Fisiologi Tahan Napas

Tujuan Instruksional Umum: Memahami tercapainya breaking point pada waktu menahan napas pada berbagai kondisi pernapasanTujuan perilaku khusus:a. Menyatakan tercapainya breaking point seseorang pada waktu menahan napas, pada berbagai kondisi pernapasanb. Menerangkan sebab terjadinya perbedaan lama menahan napas pada kondisi pernapasan yang berbeda-beda

A. Dasar TeoriTujuan dari sistem respirasi adalah menyediakan oksigen yang ada di udara ke jaringan dan mengeluarkan karbon dioksida hasil metabolisme sel. Untuk mencapai tujuannya, sistem respirasi mempunyai organ pertukaran gas dan sebuah pompa ventilasi paru. Pompa ventilasi ini terdiri atas:1. Otot-otot pernafasan yang memperbesar dan memperkecil ukuran rongga dada. Pada inspirasi normal, otot yang berperan adalah otot diafragma dan m. external intercostal. Sedangkan pada inspirasi paksa, otot yang berperan adalah m. sternocleidomastoideus, m. scaleni, dan m. anterior serrati. Ekspirasi normal adalah gerakan pasif, yaitu relaksasi dari otot inspirasi. Untuk ekspirasi paksa, maka otot yang berperan adalah m. abdominal recti dan m. internal intercostals.2. Pusat pernafasan yang mengendalikan otot pernafasan. Terdapat dua mekanisme neural terpisah bagi pengaturan pernafasan, yaitu pernafasan volunteer dan pernafasan involunteer. Pusat pernafasan volunteer berada di korteks serebri dan impuls dikirimkan ke neuron motorik otot pernafasan melalui jaras kortikospinal. Pusat pernafasan otomatis terletak di medulla oblongata dan pons. Medula oblongata menghasilkan pola napas berirama dan terdiri dari dua kelompok neuron, yaitu: (1) Kelompok Respiratorik Dorsal (KRD) terdiri dari neuron inspiratorik yang serat-serat desendennya berakhir di neuron motorik yang menyarafi otot inspirasi, (2) Kelompok Resiratorik Ventral (KRV) terdiri dari neuron inspiratorik dan neuron ekspiratorik, yang keduanya tetap inaktif selama bernapas normal tenang. Bagian ini diaktifkan oleh KRD sebagai mekanisme penguat saat ventilasi meningkat. Pusat pernafasan di pons melakukan penyesuaian halus terhadap pusat di medulla. Pneumotaksik mengirimkan impuls ke KRD yang membantu memadamkan neuron inspiratorik sehingga durasi inspirasi dibatasi. Sebaliknya, apnustik mencegah neuron inspiratorik dipadamkan.3. Jaras yang menghubungkan pusat pernafasan dengan otot pernafasan. Serat saraf yang menghubungkan impuls inspirasi berkumpul pada neuron motorik nervus frenikus pada diafragma dan neuron motorik nervus interkostalik eksterna. Serat saraf yang membawa impuls ekspirasi bersatu terutama pada neuron motorik interkostalik interna sepanjang segmen torakal medulla.

Menahan napas adalah aksi volunteer. Pada saat menahan napas, terdapat breaking point yaitu titik dimana seseorang tidak kuat lagi menahan napas lebih lama akibat mekanisme involunter yang kuat. Faktor yang mempengaruhi durasi dalam menahan napas adalah pO2 dan pCO2 dalam udara di alveoli dan darah. Saat menahan nafas, pO2 alveolus menurun dan pCO2 meningkat sehingga terjadi breaking point. Jika seseorang menahan napas pada akhir inspirasi, maka ia dapat menahan napas lebih lama dibandingkan ia menahan napas pada akhir ekspirasi. Durasi menahan napas sesorang berlangsung lebih lama lagi jika ia hiperventilasi yang menyebabkan terjadinya CO2 wash out sehingga pCO2 dalam alveolus dan darah menurun. Sebaliknya saat seseorang baru saja berolahraga, maka pCO2 meningkat sehingga jika ia tidak akan lama menahan napas. Tidak ada standar baku dalam lamanya seseorang dapat menahan napas. Hal itu tergantung pada kadar O2 dalam lingkungan sekitar seseorang dan sensitivitas pusat pernafasan yang berbeda-beda pada tiap orang.

B. Alat dan Langkah KerjaAlat yang diperlukan: Stopwatch/arloji Kantong plastic yang berisi O2 murni dan yang berisi CO2 10%Langkah KerjaTetapkan lamanya OP dapat menahan napas (dalam detik) dengan cara menghentikan pernapasan serta menutup mulut dan hidungnya sendiri, sehingga tercapai breaking point, pada berbagai kondisi pernapasan seperti tercantum dalam daftar berikut ini:1. Pada akhir inspirasi biasa2. Pada akhir ekspirasi biasa3. Pada akhir inspirasi tunggal yang kuat4. Pada akhir ekspirasi tunggal yang kuat5. Pada akhir inspirasi tunggal yang kuat setelah OP bernapas dalam dan cepat selama 1 menit6. Pada akhir inspirasi tunggal yang kuat dari kantong plastic yang berisi O27. Pada akhir inspirasi tunggal yang kuat setelah bernapas dalam dan cepat selama 3 menit dengan 3 kali pernapasan yang terakhir dari kantong plastic yang berisi O28. Pada akhir inspirasi tunggal yang kuat dari kantong plastik berisi CO2 10%9. Pada akhir inspirasi tunggal yang kuat segera sesudah berlari di tempat selama 2 menit

C. Hasil praktikumPerlakuan ke-Waktu

Laki-lakiPerempuan

132 s17 s

231 s18 s

31 m1 m

447 s31 s

51 m 37 s1 m 24 s

61 m 33 s1 m 39 s

74 m 55 s3 m 07 s

81 m 52 s1 m 36 s

913 s13 s

D. PembahasanPada perlakuan pertama, OP laki-laki dapat menahan napas lebih lama pada akhir inspirasi biasa dibandingkan pada akhir ekspirasi biasa. Sedangkan OP perempuan sebaliknya. Menurut teori, seharusnya seseorang dapat menahan napas lebih lama pada akhir inspirasi sehingga pO2 lebih tinggi. Pada perlakuan ketiga, OP dapat menahan napas lebih lama lagi pada akhir inspirasi tunggal yang kuat karena semakin tinggi pO2 dalam alveolus.Pada perlakuan kelima, OP bernapas dalam dan cepat, yang menyebabkan terjadinya CO2 wash out. Akibatnya pCO2 turun sehingga OP dapat menahan napas lebih lama. Dan lebih lama lagi, pada pernapasan yang terakhir dari kantong plastic yang berisi O2 murni seperti pada perlakuan ketujuh.Pada saat OP diberi perlakuan kedepalan, OP menahan napas pada akhir inspirasi tunggal yang kuat dari kantong plastic berisi CO2 sehingga pCO2 dalam alveolus dan darah meningkat. Oleh sebab itu, OP tidak dapat menahan napas lebih lama dibandingkan pada saat OP menahan napas pada akhir insirasi tunggal yang kuat dari kantong plastic berisi O2 murni.Pada perlakuan kesembilan, kedua OP hanya dapat menahan napas selama 13 detik setelah melakukan olahraga selama 2 menit. Hal ini disebabkan aktivitas olahraga yang berpengaruh terhadap metabolisme sel yang bekerja lebih keras untuk menghasilkan energi. Hasil samping dari metabolisme ini adalah CO2 lebih banyak dan asam laktat yang menghasilkan H+ sehingga menstimulasi pusat pernapasan untuk meningkatkan ventilasi. Akibatnya, terjadi breaking point terjadi lebih cepat.OP laki-laki dapat menahan napas lebih lama hampir pada setiap perlakuan dibandingkan dengan OP perempuan. Hal ini disebabkan karena kapasitas paru laki-laki lebih besar dibandingkan kapasitas paru-paru perempuan. Dan juga, tinggi badan OP laki-laki lebih tinggi dibandingkan OP perempuan.

Daftar PustakaGuyton, AC, Hall, JE. 2011. Textbook of Medical Physiology Eleventh Edition. USA: Elsevier SaundersSherwood, Lauralee. 2011. Fisiologi Manusia dari Sel ke Sistem Edisi 6. Jakarta: EGCTim Penyusun Modul dan Medical Education Unit. 2014. Buku Panduan Praktikum Modul Hematoimmune and Cardiorespiratory. Jakarta: PSPS FKIK UIN Syarif HidayatullahParkes, MJ. 2005. Breath-holding and its Breakpoint. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16272264 . Diakses pada tanggal 30 Maret 2014