Fisiologi Sistem Pernafasan

           Pernapasan Paru-paru (Pernapasan Pulmoner) Merupakan pertukaran oksigen dan karbondioksida yang terjadi pada paru-paru. Pernapasan melalui paru-paru atau pernapasan eksterna, oksigen diambil melalui mulut dan hidung pada waktu bernapas dimana oksigen masuk melalui trakea sampai ke alveoli berhubungan dengan darah dalam kapiler pulmonary, alveoli memisahkan aksigen dari darah, O2 menembus membrane, diambil oleh sel darah merah di bawa ke jantung dipompakan keseluruh tubuh.

            Gerakan bernapas bergantung pada gerakan diafragma dan otot dinding dada diantara rusuk-rusuk itu. Bila mengerut otot dinding itu membesarkan rongga dada dan menyebabkan tekanan udara berkurang. Ini membuat paru-paru mengembang dan mengisap udara; ketika otot itu kendur, dada mengempis dan udara mengembus keluar.

            Fungsi utama pernapasan adalah untuk memperoleh O2 agar dapat digunakan oleh sel-sel tubuh dan mengeliminasi CO2 yang dihasilkan oleh sel. Respirasi ada dua, yaitu :

1.      Respirasi internal atau seluler, mengacu kepada proses metabolisme intrasel yang berlangsung di dalam mitokondria, yang menggunakan O2 dan mengahsilkan CO2 selama penyerapan energi dari molekul nutrient.

2.   Respirasi eksternal, mangacu kepada keseluruhan rangkaian kejadian yang terlihat dalam pertukaran O2 dan CO2 antara lingkungan eksternal dan sel tubuh. O2 masuk ke dalam sel melalui 3 tahap :

a.      Ventilasi paru

O2 atm → alveoli

CO2 alveoli → atm.

Faktor-faktor yang mempengaruhi:

-     Tekanan O2 atm

-     Jalan napas

-     Complience dan recoil

-     Pusat napas

b.      Difusi gas

O2 alveoli → kapiler paru

CO2 kapiler paru → alveoli

Faktor-faktor yang mempengaruhi:

-     Luas permukaan paru

-     Tebal membran respirasi

-     Jumlah eritrosit/kadar Hb

-     Jumlah kapiler paru yang aktif

-     Perbedaan tekanan dan konsentrasi gas

-     Waktu difusi

-     Afinitas gas

c.       Transportasi gas

O2 kapiler paru → sel

CO2 sel → kapiler paru

Transport O2:

         - Berikatan dengan Hb (97%) membentuk Oxyhemoglobin

         - Larut dalam plasma (3%)

Transport CO2:

         - Berikatan dengan Hb (30%) membentuk Carbaminohemoglobin

         - Larut dalam plasma

         - Berikatan dengan H2O sebagai HCO3 (65%)

Faktor-faktor yang mempengaruhi

-     Cardiac Output

-     Kondisi pembuluh darah

-     Exercise

-     Eritrosit

Empat proses yang berhubungan dengan pernapasan pulmoner :

-          Ventilasi vulmoner, gerakan pernapasan yang menukar udara dalam alveoli dengan udara luar.

-          Arus darah melalui paru-paru, darah mengandung O2 masuk ke seluruh tubuh, CO2 dari seluruh tubuh masuk ke paru-paru.

-          Distribusi arus udara dan arus darah sedemikian rupa dengan jumlah yang tepat yang bisa dicapai untuk semua bagia.

-          Difusi gas yang menembus membrane alveoli berdifusi daripada O2.

Proses pertukaran O2­ dan CO2, konsentrasi dalam darah mempengaruhi dan merangsang pusat pernapasan terdapat dalam otak untuk memperbesar kecepatan dalam pernapasan sehingga terjadi pengambilan O2 dan pengeluaran CO2 lebih banyak.

Pernapasan Jaringan (Pernapasan Interna) Darah merah (hemoglobin) yang banyak mengandung oksigen dari seluruh tubuh masuk ke dalam jaringan akhirnya mencapai kapiler, darah mengeluarkan O2 ke dalam jaringan, mengambil CO2 untuk dibawa ke paru-paru dan di paru-paru terjadi pernapasan eksterna.

Daya Muat Paru-paru.

            Besarnya daya muat udara dalam paru-paru 4500 ml–5000 ml (4,5-5 liter). Udara yang diproses dalam paru-paru (ekspirasi dan inspirasi) hanya 10%, + 500 ml disebut juga udara pasang surut (tidal air) yaitu yang dihirup pernapasan biasa.

Pengendalian Pernapasan (Kontrol Neurokimia)

1.      Pengendalian oleh saraf

Pusat otomatik dalam medulla oblongata mengeluarkan impuls eferen ke blok pernapasan, melalui radik saraf servikalis diantarkan kediafragma oleh saraf premikus.

2.      Pengendalian secara kimia

Pengendalian dan pengaturan secara kimia meliputi frekuensi kecepatan dan dalamnya gerakan pernapasan, pusat pernapasan dalam sumsum sangat peka, sehingga kadar alkali harus tetap dipertahankan, karbondioksida adalah produksi asam dari metabolisme dan bahan kimia yang asam ini merangsang pusat pernapasan untuk mengirim keluar impuls saraf yang bekerja atas otot pernapasan.

Kecepatan pernapasan pada wanita lebih tinggi dari pada pria.

            Kebutuhan tubuh terhadap O2 (4 menit saja tidak terdapat O2, maka akan mengakibatkan kerusakan pada otak yang tidak dapat diperbaiki dan bisa menimbulkan kematian. Bila O2 tidak mencukupi maka darah merahnya hilang berganti kebiru-biruan misaknya yang terjadi pada bibir, telinga, lengan dan kaki disebut sianosis.

Mekanika Pernapasan :

• Udara cenderung bergerak dari daerah bertekanan tinggi kedaerah bertekanan rendah yaitu menuruni gerakan tekanan.

Terdapat 3 tekanan berbeda yang penting pada ventilasi :
-          Tekanan atmosfer (barometric)
tekanan yang ditimbulkan oleh berat udara diatmosfer terhadap benda-benda dipermukaan bumi.
-          Tekanan intra-alveolus (tekanan intrapulmonalis)
tekanan di dalam alveolus.
-          Tekanan intrpleura (tekanan intratoniks)
tekanan ini di dalam kantong pleura dan tekanan yang terjadi di luar paru di dalam rongga toraks.

Reflex Batuk

            Bronkus dan trakea sedemikian sensitifnya terhadap sentuhan halus, sehingga benda asing dalam jumlah berapapun atau penyebab iritasi lainnya akan menimbulkan refleks batuk. Disana suatu rangkaian peristiwa otomatis digerakkan oleh lintasan neuronal medulla, menyebabkan efek sebagai berikut :

            Kira-kira 2,5 liter udara diinspirasi Epiglotis menutup dan pita suara menutup erat-erat untuk menjerat udara dalam paru. Otot-otot perut berkontraksi dengan kuat mendorong diafragma, sedangkan otot ekspirasi lainnya, seperti interkonstalis internus, juga berkontraksi dengan kuat mendorong diafragma.

            Pita suara dengan epiglottis sekonyong-konyong terbuka lebar, sehingga udara bertekanan tinggi dalam paru meledak keluar. Kadang-kadang dikeluarkan dengan kecepatan 75-100 m. Udara yang mengalir cepat tersebut biasanya membawa pula benda asing apapun yang terdapat dalam bronkus dan trakea.

Refleks Bersin

            Rangsangan yang menimbulkan refleks bersin adalah iritasi dalam saluran hidung, impuls aferen berjalan dalam nervus kelima menuju medulla, dimana refleks dicetuskan.

Fungsi Pernapasan Hidung

Bila udara mengalir melalui hidung, ada 3 yang tertentu dikerjakan oleh rongga hidung. (F) pelembab udara :

            Udara dihangatkan oleh permukaan kontan dengan septum yang lurus, dengan total area kira-kira 160 Cm2. Udara dilembabkan sampai hamper lembab sempurna sebelum udara meninggalkan hidung. Udara disaring.

            Ukuran partikel yang terjerat dalam saluran pernapasan berukuran kira-kira antara 1-5 mikrometer, mungkin dikeluarkan dalam bronkiolur kecil sebagai akibat presipitasi gaya berat.

Sistem pernapasan melakukan fungsi nonrespirasi lain berikut ini :

1.       Menyediakan jalan untuk mengeluarkan air dan panas.
2.       Meningkatkan aliran balik vena.
3.       Berperan dalam memelihara keseimbangan asam basa normal dengan mengubah jumlah CO2 penghasil asam (H+) untuk dikeluarkan. Memungkinkan ketika berbicara, menyaingi dan vikalisasi lain. Mempertahankan tubuh dari infasi bahan asing. Mengeluarkan, memodifikasi, mengaktifkan, atau menginaktifkan berbagai bahan yang melewati sirkulasi paru. Hidung bagian pernapasan, berfungsi sebagai organ pembau.

-          Peredaran darah paru-paru

Paru-paru mempunyai 2 sumber suplai darah, dari arteri bronkialis dan arteri pulmonalis. Sirkulasi bronkial menyediakan darah teroksigenasi dari sirkulasi sistemik dan berfungsi memenuhi kebutuhan metabolisme jaringan paru-paru. Arteri bronkialis berasal dari aorta torakalis dan berjalan sepanjang dinding posterior bronkus. Vena bronkialis yang besar mengalirkan darahnya ke dalam sistem azigos, yang kemudian bermuara pada vena kava superior dan mengembalikan darah ke atrium kanan. Vena bronkialis yang lebih kecil akan mengalirkan darah vena pulmonalis.Karena sirkulasi bronkial tidak berperanan pada pertukaran gas, darah yang tidak teroksigenasi mengalami pirau sekitar 2% sampai 3% curah jantung.

Arteri pulmonalis yang berasal dari ventriel kanan mengalrkan darah vena campuran ke paru-paru dimana darah tersebut mengambil bagian dalam pertukaran gas. Jalinan kapiler paru-paru yang halus mengitari dan menutupi alveolus, merupakan kontak erat yang diperlukan untuk proses pertukaran gas antara alveolus dan darah. Darah yang teroksigenasi kemudian dikembalikan melalui vena pulmonalis ke ventrikel kiri yang selanjutnya membagikannya kepada sel-sel melalui sirkulasi sistemik.