ANATOMI & FISIOLOGI PERNAPASAN

Anatomi Sistem Pernafasan

FISIOLOGI PERNAPASANTujuan dari pernapasan adalah untuk menyediakan oksigen bagi seluruh jaringan tubuh dan membuang karbon dioksida ke atmosfir. Untuk mencapai tujuan ini, sistim pernapasan menjalankan fungsi :1. Ventilasi paru, yaitu masuk keluarnya udara dari atmosfir ke alveoli paru.2. Difusi oksigen dan karbondioksida antara darah dan alveoli3. Transpor 02 dan CO2 dalam darah dan cairan tubuh ke dan dari sel4. Pengaturan ventilasi dan hal-hal lain pernapasan.Selain itu paru-paru juga mempunyai fungsi lain, yaitu antara lain :1. Menyaring bahan-bahan toksik2. Metabolisme beberapa bahan3. Sebagai reservoar darah

Untuk mencapai tujuan ini, sistim pernapasan menjalankan fungsi :1. Ventilasi paru, yaitu masuknya udara atmosfir kedalam parusampai di alveoli dan keluarnya udara alveoli paru ke udarabebas / atmosfir lagi.2. Difusi O2 dan CO2 antara darah kapiler paru & udara alveoli.Hal ini terjadi karena ventilasi berlangsung terus-menerus ygdibarengi aliran perfusi darah ke dalam kapiler alveoli yangjuga terus-menerus mengalir.3. Transpor 02 dan CO2 dalam darah dan cairan tubuh (CES/ECF)ke dan dari sel. Point ini sebenarnya tidak termasuk murnifungsi pernafasan, akan tetapi ini pekerjaan jantung & pp drh.4. Pengaturan ventilasi oleh sistim syaraf dan hal-hal lainnya.

Jalur Udara• Udara Hidung & Pharing (udara dihangatkan ) trakea bronkus

Bronkiolus bronkiolus respiratorius Duktus alveolar alveoli • 3 fungsi dari rongga hidung :• 1. Memanaskan Udara sesuai dgn suhu badan : 370C.

Hal ini dimungkinkan ok terdapat PLEXUXUS VENOSUS GISSELBACHII pada mucosa dinding cavum nasi, dibagian atap dan concha-concha, sehingga bagian-bagian ini mendapat supply darah yg banyak, dengan aliran yg lambat.

• 2. Melembabkan udara ( Kelembaban dengan uap air/H2O dalam rongga hidung / cavum nasi adalah 47 mm Hg (Pbar water vapour) dengan suhu 37oC.

• 3. Menyaring udara (Terdapat bulu-bulu hidung / cilia pada nares = pintu depan cavum nasi yg menyaring partikel-partikel, pollutant-pollutant / debu-debu yg berukuran besar / 10 µ > , bakteri & jamur yang mengotori udara atmosfer).

Mekanika pernapasan

Paru-paru dapat dikembang kempiskan melalui dua cara :1. Diafragma bergerak turun naik untuk memperbesar atau memperkecil rongga dada (diameter vertikal)2. Naik dan turunnya tulang rusuk untuk memperbesar atau memperkecil diameter antero-posterior

Respiratory System

• Respiration 1. Inspiration

Ventilation Diffusion Perfusion

2. Expiration

• Respiration• Internal• External

Otot Pernapasan Otot Inspirasi : diafragma, intercostal eksterna, M. Assesorius (sternokleido-mastoideus, skalenus, pectoralis, serratus anterior) Otot ekspirasi : intercostal interna, otot abdomen (rectus abdominis), transversus abdominis, obliquus abdominis ext et int.

Anatomi Otot Pernafasan

Ventilasi

• Ventilasi : masuk keluarnya udara dari alveoli ke atmosfir• Volume respirasi semenit : jumlah total udara baru

kedalam JUP semenit ; tidal volume(TV) x frekuensi napas (F) (TV = 500 ml, frekuensi napas = 12 x/mnt)

• Ventilasi semenit = volume respirasi semenit• Ventilasi alveolar : (TV-RRA) x F• Anatomical dead spaces X Physiological dead spaces

• Makin ke basis paru ventilasi makin baik, hal ini disebabkan tekanan pleura didaerah basis paru lebih lebih kecil (-2,5 cm H20) dibanding apeks paru (-10 cm H2O)

• Perfusi : transportasi gas ke jaringan; perfusi makin ke basis makin baik

• Ratio V/P : >1 di apeks, ideal 1 di median paru (costa III), dan < 1 di basis paru

Volume & Kapasitas Paru

• Volume : IRV = 3300 ml, TV = 500 ml, ERV = 1000 ml, and RV = 1200 ml

• Capasitas : IC = IRV + TV VC = IRV + TV + ERV FRC = ERV + RV TLC = IRV + TV + ERV + RV

SpirographicPULMONARY VOLUMES

• V T (Tidal Volume) = 500 ml• IRV (Inspiratory Reserve Volume) = 3100 ml• ERV (Expiratory Reserve Volume) = 1200 ml• RV (Residual Volume) = 1200 ml

PULMONARY CAPACITIESIC (Inspiratory Capacity) = 3600 mlVC (Vital Capacity) = 4800 mlFRC (Functional Residual Capacity )= 2400 mlTLC (Total Lung Capacity) = 6000 ml

Tekanan pleura

Tekanan di dalam rongga sempit antara pleura paru (viseralis) dan pleura dinding dada (parietalis). Normalnya tekanan ini pada saat akhir ekspirasi (mulai inspirasi) adalah -5 cm H20, yang merupakan kekuatan yang tetap mempertahankan pengembangan paru pasa saat istirahatnya. Selama inspirasi, pengembangan rangka dada akan mendorong permukaan paru dengan kekuatan yang sedikit lebih besar dan mengakibatkan tekanan pleura menjadi lebih negatif sekitar -7 cm H20.

Jalan Udara Pernapasan

• Zona konduksi/konveksi : zona hanya tempat lewatnya udara Ruang rugi anatomis (anatomic dead space)

• Zona Respirasi : zona tempat pertukaran oksigen dan karbondioksida (difusi)

Respiratory Epithelium

Respiratory Tract

• The Conducting Passageways- Trachea- Bronchus- Bronchiolus- Bronchiolus Terminalis

Respiratory Tract

• The Respiratory Passageways- Bronchiolus Repiratorius- Ductus Alveolaris- Saccus Alveolaris

JALAN UDARA PERNAPASAN (JUP)

Tekanan alveolus

Adalah tekanan di bagian dalam alveoli paru. Agar udara bisa masuk selama inspirasi maka tekanan dalam alveolus harus turun sampai nilainya sedikit dibawah tekanan atmosfir yaitu -1 cm H20,agar 0,5 liter udara dapat masuk. Selama ekspirasi tekanan alveolus meningkat sekitar +1 cm H20 dan mendorong 0,5 liter udara keluar.

Surfaktan

Merupakan campuran beberapa phosfolipid, protein dan ion. Dihasilkan oleh sel epitel alveolar tipe II. Fungsi surfaktan ini melawan tegangan permukaan sehingga alveoli tidak mengempis/kollaps. Pada RDS yang biasanya terjadi pada bayi prematur, akibatnya kurangnya surfaktan

Barier Gas-Darah Bagian yang membatasi udara alveoli dari darah kapiler. Barier ini disebut pula membrana respiratorius yaitu suatu membran yang mempunyai beberapa lapisan 1. Selapis cairan yang membatasi alveolus dan mengandung campuran fosfolipd (surfaktan).2. Lapisan epitel alveolar yaitu sel-sel epitel yang sangat tipis3. Epitel membran basalis4. Ruangan interstitial yang sangat tipis antara epitel alveolar dan membran kapiler5. Membran basalis kapiler6. Membran endotel kapiler

C02

O2

ERITROSIT

Fungsi Jalan Udara Pernapasan

Sebagai pintu masuk ke JUP adalah rongga hidung. Terdapat 3 fungsi dari rongga hidung (air conditioning function):

1.    Memanaskan udara 2.    Melembabkan udara3. Menyaring udara

Refleks batuk

Refleks batuk adalah sangat essensial untuk kehidupan, oleh karena batuk adalah suatu jalan untuk membersihkan JUP dari benda-benda asing. Bronchi dan trachea sangat sensitif sehingga setiap benda asing yang menyebabkan iritasi akan menimbulkan refleks batuk. Laring dan carina (titik dimana trachea terbagi menjadi bronchi) adalah khususnya sensitif. Impuls afferent berjalan dari JUP terutama melalui nervus vagus ke medulla oblongata

Refleks Bersin

Refleks ini menyerupai refleks batuk, kecuali ini berlaku untuk rongga hidung saja. Stimulus berupa iritasi pada rongga hidung dan impuls afferen berjalan pada nervus V ke medulla. Terjadilah seurutan reaksi dimana sejumlah besar udara akan dilewatkan dengan cepat melalui hidung dan juga melalui mulut sehingga akan membersihkan rongga hidung dari benda-benda asing.

Difusi gas pada paruDifusi dalam hal ini adalah proses berpindahnya gas O2 dari alveoli ke kapiler paru, dan berpindahnya CO2 dari kapiler paru ke alveoli. Menurut hukum Fick, kecepatan suatu gas melewati membran adalah sesuai rumus : Vgas = A.D. (P1 - P2) T

C02

O2

ERITROSIT

No hemoglobin

Alveolus

Pulmonarycapillary blood

Oxygen

PAO2=PCO2

O2 bound to hemoglobin helps maintain P-P

gradientPAO2 >PCO2

Fully saturatedhemoglobin

PAO2=PCO2

Hemoglobin facilitatesa large net transfer

of oxygen

Transport Oksigen Setelah oksigen masuk dari alveoli ke dalam paru-paru maka oksigen diangkut dalam ikatan dengan hemoglobin ke kapiler jaringan dimana oksigen akan dilepaskan untuk digunakan oleh sel-sel. Adanya hemoglobin dalam sel darah merah mengizinkan darah mengangkut oksigen lebih banyak dibandingkan bila oksigen hanya terlarut dalam cairan darah.Oksigen yang dibawah ke perifer akan mengoksigenasi jaringan-jaringan tubuh, dan hal ini juga dipengaruhi oleh pemakaian oksigen jaringan persatuan waktu (oksygen consumption). Oksygen consumption ini harus seimbang dengan penyediaan oksigen (oksygen delivery), sehingga diperoleh oksigen yang cukup untuk semua jaringan.

Transpor Oksigen

1. Terikat dgn Hb (97%)2. Terlarut dlmplasma

Transport CO2Karbondioksida yang terbentuk pada jaringan akan memasuki kapiler jaringan dan diangkut oleh darah kembali ke paru-paru. Tekanan CO2 jaringan akan meningkat akibat hasil metabolisme, dan tekanan CO2 ini (PCO2) akan lebih tinggi dari PCO2 darah, sehingga CO2 jaringan akan berdifusi ke dalam darah. Seperti juga oksigen, karbondioksida juga terikat dengan suatu bahan kimia dalam darah yang meningkatkan transport CO2 15-20 kali lipat.Transport CO2 dapat melewati 3 cara yaitu terikat dengan bikarbonat dan ini yang terutama, terikat dengan carbaminocompound, dan yang terlarut dalam darah

Regulasi aktifitas pernapasan

1. Kontrol kimiawi- CO2 : via CSF dan konsentrasi ion H+ cairan

interstitiel otak- O2 dan ion H : via carotid dan aortic bodies

2. Non kimiawi- Vagus afferent dari JUP dan paru- Afferent dari pons, hipothalamus, dan sistem

limbic- Afferent dari proprioceptors- Afferent dari baroreseptor

Chemoreseptor batang otak (kemoreseptor sentral)

• Letaknya di medulla bagian ventral & dorsal• Memonitor konsentrasi ion H+ CSF, dan ion

H+cairan interstitiel otak

• CO2 darah dgn cepat melewati sawar darah otak ke CSF H2CO3 H+ + HCO3-

• Konsentrasi H+ yg tinggi memacu ventilasi

Carotid dan aortic bodies (kemoreseptor perifer)

• Peka terhadap perubahan konsentrasi CO2, O2, dan ion H+ darah

• Kadar pCO2 darah yang terutama merangsang pernapasan, sebaliknya kekurangan pO2 dan ion H+ tidak sekuat pengaruh pCO2

• Perubahan asam-basa darah juga dikompensasi oleh respirasi melalui sistem ini (misalnya

hiperventilasi-Kussmaul saat asidosis)

Pengaruh faktor nonkimiawi terhadap pernapasan

• Reseptor bronkial dan reseptor pulmoner yang terdiri atas reseptor adaptasi cepat dan adaptasi lambat yg keduanya merupakanserabut saraf bermielin. Terdapat juga reseptor via c fiber (tdk bermielin)

• Dari JUP dan paru : pengaruh vagal yang memendekkan pernapasan (Hering-Breuer refleks) via reseptor adaptasi lambat. HB refleks inflasi : ekspirasi meningkat ; HB refleks deflasi : ekspirasi menurun

• J (Juxtacapillary) reseptor (c fiber) distimulasi oleh hiperventilasi apneu, takipneu, bradikardia

• Irritant receptor di trakea (via reseptor adaptasi cepat batuk, bronkokonstriksi, sekresi mukus hyperventilasi

HIPOKSIAAd/ Kekurangan Oksigen ditingkat jaringan,dimana paling utama otak yang dipengaruhi. Terbagi :1. Hipoksia hipoksik2. Hipoksia anemik3. Hipoksia Stagnan4. Hipoksia histotoksik

Hipoksia hipoksik-PO2 darah arteri berkurang.- Gangguan pada proses ventilasi dan difusi

Hipoksia Anemik- PO2 darah arteri normal, tetapi jumlah Hb yang tersedia untuk mengangkut O2 berkurang (gangguan transport)

Hipoksia Stagnan- Bila aliran darah menuju jaringan sangat rendah , sehingga tidak cukup O2 dihantarkan ke jaringan.(Gangguan sirkulasi)

Hipoksia Histotoksik-Bila jumlah O2 yang dihantarkan ke jaringan memadai, tetapi oleh karena kerja agen toksik, sel jaringan tidak mampu menggunakan O2 yang dihantarkan.

Rangsangan Respirasi- Frekuensi Ventilasi (Normopnea)sekitar : 12- 24 x/mnt.- Hiperpnea ; peningkatan frekuensi dan kedalaman pernapasan.- Takipnea ; pernapasan cepat dan dangkal.- Bradipnea ; pernapasan yang lambat.- Apnea ; tidak ada pernapasan.- Dispnea ; Kesulitan bernapas pada subjek yang secara sadar merasakan sesak napas

TERIMA KASIH