
normal sebesar 760 mmHg.
Gradien Tekanan Transmural, melintasi dinding paru, tekanan
intra-alveolus sebesar 760mmHg mendorong ke arah luar, sementara
tekanan intra-pleura sebesar 756mmHg mendorong ke arah dalam.
Perbedaan tekanan sebesar 4mmHg membentuk gradien tekanan
transmural yang mendorong paru ke arah luar, meregangkan paru untuk
mengisi rongga toraks, tekanan atmosfer sebesar 760mmHg mendorong
ke arah dalam, sementara tekanan intra-pleura sebesar 756mmHg
mendorong ke arah luar. Perbedaan tekanan 4mmHg ini membentuk
gradien tekanan transmural yang mendorong ke arah dalam dan menekan
dinding toraks.
(Fisiologi Manusia, Ed.2, Lauralee Sherwood, Hal.417)Aktivitas
Otot-otot Pernapasan Selama Inspirasi dan Ekspirasi
a. Inspirasi, selama diafragma menurun akibat berkontraksi,
meningkatkan urgensi vertikal rongga toraks. Kontraksi otot-otot
antar iga eksternal mengangkat iga-iga untuk meperbesar rongga
toraks dari depan ke belakang dan sisi ke sisi. Tanda panah hitam
tipis menunjukan gerakan sternum dan iga , tanda panah hitam lebar
menunjukan gerakan diaragmab. Ekspirasi pasif tenang, selama
diafragma melemas, mengurangi volume rongga toraks dari ukuran
inspirasi puncaknya. Karena otot antar iga eksternal melemas,
sangkar iga yang semula terangkat turun akibat tarik bumi. Hal ini
juga mengurangi volume rongga toraks.c. Ekspirasi aktif, selama
kontraksi otot-otot abdomen meningkatkan tekanan intra abdomen dan
menimbulkan gaya ke arah atas pada diafragma. Hal ini semakin
mengurangi dimensi vertikal rongga toraks lebih banyak daripada
pengurangan yang terjadi pada ekspirasi pasif. Kontraksi otot antar
iga internal menurunkan ukuran depan ke belakang dan sisi ke sisi
dengan meratakan iga-iga.(Fisiologi Manusia, Ed.2, Lauralee
Sherwood, Hal.421)
Aksi Otot-otot PernapasanOTOTHASIL KONTRAKSI OTOTWAKTU STIMULASI
UNTUK BERKONTRAKSI
Otot-otot Inspirasi
DiafragmaBergerak turun, meningkatkan dimensi vertikal rongga
toraksSetiap inspirasi; otot primer inspirasi
Otot-otot antariga eksternalMengangkat iga ke arah depan dan ke
arah luar, memperbesar rongga toraks dalam dimensi
depan-ke-belakang dan sisi-ke-sisiSetiap inspirasi; berperan
komplementer sekunder terhadap aksi primer diafragma
Otot-otot leher (skalenus, sternokleidomastoideus)Mengangkat
sternum dan dua iga pertama, memperbesar bagian atas rongga
toraksHanya pada saat inspirasi paksa, otot inspirasi tambahan
Otot-otot Ekspirasi
Otot-otot abdomenMeningkatkan tekanan intra-abdomen, yang
menimbulkan gaya ke atas pada diafragma untuk mengurangi dimensi
vertikal rongga toraksHanya pada saat ekspirasi aktif (paksa)
Otot-otot antariga internalMendatarkan toraks dengan menarik
iga-iga ke bawah dan ke dalam, menurunkan ukuran depan-belakang dan
samping rongga toraksHanya sewaktu ekspirasi aktif (paksa)
(Fisiologi Manusia, Ed.2, Lauralee Sherwood, Hal.420)
Ventilasia. Ventilasi ParuMekanisme Ventilasi ParuParu-paru
dapat dikembangkempiskan melalui dua cara, yaitu:1. Dengan gerakan
naik turunnya diafragma untuk memperbesar atau memperkecil rongga
dada2. Dengan depresi dan elevasi tulang iga untuk memperbesar atau
memperkecil diameter anteroposterior rongga dadaPernapasan normal
dan tenang dapat dicapai dengan hampir sempurna melalui metode
pertama, yaitu melalui gerakan dinding diafragma. Selama inspirasi,
kontraksi diafragma menarik permukaan bawah paru ke arah bawah.
Kemudian, selama ekspirasi, diafragma mengadakan relaksasi, dan
sifat elastis daya lenting paru (elastic recoil), dinding dada, dan
struktur abdomen akan menekan paru-paru dan mengeluarkan udara.
Namun, selama bernapas kuat, daya elastis tidak cukup kuat untuk
menghasilkan ekspirasi cepat yang diperlukan, sehingga diperlukan
tenaga ekstra yang terutama diperoleh dari kontraksi otot-otot
abdomen, yang mendorong isi abdomen keatas melawan dasar diafragma,
sehingga mengkompresi paru.Otot paling penting yang mengangkat
rangka iga adalah m.intercostalis eksterna, tetapi otot-otot yang
membantunya adalah:1. Sternokleidomastoideus, mengangkat sternum ke
atas2. Serratus anterior, mengangkat sebagian besar iga 3.
Skale-nus, mengangkat dua iga pertamaOtot-otot yang menarik rangka
iga ke bawah selama ekspirasi adalah:1. Rektus abdominis2.
Intercostalis internus(Guyton & Hall Buku Ajar Fisiologi
Kedokteran Edisi 11, EGC, hal 495-496)b. Ventilasi Alveolus Ruang
rugi dan efeknya pada ventilasi alveolusSebagian udara yang dihirup
oleh seseorang tidak pernah sampai pada daerah pertukaran gas, tapi
hanya mengisi saluran napas yang tidak mengalami pertukaran gas,
seperti pada hidung, faring, dan trachea. Udara ini disebut udara
ruang rugi, sebab tidak berguna untuk pertukaran gas.Pada waktu
ekspirasi, yang pertama kali dikeluarkan adalah udara dalam ruang
rugi, sebelum udara alveoli sampai ke udara luar. Oleh karena itu,
ruang rugi merupakan kerugian untuk pengeluaran gas ekspirasi dari
paru.
Pengukuran Volume Ruang Rugi
Untuk perhitungan yang lebih tepat maka rumus berikut ini dapat
digunakan :
Vd=Ket: Vd= Udara ruang rugiVe= Volume udara ekspirasi
totalContoh :Area pada gambar adalah 30cm2, Area B adalah 70cm2,
dan volume ekspirasi total adalah 500 ml. Ruang rugi akan
menjadi?Vd=Ruang Rugi Anatomis Lawan Ruang Rugi FisiologisRuang
rugi anatomis, mengukur volume seluruh ruang sistem pernapasan
selain alveoli dan daerah-daerah pertukaran gas lainnya yang
berkaitan erat. Sedangkan ruang rugi fisiologis, mengukur volume
seluruh ruang sistem pernapasan termasuk alveoli dan daerah
pertukaran gas lainnya yang berkaitan.(Guyton & Hall Buku Ajar
Fisiologi Kedokteran Edisi 11, EGC hal.502-503)
Kapasitas Paru
Volume alun napas (tidal) : jumlah udara yang masuk ke paru saat
inspirasi atau keluar paru saat ekspirasi. Nilai rata-rata : 500 mL
Volume cadangan inspirasi (IRV) : jumlah udara yang masih dapat
masuk dalam paru pada inspirasi maksimal setelah inspirasi biasa.
Nilai rata-rata : 3000 mL Kapasitas inspirasi : IRV + TV = 3500 mL
(nilai rata-rata) Volume cadangan ekspirasi (ERV) : jumlah udara
yang dikeluarkan secara aktif dari dalam paru melalui kontraksi
otot ekspirasi setelah ekspirasi biasa. Nilai rata-rata : 1000 mL
Volume residu : udara yang masih tinggal di dalam paru setelah
ekspirasi maksimal. Nilai rata-rata : 1200 mL Kapasitas residu
fungsional : volume udara di paru pada akhir ekspirasi pasif
normal. Nilai rata-rata : 2200 mL Kpasitas vital : volume udara
maksimal yang dapat dikeluarkan dalam satu kali bernapas setetelah
inspirasi maksimal. Nilai rata-rata : 4500 mL Kapasitas paru total
: volume udara maksimal yang dapat ditampung oleh paru. Nilai
rata-rata : 5700 mL(Fisiologi Manusia, Ed.6, Lauralee Sherwood,
Hal.517)
Difusi Gas
Setelah alveoli diventilasikan dengan udara segar, langkah
selanjutnya dalam proses pernapasan adalah difusi oksigen dari
alveoli ke pembuluh darah paru dan difusi karbon dioksida dalam
arah sebaliknya, keluar dari pembuluh darah. Proses difusi secara
sederhana merupakan gerakan molekul-molekul secara acak yang
menjalin jalan ke seluruh arah melalui membran pernapasan dan
cairan yang berdekatan.
(Guyton & Hall Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 11, EGC
hal.)
Perfusi Perfusi paru adalah gerakan darah melewati sirkulasi
paru untuk dioksigenasi, dimana pada sirkulasi paru adalah darah
deoksigenasi yang mengalir dalam arteri pulmonaris dari ventrikel
kanan jantung.Darah ini memperfusi paru bagian respirasi dan ikut
serta dalam proses pertukaan oksigen dan karbondioksida di kapiler
dan alveolus. Sirkulasi paru merupakan 8-9% dari curah jantung.
Sirkulasi paru bersifat fleksibel dan dapat mengakodasi variasi
volume darah yang besar sehingga digunakan jika sewaktu-waktu
terjadi penurunan voleme atau tekanan darah sistemik.
Transpor gasKarena O2 dan CO2 tidak terlarut dalam darah maka
keduanya harus diangkut terutama melalui mekanisme diluar pelarutan
fisik biasa. Faktor utama yang menentukan seberapa banyak Hb
berikatan dengan O2 (% saturasi Hb) adalah Po2. Hubungan antara
Po2darah dan % saturasi adalah sedemikian sehingga pada kisaran
Po2kapiler paru, Hb tetap ham pir jenuh meskipunPo2darah turun
hingga 40%REFERENSISherwood, Lauralee. 2001. Fisiologi Manusia:
Dari Sel ke Sistem. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC.Guyton
dan Hall. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Ed.11. Jakarta : EGC
Nama: Lidia Dwi PutriNIM: 2011730054Mekanisme terbentuknya
dahakDalam keadaan normal, sistem pernapasan pada orang dewasa
memproduksi lebih kurang 100 mL lendir per hari yang biasanya
tertelan. Jika produksi lendir berlebihan pengeluarannya menjadi
tidak efektif sehingga lendir yang tertumpuk berupa dahak atau
sputum. Ekspektorasi diartikan sebagai pengeluaran dahak atau
sputum yang meningkat jumlahnya. Produksi dahak dapat meningkat
karena adanya rangsangan pada membran mukosa secara fisik, kimiawi,
maupun karena infeksi. Pada infeksi, dahak dapat bercampur dengan
pus serta produk inflamasi lain. Konsistensi dahak dapat
digolongkan menjadi encer (watery), kental sampai lengket.
Penampaakan dahak dapat mempermudah penegakan diagnosis: dahak yang
tapak seperti karat besi (rust coloured, prunejuice) menunjukkan
infeksi pneumonia pneumokokus, dahak yang bernama batu bata
(brick-red, currant jelly) menunjukan infeksi pneumonia
Kleebsiella, dahak yang berbau busuk dan bercampur nanah menunjukan
infeksi pneumonia bakteri anaerob atau dapat juga abses paru. Dalam
mendeskripsi dahak harus disebutkan perkiraan jumlah produksi dalam
24 jam, tekstur dan warnanya. Pada bronkiektasis didapatkan
produksi dahak yang sangan banyak. Dahak yang berwarna hitam
mungkin disebabkan oleh polusi udara atmosfer, dahak yang dapat
berwarna kuning disebabkan oleh infeksi bakteri, sel eosinofil
dalam jumlah banyak yang ditemukan di dalam dahak menunjukan alergi
seperti asma, dan dahak yang berwarna hijau mengarah pada
kemungkinan bronkiektasis. Pada dahak yang berasal dari saluran
napas bawah akan didapati makrofag alveolar. Jika dijumpai sel
skuamosa, dahak diperkirakan berasal dari bagian atas laring. Jika
banyak yang dijumpai sel polimorfonuklear, mungkin disebabkan oleh
infeksi bakteri. Pengimpulan dahak untuk evalusi sebaiknya
menggunakan wadah yang steril. Pemeriksaan sitologik dahak yang
dilakukan untuk mencari sel-sel keganasan.Debu yaitu partikel zat
padat, yang disebabkan oleh kekuatan-kekuatan alamiah atau mekanis
seperti pengolahan, pelembutan, pengepakan yang cepat, peledakan
dan lain-lain dari bahan-bahan baik organik maupun anorganik.Debu
di bagi atas dua Debu organik: nabati, hewani Debu anorganik:
pertambangan, industri, logam, keramik. Partikel debu di atmosfer
dalam bentuk suspensi yang terdiri atas partikel padat dan cair.
Partikel debu akan berada diudara dalam waktu yang relatif lama
dalam keadaan melayang-layang diudara , kemudian masuk kedalam
tubuh manusia melalui pernafasan.Bahaya debu bagi kesehatan bahwa
debu merupakan bahan partikel, apabila masuk kedalam organ
pernafasan manusia maka dapat menimbulkan penyakit berupa gangguan
sistem pernafasan yang ditandai dengan pengeluaran lendir secara
berlebihan yang menimbulkan gejala utama yang sering terjadi adalah
batuk, sesak nafas dan kelelahan umum. Mekanisme pengendapan dan
penimbunan debu dalam paru 1. Inertia ( kelembaban ) Karena ukuran
partikel relatif besar, partikel sulit mengikuti aliran udara yang
berkelok-kelok, sehingga mudah membentur selaput lendir dan
terperangkap di percabangan bronkus besar. 2. Sedimentasi (
gravitasi ) Partikel umumnya akan mengendap di percabangan bronkus
kecil dan bronkioli. Gravitasi pengendapan partikel dimungkinkan
karena kecepatan aliran udara cukup lamban. 3. Gerakan brown (
proses difusi )Akibat gerakan brown ini maka partikel akan
membentur permukaan alveoli dan mengendap.
Beberapa orang yang mengalami paparan debu yang sama baik jenis
maupun ukuran partikel. Konsentrasi maupun lamanya paparan
berlangsung tidak selalu menunjukkan akibat yang sama. Sebagian ada
yang mengalami gangguan paru berat,namun ada yang ringan bahkan
mungkin ada yang mengalami gangguan sama sekali. Hal ini
diperkirakan berhubungan dengan perbedaan kemampuan sistem pertahan
tubuh terhadap paparan partikel debu terinhalasi ( menurut muray
& lopez (2006) )Semakin lama seseorang terpajan debu, akan
semakin besar resiko terjadinya gangguan fungsi paru. Pada pekerja
yang berada di lingkungan dengan kadar debu tinggi dalam waktu lama
memiliki resiko tinggi terkena penyakit paru obstruktif.
REFERENSIBuku ajar ILMU PENYAKIT PARU 2010, dapertemen ilmu
penyakit paru FK UNAIR-RSUD Dr. Soetomo. Surabaya Dr.R.Darmanto
Djojodibroto,Sp.P,FCCP.Respirologi (respiratory medicine) 2009,
penerbit buku kedokteran EGC: Jakarta.