FAAL RESPIRASI. Irfiansyah Irwadi

Transkripsi

1 FAAL RESPIRASI Irfiansyah Irwadi

2 SISTEM RESPIRASI Homeostasis? Metabolisme sel : membutuhkan O 2 menghasilkan CO 2 Respirasi : menyediakan O 2 membuang CO 2

3

4 Respirasi Eksternal 1. Ventilasi antara atmosfer dengan alveoli paru 2. Difusi O 2 & CO 2 antara alveoli paru dengan darah 3. Transport O 2 & CO 2 antara paru dengan jaringan 4. Difusi O 2 & CO 2 antara darah dengan jaringan Internal Respiration dilakukan di dalam sel oleh organel: MITOCHONDRIA

5 Fungsi Lain Sistem Respirasi 1. Pengeluaran uap air & eliminasi panas penting untuk mencegah alveoli kering 2. Mempertahankan ph darah 3. Suara dan bicara 4. Pertahanan terhadap benda asing 5. Melalui sistem sirkulasi (mengaktifkan angiotensin II; menginaktifkan prostaglandin) 6. Bau 7. Meningkatkan venous return

6 Jalur/ lintasan udara Hidung / mulut Faring Laring, Trakea Bronchus dextra & sinistra (bronchus utama) Bronchioli & terminal bronchioli Bronchioli respiratorius Alveoli

7 Respiratory System Divisions Upper tract Nose, pharynx and associated structures Lower tract Larynx, trachea, bronchi, lungs

8 Hidung Fungsi Jalan udara Menyaring udara Menghangatkan Melembabkan Indera penciuman Membantu proses bicara (resonansi bersama sinus paranasalis)

9 Jalan Udara Saluran hidung Benda asing dimobilisasi ke faring Laring Pita suara untuk bicara Tonjolan ke anterior: adam s apple Trakea Cincin kartilago mempertahankan agar tidak kolaps Epitel selapis silindris bersilia Bersama mukus membantu mbersihkan salursan tersebut Gerak silia ke arah faring

10

11 Bronchus utama Terdapat tulang rawan / cartilago, kaku (agar tidak kolaps) Bronchioli & terminal bronchioli Makin ke bawah (diameter < 1,5 mm) cartilago semakin sedikit, otot polos makin banyak untuk mempertahankan agar tidak kolaps terdapat tekanan transpulmoner Bronchiolus receptor beta adrenergic, Rangsangan simpatis dilatasi

12

13 Mekanika Ventilasi Paru

14 INSPIRASI Otot utama: 1. Diafragma : n phrenicus (Cervical 3,4,5) 2. M Intercotalis externus : n intercostalis Otot tambahan Jika inspirasi dalam 1. m. Sternocleidomastoideus : mengangkat sternum ke atas 2. m. Scalenus : mengangkat costa 1,2

15 Inspirasi Sebelum inspirasi posisi costa miring ke bawah sternum lebih dekat dengan vertebra Inspirasi normal & tenang : otot utama kontraksi Inspirasi maksimal : otot utama & otot tambahan kontraksi costa elevasi ke arah depan dan sternum lbh ke depan diameter ant-post lebih besar 20%

16 EKSPIRASI Ekspirasi pasif jika otot inspirasi relaksasi Ekspirasi aktif Jika otot ekspirasi kontraksi * Otot di abdomen : m rectus abdominis * m Intercostalis internus

17

18 PLEURA Permukaan dalam torak terbungkus pleura parietalis Permukaan luar paru terbungkus pleura visceralis Diantara keduanya terdapat cavum pleura : berisi cairan

19 Pada semua pergerakan nafas tekanan intra pleura (P pl ) selalu 4 mmhg lebih negatif dari tekanan intra alveol (P a ). Faktor - faktor yang menyebabkan tekanan intra pleura selalu negatif : 1. Daya kembang torak 2. Daya recoil paru 3. Tegangan permukaan alveol 4. Daya serap vasa pleura

20 Boyle s law tekanan berbanding terbalik dg volume Otot-otot inspirasi berkontraksi volume rongga thoraks membesar, maka P alv <P atm udara masuk ke alveoli (inspirasi) Otot-otot inspirasi relaksasi/ otot-otot ekspirasi kontraksi rongga thoraks volume mengecil, maka P alv >P atm shg udara keluar (ekspirasi)

21 Tekanan di paru Tekanan pleura : Tekanan cairan dlm cavum pleura Saat inspirasi tekanan lebih negatif (-5-7,5) udara masuk 0,5 lt Saat ekspirasi kebalikannya Tekanan alveoli : tekanan di dalam alveoli Tekanan transpulmoner : perbedaan antara tekanan pleura (permukaan luar paru) dg tekn alveoli Merupakan pengukuran daya utk mengempiskan paru (recoil pressure)

22

23 Compliance paru Nilai untuk mengembangkan paru Ditentukan oleh: 1. Elastisitas jaringan paru (serat elastin & serat kolagen) 2. Elastisitas krn tegangan permukaan cairan di alveoli & ruang paru lainnya (2/3)

24 TEGANGAN PERMUKAAN Di dalam alveol terdapat cairan tipis yang melapisi permukaan alveol bagian dalam Menurut teori fisika bila ada gelembung udara dalam cairan, gelembung berusaha memperkecil volume karena tegangan permukaan gelembung

25 Surfaktan Fungsi: tegangan permukaan Disekresi oleh sel epitel alveolus tipe II (ada 10%) Dipalmitoil fosfatidilkolin fosfolipid : menurunkan tegangan permukaan Apoprotein & ion Ca membantu penyebaran surfaktan dengan cepat ke permukaan

26 Difusi Gas Gerak molekul gas dari area dengan tekanan tinggi ke rendah oleh adanya energi kinetik Kecepatan difusi suatu gas berbanding langsung dengan tekanan yang disebabkan oleh gas tersebut.

27 Tekanan parsial gas = Tekanan gas dalam campuran gas Komposisi udara campuran : Oksigen (21%) Nitrogen (79%) Masing-masing gas berperan terhadap tekanan total dengan perbandingan langsung dengan konsentrasinya 1 atm =760mmHg 79 % N₂ = tekanan parsial N₂ (PN₂) = 600 mmhg 21 % O₂ = tekanan parsial O₂ (PO₂) =160 mmhg

28 DIFUSI GAS Melalui membran respirasi, tdd: Lapisan cairan yang mengandung surfaktan di permukaan alveolus Sel epitel alveolus Ruang interstitial Membran basalis kapiler / kadang bersatu dengan membran basalis epitel Membran endotel kapiler Tebal rata-rata 0,5, ada yg 0,2 Luas permukaan 70 m2

29 DIFUSI GAS Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan difusi gas: Tebal membran Luas permukaan Koefisien difusi gas Perbedaan tekanan

30 Ekspirasi Gas

31 Spirometer

32 Volume & Kapasitas paru

33 Volume & Kapasitas paru Volume Paru Volume tidal (VT) Volume cadangan inspirasi (IRV) Volume cadangan ekspirasi (ERV) Volume sisa (RV) Kapasitas Paru Kapasitas inspirasi (IC) kapasitas sisa funsional (FRC) kapasitas vital (VC) kapasitas total (TLC)

34 Volume paru TV = tidal volume vol udara yg di inspirasi & di ekspirasi biasa (± 500 ml) IRV vol udara ekstra yg dapat di inspirasikan di atas TV normal (± 3000 ml) ERV vol udara ekstra yg msh dpt dikeluarkan dg ekspirasi kuat (± 1100 ml) RV vol sisa yg ada di paru setelah ekspirasi kuat (± 1200 ml) RV ini ptg karena di alv akan tetap ada udara, sehingga kadar O 2 & CO 2 di darah tidak berubah dengan cepat setiap kali bernapas

35 Kapasitas Paru IC ( 3500 ml) VT + IRV Jumlah udara yg dapat dihirup, dimulai dari ekspirasi normal dan inspirasi sampai maksimal FRC ( 2300 ml) ERV + RV Jumlah udara yg tersisa dalam paru pada akhir ekspirasi normal

36 Kapasitas Paru VC ( 4600 ml) IRV + VT+ ERV Jumlah udara maskimal yang dapat dikeluarkan, yg sebelumnya inspirasi maksimum dan kemudian mengeluarkan maksimum TLC ( 5800 ml) CV + RV Volume maksimal dimana paru dapat dikembangkan maksimal dg inspirasi maks

37 Volume & kapasitas paru dipengaruhi: 1. Posisi selama pengukuran 2. Kekuatan otot napas 3. Compliance paru 4. Sex ( < ) beda 20-25% Penting untuk menilai kemajuan berbagai jenis penyakit Menurun pada paralise otot napas misal, poliomyelitis

38 FEV 1 Forced Expiratory Volume in One Second (FEV 1 ): volume udara yang dikeluarkan dalam satu detik pertama dari Vital Capacity (VC) Normal FEV 1 80% dari VC L Guyton & Hall, 11 th ed. detik

39 Respiratory Dysfunction Pengukuran berbagai volume dan kapasitas paru bermanfaat untuk menentukan kelainan paru. Dua kategori umum kelainan paru (spirometri) 1.Restrictive lung disease 2.Obstructive lung disease

40 Restrictive Disorders Compliance paru lebih rendah dari orang normal Total lung capacity, inspiratory capacity, dan VC FEV1/VC normal (80%) Sherwood, 2010

41 Obstructive Disorders Total lung capacity normal Functional residual capacity & residual volume vital capacity FEV1/VC < 80% Sherwood, 2010

42 Minute respiratory volume = jumlah total udara baru yang masuk ke dalam sal pernapasan per menit = TV x kecepatan respirasi = 500 ml x 12 x/menit = 6 L/menit

43 Dead space (ruang rugi) Hidung faring trakea bronkus (R.Rugi anatomi) Alveoli tidak berfungsi (R.Rugi fisiologik) Volume ± 150 ml (makin tua makin >) Saat ekspirasi yg pertama kali dikeluarkan adalah udara di ruang rugi

44 VENTILASI ALVEOLAR Kecepatan ventilasi alveolar = ventilasi alveolar per menit = volume total udara baru yang masuk alveoli tiap menit = kecepatan pernapasan x (TV dead space) = 12 x ( ) = 4200 ml/ mnt Merupakan salah satu faktor penentu konsentrasi O 2 & CO 2 di alveoli

45 Effect of Different Breathing Patterns on Alveolar Ventilation Breathing Pattern Quiet breathing at rest Deep, slow breathing Shallow, rapid breathing Tidal Volume (ml/breath) Respiratory Rate (breaths/min) Dead Space Volume (ml) Pulmonary Ventilation (ml/min) Alveolar Ventilation (ml/min) Sherwood, 2010 Cara yang paling efisien untuk meningkatkan alveolar ventilation adalah dengan meningkatkan tidal volume

46 Transport Oksigen Dalam Darah Molekul hemoglobin memiliki 4 rantai yang berikatan dengan O 2 secara longgar dan reversible Adanya Hb dalam eritrosit dapat mengangkut kali jumlah O 2 dalam bentuk O 2 terlarut dalam plasma 97% O₂ yang diangkut dari Paru ke jaringan, dibawa dalam campuran kimiawi Hb di dalam sel darah merah. 3 % dalam bentuk terlarut dalam cairan plasma dan sel darah.

47

48 Difusi O 2 dari Alveoli ke Darah Kapiler Paru Pengambilan O 2 oleh darah kapiler paru

49 Difusi O 2 dari Kapiler Perifer ke dalam Cairan Interstisial Difusi oksigen dari kapiler jaringan ke sel. (PO₂ pada cairan interstisial = 40mmHg, dan di sel jaringan = 23 mmhg)

50 Efek Kecepatan Aliran Darah Terhadap PO₂ Cairan Interstisial Efek aliran darah dan kecepatan pemakaian oksigen pada PO₂ jaringan

51 Kurva Disosiasi O -Hemoglobin Persentase saturasi Hb : persentase Hb yang terikat dengan O₂ ketika PO₂ meningkat Saturasi O₂ darah arteri sistemik : 97 % PO₂ darah vena- dari jaringan perifer, saturasi Hb nya : 75%

52 Kurva Disosiasi Faktor-faktor yang menggeser Kurva Disosiasi O₂-Hemoglobin: - ph - Peningkatan CO₂ - Peningkatan temperatur - Peningkatan 2,3 difosfogliserat (DPG)

53 Pergeseran Kurva Disosiasi Oksigen- Hemoglobin Ke Kanan

54 Efek Bohr Pergeseran kurva disosiasi oksigenhemoglobin sebagai respon terhadap peningkatan CO₂ dan ion Hidrogen dalam darah berpengaruh dalam meningkatkan pelepasan O₂ dari darah dalam jaringan dan meningkatkan oksigenasi darah dalam paru.

55

56 REGULASI PERNAPASAN The most important function of breathing is gas exchange (of oxygen and carbon dioxide). Thus the control of respiration is centered primarily on how well this is achieved by the lungs.

57 PUSAT NAPAS medulla (reticular formation) pons ventral respiratory group controls voluntary forced exhalation dorsal respiratory group controls mostly inspiratory movements and their timing. pneumotaxic center. Coordinates transition between inhalation & exhalation Sends inhibitory impulses to the inspiratory area The pneumotaxic center is involved in fine tuning of respiration rate. apneustic center Coordinates transition between inhalation & exhalation Sends stimulatory impulses to the inspiratory area activates and prolongs inhalation (long deep breaths) overridden by pneumotaxic control from the apneustic area to end inspiration There is further integration in the anterior horn cells of the spinal cord. Saladin: Anatomy & Physiology: The Unity of Form and Function, Third Edition The McGraw Hill Companies, 2003

58 CENTRAL CHEMORECEPTORS Central chemoreceptors of the central nervous system, located on the ventrolateral medullary surface, are sensitive to the ph of their environment. Fox: Human Physiology Eighth Edition The McGraw Hill Companies, 2003

59 PERIPHERAL CHEMORECEPTOR Fox: Human Physiology Eighth Edition The McGraw Hill Companies, 2003

60 Apneu = penghentian napas sesaat Asfiksia = jaringan kekurangan O 2 krn O 2 udara -, gangguan pernapasan, jar tdk mampu pakai O 2 Dispneu = sulit napas Eupneu = napas normal Respiratory arrest = stop napas permanen kec.dperbaiki secara klinis Hiperkapnea = CO 2 berlbh di arteri Hiperpneu = ventilasi paru sesuai kebut metabolik mis saat olah raga

61 Hiperventilasi = ventilasi paru melebihi kebutuhan metabolik PCO 2 & alkalosis respiratorik Hipokapnea = CO 2 arteri rendah Hipoksia = insufisiensi O 2 di tingkat sel Hipoksia anemik Hipoksik hipoksia = PO 2 arteri rendah & saturasi Hb tdk adekuat Hipoksia histotoksik = sel tdk mampu pakai O 2 Hipoksia sirkulasi (hipoksia stagnant) = darah ber O 2 yg ke jar <<

62 Hipoventilasi = ventilasi paru lebih kecil daripada kebutuhan metabolik Sianosis = kebiruan di kulit krn insufisiensi darah bero 2 di arteri Sufokasi (mati lemas) = kekurangan O 2 krn tdk mampu menghirup udara bero 2

63

64 Daftar Pustaka Fox: Human Physiology, Eighth Edition, The McGraw Hill Companies, 2003 Guyton AC and Hall JE, Textbook of medical physiology eleventh edition Elsevier Inc John F. Kennedy Blvd., Suite 1800 Philadelphia, Pennsylvania Saladin K, Anatomy & Physiology: The Unity of Form and Function, Third Edition The McGraw Hill Companies, Sherwood L, Human Physiology : From Cells To System Fifth Edition Thomson Learning inc