Sistem Pernapasan

A. Fisiologi Pernapasan

Fungsi sistem pernapasan adalah untuk mengambil oksigen (O2) dari atmosfer ke dalam sel-sel tubuh dan untuk mentranspor karbon dioksida (CO2) yang dihasilkan sel-sel tubuh kembali ke atmosfer (Sloane, 2004).

Respirasi melibatkan proses berikut :

1. Ventilasi pulmonal (pernapasan) adalah jalan masuk dan keluar udara dari saluran pernapasan dan paru-paru.

2. Respirasi eksternal adalah difusi O2 dan CO2 antara udara dalam paru dan kapilar pulmonar.

3. Respirasi internal adalah difusi O2 dan CO2 antara sel darah dan sel-sel jaringan

4. Respirasi selular adalah penggunaan O2 oleh sel-sel tubuh untuk produksi energi dan pelepasan produksi oksidasi (CO2 dan air) oleh sel-sel tubuh (Sloane, 2004).

Sistem pernapasan mencakup paru dan sistem saluran yang menghubungkan tempat berlangsungnya pertukaran gas dengan lingkungan luar. Juga terdapat suatu mekanisme ventilasi yang terdiri atas rangka toraks, otot interkostal, diafragma dan unsur elastis serta kolagen paru penting dalam memindahkan udara melalui bagian konduksi dan respirasi paru.

ventilasi juga dipengaruhi oleh 3 tekanan berbeda : tekanan atmosfer (barometric), tekanan intra-alveolus(tekanan intrapulmonal) dan tekanan intrapleura.

Sistem pernapasan dibagi dalam 2 bagian utama;

- Bagian konduksi, terdiri atas rongga hidung, nasofaring, laring, trakea,bronkus, dan bronkiolus terminalis.

- Bagian respirasi (tempat berlangsungnya pertukaran gas), terdiri atas bronkiolus respiratorius, duktus alveolaris, dan alveolus (Junqueira, 1997).

Dalam mengambil napas ke dalam tubuh dan membuang napas ke udara dilakukan dengan dua cara pernapasan, yaitu:

Respirasi / Pernapasan Dada

- Otot antar tulang rusuk luar berkontraksi atau mengerut

- Tulang rusuk terangkat ke atas

- Rongga dada membesar yang mengakibatkan tekanan udara dalam dada kecil sehingga udara masuk ke dalam badan.

2. Respirasi / Pernapasan Perut

- Otot difragma pada perut mengalami kontraksi

- Diafragma datar

- Volume rongga dada menjadi besar yang mengakibatkan tekanan udara pada dada mengecil sehingga udara pasuk ke paru-paru.

Normalnya manusia butuh kurang lebih 300 liter oksigen perhari. Dalam keadaan tubuh bekerja berat maka oksigen atau O2 yang diperlukan pun menjadi berlipat-lipat kali dan bisa sampai 10 hingga 15 kali lipat. Ketika oksigen tembus selaput alveolus, hemoglobin akan mengikat oksigen yang banyaknya akan disesuaikan dengan besar kecil tekanan udara.

Pada pembuluh darah arteri, tekanan oksigen dapat mencapat 100 mmHg dengan 19 cc oksigen. Sedangkan pada pembuluh darah vena tekanannya hanya 40 milimeter air raksa dengan 12 cc oksigen. Oksigen yang kita hasilkan dalam tubuh kurang lebih sebanyak 200 cc di mana setiap liter darah mampu melarutkan 4,3 cc karbondioksida / CO2. CO2 yang dihasilkan akan keluar dari jaringan menuju paru dengan bantuan darah (Komunitas & perpustakaan Indonesia).

Prosesi kimiawi respirasi pada tubuh manusia:

1. Pembuangan CO2 dari paru-paru : H + HCO3 ---> H2CO3 ---> H2 + CO2

2. Pengikatan oksigen oleh hemoglobin : Hb + O2 ---> HbO2

3. Pemisahan oksigen dari hemoglobin ke cairan sel : HbO2 ---> Hb + O2

4. Pengangkutan karbondioksida di dalam tubuh : CO2 + H2O ---> H2 + CO2

B. Mekanika Pernapasan

Hubungan timbal balik antara tekanan atmosfer,tekanan intra-alveolus, dan tekanan intrapleura penting dalam mekanika pernapasan. Udara cenderung bergerak dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah, yaitu, menuruni gradien tekanan.

1. Tekanan pada Ventilasi

Terdapat tiga tekanan yang berbeda dalam ventilasi;

1. Tekanan atmosfer (barometik) adalah tekan yang ditimbulkan oleh berat udara di atmosfer terhadap benda-benda dipermukaan bumi. Tekanan atmosfer berkurang seiring dengan

penambahan ketinggian diatas permukaan lautkarena kolom udara di atas permukaan bumi menurun.

2. Tekanan intra-alveolus, yang juga dikenal sebagai tekanan intrapilmonalis, adalah tekanan di dalam alveolus. Karena alveolus berhubungan dengan atmosfer melalui saluran pernapasan.

3. Tekanan intrapleura adalah tekanan di dalam kantung pleura. Tekanan ini juga dikenal sebagi tekanan intratoraks yaitu tekanan yang terjadi diluar paru di dalam rongga toraks. Tekanan intrapleura biasanya lebih kecil daripada tekanan atmosfer (Sherwood, 2001).

C. Pengaturan Pernapassan

1. Pusat pernapasan di batang otak

Bernapas, seperti denyut jantung, harus berlangsung dalam pola siklik dan kontinu agar proses kehidupan dapat terus berjalan. Otot jantung harus berkontraksi dan berelaksasi secara berirama untuk secara bergantian mengosongkan darah dari jantung dan mengisinya kembali. Demikian juga, otot-otot pernapasan harus secara berirama berkontraksi dan berelaksasi agar udara dapat masuk dan keluar paru secara bergantian.

2. Olahraga meningkatkan ventilasi

Olahraga sangat sangat meningkatkan ventilasi, tetapi mekanisme yang berperan masih belum jelas. Ventilasi alveolus dapat meningkat sampai dua puluh kali lipat selama olahraga berat untuk mengimbangi peningkatan kebutuhan akan penyerapan O2 dan pengeluaran CO2. Penyebab peningkatan ventilasi selamaolahraga masih bersifat spekulatif. Dapatlah diterima akal sehat bahwa perubahan ”tiga besar” faktor kimia-penurunan PO2, peningkatan PCO2, dan peningkatan H+ dapat menyebabkan peningkatan ventilasi tersebut.

D. Volume dan Kapasitas Paru

1. Volume Paru

Untuk memudahkan penjelasan mengenai peristiwa ventilasi paru, maka udara dalam paru dibagi menjadi empat volume dan empat kapasitas, yang merupaka rata-rata pada laki-laki dewasa muda.

1. Volume tidal adalah volume udara yang diinspirasi atau diekspirasi setiap kali bernapas normal, besarnya kira-kira 500ml

2. Volume cadangan inspirasi adalah volume udara ekstra yang dapat diinspirasi setelah dan diatas volume tidal normal, biasanya mencapai 3000ml.

3. Volume cadangan ekspirasi adalah volume udara ekstra maksimal yang dapat diekspirasi melalui ekspirasi kuat pada akhir ekspirasi tidak normal, jumlah normalnya sekitar 1100ml.

4. Volume residu yaitu volume udara yang masih tetap berada dalam paru setelah ekspirasi paling kuat, besarnya kira-kira 1200ml.

2. Kapasitas Paru

Untuk menguraikan peristiwa-peristiwa dalam siklus paru, kadang perlu menyatukan dua atau lebih volume diatas. Berbagai kapasitas paru yang penting yang dapat diuraikan sebagai berikut:

1. Kapasitas inspirasi sama dengan volume tidal ditambah volume volume cadangan inspirasi. Ini adalah jumlah udara (kira-kira 3500ml) yang dapat dihirup oleh seseorang, dimulai dari tingkat eksirasi normal dan pengembangan paru sampai jumlah maksimum..

2. Kapasitas residu fungsional sama dengan volume cadangan ekspirasi ditambah volume residu. Ini adalah jumlah udara yang tersisa dalam paru pada akhir ekspirasi normal (kira-kira 2300ml).

3. Kapasitas vital sama dengan volume cadangan inspirasi ditambah volume tidal dan volume cadangan ekspirasi, ini adalah jumlah udara maksimum yang dapat dikeluarkan seseorang dari paru, setelah terlebih dahulu mengisi paru secara maksimum dan kemudian mengeluarkan sebanyak-banyaknya (kira-kira 4600ml).

4. Kapasitas paru total adalah volume maksimum yang dapat mengembangkan paru sebesar mungkin dengan inspirasi sekuat mungkin (kira-kira 5800ml).

Volume dan kapsitas seluruh paru pada wanita kira-kira 20 sampai 25 persen lebih kecil daripada pria dan lebih lagi pada orang yang atletis dan bertubuh besar daripada orang yang bertubuh kecil dan astenis (Guyton & Hall, 2008)

E. Pengaruh Olahraga Terhadap VO2max

Kecepatan pemakaian oksigen dalam metabolisme aerob maksimum disingkat menjadi VO2max. Dampak progresif latihan atletik terhadap VO2max yang dicatat dalam satu kelompok subjek yang dimulai pada tingkat tanpa latihan dan kemudian meningkat ke program latihan selama 7 sampai 13 minggu. Dalam penelitian ini, sangat mengejutkan bahwa VO2max meningkat hanya 10 persen. Seperti yang telah diterangkan sebelumnya VO2max pelari marathon kira-kira 45 persen lebih besar dari VO2 orang yang tidak berlatih. Sebagian VO2max yang lebih besar ini mungkin ditentukan secara genetik, yaitu orang yang memiliki ukuran dada lebih besar berkaitan dengan ukuran tubuh dan otot pernapasan yang lebih kuat (Guyton & Hall, 2008).

F. Pengambilan Oksigen Maksimal (VO2max)

1. Pengertian VO2max

Pengertian VO2max adalah V singkatan dari "volume" sementara O2 adalah notasi kimia untuk oksigen. VO2max, juga dikenal sebagai "pengambilan oksigen maksimal" dapat dinyatakan

dalam banyak cara (dari liter oksigen per menit atau lebih dinormalisasi mililiter oksigen per kilogram berat badan per menit). Pengukuran ditentukan oleh gabungan dari kemampuan sistem pernapasan dan jantung untuk mengirim O2 untuk mengkontaktilkan otot skelet dan kemampuan otot tersebut mengkonsumsi O2 (Hargreaves, 2003).

2.Pengukuran VO2max

VO2max dapat diukur dengan beberapa cara, VO2max diukur dengan meminta seseorang untuk berolahraga, biasanya dengan treadmill atau ergometer sepeda (sepeda stasioner dengan berbagai tingkat resistensi). Beban kerja secara bertahap ditingkatkan sampai orang tersebut kelelahan. Sampel udara ekspirasi yang dikumpulkan selama menit-menit terkahir olah raga, pada saat konsumsi O2 maksimum karena yang bersangkutan bekerja sekeras mungkin, dianalitis untuk mengetahui presentase kandungan O2 dan CO2 nya. Selain itu, voume udara yang diekspirasi juga diukur. Kemudian digunakan persamaan untuk menentukan jumlah O2 yang dikonsumsi, dengan memperhitungkan presentase O2 dan CO2 dalam udara inspirasi, volume total udara ekspirasi dan presentase O2 dan CO2 dalam udara ekspirasi (Sherwood, 2001).

Daftar Pustaka

http://repository.usu.ac.id/bitstream/handle/123456789/31645/Chapter%20II.pdf?sequence=4