TUTOR GUIDE BASIC MEDICAL SCIENCE 1 (BMS1) KASUS 3
TIM BLOK BMS 1 Dr.drg.Sri Tjahajawati,MKes., Dr.drg.Marry S.Mariam,MS. drg.Nani Murniati,MKes., Dr.Winny Yohana,drg.SpKGA., drg.Moch.Rodian,MKes. drg.Ervin Rizali.,MKes., drg.Tadeus Arufan Yasrin,MM. Drg.Rosiliwati Wihardja,MDSc, drg. Kartika Indah Sari, MKes.
Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Padjadjaran Bandung- 2016
1
Kasus 3 Seorang ibu membawa anaknya yang berumur 12 tahun bernama Rendi ke RSGMP FKG Unpad karena mulut terasa kering dan sukar menelan. Dari anamnesa diperoleh keterangan bahwa anak sering mengeluh sesak nafas ketika udara dingin. Pertanyaan: 1. Masalah apa yang dialami oleh pasien? 2. Sebutkan sistem organ yang terlibat dalam kelainan tersebut. 3. Buatlah learning issues dari kasus ini baik secara makroskopis, mikroskopis maupun fungsi dari sistem organ yang terlibat pada kasus ini.
2
Kasus 3 Catatan untuk tutor: Identitas pasien: Rendi, 12 tahun Keluhan pasien: mulut kering dan sukar menelan. Riwayat penyakit: sering mengalami sesak nafas karena udara dingin. Pemeriksaan klinis: mulut kering (dry mouth) Hipotesis: sesak nafas ((gangguan sistem pernafasan) Mekanisme: Udara dingin, sukar bernafas, bernafas melalui mulut, mulut kering dan sukar menelan (gangguan pada system pernafasan). Mulut kering+ sukar menelan
Bernafas melalui mulut
Sukar bernafas ( gangguan system pernafasan)
Udara dingin ( Alergi dingin)
Learning issue: Anatomi: Mengarahkan agar mahasiswa menjelaskan anatomi faring, laring, trakea, bronchus dan paru Kuliah: spasium retrofaringeale , spasium parafaringeale, mediastinum (drg.Nani Murniati,MKes.) Histologi: Menjelaskan struktur mikroskopis system pernafasan dan histogenesis jaringan paru. Kuliah: sistem pernafasan (Dr.Marry,SM,drg,MKes) Fisiologi: 1.Menjelaskan proses kerja pernafasan inspirasi dan ekspirasi 2.Menjelaskan tekanan partial dalam atmosfir (%) 3.Menjelaskan volume cadangan ekspirasi, volume cadangan inspirasi, kapasitas vital, kapasitas paru total, volume residu dan penggabungannya 3.Menjelaskan refleks batuk dan bersin pada sistem pernafasan Kuliah: Menjelaskan refleks batuk dan bersin pada sistem pernafasan. 3
Menyebutkan kelainan-kelainan pada sistem pernafasan, seperti hiperkapnia, atelektasis, asmabronkiale, pneumonia dan dispnea .
Praktikum: Anatomi: laryng, faring dan paru-paru (Tim) Histologi: struktur mikroskopis sistem pernafasan ( Dr.Marry,SM,drg,MKes) Fisiologi: Cardio Pulmonary Recusitation/CPR (Tim)
4
Anatomi
SISTEM PERNAFASAN
Hidung Merupakan jalan masuknya udara kedalam paru-paru dalam proses pernafasan. Bentuk luar hidung bervariasi dalam bentuk dan ukuran karena adanya perbedaan dengan tulang-tulang rawan hidung. Punggung hidung mulai dari akar pada wajah sampai ujung hidung. Pada permukaan inferior terdapat lubang yang disebut nares anterior yang dipisahkan oleh septum nasi yang berupa tulang dan tulang rawan. Septum nasi membagi cavum nasi menjadi bagian kiri dan kanan. Septum nasi terdiri : -
Lamina perpendicularis ossis ethmoidalis
-
Vomer
-
Cartilago septinasi
Gambar 1
5
Bagian-bagian hidung berupa tulang : -
Kedua os nasale
-
Proc frontalis maxillae
-
Pars nasalis ossis frontalis
Bagian-bagian hidung berupa rawan : -
2 cartilagines nasi lateralis
-
2 cartilagines alares
-
1 cartilagines septi nasi
Gambar 2
Gambar 3
6
Gambar 4 Cavitas Nasi Batas-batass : Atap
- Berbentuk lengkung dan sempit kecuali di sebelah posterior - Frontalnasal - Ethmoidal - Sfenoidal
Dasar - Proc palatinus maxillae - Lamina horizontalis ossis palatine - Lebih luas dari atap Medial - Septum nasi Lateral - Concha nasalis superior, medialis, inferior Ketiga concha nasalis membagi cavum nasi menjadi : -
Meatus nasalis superior
-
Meatus nasalis medianus
-
Meatus nasalis inferior
-
Hiatus semi lunaris
- Meatus nasalis superior merupakan lorong yang sempit terbentuk antar choncha nasalis superior dan medialis, tempat muara sinus ethmoidalis superior melalui satu atau lebih lubang. - Meatus nasalis medius berhubungan dengan infudibulum yang merupakan jalan pengantar kedalam sinus frontalis. - Ductus frontonasalis merupakan saluran penghubung antara sinus frontalis dan infudulum. 7
- Meatus nasalis inferior merupakan tempat muara dari ductus nasolacrimalis.
Disekitar hidung terdapat rongga yang disebut sinus paranasal, terdiri : -
Sinus frontalis
-
Sinus ethmoidalis
-
Sinus sphenoidalis
-
Sinus maxillaris
Yang berisi udara dengan fungsi untuk resonansi suara dan keseimbangan.
Gambar 5
Gambar 6
Larynx - Larynx Bagian cranial dari batang tenggorokan terletak anterior leher setinggi Vc 3 – C6 - Batas-batas larynx Cranial . aditus laryngis Caudal . Pinggir Caudal Cartilago cricoidea 8
- Larynx dibentuk oleh
Epiglotis
Cartilago Thyroidea
Cartilago Cricoidea
2 buah cartilago aryteanoidea
- Kelima tulang rawan berhubungan melalui :
Sendi
Ligamenta
Otot-otot
Gambar 7
9
Gambar 8
Gambar 9
10
Gambar 10
Gambar 11
11
Gambar 12
Gambar 13
12
Gambar 14 Cavum Laryngis Batas-batas - Cranial – aditus laryngis - Caudal – bidang yang melalui caudal dari cartilage cricoidea - Ventral : - Permukaan dorsal epiglottis - Tuberculum epiglotis - Ligamentum thyreoepigloticum - Sudut antara kedua belahan lamina thyreoidea - Ligamentum cricothyreodea - Arcus cartilago cricoidea - Lateral : - Membrana quadrangularis - Cartilago aryteanoidea - Canus elasticus - Arcus cartilago cricoidea - Dorsal : - M. Arytaenoideus transversus - Lamina cartilage cricoidea 13
Cavum larynges dibagi menjadi : - Vestibula laryngis - Ventrikel laryngis - Ruangan infraglotik Pada cavum laryngis terdapat sepasang plica vocalis dan plica ventricularis yang memanjang dalam arah antero posterior akibat adanya ligamentum vocale dan ligamentum ventriculare. Bidang antara plica vocalis kiri dan kanan disebut rima glotiois sedang antara plica ventricularis kiri dan kanan disebut rima vestibuli. Ke arah caudal akan berhubungan dengan trachea. - Vascularisasi larynx o A. Laryngica superior o A. Laryngica inferior - Innervasi Berasal dari N vagus melalui `
N. Laryngeus int. (Sensoris & Motoris) o N. Laryngeus superior N. Laryngeus Ext. (Motoris)
Sensoris (membrane mucosa larynx inferior) o N. Laryngeus Reccurent Motoris (semua otot larynx kecuali M. Cricothyroidea)
14
Gambar 15
Gambar 16
15
Pharynx - Terletak antara cavum nasi dan cavum oris dibelakang larynx - Mulai dari basis cranii sampai oesephagus - Batas-batas Superior
: Basis cranii
Anterior
: - Cavum nasi - Cavum oris
Posterior : - V. Cervicalis Caudal
: - Oesephagus
- Dinding pharynx terdapat 4 lapis o Selaput lender o Membrana fibrosa o Lamina muscularis o Jaringan areolar
- Selaput lender Selaput lender diisi oleh jaringan lymphoid yang membentuk suatu lingkaran yang disebut ring of waldeyer, terdiri : o Tonsila lingualis terletak sebelah ventral o Tonsila palatine terletak sebelah lateral o Tonsila pharyngica (gerlach) terletak disebelah cranial dan dorsal. - Membrana fibrosa Disebelah cranial membrana fibrosa melekat pada proc pterygoideus berjalan kearah lateral pada os temporale dan akhirnya melekat pada os occipitale. - Lamina Muscularis Terdiri dari : o Otot-otot melingkar o Otot-otot memanjang - Otot-oto Melingkar a. M. Constrictor Pharyngis superior o M. Pterigopharyngicus o M. Buccopharyngicus o M. Mylopharyngicus o M. Glossopharyngicus 16
b. M. Constrictor Pharyngis medius o M. Chondropharyngicus o M. Cerotopharyngicus c. M. Contrictor Pharyngis inferior o M. Thyreopharyngicus o Cricopharyngicus - Otot-otot Memanjang : a. M. Stylopharyngicus b. M. Palatopharyngicus - Jaringan Areolar Merupakan lapisan luar pharynx
17
Gambar 17
Gambar 18
Pharynx Dibagi : - Nasopharynx - Oropharynx - Laryngopharynx
- Nasopharynx Terletak diatas palatum molle dan merupakan lanjutan dari cavum nasi kearah belakang. Nasopharyng berhubungan dengan hidung melalui choane. Tonsila pharyngica terletak pada membrana mucosa atap dan dinding posterior nasopharynx. 18
- Oropharynx Merupakan kelanjutan dari cavum oris melalui ishmus faucium.
Pada oropharynx
terdapat tonsila palatina yang terletak pada lengkung palatum. Oropharynx mempunyai batas-batas : o Superior
-
Palatum molle
o Inferior
-
Radix linguae
o Lateral
-
Arcus palatoglossus
-
Arcus palate pharyngicus
- Laryngo pharynx Terletak posterior dari larynx mulai dari tepi atas epiglotis sampai tepi bawah certilago cricoidea, didaerah ini menyempit untuk beralih kedalam oesephagus laryngopharynx berhubungan dengan larynx melalui aditus laryngis.
Gambar : Nso Oro
Parinx
Laryngo
19
Gambar 19 Aditus Laryngis dibatasi oleh : -
Ujung cranial epiglotis
-
Plica aryepiglotica sinistra dan dextra
-
Tubercula cuneiformi (wrisbedgi)
-
Tubercula corniculata (santorini)
-
Incisura interarytaenoidea
Vascularisasi Pharinx diurus
- A. Pharyngica Ascendens (cabang A. carotis ext) - A. Pharyngica Suprema (cabang A. Maxillaris)
Persarafan : -
Pharynx diurus oleh : Plexus pharyngigus dibentuk oleh serabut-serabut truncus pharyngicus
-
N. Glosso pharyngicus (N IX)
-
N. Vagus (N x)
20
Gambar 20
Paru-paru Paru-paru merupakan organ utama dalam sistem pernafasan. Berbentuk kerucut, berongga dan kenyal. Paru-paru terletak di lateral cavitas thoraxis dan dilapisi oleh kantong yang terdiri dari 2 lapisan serosa yaitu pleura parietalis yang melapisi dinding, thorax dan pleura visceralis yang melapisi paru-paru antara kedua lembar pleura terdapat suatu ruangan yang disebut cavitas pleuralis yang berisi selapis kapiler cairan pleura serosa sebagai pelumas untuk memudahkan pergeseran leumbar pleura pada proses pernafasan. Fissura horizontalis dan oblique membagi paru-paru kanan menjadi 3 lobus dan fissura oblique membagi paru-paru menjadi 2 lobus. Paru-paru kanan terdiri dari lobus superior, lobus medial dan inferior sedang paru-paru kiri terdiri lobus superior dan inferior. Tiap-tiap paru-paru mempunyai bagian-bagian yaitu apex, 3 facies (facies costalis, mediastinalis, diafragmatica) dan 3 margo (margo anterior, inferior, posterior).
21
Gambar 21
Gambar 22
22
Histologi Respiratory System A. Components and Basic Functions of Respiratory System - There is 3 major part : 1. Ventilating mechanism : Includes : - diaphragm - rib cage - intercostal muscle - abdominal muscles - elastic connective tissue in the lungs 2. Conducting partion : It includes :- nasal cavity - nasopharynx - larynx - trachea - bronchi - bronchioles - terminal bronchioles 3. Respiratory portion - It includes : - Respiratory bronchioles - Alveolar ducts - Atria - Alveolar sac Respiratory Movement • During inhalation
diameter, resulting in pulmonary expansion y portion enlarges, mainly as a result of expansion of the alveolar ducts, the alveoli enlarge only slightly. Elastic fibers of the pulmonary parenchyma are stretched this expansion. • Retraction of the lungs is passive during exhalation as a result of muscle relaxation and the action of elastic fibers, which had been under tension.
23
24
B.Wall Structure : 1. Respiratory epithelium a. General features : - Ciliated pseudo stratified columnar - Goblet cells b.Epithelial cell types : - Ciliated columnar cells - Mucous goblet - Brush cells - Basal cells (olfactory epith) - Small granul cells 2. Lamina propria - Loose connective tissue - Mucous glands ( upper tract )
25
3. Smooth muscle - Trachea - In the bronchi : smooth muscle cells encircle the walls - The muscle layer gradually decrease until it disappears at the level of the alveolar ducts • The majority of cells composing the ciliated pseudostratified columnar epithelium are of three types: – The ciliated cells are columnar epithelial cells with specialized ciliary modifications. – Goblet cells, so named because they are shaped like a wine goblet, are columnar epithelial cells that contain membrane-bound mucous granules and secrete mucus which helps maintain epithelial moisture and traps particulate material and pathogens moving through the airway. – The basal cells are small, nearly cuboidal cells thought to have some ability to differentiate into other cells types found within the epithelium. For example, these basal cells respond to injury of the airway epithelium, migrating to cover a site denuded of differentiated epithelial cells, and subsequently differentiating to restore a healthy epithelial cell layer. • To prevent the destruction of the respiratory epithelium in these areas it changes to stratified squamous epithelium which is better suited to the constant sloughing and abrasion. The squamous layer of the oropharynx is continuous with the esophagus. Nasal Fossae • Within the skull lie two cavernous chambers separated by the osseous nasal septum. • Extending from each lateral wall are three bony shelflike projections known as conchae. • Only the middle and inferior conchae are covered with respiratory epithelium. • The superior conchae are covered with a specialized olfactory epithelium. • Within the lamina propria of the conchae are large venous plexuses known as swell bodies. • Every 20-30 min, the swell bodies on one side of the flow of air. • During this time, most of the air is directed through the other nasal fossa. • These periodic intervals of occlusion reduce airflow, allowing the respiratory epithelium to recover from desiccation. Smell (Olfactory) • The olfactory chemoreceptors are located in the olfactory epithelium, a specialized area of the mucous membrane in the superior conchae, located in the roof of the nasal cavity. • In humans, it is about 10cm2 in area. It is a pseudostratified epithelium composed of three types of cells. • The supporting cells have broad, cylindrical apexes and narrower bases. • Well-developed junctional complexes bind the supporting cells to the adjacent olfactory cells. The supporting cells contain a light yellow pigment that is responsible for the color of the olfactory mucosa. 26
• The basal cells are small; they are spherical or cone shaped and form a single layer at the base of the epithelium. • Between the basal cells and the supporting cells are the olfactory cells-bipolar neurons distinguished from the supporting cells by the position of their nuclei, which arise six to eight cilia. • These cilia are very long and nonmotile, and respond to odoriferous substance by generating a receptor potential. • The cilia increase the receptor surface considerably. • The afferent axons of these bipolar neurons unite in small bundles directed toward the brain, where they synapse with neurons of the brain olfactory lobe. • The lamina propria of the olfactory epithelium processes the glands of Bowman. Their secretion produces a fluid environment around the olfactory cilia that may clear the cilia,facilitating the access of new substances. Paranasal Sinuses • The paranasal sinuses are closed cavities in the frontal, maxillary, ethmoid, and sphenoid bones. • They are lined with a thinner respiratory epithelium that contains few goblet cells. • The lamina propria contains only a few small glands and is continuous with the underlying periosteum. • The paranasal sinuses communicate with the nasal cavity through small openings. • The mucus produced in these cavities drains into the nasal passages as a result of the activity of its ciliated epithelial cells.
27
NASAL CAVITY The nasal cavity consists of 2 structures : 1. The external vestibule 2. The internal nasal fossae PARANASAL SINUSES The paranasal sinuses are blind cavities in : - frontal - maxillary - ethmoid - sphenoid bones NASOPHARYNX The upper part of the pharynx LARYNX A. Epiglottis B. Laryngeal Cartilages C. Vocal apparatus TRACHEA - Respiratory epithelium - Lamina propria : - mixed seromucous glands 28
- Presence of 16 - 20 C - shape cartilage rings - Smooth muscle bundles : trachealis muscle
29
30
BRONCHIAL TREE
A. Primary Bronchi B. Secondary Bronchi C. Tertiary Bronchi D. Bronchioles E. Terminal Bronchioles F. Respiratory Bronchioles G. Alveolar Ducts H. Alveolar Sac
31
ALVEOLI
1. Inter alveolar Septa a. Blood - air - barrier - The film of pulmonary surfactant on the alveolar surface - The cytoplasm of the squamous epithelial ( type I alveolar ) cells - The fuse basal lamina sandwiched between the type I alveolar and capillary endothelial - The cytoplasm of the squamous endothelial cells lining the interstitial capillaries
32
33
2. Alveolar Cell Types : a. Type I Cells - these are squamous epithelial cells that make up 97 % the alveolar surfaces b. Type II cells - Cover the remaining 3 % of the alveolar surface c. Alveolar Macrophages - Known also as dust cells
34
35
36
Three-dimensional schematic diagram of pulmonary alveoli showing the interalveolar septum and its structure. Observe the capillaries, connective tissue, and macrophages. These can also be seen in – or passing into – the alveolar lumens. Alveolar pores are numerous. Type II cells are identified by their abundant apical microvilli. The alveoli are lined by a continuous epithelial layer of Type I cells. 37
PULMONARY CIRCULATION 1. Functional Circulation a. Pulmonary arteries b. Pulmonary veins 2. Systemic Circulation (nutrient vessel) a. Bronchial arteries b. Bronchial veins
Functional Vessels • Pulmonary arteries has thin wall as a result of the low pressures encountered in the pulmonary circuit. • Within the lung, pulmonary artery branches, accompanying the bronchial tree. Its branches surrounded by adventitia of the bronchi and bronchioles. • At the level of the alveolar duct, the branches of this artery form a capillary network in the internalveolar septum and in close contact with the alveolar epithelium. • Venules that originate in the capillary network are found singly in the parenchyma which are supported by a thin covering of connective tissue and enter the interlobular septum. After the veins leave a lobule, they follow the bronchial tree toward the hilum. Nutrient Vessels • It follow the bronchial tree and distribute blood to most of the lung up to the respiratory bronchioles, at which point they anastomose with small branches of the pulmonary artery.
38
Pulmonary Lymphatic Vessel • It follows the bronchi and the pulmonary vessels and they are also found in the interlobular septum which all drain into lymph nodes in the region of the hilum. • Superficial network includes the lymphatic vessels in the visceral pleura which drain toward the hilum.
interlobular septum. • Lymphatic vessels are not found in the terminal portions of the bronchial tree or beyond the alveolar ducts.
Nerves • Both parasympathetic and sympathetic efferent fibers innervate the lungs. • General visceral afferent fibers carrying poorly localized pain sensations are also present. • Most of the nerves are found in the connective tissues surrounding the larger airways.
Pleura • Is the serous membrane covering the lung • Double-layered serous membrane
• Both membrane are composed of mesothelial cells resting on a fine connective tissue layer that contains collagen and elastic fibers. • Between the parietal and visceral layers is a small space, the pleural cavity which entirely lined with squamous mesothelial cells.
39
Under normal conditions, this pleural cavity contains only a film of liquid that acts as a lubricant, facilitating the smooth sliding of one surface over the other during respiratory movements.
or air. Walls of the pleural cavity are quite permeable to water and other substances. The fluid is derived from the blood plasma by exudation.
40
Defense Mechanisms • Respiratory system has an exceptionally large area that is exposed to both blood-borne microorganism and the external environment. • Because it is constantly very susceptible to the invasion of air-borne infective and irritating noninfective agents, the respiratory system has an array of defense mechanisms.
-10 µm are trapped by the mucus-coated ciliated epithelium
lar macrophages.
41
10. Fisiologi Sistem Pernafasan
10.1 Pendahuluan Pernapasan adalah keluar masuknya udara dari dan ke dalam paru disertai pergerakan dada. Definisi ini merupakan external respiration dan proses mekanik pernapasan. Proses dalam sel secara kimia terjadi pemasukan O2 dan Pengeluaran CO2. Definisi ini merupakan internal respiration/ tissue respiration.
10.2 Maksud dan Tujuan Mahasiswa harus mengetahui dan mempunyai kompetensi dalam : 1. Menjelaskan arti pernafasan. 2. Menjelaskan gerakan respirasi yaitu inspirasi dan ekspirasi. 3. Menjelaskan hambatan udara dalam saluran pernafasan . 4. Menguraikan fungsi paru-paru dalam pernafasan. 5. Menjelaskan volume paru, kapasitas paru, pengukuran dan nilai normal paru. 6. Menjelaskan transpor O² dan CO² dalam paru-paru, jantung dan pembuluh darah. 7. Menguraikan pusat pernafasan dan pengaturannya. 8. Menjelaskan gangguan pada saluran pernafasan. 9. Menjelaskan dan mendemonstrasikan cara pernafasan buatan. 10.3 Kegiatan Respirasi / pernafasan meliputi : 1.
Pengambilan Nafas/udara.
2.
Sistem Respirasi/pernafasan.
3.
Transport Gas.
4.
Mekanik Pernafasan.
5.
Pusat Respirasi/Pengontrolan Respirasi.
6.
Perlindungan Paru-paru.
42
Gambar 10.1 Organ Pernafasan ( Sumber : Tortora , G.J; Derrickson, B.H. 2003. Principles of Anatomy and Physiology ). 10.3.1 Pengambilan Nafas/Udara Udara keluar masuk paru - paru 20x/menit atau 500 ml udara. Udara yang masuk ke dalam paru – paru terdiri atas 79% Nitrogen, 21% Oksigen, sedikit Karbondioksida 0.04%, dan gas lain seperti Argon 0,92%. Udara yang kita hisap mengandung air, partikel seperti debu, pollen, spores, jelaga, mineral, bbrp. gas, polutan padat dan liquid. Udara berupa gas dan tidak berbentuk. Udara masuk ke dalam tubuh melalui nostril ( lubang hidung ) → rongga hidung → nares internal → faring → laring → trakea → bronkhi → bronkhiolus → alveolus dalam paru – paru. 43
10.3.2 Sistem Pernafasan Mengapa manusia mempunyai sistem pernafasan? Dimaksudkan untuk metabolisme dalam menghasilkan energi. Oksigen memasuki sel secara difusi melalui kulit, otot, tulang sampai seluruh sel tubuh yang memerlukan. Oksigen harus ditransport oleh sel darah, kemudian sel darah ini juga membawa sisa produksi pernafasan ( CO2 dan H2O ) keluar dari sel. Paru – paru merupakan bagian yang memindahkan proses pernafasan ini dari O2 → CO2. 1. Rongga Hidung /Nasal Cavity Nostril ( eksternal nares ) dilindungi rambut/bulu sehingga partikel besar benda asing keluar/tersaring dan melindungi rongga hidung dari serangga. Rongga hidung terbagi dua oleh septum nasal yang berupa tulang cartilago serta tidak selalu simetris tempatnya. Tempat yang tidak semetris dapat menyebabkan deviasi septum. Inferior rongga nasal terletak conchae yeng terbentuk dari tulang ethmoid. Conchae berfungsi untuk mengalirkan udara, menghangatkan dan melembabkan. Di dalam nasal cavity terdapat silia dan mukus. Dari conchae udara masuk ke nasofaring kemudian ke nares internal yang terletak di belakang faring. 2. Sinus Paranasal Tulang bayi di daerah muka padat. Pertumbuhan tulang menimbulkan gabungan sehingga terbentuk sinus paranasal. Sinus paranasal berkembang sampai usia 20 tahun. Sinus lebar dengan kapasitas 20 – 50 ml. Sinus dilapisi membran mukosa, sinus paranasal bergabung dengan nasal cavity melalui saluran sinus meatus. Inflamasi sinus disebut sinusitis. Fungsi penting masih belum diketahui dengan jelas. 3. Faring dan Laring Faring atau kerongkongan terbagi 3 bagian : nasofaring, orofaring, laringofaring. Nasofaring barjalan di samping nares internal dan nasal cavity di atas palatum lunak. Mangandung tonsil faringeal yang disebut adenoid bila membesar. Saluran auditory atau eustachius telinga berhubungan dengan nasofaring sehingga sering infeksi saluran pernafasan bagian atas menyebabkan kelainan pada telinga. Orofaring mengandung tonsil palatina dan lingual. Laringofaring terletak paling inferior berhubungan dengan laring dan esofagus. Udara dari rongga hidung → posterior internal nares → nasofaring → orofaring → laringofaring → berhubungan dengan glottis (lokasi pada laring diantara vocal cod). Laring ( Adam’s apple ) terletak di trakea bagian atas. Berfungsi : 44
1) Epiglottis melindungi bila kita menelan makanan yang menutup glottis secara otomatis. 2) Melindungi trakea dari invasi , menjaga aliran udara masuk/keluar seperti dalam keadaaan muntah, BAB, angkat besi. 3) Memprodukasi suara → fonasi. Laring tersusun atas struktur komplek sejumlah kartilago yang bergabung melalui synovial joint. 4. Cabang Trakhea dan Bronkhial Trakea merupakan saluran lunak jaringan konektif seperti gabungan cincin yang terbuat dari tulang cartilago. Cincin berbentuk huruf C arahnya di bagian posterior. Trakhea bercabang menjadi 2 bronkhi dengan struktur seperti trakhea →bronkhiolus. Bronkhi dialiri darah melalui arteri bronkhial dan vena bronkhial. Sistem trakea bronkhial melindungi paru dari dehidrasi dan invasi partikel termasuk mikroorganisme. 5. Paru Terdapat 2 buah di kiri dan kanan. Memberi aliran udara ke bronkhus internal. Tiap paru – paru dilindungi oleh pleura pulmonal. Rongga antara pleura disebut rongga pleura. Terminal Respiratory unit : udara dibawa dan berakhir di terminal bronkhiale → bercabang ke respiratory bronkhiolus → terminal bronkhiolus. Diameter respirasi bronkhiolus selebar pinsil. Didalamnya terdiri atas alveoli. Alveoli : banyak alveolus yang terdiri dari epitelium lunak dan serabut elastik untuk membuka dan mengembang serta menutup selama pernafasan. Sistem kapiler dinding alveolar sangat luas dibanding membran sel lain dalam tubuh. Alveoli selalu mengandung jaringan makofag dan sel sangat besar yang berfungsi untuk mengeluakan surfaktan. Karena tidak mempunyai mukus dan silia, setiap partikel yang masuk ke alveoli dikeluarkan oleh makrofag. Alveoli berhubungan dengan lainnya melalui pori yang disebut pori Kohn. Pori meningkat jumlahnya sesuai dengan usia, kemungkinan untuk mencegah infeksi pulmonal. Sistem peredaran darah yang masuk paru – paru mempunyai banyak jalan untuk mengambil sel darah merah dari/ke alveolus. 10.3.3 Transport Gas Bagaimana O² dibawa dari paru ke jaringan tubuh dan bagaimana CO² diambil dari jaringan ke paru – paru. 45
1. Tekanan Partial Menurut hukum Dalton mengenai tekanan partial adalah gabungan tekanan total dari gabungan jumlah tekanan masing – masing gas itu. Tekanan atmosfer permukaan laut = 760 mm Hg. Bila atmosfer terdiri dari 21% O² → 0,21 x 760 = 160 mmHg. Jadi 160 mm Hg adalah tekanan partial dari O². Tekanan partial N2 = 79% x 760 = 600 mmHg. Tekanan partial CO²adalah = 0,04% x 760 = 0,3 mmHg. Udara yang berada dalam keadaan seimbang dengan air adalah jenuh dengan uap air → tekanan partialnya sedikit lebih rendah. Udara inspirasi dijenuhkan pada saat mencapai paru – paru. P H2O pada suhu tubuh ( 37°C ) adalah 47 mm Hg. Gas berdifusi dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah. O² bergerak dari udara → saluran pernafasan → darah → cairan jaringan →sel. CO² bergerak dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Setelah paru-paru berventilasi maka O² dalam alveoli diangkut ke dalam kapiler pulmonary dan CO² dari darah kapiler pulmonary diangkut dalam arah berlawanan. O² berdifusi dari alveoli ke kapiler pulmonary. CO² berdifusi dari darah ke alveoli.
46
Gambar 10.2 Pertukaran Tekanan Parsial O² dan CO² Selama Ekspirasi dan Inspirasi ( Sumber : Tortora , G.J; Derrickson, B.H. 2003. Principles of Anatomy and Physiology ).
2. Sel Darah Merah Sirkulasi pembuluh darah melalui kapiler jaringan otak dan otot : O² bergerak melalui proses difusi dari kapiler ke sel CO² bergerak dari sel ke dalam pembuluh darah. Hb + O² → Oxyhemoglobin diabsorpsi dari plasma → sel darah merah Keluarnya O² dari Hb karena PH↓ yang disebut efek Bohr.
3. Ventilasi dan Perkusi Ventilasi : proses untuk memberi udara bersih ke alveoli → perpindahan udara dalam alveoli. Perfusi : aliran darah melalui kapiler alveolar dalam paru. Hipoksia : darah dengan kandungan O² di bawah normal → vasokonstriksi pulmonal.
10.3.4 Mekanisme Pernafasan Paru dapat dikembang kempiskan melalui dua cara : 1. Diafragma turun naik, untuk memperbesar dan memperkecil rongga dada. Pada waktu inspirasi , diafragma kontraksi, disebut proses aktif. Pada waktu ekspirasi, diafragma relaksasi, disebut proses pasif. 2. Depresi dan elevasi tulang iga, untuk memperbesar / memperkecil diameter anterioposterior rongga dada. Inspirasi : udara dari luar masuk melalui trakea dan paru sampai tekanan keduanya menjadi sebanding. Bila tulang rusuk naik → rongga toraks melebar baik ke anterior maupun ke superior, otot interkostal eksternus bekerja. Pada saat bersamaan diafragma berkontraksi sehingga memperbesar rongga toraks ke inferior. Ekspirasi : merupakan proses pasif yang hanya bergantung pada elastisitas struktur paru dan dada. Jika otot – otot inspirasi relaks, udara secara mudah akan meninggalkan paru. Bersamaan dengan meningkatnya ventilasi, kemampuan difusi paru meningkat karena banyak alveoli menjadi berfungsi dan sakus udara membesar memperlebar area permukaan. 47
Bila udara memasuki rongga pleura akibat defek paru atau dinding trakea akan menyebabkan pneumotoraks → paru menjadi kolaps. Pneumotoraks spontan akan selalu terlihat pada pasien emfisematus dengan alveoli membesar dan ruptur pada pleura paru.
10.3.5 Mekanisme Pergerakan Pernafasan 1. Inspirasi, terjadi pembesaran rongga dada : vertikal : dilakukan oleh kontraksi otot diafragma antero-posterior dan lateral: akibat kontraksi M. intercostalis externus. Otot-otot inspirasi tambahan : -
M. .skalenus (post-med-ant)
-
M. .sternokleidomastoideus
-
M. seratus anterior
-
M. elevator skapula
-
M. erektus kolumna spinalis
2. Ekspirasi, merupakan proses pasif. Terjadi relaksasi otot-otot ekspirasi, yaitu : - M. oblique abdominalis internus + externus - M. rectus abdominis (terutama pada ekspirasi kuat, batuk, bersin dan mengedan) - M. interkostalis internus - M. seratus inferior posterior Bila rongga toraks tertutup, udara normal tidak dapat masuk. Paru dilindungi oleh membran peritoneal yang disebut pleura visceral dan membran pleura parietal yang berisi cairan pleura untuk melindungi pergerakan paru waktu bergerak. Pleuritis adalah infeksi/ radang pleura dengan meningkatnya jumlah cairan .
10.3.6 Pengontrolan Pernafasan Pernafasan merupakan aktivitas volunter, hal ini tidak teratur terutama bila kita tidur . Pernafasan dikontrol oleh tiga area di otak bagian bawah yaitu : inspiratory dan ekspiratory area di medulla dan pneumotoxic area di Pons. Ketiganya disebut respiratory pacemaker.
48
Inspirasi selama 2 detik menyebabkan kontraksi tetanik diafragma dan otot interkostal eksternus. Pada akhir periode ini bila paru berisi dengan volume udara normal disebut tidal volume. Area inspirasi secara mudah menstimulasi otot inspirasi. Pada 3 detik beikut terjadi periode udara perlahan meninggalkan paru. Ekspirasi terus berlanjut sampai reserve volume ( nilai udara yang terdapat dalam paru setelah ekspirasi normal ). Setelah proses ini , kembali area inspiratory memulai prosesnya lagi. Kontrol yang baik pada area inspiratory adalah pada area pneumotaxic. Kontrol ini diperlukan karena area inspirasi dengan sendirinya mempunyai kecenderungan untuk terlalu memompa paru , bila area ini tidak bekerja stimulasi otot inspirasi berlangsung selama 7 detik. Pneumotaxic area akan meningkatkan frekuensi pernafasan. Area ekspiratory tidak aktif selama pernafasan normal karena pernafasan normal bekerja secara pasif yang dihasilkan oleh elastisitas dinding dada. Bila jumlah respirasi meningkat di atas ambang, area ekspiratory dapat terstimulasi. Aksi langsung adalah terstimulasinya otot interkostal internus secara ritmis sehingga memproduksi ekshalasi. Refleks Heuring – Breur dapat menghambat area inspiratory untuk mencegah overinflasi paru – paru. Dekat nervus vagus dan glosofaringeal terdapat area kemosensitif. Area ini sangat sensitif terhadap perubahan pH akibat pertukaran gas. Pengatur lain adalah periferal kemoreseptor yaitu aortic body dan carotid body. Ke 2 nya berasosiasi dengan pembuluh darah pada cabang arteri carotid dan pada lengkung aorta dekat jantung. Serabut saraf dari carotid body mengatur area inspirasi melalui N. Glosofaringeal, sedangkan aortic bodies melalui N. Vagus. Periferl kemoreseptor ini sangat kuat dalam menstimulasi bila terjadi kekurangan O2 dalam darah. Dalam keadaan normal periferal kemoreseptor ini tidak aktif dalam mengatur pernafasan.
10.3.7 Perlindungan Paru 1. Silia dan Mukus Secara pehitungan kasar dalam 1 x bernafas lebih dari 500 gr jenis partikel termasuk mikroba virulen yang masuk dalam inspirasi. Melalui otopsi hanya 5 – 6 gr ( 1%) yang bisa diperoleh. Hal ini tejadi karena terdapat perlindungan paru – paru dengan terdapatnya silia di trakheobronkhial yang dilapisi oleh mukus hasil sekresi epitel. Selain itu akumulasi mukus di bawah laring atau iritasi pada laring, bronkhi atau bagian respirasi bawah mungkin menstimulai reseptor batuk sehingga menyebabkan refleks batuk. 49
Batuk diatur oleh area spesifik di MO yang dapat dihambat dengan obat. Batuk berfungsi sebagai mekanisme yang penting dalam membersihkan sistem respirasi bagian bawah. 2. Cairan jaringan dan Drainage Lymfe Berfungsi untuk membersihkan alveoli dan untuk mengeluarkan kelebihan cairan jaringan.
10.3.8 Volume dan Kapasitas Paru Volume paru adalah volume udara yang dihirup dan dikeluarkan selama proses bernafas. Diukur dengan spirometer. 1. Volume paru dibedakan atas : a. Volume tidal ( tidal volume/TV), yaitu volume udara yang masuk dan keluar paru selama ventilasi normal (L 500 , P 380 ml). b. Volume cadangan inspirasi ( inspiratory reserve volume/ IRV ), yaitu : volume cadangan inspirasi yang masih dapat masuk setelah ventilasi normal ( L : 3000 ml, P : 1900 ml ). c. Volume cadangan ekspirasi ( ekspiratory reserve volume/ ERV), volume udara yang masih dapat dikeluarkan sesudah ekspirasi biasa (L 1200 ml P 800 ml). d. Volume residual (residual volume/ RV), yaitu volume udara yang tersisa dalam paru setelah ekspirasi kuat (L 1200 ml P 1000 ml).
2. Kapasitas, dibedakan atas : a. Kapasitas inspirasi ( inspiracy capacity), yaitu jumlah udara yang dapat dihirup mulai pada tingkat ekspirasi normal sampai jumlah maksimum (3500 ml). b. Kapasitas residual fungsional (functional residual capacity), yaitu jumlah udara yang tersisa di dalam paru pada akhir ekspirasi normal ( 2200 ml). c. Kapasitas vital (vital capacity), yaitu jumlah udara maksimum yang dapat dikeluarkan dari paru setelah inspirasi maksimum dan ekspirasi maksimum ( 4500 ml). d. Total Paru (total lung capacity), yaitu volume maksimum pengembangan paru dengan usaha inspirasi maksimum ( 6000 ml).
50
Gambar 10.3 Volume dan Kapasitas Paru ( Sumber : Guyton, C. A; Hall, J. E. 2006. Medical Physiology )
10.3.9 Masalah Pernafasan a. Hipoksia : kekurangan kadar O² Hiperkapnia : kelebihan kadar CO². b. Hipokapnia : kekurangan kadar CO² Asfiksia : kekurangan ventilasi pulmonal. c. Infeksi : tuberkulosis, pneumonia, penyakit pulmonar obstruktif menahun (PPOM). Refleks Batuk Cara mempertahankan saluran pernafasan bebas dari benda asing Mekanisme : 1) Lebih kurang 2,5 liter udara dihirup. 2) Epiglotis & pita suara menutup ( menjerat udara dlm paru ). 3) Otot perut & otot ekspirasi berkontraksi kuat sehingga tekanan dlm paru meningkat. 4) Pita suara & epiglotis tiba-tiba terbuka lebar menyeabkan udara bertekanan tinggi dalam paru meletus keluar . Tersedak Tersedak membunuh 8.000 – 10.000 manusia/tahun di USA. Peristiwa tersedak banyak disebabkan karena paralise atau malfungsi otot – otot penelanan. Penelanan merupakan proses yang kompleks melibatkan mulut, faring, esofagus, vocal cord yang harus 51
terkoordinasi dengan ketelitian tinggi. Kelainan otot penelanan dapat disebabkan oleh bawaan lahir, tumor otak, cedera vaskuler yang meliputi pusat penelanan. Jalan pertama adalah bertanya apakah orang itu masih bisa bicara. Bila tidak , mungkin sudah terjadi obstruksi di atas laring. Berikan jalan udara pada penderita, peluk dari belakang melingkari pinggang . Tekan seketika bagian depan orang itu. Secara cepat udara residu paru akan keluar sehingga dapat mengeluarkan sumbatan, seperti sumbatan tutup botol yang lepas. Peristiwa ini disebut Heimlich manuver.
Pernafasan buatan metode mulut ke mulut : Operator
dengan
cepat
menghirup
udara
dalam
–
dalam
dan
kemudian
menghembuskannya ke dalam mulut penderita sementara hidung penderita ditutup. Udara yang dihembuskan mengandung O² dan CO² yang diperlukan untuk merangsang pusat pernafasan penderita.
Vokalisasi Berbicara terutama melibatkan sistem respirasi dan meliputi : 1) Pusat khusus pengatur berbicara di korteks serebri. 2) Pusat respirasi dalam batang otak. 3) Struktur artikulasi dan resonansi dari mulut dan rongga hidung : laring, faring, palatum, lidah, rahang, bibir, pipi, otot respirasi, diafragma. Pada umumnya berbicara terdiri dari 2 fungsi yaitu: 1) Fonasi yang dilakukan oleh laring. 2) Artikulasi yang dilakukan oleh struktur di dalam mulut.
Frekuensi suara : Frekuensi suara tinggi terjadi bila muskulus tiroaritenoid berkontraksi sedemikian rupa sehingga pita suara meruncing dan menipis. Frekuensi suara sedang terjadi bila muskulus tiroaritenoid berkintraksi dengan pola berbeda dan tepi pita suara melebar. Tiga organ utama artikulasi yaitu : bibir, lidah , palatum molle. Resonator terdiri dari : mulut, hidung dan sinus paranasal, faring, rongga dada. Resonansi hidung dilukiskan dengan perubahan kualitas suara bila seseorang mendapat pilek.
52
