BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG TEORI

Sistem respirasi bersama dengan sistem sirkulasi merupakan alat pertukaran gas

utama antara tubuh dengan lingkunganya serta transport dari dan menuju sel-sel.

Secara anatomi sistem ini dapat dibagi menurut letaknya, yaitu bagian atas (diatas

larynk) dan bagian bawah (larynk ke bawah), sedangkan secara fisiologis dapat

dibagi menjadi divisi konduksi dan dan divisi respirasi.

Mekanisme bernafas dibagi menjadi dua yaitu inspirasi dan ekspirasi. Inpirasi

terjadi bila diafragma dan otot interkostal berkontraksi yang meningkatkan ukuran

dada. Ketika tekanan intrapulmonary turun udara masuk ke paru-paru sampai

tekaakn intrapulmonary dan tekanan atmosfer sama. Ekspirasi lebih bersifat pasif,

terjadi begitu otot – otot inspitasi relaksasi dan paru-paru kembali ke semula. Bila

tekanan intrapulmonary mlebihi tekanan amosfir, udara keluar dari paru – paru.

VOLUME PARU

Volume paru – paru manusia bisa mencapai 4.500 cc, disebut kapasitas total.

Volume vital untuk pernafasan sekitar 3.500 cc, sisanya 1.000 cc merupakan

udara residu/sisa yang selalu mengisi paru – paru. Dalam keadaan normal, udara

yang dipergunakan untuk pernafasan sekitar 500 cc, biasa juga disebut kapasitas

tidal. Volume Paru :

a. Volume tidal (VT)

yaitu volume udara yang masuk dan keluar paru – paru selama

ventilasi normal biasa. Nilai VT pada dewasa normal sekitar 500

ml untuk laki – laki dan 380 ml untuk wanita.

b. Volume cadangan inspirasi (VCI)

yaitu volume udara ekstra yang masuk ke paru – paru dengan

inspirasi meksimum di atas inspirasi tidal. VCI berkisar 3100

mlpada laki – laki dan 1900 ml pada wanita.

c. Volume cadangan ekspirasi (VCE)

1

yaitu volume ekstra udara yang masih dapat dengan kuat

dikeluarkan pada akhir ekpirasi normal. VCE berkisar 1200 ml

pada laki – laki dan 800 ml pada wanita.

d. Volume residusal (VR)

yaitu volume udara sisa dalam paru-paru setelah melakukan

ekspirasi kuat. Rata – rata pada laki – laki sekitar 1200 ml dan pada

perempuan 1000 ml. volume residual penting untuk kelangsungan

aerasi dalam darah saat jeda pernafasan.

PENGUKURAN VOLUME

Pada percobaan ini volume tidal diperoleh dengan cara melakukan ekspirasi

dan inhalasi normal. Spirometer ditiup saat praktikan melakukan ekshalasi

normal tersebut. Besar volume tidal biasanya 500 mL untuk pria maupun

wanita. Kesalahan yang terjadi pada nilai volum tidal pada pria dapat

disebabkan karena praktikan menghirup napas dalam sehingga udara yang

dikeluarkan banyak.

Volume ekspirasi cadangan diukur dengan cara praktikan menghirup napas

normal, namun menghembuskan napas sekuat – kuatnya pada spirometer. Nilai

volum ekpirasi cadangan sendiri adalah pengurangan angka yang tercatat pada

spirometer dikurangi dengan volum tidal yang telah diukur sebelumnya. Volume

ekspirasi cadangan berdasarkan literatur adalah sekitar 1200 mL untuk pria dan

700 mL untuk wanita. Kesalahan yang terjadi pada percobaan dapat terjadi

karena praktikan berusaha untuk memaksakan proses ekspirasi secara berlebihan

(dari yang mestinya dilakukan).

Kapasitas vital diukur dengan cara melakukan inspirasi sekuat-kuatnya dan

ekspirasi sekuat – kuatnya. Saat melakukan ekspirasi sekuat-kuatnya, udara

dihembuskan ke dalam spirometer. Angka yang ditunjuk oleh jarum pada

spirometer merupakan kapasitas vital paru-paru (dalam mL). Menurut literatur,

volume kapasitas vital paru-paru untuk pria adalah sekitar 4800 mL sedangkan

untuk wanita 3100 mL.

2

Dari kapasitas vital ini dapat diketahui volume inspirasi cadangan dengan

mengurangi kapasitas vital dengan volume tidal dan volume ekspirasi cadangan.

Laki – laki memiliki volume inspirasi cadangan yang lebih tinggi dibandingkan

wanita, yaitu sekitar 3100 mL, untuk pria, dan 1900 mL, untuk wanita. Data

yang diperoleh jauh di bawah dari data dari literatur. Hal ini dikarenakan data

yang diperoleh dari kapasitas total, volume tidal, dan volume ekspirasi cadangan

sudah berbeda jauh dari data literatur. Hal inilah yang menyebabkan hasil untuk

volume inspirasi cadangan juga berbeda dengan data dari literatur.

Pada umumnya perbandingan antara volume tidal, volume ekspirasi

cadangan dan volume inspirasi cadangan adalah 1:2:6 untuk pria. Sedangkan

untuk wanita, perbandingannya sebesar 2:3:8. Namun dari hasil percobaan

menunjukan bahwa perbandingan tidak sesuai dengan literatur. Kesalahan ini

bisa disebabkan oleh pernapasan yang kurang normal dari praktikan. Bisa juga

disebabkan kondisi lingkungan, contohnya keadaan udara di dalam ruangan

tempat praktikum berlangsung.

Sebagai aplikasi dalam pengukuran volume respirasi adalah untuk

mendeteksi patologi pada volume paru – paru. Contohnya pada orang asma

konstriksi jalannya udara cenderung menutup sebelum ekshalasi penuh.

Hasilnya fungsi paru – paru menunjukkan pengurangan kapasitas vital,

pengurangan ekspirasi cadangan, dan kecepatan pergerakan udara. Pada saat

kontriksi saluran udara akan menghasilkan suara yang tidak normal pada

serangan asma. Kondisi itu membatasi penggembungan maksimal paru – paru

yang berefek sama terhadap kapasitas vital. Karena hal tersebut, inspirasi

cadangan menjadi rendah. Meskipun demikian ekspirasi cadangan dan

pergerakan kecepatan ekspirasi relatif normal.

FAKTOR – FAKTOR YANG MEMPENGARUHI VOLUME PARU

Volume paru – paru yang terbesar dan tercatat didunia sampai saat ini adalah

Peter Reed, dia mempunyai nilai total paru – paru sebesar 11,68 Liter (TLC =

1168 mL). Beberapa faktor dapat mempengaruhi besarnya volume paru – paru.

Beberapa faktor tersebut dapat dikontrol dan beberapa pula tidak dapat

dikontrol. Beberapa faktor tersebut adalah :

3

Volume Paru Besar Voume Paru Kecil

Laki – laki Perempuan

Badan Tinggi Badan Rendah

Tidak Merokok Perokok Berat

Atlet Bukan Atlet

Seseorang yang tinggal di ketinggianSeseorang yang tinggal di daerah yang

lebih rendah

Seseorang yang hidup dan tinggal di tempat yang lebih rendah akan memiliki

kapasitas paru – paru yang lebih kecil dibanding orang yang tinggal dan hidup

ditempat yang lebih tinggi. Hal ini diakibatkan karena tekanan atmosphere yang

tinggi di daerah yang tinggi mempengaruhi jumlah molekul udara, termasuk juga

oksigen.

Pada akhirnya secara alamiah paru – paru orang yang tinggal di daerah yang

tinggi akan lebih besar, hal tersebut berguna agar paru – paru dapat memproses

jumlah oksigen yang sedikit. Ketika seseorang yang tinggal di daerah rendah

melakukan perjalanan ke tempat yang lebih tinggi (Himalaya, Tibet, Mexico City,

Gunung) mereka sering kali susah bernapas atau yang lebih dikenal dengan

“Altitude Sickness”, ini disebabkan karena paru – paru mereka yang kecil tidak

dapat memproses jumlah oksigen yang kecil yang dibutuhkan oleh tubuh mereka.

KAPASITAS PARU

Daya tamping maksimal paru – paru (kapisitas total paru – paru) ada sebanyak

lebih kurang 5 liter. Kapasitas total paru – paru meliputi kapasitas vital paru –

paru ditambah dengan udara residu. Terbagi menjadi :

a. Kapasitas residual fungsional (KRF)

adalah penambahan volumeresidual dan volume cadangan ekspirasi.

Kapasitas merupakan jumlah udara sisa dalam system respiratorik

setelah ekspirasi normal. Nilai rata – ratanya adalah 2200 ml, jadi nilai

KRF = VR + VCE.

4

b. Kapasitas inspirasi (KI)

adalah penambahan volume tidal dan volume cadangan inspirasi. Nilai

rata – ratanya adalah 3.500 ml jadi nilai KI = VT + VCI.

c. Kapasitas vital (KV)

yaitu penambahan volume tidal, volume cadangan inspirasi dan

volume cadangan ekspirasi. Nilai rata – ratanya adalah 4500 ml jadi

nilai KV = VT + VCI + VCE.

d. Kapasitas total paru (KTP)

adalah jumlah total udara yang ditampung dalam paru-paru dan sama

dengan kapasitas vital ditambah volume residual. Nilai rata – ratanya

adalah 5700 ml jadi nilai KTP = KV + VR.

TABEL. KAPASITAS PARU – PARU MANUSIA

1. Udara pernapasan/tidal 0,5 liter

2. Udara komplementer 1,5 liter

3. Udara suplementer 1,5 liter

4. Udara kapasitas vital paru-paru 4 liter

5. Udara kapasitas total paru-paru 5 liter

6. Udara residu/penunggu paru-paru 1 liter

Kapasitas paru-paru pada umumnya mampu menahan sampai 6 Liter udara,

tapi hanya sebagian kecil dari kapasitas tersebut yang digunakan untuk bernapas

normal. Pola napas pada mamalia disebut dengan “Volume Tidal”. Volume Tidal

(Vt = Tidal Volume) adalah volume udara yang keluar dan masuk ke dalam paru –

paru, umumnya nilai volume yang masuk dan keluar paru – paru sama.

1.2 PERMASALAHAN

1) Berapa persenkah harga KV yang didapat (dalam BTPS) dibanding dengan

harga standar?

2) Normalkah paru dari orang coba tersebut?

5

3) Udara dari bagian mana yang diekspirasikan pada detik pertama, kedua dan

ketiga?

4) Bagaimana kesan anda terhadap paru – paru orang coba?

5) Diantara FEV1, FEV2, dan FEV3, manakah yang paling cocok untuk

mendeteksi kelainan paru secara epidemiologik dan manakah yang secara

faal?

6) Hitunglah harga KPM standart dan bandingkan dengan hasil perhitungan dari

percobaan anda, normalkah harga tersebut?

1.3 TUJUAN PRAKTIKUM

1) Mengukur dan mengetahui tentang kapasitas maupun volume vital paru

seseorag

2) Mengkur dan mengetahui faktor – faktor yang berhubungan dengan kapasitas

maupun volume vital paru seseorang.

6

BAB II

METODE KERJA

ALAT DAN CARA KERJA:

A. ALAT YANG DIGUNAKAN:

1. Spirometer : Ada 2 jenis, yaitu spirometer terbuk dan spirometer

tertutup. Yang digunakan dalam praktikum adalah spirometer tertutup.

Ada 4 jenis Spirometer tertutup yang dapat dipergunakan dalam

praktikum di sini :

a. Siprometer Collin

b. Spirometer Chest

c. Spirometer Harvard

d. Spirometer Palmer

2. Timbangan dan pengukur tinggi badan.

3. Barometer air raksa.

4. Penjepit hidung dan mouth piece.

5. Kertas spirogram.

B. Cara Penghitungan

PENGUKURAN KAPASITAS VITAL

Cara Kerja:

1. Letakkan sungkup spirometer pada posisi paling rendah. Tutup

hubungan spirometer dengan udara luar dan isilah spirometer dengan

oksigen murni. Berikutnya hidupkan aliran listrik dan jalankan drum

pencatat dengan kecepatan yang paling rendah.

2. Pasang mouth piece pada pipa spirometer dan letakkan karet mouth

piece di antara gigi dan bibir, kemudian hidung dijepit dengan penjepit

hidung sehingga orang coba bernafas melalui mulut. Selama percobaan

orang coba harus dalam posisi berdiri.

3. Setelah orang coba terbiasa bernafas melalui mouth piece, maka

bukalah hubungan antara mulut dengan spirometer.

7

4. Perintahkan orang coba bernafas biasa ke dalam spirometer sebanyak

kurang lebih 5 kali (untuk menghitung TV), setelah itu orang coba

melakukan perhitungan one stage dan two stage.

5. Rubahlah hasil – hasil yang diperoleh dalam kondisi ATPS ke BTPS

dengan rumus:

Dimana:

P1 = P barometer ruangan – P uap air pada suhu ruangan.

V1 = Volume yang dicatat oleh spirometer (dalam ATPS).

T1 = 273 + temperatur ruangan dalam derajat celcius.

P2 = P barometer ruangan – P uap air pada suhu tubuh.

V2 = Volume yang dicari (dalam BTPS).

T2 = 273 + temperatur tubuh dalam derajat celcius.

Harga Standar Kapasitas Vital :

Pria = {27,63 – (0,112 X umur dalam tahun)} X tinggi badan dalam cm

Wanita = {21,78 – (0,101 X umur dalam tahun)} X tinggi badan dalam cm

PENGUKURAN KAPASITAS VITAL PAKSAAN = FORCE VITAL

CAPACITY (FVC)

FVC adalah Kapasitas Vital yang diperoleh dengan usaha semaksimal

mungkin dengan bantuan kontraksi sekuat – kuatnya dari otot – otot

pernafasan utama dan otot – otot pernafasan tambahan. Jumlah udara yang

dihembuskan secara maksimal pada Kapasitas Vital Paksaan ini dapat diukur

pada saat detik pertama (FVC1 ), kedua (FVC2 ), dan ketiga (FVC3 ).

Cara Kerja :

Perintahkan orang coba untuk menghirup udara dari spirometer semaksimal

mungkin, tahan sebentar kemudian hembuskan udara pernapasan ke dalam

spirometer dengan sekuat – kuatnya, sementara itu drum pencatan diputar

dengan kecepatan paling tinggi (20mm/detik). Di sini dapat diukur jumlah

8

udara yang dihembuskan secara maksimal pada detik pertama (FVC1 ), detik

kedua (FVC2 ), dan detik ketiga (FVC3), yang dibandingkan dengan jumlah

udara yang dikeluarkan pada Kapasitas Vital Paksaan.

PENGUKURAN KAPASITAS PERNAPASAN MAKSIMAL (KPM)

KPM adalah jumlah udara yang dapat dihisap atau dihembuskan secara

maksimal selama satu menit. Bila ada hambatan dari jalan napas, maka harga

KPM ini akan turun.

KPM harus dibedakan dengan :

1. Menit volume : yaitu jumlah udara yang dihisap ataupun dikeluarkan

dalam waktu satu menit = TV x frekuensi napas / menit.

2. Alveolar Ventilation : yaitu jumlah udara yang mengadakan pertukaran

gas dengan kapiler alveoli dalam waktu satu menit = (TV – dead

space) x frekuensi napas / menit.

Alat Yang Dipergunakan :

Ada 3 jenis spirometer yang dapat dipergunakan :

1. Spirometer dari Collin

Spirometer ini mempunyai 2 macam alat penulis (pen).

a. Pen Respirasi : bergerak mengikuti gerak pernapasan orang

coba.

b. Pen Ventilometer : bergerak pada saat orang coba melakukan

inspirasi, dan saat ekspirasi pen hanya bergerak mendatar.

Kecepatannya = 1/25 x kecepatan pen respirasi.

2. Spirometer dari Chest

Sama dengan spirrometer Collin, hanya saja kecepatan pen

ventilometer di sini = 1/10 x kecepatan gerak pen respirasi.

3. Spirometer dari Harvard

Hanya mempunyai pen respirasi saja.

9

Cara Kerja :

Dalam praktikum ini kita menggunakan Spirometer Harvard.

1. Perintahkan orang coba bernapas secepat – cepatnya dan semaksimal

mungkin dari dan ke dalam spirometer, sementara itu drum pencatat

diputar dengan kecepatan sedang (10mm/detik) selama 12 detik.

2. Besarnya amplitudo pada setiap kali napas diukur, demikian pula

banyaknya frekuensi napas yang terjadi selama 12 detik.

3. Besarnya Kapasitas Pernapasan Maksimal = Volume Tidal Maksimal tiap

kali bernapas x frekuensi pernapasan selama 12 detik x60/12 liter/menit.

Harga Standar KPM :

Pria = {86,5 – (0,522 x umur dalam tahun)} x LPT dalam m2

Wanita = {71,3 – (0,474 x umur dalam tahun)} x LPT dalam m2

10

BAB IIIHASIL PRAKTIKUM

HASIL PENGAMATAN PRAKTIKUM

KAPASITAS VITAL (KV)

Orang Coba KV didapat KV Standar Kesimpulan

Pria I 3368,9 ml 130059 ml

II 3793,6 ml 130059 ml

Wanita I 2130 ml 90556,1 ml

II 2529,9 ml 90556,1 ml

KAPASITAS PERNAPASAN MAKSIMAL (KPM)

Orang Coba KPM didapat KPM Standar Kesimpulan

Pria I 118.050 ml 452.601 ml

II 136.912,29 ml 452.601 ml

Wanita I 87.000 ml 270.978,9 ml

II 270.978,9 ml 270.978,9 m

FORCED EXPIRATORY VOLUME (FEV) DETIK PERTAMA

Orang Coba FEV1 didapat FEV1 Standar Kesimpulan

Pria I 73 3,54

Wanita I 66 2,341

FORCED VITAL CAPACITY (FVC)

Orang Coba FVC didapat FVC Standar Kesimpulan

Pria I 105 4,02

Wanita I 81 2,634

TIDAL VOLUME (TV)

One Stage :

Orang coba I (pria) = (24 + 34 + 30)/3 x 30 ml = 29,3 x 30 ml = 879 mlO2

11

Orang coba II (wanita) = (18 + 21 + 18)/3 x 30 ml = 19 x 30 ml = 570 mlO2

Two Stage :

Orang coba I (pria) = (33 + 38 + 45)/3 x 30 ml = 38,7 x 30 ml = 1161 mlO2

Orang coba II (wanita) = (14 + 21 + 17)/3 x 30 ml = 17,33 x 30 ml = 519,9 mlO2

EKSPIRASI (ERV)

One Stage : Orang coba I (pria) = 42 x 30 ml = 1260 mlO2

Orang coba II (wanita) = 22 x 30 ml = 660 mlO2

Two Stage : Orang coba I (pria) = 44 x 30 ml = 1320 mlO2

Orang coba II (Wanita) = 37 x 30 ml = 1110 mlO2

INSPIRASI (IRV)

One Stage : Orang coba I (pria) = 35 x 30 ml = 1050 mlO2

Orang coba II (wanita) = 30 x 30 ml = 900 mlO2

Two Stage : Orang coba I (pria) = 37 x 30 ml = 1110 mlO2

Orang coba II (wanita) = 30 x 30 ml = 900 mlO2

12

BAB IV

PEMBAHASAN

DISKUSI JAWABAN PERTANYAAN

1. Berapa persenkah harga KV yang didapat (dalam BTPS) dibanding

dengan harga standar?

Jawab : Pada laki – laki 2,9% dan pada perempuan 3,7%

2. Normalkah paru dari orang coba tersebut?

Jawab : Paru dari kedua orang coba tersebut dalam keadaan normal.

3. Udara dari bagian mana yang diekspirasikan pada detik pertama, kedua

dan ketiga?

Jawab :

FEV 1 : Pernafasan atas

FEV 2 : Pernafasan atas bawah

FEV 3 : Pernafasan bawah

Forced : Garis lurus

4. Bagaimana kesan anda terhadap paru – paru orang coba?

Jawab : Menurut kelmpok kami keaadaan paru – paru orang coba dalam

keadaan sehat.

5. Diantara FEV1, FEV2, dan FEV3, manakah yang paling cocok untuk

mendeteksi kelainan paru secara epidemiologik dan manakah yang secara

faal?

Jawab : Untuk mengetahui dan mendeteksi kelainan paru baik secara

epidemiologik maupun secara faal dapat digunakan FEV1 karena pada FEV1

terjadi ekspirasi maksimal sedangkan FEV2 atau FEV3 telihat garis pada

grafik mulai mendatar.

6. Hitunglah harga KPM standart dan bandingkan dengan hasil

perhitungan dari percobaan anda, normalkah harga tersebut?

Jawab : harga KPM yang telah kami bandingkan lebih rendah dari standart

sehingga bisa dikatakan tidak normal. Hal tersebut bisa terjadi dikarenakan

13

adanya kesalahan pelaksanaan praktikum yang telah dilakukan sehingga

hasilnya tidak normal.

14

KEPUSTAKAAN

Clarke, Robert. Jeremy Ward dan Roger Linden. 2007. At A Glance Fisiologi.

Jakarta : PT. Gelora Aksara Pratama

Ganong, William F. 2002. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran, Edisi 22. Jakarta : EGC

Guyton, A.C. dan J. E. Hall. 2008. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran, Edisi 11. Jakarta :

EGC

15