Mekansime Respirasi dan Kapasitas Paru
Josephine Angela Setiawan
10 2013 289
Fakultas Kedokteran Universitas Krida Wacana
Jl. Arjuna Utara No. 6, Jakarta
Email : [email protected]
Abstrak
Bernapas merupakan bagian yang sangat penting dari kelangsungan
aktivitas seluruh makhluk hidup.Proses bernapas sangat berkaitan
erat dengan proses respirasi. Dalam menjalankan proses bernapas
maupun respirasi tersebut tubuh harus melibatkan banyak komponen
tubuh. Sistem respirasi dalam tubuh manusia memiliki struktur dan
mekanisme kerja yang saling menunjang satu sama lain. Mekanismenya
yaitu berupa pengaturan kerja otot-otot respirasi, mekanisme
respirasi, proses difusi dan transport gas, serta keseimbangan asam
dan basa dalam tubuh.
Kata kunci : respirasi, mekanisme, dapar, kapasitas paru
Abstract
Breathing is a very important part of the continuity of the
activities of all living beings. The process of breathing are
intimately associated with the process of respiration. In carrying
out the process of breathing and respiration of the body must
involve many components of the body. Respiratory system in human
body structure and working mechanism of mutual support to each
other. The mechanism is in the form of work arrangement muscles of
respiration, mechanism of respiration, the process of diffusion and
transport of gas, as well as acid and alkaline balance in the
body.
Keywords: respiration, mechanism, buffer, lung capacity
Pendahuluan
Bernapas merupakan bagian yang sangat penting dari kelangsungan
aktivitas seluruh makhluk hidup.Dengan bernapas setiap sel dalam
tubuh menerima persediaan oksigennya dan pada saat yang sama
melepaskan karbondioksida. Secara umum bernapas diartikan sebagai
proses memasukkan udara dari lingkungan luar ke dalam tubuh dan
mengeluarkan udara sisa dari dalam tubuh ke lingkungan. Proses
bernapas sangat berkaitan erat dengan proses respirasi. Respirasi
adalah keseluruhan proses yang melaksanakan pemindahan pasif O2
dari atmosfer ke jaringan untuk menunjang metabolisme sel, serta
pemindahan pasif CO2 yang dihasilkan oleh metabolisme dari jaringan
ke atmosfer.
Dalam menjalankan proses bernapas maupun respirasi tersebut
tubuh harus melibatkan banyak komponen, seperti organ-organ tubuh,
tulang-tulang, otot-otot, saraf serta pusat pernapasan di otak.
Keseluruhan komponen-komponen tersebut saling berkerja sama satu
sama lain untuk kelangsungan mekanisme respirasi, difusi gas serta
transportasi gas di dalam jaringan tubuh. Selain itu, keseluruhan
organ tubuh mempunyai struktur mikroskopisnya tersendiri untuk
mendukung kelangsungan proses bernapas dan respirasi tersebut.
Otot-otot Pernapasan
Otot-otot Faring
Otot-otot faring dibagi menjadi otot konstiktor faring (Mm.
constirctores pharynges superior, medius, dan inferior) dan otot
levator (M. stylopharyngeus, M. salpingopharyngeus dan M.
palatopharyngeus
Tabel 1. Mm. constrictores pharynges1
Nama
Origo
Insersio
Fungsi
M. constrictor pharynges superior
Rr. Pharyngeales nervi glossopharyngei [IX] (Plexus
pharyngeus)
Pars pterygopharyngea:
Laminae medialis Proc. Pterygoide, Hamulus ossis pterygoide
Pars buccopharyngea: Raphe pterygomandibularis
Pars mylopharyngea: Linea mylohyoidea mandibulae
Pars glossopharyngea: M. transversus linguae
Membrana pharyngobasilaris, Raphe pharyngis
menyempitkan rongga pharynx (Crista palatopharyngea PASSAVANT),
memisahkan Epipharynx dari Mesopharynx
M. constrictor pharynges medius
Rr. Pharyngeales N. glossopharyngeus [IX] dan N. vagus [X]
(Plexus pharyngeus)
Pars chondropharyngea: Cornu minus ossis hyoidei
Pars ceratopharyngea: Cornu majus ossis hyoidei
Raphe pharyngis
menyempitkan rongga pharynx dari belakang, memperkuat kontraksi
bergelombang ke bawah untuk memperlancar transport makanan yang
dicerna ke dalam oesophagus (peristaltis)
M. constrictor pharynges inferior
Rr. Pharyngeales nervi vagi [X] (Plexus pharyngeus)
Pars thyropharyngea: Cartilago thyroidea
Pars cricopharyngea: sisi lateral Cartilago cricoidea
Raphe pharyngis
menutup Aditus larynges dengan mengangkat Larynx, mempersempit
rongga pharynx dari belakang, memperkuat kontraksi gelombang ke
bawah untuk memperlancar transport makanan yang dicerna ke dalam
oesophagus (peristaltis)
Tabel 2. Otot-otot levator pharynx1
Nama
Origo
Insersio
Fungsi
M. palatopharyngeus
(Secara fungsional, otot ini termasuk juga ke dalam otot-otot
palatum)
Rr. Pharyngeales nervi glossopharyngei [IX] (Plexus
pharyngeus)
Aponeurosis palatina
Cartilago thyroidea, menjulur ke dinding lateral dan posterior
Pharynx
menyempitkan Isthmus faucium, depresi palatum molle, mengangkat
dinding faring kea rah palatum molle
M. salpingopharyngeus
Rr. Pharyngeales nervi glossopharyngei [IX] (Plexus
pharyngeus)
Cartilago tubae auditivae
menjulur ke dinding lateral Pharynx
mengangkat pharynx
M. stylopharyngeus
R. musculi stylopharyngei nervi glossopharyngei [IX]
Proc. styloideus ossis temporalis
Cartilago thyroidea, menjulur ke dinding lateral Pharynx
mengangkat pharynx
Tabel 3. Otot-otot larynx1
Nama
Origo
Insersio
Fungsi
M. cricothyroideus
(Pars recta: superficial, Pars oblique: deep)
R. externus nervi laryngei superioris dari N. vagus [X]
Permukaan luar Arcus cartilaginis cricoideae
Margo inferior laminae cartilaginis thyroideae
menegangkan ligament vocalia dengan memiringkan cartilage
crocoidea (otot tensor terkuat untuk ligament vocalia)
M. cricoarytenoideus posterior
N. laryngeus reccurens of the N. vagus [X]
Lamina posterior cartilaginis cricoideae
Proc. muscularis cartilaginis arytenoideae
melebarkan Glottis dengan menarik ke lateral Processus vocalis
cartilaginis arytenoideae serta dengan memiringkan cartilage
arytenoidea ke samping
M. cricoarytenoideus lateralis
N. laryngeus reccurens nervi vagi [X]
Tepi lateral atas Arcus cartilaginis cricoideae
Proc. muscularis cartilaginis arytenoideae
menutup Pars intercartilagenea glottides dengan memutar
Cartilago arytenoidea ke arah dalam
M. arytenoideus transversus
N. laryngeus reccurens nervi vagi [X]
Tepi lateral dan permukaan posterior Cartilago arytenoidea
Tepi lateral dan permukaan posterior Cartilago arytanoidea
kontralateral
menutup Pars intercartilagenea glottides dengan mendekatkan
kedua Cartilagines arytenoideae
M. arytenoideus obliquus
N. laryngeus reccurens nervi vagi [X]
Bassis permukaan posterior Cartilago arytenoidea
Pars aryepiglottica: apeks Cartilago arytenoidea
Apex Cartilago arytenoidea
Pars aryepigloticca: Margo lateralis cartilaginis
epiglotticae
menarik Cartilago arytenoidea ke medial dan menyempitkan Pars
intercartilaginea glottides, menyempitkan Aditus larynges
M. vocalis
N. laryngeus reccurens nervi vagi [X]
Permukaan dalam Cartilago thyroidea
Proc. vocalis pada Cartilago arytenoidea di sebelah lateral
Ligamenta vocalis
menutup rapat Glottis, bertanggung jawab atas fine tuning
tegangan ligament vocalis
M. thyroarytenoideus
N. laryngeus reccurens nervi vagi [X]
Permukaan dalam Lamina Cartilaginis thyroideae
Proc. muscularis dan permukaan anterior Cartilago
arytenoidea
Pars thyroepiglottica: tepi lateral Cartilago epiglottica
menyempitkan ruang Pars intermembranacea glottides
Pars thyroepiglottica: menyempitkan Aditus laryngis
Table 4. Otot-otot lateral leher1
Nama
Origo
Insersio
Fungsi
M. sternocleidomastoideus
N. accesorius [XII]; Plexus cervicalis
caput sternale: permukaan ventral Sternum
Caput claviculare: sepertiga sternal Clavicula
Proc. mastoideus, tepi lateral Linea nuchalis superior
Aktif unilateral: memutar kepala ke sisi kontralateral, dan
memiringkan kepala ke sisi yang sama
Aktif bilateral: mengangkat kepala, menekuk columna vertebralis
cervicalis, dan otot bantu pernafasan ketika kepala pada posisi
terfiksasi.
Tabel 5. Musculi suprahyoidei1
Nama
Origo
Insersio
Fungsi
M. mylohyoideus
N. mylohyoideus (N. mandibularis [V/3])
Linea mylohyoidea mandibulae
Raphe mylohyoidea, Corpus ossis hyoidei
mengangkat lantai rongga mulut (membuka mulut), depresi
mandibular, mengangkat os hyoideum sewaktu menelan
M. digastricus
Venter anterior: N. mylohyoideus (N. mandibularis [V/3]
Venter posterior: R. digastricus (N. faciais [VII])
Incisura mastoidea ossis temporalis
Fossa digastrica mandibulae
membantu M. mylohyoideus
M. stylohyoideus
R stylohyoideus (N. facialis [VII])
Proc. stylohyoideus ossis temporalis
Corpus ossis hyoidei dengan dua berkas otot yang mencakup tendo
intermedius M. digastrikus
mengangkat Os hyoideum sewaktu menelan
M. geniohyoideus
Rr. Ventrales from C1-C2
Spina mentalis mandibulae
Corpus ossis hyoidei
membantu M. mylohyoideus
Tabel 6. Musculi infrahyoidei1
Nama
Origo
Insersio
Fungsi
M. sternohyoideus
Ansa cervicalis (Plexus cervicalis)
permukaan dalam Manubrium sterni
Corpus ossis hyoidei
menarik Os hyoidum kea rah kaudal
M. sternothyroideus
Ansa cervicalis (Plexus cervicalis)
Permukaan dalam Manubrium sterni
Linea obliqua pada Lamina cartilaginis thyroideae
menarik Larynx ke kaudal
M. thyrohyoideus
Ansa cervicalis (Plexus cervicalis)
permukaan luar Lamina cartilaginis thyroidea
Corpus hyoidei
Aproksimasi Os hyoideum dan Larynx agar saling mendekat
M. omohyoideus
Ansa cervicalis (Plexus cervicalis)
Venter inferior: Margo superior Scapulae
Venter superior: Corpus ossis hyoidei
Meregangkan fascia cervicalis karena tendo intermedius tertambat
ke Vagina carotica, mencegah kolapnya lumen V, jugularis interna,
menarik Os hyoideum ke kaudal.
Tabel 7. Mm. scalene1
Nama
Origo
Insersio
Fungsi
M. scalenus anterior
Cabang-cabang langsung dari Plexus cervicalis dan Plexus
brachialis
Tubercula anteriora Procc. Transversorum pada Vertebrae
cervicales ke 3-6
Tuberculum musculi scalene anterioris pada iga I
Columna vertebralis: fleksi bagian cervical columna vertebralis
kea rah samping
Thorax: mengangkat iga ke I, sehingga menarik thorax ke atas
(otot inspirasi)
M. scalenus medius
Cabang-cabang langsung dari Plexus cervicalis dan Plexus
brachialis
Tubercula Procc. Transversorum pada vertebrae cervicales ke
3-7
iga I di belakang Sulcus arteriae subclaviae
Columna vertebralis: fleksi Columna vertebralis bagian cervical
kea rah samping
Thorax: mengangkat iga I, sehingga menarik thorax ke atas (otot
pernapasan: inspirasi)
M. scalenus posterior
Cabang-cabang langsung dari Plexus cervicalis dan Plexus
brachialis
Tubercula posterior Procc. Transversorum pada vertebrae
cervicales ke 5-7
iga II
Vertebral column: fleksi bagian cervical columna vertebralis kea
rah lateral
Thorax: mengangkat iga kedua, sehingga menarik thorax ke atas
(otot pernapasan: inspirasi)
Tabel 8. Otot-otot dinding dada1
Nama
Origo
Insersio
Fungsi
Mm. intercostalis externi
Nn. Intercostalis (Nn. Thoracici)
Tepi bawah Costa dari Tuberculum costae sampai garis cartilage
tulang iga tersebut
Tepi atas Costa di bawahnya
menarik iga ke atas, inspirasi
Mm. intercostales interni
Nn. Intercostales (Nn. Thoracici)
tepi atas Costa dari di sebelah ventral Angulus costae
tepi bawah Costa di atasnya
menarik iga turun, ekspirasi
Mm. subcostales
Nn. Intercostales (Nn. Thoracici)
tepi atas Costae bagian bawahdi antara Tuberculum dan Angulus
costae
tepi bawah Costae bagian bawah, selalu melompati satu iga
memperkuat dinding dada, menarik iga turun, ekspirasi
M. transversus thoracis
Nn. Intercostales (Nn. Thoracici)
sebelah dorsal Corpus sterni dan Proc. xiphoideus
Cartilago costalis iga II-VI
memperkuat dinding dada, ekspirasi
Tabel 9. Otot-otot ventral dinding abdomen1
Nama
Origo
Insersio
Fungsi
M. rectus abdominis
Nn. Intercostales (Nn. Thoracici)
Permukaan luar Cartilago costalis pada iga V-VII, Ligamenta
costoxiphoidea
Symphysis pubica
Fleksi batang tubuh (torso), menekan masuk abdomen, ekspirasi
(jenis pernapasan diafragma/ abdominal)
M. pyramidalis
Caudal Nn. Intercostales (Nn. Thoracici)
Symphysis pubica sebelah ventral M. rectus abdominis
Linea alba
menegangkan Linea alba
Tabel 10. Otot-otot lateral dinding abdomen1
Nama
Origo
Insersio
Fungsi
M. obliquus externus abdominis
Nn. Intercostales (Nn. Thoracici) kaudal
Permukaan luar iga V-XII
Labium externu, cristae iliacae, Lig. Inguinale, ikut membentuk
lamina anterior pada Vagina musculi recti abdominis
aktif unilateral: rotasi dada ke sisi kontralateral, fleksi
columna vertebralis ke sisi ipsilateral,
Aktif bilateral: fleksi batang tubuh (torso), kompresi abdomen,
ekspirasi (jenis pernapasan diafragma)
M. obliquus internus abdominis
Nn. Intercostales (Nn. Thoracici) kaudal; N. iliohypogastricus;
N. ilioingunalis (Plexus lumbalis)
Lapisan superficial Fascia thoracolumbalis, Linea intermedia
cristae iliacae, Lig. inguinale
tepi bawah Cartilago costalis pada iga IX_XII, ikut membentuk
Laminae anterior dan posterior pada Vagina musculi recti abdominis
di atas Linea alba, sedangkan dibawahnya semua serabut tendo menuju
ke lamina anterior
aktif unilateral: rotasi dada ke sisi ipsilateral, fleksi
columna vertebralis ke sisi ipsilateral
aktif bilateral: fleksi tubuh, kompresi abdomen, ekspirasi
(jenis pernapasan diafragma)
M. transversus abdominis
Nn. Intercostales (Nn. Thoracici) kaudal; N. iliohypogastricus;
N. ilioinguinalis (Plexus lumbalis); N. genitofemoralis
Permukaan dalam Cartilago costalis pada iga VII-XII, Fascia
thoracolumbalis, Labium internum cristae iliacae, Lig.
Inguinale
ikut membentuk lamina posterior pada Vagina musculi recti
abdominis di atas Linea arcuata, sedangkan di bawahnya otot ini
ikut membentuk lamina anterior
kompresi abdomen, ekspirasi (jenis pernapasan diafragma)
Tabel 11. Otot-otot spinokostal1
Nama
Origo
Insersio
Fungsi
M. Serratus posterior superior
Kranial Nn. Intercostales (Nn. Thoracici)
Proc. spinosus pada Vertebrae cervicales ke 6, 7 dan thoracicae
ke 1, 2
iga II-V di sebelah lateral Angulus costae
mengangkat iga, inspirasi
M. serratus posterior inferior
Cabang-cabang ventral Nn. Thoracici (T9-T12)
Proc. spinosus pada Vertebrae thoracicae ke 11, 12 dan lumbales
ke 1, 2
Tepi kaudal iga IX-XII
menarik iga IX-XII ke bawah, sebagai antagonis diafragma dan
juga aktif selama inspirasi paksa
Tabel 12. Diafragma1
Nama
Origo
Insersio
Fungsi
Diaphragma
N.phrenicus (Plexus cerviicalis)
Pars sternalis: permukaan dalam Proc. xiphoideus, vagina musculi
recti abdominis.
Pars costalis: permukaan dalam Cartilagines costales 12-6
Pars lumbalis:
-Pars medialis: Corpus vertebrae lumbalis 3-1
-Pars lateralis: Ligg. Arcuata mediale (arcade psoas) dan
laterale (arcade quadratus) pada Proc. costalis pada Costae I dan
XII
Semua bagian menyatu di Centrum tendineum
pernapasan diafragma atau abdominal (inspirasi), kompresi
abdomen.
Respirasi
Respirasi adalah keseluruhan proses yang melaksanakan pemindahan
pasif O2 dari atmosfer ke jaringan untuk menunjang metabolisme sel,
serta pemindahan pasif terus-menerus CO2 yang dihasilkan oleh
metabolisme dari jaringan ke atmosfer. Respirasi mencakup dua
proses yang terpisah tetapi berkaitan: respirasi internal dan
respirasi eksternal. Respirasi internal merujuk kepada
proses-proses metaboli intrasel yang dilakukan di dalam
mitokondria, yang menggunakan O2 dan menghasilkan CO2 selagi
mengambil energi dari molekul nutrient. Sedangkan respirasi
eksternal merujuk kepada seluruh rangkaian kejadian dalam
pertukaran O2 dan CO2 antara lingkungan eksternal dan sel
tubuh.2
Udara mengalir masuk dan keluar paru selama tindakan bernapas
ketika berpindah mengikuti gradian tekanan antara alveolus dan
atmosfer yang berbalik arah secara bergantian dan ditimbulkan oleh
aktivitas siklik otot pernapasan. Terdapat tiga tekanan penting
yang berperan dalam ventilasi.
1. Tekanan atmosfer (barometric)
Adalah tekanan yang ditimbulkan oleh berat udara di atmosfer
pada benda di permukaan bumi. Pada ketinggain permukaan laut
tekanan ini sama dengan 760 mmHg. Tekanan atmosfer berkurang
seiring dengan penambahan ketinggian di atas pemukaan laut karena
lapisan-lapisan udara di atas permukaan bumi juga semakin
menipis.
2. Tekanan intra-alveolus (tekanan intraparu)
Adalah tekanan di dalam alveolus. Karena alveolus berhubungan
dengan atmosfer melalui saluran napas penghantar, udara cepat
mengalir menuruni gradien tekanannya setiap tekanan intra-alveolus
berbeda dari tekanan atmosfer, udara terus mengalir sampai kedua
tekanan seimbang (ekuilibrium).
3. Tekanan intrapleura (tekanan intrathoraks)
Adalah tekanan yang ditimbulkan di luar paru di dalam rongga
thoraks. Tekanan intrapleura biasanya lebih rendah daripada tekanan
atmosfer, rerata 756 mmHg saat istirahat.2
Karena udara mengalir mengikuti penurunan gradient tekanan, maka
tekanan intra-alveolus harus lebih kecil dari tekanan atmosfer agar
udara mengalir masuk ke dalam paru sewaktu inspirasi. Demikian
juga, tekanan intra-alveolus harus lebih besar daripada tekanan
atmosfer agar udara mengalir keluar paru sewaktu ekspirasi. Tekanan
intra-alveolus dapat diubah dengan mengubah volume paru. Perubahan
volume paru dan karenanya tekanan intra-alveolus, ditimbulkan
secara tak langsung oleh aktivitas otot pernapasan. Otot-otot
pernapasan yang melakukan gerakan bernapas tidak bekerja langsung
pada paru untuk mengubah volumenya. Otot-otot ini mengubah volume
rongga thoraks, menyebabkan perubahan serupa pada volume paru.2
Mekanisme Respirasi
Otot inspirasi utama (otot yang berkontraksi untuk melakukan
inspirasi sewaktu bernapas tenang) adalah diafragma dan otot
interkostal eksternal. Diafragma dalam keadaan melemas berbentuk
kubah yang menonjol ke atas ke dalam rongga thoraks. Ketika
berkontraksi, diafragma turun dan memperbesar volume rongga thoraks
dengan meningkatkan ukuran vertikal. Kontraksi otot interkostal
eksternal, memperbesar rongga thoraks dalam dimensi lateral dan
anteroposterior. Ketika berkontraksi, otot interkostal eksternal
mengangkat iga dan selanjutnya sternum ke atas dan ke depan. Saraf
interkostal mengaktifkan otot-otot interkostal ini. Sewaktu paru
membesar, tekanan intra-alveolus turun karena jumlah molekul udara
yang sama kini menempati volume paru yang lebih besar. Pada gerakan
inspirasi biasa, tekanan intra-alveolus menurun. Karena tekanan
intra-alveolus sekarang lebih rendah dari pada tekanan atmosfer,
maka udara mengalir ke dalam paru mengikuti penurunan gradien
tekanan dari tekanan tinggi ke rendah. Sewaktu inspirasi, tekanan
intra-pleura menurun menjadi 754 mmHg akibat ekspansi
thoraks.2,3
Inspirasi dalam dapat dilakukan dengan mengontraksikan diafragma
dan otot interkostal eksternus secara lebih kuat dan dengan
mengaktifkan otot inspirasi tambahan untuk semakin memperbesar
rongga thoraks. Kontraksi otot-ototo tambahan ini, mengangkat
sternum dan dua iga pertama, memperbesar bagian atas rongga
thoraks. Dengan semakin membesarnya volume rongga thoraks maka paru
juga semakin mengembang, menyebabkan tekanan nintra-alveolus
semakin turun. Akibatnya, terjadi peningkatan aliran masuk udara
sebelum tercapai keseimbangan dengan tekanan atmosfer, yaitu
tercapai pernapasan yang lebih dalam. 2,3
Pada akhir inspirasi, otot inspirasi melemas. Diafragma
mengambil posisi aslinya yang seperti kubah ketika melemas. Ketika
otot interkostal eksternus melemas, sangkar iga yang sebelumnya
terangkat turun karena gravitasi. Tanpa gaya-gaya yang menyebabkan
ekspansi dinding dada, maka dinding dada dan paru yang semula
teregang mengalami recoil ke ukuran prainspirasinya karena
sifat-sifat elastiknya. Pada ekspirasi biasa, tekanan
intra-alveolus meningkat menjadi 761 mmHg. Udara kini meninggalkan
paru menuruni gradien tekanannya dari tekanan intra-alveolus yang
lebih tinggi ke tekanan atmosfer yang lebih rendah. 2,3
Selama pernapasan tenang, ekspirasi normalnya merupakan suatu
proses pasif, karena dicapai oleh recoil elastik paru ketika
otot-otot inspirasi melemas, tanpa memerlukan kontraksi otot atau
pengeluaran energi. Ekspirasi dapat menjadi aktif untuk
mengosongkan paru secara lebih tuntas dan lebih cepat dari pada
yang dicapai selama pernapasan tenang. Tekanan intra-alveolus harus
lebih ditingkatkan di atas tekanan atmosfer. Untuk menghasilkan
ekspirasi paksa atau aktif tersebut, otot-otot ekspirasi harus
lebih berkontraksi untuk mengurangi volume rongga thoraks dan paru.
Otot ekspirasi yang paling penting adalah otot dinding abdomen.
Sewaktu otot dinding abdomen berkontraksi terjadi peningkatan
tekanan intra-abdomen yang menimbulkan gaya ke atas ke dalam rongga
thoraks sehingga ukuran vertikal rongga thoraks menjadi semakin
kecil. Otot ekspirasi lain adalah otot interkostal internus, yang
kontraksinya menarik iga turun dan masuk, mendatarkan dinding dada
dan semakin mengurangi ukuran rongga thoraks.2,3
Sewaktu kontraksi aktid otot ekspirasi semakin mengurangi volume
rongga thoraks, volume paru juga semakin berkurang. Tekanan
intra-alveolus lebih meningkat sewaktu udara di paru tertampung di
dalam volume yang lebih kecil. Perbedaan antara tekanan
intra-alveolus dan atmosfer kini menjadi lebih besar daripada
ketika ekspirasi pasif sehingga lebih banyak udara keluar menuruni
gradien tekanan sebelum terjadi keseimbangan. Dengan cara ini,
selama ekspirasi paksa aktif pengosongan paru menjadi lebih tuntas
dibandingkan ketika ekspirasi tenang pasif. 2,3
Volume dan Kapasitas Paru
Secara rerata, pada orang dewasa sehat, udara maksimal yang
dapat ditampung paru adalah sekitar 5,7 liter pada pria dan 4,2
liter pada wanita. Ukuran anatomik, usia, daya regang paru serta
ada tidaknya penyakit pernapasan mempengaruhi kapasitas paru total.
Perubahan volume paru yang terjadi selama berbagai upaya bernapas
dapat diukur dengan menggunakan spirometer, suatu alat untuk
menentukan berbagai volume dan kapasitas paru.2
Pada dasarnya spirometer terdiri dari drum/tong terisi udara
yang mengapung dalam ruang berisi air. Sewaktu seseorang menghirup
dan menghembuskan udara dari dan ke dalam drum melalui suatu selang
yang menghubungkan mulur dengan wadah udara, drum naik turun dalam
wadah air. Nair-turunnya drum ini dapat dirkam sebagai spirogram,
yang dikalibrasikan terhadap perubahan volume. Pena merekam
inspirasi sebagai defleksi ke atas dan ekspirasi sebagai defleksi
ke bawah. Volume dan kapasitas paru berikut dapat diukur.2
1. Volume alun napas (tidal volume, TV)
Volume udara yang masuk atau keluar paru selama satu kali
bernapas. Nilai rerata oada kondisi istirahat = 500 ml.
2. Volume cdangan inspirasi (inspiratory reserve volume,
IRV)
Volume udara tambahan yang dapat secara maksimal dihirup di atas
volume alun napas istirahat. IRV dicapai oleh kontraksi maksimal
diafragma, otot interkostal eksternal, dan otot inspirasi tambahan.
Nilai rerata = 3000 ml.
3. Kapasitas inspirasi (inspiratory capacity, IC)
Volume udara maksimal yang dapat dihirup pada akhir ekspirasi
tenang normal (IC = IRV + TV). Nilai rerata = 3500 ml.
4. Volume cadangan ekspirasi (expiratory reserve volume,
ERV)
Volume udara tambahan yang dapat secara aktif dikeluarkan dengan
mengontraksikan secara maksimal otot-otot ekspirasi melebihi udara
yang secara normal dihembuskan secara pasif pada akhir volume alun
napas istirahat. Nilai rerata = 1000 ml.
5. Volume residual (residual volume, RV)
Volume udara minimal yang tertinggal di paru bahkan setelah
ekspirasi maksimal. Nilai rerata = 1200 ml. volume residual tidak
dapat diukur secara langsung dengan spirometer, karena volume udara
ini tidak keluar dan masuk paru. Namun, volume ini dapat ditentukan
secara tak langsung melalui teknik pengenceran gas.
6. Kapasitas residual fungsional (functional residual capacity,
FRC)
Volume udara di paru pada akhir ekspirasi pasif normal (FRC =
ERV + RV). Nilai rerata = 2200 ml.
7. Kapasitas total (vital capacity, VC)
Volume udara maksimal yang dapat dikeluarkan dalam satu kali
bernapas setelah inspirasi maksimal. Subyek pertama-tama melakukan
inspirasi maksimal lalu ekspirasi maksimal (VC = IRV + TV + ERV).
VC mencerminkan perubahan volume maksimal yang dapat terjadi pada
paru. Nilai rerata = 4500 ml.
8. Kapasitas paru total (total lung capacity, TLC)
Volume udara maksimal yang dapat ditapung oleh paru (TLC = VC +
RV). Nilai rerata = 5700 ml.
9. Volume ekspirasi paksa dalam satu detik (forced expiratory
volume in one second, FEV)
Volume udara yang dapat dihembuskan selama detik pertama
ekspirasi dalam suatu penentuan VC. Biasanya FEV adalah sekitar 80%
daei VC. Pengukuran ini menunjukkan laju aliran udara paru maksimal
yang dapat dicapai.2,4
Difusi Gas
Untuk memenuhi kebutuhan oksigen di jaringan, proses difusi gas
pada saat respirasi haruslah optimal. Difusi gas adalah bergeraknya
O2 dan CO2 atau partikel lain dari area yang bertekanan tinggi ke
area yang bertekanan rendah. Di dalam alveoli, O2 melintasi
membrane alveoli-kapiler dari alveoli ke darah karena adanya
perbedaan tekanan PO2 yang tinggi di alveoli (100 mmHg) dan tekanan
pada kapiler yang lebih rendah (PO2 40 mmHg), CO2 berdifusi dengan
arah berlawanan akibat perbedaan tekanan PCO2 darah 45 mmHg dan di
alveoli 40 mmHg.5
Udara atmosfer masuk ke dalam paru dengan aliran yang cepat,
ketika dekat alveoli kecepatannya berkurang sampai terhenti. Udara
dan gas yang baru masuk dengan cepat berdifusi atau bercampur
dengan gas yang telah ada di dalam alveoli. Kecepatan gas berdifusi
berbanding terbalik dengan berat molekulnya. Gerak molekul gas
oksigen lebih cepat dibandingkan dengan gerak molekul gas
karbondioksida sehingga kecepatan difusi oksigen juga lebih cepat.
Percampuran antara gas yang baru saja masuk ke dalam paru dengan
gas yang lebih dahulu masuk akan selesai dalam hitungan detik.3
Proses difusi yang melewati membran pembatas alveoli dengan
kapiler pembuluh darah meliputi proses difusi fase gas dan proses
difusi fase cairan. Dalam hal ini, pembatas-pembatasnya adalah
dinding alveoli, dinding kapiler pembuluh darah (endotel), lapisan
plasma pada kapiler, dan dinding butir darah merah (eritrosit).
Kecepatan difusi melewati fase cairan tergantung kepada kelarutan
gas ke dalam cairan. Kelarutan karbondioksida lebih besar
dibandingkan dengan kelarutan oksigen sehingga kecepatan difusi
karbondioksida di dalam fase cairan 20 kali lipat kecepatan difusi
oksigen. Semakin tebal membrana pembatas, halangan bagi proses
difusi semakin besar. 3
Proses difusi dipengaruhi oleh faktor ketebalan, luas
permuakaan, dan komposisi membrane; koefisien difusi O2 dan CO2;
serta perbedaan tekanan gas O2 dan CO2. Dengan bertambahnya
ketebalan sawar yang memisahkan udara dan darah, kecepatan
pemindahan gas berkurang karena gas memerlukan waktu lebih lama
untuk berdifusi menembus ketebalan yang lebih besar. Selama
olahraga, luas permukaan yang tersedia untuk pertukaran dapat
ditingkatkan secara fisiologis untuk meningkatkan pemindahan gas.
Koefisien difusi untuk CO2 adalah 20 kali O2 karena CO2 jauh lebih
mudah larut dalam jaringan tubuh dibandingkan O2. Karena itu,
kecepatan difusi CO2 menembus membran pernapasan 20 kali lebih
cepat dibandingkan dengan O2 untuk gradien tekanan parsial yang
sama. Dalam difusi gas ini, organ pernapasan yang berperan penting
adalah alveoli dan darah. Adanya perbedaan tekanan parsial dan
difusi pada sitem kapiler dan cairan intertisial akan menyebabkan
pergerakan O2 dan CO2 yang kemudian akan masuk pada zona respirasi
untuk melakukan difusi respirasi.2,5
Transportasi Gas
Transportasi gas adalah perpindahan gas dari paru ke jaringan
dan dari jaringan ke paru dengan bantuan darah (aliran darah).
Masuknya O2 ke dalam sel darah yang bergabung dengan hemoglobin
yang kemudian membentuk oksihemoglobin sebanyak 97% dan sisanya 3%
ditransportasikan ke dalam cairan plasma dan sel.4
Oksigen tidak terlalu mudah larut dalam air dan tidak cukup
mudah dibawah dalam larutan air sederhana untuk memperthankan
kehidupan jaringan. Sehingga, sangat sedikit oksigen yang larut
secara fisik dalam cairan plasma, karena oksigen kurang larut dalam
cairan tubuh. Tetapi jumlah besar dari oksigen dibawah dalam darah.
Darah ini mengandung sel-sel yang padat dengan pigmen merah yang
diketahui sebagai hemoglobin. Hemoglobin merupakan kombinasi antara
hem (suatu ikatan besi-porfirin) dan globin (suatu protein). Agar
oksigen dapat disuplai ke sel-sel tubuh secara optimal maka
diperlukan hemoglobin dalam jumlah dan fungsi yang optimal untuk
mengangkut dari sirkulasi yang efektif ke jaringan tubuh.
Hemoglobin berikatan dngan oksigen membentuk oksihemoglobin (HbO2),
bila gas ini ada pada tekanan tinggi, oksihemoglobin melepaskan
oksigen pada tekanan rendah untuk membentuk Hb lagi.2,4
Pada jaringan tubuh dimana konsentrasinya relatif tinggi, karbon
dioksida berkombinasi dengan air dalam korpukel darah merah untuk
membentuk ion-ion bikarbonat (HCO3-) dan ion-ion hidrogen. Korpukel
darah merah ini mengandung suatu enzim, anhydrase karbonat, yang
mempercepat reaksi ini, ion-ion bikarbonat berdifusi keluar dari
korpukel untuk masuk ke dalam plasma. Bila ion-ion bikarbonat
mencapai paru-paru, dimana konsentrasi karbon dioksida relatif
rendah, terbentuk kembali karbon dioksida dan air, dan karbon
dioksida tersebut dilepaskan sebagai gas. Karbon dioksida juga
dibawah dalam darah dalam larutan plasma, dan berkombinasi dengan
molekul-molekul protein.2,4
Keseimbangan asam-basa
Istilah keseimbangan asam-basa merujuk kepada regulasi tepat
konsentrasi ion hidrogen (H+) bebeas dalam cairan tubuh. Asam
adalah kelompok khusus bahan yang mengandung hidrogen yang
terdisosiasi, atau terarah/terpisah, ketika berada dalam larutan,
yang membebaskan ion H+ dan anion.basa adalah suatu bahan yang
dapat berikatan dengan H+ bebas dan menyingkirkannya dari larutan.
pH darah ateri normalnya adalah 7,45 dan pH darah vena 7,35 untuk
pH darah rerata 7,4. pH darah vena sedikit lebih rendah (lebih
asam) daripada darah arteri karena dihasilkan H+ dari pembentukan
H2CO3 dari CO2 yang diserap di kapiler jaringan. Terjadi asidosis
jika pH darah turun dibawah 7,35 dan alkalosis jika pH diatasi
7,45. pH areteri yang kurang dari 6,8 atau lebih dari 8,0 tidak
memungkinkan hidup. Karena kematian terjadi jika pH arteri terletak
di luar kisaran 6,8 dan 8,0 selama lebih dari beberapa detik, maka
[H+] cairan tubuh harus diatur secara cermat.2
Dalam keadaan normal, H+ secara terus-menerus ditambahkan ke
dalam cairan tubuh dari tiga sumber. Pembentukan asam karbonat,
sumber utama H+ adalah melalui pembentukan asam H2CO3 dan CO2 yang
diproduksi secara metabolis. Asam inorganik yang diproduksi selama
penguraian nutrien, secara umum lebih banyak asam daripada basa
yang diproduksi selama penguraian makanan sehingga terjadi
kelebihan asam. Asam organik yang berasal dari metabolisme antara,
asam-asam ini mengalami disosiasi parsial untuk menghasilkan H+
bebas. Terdapat tiga lini pertahanan terhadap perubahan [H+] yang
bekerja untuk mempertahankan [H+] di cairan tubuh pada kadar yang
hampir tetap meskipun pemasukan tidak diatur, yaitu sistem dapar
(penyangga) kimiawi, mekanisme pernapasan untuk mengontrol pH dan
mekanisme ginjal untuk mengontrol pH. 2
Sistem dapar kimiawi adalah campuran larutan dua senyawa kimia
yang meminimalkan perubahan pH ketika asam atau basa ditambahkan
atau dikeluarkan dari larutan tersebut. Tubuh memiliki empat sistem
dapar, yaitu sistem dapar H2CO3 dan HCO3-, sistem dapar protein,
sistem dapar hemoglobin dan sistem dapar fosfat. Pasangan dapar
H2CO3 dan HCO3- adalah sistem dapar terpenting di cairan ekstrasel
untuk menyangga perubahan pH yang ditimbulkan oleh penyebab di luar
fluktuasi H2CO3 penghasil CO2. Ini adalah sistem penyangga cairan
ekstra sel yang paling efektif, karena H2CO3 dan HCO3- banyak
ditemukan di cairan ekstra sel sehingga sistem ini cepat menahan
perubahan pH juga karena setiap komponen dari pasangan dapar ini
diatur secara ketat, ginjal mengatur HCO3- dan sistem pernapasan
mengatur CO2 yang menghasilkan H2CO3. Sistem dapar hemoglobin
menyangga H+ yang dihasilkan dari asam karbonat. Hb menyangga H+
yang dihasilkan dari CO2 yang diproduksi secara metabolis dalam
ransit antara jaringan dan paru. Sebagian besar H+ yang dihasilkan
dari CO2 di tingkat jaringan akan terikat ke Hb tereduksi dan tidak
lagi berkontribusi untuk keasaman cairan tubuh. Sistem dapar fosfat
penting sebagai penyangga di urin. Sistem dapar fosfat terdiri dari
garam fosfat (NaH2PO4) yang asam yang dapat mendonasikan H+ bebas
ketika [H+] turun dan garam fosfat basa (Na2HPO4) yang dapat
menerima H+ bebas ketika [H+] meningkat. Meskipun pasangan fosfat
adalah dapar yang baik namun konsentrasinya di cairan ekstrasel
agak rendah sehingga kurang penting sebagai penyangga.2
Sistem pernapasan mengatur [H+] dengan mengontro laju
pengeluaran CO2. Sistem pernapasan berperan penting dalam
keseimbangan asam-basa melalui kemampuannya mengubah ventilasi paru
dan karenanya mengubah ekskresi CO2 penghasil H+. ketika [H+]
arteri meningkat akibat kasus nonrespiratorik (metabolik), pusat
pernapasan di batang otak secara refleks terangsang untuk
meningkatkan ventilasi paru. Sewaktu kecepatan dan kedalaman napas
bertambah, lebih banyak CO2 dihembuskan keluar sehingga H2CO3 yang
ditambahkan ke dalam cairan tubuh berkurang. Sebaliknya, ketika
[H+] arteri turun, ventilasi paru berkurang. Akibat pernapasan yang
lebih dangkal dan lambat, CO2 yang diproduksi oleh metabolisme
berdifusi dari sel ke darah lebih ceoat daripada pengeluarannya
dari darah oleh paru sehingga terjadi akumulasi CO2 penghasil asam
di darah, memulihkan [H+] menuju normal. Paru sangat penting dalam
mempertahankan [H+]. Setiap hari orhan ini mengeluarkan dari cairan
tubuh H+ yang berasal dari asam karbonat dalam jumlah 100 kali
lebih banyak dari pada yang dikeluarkan oleh ginjal dari sumber di
luar asam karbonat. 2,6
Sistem pernapasan berfungsi sebagai lini kedua perthanan
terhadap perubahan [H+]. Regulasi oleh sistem pernapasan bekerja
dengan kecepatan sedang, aktif hanya jika sistem dapar saja tidak
mampu meminimalkan perubahan [H+]. Jika terjadi penyimpangan [H+]
maka sistem dapar segera berespons, sementara penyesuaian pada
ventilasi memerlukan beberapa menit sebelum dimulai. Jika
penyimpangan [H+] tersebut tidak cepat dan tuntas dikoreksi oleh
sisten dapar maka sistem pernapasan beraksi dalam beberapa menit
kemudian sehingga berfungsi sebagai lini kedua pertahanan terhadap
perubahan [H+]. Sistem pernapasan sendiri dapat mengembalikan pH ke
hanya 50% sampai 70% ke normalnya. Jika terjadi asidosis karena
akumulasi CO2 akibat penyakit paru, maka paru yang sakit tidak
mungkin mengompensasi asidosis dengan meningkatkan kecepatan
pembuangan CO2. Sistem penyangga dan regulasi ginjal adalah
satu-satunya mekanisme yang tersedia untuk melawan kelainan
asam-basa yang disbebakn oleh faktor pernapasan. 2,6
Struktur Mikroskopis Sistem Pernapasan
Sistem pernapasan dibagi menjadi dua bagian utama yaitu bagian
penghantar (konduksi) dan bagian pernapasan (respirasi). Bagian
penghantar (konduksi) terletak baik di luar maupun dalam paru,
mengangkat udara dari lingkungan luar ke dalam paru. Sedangkan
bagian pernapasan (respirasi) terdapat di dalam paru, berfungsi
dalam proses pertukaran O2 dengan CO2 (pernapasan eksternal).7
Bagian konduksi sistem pernapasan mencakup saluran napas yang
terdapat di luar sampai dalam paru. Disusum oleh rongga hidung,
rongga mulut, nasofaring, faring, laring, trakea, bronki primer,
bronki sekunder (bronki lobar), bronki tersier (bronki segmental),
bronkiolus dan bronkiolus terminalis. Susunannya tidak hanya untuk
mengangkut, tapi juga untuk menyaring, melembabkan dan untuk
menghangatkan udara inspirasi sebelum mencapai bagian respirasi di
dalam paru. 7
Tetap terbukanya saluran udara dipertahankan oleh perpaduan
antara tulang, tulang rawan, dan unsur serat fibrosa pada
dindingnya. Saat udara inspirasi mengalir sepanjang saluran udara,
udara akan bertemu dengan percabangan saluran. Walaupun penampang
setiap saluran semakin kecil, namun secara keseluruhan jumlah
penampang akan meningkat pada setiap tingkat percabangan. Sebagai
hasilnya, kecepatan aliran udara inspirasi pada volume tertentu
akan terus menurun sampai ke bagian respirasi. 7
Rongga hidung
Rongga hidung dibagi dua menjadi rongga kiri dan kanan oleh
sekat hidung yang terbentuk dari tulang dan tulang rawan. Bagian
anterior rongga hidung, disekitar lubang hidung (nares), melebar
dan dikenal sebagai vestibulum. Daerah ini dilapisi oleh kulit yang
tipis dan mengandung rambut kasar yaitu vibrisae yang akan
menyaring partikel debu kasar yang masuk ke dalam rongga hidung.
Kecuali pada vestibulum dan daerah olfaktori, rongga hidung
dilapisi oleh epitel torak bertingkat silia yang sering kali
disebut epitel respiratori yang dilengkapi oleh sel goblet pada
rongga hidung di bagian yang lebih posterior. Jaringan ikat
subepitel (lamina propia) mempunyai banyak pembuluh darah, terutama
pada daerah konka dan sisi anterior sekat hidung, dimana terdapat
pleksus arteri yang lebar dan sinus vena. Pada lamina propia juga
banyak dijumpai kelenjar seromukosa dan kelompok unsur limfoid,
termasuk noduli limfatisasi, sel mast dan sel plasma. Antibodi
dihasilkan oleh sel plasma yang akan melindungi mukosa hidung
melawan antigen yang terhirup seperti halnya untuk melawan serangan
mikroba. 7
Sinus paranasalis
Sinus paranasalis adalah rongga yang dibatasi oleh jaringan
mukoperiosteum yang berhubungan dengan rongga hidung. Sinus
paranasalis terdapat di tulang tengkorak, yaitu tulang sphenoid,
ethmoid, frontal dan maxilla. Mukosa setiap sinus disusun oleh
lamina propia dari jaringan ikat vaskular yang bersatu dengan
periosteum. Lamina propia yang tipis mirip dengan yang ada di
rongga hidung, mengandung kelenjar seromukosa dan juga unsur
limfoid. Sinus paranasalis yang dilapisi oleh epitel respiratori,
memiliki sejumlah sel silindris bersilia yang silianya mendorong
mukus ke arah rongga hidung. 7
Faring
Faring dimulai dari koana dan berlanjut sampai ke batas laring.
Bagian laring dibagi atas tiga bagian, yaitu nasofaring (bagian
superior), orofaring (bagian tengah) dan laringofaring (bagian
inferior). Nasofaring dilapisi oleh epitel respiratori, sedangkan
orofaring dan bagian tertentu pada laringofaring dilapisi oleh
epitel berlapis gepeng. Lamina propia disusun oleh jaringan ikat
longgar sampai padat yang ireguler dengan pembuluh darah dan
mengandung kelenjar seromukosa serta unsur limfoid. 7
Laring
Laring terletak di antara faring dan trakea, merupakan pipa
kaku, pendek, berbentuk silinder dengan panjang 4 cm. Dinding
laring diperkuat oleh beberapa tulang rawan hialin (tulang rawan
tiroid dan krikoid dan sisi inferior sepasang tulang rawan
aritenoid) dan tulang rawan elastis (epiglotis, sepasang tulang
rawan kornikulata dan kuneiformis, dan sisi superior tulang rawan
aritenoid bagian superior). Lumen laring ditandai secara khusus
oleh adanya dua pasang lipatan, bagian atas adalah lipatan
vestibular dan bagian bawah lipatan vokalis. Lipatan vestibular
tidak dapat bergerak. Lamina propianya disusun oleh jaringan ikat
jarang, mengandung kelenjar seromukosa, sel-sel lemak dan unsur
limfoid. Tepi bebas lipatan vokalis diperkuat oleh jaringan
penyambung padat elastis dan tersusun teratur, yaitu ligamen
vokalis.7
Laring dilapisi oleh epitel bertingkat bersilia, kecuali pada
permukaan atas epiglotis dan pita suara yang dilapisi oleh epitel
gepeng berlapis tanpa lapisan tanduk. Silia pada bagian laring
bergerak ke arah faring, mendorong mukus dan partikel-partikel yang
terperangkap ke arah mulut untuk dibatukkan atau ditelan. 7
Trakea
Trakea berbentuk tabung dengan panjang 12 cm dan berdiameter 2
cm, mulai dari tulang rawan krikoid di laring dan berakhir ketika
bercabang dua menjadi bronkus primer. Dinding trakea diperkuat oleh
10 - 12 cincin tulang rawan hialin berbentuk C. Ujung-ujung cincin
tersebut terbuka ke arah posterior dan satu sama lain dihubungkan
oleh otot polos, muskulus trakealis. Dengan susunan C yang
demikian, trakea membulat di bagian anterior dan datar di bagian
posterior. 7
Bronkus Primer (Ekstrapulmonal)
Struktur bronkus primer identik dengan trakea, hanya saja
diameternya lebih kecil dan dindingnya lebih tipis. Setiap bronkus
primer akan didampingi oleh arteri pulmonalis, vena dan pembuluh
limf, menembus akar paru. Bronkus kanan lebih lurus daripada
bronkus kiri. Bronkus kanan bercabang tiga mengarah ke tiga lobus
paru kanan, dan bronkus kiri bercabang dua dan memberi cabangnya ke
dua lobus paru kiri. Cabang bronkus selanjutnya masuk ke cabang
substansi paru sebagai bronkus intrapulmonal. 7
Bronkus Sekunder dan Tersier (Intrapulmonal)
Setiap bronkus intrapulmonal merupakan saluran udara ke sebuah
lobus paru. Saluran udara ini mirip dengan bronkus primer dengan
beberapa pengecualian. Tulang rawan bentuk cincin C diganti oleh
lempeng ireguler tulang rawan hialin yang secara lengkap
mengelilingi lamina bronki intrapulmonal, dengan demikian saluran
napas ini tidak memiliki daerah yang datar, tapi melingkar secara
lengkap. Otot polos terletak di lamina propia dan submukosa
bercampur dengan jaringan fibroelastin, membentuk dua lapisan otot
polos yang jelas dan berjalan spiral berlawanan arah.7
Bronki sekunder adalah cabang langsung bronki primer yang akan
menuju ke lobus paru dan dikenal sebagai bronki lobaris. Paru kiri
memiliki dua lobus sehingga memiliki dua bronki sekunder, dan paru
kanan mempunyai tiga lobus dengan tiga bronki sekunder. Saat bronki
sekunder memasuki paru, bronki bercabang menjadi cabang yang lebih
kecil disebut sebagai bronki tersier atau segmental. Dengan makin
kecilnya diameter bronki intrapulmonal, saluran ini akhirnya
menjadi bronkiolus.7
Bronkiolus
Tiap bronkiolus menyalurkan udara ke lobulus paru. Lapisan
epitel bronkiolus mulai dari sel silindris selapis bersilia dan
terkadang bersel goblet pada bronkiolus yang lebih besar sampai sel
kuboid selapis (beberapa bersilia) terkadang dengan sel Clara, pada
bronkiolus kecil tidak ada sel goblet. Sel Clara merupakan sel
silindris dengan bagian puncak berbentuk kubah, mempunyai mikrovili
pendek tumpul. Sel Clara dipercaya dapat melindungi epitel
brionkiolus melalui hasil sekretnya juga dapat memusnahkan toksin
yang ikut terhirup melalui enzim sitokrom P-450 yang terdapat di
retikulum endoplasmik halus (SER). Beberapa peneliti menduga sel
Clara menghasilkan materi mirip surfaktan yang dapat mengurangi
tegangan permukaan bronkiolus serta dapat membelah diri untuk
regenerasi epitel bronkiolus. Selama inhalasi, saat volume paru
mengembang, serat elastin di dinding bronkus meregang melalui
tarikan yang serentak ke segala arah, serat elastin turut menjaga
akan bronkiolus tetap terbuka. 7
Bronkiolus Terminalis
Tiap bronkiolus membagi diri membentuk beberapa bronkiolus
terminalis yang lebih kecil dengan diameter kurang dari 0,5 mm dan
membuat bagian akhir konduksi sistem pernapasan. Struktur ini
menyalurkan udara ke dalam asinus paru, bagian lobulus paru. Lamina
propia yang sempit terdiri dari jaringan fibroalastis dan
dikelilingi oleh satu atau dua lapisan sel otot polos. Bronkiolus
terminalis bercabang menjadi bronkiolus respiratorius. 7
Bronkiolus Respiratorius
Struktur bronkiolus respiratorius mirip bronkiolus terminalis,
namun dindingnya diselingi oleh bangunan seperti kantong berdinding
tipis dikenal sebagai alveolus, dimana terjadi pertukaran gas.
Setelah bercabang lagi, tiap bronkiolus respiratorius berakhir ke
duktus alveolaris. 7
Duktus Alveolaris dan Sakus Alveolaris
Duktus alveolaris tidak mempunyai dinding sendiri dan disusun
oleh alveolus saja. Sebuah duktus alveolaris berakhir sebagai
kantong buntu yang terdiri dari dua atau lebih kelompok kecil
alveolus disebut sebagai sakus alveolaris. Unsur jaringan
penyambung tipis antara alveolus, septa interalveolaris, memperkuat
duktus alveolaris dan menstabilkannya. Muara tiap alveolus ke
duktus alveolaris dikendalikan oleh sebuah sel otot polos tunggal,
tebenam di dalam kolagen tipe III, yang membentuk sfinkter yang
halus mengatur diameter pembukaan. 7
Alveolus
Alveolus merupakan pengantongan keluar yang kecil, berdiameter
sekitar 200 m dari dinding bronkiolus respiratorius, duktus
alveolaris dan sakus alveolaris. Alveolus membentuk struktur primer
dan unit fungsional sistem pernapasan, karena dinding tipisnya
memungkinkan pertukaran O2 dengan CO2 di antara udara di lumen dan
darah dalam kapiler di sekitarnya. Karena jumlahnya yang banyak,
alveolus sering terdesak satu sama lain, menggeser jaringan
penyambung intersisial di antaranya. Pada tempat terjadinya kontak,
ruang udara antara dua alveolus mungkin berhubungan satu sama lain
melalui porus alveolaris (porus Kohn). Porus ini diduga berfungsi
sebagai keseimbangan tekanan udara dalam segmen paru. Karena
elveolus dan kapiler disusun oleh sel epitel, keduanya ditopang
oleh lamina basalis yang jelas. Muara alveolus pada sakus
alveolaris tidak mempunyai sel otot polos. Di sekitar muara
alveolus tersebut, dikelilingi serat elastin, terutama serat
retikulin. Dinding alveolus disusun oleh dua jenis sel pneumosit
tipe I (sel alveolar gepeng) dan pneumosit tipe II (sel alveolar
besar). 7
Penutup
Respirasi adalah keseluruhan proses yang melaksanakan pemindahan
pasif O2 dari atmosfer ke jaringan untuk menunjang metabolisme sel,
serta pemindahan pasif CO2 yang dihasilkan oleh metabolisme dari
jaringan ke atmosfer. Dalam menjalankan proses respirasi tersebut
tubuh harus melibatkan banyak komponen, seperti organ-organ tubuh,
tulang-tulang, otot-otot, saraf serta pusat pernapasan di otak.
Otot-otot yang berperan antara lain adalah otot-otot faring,
laring, leher, dinding dada, dinding abdomen dan diafragma.
Karena udara mengalir mengikuti penurunan gradient tekanan, maka
tekanan intra-alveolus harus lebih kecil dari tekanan atmosfer agar
udara mengalir masuk ke dalam paru sewaktu inspirasi. Demikian
juga, tekanan intra-alveolus harus lebih besar daripada tekanan
atmosfer agar udara mengalir keluar paru sewaktu ekspirasi.
Otot inspirasi utama (otot yang berkontraksi untuk melakukan
inspirasi sewaktu bernapas tenang) adalah diafragma dan otot
interkostal eksternal. Inspirasi dalam dapat dilakukan dengan
mengontraksikan diafragma dan otot interkostal eksternus secara
lebih kuat dan dengan mengaktifkan otot inspirasi tambahan untuk
semakin memperbesar rongga thoraks. Pada akhir inspirasi, otot
inspirasi melemas. Selama pernapasan tenang, ekspirasi normalnya
merupakan suatu proses pasif, karena dicapai oleh recoil elastik
paru ketika otot-otot inspirasi melemas, tanpa memerlukan kontraksi
otot atau pengeluaran energi. Ekspirasi dapat menjadi aktif untuk
mengosongkan paru secara lebih tuntas dan lebih cepat dari pada
yang dicapai selama pernapasan tenang.
Perubahan volume paru yang terjadi selama berbagai upaya
bernapas dapat diukur dengan menggunakan spirometer, suatu alat
untuk menentukan berbagai volume dan kapasitas paru. Difusi gas
adalah bergeraknya O2 dan CO2 atau partikel lain dari area yang
bertekanan tinggi ke area yang bertekanan rendah. Proses difusi
dipengaruhi oleh faktor ketebalan, luas permuakaan, dan komposisi
membrane; koefisien difusi O2 dan CO2; serta perbedaan tekanan gas
O2 dan CO2. Transportasi gas adalah perpindahan gas dari paru ke
jaringan dan dari jaringan ke paru dengan bantuan darah (aliran
darah). Masuknya O2 ke dalam sel darah yang bergabung dengan
hemoglobin yang kemudian membentuk oksihemoglobin
Tubuh memiliki empat sistem dapar, yaitu sistem dapar H2CO3 dan
HCO3-, sistem dapar protein, sistem dapar hemoglobin dan sistem
dapar fosfat. Sistem pernapasan mengatur [H+] dengan mengontro laju
pengeluaran CO2. Sistem pernapasan berfungsi sebagai lini kedua
perthanan terhadap perubahan [H+]. Tetap terbukanya saluran-saluran
pernapasan dipertahankan oleh perpaduan antara tulang, tulang
rawan, dan unsur serat fibrosa pada dindingnya.
Daftar Pustaka
1. Paulsen F, Waschke J, editor. Sobotta atlas anatomi manusia
buku tabel. Ed ke-23. Jakarta: EGC; 2013. h.10-21.
2. Sherwood L. Fisiologi manusia dari sel ke sistem. Ed ke-6.
Jakarta: EGC; 2012. h.497-551, 605-39.
3. Djojodibroto D. Respirologi. Jakarta: EGC; 2009. h.7-9,
25-7.
4. Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: EGC;
2004. h.271-2.
5. Mutaqin F. Buku ajar asuhan keperawatan klien dengan gangguan
sistem pernapasan. Jakarta: Salemba medika; 2008. h.1-24.
6. Horne FF, Swearingen PL. keseimbangan cairan, elektrolit, dan
asam basa. Jakarta: EGC; 2001. h.141-71.
7. Gartner LP, Hiatt JL. Buku ajar berwarna histologi. Ed ke-3.
Singapore: Elsevier; 2014. h.335-68.