Anatomi sistem pernapasan
Tuesday, May 19, 2015
0
comments
A. Latar
belakang
Fungsi
sistem pernapasan adalah untuk mengambil oksigen dari atmosfer kedalam sel-sel
tubuh dan untuk mentranspor karbon dioksida yang dihasilkan sel-sel tubuh
kembali ke atmosfer. Organ–organ respiratorik juga berfungsi dalam produksi
wicara dan berperan dalam keseimbanga asam basa,
pertahanan tubuh melawan benda asing, dan pengaturan hormonal tekanan darah.
B. Mekanisme pernapasan
Pernapasan adalah suatu proses yang terjadi secara otomatis walau dalam
keadaan tertidur sekalipun karena sistem pernapasan dipengaruhi oleh susunan
saraf otonom. Menurut tempat terjadinya pertukaran gas maka pernapasan dapat
dibedakan atas dua jenis, yaitu pernapasan luar dan dalam.
Pernapasan luar (respirasi eksternal) adalah pertukaran udara yang
terjadi antara udara dalam alveolus dengan darah dalam kapiler, sedangkan
pernapasan dalam (respirasi internal) adalah pernapasan yang terjadi antara
darah dalam kapiler dengan sel-sel tubuh.
Masuk keluarnya udara dalam paru-paru dipengaruhi oleh perbedaan tekanan
udara dalam rongga dada dengan tekanan udara diluar tubuh. Jika tekanan di luar
rongga dada lebih besar, maka udara akan masuk. Sebaliknya apabila tekanan
dalam rongga dada lebih besar maka udara akan keluar.
Sehubungan dengan organ yang terlibat dalam pemasukan udara (inspirasi)
dan pengeluaran udara (ekspirasi) maka mekanisme pernapasan dibedakan atas dua
macam, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut. Pernapasan dada dan
pernapasan perut terjadi secara bersamaan.
1.
Pernapasan dada
Pernapasan dada adalah
pernapasan yang melibatkan otot antartulang rusuk. Mekanismenya dapat dibedakan
sebagai berikut:
a.
Fase inspirasi
Fase
ini berupa berkontraksinya otot antartulang rusuk sehingga rongga dada
membesar, akibatnya tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada
tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya oksigen masuk
b.
Fase ekspirasi
Fase
ini merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot antara tulang rusuk ke posisi
semula yang dikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi
kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar
daripada tekanan luar, sehingga udara dalam rongga dada yang kaya karbon
dioksida keluar.
2.
Pernapasan perut
Pernapasan perut
merupakan pernapasan yang mekanismenya melibatkan aktifitas otot-otot diafragma
yang membatasi rongga perut dada.
Mekanisme pernapasan
perut dapat dibedakan menjadi dua tahap yakni :
a.
Fase inspirasi
Pada fase ini otot
diafragma berkontraksi sehingga diafragma mendatar, akibatnya rongga dada
membesar dan tekanan menjadi kecil sehingga udara luar masuk.
b.
Fase ekspirasi.
Fase ekspirasi
merupakan fase berelaksasinya otot diafragma (kembali ke posisi semula,
mengembang) sehingga rongga dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar,
akibatnya udara keluar dari paru-paru.
Beberapa fungsi
pernafasan antara lain adalah:
1.
Mengambil oksigen yang
kemudian dabawa oleh darah keseluruh tubuh.
2.
Mengeluarkan karbon
dioksida yang terjadi sebagai sisa dari pembakaran pernafasan kemudian dibawa
oleh darah ke paru-paru untuk di buang ke luar tubuh.
C. Anatomi fisiologis system pernapasan
Sistem pernapasan pada manusia mencakup dua hal, yakni saluran pernapasan
dan mekanisme pernapasan. Urutan saluran pernapasan adalah sebagai berikut:
rongga hidung - faring – laring - trakea -bronkus - paru-paru (bronkiolus dan
alveolus).
Adapun
alat-alat pernapasan pada manusia
adalah sebagai berikut :
1.
Alat pernafasan atas
a.
Rongga hidung (cavum
nasalis)
Udara dari luar akan masuk lewat rongga hidung (cavum nasalis). Rongga
hidung berlapis selaput lendir, di dalamnya terdapat kelenjar minyak (kelenjar
sebasea) dan kelenjar keringat (kelenjar sudorifera). Selaput
lendir berfungsi menangkap benda asing yang masuk lewat saluran pernapasan.
Selain itu, terdapat juga rambut pendek dan tebal yang berfungsi menyaring
partikel kotoran yang masuk bersama udara. Juga terdapat konka yang
mempunyai banyak kapiler darah yang berfungsi menghangatkan udara yang masuk.
Di dalam rongga hidung terjadi penyesuaian suhu dan kelembapan udara
sehingga udara yang masuk ke paru-paru tidak terlalu kering ataupun terlalu
lembap. Udara bebas tidak hanya mengandung oksigen saja, namun juga gas-gas
yang lain. Misalnya, karbon dioksida (co2), belerang (s), dan nitrogen (n2).
Selain sebagai organ pernapasan, hidung juga merupakan indra pembau yang sangat
sensitif. Dengan kemampuan tersebut, manusia dapat terhindar dari menghirup
gas-gas yang beracun atau berbau busuk yang mungkin mengandung bakteri dan
bahan penyakit lainnya. Dari rongga hidung, udara selanjutnya akan mengalir ke
faring.
b.
Faring
Udara dari rongga hidung masuk ke faring. Faring merupakan percabangan 2
saluran, yaitu saluran pernapasan (nasofarings) pada bagian
depan dan saluran pencernaan (orofarings) pada bagian
belakang.
Pada bagian belakang faring (posterior) terdapat laring
(tekak) tempat terletaknya pita suara (pita vocalis).masuknya
udara melalui faring akan menyebabkan pita suara bergetar dan terdengar sebagai
suara.
Makan sambil berbicara dapat mengakibatkan makanan masuk ke saluran
pernapasan karena saluran pernapasan pada saat tersebut sedang terbuka.
Walaupun demikian, saraf kita akan mengatur agar peristiwa menelan, bernapas,
dan berbicara tidak terjadi bersamaan sehingga mengakibatkan gangguan
kesehatan.
c.
Laring
Laring (tekak) adalah tempat
terletaknya pita suara (pita vocalis). Masuknya udara melalui
faring akan menyebabkan pita suara bergetar dan terdengar sebagai suara. Laring
berparan 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 infeksi dan tumor)
2.
Alat pernafasan bawah
a.
Trakea
Tenggorokan berupa pipa yang panjangnya ± 10-12 cm dengan diameter 2,5 cm,
terletak sebagian di leher dan sebagian di rongga dada (torak). Dinding
tenggorokan tipis dan kaku, dikelilingi oleh cincin tulang rawan, dan pada
bagian dalam rongga bersilia. Silia-silia ini berfungsi menyaring benda-benda
asing yang masuk ke saluran pernapasan.
Trakea tetap terbuka karena terbentuk dari adanya 16-20 cincin kartilao
berbentuk huruf c yang membentuk trakea.
b.
Cabang-cabang bronkus
Tenggorokan (trakea) bercabang menjadi dua bagian, yaitu bronkus primer
(kanan dan kiri). Bronkus kiri lebih tinggi dan cenderung horizontal daripada
bronkus kanan, karena pada bronkus kiri terdapat organ jantung. Bronkus kanan
lebih pendek dan tebal dan bentuknya cenderung vertical karena arcus aorta
membelokkan trakea kebawah.
Masing-masing bronkus primer bercabang lagi menjadi 9-12 cabang untuk
membentuk bronkus sekunder dan tersier (bronkiolus) dengan diameter semakin
menyempit.
Struktur lapisan mukosa bronkus sama dengan trakea, hanya tulang rawan
bronkus bentuknya tidak teratur dan pada bagian bronkus yang lebih besar cincin
tulang rawannya melingkari lumen dengan sempurna.
c.
Paru-paru
Paru-paru terletak di dalam rongga dada bagian atas, di bagian samping
dibatasi oleh otot dan rusuk dan di bagian bawah dibatasi oleh diafragma yang
berotot kuat. Paru-paru ada dua bagian yaitu paru-paru kanan (pulmo
dekster) yang terdiri atas 3 lobus dan paru-paru kiri (pulmo
sinister) yang terdiri atas 2 lobus.
Paru-paru dibungkus oleh dua selaput yang tipis, disebut pleura. Selaput
bagian dalam yang langsung menyelaputi paru-paru disebut pleura dalam (pleura
visceralis) dan selaput yang menyelaputi rongga dada yang bersebelahan
dengan tulang rusuk disebut pleura luar (pleura parietalis).
Antara selaput luar dan selaput dalam terdapat rongga berisi cairan
pleura yang berfungsi sebagai pelumas paru-paru. Cairan pleura berasal dari
plasma darah yang masuk secara eksudasi. Dinding rongga pleura bersifat
permeabel terhadap air dan zat-zat lain.
Paru-paru tersusun oleh bronkiolus, alveolus, jaringan elastik, dan
pembuluh darah. Paru-paru berstruktur seperti spon yang elastis dengan daerah
permukaan dalam yang sangat lebar untuk pertukaran gas.
Di dalam paru-paru, bronkiolus bercabang-cabang halus dengan diameter ± 1
mm, dindingnya makin menipis jika dibanding dengan bronkus. Bronkiolus ini
memiliki gelembung-gelembung halus yang disebut alveolus. Bronkiolus memiliki
dinding yang tipis, tidak bertulang rawan, dan tidak bersilia.
Gas memakai tekanannya sendiri sesuai dengan
persentasenya dalam campuran, terlepas dari keberadaan gas lain
(hukum dalton). Bronkiolus tidak mempunyi tulang
rawan, tetapi rongganya masih mempunyai silia dan di bagian ujung mempunyai
epitelium berbentuk kubus bersilia. Pada bagian distal kemungkinan tidak
bersilia. Bronkiolus berakhir pada gugus kantung udara (alveolus).
Alveolus terdapat pada ujung akhir bronkiolus berupa kantong kecil yang
salah satu sisinya terbuka sehingga menyerupai busa atau mirip sarang tawon.
Oleh karena alveolus berselaput tipis dan di situ banyak bermuara kapiler darah
maka memungkinkan terjadinya difusi gas pernapasan.
D. Mekanisme pernafasan / ventilasi
paru
Ventilasi adalah proses keluar masuknya udara dari paru-paru. Jumlahnya
sekitar 500 ml ventilasi membutuhkan koordinasi otot paru dan thoraks yang
elastic serta persyarafan yang utuh. Otot pernafasan insprirasi utama adalah
diafpragma. Diafpragma di persyaraf oleh syaraf frenik, yang keluar dari
medulla spinalis pada vetebra servikal ke empat.
Udara yang masuk dan keluar terjadi karna adanya perbedaan tekanan udara
antara intrapleura dengan tekanan atmosfer, dimana pada inspirasi tekanan
interapleura. Salah satu fase dari ventilasi paru adalah inspirasi yaitu
gerakan perpindahan udara masuk ke dalam paru-paru dan fase lainnya adalah
ekspirasi yaitu gerakan perpindahan udara meninggalkan paru-paru.
1.
Prinsip dasar
a.
Toraks adalah rongga
tertutup kedap udara disekeliling paru-paru yang terbuka ke atmosper hanya
melalui jalur sistem pernapasan :
b.
Pernafasan adalah
proses inspirasi (inhalasi) udara kedalam paru-paru dan ekspirasi (ekshalasi)
udara dari paru-paru ke lingkungan luar tubuh.
c.
Sebelum inspirasi dimulai,
tekanan udara atmosper (sekitar 760 mmhg) sama dengan tekanan udara dalam
alveoli yang disebut sebagai tekanan intra-alveolar (intra pulmonar).
d.
Tekanan intra poleura
dalam rongga pleura (ruang antar pleura) adalah tekanan sub-atmosper, atau
kurang dari intra-alveolar.
e.
Peningkatan atau
penurunan volume rongga toraks mengubah tekanan intra pleura dan intra-alveolar
yang secara mekanik menyebabkan pengembangan atau pengempisan paru-paru
2.
Inspirasi
Tepatnya proses inspirasi adalah sebagai berikut; diafragma berkontraksi,
bergerak ke arah bawah, dan mengembangkan rongga dada dari atas ke bawah.
Otot-otot interkosta eksternal menarik iga ke atas dan ke luar, yang
mengembangkan rongga dada ke arah samping kiri dan kanan serta ke depan dan ke
belakang.
Dengan mengembangnya rongga dada, pleura parietal ikut mengembang.
Tekanan intrapleura menjadi makin negatif karena terbentuk isapan singkat
antara membran pleura. Perlekatan yang diciptakan oleh cairan serosa,
memungkinkan pleura viseral untuk mengembang juga, dan hal ini juga
mengembangkan paru-paru.
Dengan mengembangnya paru-paru, tekanan intrapulmonal turun di bawah
tekanan atmosfir, dan udara memasuki hidung dan terus mengalir melalui saluran
pernapasan sampai ke alveoli. Masuknya udara terus berlanjut sampai tekanan
intrapulmonal sama dengan tekanan atmosfir; ini merupakan inhalasi normal.
Tentu saja inhalasi dapat dilanjutkan lewat dari normal, yang disebut sebagai
napas dalam. Pada napas dalam diperlukan kontraksi yang lebih kuat dari
otot-otot pernapasan untuk lebih mengembangkan paru-paru, sehingga memungkinkan
masuknya udara lebih banyak.
Otot-otot inspirasi memperbesar rongga toraks dan meningkatkan volumenya
dimana otot-otot yang berkontraksi adalah :
a.
Diafragma, yaitu otot
berbentuk kubah yang jika sedang rileks akan memipih saat berkontraksi dan
memperbesar rongga toraks kearah inferior.
b.
Otot intrerkostal
eksternal mengangkat iga keatas dan kedepan saat berkontraksi sehingga
memperbesar rongga toraks kearah anterior dan superior.
c.
Dalam pernafasan aktif
atau pernafasan dalam, otot-otot sternokleidomastoid, pektoralis mayor,
serratus-anterior, dan otot skalena juga akan memperbesar rongga toraks.
3.
Ekspirasi
Ekspirasi atau yang juga disebut ekshalasi dimulai ketika diafragma dan
otot-otot interkosta rileks. Karena rongga dada menjadi lebih sempit, paru-paru
terdesak, dan jaringan ikat elastiknya yang meregang selama inhalasi, mengerut
dan juga mendesak alveoli. Dengan meningkatnya tekanan intrapulmonal di atas
tekanan atmosfir, udara didorong ke luar paru-paru sampai kedua tekanan sama
kembali.
Perhatikan bahwa inhalasi merupakan proses yang aktif yang memerlukan
kontraksi otot, tetapi ekshalasi yang normal adalah proses yang pasif,
bergantung pada besarnya regangan pada elastisitas normal paru-paru yang sehat.
Dengan kata lain, dalam kondisi yang normal kita harus mengeluarkan energi
untuk inhalasi tetapi tidak untuk ekshalasi.
Namun begitu kita juga dapat mengalami ekshalasi diluar batas normal,
seperti ketika sedang berbicara, bernyanyi, atau meniup balon. Ekshalasi yang
demikian adalah proses aktif yang membutuhkan kontraksi otot-otot lain.
Otot-otot ekspirasi menurunkan volume rongga toraks. Ekspirasi pada
pernafasan yang tenang dipengaruhi oleh relaksasi otot dan disebut proses
pasif. Pada ekspirasi dalam, otot interkostal internal menarik kerangka iga ke
bawah dan otot abdomen berkontraksi sehingga mendorong isi abdomen
menekan diafragma.
Kepatenan ventilasi tergantung pada empat factor :
a.
Kebersihan jalan
nafas, adanya sumbatan atau obstruksi jalan nafas akan menghalangi masuk dan
keluarnya dari dan ke paru-paru
b.
Adekuatnya system
syaraf pusat dan pusat pernafasan
c.
Adekuatnya
pengembangan dan pengempesan peru-peru
d.
Kemampuan oto-otot
pernafasan seperti diafpragma, eksternal interkosa, internal interkosa, otot abdominal.
Ventilasi paru
mengacu kepada pergerakan udara dari atmosfir masuk dan keluar paru. Ventilasi
berlangsung secara bulk flow. Bulk
flow adalah perpindahan atau pergerakan gas atau cairan dari tekanan tinggi ke
rendah.
Faktor-faktor yang
mempengaruhi ventilasi antara lain :
a.
Tekanan
b.
Resistensi bronkus
c.
Persyarafan bronkus
E.
Volume dan kapasitas
paru-paru
1.
Volume
a.
Volume tidal adalah
volume udara yang masuk dan keluar paru-paru selama ventilasi normal biasa.
Berkisar 500 ml untuk laki-laki dan 380 ml untuk perempuan.
b.
Volume cadangan
inspirasi adalah volume udara ekstra yang masuk ke paru-paru dengan inspirasi
maksimum diatas inspirasi tidal. Berkisar 3100 ml pada laki-laki dan 1900 ml
pada perempuan.
c.
Volume cadangan
ekspirasi adalah volume ekstra udara yang dapat ekstra kuat yang dapat
dikeluarkan pada akhir ekspirasi normal. Biasanya 1200 ml pada laki-laki dan
800 ml pada perempuan.
d.
Volume residua adalah
volume udara sisa dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi kuat. Rata-rata
pada laki-laki berkisar 1200 ml dan perempuan 1000 ml.
2.
Kapasitas
a.
Kapasitas residual
fungsional adalah penambahan volume residua dan volume cadangan ekspirasi.
Nilai rata-rata 2200 ml.
b.
Kapasitas inspirasi
adalah penambahan volume tidal dan volume cadangan inspirasi. Nilai rata-rata
adalah 3500 ml.
c.
Kapasitas vital adalah
penambahan volume, vci dan vce. Rata-rata berkisar 4500 ml.
d.
Kapasitas total adalah
jumlah seluruh udara yanga da diparu-paru. Rata-rata berkisar 5700 ml.
F.
Sirkulasi paru
Sirkulasi paru adalah darah si oksigenesi yang
mengalir pada arteri pulmonaris dari sisi kanan jantung. Darah ini memperfusi
paru bagian respirasi dan ikut seta dalam proses pertukaran oksigen dan karbon
dioksida di kapiler dan arveolus. Sirkulasi paru merupakan 8-9% dari curah
jantung total. Tekanan dan resistensi terhadap aliran di dalam sirkulasi paru
sangat rendah, dengan tekanan paru merata sekitar 12 mmhg dibandingkan dengan
tekanan sistemik merata yang besarnya sekitar 90 mmhg. Sirkulasi paru bersifat
sangat fleksibel dan dapat mengakomodasi variasi volume darah yang besar.
Dengan demikian, sirkulasi paru dapat berfungsi sebagai tempat penyimpanan
darah yang dapat dipanggil sewaktu-waktu apabila terjadi penurunan volume atau
tekanan darah sistemik.
G. Bentuk dari pernafasan
Bentuk dari pernafasan secara garis besar dibagi menjadi 2 bagian yaitu:
1.
Proses pernafasan
pulmonal atau paru-paru (external)
Pernafasan externa adalah pertukaran gas oksigen dan karbondioksida. Pada
pernafasan melalui paru-paru atau penafasan externa, oksigen didapatkan melalui
hidung dan mulut, pada waktu bernafas oksigen mesul melalui trachea dan pipa
bronchial ke alveoli dan berhubungan erat dengan darah di kapiler pulmonalis.
Hanya satu lapis membrane, yaitu membrane alveoli-kapiler, memisahkan oksigen
dan darah oksigen menembus membrane ini dan dipungut oleh hemoglobin sel darah
merah di bawa ke jantung. Dari sini di pompa di dalam arteri ke seluruh bagian
tubuh. Didalam paru-paru karbon dioksida merupakan hasil buangan yag menembus
membrane alveoli. Dari kapiler darah dikeluarkan melalui pipa bronkus berakhir
sampai pada mulut dan hidung. Darah meninggalkan paru-paru pada tekanan oksigen
100 mmhg dan pada tingkat hemoglobinnya 95% jenuh oksigen. Empat proses
berhubungan dengan pernafasan paru-paru atau pernafasan externa :
a.
Ventilisasi pulmorter,
atau gerak pernafasan yang menukar udara dalam alveoli dengan udara luar.
b.
Arus darah melalui
paru-paru, darah mengandung oksigen masuk ke seluruh tubuh, karbondioksida dari
seluruh tubuh masuk ke paru-paru.
c.
Distribusi arus udar
dan arus darah sedemikian sehingga jumlah tepat dari setiapnya dapat mencapai
semua bagian tubuh.
d.
Difusi gas yang
menembusi membrane pemmisah alveoli dan kapiler. Karbondioksida lebih mudah
berdifusi dapi pada oksigen.
Semua proses ini
diatur sedemikian sehingga darah yang meninggalkan paru-paru menerima jumlah
tepat co2 dan o2. Pada waktu gerak badan lebih banyak, darah dating ke
paru-paru membawa terlalu banyak co2 dan terlampau sedikit o2, jumlah co2 tidak
dapat di keluarkan, maka konsentrasinya dalam darah arteri bertambah. Hal ini
merangsang pusat pernafasan dalam otak untuk memperbesar dan didalam
pernafasan.penambahan fentilasi yang dengan demikian terjadi mengeluarkan co2
dan memungut lebih benyak o2.
2.
Proses pernafasan
jaringan (internal)
Darah yang telah dijernihkan hemoglobinnya dengan oksigen
(oxihemoglobin), mengitari seluruh tubuh dan akhirnya mencapai kapiler, dimana
darah bergerak sangat lambat. Sel jaringan memungut oksigen dari hemoglobin
untuk memungkinkan sel melakukan oksidasi pernafasan, sebagai gantunya hasil
dari oksidasi yaitu karbondioksida.
Perubahan-parubahan berikut terjadi dalam komposisi udara dalam olveoli,
yang disebabkan pernafasan externa dan interna.
Udara yang di hirup: nitrogen (79%), oksigen (20%), karbondioksida
(0-0,4%). Udara yang masuk ke alveoli mempunyai suhu dan kelembaban atmosfer.
Udara yang dihembuskan: nitrogen(79%), oksigen(16%), karbondoiksida (
4-0.4%).
H. Prinsip pertukaran gas
1.
Pertukaran gas
pulmonary
Pertukaran gas mencakup dua proses yang independen, pernapasan eksternal
pertukaran gas antara alveoli dengan aliran darah dan pernapasan pertukaran gas
antara kapiler dalam tubuh. Kedua proses tersebut perpindahan gas dari
tempat mencakup perpindahan gas melalui difusi yang berkonsentrasi tinggi
ke tempat berkonsentrasi lebih rendah. Kecepatan perpindahan gas ini bergantung
pada konsentrasi (kepekatan) atau pada tekanan yang dikeluarkan oleh gas
(tekanan parsial). Secara umum udara yang kita hirup (dari atmosfir bumi)
sebenarnya merupakan campuran yang mengandung kira-kira 21% oksigen, 0,04%
karbon dioksida, dan 78% nitrogen. (scanlon, 1995).
Tekanan parsial (yang juga dikenal dengan hukum dalton) adalah tekanan
yang dikeluarkan oleh salah satu dari sembarang gas dalam suatu campuran
gas-gas yang secara langsung berhubungan dengan konsentrasi gas tersebut dalam
campuran dan dengan tekanan total campuran gas. Tekanan parsial, kadang cukup
disebut tension mempunyai simbol p dan satuan mm hg.
Tekanan parsial suatu gas dapat dihitung dengan mengalikan persentase gas
dimaksud dengan tekanan total atmosfir dalam kondisi standar (760 mm hg).
Perhatikan contoh berikut konsentrasi gas oksigen dalam atmosfir adalah 21 %,
maka tekanan parsial oksigen [po2] adalah 21 % x 760 mm hg = 159,6 mm hg. Jadi
dengan demikian tekanan parsial oksigen 21 % adalah 159,6 mm hg.
Udara di dalam alveoli mempunyai kandungan po2 tinggi dan pco2 rendah.
Darah di dalam kapiler pulmonal, yang berasal langsung dari tubuh, mempunyai
kandungan po2 rendah dan pco2 tinggi. Itulah sebabnya, dalam pernapasan eksternal
oksigen akan berdifusi dari udara di dalam alveoli ke dalam darah, dan karbon
dioksida berdifusi dari darah ke dalam udara di dalam alveoli. Darah yang
kembali dari jantung sekarang mempunyai kandungan po2 yang tinggi dan pco2 yang
rendah dan dipompakan oleh ventrikel kiri ke dalam sirkulasi sistemik.
Darah arteri yang mencapai kapiler sistemik mempunyai kandungan po2 yang
tinggi dan pco2 yang rendah. Sel tubuh dan cairan jaringan mempunyai po2 rendah
dan pc02 tinggi karena sel-sel secara kontinu menggunakan oksigen dalam
pernapasan sel (pembentukan energi) dan menghasilkan karbon dioksida. Itulah
sebabnya, dalam pernapasan internal, oksigen berdifusi dari darah ke cairan
jaringan (sel-sel), dan karbon dioksida berdifusi dari cairan jaringan ke dalam
darah. Darah yang memasuki vena sistemik untuk kembali ke jantung sekarang
mempunyai kandungan po2 rendah dan pco2 tinggi dan dipompakan oleh ventrikel
kanan ke dalam paru-paru untuk turut serta dalam pernapasan eksternal. Kelainan
pertukaran gas yang sering melibatkan paru-paru, yaitu dalam pernapasan
eksternal seperti pada edema pulmonal dan pneumonia.
Besarnya oksigen yang berdifusi ke dalam darah setiap menit bergantung
pada faktor:
a.
Gradien tekanan
oksigen antara udara alveolar dan darah pulmonal yang masuk (po2 alveolar-po2
darah).
b.
Area permukaan
fungsional total membran pernapasan.
c.
Volume pernapasan satu
menit, dan.
d.
Ventilasi alveolar.
Keempat faktor tersebut mempunyai hubungan langsung dengan difusi oksigen. Apa
saja yang menurunkan po2 alveoli cederung akan menurunkan gradien tekanan
oksigen darah alveolar dan karenanya cenderung menurunkan jumlah oksigen yang
memasuki darah.
Membran respirasi, tempat berlangsungnya pertukaran
gas, terdiri dari lapisan sulfaktan, epitelium skuamosa simpel pada dinding
alveolar, membran dasar pada dinding alveolar ruang interestisial yang
mengandung serabut jaringan ikat dan cairan jaringan, membran dasar kapilar dan
endotelium kapilar. Molekul gas harus melewati keenam lapisan ini melalui
proses difusi.
Oksigen, karbondioksida meurunkan gradien tekanan
farsialnya saat melewati membran respiratorik.
Faktor
yang mempengaruhi difusi gas selain gradien tekanan farsialnya, antara lain :
a.
Ketebalan membran
respirasi. Penyebab apapun yang meningkatkan ketebalan membran, seperti
edema dalam ruang interestisial atau infiltrasi fibrosa paru-paru akibat
penyaki pulmonar dapat mengurangi difusi.
b.
Area permukaan
membran respirasi pada penyakit seperti emfisema, sebagian besar permukaan
yang tersedia untuk pertukaran gas ,berkurang dan pertukaran gas mengalami
gangguan berat.
c.
Solubilitas gas
dalam membran respirasi. Solubilitas karbondioksida dua puluh kali lyebih besar
dari oksigen. Dengan demikian, karbondioksia dari .oksidenberdifusi melalui
membran dua puluh kali lebih cepat dari oksigen.
I.
Transport oksigen
dan karbondioksida didalam darah dan cairan tubuh
1.
Transpor oksigen.
Sekitar 97 % oksigen dalam darah dibawa eritrosit yang telah berikatandengan
hemoglobin (hb), 3 % oksigen sisanya larut dalam plasmanya. Sebagian besar oksigen yang diangkut dalam darah berikatan dengan
hemoglobin. Hemoglobin adalah protein quarterner yang terbentuk dari empat
rantai polipeptida yang berbeda yaitu dua rantai alfa (a) dan dua rantai beta
(p) yang masing-masing berikatan dengan “kelompok heme” yang mengandung zat
besi.
Ikatan oksigen-hemoglobin dibentuk dalam paru-paru dimana p02 tinggi.
Ikatan relatif takstabil, dan ketika darah melewati jaringan dengan po2 yang
rendah, ikatan tersebut pecah, dan oksigen dilepaskan ke dalam jaringan. Makin
rendah konsentrasi oksigen dalam jaringan, makin banyak oksigen hemoglobin yang
akan dilepaskan. Hal ini menjamin bahwa jaringan aktif menerima oksigen
sebanyak yang diperlukan untuk dapat melanjutkan pernapasan sel. Faktor lain
yang meningkatkan pelepasan oksigen dari hemoglobin adalah pco2 yang tinggi (ph
yang rendah) dan suhu yang tinggi.
a.
Setiap molekul
dalam ke empat molekul besi dalam hemoglobin berikatan dengan satu molekul
oksigen untuk membentuk oksihemoglobin berwarna merah tua.
Ikatan ini tidak kuat dan refersibel. Hemoglobin tereduksi berwarna merah
kebiruan.
b.
Kapasitas
oksigen adalah volume maksimum oksigen yang dapat berikatan dengan
sejumlah hemoglobin dakam darah.
-
Setiap sel darah
merah mengandung 280 juta molekul hemoglobin. Setiap garam hemoglobin dapat
mengikat 1,34 ml oksigen.
-
100 ml darah
rata-rata mengandung 15 gram hemoglobin untuk maksimum 20 ml oksigen per 100 ml
darah (15 x 1,34). Konsentrasi hemoglobin ini biasanya dinyatakan sebagai
persentase volume ddan merupakan jumlah yang sesuai dengan kebutuhan tubuh.
c.
Kejenuhan oksigen
darah adalah rasio antara volume oksige aktual yang terikat pada hemoglobin dan
kapasittas oksigen.
2.
Transpor karbon
dioksida.
Transpor karbon dioksida (co2) sedikit lebih rumit. Lebih dari dua
pertiga co2 yang diangkut oleh darah terbawa dalam bentuk ion bikarbonat
(hco3~). Ketika co2 larut dalam air (seperti dalam plasma darah), sebagian dari
molekul co2 berasosiasi dengan h2o membentuk asam karbonat (h2c03). Ketika
terbentuk, sebagian dari molekul h2c03 berdisosiasi membentuk ion-ion h+ dan
bikarbonat (hco3-). Proses ini dikatalis oleh enzim karbonat anhidrase yang
terdapat dalam sel-sel darah merah.
Pembentukan bikarbonat. Karbon dioksida bereaksi dengan air membentuk
asam karbonat, yang reaksinya dikatalis oleh enzim sdm karbonat anhidrase. Asam
karbonat kemudian berdisosiasi membentuk ion bikarbonat dan hidrogen. Panah
ganda menunjukkan bahwa setiap reaksi bersifat reversibel, kecepatan aktual
pada setiap arah diatur oleh konsentrasi relatif setiap molekul. (sumber: wingerd,
1994, him. 459)
Makin banyak co2 yang ditambahkan ke dalam plasma, makin banyak co2 yang
akan diubah menjadi asam karbonat. Sebagai akibat konsentrasi asam karbonat
meningkat, yang membuat sistem bergerak ke arah bikarbonat, sehingga
meningkatkan kecepatan pembentukan bikarbonat. Hasil akhirnya adalah
molekul-molekul co2 yang berdiftisi ke dalam plasma akan terus menerus dibuang
dari larutan dan diubah menjadi bikarbonat. Hal ini memungkinkan tempat yang
lebih banyak untuk co2 terlarut dalam plasma, dengan demikian meningkatkan
kapasitas pengangkutan co2 darah.
Ketika ion-ion bikarbonat dibentuk, ion-ion tersebut berdifusi searah
dengan gradien konsentrasinya ke dalam plasma. Keluarnya ion-ion negatif ini
(hco3~) dari sel-sel darah merah diimbangi oleh masuknya ion negatif lain yaitu
ion klorida (cl~). Transpor ion negatif yang saling berlawanan ini disebut
sebagai perpindahan klorida. Sesuai dengan hukum kecepatan kimia di atas,
ketika co2 dikeluarkan dari plasma maka keseluruhan sistem berpindah ke arah
yang berlawanan. Dengan demikian, reaksi yang mengubah asam karbonat untuk
membebaskan co2 menjadi dominan.
Penurunan konsentrasi
asam karbonat kemudian mendorong perpindahan ke arah pengubahan bikarbonat
menjadi asam karbonat.
Karbon dioksida yang berdifusi kedalam darah dari
jaringan dibawa ke paru-paru melalui cara berikut ini:
a.
Sejumlah kecil
karbon dioksida (7 % - 8 %) tetap terlarut dalam plasma.
b.
Karbon dioksida
yang tersisa bergerak kedalam sel darah merah, diimana 25 % nya bergabung dalam
bentuk repersibel yang tidak kuat dengan gugus amino di bagian globin pada
hemoglobin untuk membentuk karbaminohemoglobin.
c.
Sebagian besar
karbon dioksida dibawa dalam bentuk bikarbonnat terutama dalam plasma.
d.
Pergeseran klorida.
Ion bikarbonat bermuatan negatif yang terbentuk dalam sel darah merah berdifusi
kedalam plasma dan hanya menyissakan ion bermuatan positif berlebihan.
e.
Ion hidrogen
bermuattan positif yang terlepas akibat disosiasi asam karbonat berikatan
dengan hemoglobin dalam sel darah merah untuk memkinimalisasikan perubahan ph.
J.
Pengaturan sistem
pernafasan & insufiensi pernafasan
Mekanisme pernafasan diatur dan dikendalikan oleh dua factor utama yaitu
factor kimiawi dan pengendalian oleh saraf.
1.
Kendali kimiawi
Factor kimiawi adalah factor utama dalam pengendalian dan pengaturan
frekuensi, kecepatan dan dalamnya gerakan pernafasan. Pesat pernafasan di
sumsum dangant peka pada reaksi kimia. Karbon dioksida adalah produk asam dari
metabolism, yang merangsang pusat pernafasan untuk mengirim keluar impuls saraf
yang bekerja atas otot pernafasan.
Latihan menyebabkan peningkatan kadar karbondioksida dalam darah, atau
peningkatan konsentrasi ion hydrogen ( h ) darahmempunyai efek kuat yang
langsung pada neuron-neuron susunan reticular yang menyebabkan peningkatan
kecepatan dan kedalam pernafasan dengan meningkatkan ekresi kerbon dioksida.
Pusat pengendalian ada di kemoreseptor yang mendeteksi perubahan kadar
oksigen, karbon dioksida dan ion hydrogen dalam darah arteri dan cairan
serebrospinalis dan menyebabkan pemyesuaian yang tepat antara frekuensi dan
keadaan respirasi.
a.
Kemoreseptor sentral
Yaitu neuron yang terletak di permukaan ventral lateral medulla.
Peningkatan kadar karbon dioksida dalam darah arteri dan cairan serebrospinalis
merangsan peningkatan frekuensi dan kedalam respirasi. Penurunan kadar oksigen
hanya sedikit berpengaruh pada kemoreseptor sentral.
b.
Kemoreseptor perifer
Terletak di badan aorta dan kerotid pada system arteri. Kemoreseptor ini
merespon terhadap perubahan konsentrasi ion oksigen, karbon dioksida dan ion
hydrogen.
Contoh:
Kalau kita melakukan olahraga maka akan terjadi proses pembakaran di
dalam tubuh, hal ini memerlukan oksigan yang sangat besar, maka efek dari
kompensasi tubuh adalah dengan jalan respirasi yang cepat dan dalam untuk
menyediakan bahan bakar tersebut, sewaktukita melakukan istirahat maka tubuh
akan kembali normal karena oksigen yang dibutuhkan standar karena pembakaran
yang terjadi tidak terlalu banyak
2.
Kendali syaraf
Penafasan dikendalikan oleh sel-sel syaraf dalam susunan retikularis di
batang, terutama pada medulla. Sel-sel ini mengirim impuls menuruni medulla
spinalis, kemudian melalui syaraf frenkus ke diagfragma, da melalui
syaraf-syaraf interkostalis ke otot-otot interkostalis. Jadi pusat pernafasan
ialah suatu pusat otomatik di dalam medulla oblongata yang mengeluarkan impuls
eferen ke otot pernafasan impuls eferen yang dirangsang oleh pemekaran
gelembung udara, yang diantarkan oleh syaraf vagus kepusat pernafasan di dalam
medulla.
Susunan retikularis mempunyai pola aktifitas syaraf dengan irama teratur
yang mempertahankan aktifitas berirama dari otot-otot ini. Irama ini dilengkapi
dengan hering-breuer yaitu reseptor-reseptor yang renggang yang terdapat pada
frenkhim paru-paru yang memancarkan rangsangan ke medulla oblongata melalui
vagus, pengembangan paru-paru yang cepat menghambat rangsang respirasi.
Reseptor regangan di jaringan peru mengirim impuls-impuls melalui nervus
vagus ke batang otak impuls ini menghambat inspirasi saat paru-paru
dikembangkan, dan merangsang respirasi.
Selain nyeri, dan impuls syaraf dari gerakan badan, menyebabkan
peningkatan pada pernafasan, karena kerjanya pada susunan reticular.
Beberapa factor tertentu merangsang pusat pernafasan yang terletak di
dalam medulla oblongata, dan kalau dirangsang maka pusat itu mengeluarkan
impuls yang disalurkan oleh syaraf spinalis ke otot pernafasan yaitu
diagfragma dan otot interkostalis.
Rangsangan ritmis ( berirama ) pada medulla oblongata menimbulkan
pernafasan otomatis. Darah medulla oblongata yang berhubungan denga pernafasan
secara klasik dinamakam pusat pernafasan. Ada 2 kelompok neuron pernafasan,
kelompok social yang dekat dengan nucleus trktus solitariusadalah sumber irama
yang mengendalikan neuron motoris phrenerius konralateral. Neuron-neuron ini
juga memproyeksikan diri dan mengendalikan golongan ventral. Golongan ini
mempunyai 2 bagian.
Bagian krnial dibentuk oleh neuron-neuron nucleus ambigus yang
mempersyarafi otot-otot membantu pernafasan ipsilateral, pada hakekatnya
melalui nervus vagus.
Bagian caudal dibentuk oleh neuron-neuron dalam nucleus retroambigualis
yang menyelenggarakan pengendalian inspirasi dan eksresi ke neuron-neuron
motoris yang mempersyarafi interkostalis.
Penafasan spontan ditimbulkan oleh rangsang yang ritmis neron motoris
yang mempersyarafi otot-otot pernafasan. Rangsangan ini secara keseluruhan
tergantung pada impuls-impuls syaraf otak.
Daftar
pustaka
sloane, ethel. 1994. Anatomi dan fisiologi. Penerbit
buku kedokteran. Jakarta.
leonhardt, helmut. 1988. Atlas dan buku teks anatomi
manusia. Penerbit buku kedokteran. Jakarta.
setiadi, 2007. Anatomi dan fisiologi manusia. Graha ilmu, yogyakarta.
TERIMA KASIH ATAS KUNJUNGAN SAUDARA
Judul: Anatomi sistem pernapasan
Ditulis oleh Ana Nurkhasanah
Rating Blog 5 dari 5
Semoga artikel ini bermanfaat bagi saudara. Jika ingin mengutip, baik itu sebagian atau keseluruhan dari isi artikel ini harap menyertakan link dofollow ke https://kumpulandiagnosakeperawatan.blogspot.com/2015/05/anatomi-sistem-pernapasan.html. Terima kasih sudah singgah membaca artikel ini.Ditulis oleh Ana Nurkhasanah
Rating Blog 5 dari 5
Categories:
Anatomi Fisiologi
0 comments:
Post a Comment