blok 7 pbl

Mekanisme Kerja Sistem Pernafasan dan Sistem buffer tubuh

Pendahuluan

Latar belakang

Manusia memiliki sistem respirasi yang merupakan proses pertukaran gas O2 dengan CO2 ,

yang kemudian gas O2 diedarkan ke seluruh tubuh, untuk digunakan sebagai sumber energi

proses metabolisme yang dilakukan oleh tubuh. Pengangkutan gas antara paru-paru, sel-sel

serta jaringan-jaringan tubuh dicapai melalui aliran darah. Selama proses oksidasi biologi

intraseluler, molekul-molekul nutrisi yang besar akan dipecah menjadi metabolit-metabolit

yang lebih kecil dan terjadi pelepasan energi.

Tujuan

i. Untuk mengetahui struktur dari sistem pernapasan.

ii. Untuk mengerti fungsi sistem pernapasan.

iii. Untuk mengerti mekanisme pernapasan.

iv. Untuk mengetahui sistem kerja buffer tubuh

Hipotesis

Sesak nafas yang diderita pasien merupakan akibat dari gangguan sistem pernafasan.

Isi

Pertama akan dibahas anatomi sistem pernafasan. Secara makroskopis jalur pernafasan adalah :

- Kavum nasi- Nasofaring- Laring- Trakea- Bronkus ekstrapulmonal dan intrapulmonal- Bronkiolus terminalis- Bronkiolus respiratorius- Ductus alveolaris- Sakus alveolaris- Alveolus

1


A. Rongga hidung dan nasal

1. Hidung eksternal berbentuk piramid disertai dengan suatu akar dan dasar. Bagian ini tersusun dari kerangka kerja tulang, kartilago hlalln, dan jaringan fibroareolar.a. Septum nasal membagi hidung menjadi sisi kiri dan sisi kananrongga nasal. Bagian anterior septum adalah kartilago.b. Naris (nostrll) eksternal dibatasi oleh kartilago nasal.1. Kartilago nasal lateral terletak di bawah jembatan hidung.2. Ala besar dan ala kecil kartilago nasal mengelilingi nostrilc. Tulang hidung1. Tulang nasal membentuk jembatan dan bagian superior kedua sisi hidung.2. Vomerdan lempeng perpcndikular tulang etmold membentuk bagian posterior septum nasal.3. Lantai rongga nasal adalah palatum keras yang terbentuk dari tulang maksila dan palatinum.4. Langit-langit rongga nasal pada sisi medial terbentuk dari lempeng kribrlform tulang etmoid. pada sisi anterior dari tulang frontal dan nasal, dan pada sisi posterior dari tulang sfenoid.

5. Konka (turbinatum) nasalis superior, tengah dan inferior me-nonjol pada sisi medial dinding lateral rongga nasal. Setiap konkadilapisi membran mukosa (epitel kolumnar bertingkat dan bersilia) yang berisi kelenjar pembuat mukus dan banyak mengandung pembuluh darah.6. Meatus superior, medial dan inferior merupakan Jalan udararongga nasal yang terletak di bawah konka.d. Empat pasang sinus paranasal (frontal, clmoid. maksilar. dan sfenoid) adalah kantong tertutup pada bagian frontal etmold. maksilar. dan sfenoid. Sinus ini dilapisi membran mukosa.1. Sinus berfungsi untuk meringankan tulang kranial. memberi area permukaan tambahan pada saluran nasal untuk meng¬hangatkan dan melembabkan udara yang masuk, memproduksi mukus, dan memberi efek resonansi dalam produksi wicara.2. Sinus paranasal mengalirkan cairannya ke meatus rongga nasal melalui duktus kecil yang terletak di area tubuh yang lebih tinggi dari area lantai sinus. Pada posisi tegak, aliran mukus ke dalam rongga nasal mungkin terhambat, terutama pada kasus Infeksi sinus.3. Duktus nasolakrlmal dari kelenjar air mata membuka ke arah meatus Inferior.

2. Membran mukosa nasala. Struktur1. Kulit pada bagian eksternal permukaan hidung yang mengandung folikel rambut, keringat, dan kelenjar sebasea. merentang sampai vestibula yang terletak di dalam nostril. Kulit di bagian dalam ini mengandung rambut (vibrissae) yang berfungsi untuk menyaring partikel dari udara terhisap.2. Di bagian rongga nasal yang lebih dalam, epitelium respiratorik membentuk mukosa yang melapisi ruang nasal selebihnya. Lapisan ini terdiri dari epitelium bersilia dengan sel goblet yang terletak pada lapisan Jaringan ikat tervaskularisasi dan terus memanjang untuk melapisi saluran pernapasan sampai ke bronkus.

2


b. Fungsi1. Penyaringan partikel kecil. Silia pada epiltelium respiratorik melambai ke depan dan belakang dalam suatu lapisan mukus. Gerakan dan mukus membentuk suatu perangkap untuk partikel yang kemudian akan disapu ke atas untuk ditelan, dibatukkan, atau dibersinkan keluar.2. Penghangatan dan pelembaban udara yang masuk. Udara kering akan dilembabkan melalui evaporasi sekresi serosa dan mukus serta dihangatkan oleh radiasi panas dari pembuluh darah yang terletak di bawahnya.3. Resepsi odor. Epitelium olfaktori yang terletak di bagian atas rongga hidung di bawah lempeng kribriform. mengandung sel-sel olfaktori yang mengalami spesialisasi untuk indera penciuman.B. Faring adalah tabung muskular berukuran 12.5 cm yang merentang dari bagian dasar tulang tengkorak sampai esofagus. Faring terbagi menjadi nasofaring. orofaring, dan laringofaring.1. Nasofaring adalah bagian posterior rongga nasal yang membuka ke arah rongga nasl melalui dua naris internal (koana).a. Dua tuba Eustachius (auditorik) menghubungkan nasofaring dengan telinga tengah. Tuba ini berfungsi untuk menyetarakan tekanan udara pada kedua sisi gendang telinga.b. Amandel (adenoid) faring adalah penumpukan jaringan limfatik yang terletak di dekat naris internal. Pembesaran adenoid dapat menghambat aliran udara.2. Orofaring dipisahkan dari nasofaring oleh palatum lunak muskular. suatu perpanjangan palatum keras tulang.a. Uvula (“anggur kecil”) adalah prosesus kerucut kecil yang menjulur ke bawah dari bagian tengah tepi bawah palatum lunak.b. Amandel palatinum terletak pada kedua sisi orofaring posterior.3. Laringofaring mengelilingi mulut esofagus dan laring, yang merupakan gerbang untuk sistem resplratorik selanjutnya.C. Laring (kotak suara) menghubungkan faring dengan trakea. Laring adalah tabung pendek berbentuk seperti kotak triangular dan ditopang oleh sembilan kartilago; tiga berpasangan dan tiga tidak berpasangan.1. Kartilago tidak berpasangana. Kartilago tiroid (jakun) terletak di bagian proksimal kelenjar tiroid.Biasanya berukuran lebih besar dan lebih menonjol pada laki-lakiakibat hormon yang disekresi saat pubertas.b. Kartilago krikoid adalah cincin anterior yang lebih kecil dan lebihtebal, terletak di bawah kartilago tiroid.c. Epiglotis adalah katup kartilago elastis yang melekat pada tepiananterior kartilago tiroid. Saat menelan, epiglotis secara otomatismenutupi mulut laring untuk mencegah masuknya makanan dancairan.2. Kartilago berpasangana. Kartilago aritenoid terletak di alas dan di kedua sisi kartilagokrikoid. Kartilago ini melekat pada pita suara sejati, yaitu lipatanberpasangan dari epltelium skuamosa bertingkat.b. Kartilago kornikulata melekat pada bagian ujung kartilago aritenoid.c. Kartilago kuneiform berupa batang-batang kecil yang membantumenopang jaringan lunak.3. Dua pasang lipatan lateral membagi rungga laring.a. Pasangan bagian atas adalah lipatan ventrikulär (pita suara semu)yang tidak berfungsi saat produksi suara.

3


b. Pasangan bagian bawah adalah pita suara sejati yang melekat padakartilago tiroid dan pada kartilago aritenold serta kartilago krikold.Pembuka di antara kedua pita ini adalah glotis.1. Saat bernapas, pita suara terabduksi (tertarik membuka) oleh otot laring, dan glotis berbentuk triangular.2. Saat menelan, pita suara teraduksi(tertarik menutup), dan glotis membentuk celah sempit.3. Dengan demikian, kontraksi otot rangka mengatur ukuran pembukaan glotis dan derajat ketegangan pita suara yang diperlukan untuk produksi suara.D. Trakea (pipa udara) adalah tuba dengan panjang 10 cm sampai 12 cm dan diameter 2,5 cm serta terletak di atas permukaan anterior esofagus. Tuba Ini merentang dari laring pada area vertebra serviks keenam sampai area vertebra toraks kelima tempatnya membelah menjadi dua bronkus utama.1. Trakea dapat tetap terbuka karena adanya 16 sampai 20 cincin kartilago berbenluk-C. Ujung posterior mulut cincin dihubungkan oleh jaringan Ikat dan otot sehingga memungkinkan ekspansi esofagus.2. Trakea dilapisi epitelium respiratorik (kolumnar bertingkat dan bersllia) yang mengandung banyak sel gobletE. Percabangan bronkusA. Bronkus primer kanan berukuran lebih pendek, lebih tebal, dan lebih lurus dibandingkan bronkus primer kiri karena arkus aorta membelokkan trakea bawah ke kanan. Objek asing yang masuk ke dalam trakea kemungkinan ditempatkan dalam bronkus kanan.B. Setiap bronkus primer bercabang 9 sampai 12 kali untuk membentuk bronki sekunder dan tertier dengan diameter yang semakin mengecil. Saat tuba semakin menyempit, batang atau lempeng kartilago mengganti cincin kartilagoC. Bronki disebut ekstrapulmonar sampai masuk paru- paru, setelah itu disebut intrapulmonarD. struktur mendasar dari kedua paru- paru adalah percabangan brongkial yang selanjutnya : bronki, bronkiolus, bronkiolus terminal, bronkiolus respiratorik, duktus alveolar, dan alveoli. Tidak ada kartilago dalam bronkiolus, silia tetap ada samapi bronkiolus respiratorik terkecil.F. Paru – paru1. Paru – paru adalah organ berbentuk piramid seperti spons dan berisi udara, terletak dalam rongga toraks.a. Paru kanan memiliki tiga logus, paru kiri memiliki dua lobus.b. Setiap paru memiliki sebuah apeks yang mencapai bagian atas iga pertama, sebuah permukaan diafragmatik terletak di atas diafragma, sebuah permukaan mediastinal yang terletak terpisah dari paru lain oleh mediastinum dan permukaan kosatal terletak diatas kerangka iga.c. Permukaan mediastinal memiliki hilus, tempat masuk dan keluarnya pembuluh darah bronki, pulmonar, dan bronkial dari paru.d. Paru kanan dibagi oleh fisura transversa dan oblik menjadi tiga lobus: atas, tengah, dan bawah. Paru kiri memiliki fisura oblik dan dua lobus. Pembuluh darah, saraf, dan sistem limfatik memasuki paru pada permukaan medialnya di akar paru atau hilus. Setiap lobus dibagi menjadi sejumlah segmen bronkopulmonal yang berbentuk baji dengan bagian apeks pada hilus dan bagian dasarnya pada permukaan paru. Setiap segmen bronkopulmonal disuplai oleh bronkus segmental, arteri, dan venanya sendiri serta dapat diangkat dengan pembedahan yang hanya menimbulkan sedikit perdarahan atau keluarnya udara dari paru yang masih ada.Pleksus nervus pulmonalis terletak di belakang setiap hilus, yang menerima serabut-serabut baik dari vagus maupun ganglia toraks kedua sampai keempat pada trunkus simpatikus. Setiap vagus mengandung aferen sensorik dari paru dan jalan napas, serta eferen sekretomotorik dan bronkokonstriktor parasimpatis. Serabut-serabut simpatis merupakan

4


bronkodilator tetapi relatif jarang.Setiap paru dilapisi oleh suatu membran tipis, yaitu pleura viseralis, yang bersambungan dengan pleura parietalis, yang melapisi dinding dada, diafragma, perikardium, dan mediastinum. Ruang di antara lapisan parietal dan viseral sangat tipis pada keadaan sehat dan dilubrikasi oleh cairan pleura. Rongga pleura kanan dan kiri terpisah dan masing-masing meluas sebagai resesus kostodiafragmatikus di bawah paru bahkan selama inspirasi penuh. Pleura parietalis secara segmental dipersarafi oleh nervus interkostalis dan nervus frenikus, sehingga rasa nyeri akibat peradangan di pleura (pleuritis) sering menjalar ke dinding dada atau ujung bahu. Pleura viseralis tidak memiliki inervasi sensorik.Saluran limfatik tidak terdapat pada dinding alveolar, tetapi menyertai pembuluh darah kecil yang membawa Iimfe menuju nodus bronkopulmonal hilus dan dari sini ke nodus trakeo-bronkial pada bifurkasio trakea. Sebagian limfe dari lobus bawah bermuara ke nodus mediastinal posterior.2. Pleura adalah membran penutup yang membungkus setiap paru.a. pleura perietal melapisi rongga toraks ( kerangka iga, diafragma, mediastinum)b. pleura viseral melapisi paru dan bersambungan dengan pleura parietal di bagian bawah paru.c. rongga pleura adalah ruang potensial antara pleura parietal dan viseral yang mengandung lapisan tipis cairan pelumas. Cairan ini disekresi oleh sel – sel pleural sehingga paru- paru dapat mengembang tanpa melakukan friksi. Tekanan cairan agak negatif dibandingkan tekana atmosfer.d. Resesus pleura adalah area rongga pleura yang tidak berisi jaringan paru. Area ini muncul saat pleura parietal bersilangan dari satu permukaan ke permukaan lain. Saat bernapas, paru- paru bergerak keluar masuk area ini.i. Resesus leura kostomediastinal terletak ditepi anterior kedua sisi pleeura, tempat pleura parietal berkelok dari kerangka iga ke permukaan lateral mediastinum.ii. Resesus pleura kostodiagfragmatik terletak di tepi posterior kedua sisi pleura di antara diagfragma dan permukaan kostal internal toraks. 1,2

Pembahasan selanjutnya adalah pembahasan secara histologi yakni mengenai sel-sel yang

terdapat di organ pernafasan. Organ-organ pernafasan akan dibahas per bagian:

1. Kavum nasi: lubang hidung dipisahkan oleh septum nasi. Mukosa hidung dilapisi

epitel skuamosa berlapis tanpa lapisan tanduk di vestibula dan oleh epitel kolumnar

bersilia berlapis bersilia bersel goblet di daerah respirasi dan olfaktorius. Terdapat 3

tonjolan tulang yang disebut konka, yaitu konka nasalis superior, medius, inferior.

Konka nasalis medius dan inferior dilapasi epitel bertingkat torak bersilia bersel

goblet. Epitel olfaktorius dibagi 3 yaitu:

a. Sel olfaktorius: merupakan neuron bipolar, ujung dendrit menggembung disebut

vesikula olfaktori, dari permukaan keluar 6-8 silia olfaktori, akson tak bermyelin

bergabung dengan akson reseptor lain di lamina propia membentuk N.II

b. Sel penyokong: sel dengan granul kuning kecoklatan, berbentuk sel silindris tinggi

dengan bagian apex lebar dan bagian basal menyempit.

5


c. Sel basal: merupakan sel cadangan yang akan membentuk sel penyokong

selanjutnya dan mungkin menjadi sel olfaktorius.

2. Faring: yang merupakan bagian dari sistem pernapasan maupun pencernaan, dilapisi

oleh epitel silia berlapis semu di bagian atas (nasofarings) dan epitel skuamosa di

bagian bawahnya. Dibagi menjadi 3 bagian yakni:

a. Nasofaring: epitel bertingkat torak bersilia bersel goblet

b. Orofaring: epitel berlapis gepeng tanpa lapisan tanduk

c. Laringofaring epitel bervariasi sebagian besar epitel berlapis gepeng tanpa lapisan

tanduk.

3. Laring: Bagian atas larings dibatasi oleh epitel berlapis skuamosa dan bagian bawah

dilapisi oleh epitel kolumnar bersilia berlapis bersel goblet.

4. Epiglotis: mempunyai 2 permukaan yakni permukaan langual yang menghadap ke

lidah memiliki epitel berlapis gepeng tanpa lapisan tanduk, permukaan laringeal epitel

bertingkat torak bersilia bersel goblet.

5. Trakea: rangka berbentuk C dari tulang rawan hialin, memiliki 16-20 cincin. Sel pada

trakea:

a. Sel bersilia:mempunyai silia yang panjang, aktif, motil yang bergerak kearah

faring.

b. Sel goblet: mensintesa dan mensekresi lendir, sekresi apokrin.

c. Sel sikat type 1: mikrovili panjang

d. Sel sikat type 2: dapat berubah jadi sel pendek

e. Sel basal: sel induk yang akan berubah menjadi sel lain

f. Sel sekretorik: terdapat granul yang bersifat katekolamin yang akan mengatur

aktivitas sel goblet dan gerakan silia.

6. Pulmo: paru kanan dibagi atas 3 lobus (superior, medius, inferior), sedang paru kiri

dibagi atas 2 lobus (superior, inferior). Pembungkus paru disebut pleura, pleura

viselaris terletak dekat ke pulmo sedangkan pleura parietalis lebih dekat ke rongga

dada. Diantara kedua pleura ini terdapat cairan serosa.

7. Bronkus: bronkus ekstrapulmonal sama dengan trakea diameter lebih kecil. Bronkus

intrapulmonal memiliki epitel bertingkat torak bersilia bersel goblet.

8. Bronkiolus: dilapisi oleh epitel kuboid kolumnar sederhana yang meluas sampai ke

bronkiolus terminal dan sebagian dari bronkiolus respirasi.

6


9. Alveolus: dilapisi oleh sel gepeng sederhana (pneumosit tipe I, yang memungkinkan

berpindahnya gas dari udara yang dihirup ke dalam sirkulasi dan demikian

sebaliknya) dan oleh sel kuboid (pneumosit tipe II, yang mengeluarkan surfaktan

paru). Sekitar 90% permukaan alveolus dilapisi oleh pneumosit tipe I.3,4

Fungsi dan mekanisme sistem pernafasan

System pernafasan terdiri dari:

1. System saluran udara

2. Organ pertukaran gas

3. Mekanisme pompa ventilasi paru

4. Pusat pernafasan dan jaras pernafasan

5. Sistem sirkulasi darah

System saluran udara

Hidung

Faring

Laring

Trakea

Bronkus primer/principalis bag.konduksi

Kanan kiri

Paru kanan paru kiri

Bronkus kecil bronkus kecil

Bronkiolus bronkiolus

Bronkiolus terminalis bronkiolus terminalis

Bronkiolus respiratorius bronkiolus respiratorius

Duktus alveolaris duktus alveolaris

Sakus alveolaris sakus alveolaris bag. respirasi

Alveolus alveolus

Terdapat mekanisme bronkodilatasi dan bronkokonstriksi yang berguna untuk mengatur

jumlah udara yang masuk.

Otot pernapasan

Otot pernapasan utama adalah otot inspirasi, yang terpenting adalah diafragma; kontraksi

7


diafragma akan mendatarkan kubah, mengurangi tekanan rongga toraks, sehingga

menarik udara masuk ke paru-paru. Otot interkostalis eksternus membantu dengan cara

menaikkan iga dan meningkatkan dimensi rongga toraks. Pernapasan yang tenang

normalnya adalah pernapasan diafragma; otot inspirasi aksesorius (misalnya skalenus,

sternomastoideus) membantu inspirasi jika terdapat tahanan jalan napas atau ventilasi

yang tinggi. Ekspirasi dicapai dengan rekoil pasif paru dan dinding dada, namun, pada

laju ventilasi yang tinggi, ekspirasi dibantu oleh kontraksi otot abdomen yang

mempercepat rekoil diafragma dengan meningkatkan tekanan abdomen.

Pusat pernafasan

Pusat pernafasan volunter di korteks cerebri impulsnya disalurkan melalui traktus

kortikospinalis ke motor neuron saraf pernafasan. Pusat pernafasan otomasi terdiri dari 3

bagian:

1. Pusat pernafasan : di formatio reticularis medula oblongata lepas bermuatan berirama

menghasilkan pernafasan spontan. Secara anatomi pusat pernafasan dibagi menjadi 2

yakni kelompok dorsal (DRG), dan kelompok ventral (VRG). DRG terutama terdiri

dari neuron I, secara periodik melepaskan impulse dengan fekuensi 12-15/menit serat-

serat saraf yang keluar dari neuron I sebagian besar berakhir di motor neuron medulla

spinalis akan mempersarafi otot-otot inspirasi. Untuk inspirasi kuat maka neuron I

DRG akan mengirimkan impuls neuron I VRG yang akan mengaktifkan otot-otot

inspirasi tambahan. Untuk mekanisme ekspirasi normal tidak ada impuls apapun

karena ekspirasi normal merupakan fase relaksasi dari otot inspirasi. Sedangkan untuk

ekspirasi kuat neuron I DRG akan mengirim impuls ke neuron E VRG, dan E VRG

akan mengirim impuls yang melemahkan inspirasi sehingga ekspirasi kuat dapat

terjadi.

2. Pusat apneustik : berpengaruh tobik terhadap pusat inspirasi, pusat ini dihambat

impuls aferen melalui nervus vagus

3. Pusat pneumotaksik : impuls dari sini menghambat aktifitas neuron I. Pusat

pneumotaksik lebih dominan dari apneustik. Bila N.X dan pusat pnemotaksik diputus

dapat terjadi apneusis.5,6

Sistem peredaran darah

Terdapat dua sistem sirkulasi darah di sistem pernafasan yakni:

1. sirkulasi pulmonal yang berfungsi untuk membawa gas hasil pertukaran darah kapiler

dan udara alveol.

2. Sirkulasi bronkial menyediakan nutrient bagi jaringan paru

8


Volume dan tekanan paru

Volume tidal adalah volume udara yang keluar dan masuk paru saat pernapasan normal;

volume tidal istirahat normal adalah -500 mL, namun, seperti volume paru lainnya,

volume ini bergantung pada usia, jenis kelamin, dan tinggi badan. Kapasitas vital adalah

volume tidal maksimum, yaitu ketika seseorang menarik napas sedalam-dalamnya dan

menghembuskan napas sehabis-habisnya. Perbedaan volume antara ekspirasi istirahat dan

ekspirasi maksimum disebut volume cadangan ekspirasi; hal yang sama pada inspirasi

disebut volume cadangan inspirasi. Volume paru setelah inspirasi maksimum adalah

kapasitas paru total, sedangkan volume paru setelah ekspirasi maksimum adalah volume

residu.

Kapasitas residu fungsional (functional residual capacity, FRC) adalah volume paru pada

akhir pemapasan normal, ketika otot-otot respirasi berelaksasi. Besar FRC ditentukan

oleh keseimbangan antara rekoil elastis ke arah luar oleh dinding dada dan rekoil elastis

ke arah dalam oleh paru. Keduanya dikoupling oleh cairan di dalam rongga pleura dada

yang kecil, sehingga terjadi tekanan negatif (tekanan intrapleura: -0,2 sampai -0,5 kPa).

Oleh karena itu,- perforasi dada menyebabkan udara tersedot ke dalam rongga pleura, dan

dinding dada akan mengembang, sementara paru kolaps (pneumotoraks). Penyakit yang

mempengaruhi rekoil elastis paru akan mengubah FRC; fibrosis akan meningkatkan

rekoil sehingga mengurangi FRC, sedangkan emfisema, di mana terjadi kerusakan

struktur paru, rekoil berkurang dan FRC meningkat.

Selama inspirasi, perluasan rongga toraks membuat tekanan intrapleura menjadi lebih

negatif, menyebabkan paru dan alveoli mengembang, dan mengurangi tekanan alveolar.

Hal ini memunculkan gradien tekanan antara alveoli dengan mulut, dan menarik udara ke

paru. Selama ekspirasi, tekanan intrapleura dan tekanan alveolar meningkat, walaupun,

kecuali saat ekspirasi paksa (misalnya batuk), tekanan intrapleura tetap negatif pada

keseluruhan siklus karena ekspirasi normalnya adalah pasif.

Ruang rugi (dead space) adalah volume jalan napas yang tidak berperan dalam pertukaran

gas. Ruang rugi anatomis mencakup saluran napas dan turun hingga ke bronkiolus

terminalis; normalnya -150 mL. Ruang rugi alveolar adalah alveoli yang tidak mampu

mengadakan pertukaran gas; dalam kesehatan, hal ini tidaklah penting. Ruang rugi

fisiologis adalah jumlah ruang rugi anatomis dan alveolar.7

Prinsip dasar1. Toraks adalah rongga tertutup kedap udara disekeliling paru-paru yang terbuka ke atmosfer hanya melalui jalur sistem pernafasan.

9


2. Pernafasan adalah proses inspirasi (inhalasi) udara ke dalam paru-paru dan ekspirasi (ekshalasi) udara dari paru-paru ke lingkungan luar tubuh.3. Sebelum inspirasi dimulai, tekanan udara atmosfer (sekitar 760 mmHg) sama dengan tekanan udara dalam alveoli yang disebut sebagai tekanan intra-alveolar (intrapulmonar).4. Tekanan intrapleura dalam rongga pleura (ruang antar pleura) adalah tekanan sub-atmosfer, atau kurang dari tekanan intra-alveolar.5. Peningkatan atau penurunan volume rongga toraks mengubah tekanan intrapleura dan intra-alveolar yang secara mekanik menyebabkan pengembangan atau pengempisan paru-paru.6. Otot-otot inspirasi memperbesar rongga toraks dan meningkatkan volumenya. Otot-otot ekspirasi menurunkan volume rongga toraks.a. Inspirasi membutuhkan kontraksi otot dan energi(1) Diafragma, yaitu otot berbentuk kubah yang jika sedang relaks akan memipih saat berkontraksi dan memperbesar rongga toraks ke arah inferior.(2) Otot interkostal eksternal mengangkat iga ke atas dan ke depan saat berkontraksi sehingga memperbesar rongga toraks ke arah anterior dan superior.(3) Dalam pernafasan aktif atau pernafasan dalam, otot-otot sternokleidomastoid, pektoralis mayor, serratus anterior, dan otot skalena juga akan memperbesar rongga toraks.b. 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.1

1. Transport gasa. Transport O2Sekitar 97% oksigen dalain darah dibawa eritrosit yang telah berikatan dengan hemoglobin (Hb), 3% oksigen sisanya larut dalam plasma.1. Setiap molekul dalam keempat molekul besi dalam hemoglobin berikatan dengan satu molekul oksigen untuk membentuk oksihemoglobin (Hb02) berwarna merah tua. Ikatan ini tidak kuat dan reversibel. Hemoglobin tereduksi (111Th) berwarna merah kebiruan.

2. Kapasitas oksigen adalah volume maksirnum oksigen yang dapat berikatan dengan sejumlah hemoglobin dalam darah.a. Setiap sel darah merah mengandung 280 juta molekul hemoglobin. Setiap gram hemoglobin dapat mengikat 1,34 ml oksigen.b. 100 ml darah rata-rata mengandung 15 gram hemoglobin untuk maksimum 20 ml O2 per 100 ml darah (15 X 1,34). Konsentrasi hemoglobin ini biasanya dinyatakan sebagai persentase volume dan merupakan jumlah yang sesuai dengan kebutuhan tubuh.3. Kejenuhan oksigen darah adalah rasio antara volume oksigen aktual yang terikat pada hemoglobin dan kapasitas oksigen. Kejenuhan oksigen dibatasi oleh jumlah hemoglobin atau PO2.4. Kurva disosiasi oksigen-hemoglobin. Grafik memperlihatkan persentase kejenuhan hemoglobin pada garis vertikal dan tekanan parsial oksigen pada garis horisontal.a. Kurva berbentuk S (sigmoid) karena kapasitas pengisian oksigen pada hemoglobin (afinitas pengikatan oksigen) bertambah jika kejenuhan bertambah. Deinikian pula, jika pelepasan oksigennya (pelepasan oksigen terikat) meningkat, kejenuhan oksigen darah pun meningkat. Hemoglobin dlkatakan 97% jenuh pada PO2 100 mmHg, seperti yang terjadi pada udara alveolar.

b. Lereng kurva disosiasi ini menjadi tajam di antara tekanan 10 sampai 50 mmHg dan mendatar di antara 70 sampai 100 mmHg. Dengan deinikian, pada tingkat PO2 yang tinggi,

10


muatan yang besar hanya sedikit memengaruhi kejenuhan hemoglobin.c. Jika PO2 turun sampai di bawah 50 mmHg, seperti yang terjadi dalam jaringan tubuh, perubahan PO2 ini walaupun sangat sedikit dapat mengakibatkan perubahan yang besar pada kejenuhan hemoglobin dan volume oksigen yang dilepas.d. Darti arteri secara normal membawa 97% oksigen dan kapasitasnya untuk melakukan hal tersebut. Oleh karena itu, pernapasan dalam atau menghirup oksigen murni tidak dapat memberi ‘peningkatan yang berarti padakejenuhan hemoglobin dengan oksigen. Menghirup oksigen murni dapat meningkatkan penghantaran oksigen ke dalam jaringan karena volume oksigen terlarut dalam plasma darah meningkat.e. Dalam darah vena, PO2 mencapai 40 mmHg dan hemoglobin masih 75% jenuh, ini menunjukkan bahwa darah hanya melepas sekitar seperempat muatan oksigennya saat melewati jaringan. Hal ml memberikan rentang keamanan yang tinggi jika sewaktu-waktu pernapasan terganggu atau kebutuhan oksigen jaringan meningkat.

b. Transport CO2Karbon dioksida yang berdifusi ke dalam darah dan janingan dibawa ke paru-paru melalui cara berikut ini:1. Sejumlah kecil karbon dioksida (7% sampai 8%) tetap terlarutdalamplasma.

2. Karbon dioksida yang tersisa bergerak ke dalam sel darah merah, di mana 25%-nya bergabung dalam bentuk reversibel yang tidak kuat dengan gugus amino di bagian globin pada hemoglobin untuk membentuk karbaminohemoglobin.

3. Sebagian besar karbon dioksida dibawa dalam bentuk bikarbonat, terutama dalam plasma.a. Karbon dioksida dalam sel darah merah benikatan dengan air untuk membentuk asam karbonat dalam reaksi bolak-balik yang dikatalis oleh anhidrase karbonik.b. Reaksi di atas berlaku dua arab, bergantung konsentrasi senyawa. Jika konsentrasi CO2 tinggi, seperti dalam Jaringan, reaksi beglangsung ke kanan sehingga lebih banyak terbentuk ion hidrogen dan bikarbonat. Dalam paru yang konsentrasi C02-nya lebih rendah, reaksi berlangsung ke kiri dan melepaskan karbon dioksida.

2. Proses difusi gasSecara umum difusi diartikan sebagai peristiwa perpindahan molekul dari suatu daerah yang konsentrasi molekulnya tinggi ke daerah yang konsentrasinya lebih rendah. Peristiwa difusi merupakan peristiwa pasif yang tidak memerlukan energi ekstra. Peristiwa difusi yang terjadi di dalam paru adalah perpindahan molekul oksigen dari rongga alveoli melintasi membrana kapiler alveolar, kemudian melintasi plasma darah, selanjutnya menembus dinding sel darah merah, dan akhirnya masuk ke interior sel darah merah sampai berikatan dengan hemoglobin. Membran kapiler alveolus sangat tipis, yaitu 0,1 um atau sepertujuh puluh dari tebal butir darah merah sehingga molekul oksigen tidak mengalami kesulitan untuk menembusnya. Peristiwa difusi yang lain di dalam paru adalah perpindahan molekul karbondioksida dari darah ke udara alveolus. Oksigen dan karbondioksida menembus dinding alveolus dan kapiler pembuluh darah dengan cara difusi. Berarti molekul kedua gas tadi bergerak tanpa menggunakan tenaga aktif.Urut-urutan proses difusi terbagi atas:a. Difusi pada fase gasUdara atmosfer masuk ke dalam paru dengan aliran yang cepat, ketika dekat alveoli kecepatannya berkurang sampai terhenti. Udara atau gas yang baru masuk dengan cepat berdifusi atau bercampur dengan gas yang telah ada di dalam alveoli. Kecepatan gas berdifusi

11


di sini berbanding terbalik dengan berat molekulnya. Gas oksigen mempunyai berat molekul 32 sedangkan berat molekul karbondioksida 44. Gerak molekul gas oksigen lebih cepat dibandingkan dengan gerak molekul gas karbondioksida sehingga kecepatan difusi oksigen juga lebih cepat. Percampuran antara gas yang baru saja masuk ke dalam paru dengan gas yang lebih dahulu masuk akan komplit dalam hitungan perpuluhan detik. Hal semacam ini terjadi pada alveoli yang normal, sedangkan pada alveoli yang tidak normal, seperti pada emfisema, percampuran gas yang baru masuk dengan gas yang telah berada di alveoli lebih lambat.b. Difusi menembus membrana pembatasProses difusi yang melewati membrana pembatas alveoli dengan kapiler pembuluh darah meliputi proses difusi fase gas dan proses difusi fase cairan. Dalam hal ini, pembatas-pembatasnya adalah dinding alveoli, dinding kapiler pembuluh darah (endotel), lapisan plasma pada kapiler, dan dinding butir darah merah (eritrosit). Kecepatan difusi melewati fase cairan tergantung kepada kelarutan gas ke dalam cairan. Kelarutan karbondioksida lebih besar dibandingkan dengan kelarutan oksigen sehingga kecepatan difusi karbondioksida di dalam fase cairan 20 kali lipat kecepatan difusi oksigen. Semakin tebal membrana pembatas halangan bagi proses difusi semakin besar.6

Volume dan Kapasitas ParuVolume udara dalam paru-paru dan kecepatan pertukaran saat mnspirasi dan ekspirasi dapat diukur melalui spirometer. Nilai volume paru mernperlihatkan suhu tubuh standar dan tekanan ambien serta diukur dalam milimeter udara.1. Volume

a. Volume tidal (VT) adalah volume udara yang masuk dan keluar paruparu selama ventilasi normal biasa. VT pada dewasa muda sehatberkisar 500 ml untuk laki-laki dan 380 ml untuk perempuan.

b. Volume cadangan inspirasi (VCI) adalah volume udara ekstra yang masuk ke paru-paru dengan mnspirasi maksimum di atas inspirasitidal. CDI berkisar 3.100 ml pada laki-laki dan 1.900 ml padaperempuan.

c. Volume cadangan ekspirasi (VCE) adalah volume ekstra udara yang dapat dengan kuat dikeluarkan pada akhir ekspirasi tidal normal. VCE biasanya berkisar 1.200 ml pada laki-laki dan 800 ml pada perempuan.d. Volume residual (VR) adalah volume udara sisa dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi kuat. Volume residual periting untuk kelangsungan aerasi dalam darah saat jeda pernapasan. Rata-rata volume ini pada laki-laki sekitar 1.200 ml dan pada perempuan 1.000 ml. 5

2. Kapasitas

a. Kapasitas residual fungsional (KRF) adalab penambahan volume residual dan volume cadangan ekspirasi (KRF = VR + VCE). Kapasitas ml merupakan jumlah udara sisa dalam sistem respiratorik setelah ekspirasi normal. Nilal rata-ratanya adalah 2.200 ml.

b. Kapasitas inspirasi (KI) adalah penambahan volume tidal dan volume cadangan mnspirasi (KI = VT + VCI). Nilai rata-ratanya adalah 3.500 ml.

12


c. Kapasitas vital (1(V) adalah penambahan volume tidal, volume cadangan inspirasi, dan volume cadangan ekspirasi (KT = VT + VU + VCE). Karena diukur dengan spirometer, kapasitas vital merupakan jumlah udara maksimal yang dapat dikeluarkan dengan kuat setelah inspirasi maksimum. Kapasitas vital dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti postur, ukuran rongga toraks, dan komplians paru, tetapi nilal rata-ratanya sekitar 4.500 ml.

d. Kapasitas total paru (RTP) adalah jumlah total udara yang dapat ditampung dalam paru-paru dan sarna dengan kapasitas vital ditainbah volume residual (KTP = KV+ VR). Nilai rata-ratanya adalah 5.700 ml.

3. Volume ekspirasi kuat dalam satu detik (VEK) adalah volume udara yang. dapat dikeluarkan dan paru yang terinflasi maksimal saat detik pertama ekhalasi malcsimum. Nilai normal VEK1 sekitar 80% KV.Volume respirasi menit adalah volume tidal dikalikan jumlah pernapasan per menit.5

Sistem buffer tubuh

Buffer adalah suatu larutan yang PH-nya cnderung tidak berubah dengan pengenceran, penambahan sedikit asam maupun basa.larutan basa biasanya dibuat dengan asam lemah dengan basa konjugasinya, atau basa lemah dengan asam konjugasinya. Dalam tubuh manusia terdapat sistem buffer yang berguna untuk mempertahankan PH tubuh yakni sekitar 7,35-7,45. Jika PH kurang dari 7,35 disebut asidosis jika lebih dari 7,45 disebut alkalosis. Kedua kondisi ini sangat berbahaya bagi tubuh jika dialami dalam waktu yang lama karena bisa berujung kematian.

Sistem buffer dalam tubuh:

1. Cairan luar sel: buffer HCO3- H2CO3 saat kelebihan asam maka akan dinetralkan oleh

HCO3- sebaliknya jika kelebihan basa akan dinetralkan oleh H2CO3 perbandingan

HCO3- : H2CO3 adalah 20:1

2. Cairan intra sel: buffer H2PO4- dan HPO4

2- saat kelebihan asam akan dinetralkan oleh HPO4

2- dan saat kelebihan basa akan dinetralkan oleh H2PO4-

3. Buffer Hb kelebihan asam akan diikat oleh Hb4. Buffer protein

Sistem pernafasan menggunakan buffer HCO3- H2CO3 karena memiliki hubungan dengan

pengeluaran CO2, sedang ginjal menggunakan sistem buffer HPO42- karena saat kelebihan

asam bisa membentuk H2PO4- dan dibuang dengan urin.8

13


Kesimpulan

Pasien mengalami sesak nafas dikarenakan adanya gangguan pada mekanisme

pernafasan,yakni pada saluran pernafasan yang mengalami gangguan seperti

penyempitan, sehingga volume udara yang keluar ataupun masuk menjadi lebih sedikit

daripada kondisi normal.

14


Daftar pustaka

1. Sloane, Ethel. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta : EGC, 2003.h.266-277.

2. Pearce E C, Handoyo S Y (alih bahasa). Anatomi dan fisiologi untuk paramedis.

Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama, 2009.

3. Bloom, Fawcet, Tambayong J (alih bahasa). Buku ajar histologi. Jakarta: Penerbit

buku kedokteran EGC. 2002.

4. Junqueira, Luiz Carlos. Histologi dasar : teks dan atlas. Jakarta : EGC, 2007.h.335-53.

5. Sherwood L. Fisiologi manusia : dari sel ke sistem. Ed.6. Jakarta: EGC, 2011

6. Ganong, William F. Buku ajar fisiologi kedokteran. Jakarta : EGC, 2008

7. Guyton. Text book of medical physiology. Philadelphia: elesevier saunders, 2004

8. Horne M M, Swearingen P L, Dewi I N (alih bahasa). Keseimbangan cairan,

elektrolit, dan asam basa. Jakarta: penerbit buku kedokteran EGC, 2002.

15

Documents

blok 7 pbl