Anatomi dan Fisiologi Sistem Pernapasan (By: Setiadi) Tujuan instruksional : Setelah mempelajari materi ini, diharapkan pembaca mampu : 1) Menjelaskan pengertian pernafasan dengan benar 2) Menjelaskan fungsi pernafasan dengan benar 3) Menjelaskan fisiologi saluran pernafasan dengan benar 4) Menjelaskan saluran pernafasan dengan benar 5) Menjelaskan rongga hidung dengan benar 6) Menjelaskan faring dengan benar 7) Menjelaskan laring dengan benar 8) Menjelaskan trakea dengan benar 9) Menjelaskan percabangan bronkus dengan benar 10) Menjelaskan paru-paru (bronkiolus, alveolus) dengan benar 11) Menjelaskan proses terjadinya pernafasan dengan benar 12) Menjelaskan pengaturan dan pengendalian pernafasan dengan benar 13) Menjelaskan bentuk dari pernafasan dengan benar 14) Menjelaskan transportasi (pertukaran gas) dengan benar 15) Menjelaskan volume dan kapasitas parudengan benar 16) Menjelaskan bentuk dari pernafasan dengan benar 17) Menjelaskan masalah pernafasan dengan benar 18) Menjelaskan kecepatan pernafasan dengan benar Sistem respirasi pada manusia terdiri dari jaringan dan organ tubuh yang merupakan parameter kesehatan manusia. Jika salah satu sistem respirasi terganggu maka secara sistem lain yang bekerja dalam tubuh akan terganggu. Hal ini dapat menimbulkan terganggunya proses homeostasis tubuh dan dalam jangka panjang dapat menimbulkan berbagai macam penyakit. Proses Pernapasan terdiri dari beberapa proses penting yaitu pada sistem pernapasan, sistem saraf pusat, serta sistem kardiovaskular . Sistem respirasi berperan untuk menukar udara kepermukaan dalam paru-paru. Udara masuk dan menetap dalam system pernafasan dan masuk dalam pernafasan. Sistem saraf pusat memberikan dorongan ritmik dari dalam untuk bernafas, dan secara refleks merangsang toraks dan otot-otot diafragma, yang akan memberikan tenaga pendorong gerakan udara. Sistem kardiovaskuler menyediakan pompa, jaringan pembuluh darah yang diperlukan untuk mengangkut gas-gas antara paru-paru dan sel tubuh.
Orang tergantung pada oksigen untuk
hidupnya, kalau tidak mendapatkannya selama lebih dari empat menit akan mengakibatkan kerusakan pada otak yang tak dapat diperbaiki dan biasanya pasien meninggal. Bila oksigen di dalam darah tidak mencukupi, warna merahnya hilang dan menjadi kebiru-biruan dan ia disebut menderita sianosis.
A. Pengertian Pernafasan Pernafasan juga merupakan peristiwa menghirup udara dari luar yang mengandung O2 dan mengeluarkan Co2 sebagai sisa dari oksidasi dari tubuh. Penghisapan udara ke dalam tubuh disebut proses inspirasi dan menghembuskan udara keluar tubuh disebut proses ekspirasi. Manusia membutuhkan suplay oksigen secara terus-menerus untuk proses respirasi sel, dan membuang kelebihan karbondioksida sebagai limbah beracun produk dari proses tersebut. Pertukaran gas antara oksigen dengan karbondioksida dilakukan agar proses respirasi sel terus berlangsung. Oksigen yang dibutuhkan untuk proses respirasi sel ini berasal dari atmosfer, yang menyediakan kandungan gas oksigen sebanyak 21% dari seluruh gas yang ada. Oksigen masuk kedalam tubuh melalui perantaraan alat pernapasan dan pada manusia disebut alveolus yang terdapat di paru-paru berfungsi sebagai permukaan untuk tempat pertukaran gas. Bagan 1. Fisiologi saluran pernafasan Sisa pembakaran CO2
Seluruh tubuh sampai tingkat sel
O2 diudara
D A R A H
Hidung
Trachea
Alveoli Jantung Pembulu kapiler alveolus Pertukaran gas : Ikatan O2 dengan Hb & pelepasan CO2
Ada dua bagian yang mungkin dapat digambarkan dalam pernafasan yaitu :
O2 – hidung – trachea – alveoli – pembuluh kapiler alveolus – ikatan O2 dengan Hb – jantung – seluruh tubuh sampai ke setiap sel.
Co2 – membran alveoli – kapiler – alveoli – bronchroli – bronchus –
trakea – hidung.
Jadi, dalam paru-paru terjadi pertukaran zat antara oksigen yang ditarik dari udara masuk ke dalam darah dan CO2 akan dikeluarkan dari darah secara osmosis. Selanjutnya O2 masuk ke dalam tubuh melalui kapiler-kapiler vena pulmonalis kemudian masuk ke serambi kiri jantung → ke aorta →
seluruh tubuh, disini terjadi oksidasi (pembakaran). Sebagai sisa dari pembakaran adalah CO2 dan zat ini dikeluarkan melalui peredaran darah vena masuk ke jantung (serambi kanan) → ke bilik kanan dan dari sini keluar melalui arteri pulmonalis ke jaringan paru-paru. Akhirnya dikeluarkan menembus lapisan epitel dari alveoli. Proses pengeluaran CO2 ini adalah sebagian dari sisa metabolisme, sedangkan sisa dari metabolisme lainnya akan dikeluarkan melalui traktus urogenitalis dan kulit.
Gambar : 1 saluran fisiologi pernafasan
B. Saluran Pernafasan Saluran pernafasan dari atas kebawah dapat dirinci sebagai berikut : Rongga hidung, faring, laring, trakea, percabangan bronkus, paru-paru (bronkiolus, alveolus). Saluran nafas bagian atas adalah rongga hidung, faring dan laring dan saluran nafas bagian bawah adalah trachea, bronchi, bronchioli dan percabangannya sampai alveoli. Area konduksi adalah sepanjang saluran nafas berakhir sampai bronchioli terminalis, tempat lewatnya udara pernapasan, membersihkan, melembabkan & menyamakan udara dengan suhu tubuh hidung, faring, trakhea, bronkus, bronkiolus terminalis. Area fungsional atau respirasi adalah mulai bronchioli respiratory sampai alveoli, proses pertukaran udara dengan darah.
Gambar : 2 saluran fisiologi pernafasan
1. Hidung Hidung adalah organ indra penciuman. Ujung saraf yang mendeteksi penciuman berada di atap (langit-langit) hidung di area lempeng kribriformis tulang etmoid dan konka superior. Ujung saraf ini distimulasi oleh bau di udara. Impuls saraf dihantarkan oleh saraf olfaktorius ke otak di mana sensasi bau dipersepsikan. Ketika masuk dihidung, udara disaring, dihangatkan, dan dilembabkan. Hal ini dilakukan oleh sel epitel yang memiliki lapisan mukus sekresi sel goblet dan kelenjar mukosa. Lalu gerakan silia mendorong lapisan mukus ke posterior didalam rongga hidung dan ke superior saluran pernapasan bagian bawah menuju faring. Nares anterior adalah saluransaluran didalam lubang hidung. Saluran-saluran ini bermuara kedalam bagian yang dikenal sebagai vestibulum hidung. Rongga hidung dilapisi selaput lendir yang sangat kaya akan pembuluh darah, dan bersambung dengan lapisan farink dan selaput. Pada proses pernafasan secara khusus rongga hidung berfungsi antara lain : -
Bekerja sebagai saluran udara pernafasan.
-
Sebagai penyaring udara pernafasan yang dilakukan oleh bulu-bulu hidung.
-
Dapat menghangatkan udara pernafasan oleh mukosa
-
Membunuh kuman-kuman yang masuk, bersama-sama udara pernafasan oleh leukosit yang terdapat dalam selaput lendir atau hidung.
Gambar : 3 saluran pertama (hidung) pada sistem pernafasan
Pada bagian belakang rongga hidung terdapat ruangan yang disebut nasopharing dengan rongga hidung berhubungan dengan : a. Sinus paranasalis, yaitu rongga-rongga pada tulang kranial, yang berhubungan dengan rongga hidung melalui ostium (lubang). Dan terdapat beberapa sinus paranasalis, sinus maksilaris dan sinus ethmoidalis yang dekat dengan permukaan dan sinus sphenoidalis dan sinus ethmoidalis yang terletak lebih dalam. b. Duktus nasolacrimalis, yang meyalurkan air mata kedalam hidung. c. Tuba eustachius, yang berhubungan dengan ruang telinga bagian tengah.
Gambar : 4 saluran pada sistem pernafasan (sinus)
Jika terjadi influenza atau hidung buntu, maka kemungkinan adalah tertutupnya lubang-lubang tersebut (sinus paranasalis, duktus nasolacrimalis, tuba eustachius), sehingga dapat menimbulkan penumpukan cairan dan terjadi radang didalam sinus paranasalis dan ruang telinga tengah akibatnya bisa terjadi sinusitis, otitis media, keluar air mata, karena duktus nasolacrimalis buntu. Karena itu pada hidung buntu perlu diberi obat-obatan tetes hidung untuk mengurangi kemungkinan tertutupnya lubang-lubang tersebut diatas.
2. Faring Faring adalah pipa berotot yang berjalan dari dasar tengkorak sampai persambungannya dengan oesofagus pada ketinggian tulang rawan krikoid. Bila terjadi radang disebut pharyngitis. saluran faring rnemiliki panjang 12-14 cm dan memanjang dari dasar tengkorak hingga vertebra servikalis ke-6. Faring berada di belakang hidung, mulut, dan laring serta lebih lebar di bagian atasnya. Dari sini partikel halus akan ditelan atau di batukkan keluar. Udara yang telah sampai ke faring telah diatur kelembapannya sehingga hampir bebas debu, bersuhu mendekati suhu tubuh. Lalu mengalir ke kotak suara (Laring).
Gambar : 5 saluran pada sistem pernafasan (faring)
Beberapa fungsi faring: a. Saluran nafas dan makanan, faring adalah organ yang terlibat dalam sistem pencernaan dan pernapasan: udara masuk melalui bagian nasal dan oral, sedangkan makanan melalui bagian oral dan laring. b. Penghangat dan pelembab, dengan cara yang sama seperti hidung, udara dihangatkan dan dilembapkan saat masuk ke faring. c. Fungsi bahasa, fungsi faring dalam bahasa adalah dengan bekerja sebagai bilik resonansi untuk suara yang naik dari laring, faring (bersama sinus) membantu memberikan suara yang khas pada tiap individu d. Fungsi Pengecap, terdapat ujung saraf olfaktorius dari indra pengecap di epitelium oral dan bagian faringeal. e. Fungsi Pendengaran, saluran auditori (pendengaran), memanjang dari nasofaring pada tiap telinga tengah, memungkinkan udara masuk ke telinga tengah. Pendengaran yang jelas bergantung pada adanya udara di tekanan atmosfer pada tiap sisi membran timpani. f. Fungsi Perlindungan, Jaringan limfatik faring dan tonsil laring menghasilkan antibodi dalam berespon terhadap antigen, misal mikroba. Tonsil berukuran lebih besar pada anak dan cenderung mengalami atrofi pada orang dewasa.
Faring terbagi menjadi 3 bagian yaitu nasofaring, orofaring dan laringofaring. a. Nasofaring Bagian nasal faring terletak di belakang hidung dan di atas palatum molle. Pada dinding lateral, terdapat dua saluran auditori, tiap saluran mengarah ke masing-masing bagian tengah telinga. Pada dinding posterior, terdapat tonsil faringeal (adenoid), yang terdiri atas jaringan limfoid.
Tonsil paling menonjol pada masa kanak-kanak hingga usia 7 tahun. Selanjutnya, tonsil mengalami atrofi. b. Orofaring Bagian oral faring terletak di belakang mulut, memanjang dari bagian bawah palatum molle hingga bagian vertebra servikalis ke-3. Dinding lateral bersatu dengan palatum molle untuk membentuk lipatan di tiap sisi. Antara tiap pasang lipatan, terdapat kumpulan jaringan limfoid yang disebut tonsil palatin. Saat menelan, bagian nasal dan oral dipisahkan oleh palaturn molle dan uvula. Uvula (anggur kecil) adalah prosesus kerucut (conical) kecil yang menjulur kebawah dari bagian tengah tepi bawah palatum lunak. Amandel palatinum terletak pada kedua sisi orofaring posterior. c. Laringofaring Bagian laringeal faring memanjang dari atas orofaring dan berlanjut ke bawah esofagus, yakni dari vertebra servikalis ke-3 hingga 6. Mengelilingi mulut esophagus dan laring, yang merupakan gerbang untuk system respiratorik selanjutnya.
Suplay darah pada faring kebutuhan darah pada faring disuplai oleh beberapa cabang dari arteri wajah. Aliran balik vena menuju vena fasialis dan jugularis interna. Faring dipersarafi oleh pleksus faringeal yang dibentuk oleh saraf vagus dan glosofaringeal (parasimpatik) serta ganglia servikalis superior (simpatik). Faring dilapisi oleh tiga jaringan yaitu membran mukosa, jaringan fibrosa, dan otot polos.
3. Laring Terdiri dari rangkaian cincin tulang rawan yang dihubungkan oleh otot-otot yang mengandung pita suara, selain fonasi laring juga berfungsi sebagai pelindung. Laring berperan untuk pembentukan suara dan untuk melindungi jalan nafas terhadap masuknya makanan dan cairan. Laring dapat tersumbat, antara lain oleh benda asing (gumpalan makanan), infeksi (misalnya difteri) dan tumor. pada waktu menelan, gerakan laring keatas, penutupan glotis (pemisah saluran pernapasan bagian atas dan bagian bawah) seperti pintu epiglotis yang berbentuk pintu masuk. Jika benda asing masuk melampaui glotis batuk yang dimiliki laring akan menghalau benda dan sekret keluar dari pernapasan bagian bawah.
Gambar : 6 saluran pada sistem pernafasan (laring)
Fungsi Laring a.
Produksi suara, Suara memiliki nada, volume, dan resonansi. Nada suara bergantung pada panjang dan kerapatan pita suara. Pada saat pubertas, pita suara pria mulai bertambah panjang, sehingga nada suara pria semakin rendah. volume suara bergantung pada besarnya tekanan pada pita suara yang digetarkan. Semakin besar tekanan udara ekspirasi, semakin besar getaran pita suara dan semakin keras suara yang dihasilkan. Resonansi bergantung pada bentuk mulut, posisi lidah dan bibir, otot wajah, dan udara di paranasal.
b.
Berbicara, berbicara terjadi saat ekspirasi ketika suara yang dihasilkan oleh pita suara dimanipulasi oleh lidah, pipi, dan bibir.
c.
Pelindung saluran napas bawah, saat menelan, laring bergerak ke atas, menyumbat saluran faring sehingga engsel epiglotis menutup faring. Hal ini menyebabkan makanan tidak melalui esofagus dan saluran napas bawah.
d.
Jalan masuk udara, bahwa Laring berfungsi sebagai penghubung jalan napas antara faring dan trakea.
e.
Pelembap, penyaring, dan penghangat, dimana proses ini berlanjut saat udara yang diinspirasi berjalan melalui laring
Di bagian larynk terdapat beberapa organ yaitu : a.
Epiglotis, merupakan katup tulang rawan untuk menutup larynx sewaktu orang menelan. Bila waktu makan kita berbicara (epiglottis terbuka), makanan bisa masuk ke larynx (keslek) dan terbatu-batuk. Pada saat bernafas epiglotis terbuka tapi pada saat menelan epiglotis menutup laring. Jika masuk ke laring maka akan batuk dan dibantu bulu-bulu getar silia untuk menyaring debu, kotoran-kotoran.
b.
Jika bernafas melalui mulut udara yang masuk ke paru-paru tak dapat disaring, dilembabkan atau dihangatkan yang menimbulkan gangguan tubuh dan sel-sel bersilia akan rusak adanya gas beracun dan dehidrasi.
c.
Pita suara, terdapat dua pita suara yang dapat ditegangkan dan dikendurkan, sehingga lebar selasela antara pita - pita tersebut berubah-ubah sewaktu bernafas dan berbicara. Selama pernafasan pita suara sedikit terpisah sehingga udara dapat keluar masuk.
Gambar : 7 saluran pada sistem pernafasan (laring)
Gambar : 8 saluran pada sistem pernafasan (laring)
Epiglottis a.
Cartilago yang berbentuk daun dan menonjol ke atas di belakang dasar lidah. Epiglottis ini melekat pada bagian belakang Vertebra cartilago thyroideum.
b.
Plica aryepiglottica, berjalan kebelakang dari bagian samping epiglottis menuju cartilago arytenoidea, membentuk batas jalan masuk laring.
Fonasi Suara dihasilkan oleh vibrasi plica vocalis selama ekspirasi. Suara yang dihasilkan dimodifikasi oleh gerakan palatum molle, pipi, lidah, dan bibir, dan resonansi tertentu oleh sinus udara cranialis. Kebutuhan darah pada laring Laring diperdarahi oleh arteri laringeal dan dialiri oleh vena tiroid yang bekerja sama dengan vena jugularis internal. Saraf parasimpatik yang mempersarafi laring disusun oleh saraf laringeal superior dan laringeal rekurens, yang merupakan cabang dari sarafvagus. Saraf simpatik yang mempersarafi laring disusun oleh ganglia servikalis. Saraf ini mempersarafi otot laring dan serat sensoris pada membran yang melapisinya.
4. Trakea Trakea, merupakan lanjutan dari laring yang dibentuk oleh 16 sampai 20 cincin kartilago yang terdiri dari tulang-tulang rawan yang terbentuk seperti C. Trakea dilapisi oleh selaput lendir yang terdiri atas epitilium bersilia dan sel cangkir. Trakea hanya merupakan suatu pipa penghubung ke bronkus. Dimana bentuknya seperti sebuah pohon oleh karena itu disebut pohon trakeobronkial. tempat trakea bercabang menjadi bronkus di sebut karina. di karina menjadi bronkus primer kiri dan kanan, di mana tiap bronkus menuju ke tiap paru (kiri dan kanan), Karina memiliki banyak saraf dan dapat menyebabkan bronkospasme dan batuk berat jika dirangsang.
Gambar : 9 saluran pada sistem pernafasan (trakea)
Fungsi trakea :
a. Penunjang dan menjaga kepatenan, Susunan jaringan kartilago dan elastik menjaga kepatenan jalan napas dan mencegah obstruksi jalan napas saat kepala dan leher digerakkan. Tidak adanya kartilago di bagian posterior trakea, memungkinkan trakea berdilatasi dan berkontraksi saat esofagus mengalami distensi saat menelan. Kartilago mencegah kolapsnya trakea saat tekanan internal kurang dari tekanan intratoraksik, yaitu saat akhir ekspirasi dengan upaya. b. Eskalator mukosiliaris, Eskalator mukosiliaris adalah keselarasan frekuensi gerakan silia membran mukosa yang teratur yang membawa mukus dengan partikel yang melekat padanya ke atas laring di mana partikel ini akan ditelan atau dibatukkan c. Refleks batuk, Ujung saraf di laring, trakea, dan bronkus peka terhadap iritasi sehingga membangkitkan impuls saraf yang dihantarkan oleh saraf vagus ke pusat pernapasan di batang otak. Respons refleks motorik terjadi saat inspirasi dalam yang diikuti oleh penutupan glotis, yakni penutupan pita suara. Otot napas abdomen kemudian berkontraksi dan dengan tiba-tiba udara dilepaskan di bawah tekanan, serta mengeluarkan mukus dan/atau benda asing dari mulut d. Penghangat, pelembap, dan penyaring, Fungsi ini merupakan kelanjutan dari hidung, walaupun normalnya, udara sudah jernih saat mencapai trakea
Gambar : 10 saluran pada sistem pernafasan (trakea)
Trakea terdiri atas tiga lapis jaringan yaitu:
a. Lapisan luar terdiri atas jaringan elastik dan fibrosa yang membungkus kartilago. b. Lapisan tengah terdiri atas kartilago dan pita otot polos yang membungkus trakea dalam susunan helik. Ada sebagian jaringan ikat, mengandung pembuluh darah dan limfe, serta saraf otonom. c. Lapisan dalam terdiri atas epitelium kolumnar penyekresi mukus Kebutuhan darah pada trakea
Arteri yang memperdarahi trakea terutama adalah arteri bronkial dan arteri tiroid inferior. Aliran balik vena yang memperdarahitrakea adalahvena tiroid inferior yang mengalir menuju vena bronkiosefalik. Saraf parasimpatik yang mempersarafi trakea adalah saraf laringeal rekurens dan percabangan saraf vagus lainnya, sedangkan saraf simpatik yang mempersarafi trakea adalah saraf dari ganglia simpatik. Stimulasi parasimpatik mengonstriksi trakea dan stimulasi simpatik mendilatasi trakea. Pembuluh limfe bermula dari saluran napas yang mengalir ke nodus limfe yang berada di sekitar trakea dan di karina, suatu area yang membagi trakea menjadi dua bronkus. 5. Percabangan Bronkus Bronkus, merupakan percabangan trachea. Setiap bronkus primer bercabang 9 sampai 12 kali untuk membentuk bronki sekunder dan tersier dengan diameter yang semakin kecil. Struktur mendasar dari paru-paru adalah percabangan bronchial yang selanjutnya secara berurutan adalah bronki, bronkiolus, bronkiolus terminalis, bronkiolus respiratorik, duktus alveolar, dan alveoli. Dibagian bronkus masih disebut pernafasan extrapulmonar dan sampai memasuki paru-paru disebut intrapulmonar.
Gambar : 11 saluran pada sistem pernafasan (bagian percabagan bronkus)
Bronkus utama kanan lebih pendek dan lebar serta hampir vertikal dengan trakea. Sedangkan bronkus utama kiri lebih panjang dan sempit. Jika satu pipa ET yang menjamin jalan udara menuju ke bawah, ke bronkus utama kanan, jika tidak tertahan baik pada mulut atau hidung, maka udara tidak dapat memasuki paru kiri dan menyebabkan kolaps paru (atelekteasis). Namun demikian arah bronkus utama kanan yang vertikal menyebabkan mudahnya kateter menghisap benda asing. Cabang Bronkus kanan dan kiri bercabang lagi menjadi bronkus lobaris dan segmentalis. Percabngan ini terus menjadi kecil sampai akhirnya menjadi bronkiolus terminalis(saluran udara terkecil yang tidak mengandung alveoli). bronkiolus,tidak diperkuat oleh cincin tulang rawan. hanya otot polos sehingga ukurannya dapat berubah. Setelah iu terdapat asinus yang merupakan unit fungsional paru, yaitu tempat pertukaran gas. Asinus (lobulus primer), terdiri dari bronkiolus respiratorius, duktus alveolaris, sakus alveolaris terminalis (akhir paru) yang menyerupai anggur dipisahkan oleh septum dari alveolus di dekatnya. Dalam setiap paru terdapat 300 juta alveolus dengan luas permukaan seluas sebuah lapangan tenis. Terdapat dua tipe lapisan sel alveolar: Pneumosit tipe I, merupakan lapisan yang menyebar dan menutupi daerah permukan, Pneumosit tipe II, yang bertanggung jawab pada sekresi surfaktan. Pada hakekatnya alveolus adalah suatu gelembung gas yang dikelilingi oleh jaringan kapiler sehingga batas antara cairan dan gas membentuk tegangan permukan yang cenderung mencegah
pengembangan saat inspirasi dan kolaps saat ekspirasi, tetapi dengan adanya lapisan yang terdiri dari zat lipoprotein (di sebut surfaktan) yang dapat mengurangi tegangan permukaan dan resistensi terhadap pengembangan pada waktu inspirasi, dan mencegah kolaps alveolus pada waktu ekspirasi. defisiensi surfaktan merupakan faktor penting pada patogenesis sejumlah penyakit paru. termasuk sindrom gawat nafas akut (ARDS).
6. Paru-paru Paru-paru berada dalam rongga torak, yang terkandung dalam susunan tulang-tulang iga dan letaknya disisi kiri dan kanan mediastinum yaitu struktur blok padat yang berada dibelakang tulang dada. Paru-paru menutupi jantung, arteri dan vena besar, esofagus dan trakea. Paru-paru berbentuk seperti spons dan berisi udara dengan pembagaian ruang sebagai berikut : a. Paru kanan, memiliki tiga lobus yaitu superior, medius dan inferior. b. paru kiri berukuran lebih kecil dari paru kanan yang terdiri dari dua lobus yaitu lobus superior dan inferior Tiap lobus dibungkus oleh jaringan elastik yang mengandung pembuluh limfe, arteriola, venula, bronchial venula, ductus alveolar, sakkus alveolar dan alveoli. Diperkirakan bahwa setiap paru-paru mengandung 150 juta alveoli, sehingga mempunyai permukaan yang cukup luas untuk tempat permukaan/pertukaran gas.
Bronkus Dua bronkus primer terbentuk oleh trakea yang membentuk percabangan
a. Bronkus kanan, bronkus ini lebih lebar, lebih pendek, dan lebih vertikal daripada bronkus kiri sehingga cenderung sering mengalami obstruksi oleh benda asing. Panjangnya sekitar 2,5 cm. Setelah rnemasuki hilum, bronkus kanan terbagi menjadi tiga cabang, satu untuk tiap lobus. Tiap cabang kemudian terbagi menjadi banyak cabang kecil.
b. Bronkus kiri, panjangnya sekitar 5 cm dan lebih sempit daripada bronkus kanan. Setelah sampai di hilum paru, bronkus terbagi menjadi dua cabang, satu untuk tiap lobus. Tiap cabang kemudian terbagi menjadi saluran-saluran kecil dalam substansi paru. Bronkus bercabang sesuai urutan perkembangannya menjadi Bronkiolus, bronkiolus terminal, bronkiolus respiratorik, duktus alveolus, dan akhirnya, alveoli.
Bronkiolus dan Alveoli Pernapasan Dalam tiap lobus, jaringan paru lebih lanjut terbagi menjadi selubung halus jaringan ikat, yaitu lobulus. Tiap lobulus disuplai oleh udara yang berasal dari bronkiolus terminalis, yang lebih lanjut bercabang menjadi bronkiolus respirarorik, duktus alveolus, dan banyak alveoli (kantong-kantong udara). Terdapat 150 juta alveoli di paru-paru orang dewasa. Hal ini memungkinkan terjadinya pertukaran gas. Saat jalan napas bercabang-cabang menjadi bagian yang lebih kecil, dinding jalan napas menjadi semakin tipis hingga otot dan jaringan ikat lenyap, menyisakan lapisan tunggal sel epitelium skuamosa sederhana di duktus alveolus dan alveoli. Saluran napas distal ditunjang oleh jaringan ikat elastik yang longgar di mana terdapar makrofag, fibroblas, saraf, pembuluh darah, dan pembuluh limfe. Alveoli dikelilingi oleh jaringan kapiler padat. Pertukaran gas di paru (respirasi eksternal) berlangsung di membran yang disusun oleh dinding alveolar dan dinding kapiler yang bergabung bersama. Membran ini disebut membran respiratorik. Di antara sel skuamosa terdapat sel septal yang menyekresi surfaktan, suatu cairan fosfolipid yang mencegah alveoli dari kekeringan. Selain itu, surfaktan berfungsi mengurangi tekanan dan mencegah dinding aiveolus mengalarni kolaps saat ekspirasi. Sekresi surfaktan ke saluran napas bawah dan alveoli dimulai saat janin berusia 35 minggu Pleura Paru-paru dibungkus oleh pleura yang menempel langsung ke paru, disebut sebagai pleura visceral. Sedangkan pleura parietal menempel pada dinding rongga dada dalam. Diantara pleura visceral dan pleura parietal terdapat cairan pleura yang berfungsi sebagai pelumas sehingga memungkinkan pergerakan dan pengembangan paru secara bebas tanpa ada gesekan dengan dinding dada Esofagus Trakea Bronkus
Dinding Dada
Pleura Visceralis ( Selaput Paru dalam ) Pleura Parietalis ( Selaput Paru Luar )
RONGGA RONGGA PLEURA PLEURA
DIAFRAGMA
Pembulu darah yang memperdarahi paru Trunkus pulmonal terbagi menjadi arteri pulmonalis kanan dan kiri, yang membawa darah yang miskin oksigen ke tiap paru. Di dalam paru, arteri pulmonalis terbagi menjadi banyak cabang, yang akhirnya bermuara di jaringan kapiler padat di sekitar dinding alveoli. Dinding alveoli dan kapiler terdiri atas hanya satu lapisan sel epitelium gepeng. Pertukaran gas antara udara di paru dan darah di kapiler berlangsung pada dua selaput yang sangat halus (keduanya disebut membran pernapasan). Kapiler pulmonal bergabung membentuk dua vena pulmonalis di tiap paru. Vena ini keluar dari paru melalui hilum dan membawa darah yang kaya oksigen ke atrium kiri jantung. Kapiler darah dan pembuluh darah yang sangat banyak di paru ditunjang oleh jaringan ikat.
Inspirasi dan expirasi Ada dua hal saat terjadi pernapasan yaitu (1) inspirasi dan (2) ekspirasi. Inspirasi atau menarik napas adalah proses aktif yang diselengarakan kerja otot. Kontraksi diafragma meluaskan rongga dada dari atas sampai ke bawah, yaitu vertikel. Penaikan iga-iga dan sternum, yang ditimbulkan kontraksi otot interkostalis, meluaskan rongga dada kedua sisi dan dari belakang ke depan. Paru-paru yang bersifat elastis mengembang untuk mengisi ruang yang membesar itu dan udara ditarik masuk ke dalam saluran udara. Otot interkostal eksterna diberi peran sebagai otot tambahan, hanya bila inspirasi menjadi gerak sadar. Ekspirasi, yaitu udara dipaksa keluar oleh pengenduran otot dan karena paruparu kempis kembali yang disebabkan sifat elastis paru-paru itu. Gerakan ini adalah proses pasif, dimana ketika pernapasan sangat kuat, gerakan dada bertambah. Otot leher dan bahu membantu menarik iga-iga dan sternum ke atas. Otot sebelah belakang dan abdomen juga dibawa bergerak, dan alae nasi (cuping atau sayap hidung) dapat kembang kempis. Udara masuk ke paru-paru melalui sistem berupa pipa yang menyempit (bronchi dan bronkiolus) yang bercabang di kedua belah paru-paru utama (trachea). Pipa tersebut berakhir di gelembunggelembung paru-paru (alveoli) yang merupakan kantong udara terakhir dimana oksigen dan karbondioksida dipindahkan dari tempat dimana darah mengalir. Ada lebih dari 300 juta alveoli di dalam paru-paru manusia bersifat elastis.Ruang udara tersebut dipelihara dalam keadaan terbuka oleh bahan kimia surfaktan yang dapat menetralkan kecenderungan alveoli untuk mengempis. Alveoli paru-paru kantong udara merupakan kantong kecil dan tipis yang melekat erat dengan lapisan pembuluh darah halus (kapiler) yang mebawa darah yang bebas oksigen (deoxgenated) dari jantung. Molekul oksigen dapat disaring melalui dinding pembuluh darah tersebut untuk masuk ke aliran darah. Sama halnya dengan karbondioksida yang dilepaskan dari darah ke dalam kantong udara untuk dikeluarkan melalui pernapasan, menentukan jumlah oksigen yang masuk ke dalam darah dan jumlah karbondioksida yang dikeluarkan dari darah.
Oksigen dalam tubuh dapat diatur menurut keperluan. Manusia sangat membutuhkan oksigen dalam hidupnya, kalau tidak mendapatkan oksigen selama 4 menit akan mengakibatkan kerusakan pada otak yang tak dapat diperbaiki dan bisa menimbulkan kematian. Kalau penyediaan oksigen berkurang akan menimbulkan kacau pikiran dan anoksia serebralis, misalnya orang bekerja pada ruangan yang sempit, tertutup dan lain-lain. Bila oksigen tidak mencukupi maka warna darah merahnya hilang berganti kebiru-biruan misalnya yang terjadi pada bibir, telinga, lengan, dan kaki yang disebut sianosis.
C. Rongga Dada Rongga dada diperkuat oleh tulang-tulang yang membentuk rangka dada. Rangka dada ini terdiri dari costae (iga-iga), sternum (tulang dada) tempat sebagian iga-iga menempel di depan, dan vertebra torakal (tulang belakang) tempat menempelnya iga-iga di bagian belakang. Terdapat otot-otot yang menempel pada rangka dada yang berfungsi penting sebagai otot pernafasan. Otototot yang berfungsi dalam bernafas.
Rongga dada diperkuat oleh tulang-tulang yang membentuk rangka dada. Rangka dada ini terdiri dari costae (iga-iga), sternum (tulang dada) tempat sebagian iga-iga menempel di depan, dan vertebra torakal (tulang belakang) tempat menempelnya iga-iga di bagian belakang. Terdapat otot-otot yang menempel pada rangka dada yang berfungsi penting sebagai otot pernafasan. Otot-otot yang berfungsi dalam bernafas adalah sebagai berikut : - interkostalis eksterrnus (antar iga luar) yang mengangkat masing-masing iga. - sternokleidomastoid yang mengangkat sternum (tulang dada). - skalenus yang mengangkat 2 iga teratas. - interkostalis internus (antar iga dalam) yang menurunkan iga-iga. - otot perut yang menarik iga ke bawah sekaligus membuat isi perut mendorong diafragma ke atas. - otot dalam diafragma yang dapat menurunkan diafragma.
D. Proses terjadinya Pernafasan Pernafasan adalah proses inspirasi udara kedalam paru-paru dan ekspirasi udara dari paruparu kelingkungan luar tubuh. Inspirasi terjadi bila muskulus diafragma telah dapat rangsangan dari nervus pernikus lalu mengkerut datar. Saat ekspirasi otot akan kendor lagi dan dengan demikian rongga dada menjadi kecil kembali maka udara didorong keluar. Jadi proses respirasi terjadi karena adanya perbedaan tekanan antara rongga pleura dan paru-paru. Fungsi paru – paru adalah sebagai tempat pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida. Pada pernapasan melalui paru-paru atau pernapasan eksterna, oksigen dipungut melalui hidung dan mulut pada waktu bernapas; oksigen masuk melalui trakea dan pipa bronkial ke alveoli, dan dapat berhubungan erat dengan darah di dalam kapiler pulmonaris. Oksigen menembus membran ini dan dipungut oleh hemoglobin sel darah merah dan dibawa ke jantung. Dari sini dipompa di dalam arteri ke semua bagian tubuh. Darah meninggalkan paru – paru pada tekanan oksigen 100 mm Hg dan pada tingkat ini hemoglobinnya 95 persen jenuh oksigen. Di dalam paru-paru, karbon dioksida, salah satu hasil buangan metabolisme, menembus membran alveoler-kapiler dari kapiler darah ke alveoli dan setelah melalui pipa bronkial dan trakea, dinapaskan keluar melalui hidung dan mulut. Empat proses yang berhubungan dengan pernapasan pulmoner atau pernapasan eksterna : a. Ventilasi pulmoner, atau gerak pernapasan yang menukar udara dalam alveoli dengan udara luar. Arus darah melalui paru – paru. Distribusi arus udara dan arus darah sedemikian sehingga dalam jumlah tepat dapat mencapai semua bagian tubuh b. Difusi gas yang menembusi membran pemisah alveoli dan kapiler. CO2 lebih mudah berdifusi daripada oksigen
c. Pefusi, yaitu pernapasan jaringan atau pernapasan interna. Darah yang telah menjenuhkan hemoglobinnya dengan oksigen (oksihemoglobin) megintari seluruh tubuh dan akhirnya mencapai kapiler, di mana darah bergerak sangat lambat. Sel jaringan memungut oksigen dari hemoglobin untuk memungkinkan oksigen berlangsung, dan darah menerima, sebagai gantinya, yaitu karbon dioksida. Semua proses ini diatur sedemikian sehingga darah yang meninggalkan paru-paru menerima jumlah tepat CO2 dan O2. Pada waktu gerak badan, lebih banyak darah datang di paru – paru membawa terlalu banyak CO2 dan terlampau sedikit O2; jumlah CO2 itu tidak dapat dikeluarkan, maka konsentrasinya dalam darah arteri bertambah. Hal ini merangsang pusat pernapasan dalam otak unutk memperbesar kecepatan dan dalamnya pernapasan. Penambahan ventilasi ini mngeluarkan CO2 dan memungut lebih banyak O2. Perubahan – perubahan berikut terjadi pada komposisi udara dalam alveoli, yang disebabkan pernapasan eksterna dan pernapasan interna atau pernapasan jarigan. Udara (atmosfer) yang di hirup: - Nitrogen
79 %
- Oksigen
20% %
- Karbon dioksida
0-0,4%
Udara yang masuk alveoli mempunyai suhu dan kelembapan atmosfer Udara yang diembuskan: - Nitrogen
79%
- Oksigen
16%
- Karbon dioksida
4-0,4%
E. Mekanika Pernafasan Pernapasan memiliki ritme yang teratur dan ritme pernapasan dihasilkan dari pusat pernapasan yang terletak di pons dan medula oblongata (pneumotaxic center). Kontraksi otot inspirasi akan menimbulkan tekanan negatif, menyebabkan terjadinya aliran udara dari luar masuk ke dalam paru. Kedalaman dan frekuensi pernapasan sangat penting karena komponen pernapasan ini akan membantu mempertahankan homeostasis kadar oksigen, karbon dioksida dan ion H+ dalam darah arteri. Struktur saluran napas atas sangat berperan agar udara dapat masuk ke dan keluar dari paru. Saluran napas atas yang paten sangat tergantung struktur anatomis daerah tersebut. Ukuran konka nasalis yang besar, lidah atau uvula yang besar, dan palatum molle yang lemah dapat mengobstruksi saluran napas atas. Otot genioglosus (untuk menjulurkan lidah), serta styloglosus dan hyoglosus (untuk menarik lidah) mempunyai interaksi kompleks agar jalan napas tetap terbuka.
Kemoreseptor sentral terletak di dalam otak Badan karotis dan badan kuota Respon terhadap perubahan H+ Difusi ion H+ dari darah ke dalam cairan serebrospinal
Pusat Respirasi dalam Otak
Otot respon Peregangan otot dan tendon, pergerakan sendi, peningkatan olahraga
Reseptor di paru : menerima sensasi peningkatan dan penurunan volume
Mempengaruhi vol paru, laju respirasi, inspirasi dan ekspirasi
Gambar 2 : Skema Mekanisme Kontrol Pernafasan F. Pengaturan dan Pengendalian Pernafasan Mekanisme pernafasan diatur dan dikendalikan oleh 2 faktor utama yaitu kimiawi dan pengendalian oleh saraf. 1. Kendali Kimiawi Faktor kimiawi adalah faktor utama dalam pengendalian dan pengaturan frekwensi, kecepatan dan dalamnya gerakan pernafasan. Pusat pernafasan di sumsum sangat peka terhadap reaksi kimia. Karbondioksida adalah produk asam dari metabolisme, yang merangsang pusat pernafasan untuk mengirim keluar impuls saraf yang bekerja atas otot pernafasan. Latihan menyebabkan peningkatan pada jumlah karbondioksida dan yang dihasilkan oleh kerja otot-otot. Peningkatan kadar karbon dioksida dalam darah, atau peningkatan konsentrasi ion hidrogen (H) darah, mempunyai efek kuat yang langsung pada neuron-neuron susunan retikular yang menyebabkan peningkatan kecepatan dan kedalaman pernafasan dengan peningkatan ekskresi karbon dioksida. Pusat pengendalian ada di kemoreseptor
yang mendeteksi perubahan kadar oksigen,
karbondioksida dan ion hydrogen dalam darah arteri dan cairan serebrospinalis
dan
menyebabkan penyesuaian yang tepat antara frekuensi dan kedalaman respirasi. a.
Kemorrseptor sentral Yaitu neuron yang tereletak dipermukaan ventral lateral medulla. Peningkatan kadar karbondioksida dalam darah arteri
dan cairan serebrospinalis merangsang peningkatan
frekuensi dan kedalaman respirasi. Penurunan kadar oksigen hanya sedikit berpengaruh pada kemoreseptor sentral. b.
Kemorseptor perifer Terletak dibadan
aorta dan karotid pada system arteri. Kemoreseptor ini merespon
terhadap perubahan konsentrasi ion oksigen, karbondioksida dan ion hidrogen. Contoh : Kalau kita melakukan olahraga maka akan terjadi proses pembakaran didalam tubuh, hal ini memerlukan oksigen yang sangat besar, maka efek dari kompensasi tubuh adalah dengan jalan repirasi yang cepat dan dalam untuk menyediakan bahan bakar tersebut, sewaktu kita mulai istirahat maka tubuh akan kembali normal karena oksigen yang dibutuhkan standart karena pembakaran yang terjadi tidak terlalu banyak (standart).
2. Kendali syaraf Pernafasan dikendalikan oleh sel-sel saraf dalam susunan retikularis dibatang, terutama pada medulla. Sel-sel ini mengirim impuls menuruni medulla spinals, kemudian melalui saraf frenkus ke diafragma, dan melalui saraf-saraf interkostalis ke otot-otot interkostalis. Jadi pusat pernafasan ialah suatu pusat otomatik di dalam medula oblongata yang mengeluarkan impuls eferen ke otot pernafasan impuls aferen yang dirangsang oleh pemekaran gelembung udara,
yang diantarkan oleh saraf vagus kepusat pernafasan didalam medula. Susunan retikularis mempunyai pola aktivitas saraf dengan irama teratur yang mempertahankan aktivitas berirama dari otot-otot ini. Irama ini dilengkapi dengan Hering-Breuer yaitu reseptor-reseptor yang regang yang terdapat pada perenkhim paru-paru yang memancarkan rangsangan ke medula oblongata melalui vagus, pengembangan paru-paru yang cepat menghambat rangsang respirasi. Reseptor regangan di jaringan paru mengirim impuls-impuls melalui nervus vagus ke batang otak impuls ini menghambat inspirasi saat paru-paru dikembangkan, dan merangsang inspirasi bila paru di kempeskan. Selain nyeri, dan impuls saraf dari gerakan anggota badan, menyebabkan peningkatan pada kecepatan dan kedalaman pernafasan, karena kerjanya pada susunan retikular.
Beberapa faktor tertentu merangsang pusat pernafasan yang terletak didalam medula oblongata, dan kalau dirangsang maka pusat itu mengeluarkan impuls yang disalurkan oleh saraf spinalis ke otot pernafasan yaitu diafragma dan otot interkostalis. Rangsang ritmis (berirama) pada medula oblongata menimbulkan pernafasan otomatis. Darah medula oblongata yang berhubungan dengan pernafasan secara klasik dinamakan pusat pernafasan. Ada 2 kelompok neuron pernafasan, kelompok sosial yang dekat dengan nukleus traktus solitarius adalah sumber irama yang yang mengendalikan neuron motoris phrenieus kontralateral. Neuron-neuron ini juga memproyeksikan diri dan mengendalikan golongan ventral. Golongan ini mempunyai 2 bagian, Bagian kranial dibentuk oleh neuron-neuron nucleus ambigus yang mempersarafi otot-otot pembantu pernafasan ipsilateral, pada hakekatnya melalui nervus vagus. Bagian caudal dibentuk oleh neuron-neuron dalam nucleus retroambigualis yang menyelenggarakan pengendalian inspirasi dan ekspirasi ke neuron-neuron motoris yang mempersarafi intercostalis. Pernafasan spontan ditimbulkan oleh rangsang yang ritmis neuron motoris yang mempersafari otot-otot pernafasan. Rangsang ini secara keseluruhan tergantung pada impuls-impuls saraf otak.
G. Bentuk Dari Pernafasan Bentuk dari pernafasan secara garis besar dibagi 2 bagian yaitu : 1. Proses pernafasan pulmonal atau paru-paru ( external ) -
Ventilasi pulmonar atau gerak pernafasan yang menukar udara dalam alveoli dengan udara luar, apabila ventilasi kurang baik maka pernafasan tidak baik atau terganggu.
-
Jumlah udara yang mencapai alveoli pada volume pernafasan semenit 6 liter adalah 500 minus 150 ml kali 12 pernafasan/menit atau 4,2 liter/menit.
-
Pernafasan yang cepat dan dangkal mengakibatkan ventilasi yang lebih sedikit dari pada pernafasan lambat dan dalam pada volume pernafasan semenit yang sama. Semua proses
ini diatur sehingga darah dari paru-paru menerima jumlah tepat Co2 dan O2. Jika gerak badan lebih banyak darah dari paru-paru membawa banyak Co2 dan sentrasinya dalam darah arteri bertambah. Hal ini merangsang pusat pernafasan dalam otak untuk memperbesar kecepatan dan dalamnya pernafasan. Penambahan vertilasi yang baik akan mengeluarkan Co2 dan memungut lebih banyak O2. 2. Pernafasan jaringan ( interna ) -
Ikatan O2 + Hb dari jantung dipompa keseluruh tubuh. Tiap
sel mengambil O2 untuk
proses metabolisme dan darah menerima hasil buangan Co2 dari jantung dan paru keluar. -
Darah merah (Hemoglobin) yang banyak mengandung oksigen dari seluruh tubuh masuk kedalam jaringan akhirnya mencapai kapiler, darah mengeluarkan O2 ke dalam jaringan, mengambil Co2 untuk dibawa ke paru-paru dan di paru-paru terjadi pernafasan eksterna.
3. Pernafasan Tingkat sel adalah Penggunaan O2 oleh sel-sel tubuh untuk produksi energi dan pelepasan produksi CO2 oleh sel-sel tubuh. Respirasi
1. Ventilasi
2. Difusi ( pertukaran gas )
3. Transportasi gas
4. Pertukaran gas di jaringan
Gambar 5.8 : Proses pernafasan
H. Transportasi (pertukaran gas) 1. Transportasi Darah paru – Jantung & keseluruh tubuh Penggunaan o2 oleh sel dan pembuangan CO2 Jantung kanan
Disebarkan keseluruh jaringan tubuh
Arteri pulmonalis (darah kotor dari jantung ) ke paru-paru
Vena pulmonalis (darah bersih)
Kapiler yang menyentuh dinding alveoli
Masuk Jantung kiri
Pertukaran gas : O2 diambil CO2 dilepaskan
O2
O2
Atrium Kanan
O2
Atrium kanan
Sistemik
CO2
Glukosa + O2 = H2O + CO2 + kalori
Ventrikel kanan
CO2
CO2
CO2
Atrium Kiri Atrium kiri
Paru
O2
O2
Ventrikel kiri
O2
CO2
O2
CO2
Gambar 5.9 : Pertukaran gas
2. Transpor Oksigen Oksigen tidak terlalu mudah larut dalam air dan tidak cukup mudah dibawa dalam larutan air sederhana untuk mempertahankan kehidupan jaringan. Sehingga sekitar 97 % oksigen dalam darah dibawah eritorit yang telah berikatan dengan hemoglobin (Hb), 3 % sisanya larut dalam plasma. Hemoglobin merupakan kombinasi antara haeme ( suatu ikatan besi-purfirin) dan globin ( suatu protein ), Hemoglobin berikatan dengan oksigen membentuk oksihemoglobin ( HbO2) . Setiap molekul dalam keempat molekul besi dalam hemoglobin berikatan dengan satu molekul oksigen untuk membentuk oksihemoglobin (HbO2) yang berwarna merah tua. Setiap sel darah merah mengandung 280 juta molekul hemoglobin dan setiap gram hemoglobin dapat mengikat 1,34 ml oksigen. Dan 100 ml darah rata-rata mengandung 15 gram hemoglobin untuk maksimum 20 ml O2 per 100 ml darah (15 X 1,34). Darah arteri secara normal membawa 97 % oksigen, pernafasan dalam atau7 menghirup oksigen murni tidak dapat memberi peningkatan yang berarti pada kejenuhan hemoglobin dengan oksigen tetapiu menghirup oksigen murni dapat meningkatkan penghantaran oksigen kedalam jaringan karena volume oksigen terlarur dalam plasma meningkat. Dalam darah vena, PO2 mencapai 40 mmhg dan hemoglobin masih 75 % jenuh. Hal ini menunjukkan
darah hanya melepas
sekitar seperempat muatan oksigennya saat
jaringan. Hal ini memberikan rentang keamanan yang tinggi terganggu atau kebutuhan oksigen jaringan meningkat.
jika sewaktu-waktu
melewati pernafasan
Hb O2
Hb O2 HB
O2 Hb
O2 Hb
Gambar 510 : Pertukaran gas
3. Transpor Karbon dioksida Didalam jaringan tubuh konsentrasinya relatif tinggi, karbondioksida berkombinasi dengan air dalam korpus sel darah merah untuk membentuk ion-ion bikarbonat. Bila ion-ion bikarbonat mencapai paru-paru konsentrasi karbon dioksida relatif rendah, terbentuk kembali karbon dioksida dan air, dan karbon dioksida dilepaskan sebagai gas. Karbon dioksida yang berdifusi kedalam darah dari jaringan dibawah keparu-paru melalui cara sebagai berikut sebagian kecil karbon dioksida (7 % - 8%) tetap terlarut dalam plasma, karbon dioksida yang tersisa bergerak kedalam sel darah merah, dimana 25 % nya bergabung dalam bentuk reversible yang tidak kuat dengan gugus amino dibagian globin pada hemoglobin untuk membentuk karbaminohemoglobin.
I. Volume dan kapasitas Paru Volume udara dalam paru-paru dan kecepatan pertykaran saat inspirasi dan expirasi dapat diukur melalui spirometer. 1. Volume -
Volume tidal (VT), yaitu volume udara yang masuk dan keluar paru-paru selama ventilasi normal biasa. Nilai VT pada dewasa normal sekitar 500 ml untuk laki-laki dan 380 ml untuk perempuan.
-
Volume cadangan inspirasi (VCI), yaitu volume udara extra yang masuk ke paru-paru dengan inspirasi maximum diatas inspirasi tidal, berkisar 3100 ml pada laki-laki dan 1900 ml pada perempuan.
-
Volume cadangan expirasi (VCE), yaitu volume extra udara yang dapat
dengan kuat
dikeluarkan pada akhir ekspirasi tidal normal. berkisar 1200 ml pada laki-laki dan 800 ml pada perempuan. -
Volume residual (VR), yaitu volume udara sisa dalam paru-paru setelah melakukan expirasi kuat. Rata-rata pada laki-laki sekitar 1200 ml dan pada perempuan 1000 ml. Volume residual penting untuk kelangsungan aerasi dalam darah saat jeda pernafasan.
2. Kapasitas -
Kapasitas residual fungsional (KRF) adalah penambahan volume residual dan volume cadangan expirasi. Kapasitas ini merupakan jumlah udara sisa dalam system respiratorik setelah ekspirasi normal. Nilai rata-ratanya adalah 2200ml. Jadi nilai (KRF = VR + VCE).
-
Kapasitas inspirasi (KI), adalah penambahan volume tidal dan volume cadangan inspirasi. Nilai rata-ratanya adalah 3500 ml. Jadi nilai (KI = VT + VCI)
-
Kapasitas Vital (KV), yaitu penambahan volume tidal, volume cadangan inspirasi dan volume cadangan expirasi (KT=VT + VCI + VCE) Nilai rata-ratanya sekitar 4.500 ml.
-
Kapasitas total paru (KTP) adalah jumlah total udara yang dapat ditampung dalam paruparu dan sama dengan kapasitas vital ditambah volume residual (KTP = KV + VR). Nilai rataratanya adalah 5.700 ml.
J. Kecepatan Pernafasan Kecepatan pernafasan pada wanita lebih tinggi dari pada pria. Jika bernafas dengan normal maka ekpirasi akan menyusul inspirasi, dan kemudian ada istirahat sebentar (inspirasi-ekspirasiistirahat) Tabel 5.1 : Kecepatan pernafasan normal NO Jenis pernafasan
frekwensi
1
Bayi baru lahir
30-40
2
Dua belas bulan
30
3
Dari dua samapi lima tahun
24
4
Orang dewasa
10-20
K. Masalah Pernafasan 1. Hipoksia (anoksia) Adalah defisiensi oksigen karena berkurangnya kadar oksigen dibandingkan kadar normalnya secara fisiologis dalam jaringan dan organ. Hipoksia dapat terjadi akibat kekurangan oksigen dalam atmosfer, anemia, gangguan sirkulasi darah, penyakit paru, adanya zat toksik (karbon monoksida atau sianida) 2. Hiperkapnia Peningkatan kadar CO2 dalam cairan tubuh dan sering disertai dengan hipoksia. Jika CO2 berlebih akan meningkatkan respirasi dan konsentrasi ion hydrogen, yang akan menyebabkan asidosis (kadar asam berlebih) 3. Hipokapnia Penurunan kadar CO2 dalam darah, biasanya terjadi akibat hiperventilasi (pernafasan cepat) dan penghembusan CO2 menyebabkan terjadinya alkalosis (jumlah bikarbonat berlebih) 4. Asfisia (sufokasi) Suatu kondisi hipoksia dan hiperkapnia akibat ketidakcukupan ventilasi pulmonar 5. Dispnea Kesukaran bernafas, dan berhentinya nafas selama 3 menit (dicekik) sudah bisa menimbulkan kematian.
6. Batuk Batuk dalam bahasa latin disebut tussis adalah refleks yang dapat terjadi secara tiba-tiba dan sering berulang-ulang yang bertujuan untuk membantu membersihkan saluran pernapasan dari lendir besar, iritasi, partikel asing dan mikroba. Batuk merupakan suatu tindakan refleks pada saluran pernafasan yang digunakan untuk membersihkan saluran udara atas. Batuk merupakan mekanisme reflex yang sangat penting untuk menjaga jalan nafas tetap terbuka (paten). Dengan cara menyingkirkan hasil sekresi lendir yang menumpuk pada jalan nafas. Tidak hanya lendir yang akan disingkirkan oleh reflex batuk tetapi juga gumpalan darah dan benda asing. Namun, sering terdapat batuk yang tidak bertujuan untuk mengeluarkan lendir maupun benda asing, seperti batuk yang disebabkan oleh iritasi jalan nafas.Jalan nafas dapat menjadi hiperreaktif sehingga hanya dengan iritasi sedikit saja sudah dapat menyebabkan reflex batuk. Mekanisme batuk memerlukan adanya penutupan glotis dan peningkatan tekanan intrathoraks (sebagai elemen eksplosif). Jika terdapat kelumpuhan pita suara, elemen eksplosif batuk tidak terjadidan keadaan seperti ini disebut yang berasal dari saluran nafas bawah akan didapati makrofag alveolar. Jika banyak dijumpai sel skuamosa, dahak diperkirakan berasal dari bagian atas laring.Jika banyak dijumpai sel polimorfonuklear, mungkin disebabkan oleh infeksi bakteri.
7. Proses Menelan dan Tersedak Proses menelan merupakan proses yang kompleks. Setiap unsur yang berperan dalam
proses menelan harus bekerja secara integrasi dan berkesinambungan. Tersedak adalah merupakan mekanisme pertahanan tubuh untuk mencegah makanan masuk ke paru. Di leher kita ada 2 saluran, bagian depan itu namanya trachea (tenggorokan) yang merupakan tempat lewatnya udara menuju paru-paru, dimana saluran ini itu dibentuk oleh tulang rawan. Di bagian belakang dari trachea (tenggorokkan) terdapat saluran untuk tempat lewatnya makanan disebut esophagus (kerongkongan) yang menuju lambung. Pada trachea terdapat epiglotis , fungsi epiglotis ini adalah untuk menutup trakhea pada saat kita menelan makanan. Kerongkongan sebagai jalan masuknya makanan dan minuman secara anatomis terletak di belakang tenggorokan (jalan nafas).Kedua saluran ini sama-sama berhubungan dengan lubang hidung maupun mulut.Agar tidak terjadi salah masuk maka diantara kerongkongan dan tenggorokan terdapat sebuah katup (epiglottis) yang bergerak secara bergantian menutup tenggorokan dan kerongkongan seperti layaknya daun pintu.Saat bernafas, katup menutup kerongkongan agar udara menuju tenggorokan, sedangkan saat menelan makanan, katup menutup tenggorokan agar makanan lewat kerongkongan.Tersedak dapat terjadi bilamakanan yang seharusnya menuju kerongkongan, malah menuju ke tenggorokan karena berbagai sebab.
8. Hiccup (Cegukan) Hiccups adalah suatu kontraksi involunter, intermiten, spasmodik dari diafragma dan otot
interkostal yang menyebabkan inspirasi mendadak yang berakhir dengan penutupan mendadak glotis, membuat suara cegukan klasik. Frekuensinya adalah 4-60 cegukan / menit dengan interval teratur.Kebanyakan episodenya singkat dan swasirna, tetapi kadangkala cegukan berlangsung beberapa jam, hari atau bahkan lebih. Cegukan didefinisikan sebagai persisten jika mereka bertahan lebih dari 48 jam dan dinyatakan parah jika mereka bertahan lebih dari 2 bulan. Pria di atas usia 50 lebih cenderung memiliki cegukan yang parah dibandingkan dengan perempuan. Tidak diketahui apakah ada fungsi cegukan. Cegukan ini melibatkan lengung refleks 1) saraf frenikus, saraf vagus, rantai simpatis 2) mediator pusat dan 3) nervus frenikus saraf, glotis, dan otot interkostal. Mediator sentral melibatkan pusat-pusat pernapasan, nucleus nervi frenici, bagian reticular batang otak, dan hipotalamus. Biasanya, cegukan melibatkan satu sisi diafragma, meninggalkan lebih dari otot interkostal menyebabkan inspirasi mendadak yang berakhir dengan penutupan mendadak glotis, membuat suara cegukan klasik.Normal tingkat adalah 4-60 cegukan / menit dengan interval teratur.
9. Mekanisme Bersin Berbeda dengan reflex batuk, rangsang yang ada ditangkap oleh
reseptor
taktil
dihidung.Rangsang
kemudian
diteruskan ke nervus trigeminus dan
dilanjutkan
pernafasan
ke
di
pusat medulla
oblongata. Urutan mekanisme reflex sama dengan mekanisme reflex batuk, namun pada reflex bersin uvula dikondisikan kebawah, sehingga memungkinkan aliran udara ekspirasi menjadi kuat dan dapat melalui rongga mulut dan rongga hidung. Reflex bersin bermanfaat untuk mengeluarkan benda asing yang masuk ke rongga hidung atau saluran pernafasan bagian bawah. Bersin adalah respon tubuh yang dilakukan oleh membran hidung ketika mendeteksi adanya bakteri dan kelebihan cairan yang masuk ke dalam hidung, sehingga secara otomatis tubuh akan menolak bakteri itu. Syaraf-syaraf yang terdapat di hidung dan mata itu sebenarnya saling bertautan, sehingga pada saat kita bersin, maka secara otomatis mata kita akan terpejam. Hal ini untuk melindungi saluran air mata dan kapiler darah agar tidak terkontaminasi oleh bakteri yang keluar dari membran hidung. Pada saat kita bersin, secara refleks maka otot-otot yang ada di muka kita menegang, dan jantung kita akan berhenti berdenyut. Setelah selesai bersin maka jantung akan kembali lagi berdenyut alias berdetak kembali. Sebenarnya bersin adalah sebuah pertanda bahwa kita ini sehat.Sehat dalam arti mekanisme tubuh kita berjalan dengan lancar sempurna.Bersin sebagai sebuah reaksi adanya ketidakberesan dalam saluran pernapasan.Mungkin ada debu atau kotoran dari udara yang kita hirup yang tidak tersaring dan ikut masuk sehingga tubuh secara spontan bereaksi mengeluarkan kotoran melalui bersin. Di
dalam
hidung,
udara
yang masuk
dihangatkan
sampai
mendekati
suhu
tubuh.Kemudian diberi kandungan air sampai mendekati kejenuhan dan dibersihkan lagi sehingga udara yang masuk ke paru-paru benar-benar bebas dari benda asing. Bila udara sangat beredebu, sangat dingin atau mengandung uap atau zat yang merangsang, ujung syaraf dihidung akan terangsang. Akibatnya refleks bersin segera terjadi untuk membersihkan hidung.
Latihan
Eksperimen ini bertujuan untuk mempelajari organ-organ respiratori serta fungsi fisiologisnya. A. Jodohkan nama-nama bagian dibawah ini dengan bagian yang ditunjuk pada gambar .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ..........
.......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ..........
Rongga nasal Sinus Laring Sinus Adenoids Bronchus kanan Bronkus kiri Tonsil Faring Sinus Epiglotis Esophagus Paru kanan Diaphragma Bronkiole Alveolus Vena Pulmonar Pleura Cilia Spasium pleura Kapiler Lindah Rongga oral Trakea Tulang rusuk Mucus Sel Arteri pulmonal
Laringofaring Epiglotis Tiroid kartilago Tulang hioid Rongga nasal Tonsil nasofaring Nasofaring Palatum mole Krikoid Kartilago Lindah Orofaring
..........
Sternokleidomastoideus
..........
Musculus scalenus
..........
Interkostalis eksternal
..........
Interkostalis internal
..........
Diafragma
..........
Otot abdominal
B. Identifikasi organ. Pilih struktur respiratori yang cocok dengan keterangan berikut a.
Alveoli
k.
Palatum keras
b.
Bronchi
l.
Palatum lembut
c.
Bronkhiolus
m.
Rongga pleural
d.
Epiglotis
n.
Rongga nasalis
e.
Kartilago krikoid
o.
Rongga oralis utama
f.
Kartilago tiroid
p.
Tonsil faringealis
g.
Konkhae nasalis
q.
Tonsil lingualis
h.
Laring
r.
Tonsil palatum
i.
Nasofaring
s.
Trakea
j.
Orofaring
t.
Vestibula oralis
.......
1.
Lobus berdaging di rongga nasalis
.......
2.
Pemisah rongga nasalis dari rongga oralis
.......
3.
Rongga antar bibir dan gigi
.......
4.
Tonsil yang terletak pada sisi faring
.......
5.
Tonsil yang terikat ke dasar lidah
.......
6.
Penutup fleksibel kartilago di atas laring
.......
7.
Kartilago adam’s apple (jakun)
.......
8.
Cincin kartilago laring yang paling bawah
.......
9.
Tuba-tuba yang dibentuk oleh percabangan trakea
.......
10. Kantung-kantung udara jaringan paru-paru
.......
11. Rongga antara paru-paru dan dinding toraks
.......
12. Rongga di antara palatum lunak
.......
13. Rongga di antara palatum keras
.......
14. Rongga dekat tonsil palatin
.......
15. Rongga yang berisikan lidah
.......
16. Kotak suara
.......
17. Tuba antara laring dan bronchi
.......
18. Tuba-tuba kecil kearah alveoli
.......
19. Nama lain untuk adenoid
C. Petunjuk: Pilihlah satu jawaban yang tersedia dan hubunganya dengan suatu pertanyaan. Tiap jawaban hanya satu kali terpilih
Untuk pertanyaan 1-5 : A. Tekanan pleura B. Volume tidal C. Tekanan alveolus D. Volume cadangan ekspirasi E. Volume sisa
1.
Jumlah udara yang dapat dikeluarkan dengan ekspirasi tidal yang normal, jumlahnya ± 1100 ml dinamakan.
2.
Volume udara yang diinspirasikan dan diekspirasikan serta diserap pernapasan normal jumlahnya ± 1500 ml.
3.
Volume udara yang masih tersisa di dalam paru-paru setelah kebanyakan ekspirasi kuat volume ini ± 1200 disebut.
4.
Tekanan cairan dalam ruangan sempit antara pleura paruparu dengan pleura dinding dada dinamakan.
5.
Tekanan bagian dalam alveoli paru saat glotis terbuka dan tidak ada udara yang mengalir ke dalam maupun ke luar paru-paru
Untuk pertanyaan 6-10 : A. Kapasitas inspirasi B. Ruang rugi C. Kapasitas vital D. Pernapasan spontan E. Kapasitas total 6.
Pernapasan yang timbul oleh rangsangan ritmis neuron motorik yang mempengaruhi saraf otot pernapasan di otak dan tergantung pada rangsangan impuls saraf.
7.
Volume tidal ditambah dengan volume cadangan inspirasi dari jumlah udara yang dihirup seseorang dinamakan.
8.
Volume cadangan ditambah dengan volume tidal dan volume cadangan ekspirasi, jumlah udara maksimum yang dikeluarkan dari paru-paru setelah mengisi secara maksimal dinamakan.
9.
Volume maksimum pengembangan paru-paru dengan usaha inspirasi yang sebesar-besarnya disebut.
10. Sebagian udara yang dihirup oleh seseorang dan tidak
pernah sampai pada daerah pertukaran gas, tetapi tetap berada dalam saluran napas. Keadaan ini disebut.
D. Jika memungkinkan minta praktikan pria untuk membuka pakaian atasnya. Minta praktikan untuk bernapas dengan tenang lalu amati pergerakan dadanya sewaktu inspirasi dan setelah ekspirasi
Apakah thoraks mengembang dan secara simetris? .................................................................................................... Apa yang terjadi pada spasi antara tulang iga ? .................................................................................................... ....................................................................................................
Apakah abdomen berperan dalam proses respirasi?..................
Mengapa? ....................................................................................................
Gambar 1.4
E. Efek faktor kimia (CO2)
1. Tahan nafas anda selama mungkin setelah pernafasan normal Waktu : ................. detik 2. Bernafas dengan cepat selama 2 menit, lalu tahan lagi nafas anda selama mungkin. Waktu : .............. detik 3. Apakah ada perbedaan waktu antara kedua kondisi diatas? .............................................................................................. Mengapa? .............................................................................................. ..............................................................................................
4. Bernafas dengan cepat ke dalam kantung plastik selama 2 menit. Perhatikan apakah anda merasa kehabisan nafas dan ingin sekali untuk menarik nafas kembali?................ Mengapa? .............................................................................................. ..............................................................................................
DAFTAR PUSTAKA Aru W, Sudoyo et al. 2007. Buku Ajar Ilmu Penyakit Dalam Jilid 2 Edisi 4.Departemen Ilmu Penyakit dalam FKUI. Jakarta Anderson Sylvia Price,.(1996). Konsep Klinik Proses-Proses Penyakit Jilid I & II. Jakarta: : EGC. Aragona, C., and Galactorrahea, et.al .(1979). Endocrinology Vol. 3. Jakarta : EGC. Asih Yasmin,.(1998). Kelenjar Endokrin dan Sistem Persarafan. Jakarta : EGC. Cambridge Communication Limited, .(1999). Anatomi Fisiologi, Modul SWA – Instruksional, Jakarta: EGC. Djojodibroto, Darmanto. 2009. Respirologi. Jakarta. Buku Kedokteran EGC Ganong. W,F, .(1981). Fisiologi Kedokteran, Jakarta: EGC. Ganong. W,F, .(1995). Review Of Medikal Physiologi , alih bahasa Adji Darma (Fisiologi Kedokteran) Jakarta: EGC. Guyton, .(1990). Fisiologi Manusia dan Mekanisme Penyakit. Jakarta : EGC. Greber et al. 2006.Buku Saku Dokter Keluarga University of IOWA Edisi 3. Jakarta. Buku Kedokteran EGC Joyce L. Kee dan Evelyn R. Hayes,.(1996). Farmakologi Pendekatan Proses keperawatan, Jakarta : EGC Lutjen, Et al,.(2001). Atlas Foto Anatomi Struktur dan Fungsi Tubuh Manusia, Jakarta : EGC Kozier. 2010. Buku Ajar Fundamental Keperawatan: Konsep Proses dan Praktek. Edisi 7 Vol. 1. Jakarta. Buku Kedokteran EGC. Muttaqin, Arif. 2007. Buku Ajar Asuhan Keperawatan Klien dengan Gangguan Pernafasan. Jakarta. Salemba Medika Syaifuddin. 2006. Anatomi Fisiologi Untuk Mahasiswa Keperawatan. Jakarta : Buku Kedokteran EGC. Somantri, Irman. 2007. Keperawatan Medikal Bedah : Asuhan Keperawatan Pada Pasien dengan Gangguan Sistem Pernafasan. Jakarta. Salemba Medika. Pearce Evrlyn, .(1973). Anatomi dan Phygology For nurse. Jakarta: PT. Gramedia. Roger Watson, (1995), Anatomy and Physiology For Nurse, ed. Ke 10, Balliere Tindal : London Santosa , Andy, A .(1994). Struktur Dan Fungsi Tubuh Manusia. Jakarta : Akper Sint Carolus. Setiadi, (2004) ”Fisiologi Manusia Untuk Perawat” Surabaya : Akper Hang Tuah Sloana, Ethel, .(2004) Anatomi dan Fisiologi. Jakarta : EGC Sobotta, .(2000). Atlas Anantomi Manusia, Jakaerta : EGC Sutarmo, Setiaji. V. D. (1990) Buku Kuliah Anatomi Fisiologi, Jakarta : FKUI Syaifuddin, .(2002). Struktur dan Komponen Tubuh Manusia. Jakarta: EGC Syaifuddin,.(2006). Anatomi Fisiologi Untuk mahasiswa Keperawatan. Jakarta: EGC
