142

PERAN TRAKTUS TRAKEO-BRONKIAL DALAM PROTEKSI PARU

Hamna Fitriah, Sri Herawati Juniati

Dep/SMF Ilmu Kesehatan Telinga Hidung Tenggorok Bedah Kepala dan Leher

Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga/RSUD Dr. Soetomo Surabaya

PENDAHULUAN

Traktus trakeo-bronkial merupakan bagian dari saluran pernafasan bawah yang menghubungkan laring dan paru. Udara yang kita hirup akan masuk ke dalam tubuh melalui saluran pernafasan (sistem konduksi) yaitu hidung kemudian melewati faring, laring, trakea dan bronkus serta percabangannya sebelum akhirnya memasuki paru.1,2

Setiap hari permukaan dalam saluran pernafasan terpapar dengan setidaknya 20 000 L udara. Pada kondisi udara yang memenuhi standar kebersihan sekalipun terdapat 1 – 2 x 105 bakteri (sekitar 8 500 bakteri/ m3 udara) dan sekitar 100 mg partikel asing lainnya seperti debu, toksin, spora, tepung sari, virus, jamur, logam berat, asbes, insektisida, gas beracun (NO2, SO2, NH3, H2S).3,4 Udara yang masuk ke dalam paru harus tetap dipertahankan dalam keadaan bersih untuk menjaga kelancaran proses pertukaran udara (sistem ventilasi), oleh karena itu diperlukan mekanisme pertahanan yang efektif untuk melindungi paru dari substansi asing yang masuk, termasuk mikroorganisme yang patogen.4

Tujuan penulisan tinjauan pustaka ini adalah untuk lebih memahami anatomi, histologi dan fisiologi traktus trakeo-bronkial, lebih khusus lagi membahas peranan traktus trakeo-bronkial dalam proteksi paru.

ANATOMI Anatomi Trakea

Trakea adalah saluran pernafasan berbentuk pipa yang terdiri dari tulang rawan dan otot serta dilapisi oleh pseudostratified columnar cilliated epithelium (epitel PCC).1,5-9

Sepertiga bagian trakea terletak di leher, dan selebihnya terletak di mediastinum. Trakea terletak di tengah-tengah leher dan makin ke distal bergeser ke sebelah kanan, masuk ke rongga mediastinum di belakang manubrium sterni (gambar 1).1,5-8

Gambar 1. Sistem pernafasan.8

Panjang trakea kira-kira 10 cm pada wanita dan 12 cm pada pria. Diameter anterior-posterior rata-rata 13 mm, sedangkan diameter transversal rata-rata 18 mm.1,5-9 Trakea memanjang mulai dari batas bawah laring, setinggi vertebra servikalis 6 sampai vertebra torakalis 4, dimana trakea akan terbagi menjadi dua bronkus, yaitu bronkus utama kanan dan kiri (gambar 2). 8 Cincin trakea yang paling bawah meluas ke inferior dan posterior di antara bronkus utama kanan dan kiri, membentuk sekat yang lancip di sebelah dalam, yang disebut karina.1,5-9

143

Trakea sangat elastis, panjang

serta letaknya berubah-ubah tergantung pada posisi kepala dan leher. Lapisan tulang rawan trakea dibentuk oleh 16 – 20 tulang rawan hialin berbentuk cincin tidak penuh atau terbuka di bagian posterior (c-shaped cartilage).1,5-9 Kedua ujung posterior yang bebas ini dihubungkan oleh otot polos (otot trakea) dan serat jaringan ikat elastis yang mengandung kolagen (ligamen annularis). Ligamen annularis menghubungkan masing-masing cincin tulang rawan sehingga memungkinkan terjadinya pemanjangan serta pemendekan trakea saat menelan atau pergerakan leher lainnya. Tulang rawan, ligamen annularis dan otot trakea membentuk rangka (skeleton) trakea yang kadang disebut sebagai tunica fibromusculocartilaginea.9

Pada pemeriksaan endoskopi, tampak trakea merupakan tabung yang datar pada bagian posterior, sedangkan di bagian anterior tampak cincin tulang rawan. Bagian servikal dan torakal trakea berbentuk oval, karena tertekan oleh kelenjar tiroid dan arkus aorta.1

Aliran darah trakea dipasok oleh banyak pembuluh arteri terminalis kecil. Trakea bagian atas diperdarahi terutama oleh cabang arteri tiroidea inferior, sedangkan bagian bawah oleh cabang arteri bronkialis.10 Persarafan trakea berasal dari N. vagus dan n. rekurren yang penjalaran rangsangnya akan didistribusikan ke otot trakea serta lapisan epitel.8

Anatomi Bronkus

Trakea terbagi dua di setinggi vertebra torakal 4 atau pada karina menjadi bronkus primer atau dikenal sebagai bronkus utama kanan dan kiri. Karina terletak lebih ke kiri dari garis tengah tubuh, sehingga lumen bronkus utama kanan lebih luas dari bronkus kiri.1,5-7

Bronkus utama dan cabang-cabangnya membentuk gambaran seperti pohon yang disebut bronchial tree. Bronkus utama kanan dan kiri disebut juga sebagai bronkus ekstrapulmoner. Bronkus utama kanan lebih luas, pendek, dan lebih vertikal dibanding bronkus utama kiri. Panjangnya pada orang dewasa 2.5 cm dan mempunyai 6 - 8 cincin tulang

(b)

(c) (a)

Gambar 2. Anatomi trakea: (a) Tampak depan, (b) Potongan melintang, (c) Lapisan mukosa.8

144

rawan. Panjang bronkus utama kiri kira-kira 5 cm dan mempunyai cincin tulang rawan sebanyak 9 – 12 buah. Bronkus utama kanan membentuk sudut 25 derajat ke kanan dari garis tengah tubuh, sedangkan bronkus utama kiri membentuk sudut 45 derajat kekiri dari garis tengah tubuh. Dengan demikian bronkus utama kanan hampir membentuk garis lurus dengan trakea, sehingga benda asing eksogen yang masuk ke dalam bronkus akan lebih mudah masuk ke dalam lumen bronkus utama kanan dibandingkan dengan bronkus utama kiri (pada orang yang sedang berdiri). Faktor lain yang mempermudah masuknya benda asing ke dalam bronkus utama kanan ialah kerja otot trakea yang mendorong benda asing itu ke kanan dan aliran udara inspirasi ke dalam bronkus utama kanan lebih besar dibandingkan dengan udara inspirasi ke bronkus utama kiri.1,5,7

Bronkus utama terbagi menjadi cabang-cabang yang lebih kecil saat memasuki paru. Kumpulan cabang-cabang ini dinamakan bronkus intrapulmoner. Setiap bronkus utama terbagi menjadi bronkus sekunder atau dikenal sebagai bronkus lobaris. Pada setiap sisi paru, satu bronkus lobaris akan memasuki satu lobus paru, sehingga paru kanan memiliki tiga bronkus lobaris yang berasal dari bronkus utama kanan, sedangkan paru kiri memiliki dua bronkus lobaris yang berasal dari bronkus utama kiri. Pada setiap bagian paru, bronkus lobaris terbagi lagi menjadi bronkus tersier atau bronkus segmental. Pola percabangannya berbeda pada setiap bagian paru, namun setiap bronkus tersier akan menyediakan udara bagi setiap segmen bronkopulmoner.

Segmen bronkopulmoner merupakan bagian paru yang dipisahkan dari bagian paru lainnya oleh jaringan ikat, sehingga dengan teknik operasi, bagian ini dapat dipisahkan dari bagian paru lainnya tanpa menimbulkan efek pada bagian paru tersebut. Paru kanan memiliki 10 segmen bronkopulmoner. Selama masa pertumbuhan paru kiri juga memiliki 10 segmen, tapi karena adanya proses penyatuan, jumlahnya berkurang menjadi delapan atau sembilan. Bronkus tersier atau segmental dan segmen bronkopulmoner ialah nama yang diberikan oleh Jackson dan Huber, dan diberi nomor oleh Boyden (Tabel 1, Gambar 3).1,5,6

Tabel 1. Nomenklatur Jackson-Huber dan sistem penomoran Boyden mengenai segmen bronkopulmoner.1,5,6

Nomenklature Jackson – Huber Nomor menurut Boyden

Bronkus kanan : 1. Lobus superior :

- Apical - Posterior - Anterior

2. Lobus medius : - Lateral - Medial

3. Lobus inferior : - Superior (apical) - Basal-medial - Basal-anterior - Basal-lateral - Basal-posterior

B1 B2 B3

B4 B5

B6 B7 B8 B9 B10

Bronkus kiri : 1. Lobus superior

- Cabang atas : - Apical posterior - Anterior

- Cabang bawah : - Superior - Inferior

2. Lobus inferior : - Apical (superior) - Basal-medial - Basal-anterior - Basal-lateral - Basal-posterior

B1-2 B3

B4 B5

B6 B7 B8 B9 B10

145

Bronkus segmental terbagi menjadi beberapa bronkiolus primer. Bronkiolus primer terbagi lagi menjadi bronkiolus terminal yang kemudian terbagi menjadi bronkiolus respiratori. Selanjutnya bronkiolus respiratori akan terbagi menjadi 2-11 duktus alveolaris. Secara fungsional bronkiolus masuk dalam sistem pernafasan sementara alveolus termasuk dalam sistem kardiovaskuler. Variasi diameter bronkiolus mengatur jumlah tahanan aliran udara dan distribusi udara ke dalam paru. Aliran darah bronkus

disuplai oleh arteri dan vena bronkial, sedangkan persarafannya berasal dari cabang pulmoner n. vagus.1,5-7

Ukuran traktus trakeo-bronkial pada orang dewasa, pria dan wanita serta pada anak-anak dan bayi berlainan. Ukuran ini berlainan pada kadaver dan orang yang masih hidup. Pada tindakan bronkoskopi untuk mengetahui jarak dari suatu lokasi diukur dari gigi depan atas (Tabel 2). 1,5,6

Gambar 3. Jackson-Huber nomenclature. Tracheobronchial tree, pulmonary segment and endoscopic landmarks. 5,6

146

Tabel 2. Ukuran traktus trakeo-bronkial pada kadaver Chevalier Jackson 1,5,6 Dewasa

pria Dewasa wanita

Anak-anak

Bayi

Diameter trakea (mm)

14 x 20 12 x 16 5 x 10 6 x 7

Panjang trakea (cm)

12 10 6 4

Panjang bronkus kanan (cm)

2.5 2.5 2 1.5

Panjang bronkus kiri (cm)

5 5 3 2.5

Jarak gigi atas ke trakea (cm)

15 13 10 9

Jarak gigi atas ke bronkus sekunder (cm)

32 28 19 15

HISTOLOGI Histologi Trakea

Lumen trakea mempunyai beberapa lapisan, yaitu :

Lapisan mukosa Lapisan mukosa trakea terdiri

atas lapisan epitel dan lamina propria.

Lapisan epitel yang melapisi trakea dan bronkus sangat mirip dengan epitel PCC yang terdapat di rongga hidung. Lapisan epitel ini umumnya mengandung ciliated columnar cells, sel-sel goblet penghasil mukus dan sel-sel basal (Gambar 4).9

Ciliated columnar cells merupakan jenis sel terbanyak pada lapisan epitel. Pada permukaan atas sel terdapat 200 – 300 silia. Silia adalah bagian dari sistem mukosilia yang melapisi traktus trakeo-bronkial. Sistem mukosilia berperan melindungi permukaan dalam saluran nafas dari udara yang tidak bersih.9

Sel-sel goblet merupakan columnar epithelial cells yang berbentuk seperti piala (goblet). Sel goblet berjumlah cukup banyak serta mengandung granula mukus. Mukus hasil sekresi sel goblet dikeluarkan ke lumen trakea dimana mukus akan membentuk mucous blanket pada permukaan epitel. Mucous blanket berfungsi untuk menjaga kelembaban

lapisan epitel dan memerangkap material dan bahan patogen yang terhirup bersama udara pernafasan. Suatu penelitian menunjukkan bahwa mukus dari sel goblet berperan penting bagi kerja silia. Kurangnya jumlah mukus menyebabkan gangguan gerak silia.9

Sel-sel basal disebut sel-sel pendek oleh karena sel-sel ini tidak menonjol ke permukaan. Bentuknya kecil, seperti kubus dan diperkirakan mempunyai kemampuan berdifferensiasi menjadi Ciliated columnar cells dan sel-sel goblet.9

Ciliated columnar cells, sel-sel goblet dan sel-sel basal menempel pada membrana basalis. 9

Gambar 4. Lapisan mukosa dan

submukosa trakea.9

Di bawah epitel dan membran basalis terdapat lamina propria. Lamina propria memiliki bagian permukaan longgar yang berisi limfosit. Lamina propria bagian dalam bertekstur lebih padat, kaya akan serat elastis dan membentuk membran elastis. Membrana elastis merupakan bagian dari mekanisme rekoil yang akan menegang saat inspirasi dan kembali kebentuk semula saat ekspirasi. Lamina propria memisahkan lapisan mukosa dengan lapisan submukosa.9

147

Lapisan submukosa Lapisan submukosa merupakan

jaringan ikat longgar yang berada di bagian luar lapisan otot. Lapisan submukosa kaya akan pembuluh darah, saraf, kelenjar limfe dan kelenjar penghasil mukus (kelenjar trakea).8,11 Kelenjar trakea merupakan kelenjar campuran yang akan menghasilkan mukus bersama-sama dengan sel-sel goblet di lapisan mukosa.8,11,12 Saluran kelenjar menembus lamina propria sampai ke permukaan lumen trakea, tempat dikeluarkannya mukus.8

Lapisan tulang rawan dan otot Tulang rawan hialin trakea

memiliki banyak kondrosit dan permukaannya dilapisi oleh perikondrium (Gambar 5 a,b).8,12 Pada bagian dalam mukosa terdapat lingkaran terputus serat otot polos. Saat ekspirasi, serat otot ini berkontraksi untuk membantu pengeluaran udara dari trakea. Serat-serat otot akan berelaksasi kembali saat inspirasi. sehingga udara dapat memasuki saluran pernafasan lebih dalam lagi. 8,11,12

Gambar 5 (a). Penampang tulang rawan trakea cincin-C (c-shaped cartilage) bersama otot polos. (b) Histologi tulang rawan trakea.8,12

Lapisan adventisia Merupakan lapisan jaringan

ikat longgar yang mengandung pembuluh darah, saraf, dan sel lemak.8,11,12

Histologi Bronkus Histologi bronkus

ekstrapulmoner mirip dengan trakea. Perbedaan tampak pada bronkus intrapulmoner. Lumen bronkus terdiri atas beberapa lapisan yaitu : Lapisan mukosa

Permukaan mukosa lumen bronkus dilapisi oleh epitel PCC yang mengandung sel-sel goblet, membrana basalis, dan lamina propria yang lebih tebal dibanding pada trakea (Gambar 6). Pada bronkus jumlah sel-sel goblet penghasil mukus lebih sedikit dibandingkan yang terdapat pada trakea.8,12

Gambar 6. Potongan melintang lumen bronkus.12

Bronkiolus respiratori merupakan peralihan sistem konduksi dan sistem ventilasi. Lumennya dilapisi simple cuboidal epithelium dan sel-sel Clara. Sel-sel Clara memiliki permukaan apeks yang mulus menonjol seperti kubah ke dalam

(a)

(b)

148

lumen dan mengandung vesikula sekretorik penghasil surfaktan lipoprotein dan fosfolipid yang berfungsi untuk mengurangi tegangan permukaan saluran pernafasan. Sel-sel Clara mampu memperbanyak diri dan berdifferensiasi menjadi sel-sel bersilia untuk menggantikan epitel bronkiolus (Gambar 7).13

Gambar 7. Struktur sel Clara.13

Lapisan submukosa Lapisan submukosa kaya akan

pembuluh darah, saraf, kelenjar limfe dan kelenjar penghasil mukus. 9,12

Lapisan tulang rawan dan otot

Dinding bronkus utama, lobaris, dan bronkus segmental mengandung tulang rawan yang terdapat di sekeliling serat-serat otot polos, mendukung dan mencegah kolapnya dinding bronkus (Gambar 8). Semakin ke bawah maka lapisan tulang rawan menjadi semakin tipis dan sedikit sampai akhirnya tidak dijumpai lagi pada bronkiolus, sebaliknya jumlah otot polos semakin kebawah akan semakin meningkat.1,5-7,9,12

Gambar 8. Lumen bronkus normal.12

Lapisan adventisia Merupakan lapisan jaringan

ikat longgar yang mengandung pembuluh darah, saraf, dan sel lemak.9,12

PERAN TRAKTUS TRAKEO-BRONKIAL DALAM PROTEKSI PARU

Traktus trakeo-bronkial mempunyai fungsi konduksi dan fungsi ventilasi. Fungsi konduksi traktus trakeo-bronkial yaitu sebagai jalan masuk dan keluar udara pernafasan. Udara pernafasan masuk dari hidung ke faring lalu ke laring, melewati trakea menuju bronkus (bronkus utama, lobaris, dan segmental), cabang bronkus (bronkiolus primer dan terminalis) kemudian menuju bronkiolus respiratori tempat dijalankannya fungsi ventilasi.1

Untuk menjaga udara yang masuk ke dalam paru tetap bersih, diperlukan mekanisme pertahanan yang efektif untuk melindungi individu dari substansi asing yang masuk termasuk mikroorganisme yang patogen.1

Mekanisme proteksi terhadap paru dilengkapi dengan sistem kekebalan nonspesifik dan spesifik. Sistem kekebalan nonspesifik diperantarai oleh : mukus dan mucous blanket, mucocilliary movement atau transport mukosilia (TSM), refleks batuk, surfaktan, serta lisozim. Sistem

149

kekebalan spesifik diperantarai oleh : IgA secretory (sIgA), bronchus associated lymphoid tissue (BALT) dan makrofag (Gambar 9).2-4

Gambar 9. Sistem pertahanan traktus

trakeo-bronkial.3

Mukus dan Mucous Blanket Mukus merupakan campuran

sejumlah besar musin pembentuk gel, berbagai jenis antimikroba, molekul antiinflamasi, dan sel-sel sistem imun. Karakter viskoelastisitasnya dibentuk oleh kandungan rantai karbon dalam jumlah besar. Bagian yang elastis ini akan membentuk combinatorial library yang dapat mengikat bahan patogen dan sulit untuk ditembus. Mukus disekresi oleh sel-sel serosa, sel-sel goblet dan sel-sel Clara. Selain mukus, sel-sel Clara juga mensekresi surfaktan, lisozim dan sIgA. Surfaktan lipoprotein dan fosfolipid berfungsi untuk mengurangi tegangan permukaan saluran pernafasan..1-4,13,14

Mukus di dapati di seluruh rongga hidung (kecuali vestibulum), sinus, telinga tengah, tuba Eustachius, dan percabangan bronkus, mungkin dijumpai juga di alveolus dalam bentuk pelembab.1,4,14 Mukus bersifat antiseptik karena kandungan lisozim dan sIgA.3 Zat yang paling banyak dihasilkan adalah lisozim (10-20 mg sekresi per hari). Lisozim akan menghidrolisis ikatan glycosidic antara asam N-acetylmuramic dan N-asetil-D–glukosamin sehingga akhirnya merusak dinding sel bakteri. Mukus juga mengandung pore-forming

defensins dan lactoperoxidase serta sel-sel natural killer (sel NK), sel-sel T-sitotoksik (sel Tc), makrofag dan neutrofil, yang penting dalam

pertahanan seluler saluran pernafasan.4

Mukus akan membentuk mucous blanket yang berfungsi untuk menangkap partikel debu dan mikroorganisme yang masuk melalui udara pernafasan. Pada keadaan normal mucous blanket mempunyai pH 7 atau

sedikit asam dan komposisinya adalah 2.5 – 3% musin, garam 1 – 2% dan 95% air. Musin terdiri dari 70 – 80 % karbohidrat, 20% protein, dan 1 – 2 % ikatan sulfat- oligosakarida.14

Mucous blanket terdiri dari dua lapisan yang dipisahkan oleh lapisan surfaktan (Gambar 10). Lapisan dalam adalah lapisan perisilia yang tipis dan kurang kental atau disebut juga sol layer . Lapisan luar atau gel layer adalah lapisan mukus yang lebih kental yang ditembus oleh batang silia jika silia dalam posisi tegak sepenuhnya. Partikel yang tidak dapat larut akan terperangkap dalam lapisan luar, sementara partikel yang dapat larut (misalnya droplet, formaldehid atau SO2 ) akan mencapai lapisan perisilia.14

Gambar 10. Lapisan mukus, silia dan

surfaktan.14

Silia Mukosa traktus trakeo-bronkial

diliputi oleh epitel PCC. Setiap sel epitel memiliki sekitar 200 – 300 silia.

150

Panjang silia kira-kira 6 μm dengan lebar 0.3 μm. Silia terbentuk dari beberapa mikrotubul yang tersusun atas polimer dan protein globulin yang disebut tubulin. Intinya (aksonema) mengandung dua serat sentral yang dikelilingi cincin berupa 9 serat ganda dan membran sel atau membran plasma. Di dalam aksonema terdapat badan basal yang silindris dan pendek yang di sebut kinestosom yang berfungsi sebagai sentriol. Kinestosom terletak paling bawah, memanjang sampai ke sitoplasma apikal dan tertanam dengan kuat pada membrana basalis (Gambar 11). Kinestosom berfungsi mengontrol pergerakan silia meneruskan rangsangan yang diterimanya ke silia di sebelahnya sehingga timbul gerak yang selaras.15

Gambar 11 . Ultrastruktur silia.15

Silia merupakan struktur yang tangguh. Aktifitasnya berlangsung terus tanpa kehilangan kekuatan, meskipun selalu basah oleh sekret purulen selama berbulan-bulan. Pada keadaan tanpa oksigen, sel bersilia akan terus aktif tetapi kurang efisien. Gerak silia yang efektif tergantung pada komposisi dan viskositas mukus serta perubahan suhu dan pH saluran pernafasan. Kekeringan menyebabkan degenerasi dan kerusakan silia.2 Silia harus selalu diselimuti oleh lapisan

mukus agar tetap bergerak dengan efektif.4,14

Transport Mukosilia

Transport mukosilia (TSM) adalah sistem pembersihan yang terdiri dari dua gerakan silia yang bekerja secara simultan. Sistem ini tergantung pada gerakan aktif silia mendorong mucous blanket (Gambar 12 a).4,14 Gerakan silia menggerakkan mucous blanket bersama dengan materi-materi asing yang terperangkap didalamnya, secara berkesinambungan ke arah faring dan esofagus, untuk kemudian ditelan atau dibatukkan. TMS yang bergerak aktif sangat penting untuk kesehatan tubuh. TMS memerlukan energi yang berasal dari pemecahan adenosine triphosphate (ATP). Bila sistem ini macet maka materi yang terperangkap oleh mucous blanket akan memiliki waktu untuk menembus mukosa dan menimbulkan penyakit.4,14

Gerak maju dan mundurnya silia di sebut irama (beat). Ada gerak maju yang kuat dan efektif dimana silia akan tegak dan ujungnya mencapai lapisan mukus superfisial yang menyelimutinya. Kemudian gerak kembali dengan arah berlawanan yang tidak begitu kuat, lebih lambat dan silianya melengkung sehingga tidak sampai mencapai lapisan mukus di permukaan. Gerak silia terjadi 12 – 1400 kali/ menit. Bentuk gerakan silia adalah seperti gerakan menunduk yang mengenai silia di sebelahnya sehingga silia yang terkena akan menunduk juga secara beraturan (Gambar 12 b).4,14

151

Gambar 12 (a). Transport mukosilia.

(b) Diagram gerak silia.4,14

Gerakan silia terkoordinasi dengan baik. Gerakannya dapat mengalirkan mucous blanket secara berkesinambungan. Selama gerakan tersebut silia mencapai lapisan mukus dan mendorong ke arah orofaring. Gerakan silia yang terus menerus menyebabkan mukus mengalir dengan lambat pada kecepatan kira-kira 1 cm/ menit ke arah faring. Dengan demikian silia dalam paru mengarah ke atas dan silia hidung mengarah ke arah bawah.4,14

Kontraksi Otot Bronkus

Kontraksi otot bronkus dapat timbul oleh adanya rangsangan pada reseptor di saluran pernafasan, terutama pada laring sampai ke bronkus intrapulmoner. Reseptor yang terlibat adalah rapidly adapting stretch receptors (RARs) atau disebut

juga irritant receptors yang terdapat dibagian dalam dan bawah lapisan epitel saluran pernafasan dan c-fibers receptors yang terdapat selain pada traktus trakeo-bronkial juga pada alveoli. Kedua reseptor ini juga menyebabkan refleks motorik yang mempengaruhi diameter saluran pernafasan.16

Kontraksi otot bronkus dapat disebabkan oleh keadaan hipoksia, rangsangan pada hidung dan iritasi mukosa laring. Hipoksia menyebabkan kontraksi otot bronkus, sehingga dengan menyempitnya lumen, tahanan terhadap saluran pernafasan juga akan naik. Rangsangan pada hidung dapat berupa udara dingin, gas yang mengiritasi, asap, dan rangsangan listrik serta mekanik.1

Refleks Batuk

Batuk adalah mekanisme pertahanan tubuh yang berguna untuk membersihkan saluran trakeo-bronkial. Refleks batuk merupakan suatu bentuk respon saraf dan otot yang terkoordinasi terhadap adanya iritan di saluran nafas. Bentuk refleks batuk adalah nociceptive reflex, yang dirancang untuk melindungi tubuh dari cedera. 1,4,17,18 Refleks batuk terdiri dari 5 komponen utama yaitu : reseptor batuk, serabut saraf aferen, pusat batuk, susunan saraf eferen dan efektor.19 Rangsangan batuk

Batuk bermula dari suatu rangsangan pada reseptor batuk.19

Rangsangan batuk dapat berupa rangsangan normal maupun abnormal.

Rangsangan yang terjadi pada saluran pernafasan normal dapat berupa mukus yang dihasilkan saluran pernafasan dan sejumlah kecil material yang terhirup saat proses makan, minum dan bernapas. Rangsangan abnormal batuk dapat disebabkan oleh mukus dan sekresi saluran nafas lainnya, material asing, iritan berbahaya seperti asap

(a)

(b)

152

rokok, inflamasi saluran nafas dan tekanan pada saluran nafas dalam jumlah yang berlebihan.4,17 Pada kondisi patologis, mekanisme pertahanan saluran pernafasan menyebabkan peningkatan produksi mukus oleh sel-sel goblet dan kelenjar mukus. Penyakit saluran nafas juga akan mengakibatkan eksudat inflamasi memasuki saluran pernapasan. Bahan ini dapat terakumulasi dalam saluran nafas bawah dan alveoli. Material asing di saluran nafas bawah biasanya dihilangkan melalui proses fagositosis oleh makrofag alveolar, tapi karena adanya surfaktan agen penurun tegangan permukaan, material ini juga dapat bergerak ke atas. Saat terjadi kontak antara material dengan epitel bersilia, material tersebut diangkut oleh silia kearah trakea dimana terdapat kepadatan tertinggi reseptor batuk. Proses batuk kemudian mendorong material ke orofaring untuk dikeluarkan atau ditelan.4,17

Reseptor batuk

Reseptor batuk berupa serabut saraf non mielin halus yang terdapat di laring, trakea, bronkus, dan di pleura. Jumlah reseptor akan semakin berkurang pada cabang-cabang bronkus yang kecil. Sejumlah besar reseptor terdapat di laring, trakea, karina dan percabangan bronkus.19

Reseptor batuk tersebar di permukaan epitel saluran pernafasan.4,8,19,20 Setiap 1 mm2 permukaan mukosa saluran pernafasan terdapat 10 serat saraf aferen primer.

Ujung-ujung aferen saraf tersebut terletak di dalam dan dibawah lapisan epitel saluran pernafasan.19-21

Serabut saraf aferen terpenting terdapat pada cabang N.vagus yang menyalurkan rangsangan dari laring, trakea, bronkus, pleura, lambung dan telinga melalui cabang Arnold dari N.vagus. Nervus trigeminus menyalurkan rangsang dari sinus paranasal, N. glossofaringeus

menyalurkan rangsang dari faring dan n. frenikus menyalurkan rangsang dari perikardium dan diafragma.19

Reseptor batuk terdiri atas beberapa tipe yaitu : slowly adapting stretch receptors (SARs), RARs dan c-fibers receptors. Peran SARs dalam releks batuk belum jelas diketahui. Dari beberapa penelitian yang telah dilakukan, SARs diduga berperan secara tidak langsung dalam modulasi dan pengaturan proses batuk. RARs di laring dan traktus trakeo-bronkial merupakan reseptor utama dalam refleks batuk yang dapat secara langsung dirangsang oleh tussive agents. Aktivasi c-fibre receptors akan melepaskan neuropeptida sensorik sehingga berakibat terjadinya proses inflamasi neurogenik. Pada proses inflamasi ini terjadi pelepasan mediator tachykinins yang dapat mengaktifkan RARs, sehingga pada akhirnya menimbulkan refleks batuk.19,20

Jalur refleks batuk

Neurofisiologi batuk pertama kali diteliti pada awal abad ke-19 setelah ditemukannya suatu area di medulla oblongata yang mengatur pernafasan. Namun demikian aktifitas dari sistem saraf batang otak terhadap refleks batuk belum dapat dipastikan. Batuk tidak mempunyai pola yang tetap seperti pada bersin dan hiccups. Refleks batuk dapat terjadi secara involunter atau tidak disadari dan secara volunter atau secara sadar diinduksi atau ditekan oleh penderita.17,18

Rangsangan dari reseptor batuk akan dibawa oleh serat aferen n.vagus menuju pusat batuk di medulla oblongata, dimana informasi tersebut dikumpulkan dan kemudian suatu rangkaian peristiwa otomatis digerakkan oleh sirkuit neuron di medulla oblongata. Rangsangan akan dikirim kembali oleh serabut saraf eferen N.vagus, n.frenikus,

153

n.interkostalis dan lumbaris, N.trigeminus, N.fasialis, N.hipoglossus menuju ke efektor yang terdiri dari otot-otot laring, trakea, bronkus, diafragma dan otot pernafasan (Gambar 13).17,18,19 Daerah efektor adalah tempat terjadinya mekanisme batuk

Gambar 13. Pola refleks batuk 18

Mekanisme batuk Pada dasarnya refleks batuk

terjadi dalam empat fase, yaitu fase iritasi, fase inspirasi, fase kompresi dan fase ekspirasi.

1. Fase iritasi Fase iritasi ditandai dengan terangsangnya reseptor batuk oleh berbagai jenis iritan sampai dengan penyaluran kembali rangsangan yang telah diolah di pusat batuk kepada organ efektor. 17-22

2. Fase inspirasi dalam Fase inspirasi dimulai setelah diterimanya rangsangan oleh organ efektor sehingga mengakibatkan terjadinya inspirasi singkat dan cepat sejumlah besar udara. Pada saat ini glottis secara refleks sudah

terbuka. Volume udara yang diinspirasi sangat bervariasi jumlahnya, berkisar antara 200 sampai 3500 ml diatas kapasitas residu fungsional. Inspirasi dalam ini bermanfaat untuk memperkuat fase ekspirasi nantinya sehingga ekspirasi dapat terjadi lebih cepat dan kuat, serta memperkecil rongga udara yang tertutup sehingga pengeluaran sekret menjadi lebih mudah. 1,17-22

3. Fase kompresi Fase kompresi dimulai dengan tertutupnya glottis selama 0.2 detik sehingga mengakibatkan terjebaknya udara di dalam paru. Tekanan di paru dan abdomen akan meningkat sampai 50 – 100 mmHg. Tertutupnya glottis merupakan ciri khas batuk yang membedakannya dengan manuver ekspirasi paksa lain dalam hal perbedaan tenaga yang dihasilkan. Tekanan yang didapatkan bila glottis tertutup adalah 10 sampai 100% lebih besar dibandingkan ekspirasi paksa yang lain. 1,17-22

4. Fase ekspirasi Udara bertekanan tinggi dari paru akan mendesak terbukanya glottis. Arus udara ekspirasi maksimal akan tercapai dalam waktu 30 – 50 detik setelah terbukanya glottis. Perkiraan kecepatan udara yang sangat tinggi tersebut antara 1.5 – 1.75 kali kecepatan suara, jadi sebanding dengan kecepatan 16.000 – 24.000 cm perdetik. Osikulasi jaringan saluran pernafasan atas & udara menciptakan suara eksplosif yang khas. Selama ini terjadi, saluran pernafasan bagian bawah mengalami penekanan. Tekanan kuat pada paru akan

154

menyebabkan kolapsnya bronkus dan trakea sehingga bagian yang tidak berkartilago ini berinvaginasi ke dalam dan udara yang meledak tersebut benar-benar mengalir melalui celah-celah bronkus dan trakea. Udara yang mengalir dengan cepat tersebut biasanya membawa pula benda asing apapun yang terdapat dalam bronkus atau trakea (Gambar 14). 1,17-,22 Setengah detik kemudian, setelah sekitar satu liter udara atau lebih dikeluarkan, aliran udara akan berhenti. Terhentinya aliran udara ini dapat terjadi dengan salah satu atau dua cara, yaitu glottis menutup dengan suatu “suara kedua” yang khas atau aktivasi agonis-antagonis otot pernafasan yang mengatur , sehingga tekanan alveolar turun menjadi nol dan akibatnya proses batuk dapat berulang beberapa kali. 1,17,18

Gambar 14. Mekanisme batuk

17,22 Mekanisme batuk membantu

pengeluaran bahan asing dari saluran pernafasan, baik benda asing dari luar (eksogen) maupun yang diproduksi oleh saluran pernafasan sendiri (endogen). Batuk juga mencegah inhalasi tambahan dan pergerakan material lebih jauh lagi ke saluran nafas bagian bawah.3,18 Dengan mempertimbangkan faktor-faktor ini

didapatkan bahwa batuk merupakan suatu mekanisme perlindungan yang sangat penting bagi sistem pernapasan. Namun, batuk yang disebabkan oleh tekanan mekanis terhadap saluran nafas tidak memiliki fungsi pelindung dan bahkan dapat menyebabkan kerusakan epitel saluran napas sehingga harus dikontrol, terutama jika menyebabkan kelelahan.4,17,22

RINGKASAN Traktus trakeo-bronkial

memegang peranan penting dalam mekanisme proteksi terhadap paru. Mekanisme proteksi ini terbagi atas sistem kekebalan nonspesifik dan sistem kekebalan spesifik yang melibatkan struktur anatomi, histologi, dan biokimia traktus trakeo-bronkial.

Sistem kekebalan nonspesifik pada traktus trakeo-bronkial diperankan oleh mukus, mucous blanket, TMS, kontraksi otot polos bronkus, refleks batuk, lisozim dan surfaktan. Mukus merupakan suatu zat yang disekresi oleh sel-sel serosa, sel-

sel goblet dan sel-sel Clara. Mukus akan membentuk mucous blanket yang akan berfungsi memerangkap materi asing yang masuk bersama udara pernafasan. Kerja aktif silia dalam TMS akan menggerakkan mucous blanket ke arah faring dan esofagus untuk akhirnya ditelan atau dikeluarkan melalui refleks batuk. TMS memerlukan energi yang berasal

dari pemecahan ATP dan bekerja optimal pada kondisi lembab. Setiap keadaan yang menyebabkan gangguan proses TMS akan mengakibatkan materi yang terperangkap oleh mucous blanket akan memiliki waktu untuk menembus mukosa dan menimbulkan penyakit. Refleks batuk berfungsi untuk membantu pengeluaran bahan asing dari saluran pernafasan, baik benda asing eksogen maupun benda asing endogen.

155

Sistem kekebalan spesifik melibatkan peran makrofag, sIgA, dan BALT. Semua komponen sistem

kekebalan spesifik dan nonspesifik membutuhkan kondisi tertentu agar dapat bekerja optimal.

156

DAFTAR PUSTAKA 1. Iskandar N. Bronkoskopi. Dalam :

Soepardi EA, Iskandar N, eds. Buku ajar ilmu kesehatan telinga hidung tenggorok kepala leher. Edisi 5. Jakarta : Balai penerbit FK UI, 2002. Hal 224 – 7

2. Wine JJ. Parasympathetic control of airway submucosal glands : central reflexes and the airway intinsic nervous system. Update 2007 ; Available from : http://www.stanford.edu/~wine/. Accessed February 22, 2010

3. Forteza RM, Conner GE, Salathe M. Hyaluronan and airway mucosal host defence. Update Desember 16, 2002 ; Available from : http://glycoforum.gr.jp/science/hyaluronan/.html. Accessed April 1, 2010

4. Wright JR. Immunoregulatory functions of surfactant proteins : Lung host-defence mechanism. Update January 2005 ; Available from : http://www.nature.com/nri/journal/.html. Accessed March 20, 2010

5. Snow JB Jr. Bronchology. In: Snow JB, Wackym PA, eds. Ballenger’s disease of the nose, throat, and neck. 14th ed. Philadelphia London : Lea & Febiger, 1991. 1278-82

6. Smith ME, Elstad MR. Bronchology. In: Snow JB, Wackym PA, eds. Ballenger’s otorhinolaryngology head and neck surgery. 17th ed. Shelton Connecticut: BC.Decker Inc, 2009. 963 – 4

7. Cavanagh. Bronchology. In : Fundamental of anatomy and physiology. 5th ed. New Jersey : Prentice-Hall Inc, 2001. 806 – 8

8. Gray H. Anatomy of the Human Body. Updated 2007 ; Available from : http://users.rcn.com/jkimball.ultran

et/BiologyPages/P/ Pulmonary .html. Accessed January 11, 2010

9. Slomianka L. Respiratory system. Updated 2009 ; Available from : http://www.lab.anhb.uwa.edu.au/.htm Accessed Maret 1, 2010

10. Akhmadu, Wuryantoro. Trauma laringotrakea. Update 2002 ; Available from : http://www.bedahtkv.com/index.php?/Paper/Referat-dan-Tinjauan-Pustaka/Trauma-Laringotrakea.html. Accessed April 1, 2010

11. Childs GV. Anatomy and histology trachea. Update 1998 ; Available from : http://cellbio.utmb.edu/microanatomy. Accessed February 20, 2010

12. Department of Human Anatomy & Cell University of Mantoba. Anatomy and histology cell. Update 2009 ; Available from : http://www.cytochemistry.net. Accessed February 24, 2010

13. Boers JE, Ambergen AW, Frederik B J. Number and Proliferation of Clara Cells in Normal Human Airway Epithelium. Update 2000 ; Available from : http://ajrccm.atsjournals.org/cgi. Accessed February 20, 2010

14. Rubin B.K. Physiology of airway mucus clearance. Update July 2002 ; Available from : http://www.rcjournal.com. Acccessed March 15, 2010

15. Inglis PN. The sensory cilia. Update November 27, 2006 ; Available from : http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/book=wormbook&part=cilia. Accessed March 15, 2010

16. Karlsson JA, Sant'Ambrogio G, Widdicombe J. Aferent neural pathways in cough and reflex bronchoconstriction. Update 2001 ; Available from : http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubm

157

ed/3053580. Accessed March 15, 2010

17. Mazzone SB. An overview of the sensory receptors regulating cough. Update 2005 ; Available from : http://www.coughjournal.com/ content/1/1/2. Accessed January 25, 2010

18. Brooks SM. Irritant-Induced Chronic Cough: Irritant-Induced TRPpathy. Update 2008 ; Available from : http://stuartmbrooksmd.com/. Accessed March 20,2010

19. Aditama TY. Patofisiologi batuk. Update 1993 ; Available from : http://www.scribd.com/doc/83101/

cdk-084-pernafasan-dan-lingkungan. Accessed April 1,2010

20. Nasra J. Modulation of sensory nerve function and the cough reflex. Update 2008 ; Available from : http://eprints.imperial.ac.uk/ Nasra-J-2008-PhD-Thesis.pdf. Accessed April 1, 2010

21. Widdicombe JG. Neurophysiology of the cough reflex. Update 1995 ; Available from : http://erj.ersjournals.com/cgi/reprint/8/7/1193. Accessed April 1, 2010

22. Yunus F. Penatalaksanaan batuk dalam praktek sehari-hari. Update 1993 ; Available from : http//www.kalbe.co.id/files/cdk/files/07 penatalaksanaanbatuk084.p. Accessed April 1, 2010