Sistem Pernapasan - 2

Anatomi sistem pernapasan Proses inspirasi dan ekspirasi Definisi pernapasan Eksternal Internal Mekanik pernapasan Inspirasi dan ekspirasi Peran otot pernapasan Transport gas pernapasan Ventilasi, difusi, transportasi, perfusi Pengukuran volume paru Pengaturan pernapasan Jenis-jenis dan lokasi pusat pernapasan Sistem Pernapasan - 2

Istilah pernapasan mencakup 2 proses, yaitu: Pernapasan luar (external respiration). Pernapasan dalam (internal respiration). Pernapasan luar Meliputi proses penyerapan O2 serta pengeluaran CO2 dari tubuh secara keseluruhan. Pernapasan dalam Ialah proses pertukaran gas antara sel jaringan dengan cairan sekitarnya. Sistem Pernapasan - 3

Proses pernapasan (respirasi) dibagi menjadi empat mekanisme: Ventilasi paru yang berarti masuk dan keluarnya udara antara atmosfer dan alveoli, Difusi dari O2 dan CO2 antara alveoli dan kapiler paru, Transportasi O2 dan CO2 antara darah dan cairan tubuh dengan sel jaringan, Pengaturan ventilasi paru. Sistem Pernapasan - 4

Ventilasi paru adalah proses mekanikal yang tergantung pada perubahan volume didalam rongga thoraks Perubahan volume berperan terhadap perubahan tekanan, dan berperan terhadap aliran gas untuk menyamakan tekanan. Proses ventilasi paru meliputi dua fase, yaitu: Inspirasi (inhalasi), bila udara mengalir kedalam paru. Ekspirasi (ekshalasi), bila udara bergerak keluar dari paru. Sistem Pernapasan - 5

Inspirasi merupakan proses aktif akibat kontraksi otot-otot inspirasi. Otot-otot diaphragma dan intercostal berkontraksi Ukuran rongga thoraks meningkat Udara eksternal didorong kedalam paru-paru sehingga meningkatkan volume intrapulmonal Ekspirasi merupakan proses pasif Tergantung pada sifat elastisitas paru Karena otot-otot relaks, maka udara terdorong keluar dari paru-paru Ekspirasi kuat (paksa) dapat dapat terjadi dengan mengkontraksikan otototot interkostalis internal Sistem Pernapasan - 6

Sistem Pernapasan - 7

Adekuasi ventilasi paru tergantung pada beberapa faktor: Kebersihan jalan napas. Keutuhan sistem saraf pusat dan pusat pernapasan. Keutuhan kemampuan rongga thoraks untuk mengembang dan kontraksi. Adekuasi compliance dan recoil paru. Sistem Pernapasan - 8

Otot inspirasi Pada inspirasi tenang, pembesaran rongga toraks disebabkan oleh kontraksi: Diafragma (utama) Muskulus interkostalis eksternus. Pada pernapasan kuat dan darurat (misalnya sesak napas waktu serangan asma bronkiale), terjadi kontraksi otot inspirasi tambahan yaitu: Muskulus skalenus, muskulus sternokleidomastoideus, muskulus pektoralis minor, muskulus levator kostarum dan muskulus seratus postikus superior. Sistem Pernapasan - 9

Otot ekspirasi Pada pernapasan tenang (eupneu), ekspirasi merupakan gerak pasif, bukan oleh kontraksi otot. Jaringan paru dan toraks yang teregang pada waktu inspirasi akan kembali ke kedudukan semula, setelah kerutan otot inspirasi terhenti, karena adanya gaya rekoil paru dan toraks. Pada ekspirasi kuat terjadi kontraksi otototot ekspirasi. Otot utama ekspirasi ialah otot dinding anterior abdomen, antara lain: Muskulus rektus abdominalis dan muskulus transversus abdominis. Otot-otot ekspirasi tambahan lainnya ialah muskulus interkostalis internus. Sistem Pernapasan - 10

Setelah alveoli di ventilasi, fase kedua dari proses pernapasan adalah difusi oksigen dari alveoli dan kedalam pembuluh darah pulmonal dimulai. Difusi adalah pergerakan gas atau partikel lain dari area dengan tekanan atau konsentrasi lebih tinggi ke area dengan tekanan atau konsentrasi yang lebih rendah. Sistem Pernapasan - 12

Perbedaan tekanan gas pada setiap sisi dari membran respiratori sangat mempengaruhi difusi. Bila oksigen lebih besar dalam alveoli daripada dalam darah, maka oksigen berdifusi kedalam darah. Tekanan parsial (tekanan mendesak oleh setiap gas dalam campuran gas sesuai dengan konsentrasinya dalam campuran). Tekanan parsial oksigen (PO2) didalam alveoli ± 100 mm Hg, sedangkan PO2 dalam darah arteri pulmonari ± 60 mm Hg. Tekanan parsial karbon dioksida (PCO2) dalam kapiler pulmonal ± 45 mm Hg, sedangkan PCO2 dalam alveoli ± 40 mm Hg. Sistem Pernapasan - 13

Bagian ketiga dari proses pernapasan melibatkan transport gas pernapasan. Oksigen harus di transport dari paruparu ke jaringan, dan karbon dioksida harus di transport dari jaringan ke paruparu. Normalnya, sebagian besar (97%) oksigen ditransport dalam bentuk kombinasi dengan hemoglobin dalam sel darah merah, dan dibawa ke jaringan sebagai oxyhemoglobin [HbO2]. Oksigen sisanya terlarut dan ditransport dalam cairan plasma dan sel-sel. Sistem Pernapasan - 15

Beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan transport oksigen dari paruparu ke jaringan: Cardiac output. Jumlah erythrocyte dan hematocrit darah. Latihan. Beberapa kondisi patologik yang menurunkan cardiac output (misal., kerusakan otot jantung, kehilangan darah, akumulasi darah dalam pembuluh darah perifer), dapat menurunkan jumlah oksigen yang di kirim ke jaringan. Sistem Pernapasan - 17

Faktor kedua yang mempengaruhi transport oksigen adalah jumlah erythrocyte dan hematocrit (prosentasi erythrocit dalam darah). Pada pria, jumlah erythrocyte yang bersirkulasi ± 5 juta per ml3, dan hematocrit ± 40 45%. Pada wanita, ± 4.5 juta per ml3, dan hematocrit ± 37 48%. Peningkatan hematocrit darah akan meningkatkan viskositas darah, menurunkan cardiac output sehingga menurunkan transport oksigen. Penurunan hematokrit (misal., anemia), dapat juga menurunkan transport oksigen. Sistem Pernapasan - 18

Latihan juga memiliki pengaruh langsung pada transport oksigen. Pada atlit yang berlatih dengan baik, transport oksigen dapat meningkat sampai 20 kali dari kecepatan normal. Hal ini karena terjadinya peningkatan cardiac output dan peningkatan penggunaan oksigen oleh sel-sel. Karbon dioksida, secara terus-menerus diproduksi dalam proses metabolisme sel. Di transport dari sel ke paru-paru melalui tiga cara: 65% dibawa ke kapiler dalam bentuk bicarbonate (HCO3-). 30% dalam bentuk carbaminohemoglobin. 5% ditransport dalam bentuk terlarut dalam plasma dan sebagai carbonic acid (H2CO3). Sistem Pernapasan - 19

Didalam kapiler alveoli, bikarbonat bergabung dengan ion hidrogen (proton) untuk membentuk asam karbonat, yang selanjutnya akan dipecah menjadi karbon dioksida dan air. Karbon dioksida kemudian berdifusi kedalam alveoli dan keluar dari tubuh melalui ekshalasi. Sistem Pernapasan - 20

Pulmonary Function Tests (PFT): Tidal Volume (Vt): Volume udara yang masuk dan keluar paru dengan pernapasan biasa. Besar tidal volume pada pria dan wanita 0.5 liter. Volume ini akan meningkat bila ada keaktifan fisik. Inspiratory Reserve Volume (IRV): Volume udara yang masih dapat dimasukkan ke dalam paru pada inspirasi maksimal, setelah inspirasi biasa. Normal pada pria 3,3 liter dan pada wanita 1,9 liter. Sistem Pernapasan - 21

Expiratory Reserve Volume (ERV): Volume udara yang dapat dikeluarkan dari paru dengan ekspirasi maksimal, setelah ekspirasi biasa. Normal pada pria 1,0 liter dan wanita 0,7 liter. Residual Volume (RV): Volume gas yang tersisa dalam paru-paru setelah ekspirasi maksimal. Normal pada pria 1,2 liter dan wanita 1,1 liter. Sistem Pernapasan - 22

Forced Vital Capacity (FVC): Volume gas yang dapat dikeluarkan dengan ekspirasi maksimal setelah inspirasi maksimal (Vt + IRV + ERV). Forced Expiratory Volume dalam 1 detik (FEV1): Volume gas yang dikeluarkan dalam satu detik pertama dari FVC. Total Lung Capacity (TLC): Volume gas dalam paru-paru setelah inspirasi maksimal. FVC + RV Normal pada pria 6,0 liter dan wanita 4,2 liter. Functional Residual Capasity (FRC): Jumlah udara yang masih tertinggal di dalam paru setelah ekspirasi biasa. (RV + ERV). Inspiratory Capasity (IC): Volume udara yang dapat di inspirasi setelah akhir ekspirasi biasa. (Vt + IRV). Sistem Pernapasan - 23

Regulasi pernapasan dilakukan oleh neural maupun chemical, untuk memelihara konsentrasi yang tepat dari oksigen, karbon dioksida dan ion hidrogen dalam cairan tubuh. Sistem saraf mengatur kecepatan ventilasi alveolar untuk memenuhi kebutuhan tubuh sehingga PO2 dan PCO2 relatif konstan. Pusat pernapasan tepatnya adalah sekelompok saraf yang terletak dalam medulla oblongata dan pons dari otak. Pusat chemosensitive dalam medulla oblongata, sangat responsif terhadap peningkatan konsentrasi CO2 atau ion hidrogen dalam darah. Sistem Pernapasan - 25

Disamping itu, terdapat reseptor saraf (chemoreceptor) yang sensitif terhadap penurunan konsentrasi O2 yang terletak dalam carotid bodies (diatas percabangan arteri carotid) dan aortic bodies. Penurunan konsentrasi oksigen arterial, menstimulasi chemoreceptor ini menstimulasi pusat pernapasan untuk meningkatkan ventilasi. Sistem Pernapasan - 26

Dari ketiga gas darah (H+, O 2 dan CO 2 ), yang dapat mentrigger chemoreceptor konsentrasi karbon dioksida yang normalnya dapat menstimulasi pernapasan. Akan tetapi, pada pasien dengan penyakit paru (emphysema), maka konsentrasi oksigen, bukan konsentrasi karbon dioksida, yang memainkan peran penting dalam mengendalikan pernapasan disebut hypoxic drive. Peningkatan konsentrasi oksigen akan menekan kecepatan pernapasan. Oleh karena itu, diperlukan supplemen konsentrasi oksigen yang rendah pada pasien tersebut. Sistem Pernapasan - 27