SISTEM PERNAFASAN

TUGAS ANATOMI FISIOLOGI

“SISTEM PERNAFASAN”

Disusun oleh :

1.       ASNI NURUL AINI                      PO7131110001 

2.       DEWANTI NORITASARI                    PO7131110003   

3.       ENDRI PURWONINGSIH                    PO7131110008   

4.       YUNITA AHADTI                       PO7131110039

v ANATOMI SISTEM RESPIRASI

A.      Saluran pernafasan atas

Nares anterior adalah saluran-saluran di dalam lubang hidung. Saluran-saluran itu bermuara ke dalam bagian yang dikenal sebagai vestibulum (rongga) hidung. Vestibulum ini dilapisi epithelium bergaris yang bersambung dengan kulit. Lapisan nares anterior memuat sejumlah kelenjar sebaseus yang ditutupi bulu kasar. Kelenja-kenja itu bermuara ke dalam rongga hidung.

a)      Rongga hidung (cavum nasalis)

Rongga hidung memiliki saluran-saluran yang disebut Nares anterior. Saluran-saluran itu bermuara ke dalam bagian yang dikenal sebagai vestibulum. Rongga hidung dilapisi oleh selaput lendir yang sangat kaya akan pembuluh darah, di dalamnya terdapat kelenjar minyak (kelenjar sebasea) dan kelenjar keringat (kelenjar sudorifera), bersambung dengan lapisan faring dan selaput lendir sinus yang mempunyai lubang masuk ke dalam rongga hidung.

Septum nasalis memisahkan kedua cavum nasilis. Struktur ini tipis terdiri dari tulang dan tulang rawan, sering membengkok kesatu sisi atau sisi yang lain, dan dilapisi oleh kedua sisinya dengan membran mukosa. Dinding lateral cavum nasalis dibentuk oleh sebagian maxilla, palatinus, dan os. Sphenoidale. Tulang lengkung yang halus dan melekat pada dinding lateral dan menonjol ke cavum nasalis adalah : conchae superior, media, dan inferior. Tulang-tulang ini dilapisi oleh membrane mukosa.

Dasar cavum nasalis dibentuk oleh os frontale dan os palatinus sedangkan atap cavum nasalis adalah celah sempit yang dibentuk oleh os frontale dan os sphenoidale. Membrana mukosa olfaktorius, pada bagian atap dan bagian cavum nasalis yang berdekatan, mengandung sel saraf khusus yang mendeteksi bau. Dari sel-sel ini serat saraf melewati lamina cribriformis os frontale dan kedalam bulbus olfaktorius nervus cranialis I olfaktorius.

Sinus paranasalis adalah ruang dalam tengkorak yang berhubungan melalui lubang kedalam cavum nasalis, sinus ini dilapisi oleh membrana mukosa yang bersambungan dengan cavum nasalis. Lubang yang membuka kedalam cavum nasalis :

1.        Lubang hidung

2.        Sinus Sphenoidalis, diatas concha superior

3.        Sinus ethmoidalis, oleh beberapa lubang diantara concha superior dan media dan diantara concha media dan inferior

4.        Sinus frontalis, diantara concha media dan superior

5.        Ductus nasolacrimalis, dibawah concha inferior.
Pada bagian belakang, cavum nasi membuka kedalam nasofaring melalui appertura nasalis posterior.

Daerah pernafasan dilapisi apitelium silinder dan sel spitel berambut yang mengandung sel cangkir atau lendir. Sekresi sel itu membuat permukaan nares basah dan berlendir.

Di atas septum nasalis dan konka, selaput lendir ini paling tebal. Tiga tulang kerang (konka) yang diselaputi epithelium pernafasan, yang menjorok dari dinding lateral hidung ke dalam rongga, sangat memperbesar permukaan selaput lendir tersebut.

Sewaktu udara melalui hidung, udara di saring oleh bulu-bulu yang terdapat di dalam vestibelum. Karena kontak dengan permukaan lendir yang dilaluinya, udar menjadi hangat,  dan karena penguapan air dari permukaan selaput lendir, udara menjadi lembap.

Hidung menghubungkan lubang-lubang sinus udara paranalis yang masuk ke dalam rongga-rongga hidung, dan juga menghubungkan rongga-rongga nasolakrimal yang menyalurkan air mata dari mata ke dalam bagan bawah rongga nasalis, ke dalam hidung.

b)     Faring

Faring (tekak) adalah pipa berotot yang memiliki panjang 13 cm yang berjalan dari dasar tengkorak sampai persambungannya dengan usofagus pada ketinggian tulang rawan krikoid. Faring  merupakan struktur seperti tuba yang menghubungkan hidung dan rongga mulut ke laring.

        Faring terdiri atas:

a.      Nasopharinx

§  ada saluran penghubung antara nasopharinx dengan telinga bagian tengah, yaitu Tuba Eustachius dan Tuba Auditory

§  ada Phariyngeal tonsil (adenoids), terletak pada bagian posterior nasopharinx, merupakan bagian dari jaringan Lymphatic pada permukaan posterior lidah

b.      Oropharynx

                        Merupakan bagian tengah faring antara palatum lunak dan tulang hyoid. Refleks menelan berawal dari orofaring menimbulkan dua perubahan, makanan terdorong masuk ke saluran pencernaan (oesephagus) dan secara simultan katup menutup laring untuk mencegah makanan masuk ke dalam saluran pernapasan.

c.         Laringopharynx

            Merupakan posisi terendah dari faring. Pada bagian bawahnya, sistem respirasi menjadi terpisah dari sistem digestil. Makanan masuk ke bagian belakang, oesephagus dan udara masuk ke arah depan masuk ke laring.

c)      Laring

Laring Terletak pada garis tengah bagian depan leher, sebelah dalam kulit, glandula tyroidea, dan beberapa otot kecila, dan didepan laringofaring dan bagian atas esopagus.

Laring terdiri atas kepingan tulang rawan yang diikat bersama oleh ligamen dan membrane.

Laring merupakan struktur yang lengkap terdiri atas:

a.    cartilago yaitu cartilago thyroidea, epiglottis, cartilago cricoidea, dan 2 cartilago arytenoidea

b.   Membarana yaitu menghubungkan cartilago satu sama lain dan dengan os. Hyoideum, membrana mukosa, plika vokalis, dan otot yang bekerja pada plica vokalis.

§  Cartilago tyroidea berbentuk V, dengan V menonjol  kedepan leher sebagai jakun.

§  Ujung batas posterior diatas cornu superior, penonjolan tempat melekatnya ligamen thyrohyoideum, dan dibawah adalah cornu yang lebih kecil tempat beratikulasi dengan bagian luar cartilago cricoidea.

§  Membrana Tyroide à mengubungkan batas atas dan cornu superior ke os hyoideum.

§  Membrana cricothyroideum à menghubungkan batas bawah dengan cartilago cricoidea.

§  Cartilago Epiglottis cartilago yang berbentuk daun dan menonjol keatas dibelakang dasar lidah. Epiglottis ini melekat pada bagian belakang V cartilago thyroideum.

§  Plica aryepiglottica, berjalan kebelakang dari bagian samping epiglottis menuju cartilago arytenoidea, membentuk batas jalan masuk laring.

§  Cartilago cricoidea cartilago berbentuk cincin signet dengan bagian yang besar dibelakang (ini adalah tulang rawan satu-satunya yang berbentuk lingkaran lengkap). Terletak dibawah cartilago tyroidea, dihubungkan dengan cartilago tersebut oleh membrane cricotyroidea. Cornu inferior cartilago thyroidea berartikulasi dengan cartilago tyroidea pada setiap sisi. Membrana cricottracheale menghubungkan batas bawahnya dengan cincin trachea I.

§  Cartilago arytenoidea dua cartilago kecil berbentuk piramid yang terletak pada basis cartilago cricoidea, kanan dan kiri tulang rawan kuneiform, dan tulang rawan kornikulata yang sangat kecil. Plica vokalis pada tiap sisi melekat dibagian posterio sudut piramid yang menonjol kedepan.

                        Terkait di puncak tulang rawan tiroid terdapat epiglottis, yang berupa katup tulang rawan dan membantu menutup laring sewaktu menelan. Laring dilapisi sejenis selaput lendir yang sama dengan yang di trakea, kecuali pita suara dan bagian epiglottis yang dilapisi sep epithelium berlapis.

§  Membrana mukosa : laring sebagian besar dilapisi oleh epitel respiratorius, terdiri dari sel-sel silinder yang bersilia. Plica vocalis dilapisi oleh epitel skuamosa.

§  Plica vokalis adalah dua lembar membrana mukosa tipis yang terletak di dalam laring, di atas ligamenturn vocale, dua pita fibrosa yang teregang di antara bagian dalam cartilago thyroidea di bagian depan dan cartilago arytenoidea di bagian belakang. Dengan gerakan dari cartilage arytenoidea yang ditimbulkan dari berbagai otot laryngeal, plica vocalis ditegangkan atau dikendurkan. Dengan demikian lebar sela-sela antara pita-pita (plica)  atau rima glotidis berubah-ubah sewaktu bernafas dan berbicara.

            Suara dihasilkan karena getaran pita yang disebabkan udara yang melalui glotis. Berbagai otot yang terkait pada laring mengendalikan suara dan juga menutup lubang atas laring sewaktu menelan.

Plica vocalis palsu adalah dua lipatan. membrana mukosa tepat di atas plica vocalis sejati. Bagian ini tidak terlibat dalarn produksi suara.

§  Otot : Otot-otot kecil yang melekat pada cartilago arytenoidea, cricoidea, dan thyroidea, yang dengan kontraksi dan relaksasi dapat mendekatkan dan memisahkan plica vocalis. Otot-otot tersebut diinervasi oleh nervus cranialis X (vagus).

§  Respirasi : Selama respirasi tenang, plica vocalis ditahan agak berjauhan sehingga udara dapat keluar-masuk. Selama respirasi kuat, plica vocalis terpisah lebar.

§  Fonasi : Suara dihasilkan oleh vibrasi plica vocalis selama ekspirasi. Suara yang dihasilkan dimodifikasi oleh gerakan palaturn molle, pipi, lidah, dan bibir, dan resonansi tertentu oleh sinus udara cranialis.

§  Gambaran klinis

Laring dapat tersumbat oleh:
(a) benda asing, misalnya gumpalan makanan, mainan kecil
(b) pembengkakan membrana mukosa, misalnya setelah mengisap uap atau pada reaksi alergi,
(c) infeksi, misalnya difteri,
(d) tumor, misalnya kanker pita suara.

d)     Trakea

             Trakea atau batang tenggoro adalah tabung fleksibel dengan panjang kira-kira 10 cm dengan lebar 2,5 cm. trachea berjalan dari cartilago cricoidea kebawah pada bagian depan leher dan dibelakang manubrium sterni, berakhir setinggi angulus sternalis (taut manubrium dengan corpus sterni) atau sampai kira-kira ketinggian vertebrata torakalis kelima dan di tempat ini bercabang mcnjadi dua bronckus (bronchi). Trachea tersusun atas 16 – 20 lingkaran tak- lengkap yang berupan cincin tulang rawan yang diikat bersama oleh jaringan fibrosa dan yang melengkapi lingkaran disebelah belakang trachea, selain itu juga membuat beberapa jaringan otot. Trakea dilapisi selaput lendir yang terdiri atas selaput bersilia dan sel cangkir. Silia ini bergerak menuju ke atas kea rah laring, maka dengan gerakan ini debu dan butir-butir halus lainnya yang turut masuk bersama dengan pernafasan dapat dikeluarkan. Tulang rawan berfungsi mempertahankan agar trakea tetap terbuka, karena itu di sebelah belakangnya tidak tersambung yaitu di tempat trakea menempel pada usofagus, yang memisahkannya dari tulang belakang.

       Trakea servikalis yang berjalan melalui leher di silang oleh istmus ke lenjar tiroid, yaitu belahan kelenjar yang melingkari sisi-sisi trakea. Trakea torasika berjalan melintasi mediastinum, di belakang sternum, menyentuh arteri inominta dan arkus aorta. Usofagus terletak di belakang trakea.

B.     Saluran pernafasan bawah

a)        Bronkus

     Merupakan percabangan trakea yang menuju paru-paru kanan dan kiri. Struktur bronkhus sama dengan trakea, hanya dindingnya lebih halus. Bronkus-bronkus itu berjalan ke awah dank e samping ke arah tampak paru-paru. Bronkus kanan lebih pendek dan lebih lebar daripada yang kiri; sedikit lebih tinggi daripada arteri pulmonalis dan mengeluarkan sebuah cabang yang disebut bronkus lobus atas; cabang kedua timbul setelah cabang utama lewat di bawah arteri, disebut bronkus lobus bawah. Bronkus lobus tengah keluar dari bronkus lobus bawah.

     Bronkus kiri lebih panjang dan lebih langsing daripada bronkus kanan, dan berjalan di bawah arteri pulmonalis ebelum dibelah menjadi beberapa cabang yang berjalan ke lobus atas dan bawah.

b)     Bronkiolus

      Bronkheolus adalah percabangan dari bronkhus, saluran ini lebih halus dan dindingnya lebih tipis. Bronkheolus kiri berjumlah 2, sedangkan kanan berjumlah 3, percabangan ini akan membentuk cabang yang lebih halus seperti pembuluh.

c)  Alveolus                                                                                                                                                   Alveolus berupa saluran buntu membentuk gelembung-gelembung udara. Alveolus merupakan  tempat pertukaran oksigen dan karbon dioksia, terdiri dari bronkhiolus dan respiratorius yang terkadang memiliki kantong udara kecil atau alveoli pada dindingnya. Ductus alveolaris seluruhnya dibatasi oleh alveoilis dan sakus alveolaris terminalis merupakan akhir paru-paru, asinus atau.kadang disebut lobolus primer memiliki tangan kira-kira 0,5 s/d 1,0 cm. Terdapat sekitar 20 kali percabangan mulai dari trachea sampai Sakus Alveolaris. Alveolus dipisahkan oleh dinding yang dinamakan pori-pori kohn.

     Dalam alveoilus terdapat sekitar 300 juta yang jika bersatu membentuk selembar dengan luas 70 meter persegi

Alveolus terdiri atas tiga tipe, yaitu:

·      Sel-sel alveolar tipe I          : adalah sel epitel yang membentuk dinding alveoli

·      Sel-sel alveolar tipe II         : adalah sel yang aktif secara metabolik dan mensekresi surfaktan (suatu fosfolipid yang melapisi permukaan dalam dan mencegah alveolar agar tidak kolaps)

·      Sel-sel alveolar tipe III       : adalah makrofag yang merupakan sel-sel fagotosis dan bekerja sebagai mekanisme pertahanan

C.    Paru-paru

Paru-paru merupakan alat pernafasan utama. Paru-paru mengisi rongga dada. Terletak di sebelah kanan dan kiri dan di tengah dipisahkan oleh jantung beserta pembuluh darah besarnya dan struktur lainnya yang terletak di dalam mediastinum.

  Paru-paru memilki :

1.      Apeks, apeks paru meluas kedalam leher sekitar 2,5 cm diatas calvicula.

2.      Permukaan costo vertebra, menempel pada bagian dalam dinding dada.

3.      Permukaan mediastinal, menempel pada perikardium dan jantung.

4.      Basis, basis erletak pada diafragma paru-paru juga Dilapisi oleh pleura yaitu parietal pleura dan visceral pleura. Di dalam rongga pleura terdapat cairan surfaktan yang berfungsi untuk lubrikasi. Paru kanan dibagi atas tiga lobus yaitu lobus superior, medius dan inferior sedangkan paru kiri dibagi dua lobus yaitu lobus superior dan inferior. Tiap lobus dibungkus oleh jaringan elastik yang mengandung pembuluh limfe, arteriola, venula, bronchial venula, ductus alveolar, sakkus alveolar dan alveoli. Diperkirakan bahwa stiap paru-paru mengandung 150 juta alveoli, sehingga mempunyai permukaan yang cukup luas untuk tempat permukaan/pertukaran gas.Paru-paru adalah organ berbentuk kerucut dengan apeks (puncak) di atas dan muncul sedikit lebih tinggi daripada klavikula di dalam dasar leher. Pangkal paru-paru duduk di atas landai rongga toraks, di atas diafragma. Paru-paru mempunyai permukaan luar menyentuh iga-iga, permukaan dalam memuat tampuk paru-paru, sisi belakang menyentuh tulang belakang, dan sisi depan menutupi sebagian sisi depan jantung.

·       Pembuluh darah dalam paru – paru

Arteri pulmonalis membawa darah yang sudah tidak mengandung oksigen dari ventrikel kanan jantung ke paru - paru; cabang- cabangnya menyentuh saluran-saluran brokial, bercabang dan bercabang lagi sampai menjadi arteriol halus;arteriol itu membelah belah dan membentuk jaringan kapiler dan kapiler itu menyentuh dinding alveoli atau gelembung udara.

Kapiler halus itu hanya dapat memuat sedikit,maka praktis dapat di katakana sel – sel darah merah membuat garis tunggal.Alirannya bergerak lambat dan di pisahkan dari udara dalam alveoli hanya oleh dua membran yang sangat tipis,maka pertukaran gas berlangsung dengan difusi,yang merupakan fungsi pernafasan.

Kapiler paru – paru bersatu dan bersatu lagi sampai menjadi pembuluh darah lebih besar dan akhirnya dua vena pulmonalis meninggalkan setiap paru – paru membawa darah berisi oksigen ke atrium kiri jantung untuk didistribusikan keseluruh tubuh melalui aorta.

Pembuluh darah yang di lukiskan sebagai arteria bronkialis membawa darah berisi oksigen langsung dari aorta thoraksika ke paru – paru guna member makan dan menghantarkan oksigen  dalam jaringan paru – paru sendiri.Cabang akhir arteri – arteri ini membentuk pleksus kapiler yang tampak jelas dan terpisah dari yang ter bentuk dari cabang arteri pulmonalis,tetapi beberapoa dari kapiler ini akhirnya bersatu dalam vena pulmonaris dan darahnya kemudian di bawa masuk ke dalan vena pulmonaris .Sisa darah itu di antarkan dari setiap paru – paru oleh vena bronkialis dan ada yang dapat mencapoai vena cava superior. Maka dengan demikian paru – paru mempunyai persediaan darah ganda.

·         Hilus ( tampuk) paru –paru

Hilus (tampuk) paru – paru di bentuk oleh struktur berikut :

a.         Arteri pulmonalis,yang mengembalikan darah tanpa oksigen ke dalam paru paru untuk di isi oksigen

b.        Vena pulmonalis,yang mengembalikan darah berisi oksigen dari paru – paru ke jantung

c.         Bronkus ,yang bercabang dan beranting membentuk pohon bronchial,merupakan jalan udara utama.

d.        Arteri bronkialis,keluar dari aorta dan menghantarkan darah arteri ke jaringan paru – paru.

e.         Vena bronkialis,mengembalikan sebagian darah dari paru –paru ke vena cava superior

f.         Pembuluh limfe ,yang masuk keluar paru –paru,sangat banyak

g.        Persarafan ,paru –paru mendapat pelayanan dari saraf fagus dan saraf simpatik

h.        Kelenjar limfe ,semua pembuluh limfe yang menjelajahi struktur paru – paru dapat menyalurkan ke dalam kelenjar yang ada di tampuk paru – paru.

D.    Rongga Pleura

      Setiap paru-paru dilapisi membrane serosa rangkap dua, yaitu pleura. Pleura viseralis erat melapisi paru-paru, masuk ke dalam fisura, dan dengan demikian memisahkan lobus satu dari yang lain. Membrane ini kemudian dilipat kembali di sebelah tampuk paru-paru dan membentuk pleura parietalis, dan melapisi bagian dalam dinding dada. Pleura yang melapisi iga-iga adalah pleura kostalis, bagian yang menutupi diafragma ialah pleura diafragmatika, dan bagian yang terletak di leher ialah pleura servikalis. Pleur ini diperkuat oleh membrane yang kuat bernama membrane suprapleuralis (faisa Sibson) dan di atas membrane ini terletak arteri subklavia.

Di antara kedua lapisan pleura itu terdapat sedikit eksudat untuk meminyaki permukaannya dan menghindari gesekan antara paru-paru dan dinding dada yang sewaktu bernafas bergerak. Dalam keadaan sehat kedua lapisan itu satu dengan yang kain erat bersentuhan. Ruang atau rongga pleura itu hanyalah ruang yang tidak nyata. Dalam keadaan normal, rongga pleura tidak berisi udara, supaya paru-paru leluasa mengembang terhadap rongga toraks, tetapi dalam keadaan tidak normal udara atau cairan memisahkan kedua pleura itu dan ruang di antaranya menjadi jelas. Tekanan dalam rongga pleura lebih rendah dari tekanan atmosfir, hal ini untuk mencegah kolap paru-paru.

Dalam keadaan normal rongga pleura tidak berisi udara, supaya paru-paru leluasa mengembang terhadap rongga thoraks

E.     Rongga dan Dinding Dada

Rongga dada terbagi atas 3 bagian. Di depan dan di tengah agak ke kiri terletak kandung jantung yang menyelubungi seluruh jantung. Di belakang kandung jantung terdapat beberapa alat yaitu tenggorok, kerongkongan dan aorta. Organ pernafasan tersebut terpendam dalam susunan jaringan ikat yang tebal. Bersama kandung jantung organ tadi merupakan suatu sekat yang membagi rongga dada di tengahnya. Sekat itu dinamakan “Sekat Dada”. Disebelah kanan dan kirinya terdapat rongga yang dilapisi oleh selaput paru-paru parietal yaitu rongga selaput paru-paru. Rongga ini seluruhnya ditempati oleh paru-paru.

Antara permukaan paru-paru yang juga dilapisi oleh selaput paru-paru visceral dan dinding rongga selaput paru-paru terdapat celah yang sempit yang berisikan sedikit cairan. Sekat dada khususnya jantung tidak terletak tepat ditengah-tengah rongga dada, tetapi agak ke kiri, sehingga menyebabkan paru-paru kiri lebih kecil dari paru-paru kanan. Isi rongga dada dapat diperbesar berkat pengaruh otot-otot pengangkatan iga-iga, kontraksi sekat rongga badan yang melengkung ke atas. Paru-paru mengikuti perluasan rongga dada maka terhisaplah udara melalui saluran pernapasan yang telah diuraikan di atas. Bila tenaga-tenaga yang melapangkan dada berhenti bekerja, maka kekenyalan dinding dada dan paru-paru menyebabkan penyempitan rongga dada kembali. Pada waktu tersebut iga-iga menurun kembali, sekat rongga badan melengkung lagi ke atas, sehingga kelebihan udara didesak keluar dari paru-paru. Proses tersebut terjadi bila kita menghembuskan nafas (mengeluarkan nafas).

v  PERNAFASAN EKSTERNAL DAN INTERNAL

Udara lingkungan dapat dihirup masuk ke dalam tubuh makhluk hidup melalui dua cara, yakni pernapasan secara langsung dan pernapasan tak langsung. Pengambilan udara secara langsung dapat dilakukan oleh permukaan tubuh lewat proses difusi. Sementara udara yang dimasukan ke dalam tubuh melalui saluran pernapasan dinamakan pernapasan tidak langsung.

Saat kita bernapas, udara diambil dan dikeluarkan melalui paru-paru. Dengan lain kata, kita melakukan pernapasan secara tidak langsung lewat paru-paru. Walaupun begitu, proses difusi pada pernapasan langsung tetap terjadi pada paru-paru. Bagian paru-paru yang meng alamiproses difusi dengan udara yaitu gelembung halus kecil atau alveolus.

Oleh karena itu, berdasarkan proses terjadinya pernapasan, manusia mempunyai dua tahap mekanisme pertukaran gas. Pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida yang dimaksud yakni mekanisme pernapasan eksternal dan internal.

Ø  Pernafasan Eksternal

Ketika kita menghirup udara dari lingkungan luar, udara tersebut akan masuk ke dalam paru-paru. Udara masuk yang mengandung oksigen tersebut akan diikat darah lewat difusi. Pada saat yang sama, darah yang mengandung karbondioksida akan dilepaskan. Proses pertukaran oksigen dan karbondioksidaantara udara dan darah dalam paru-paru dinamakan pernapasan eksternal.

Reaksi    :Saat sel darah merah (eritrosit) masuk ke dalam kapiler paru-paru, sebagian besar karbondioksida yang diangkut berbentuk ion bikarbonat. Dengan bantuan enzim karbonat anhidrase, karbondioksida dan air yang tinggal sedikit dalam darah akan segera berdifusi keluar.

Persamaan reaksinya   :Seketika itu juga, hemoglobin tereduksi (yang disimbolkan HHb) melepaskan ion-ion hidrogen sehingga hemoglobin (Hb)-nya juga ikut terlepas. Kemudian, hemoglobin akan berikatan dengan oksigen menjadi oksihemoglobin (HbO2).

Proses difusi dapat terjadi pada paru-paru (alveolus), karena adaperbedaan tekanan parsial antara udara dan darah dalam alveolus. Tekanan parsial membuat konsentrasi oksigen dan karbondioksida pada darah dan udara berbeda.

Tekanan parsial oksigen yang kita hirup akan lebih besar dibandingkan tekanan parsial oksigen pada alveolus paru-paru. Dengan kata lain, konsentrasi oksigen pada udara lebih tinggi daripada konsentrasi oksigen pada darah. Oleh karena itu, oksigen dari udara akan berdifusi menuju darah pada alveolus paru-paru.

Sementara itu, tekanan parsial karbondioksida dalam darah lebih besar dibandingkan tekanan parsial karbondioksida pada udara. Sehingga, konsentrasi karbondioksida pada darah akan lebih kecil di bandingkan konsentrasi karbondioksida pada udara. Akibatnya, karbondioksida pada darah berdifusi menuju udara dan akan dibawa keluar tubuh lewat hidung.

Ø Pernafasan Internal

Proses terjadinya pertukaran gas pada pernapasan internal berlangsung di dalam jaringan tubuh. Proses pertukaran oksigen dalam darah dan karbondioksida tersebut berlangsung dalam respirasi seluler.

Reaksi   : Setelah oksihemoglobin (HbO2) dalam paru-paru terbentuk, oksigen akan lepas, dan selanjutnya menuju cairan jaringan tubuh. Oksigen tersebut akan digunakan dalam proses metabolisme sel.

Proses masuknya oksigen ke dalam cairan jaringan tubuh juga melalui proses difusi. Proses difusi ini terjadi karena adanya perbedaan tekanan parsial oksigen dan karbondioksida antara darah dan cairan jaringan.

Tekanan parsial oksigen dalam cairan jaringan, lebih rendah dibandingkan oksigen yang berada dalam darah. Artinya konsentrasi oksigen dalam cairan jaringan lebih rendah. Oleh karena itu, oksigen dalam darah mengalir menuju cairan jaringan.

Sementara itu, tekanan karbondioksida pada darah lebih rendah daripada cairan jaringan. Akibatnya, karbondioksida yang terkandung dalam sel-sel tubuh berdifusi ke dalam darah. Karbondioksida yang diangkut oleh darah, sebagian kecilnya akan berikatan bersama hemoglobin membentuk karboksi hemoglobin (HbCO2).

Sebagian besar karbondioksida tersebut masuk ke dalam plasma darah dan bergabung dengan air menjadi asam karbonat. Oleh enzim anhidrase, asam karbonat akan segera terurai menjadi dua ion, yakni ion hidrogen dan ion bikarbonat.

Karbondioksida yang diangkut darah ini tidak semuanya dibebaskan ke luar tubuh oleh paru-paru, akan tetapi hanya 10%-nya saja. Sisanya yang berupa ion-ion bikarbonat yang tetap berada dalam darah. Ion-ion bikarbonat di dalam darah berfungsi sebagai larutan penyangga.Lebih tepatnya, ion tersebut berperan penting dalam menjaga stabilitas pH (derajat keasaman) darah.

v  INSPIRASI DAN EKSPIRASI

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 2 jenis, yaitu pernapasan luar dan pernapasan dalam.

a)      Pernapasan luar (ekspirasi) adalah pertukaran udara yang terjadi antara udara dalam alveolus dengan darah dalam kapiler.

b)      Pernapasan dalam (Inspirasi) 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 di luar 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.

v  PENGERTIAN PERNAFASAN DADA DAN PERNAFASAN PERUT

§   Mekanisme pernapasan dada :

a)        Fase Inspirasi pernapasan dada

Mekanisme  :
Otot antar tulang rusuk (muskulus intercostalis eksternal) berkontraksi → tulang rusuk terangkat (posisi datar) →Paru-paru mengembang → tekanan udara dalam paru-paru menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan udara luar →udara luar masuk ke paru-paru 

b)    Fase ekspirasi pernapasan dada

Mekanisme      :

Otot antar tulang rusuk relaksasi → tulang rusuk menurun → paru-paru menyusut → tekanan udara dalam paru-paru lebih besar dibandingkan dengan tekanan udara luar → udara keluar dari paru-paru.

§   Mekanisme pernapasan perut :

1.        Fase inspirasi pernapasan perut

Mekanisme :
sekat rongga dada (diafraghma) berkontraksi → posisi dari melengkung menjadi mendatar → paru-paru mengembang → tekanan udara dalam paru-paru lebih kecil dibandingkan tekanan udara luar →udara masuk

2.        Fase ekspirasi pernapasan perut

Mekanisme :
otot diafraghma relaksasi → posisi dari mendatar kembali melengkung → paru-paru mengempis → tekanan udara di paru-paru lebih besas dibandingkan tekanan udara luar → udara keluar dari paru-paru.

v  HIPOKSIA

§   Beberapa Pengertian :

§   Hipoksia adalah penurunan pemasukan oksigen ke jaringan sampai di bawah tingkat fisiologik meskipun perfusi jaringan oleh darah memadai.

§   Hipoksia adalah suatu keadaan dimana jaringan otak kekurangan oksigen sampai mengakibatkan gangguan fungsi.

§   Hipoksia adalah kondisi ketidakcukupan oksigen dalam tubuh, dari gas yang diinspirasi ke jaringan.

§   Penyebab hipoksia :

Hipoksia dapat terjadi karena defisiensi oksigen pada tingkat jaringan akibatnya sel-sel tidak cukup memperoleh oksigen sehingga metabolisme sel akan terganggu. Hipoksia dapat disebabkan karena :

§  oksigenasi paru yang tidak memadai karena keadaan ekstrinsik, bisa karena kekurangan oksigen dalam atmosfer atau karena hipoventilasi (gangguan syaraf otot)

§  penyakit paru, hipoventilasi karena peningkatan tahanan saluran napas atau compliance paru menurun. Rasio ventilasi –perfusi tidak sama. Berkurangnya membran difusi respirasi

§  shunt vena ke arteri (shunt dari “kanan ke kiri’ pada jaringan)

§  transpor dan pelepasan oksigen yang tidak memedai (inadekuat). Hal ini terjadi pada anemia, penurunan sirekulasi umum, penurunan sirkulasi lokal (perifer, serebral, pembuluh darah jantung), edem jaringan

§  pemakaian oksigen yang tidak memadai pada jaringan, misal pada keracunan enzim sel, kekurangan enzim sel karena defisiensi vitamin B.1

§  Hipoksia juga dapat disebabkan oleh gagal kardiovaskuler misalnya syok, hemoglobin abnormal, penyakit jantung, hipoventilasi alveolar, lesi pirau, masalah difusi, abnormalitas ventilasi-perfusi, pengaruh kimia misal karbonmonoksida, ketinggian, faktor jaringan lokal misal peningkatan kebutuhan metabolisme, dimana hipoksia dapat menimbulkan efek-efek pada metabolisme jaringan yang selanjutnya menyebabkan asidosis jaringan dan mengakibatkan efek-efek pada tanda vital dan efek pada tingkat kesadaran.

§   Gejala-gejala yang timbul dari hipoksia :

§  Alkalosis respiratorik

§  Gejala mental seperti irritabilitas, dan penurunan kesadaran

§  Sakit kepala, sesak nafas, insomnia serta mual dan muntah

§   Sifat – sifat hipoksia :

§  Tidak terasa datangnya, sehingga orang awam tidak tahu bahwa bahaya hipoksia ini telah menyerangnya.

§  Tidak memberikan rasa sakit pada seseorang, bahkan sering memberikan rasa gembira (euphoria) pada permulaan serangannya, kemudian timbul gejala-gejala lain yang lebih berat sampai pingsan dan bila dibiarkan dapat menyebabkan kematian.

§   Macam-macam hipoksia :

a)    Hipoksia hipoksik (anoksia anoksik) yaitu apabila PO₂ darah arteri berkurang

Hipoksia hipoksik merupakan masalah pada individu normal pada daerah ketinggian serta merupakan penyulit pada pneumonia dan berbagai penyakit sistim pernafasan lainnya.

·      Gejala dan tanda hipoksia hipoksik :

1.         Pengaruh penurunan tekanan barometer

Penurunan PCO₂ darah arteri yang terjadi akan menimbulkan alkalosis respiratorik

2.         Gejala hipoksia saat bernafas oksigen

Di ketinggian 19.200 m, tekanan barometer adalah 47 mmHg, dan pada atau lebih rendah dari tekanan ini cairan tubuh akan mendidih pada suhu tubuh. Setiap orang yang terpajan pada tekanan yang rendah akan lebih dahulu meninggal saat hipoksia, sebelum gelembung uap air panas dari dalam tubuh menimbulkan kematian

3.    Gejala hipoksia saat bernafas udara biasa

Gejala mental seperti irritabilitas, muncul pada ketinggian sekitar 3700m. Pada ketinggian 550 m, gejala hipoksia berat, dan diatas 6100 m, umumnya seseorang hilang kesadaran.

4.    Efek lambat akibat ketinggian

Keadaan ini ditandai dengan sakit kepala, iritabilias, insomnia, sesak nafas, serta mual dan muntah.

5.    Aklimatisasi

Respon awal pernafasan terhadap ketinggian relatif ringan, karena alkalosis cenderung melawan efek perangsangan oleh hipoksia. Timbulnya asidosis laktat dalam otak akan menyebabkan penurunan pH LCS dan meningkatkan respon terhadap hipoksia.

·      Penyakit yang menyebabkan Hipoksia Hipoksik :

Penyakit penyebabnya secara kasar dibagi atas penyakit dengan kegagalan organ pertukaran gas, penyakit seperti kelainan jantung kongenital dengan sebagian besar darah dipindah dari sirkulasi vena kesisi arterial, serta penyakit dengan kegagalan pompa pernafasan. Kegagalan paru terjadi bila keadan seperti fibrosis pulmonal menyebabkan blok alveoli – kapiler atau terjadi ketidak seimbangan ventilasi – perfusi. Kegagalan pompa dapat disebabkan oleh kelelahan otot-otot pernafasan pada keadaan dengan peningkatan beban kerja pernafasan atau oleh berbagai gangguan mekanik seperti pneumothoraks atau obstruksi bronkhial yang membatasi ventilasi. Kegagalan dapat pula disebabkan oleh abnormalitas pada mekanisme persarafan yang mengendalikan ventilasi, seperti depresi neuron respirasi di medula oblongata oleh morfin dan obat-obat lain.

b)        Hipoksia anemik yaitu PO2 darah arteri normal tetapi jumlah hemoglobin yang tersedia untuk mengangkut oksigen berkurang.                                                                                                               Sewaktu istirahat,hipoksia akibat anemia tidaklah berat, karena terdapat peningkatan kadar 2,3-DPG didalam sel darah merah,kecuali apabila defisiensi hemoglobin sangat besar. Meskipun demikian, penderita anemia mungkin mengalami kesulitan cukup besar sewaktu melakukan latihan fisik karena adanya keterbatasan kemampuan meningkatkan pengangkutan O₂ kejaringan aktif.

c)        Hipoksia stagnan atau iskemik, dimana aliran darah ke jaringan sangat lambat sehingga oksigen yang adekuat tidak di kirim ke jaringan walaupun PO2 konsentrasi hemoglobin normal.

Hipoksia akibat sirkulasi lambat merupakan masalah bagi organ seperti ginjal dan jantung saat terjadi syok. Hati dan mungkin jaringan otak mengalami kerusakan akibat hipoksia stagnan pada gagal jantung kongestif. Pada keadaan normal, aliran darah ke paru-paru sangat besar, dan dibutuhkan hipotensi jangka waktu lama untuk menimbulkan kerusakan yang berarti. Namun, syok paru dapat terjadi pada kolaps sirkulasi berkepanjangan, terutama didaerah paru yang letaknya lebih tinggi dari jantung.

d)     Hipoksia histotoksik dimana jumlah oksigen yang dikirim ke suatu jaringan adalah adekuat tetapi oleh karena kerja zat yang toksik sel-sel jaringan tidak dapat memakai oksigen yang disediakan.

Hipoksia yang disebabkan oleh hambatan proses oksidasi jaringan paling sering diakibatkan oleh keracunan sianida. Sianida menghambat sitokrom oksidasi serta mungkin beberapa enzim lainnya. Biru metilen atau nitrit digunakan untuk mengobati keracunan sianida. Zat-zat tersebut bekerja dengan sianida, menghasilkan sianmethemoglobin, suatu senyawa non toksik. Kemampuan pengobatan menggunakan senyawa ini tentu saja terbatas pada jumlah methemoglobin yang dapat dibentuk dengan aman. Pemberian terapi oksigen hiperbarik mungkin juga bermanfaat.

·           Faktor – faktor :

1.      Extra celluler   : system enzim oksigen terganggu. Misalnya pada keracunan HCN, barbiturate dan obat-obat hypnotic.
Pada keracunan HCN, cytochrome enzim hancur sehingga sel-sel mati. Sedangkan barbiturate dan hypnotic hanya sebagian system cytochrome enzim yang terganggu, maka jarang menimbulkan kematian sel kecuali pada overdosis.

2.      Intra celluler    : terjadi karena penurunan permeabilitas sel membrane, seperti yang terjadi pada pemberian obat-obat anesthesia yang larut dalam lemak (chloroform, ether, dll)

3.      Metabolit         : sisa-sisa metabolisme tidak bisa dibuang, misalnya pada uremia dan keracunan CO2

4.      Substrat           : bahan-bahan yang diperlukan untuk metabolisme kurang. Misalnya pada hipoglikemia.

v  CARA KERJA SISTEM RESPIRASI

a.    Ventilasi

Ventilasi merupakan proses pertukaran udara antara atmosfer dengan alveoli. Proses ini terdiri dari inspirasi (masuknya udara ke paru-paru) dan ekspirasi (keluarnya udara dari paru-paru). Ventilasi terjadi karena adanya perubahan tekanan intra pulmonal, pada saat inspirasi tekanan intra pulmonal lebih rendah dari tekanan atmosfer sehingga udara dari atmosfer akan terhisap ke dalam paru-paru. Sebaliknya pada saat ekspirasi tekanan intrapulmonal menjadi lebih tinggi dari atmosfer sehingga udaraakan tertiup keluar dari paru-paru.

Perubahan tekanan intrapulmonal tersebut disebabkan karena perubahan volume thorax akibat kerja dari otot-otot pernafasan dan diafragma. Pada saat inspirasi terjadi kontraksi dari otot-otot insiprasi (muskulus interkostalis eksternus dan diafragma)sehingga terjadi elevasi dari tulang-tulang kostae dan menyebabkan peningkatan volume cavum thorax (rongga dada), secara bersamaan paru-paru juga akan ikut mengembang sehingga tekanan intra pulmonal menurun dan udara terhirup ke dalam paru-paru.

Setelah inspirasi normal biasanya kita masih bisa menghirup udara dalam-dalam (menarik nafas dalam), hal ini dimungkinkan karena kerja dari otot-otot tambahan isnpirasi yaitu muskulus sternokleidomastoideus dan muskulus skalenus.

Ekspirasi merupakan proses yang pasif dimana setelah terjadi pengembangan cavum thorax akibat kerja otot-otot inspirasi maka setelah otot-otot tersebut relaksasi maka terjadilah ekspirasi. Tetapi setelah ekspirasi normal, kitapun masih bisa menghembuskan nafas dalam-dalam karena adanya kerja dari otot-otot ekspirasi yaitu muskulus interkostalis internus dan muskulus abdominis.

Kerja dari otot-otot pernafasan disebabkan karena adanya perintah dari pusat pernafasan (medula oblongata) pada otak. Medula oblongata terdiri dari sekelompok neuron inspirasi dan ekspirasi. Eksitasi neuron-neuron inspirasi akan dilanjutkan dengan eksitasi pada neuron-neuron ekspirasi serta inhibisi terhadap neuron-neuron inspirasi sehingga terjadilah peristiwa inspirasi yang diikuti dengan peristiwa ekspirasi. Area inspirasi dan area ekspirasi ini terdapat pada daerah berirama medula (medulla rithmicity) yang menyebabkan irama pernafasan berjalan teratur dengan perbandingan 2 : 3 (inspirasi : ekspirasi).

Ventilasi dipengaruhi oleh :

1.    Kadar oksigen pada atmosfer

2.    Kebersihan jalan nafas

3.    Daya recoil & complience (kembang kempis) dari paru-paru

4.    Pusat pernafasan

Fleksibilitas paru sangat penting dalam proses ventilasi. Fleksibilitas paru dijaga oleh surfaktan. Surfaktan merupakan campuran lipoprotein yang dikeluarkan sel sekretori alveoli pada bagian epitel alveolus dan berfungsi menurunkan tegangan permukaan alveolus yang disebabkan karena daya tarik menarik molekul air & mencegah kolaps alveoli dengan cara membentuk lapisan monomolekuler antara lapisan cairan dan udara.

Energi yang diperlukan untuk ventilasi adalah 2 – 3% energi total yang dibentuk oleh tubuh. Kebutuhan energi ini akan meningkat saat olah raga berat, bisa mencapai 25 kali lipat.

Saat terjadi ventilasi maka volume udara yang keluar masuk antara atmosfer dan paru-paru dapat dilihat pada tabel di bawah ini :

·                Volume tidal adalah volume udara yang diinspirasi dan diekspirasi dalam pernafasan normal.

·                IRV (volume cadangan inspirasi) adalah volume udara yang masih bisa dihirup paru-paru setelah inspirasi normal.

·                ERV (volume cadangan ekspirasi) adalah volume udara yang masih bisa diekshalasi setelah ekspirasi normal.

·                RV (volume sisa) adalah volume udara yang masih tersisa dalam paru-paru setelah ekspirasi kuat
b. Difusi

Difusi dalam respirasi merupakan proses pertukaran gas antara alveoli dengan darah pada kapiler paru. Proses difusi terjadi karena perbedaan tekanan, gas berdifusi dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Salah satu ukuran difusi adalah tekanan parsial.

Difusi terjadi melalui membran respirasi yang merupakan dinding alveolus yang sangat tipis dengan ketebalan rata-rata 0,5 mikron. Di dalamnya terdapat jalinan kapiler yang sangat banyak dengan diameter 8 angstrom. Dalam paru2 terdapat sekitar 300 juta alveoli dan bila dibentangkan dindingnya maka luasnya mencapai 70 m2 pada orang dewasa normal.

Saat difusi terjadi pertukaran gas antara oksigen dan karbondioksida secara simultan. Saat inspirasi maka oksigen akan masuk ke dalam kapiler paru dan saat ekspirasi karbondioksida akan dilepaskan kapiler paru ke alveoli untuk dibuang ke atmosfer. Proses pertukaran gas tersebut terjadi karena perbedaan tekanan parsial oksigen dan karbondioksida antara alveoli dan kapiler paru.

Volume gas yang berdifusi melalui membran respirasi per menit untuk setiap perbedaan tekanan sebesar 1 mmHg disebut dengan kapasitas difusi. Kapasitas difusi oksigen dalam keadaan istirahat sekitar 230 ml/menit. Saat aktivitas meningkat maka kapasitas difusi ini juga meningkat karena jumlah kapiler aktif meningkat disertai dDilatasi kapiler yang menyebabkan luas permukaan membran difusi meningkat. Kapasitas difusi karbondioksida saat istirahat adalah 400-450 ml/menit. Saat bekerja meningkat menjadi 1200-1500 ml/menit.

Difusi dipengaruhi oleh :
1. Ketebalan membran respirasi
2. Koefisien difusi
3. Luas permukaan membran respirasi*
4. Perbedaan tekanan parsial

c.       Transportasi

         Setelah difusi maka selanjutnya terjadi proses transportasi oksigen ke sel-sel yang membutuhkan melalui darah dan pengangkutan karbondioksida sebagai sisa metabolisme ke kapiler paru. Sekitar 97 - 98,5% Oksigen ditransportasikan dengan cara berikatan dengan Hb (HbO2/oksihaemoglobin,) sisanya larut dalam plasma. Sekitar 5- 7 % karbondioksida larut dalam plasma, 23 – 30% berikatan dengan Hb(HbCO2/karbaminahaemoglobin) dan 65 – 70% dalam bentuk HCO3 (ion bikarbonat).

         Saat istirahat, 5 ml oksigen ditransportasikan oleh 100 ml darah setiap menit. Jika curah jantung 5000 ml/menit maka jumlah oksigen yang diberikan ke jaringan sekitar 250 ml/menit. Saat olah raga berat dapat meningkat 15 – 20 kali lipat.

         Transportasi gas dipengaruhi oleh :
1. Cardiac Output
2. Jumlah eritrosit
3. Aktivitas
4. Hematokrit darah

         Setelah transportasi maka terjadilah difusi gas pada sel/jaringan. Difusi gas pada sel/jaringan terjadi karena tekanan parsial oksigen (PO2) intrasel selalu lebih rendah dari PO2 kapiler karena O2 dalam sel selalu digunakan oleh sel. Sebaliknya tekanan parsial karbondioksida (PCO2) intrasel selalu lebih tinggi karena CO2 selalu diproduksi oleh sel sebagai sisa metabolisme.

d.      Regulasi

         Kebutuhan oksigen tubuh bersifat dinamis, berubah-ubah dipengaruhi oleh berbagai faktor diantaranya adalah aktivitas. Saat aktivitas meningkat maka kebutuhan oksigen akan meningkat sehingga kerja sistem respirasi juga meningkat. Mekanisme adaptasi sistem respirasi terhadap perubahan kebutuhan oksigen tubuh sangat penting untuk menjaga homeostastis dengan mekanisme sebagai berikut :

            Sistem respirasi diatur oleh pusat pernafasan pada otak yaitu medula oblongata. Pusat nafas terdiri dari daerah berirama medulla (medulla rithmicity) dan pons. Daerah berirama medula terdiri dari area inspirasi dan ekspirasi. Sedangkan pons terdiri dari pneumotaxic area dan apneustic area. Pneumotaxic area menginhibisi sirkuit inspirasi dan meningkatkan irama respirasi. Sedangkan apneustic area mengeksitasi sirkuit inspirasi

Daerah berirama medula mempertahankan irama nafas I : E = 2” : 3”. Stimulasi neuron inspirasi menyebabkan osilasi pada sirkuit inspirasi selama 2” dan inhibisi pada neuron ekspirasi kemudian terjadi kelelahan sehingga berhenti. Setelah inhibisi hilang kemudian sirkuit ekspirasi berosilasi selama 3” dan terjadi inhibisi pada sirkuit inspirasi. Setelah itu terjadi kelelahan dan berhenti dan terus menerus terjadi sehingga tercipta pernafasan yang ritmis.