Fisiologi an Final
-
Upload
hikmatiar-chairi-3051 -
Category
Documents
-
view
266 -
download
0
Transcript of Fisiologi an Final
BAB I
PENDAHULUAN
Fungsi paru-paru adalah untuk menyediakan oksigen dan membuang karbon
dioksida. Untuk mencapai tujuan ini, pernafasan dibagi menjadi empat proses fungsional
utama:
1. Ventilasi pulmoner, atau proses penukaran udara dalam alveoli dengan atmosfir.
2. Difusi gas yang menembusi membran pemisah alveoli dan kapiler.
3. Transpor oksigen dan karbon dioksida antara alveoli dan darah.
4. Pengaturan ventilasi dan hal-hal lain dari pernafasan.
Sistem respirasi dibagi menjadi 2 menurut fungsinya yaitu pars konduktoria
(saluran napas) dan pars respiratoria. Pars konduktoria berfungsi menghantarkan udara
napas dari lingkungan sekitar masuk ke saluran napas. Pars konduktoria terdiri dari
cavum nasi, laring, trakea, bronkus primer, bronkus secunder, bronkus tertier,
bronkhiolus dan alveolus di bronkiolus terminalis.
Pars respiratoria adalah bagian sistem respirasi yang mampu melakukan proses
difusi O2-CO2 di mulai dari bronkhiolus respiratorius, ductus alveolaris, saccus alveolaris,
atrium dan berakhir di alveolus.
Pada waktu kita menarik napas (proses inspirasi), oksigen dari lingkungan sekitar
kita ambil, akan tetapi udara napas yang kita ambil tidak hanya mengandung oksigen
saja, ada partikel lain yang terbawa udara napas yang kadang-kadang adalah partikel
yang membahayakan tubuh kita, sehingga udara napas dalam saluran napas kita
mengalami proses pembersihan oleh komponen bulu-bulu hidung, concha dengan
1
gerakan turbulensi yang menyebabkan tidak ada partikel yang berukuran lebih besar dari
6 mikrometer dapat masuk ke paru melalui hidung, mucus yang melapisi sepanjang epitel
saluran napas dan cilia yang akan menggerakkan partikel tidak berguna yang melekat
pada mucus ke arah luar, juga adanya nodulus limfatikus pada lamina propria saluran
napas. Udara napas yang masuk ke saluran napas juga mengalami proses penghangatan
oleh karena suhu tubuh kita lebih besar dari pada suhu di lingkungan sekitar kita.
Komponen yang berperan dalam menghangatkan udara napas adalah anyaman kapiler
darah (plexus venosus) yang paling banyak ditemukan di cavum nasi (rongga hidung).
Di samping itu, udara napas yang masuk ke saluran napas juga dilembabkan oleh
mucus kelenjar seromucosa dan sel goblet yang terletak di antara epitel
pseudostratificatum kolumner penyusun dinding trakea dan bronkus.
Kebutuhan oksigen pada sel-sel tubuh kita berlangsung terus-menerus, sehingga
saluran napas dipertahankan selalu terbuka agar suplai oksigen berjalan lancar. Oleh
karena itu komponen saluran napas yang berperan penting agar saluran napas selalu
terbuka adalah kartilago hyaline pada trakea yang berbentuk seperti huruf C dan lempeng
kartigo pada bronkus, bronkhiolus, dan berakhir di bronkhiolus terminalis.
/ Pertukaran difusi O2-CO2 paling optimal terjadi pada alveolus. Ada 2 macam sel
epitel penyusun dinding alveolus yaitu pneumocytus tipe I berbentuk pipih selapis dan
pneumocytus tipe II berbentuk kuboid selapis. Pneumocytus tipe II berufngsi
menghasilkan surfactant yaitu senyawa yang melapisi permukaan alveolus berfungsi
untuk menurunkan tegangan permukaan alveolus, sehinga alveolus tidak kolaps pada
waktu kontraksi.
2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. ANATOMI SALURAN NAPAS
Saluran penghantar udara hingga mencapai paru-paru adalah hidung, faring,
laring, trakea, bronkus, dan bronkiolus.
A.1. Hidung
Nares anterior adalah saluran-saluran di dalam rongga hidung. Saluran-saluran itu
bermuara ke dalam bagian yang dikenal sebagai vestibulum. Rongga hidung dilapisi
sebagai selaput lendir yang sangat kaya akan pembuluh darah, dan bersambung dengan
lapisan faring dan dengan selaput lendir sinus yang mempunyai lubang masuk ke dalam
rongga hidung. Septum nasi memisahkan kedua cavum nasi. 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 nasi dibentuk oleh
sebagian maxilla, palatinus, dan os. Sphenoidale. Tulang lengkung yang halus dan
melekat pada dinding lateral dan menonjol ke cavum nasi adalah : conchae superior,
media, dan inferior. Tulang-tulang ini dilapisi oleh membrane mukosa.
Dasar cavum nasi dibentuk oleh os frontale dan os palatinus sedangkan atap
cavum nasi adalah celah sempit yang dibentuk oleh os frontale dan os sphenoidale.
Membrana mukosa olfaktorius, pada bagian atap dan bagian cavum nasi 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.
3
Sinus paranasalis adalah ruang dalam tengkorak yang berhubungan melalui
lubang kedalam cavum nasi, sinus ini dilapisi oleh membrana mukosa yang
bersambungan dengan cavum nasi. Lubang yang membuka kedalam cavum nasi :
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.
A.2. Faring
Faring adalah pipa berotot yang berjalan dari dasar tengkorak sampai
persambungannya dengan oesopagus pada ketinggian tulang rawan krikoid. Maka
4
letaknya di belakang laring (laring-faringeal). Orofaring adalah bagian dari faring
merrupakan gabungan sistem respirasi dan pencernaan.
A.3. 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 merupakan struktur yang lengkap terdiri atas:
1. Cartilago yaitu cartilago thyroidea, epiglottis, cartilago cricoidea, dan 2
cartilago arytenoidea
2. 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 adalah cornu superior, penonjolan tempat melekatnya
ligamen thyrohyoideum, dan dibawah adalah cornu yang lebih kecil tempat beratikulasi
dengan bagian luar cartilago cricoidea.
Membrana Tyroid mengubungkan batas atas dan cornu superior ke os hyoideum.
Membrana cricothyroideum menghubungkan batas bawah dengan cartilago cricoidea.
A.4. 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
A.5. Kartilago cricoidea
5
Cartilago berbentuk cincin signet dengan bagian yang besar dibelakang. Terletak
dibawah cartilago tyroidea, dihubungkan dengan cartilago tersebut oleh membrane
cricotyroidea. Cornu inferior cartilago thyroidea berartikulasi dengan cartilago tyroidea
pada setiap sisi. Membrana cricottrakeale menghubungkan batas bawahnya dengan cincin
trakea I
A.6. Kartilago arytenoidea
Dua cartilago kecil berbentuk piramid yang terletak pada basis cartilago cricoidea.
Plica vokalis pada tiap sisi melekat dibagian posterio sudut piramid yang menonjol
kedepan
A.7. Membrana mukosa
Laring sebagian besar dilapisi oleh epitel respiratorius, terdiri dari sel-sel silinder
yang bersilia. Plica vocalis dilapisi oleh epitel skuamosa.
A.8. Plica vokalis
Plica vocalis adalah dua lembar membrana mukosa tipis yang terletak di atas
ligamenturn vocale, dua pita fibrosa yang teregang di antara bagian dalam cartilago
thyroidea di bagian depan dan cartilago arytenoidea di bagian belakang.
Plica vocalis palsu adalah dua lipatan. membrana mukosa tepat di atas plica vocalis sejati.
Bagian ini tidak terlibat dalarn produksi suara.
A.9. 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
6
Selama respirasi tenang, plica vocalis ditahan agak berjauhan sehingga udara
dapat keluar-masuk. Selama respirasi kuat, plica vocalis terpisah lebar.
Fonasi
Suara dihasilkan olch 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.
A.10. Trakea
Trakea merupakan tabung fleksibel dengan panjang kira-kira 10 cm dengan lebar
2,5 cm. trakea 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). Trakea tersusun atas 16 – 20 lingkaran
tak- lengkap yang berupan cincin tulang rawan yang diikat bersama oleh jaringan fibrosa
dan yang melengkapi lingkaran disebelah belakang trakea, selain itu juga membuat
beberapa jaringan otot.
7
A.11. Bronkus
Bronkus yang terbentuk dari belahan dua trakea pada ketinggian kira-kira
vertebrata torakalis kelima, mempunyai struktur serupa dengan trakea dan dilapisi
oleh.jenis sel yang sama. Bronkus-bronkus itu berjalan ke bawah dan kesamping ke arah
tampuk paru. Bronkus kanan lebih pendek dan lebih lebar, dan lebih vertikal daripada
yang kiri, sedikit lebih tinggi darl arteri pulmonalis dan mengeluarkan sebuah cabang
utama lewat di bawah arteri, disebut bronckus lobus bawah. Bronkus kiri lebih panjang
dan lebih langsing dari yang kanan, dan berjalan di bawah arteri pulmonalis sebelurn di
belah menjadi beberapa cabang yang berjalan kelobus atas dan bawah.
Cabang utama bronkus kanan dan kiri bercabang lagi menjadi bronkus lobaris dan
kernudian menjadi lobus segmentalis. Percabangan ini berjalan terus menjadi bronkus
yang ukurannya semakin kecil, sampai akhirnya menjadi bronkhiolus terminalis, yaitu
saluran udara terkecil yang tidak mengandung alveoli (kantong udara). Bronkhiolus
terminalis memiliki garis tengah kurang lebih I mm. Bronkhiolus tidak diperkuat oleh
cincin tulang rawan. Tetapi dikelilingi oleh otot polos sehingga ukurannya dapat berubah.
Seluruh saluran udara ke bawah sampai tingkat bronkbiolus terminalis disebut saluran
penghantar udara karena fungsi utamanya adalah sebagai penghantar udara ke tempat
pertukaran gas paru-paru.
Alveolus yaitu tempat pertukaran gas assinus 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
8
kira-kira 0,5 s/d 1,0 cm. Terdapat sekitar 20 kali percabangan mulai dari trakea sampai
Sakus Alveolaris. Alveolus dipisahkan oleh dinding yang dinamakan pori-pori kohn.
A.12. Paru-Paru
Paru-paru terdapat dalam rongga thoraks pada bagian kiri dan kanan. 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. dan basis.
Terletak 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.
Suplai Darah
1. arteri pulmonalis
2. arteri bronkialis
Innervasi
1. Parasimpatis melalui nervus vagus
2. Simpatis mellaui truncus simpaticus
9
Sirkulasi Pulmonal
Paru-paru mempunyai 2 sumber suplai darah, dari arteri bronkialis dan arteri
pulmonalis. Darah di atrium kanan mengair keventrikel kanan melalui katup AV lainnya,
yang disebut katup semilunaris (trikuspidalis). Darah keluar dari ventrikel kanan dan
mengalir melewati katup keempat, katup pulmonalis, kedalam arteri pulmonais. Arteri
pulmonais bercabang-cabang menjadi arteri pulmonalis kanan dan kiri yang masing-
masing mengalir keparu kanan dan kiri. Di paru arteri pulmonalis bercabang-cabang
berkali-kali menjadi erteriol dan kemudian kapiler. Setiap kapiler memberi perfusi
kepada saluan pernapasan, melalui sebuah alveolus, semua kapiler menyatu kembali
untuk menjadi venula, dan venula menjadi vena.Vena-vena menyatu untuk membentuk
vena pulmonalis yang besar.
Darah mengalir di dalam vena pulmonalis kembali keatrium kiri untuk
menyelesaikan siklus aliran darah. Jantung, sirkulasi sistemik, dan sirkulasi paru.
Tekanan darah pulmoner sekitar 15 mmHg. Fungsi sirkulasi paru adalah karbondioksida
dikeluarkan dari darah dan oksigen diserap, melalui siklus darah yang kontinyu
mengelilingi sirkulasi sistemik dan par, maka suplai oksigen dan pengeluaran zat-zat sisa
dapat berlangsung bagi semua sel.
B. FISIOLOGI PERNAPASAN
B.1. Ventilasi
Ventilasi paru adalah proses masuknya O2 ke dalam paru dan keluarnya CO2 ke
udara luar, setelah melalui proses metabolisme. Jalur masuk udara ialah; hidung,
nasofaring, urofaring, trakea, bronkus, bronkeolus, alveolus. Hidung terdiri dari beberapa
sinus-sinus dan sekat yang memperluas permukaan dan terdapat kelenjar lender, pleksus
10
vena, rambut dan bulu. Terdapat ruang rugi anatomi jalan nafas dari hidung sampai
bronkhiol terminalis karena tidak dapat melakukan fungsi difusi. Ruang rugi faal
(functional dead space) terdiri dari: Ruang rugi anatomi, alveoli tanpa kapiler, alveoli
dengan kapiler tertutup, dan alveoli dengan kapiler yang alirannya kurang.
B.2. Mekanisme Ventilasi
Otot yang Menimbulkan Pengembangan dan Pengempisan Paru
Paru-paru dapat dikembangkempiskan melalui dua cara:
1) diafragma bergerak turun naik untuk memperbesar atau memperkecil rongga
dada, dan
2) depresi dan elevasi tulang iga untuk memperbesar atau memperkecil diameter
anteroposterior rongga dada.
Selama inspirasi, kontraksi diafragma menarik permukaan bawah paru ke arah
bawah. Kemudian, selama ekspirasi, diafragma melakukan relaksasi dan sifat elastis daya
lenting paru (elastic recoil), dinding dada dan struktur abdominal akan menekan paru-
paru. Namun, selama bernapas kuat, daya elastis tidak cukup kuat menghasilkan ekspirasi
cepat yang diperlukan, sehingga diperlukan tenaga ekstra yang terutama diperoleh dari
kontraksi oto-otot abdominal, yang mendorong isi abdomen ke atas melawan dasar
diafragma.
Metode kedua untuk mengembangkan paru adalah dengan mengangkat rangka
iga. Pengembangan paru ini dapat terjadi karena pada posisi istirahat, iga miring ke
bawah, dengan demikian sternum turun ke belakang ke arah kolumna vertebralis. Tetapi,
bila rangka iga dielevasikan, tulang iga langsung maju sehingga sternum bergerak ke
depan menjauhi spina, membentuk jarak anteroposterior dada kira-kira 20% lebih besar
11
selama inspirasi maksimum dibandingkan ekspirasi. Oleh karena itu, otot-otot yang
mengelevasikan rangka dada diklasifikasikan sebagai otot-otot inspirasi, dan otot-otot
yang menurunkan rangka dada diklasifikasikan sebagai otot-otot ekspirasi.
Otot paling penting yang mengangkat rangka iga adalah otot interkostalis
eksterna, tetapi otot-otot lain yang membantunya adalah,
(1) sternokleidomastoideus, mengangkat sternum ke atas,
(2) seratus anterior, mengangkat sebagian besar iga, dan,
(3) skalenus, mengangkat dua iga pertama.
Otot-otot yang menarik rangka iga ke bawah selama ekspirasi adalah
(1) rektus abdominis, mempunyai efek tarikan ke arah bawah yang sangat kuat
terhadap iga-iga bagian bawah pada saat yang bersamaan ketika otot-otot ini dan
otot abdominal lainnya menekan isis abdomen ke atas ke arah diafragma, dan
(2) interkostalis internus.
12
Gambar menunjukkan mekanisme kerja otot interkostalis internus dan eksternus
untuk menimbulkan inspirasi dan ekspirasi. Pada bagian kiri, selama ekspirasi tulang-
tulang iga membentuk sudut ke bawah dan otot interkostalis eksternus memanjang ke
depan dan ke bawah. Bila otot-otot ini berkontraksi, mereka menarik tulang iga bagian
atas ke depan dalam hubungannya dengan tulang iga yang lebih bawah, keadaan ini akan
menghasilkan daya ungkit padda tulang iga untuk mengangkatnya ke atas, dengan
demikian meinumbulkan inspirasi. Fungsi otot interkostalis internus beutl-betul
sebaliknya, berfungsi sebagai otot-otot ekspirasi, karena otot-otot ini membentuk sudut di
antara tulang iga dalam arah yang berlawanan dan menghasilkan daya ungkit yang
berlawanan pula.
B.3. Pergerakkan Udara ke Dalam dan Ke Luar Paru-paru.
Paru-paru merupakan struktur elastis yang akan mengempis seperti balon dan
mengeluarkan semua udaranya melalui trakea bila tidak ada kekuatan untuk
mempertahankan pengembangannya. Juga, tidak terdapat pelekatan antara paru-paru dan
dinding dada kecuali pada bagian di mana paru-paru tergantung pada hilum dari
mediastinumnya. Bahkan, paru-paru sebetulnya mengapung dalam rongga toraks,
dikelilingi oleh suatu lapisan tipis cairan pleura yang menjadi pelumas bagi gerakan paru-
paru di dalam rongga. Selanjutnya, cairan yang berlebihan akan diisap terus menerus ke
dalam saluran limfatik agar lapisan terus menerus ke dalam saluran limfatik agar isapan
antara permukaan viseral dari pleura paru dan permukaan parietal pleura dari rongga
toraks tetap sedikit saja. Oleh karena itu, kedua paru menetap pada dinding toraks seolah-
olah terlekat padanya, kecuali ketika dada melakukan pengembangan dan berkontraksi,
maka paru-paru dapat bergeser secara bebas karena pelumas dengan baik.
13
C. TEKANAN PARU
C.1. Tekanan Intrapleura
Tekanan pleura adlah tekanan cairan dalam ruang sempit antara pleura dan pleura
dinding dada. Seperti yang telah ditekankan di atas, secara normal terdapat sedikit isapan,
yang berarti suaatu tekanan negatif yang ringan. Tekanan pleura normal pada saat
dimulainya inspirasi adalah sekitar -5 cmH20, yang merupakan nilai isap yang dibutuhkan
untuk mempertahankan paru agar tetap terbuka sampai nilai istirahatnya. Kemudian,
selama inspirasi, pengembangan rangka dada akan mendorong permukaan paru dengan
kekuatan yang sedikit lebih besar dan menciptakan tekanan yang sedikit lebih negatif
turun sampai rata-rata sekitar 7.5 cmH20.
Hubungan tekanan pleura dan perubahan volume paru tampak selama inspirasi
dan ekspirasi. Pada saat inspirasi tekanan intrapleura menjadi negatif, -5 menjadi -7.5
cmH20, sehingga volume paru sebanyak 0.5 liter. Kemudian selama ekspirasi, peristiwa
yang terjadi adalah sebaliknya.
14
C.2. Tekanan Alveolar
Tekanan alveolus adalah tekanan dibagian dalam alveoli paru. Ketika glotis
terbuka, dan ada udara yang mengalir ke dalam atau ke luar paru, maka tekanan pada
semua bagian nafas, sampai alveoli, semuanya sama dengan tekanan atmosfer, yaitu 0
cmH2O. Untuk menyebabkan aliran udara ke dalam selama inspirasi, maka tekanan
dalam alveoli harus turun sampai nilainya sedikit di bawah tekanan atmosfer. Tekanan
alveolus sampai dengan sekitar -1 cmH2O pada inspirasi normal dapat menarik sekitar 0.5
liter udara ke dalam paru dalam 2 detik.
Selama ekspirasi, terjadi perubahan yang berlawanan: tekanan alveolus meningkat
sampai sekitar 1 cmH2O, dan tekanan ini mendorong 0.5 liter udara inspirasi ke luar paru
selama 2 sampai 3 detik waktu ekspirasi. Pernapasan maksimal pada saat berolahraga
berat adalah – 80 cmH2O pada saat inspirasi dan +100 cmH2O pada saat ekspirasi.
Inspirasi volume gas > tekanan udara menurun
Tekanan negatip alveoli : - 3 mm Hg. Menarik udara ke dalam alveoli.
Expirasi + 3 mmHg, udara keluar dari alveoli
Pernapasan maximal - 80 mmHg atau +100 mmHg
Terjadi pada saat berolahraga berat.
C.3. Tekanan Transpulmoner
Tekanan transpulmoner adalah perbedaan antara tekanan alveoli dan tekanan pada
permukaan luar paru, dan ini adalah nilai daya elastis dalam paru yang cenderung
mengempiskan paru pada setiap titik pengembangan, disebut “tekanan daya lenting
paru”.
15
C.4. Compliance Paru
Nilai dimana pengembangan paru untuk setiap unit dapat meningkatkan tekanan
transpulmoner, disebut compliance. Nilai compliance total normal dari kedua paru
seorang dewasa rata-rata sekitar 200 ml/cmH20, tetapi nilai ini bervariasi kurang lebih
sebanding dengan berat badan orang yang tanpa lemak. Artinya, setiap kali tekanan
transpulmoner meningkat sebanyak 1 cmH20, maka terjadi pengembangan paru sebanyak
200 mililiter. Perbandingan volume paru dan compliance paru bergantung pada daya
elastis paru. Daya elastis ini dapat dibagi menjadi dua bagian:
1. daya elastis jaringan paru itu sendiri dan
2. daya elastis yang disebabkan oleh tegangan permukaan cairan yang
membatasi dinding bagian dalam alveoli dan ruang udara paru lainnya.
Kerja complaince paru dapat dinilai dengan mengalikan volume pengembangan paru
(∆V) dengan tekanan rata-rata yang dibutuhkan untuk menimbulkan tegangan (∆):
Kerja compliance = ∆V . ∆P
2
Menurut tingkat elastisitas, compliance paru terbagi dua;
Low compliance : Edema paru, pneumonia berat, ARDS, efusi pleura,
hematopneumotoraks, abdominal pressure >>:untuk memasukkan volume yang
diinginkan dibutuhkan pressure yg lebih besar.
High compliance : Muscle relaxant, COPD, open chestdengan tekanan yg kecil dapat
tidal volume yg masuk besar.
C.5. Surfaktan, Tegangan Permukaan, dan Pengempisan Paru.
16
Surfaktan merupakan bahan aktif permukaan, yang berarti bahwa ketika cairan
bahan ini meliputi seluruh permukaan cairan, maka surfaktan akan sangat menurunkan
tegangan permukaan. Surfaktan disekresikan oleh sel-sel epitel khusus, dan kira-kira
merupakan 10 persen dari seluruh daerah permukaan alveoli. Sel-sel ini berbentuk
granular, mengandung inti lipid, disebut “sel epitel alveolus tipe II”.
Peran surfaktan diperlukan untuk melawan ketidakstabilan alveoli melalui dua
cara. Pertama, surfaktan menurunkan jumlah total tegangan dan hal ini memungkingkan
fenomena salin ketergantungan dan jaringan fibrosa untuk mengatasi efek tegangan
permukaan. Kedua, ketika ukuran alveolus menjadi lebih kecil, maka molekul surfaktan
pada permukaan alveolus menjadi terperas bersama-sama, sehingga konsentrasinya
meningkat dan tegangan permukaan menurun.
D. VOLUME DAN KAPASITAS PARU
Volume dan kapasitas paru dapat dinilai dengan menggunakan spirometri. Bentuk
spirometri dasar yang khas terdiri dari sebuah drum yang dibalikkan di atas bak air, dan
drum tersebut diimbangi suatu beban. Dalam drum terdapat gas untuk bernafas, biasanya
udara atau oksigen; dan sebuah pipa menghubungkan mulut dengan ruang gas. Apabila
seseorang bernafas dari dan ke dalam ruang ini, drum akan naik turun dan terjadi
perekam yang sesuai di atas gulungan yang berputusan.
D.1. Volume paru
Volume paru dibagi dalam empat bagianyang memiliki arti yang berbeda-beda :
1. Volume alun nafas (tidal, Vt) adalah volume udara yang diinspirasi atau
ekspirasi setiap kali bernafas norma; besarnya kira-kira 500 mililiter pada rata-
rata orang dewasa.
17
2. Volume cadangan inspirasi (IRV) adalah volume ekstra yang dapat diinspirasi
setelah dan di atas volume alun nafas normal; biasanya mencapai 3000 mililiter.
3. Volume cadangan ekspirasi (ERV) adalah jumlah udara ekstra yang dapat pada
ekspirasi ekspirasi kuat pada akhir ekpirasi alun nafas normal; jumlah normalnya
adalah sekitar 1100 mililiter.
4. Volume residu (RV) adalah volume udara yang masih tetap berada dalam paru
setelah ekspirasi paling kuat. Volume ini besarnya kira-kira 1200 mililiter.
D.2. Kapasitas Paru
Untuk menguraikan peristiwa-peristiwa dalam siklus paru, kadang-kadang perlu
menyatukan dua atau lebih volume di atas. Kombinasi seperti itu disebut kapasitas paru,
yang diuraikan sebagi berikut :
1. Kapasitas inspirasi (IC) sama dengan volume tidal ditambah volume cadangan
inspirasi. Ini adalah jumlah udara (kira-kira 3500 mililiter) yang dapat dihirup
oleh seseorang, dimulai pada tingkat ekspirasi normal dan pengembangan paru
sampai jumlah maksimum
IC = Vt + IRV
2. Kapasitas residu fungsional (FRC) sama dengan volume cadangan ekspirasi
ditambah volume residu. Ini adalah jumlah udara yang tersisa dalam paru pada
akhir ekspirasi normal (kira-kira 2300 mililiter)
FRC = ERV +RV
3. Kapasitas vital (VC) sama dengan volume cadangan inspirasi ditambah volume
alun nafas dan volume cadangan ekspirasi. Ini adlah jumlah udara maksimum
yang dapat dikeluarkan seseorang dari paru, setelah terlebih dahulu mengisi paru
18
secara maksimum dan kemudian mengeluarkan sebanyak-banyaknya (kira-kira
4600 mililiter)
VC = IRV + Vt + ERV
4. Kapasitas paru total (TLC) adalah volume maksimal dimana paru dapat
dikembangkan sebesar mungkin dengan inspirasi paksa (kira-kira 5800 mililiter);
jumlah ini sama dengan kapasitas vital ditambah residu).
TLC = VC + RV
Volume pernafasan satu menit adalah jumlah total udara baru yang masuk ke
dalam saluran nafas tiap menit, dan ini sesuai dengann volume tidal dikalikan dengan
frekuensi nafas.
Volume pernafasan = Volume tidal x laju pernafasan
Volume tidal normal kira-kira 500 mililiter, dan frekuensi pernafasan normal kira-
kira 12 kali permenit. Oleh karena itu, volume pernafasan semenit rata-rata 6 liter/menit.
Seseorang dapat hidup untuk watu yang pendek dengan volume pernafasan 1.5 liter/menit
dan dengan frekuensi pernafasan dua sampai empat kali per menit.
E. VENTILASI ALVEOLUS
Hal paling penting dari sistem ventilasiparu adalah terus menerus memperbarui
udara dalam area pertukaran gas paru, di mana udara dan darah paru berdekatan. Yang
termasuk area-area ini adalah alveoli, kantong alveolus, duktus alveolaris, bronkiolus
respiratorius. Kecepatan udara baru yang masuk pada area ini disebut ventilasi alveolus.
Selama pernafasan normal dan tenang, volume tidal hanya cukup untuk mengisi
saluran nafas bagian bawah sampai bronkiolus terminalis, dengan hanya sebagian kecil
19
udara inspirasi yang masuk ke dalam alveoli. Oleh karena itu, udara baru ini bergerak
dari bronkiolus terminalis ke dalam alveoli melalui jarak yang pendek ini dengan cara
difusi. Difusi disebabkan oleh gerakan kinetis molekul-molekul, tiap molekul gas
bergerak dengan kecepatan tinggi di antara molekul lainnya. Kecepatan gerak molekul
dalam udara pernafasan demikian besar melalui jarak yang begitu pendek yaitu dari
bronkiolus terminalis ke alveoli di mana gas bergerak hanya dalam waktu sepersekian
detik.
Ruang Rugi (Dead Space)
Sebagian udara yang dihirup oleh seseorang tidak pernah sampai pada daerah
pertukaran gas, tetapi tetap berada dalam saluran nafas di mana pada tempat ini tidak
terjadi pertukaran gas. Udara ini disebut “udara ruang rugi” sebab tidak berguna untuk
proses pertukaran gas; saluran nafas dimana tidak terjadi pertukaran gas disebut ruang
rugi. Terdiri dari:
1. Ruang rugi anatomi jalan nafas dari hidung sampai bronkhiol terminalis.
2. Ruang rugi faal (functional dead space) terdiri dari:
a. Ruang rugi anatomi
b. Alveoli tanpa kapiler
c. Alveoli dengan kapiler tertutup
d. Alveoli dengan kapiler yang alirannya kurang.
F. PERNAPASAN JARINGAN ATAU PERNAPASAN INTERNA
Darah yang telah menjenuhkan hemoglobinnya dengan oksigen (oksihemoglobin)
mengitari seluruh tubuh dan mencapai kapiler, dimana darah bergerak sangat lambat. Sel
20
jaringan memungut oksigen dari hemoglobin untuk memungkinkan oksigen berlangsung
dan darah menerima sebagai gantinya hasil buangan oksidasi yaitu karbondioksida.
Perubahan- perubahan berikut terjadi dalam komposisi udara dalam alveoli, yang
disebabkan pernapasan eksterna dan pernapasan interna atau penapasan jaringan.
Udara (atmosfer) yang dihirup :
Nitrogen : 79 %
Oksigen : 20 %
Karbondioksida : 0-0,4 %
Udara yang masuk alveoli mempunyai suhu dan kelembaban atmosfer.
Udara yang dihembuskan
Nitrogen : 79 %
Oksigen : 16 %
Karbon dioksida : 4-0,4
Udara yang dihembuskan jenuh dengan uap air dan mempunyai suhu yang sama
dengan badan (20 persen panas badan hilang untuk pemanasan udara yang dikeluarkan).
Daya Muat Udara oleh Paru-paru
Besarnya daya muat udara oleh paru-paru ialah 4.500 ml sampai 5.000 ml atau 4,5
sampai 5 liter udara. Hanya sebagian kecil dari udara ini, kira-kira 1/10nya atau 500 ml
adalah udara pasang surut (tidal air), yaitu yang dihirup masuk dan dihembuskan ke luar
pada pernapasan biasa dengan tenang.
Volume tidal adalah volume udara yang dapat dicapai masuk dan keluar paru-
paru pada penarikan napas dan pengeluaran napas paling kuat, disebut kapasitas vital
paru-paru. Pengukuran dengan menggunakan spirometer. Pada laki-laki, normal 4-5 liter
21
dan pada seorang perempuan 3-4 liter. Kapasitas akan berkurang pada penyakit paru-
paru, pada penyakit jantung (yang menimbulkan kongesti paru-paru) dan pada kelemahan
otot pernapasan.
G. KECEPATAN DAN PENGENDALIAN PERNAPASAN
Mekanisme pernapasan diatur dan dikendalikan oleh dua faktor utama; (a)
kimiawi, dan (b) pengendalian oleh saraf. Beberapa faktor tertentu merangsang pusat
pernapasan yang terletak di dalam medula oblongata. Jika terjadi perangsangan akan
mengeluarkan impuls yang disalurkan oleh saraf spinalis ke otot pernapasan - yaitu otot
diafragma dan otot interkostalis.
Pengendalian oleh saraf
Pusat pernapasan ialah suatu pusat otomatik di dalam medula oblongata yang
mengeluarkan impuls eferen ke otot pernapasan. Melalui beberapa radix saraf servikalis
impuls ini diantarkan ke diafragma oleh saraf frenikus: dan di bagian yang lebih rendah
pada sumsum belakang, impulsnya berjalan dari daerah torax melalui saraf interkostalis
untuk merangsang otot interkostalis. Impuls ini menimbulkan kontraksi ritmik pada otot
diafragma dan interkostal yang kecepatan kira-kira lima belas kali setiap menit. Impuls
aferen yang dirangsang oleh pemekaran gelembung udara, diantarkan oleh saraf vagus
ke pusat pernapasan di dalam medula.
22
Pengendalian secara kimiawi
Faktor kimiawi ini ialah faktor utama dalam pengendalian dan pengaturan
frekuensi, kecepatan dan dalamnya gerakan pernapasan. Pusat pernapasan di dalam
sumsum sangat peka pada reaksi : kadar alkali darah harus dipertahankan.
Karbondioksida adalah produk asam dari metabolisme, dan bahan kimia yang asam ini
merangsang pusat pernapasan untuk mengirim keluar impuls saraf yang bekerja atas otot
pernapasan.
Kedua pengendalian melalui saraf dan secara kimiawi adalah penting. Tanpa
salah satunya orang tak dapat terus bernafas. Pada paralisa otot pernapasan (interkostal,
dan diafragma), digunakan ventilasi paru-paru atau suatu alat pernapasan buatan lainnya
untuk membantu pernapasan, sebab dada harus bergerak agar udara dapat terjadi proses
pernafasan.
Faktor tertentu lain yang menyebabkan penambahan kecepatan dan dalamnya
pernapasan. Gerakan badan yang kuat yang memakai banyak oksigen dalam otot untuk
23
memberi energi yang diperlukan untuk pekerjaan, akan menimbulkan kenaikan pada
jumlah karbon dioksida di dalam darah dan akibatnya pembesaran ventilasi paru-paru.
Emosi, rasa takut dan sakit misalnya, menyebabkan impuls yang merangsang
pusat pernapasan dan menimbulkan penghirupan udara secara kuat. Hal yang kita ketahui
semua.
Impuls aferen dari kulit menghasilkan efek serupa- bila badan dicelup dalam air
dingin atau menerima guyuran air dingin, maka penarikan napas kuat menyusul.
Pengendalian secara sadar atas gerakan pernapasan mungkin, tetapi tidak dapat
dijalankan lama. Oleh sebab gerakannya adalah otomatik. Suatu usaha untuk menahan
napas untuk waktu lama akan gagal karena pertambahan karbondioksida yang melebihi
normal di dalam darah akan menimbulkan rasa tak enak.
Kecepatan pernapasan pada wanita lebih tinggi daripada pria. Kalau bernapas
secara normal maka ekspirasi akan menyusul inspirasi, dan kemudian ada istirahat
sebentar. Inspirasi-ekspirasi-istirahat. Pada bayi yang sakit urutan ini ada kalanya terbalik
dan urutannya menjadi : innspirasi-istirahat-ekspirasi. Hal ini disebut pernapasan terbalik.
Kecepatan normal setiap menit :
Bayi baru lahir 30-40
Dua belas bulan 30
Dari dua sampai lima tahun 24
Orang dewasa 10-20
24
BAB III
FISIOLOGI PARU DAN KAITANNYA
TERHADAP ANAESTHESIA
Respirasi adalah Pertukaran gas antara udara inspirasi dan darah (pengambilan
oksigen dan pengeluaran karbon dioksida).
Fisiologi paru sangat penting dalam praktik anesthesia karena:
1. Zat anestetik yang paling sering digunakan yaitu agen inhalasi bergantung
pada paru untuk uptake dan eliminasinya.
2. Efek samping terpenting zat anestetik baik inhalasi dan intravena
berhubungan dengan system respirasi.
3. Paralisis otot, posisi saat pembedahan, dan teknik operasi menggunakan
ventilasi satu paru dan cardiopulmonary bypass secara nyata mengubah
fisiologi paru.
Jenis respirasi :
1. Metabolisme aerob → 38 ATP
2. Metabolisme anaerob → 2 ATP
Pertukaran gas secara periodik dalam alveolus, meresaturasi darah dan
mengeliminasi CO2. Pertukaran ini terjadi akibat adanya perbedaan tekanan kecil dalam
saluran napas. Saat ventilasi spontan, tekanan ini berubah sesuai dengan tekanan
intratorakal. Dalam keadaan ventilasi mekanik tekanan ini diproduksi oleh tekanan positif
intermiten di saluran napas atas.
25
Pergerakan paru bersifat pasif dan tergantung pada impedensi system respirasi,
yang dapat dibagi menjadi resistensi elastik jaringan dan antarmuka gas-cair, dan
hambatan nonelastik terhadap lairan gas. Hal yang pertama menguasai volume paru dan
tekanan dalam kondisi stati (no gas flow). Yang kedua berhubungan dengan hambatan
friksional aliran udara dan deformasi jaringan. Usaha yang diperlukan untuk melampaui
resisrensi elastik disimpasn sebagai energi potensial, tetapi usaha yang dibutuhkan untuk
melampaui hambatan nonelastik hilang sebagai panas.
Efek Anestesi Inhalasi pada Respirasi:
Menurunkan FRC 15 – 20 %.
Menurunkan compliance dinding dada dan paru-paru.
Meningkatkan work of breathing.
Meningkatkan dead space.
Meningkatkan intra pulmonary shunting
Menyebabkan hypoventilasi.
26
DAFTAR PUSTAKA
1. Guyton, Arthur C. dan John E. Hall.1997. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran, Edisi
9. Jakarta:EGC
2. Morgan GE, Mikhail MS, Murray MM. Breathing Systems. Clinical
Anesthesiology 4th ed. Philadelpia : Lippincott William & Wilkins 2006.
27