Sistem Respirasi dan Keseimbangan Asam Basa

Tari Erasti

102013279

Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana

Jl. Arjuna Utara No.6 Kebon jeruk, Jakarta Barat 11510

Email: tari.erasti@yahoo.com

Abstrak

Sistem pernapasan mencakup saluran pernapasan yang berjalan ke paru, paru itu sendiri,

dan struktur-struktur toraks yang terlibat menimbulkan gerakan udara masuk-keluar paru melalui

saluran pernapasan. Pernapasan dapat terganggu atau menjadi tidak normal karena adanya

gangguan seperti diare yang diakibatkan oleh terganggunya konsentrasi asam-basa di dalam

tubuh yang disebut asidosis metabolic.

Kata kunci: sistem pernapasan, asam-basa, asidosis metabolic.

Abstract

The respiratory system includes the respiratory tract that runs into the lung, the lung

itself, and thoracic structures involved cause air movement in and out of the lungs through the

respiratory tract. Breathing can be interrupted or becomes abnormal due to disturbances such as

diarrhea caused by disruption of the concentration of the acid-base balance in the body called

metabolic acidosis.

Key word: respiratory system, acid-base, metabolic acidosis.

Pendahuluan

Sistem pernapasan melibatkan rongga hidung, nasopharing, oropharing dan bagian atas

laryngo pharyngs, larynx, trachea, bronchi dan cabang cabang pulmonal bronchi tersebut.

Dengan semua itu kita bisa bernapas dengan baik dan normal.

Fungsi sistem pernapasan adalah untuk mengambil oksigen dari atmosfer ke dalam sel-

sel tubuh untuk mentranspor karbon dioksida yang dihasilkan sel-sel tubuh kembali ke atmosfer.

Organ-organ respiratorik juga berfungsi dalam produksi wicara dan berperan dalam kesimbangan

asam basa, pertahanan tubuh melawan benda asing dan pengaturan hormonal tekanan darah.

Makroskopis sistem pernapasan

Dinding dada atau dinding toraks

Dinding toraks dibentuk oleh tulang, otot, serta kulit. Tulang yang membentuk dinding

toraks adalah tulang iga (12 buah), vertebra torakalis (12 buah), sternum (1 buah), klavikula (2

buah), dan scapula (2 buah).

Otot pembatas rongga dada terdiri dari: 1. Otot ekstremitas superior yaitu muskulus

pektoralis mayor, muskulus pektoralis minor, muskulus serratus anterior, muskulus subclavius.

2. Otot anterolateral abdominal yaitu muskulus abdominal oblikus eksternus, muskulus rektus

abdominis. 3. Otot toraks intrinsic yaitu muskulus interkostalis eksterna, muskulus interkostalis

interna, muskulus sternalis, muskulus toraksis transverses.1

Otot pernapasan

Menurut kegunaannya, otot pernapasan dibedakan menjadi otot untuk inspirasi,

mencakup otot inspirasi utama dan tambahan, serta otot untuk ekspirasi tambahan.

Otot inspirasi utama (principal) yaitu muskulus intercostalis eksterna, muskulus

interkartilaginus parasternal, dan otot diafragma. Otot inspirasi tambahan (accessory respiratory

muscle) yang sering juga disebut sebagai otot bantu napas, yaitu muskulus

sternokleidomastoideus yang terdiri dari tiga bagian muskulus skalenus anterior, muskulus

skalenus medius, muskulus skalenus posterior.

Saat napas biasa (quiet breathing), untuk ekspirasi tidak diperlukan kegiatan otot, cukup

dengan daya elastic paru saja udara di dalam paru akan keluar saat ekspirasi. Namun, ketika ada

serangan asma, sering diperlukan active breathing, dalam keadaan ini, untuk ekspirasi diperlukan

kontribusi kerja otot-otot seperti muskulus interkostalis interna, muskulus interkartilaginus

parasternal, muskulus rektus abdominis, muskulus oblikus abdominis eksternus.

Otot-otot untuk ekspirasi juga berperan untuk mengatur pernapasan saat berbicara,

menyanyi, batuk, bersin, dan untuk mengedan saat buang air besar serta saat bersalin.1

Diafragma

Diafragma adalah suatu septum berupa jaringan muskulotendineus yang memisahkan

rongga toraks dengan rongga abdomen. Dengan demikian, diafragma menjadi dasar dari rongga

toraks.

Ada tiga aperture pada diafragma yaitu:

1. Hiatus aortikus yang dilalui oleh aorta desenden, vena azigos dan duktus torasikus.

2. Hiatus esophagus yang dilalui oleh esophagus.

3. Aperture yang satu lagi dilalui oleh vena kava inferior.1

Pleura

Pleura dibentuk oleh jaringan yang berasal dari mesodermal. Pembungkus ini dapat

dibedakan menjadi pleura viseralis yang melapisi paru dan pleura parietalis yang melapisi

dinding dalam hemitoraks.

Diantara kedua pleura tadi, terbentuk ruang yang disebut rongga pleura yang sebenarnya

tidak berupa rongga tetapi merupakan ruang potensial. Pada keadaan normal, rongga pleura

berisi cairan pleura dalam jumlah yang sangat sedikit (0,1-0,2 mL/kg), jadi hanya berupa lapisan

cairan pleura setebal 10-20 µm yang menyelaputi kedua belah pleura. Meskipun sangat tipis,

cairan ini telah dapat memisahkan lapisan pleura viseralis dengan pleura parietalis agar tidak

saling bersinggungan atau berlengketan.1

Struktur utama sistem pernapasan

Saluran udara pernapasan dibagi menjadi dua, yaitu 1. Saluran udara pernapasan bagian

atas (upper respiratory tract), jalan napas yang terdiri dari hidung, faring, dan laring; 2. Saluran

udara pernapasan bagian bawah (lower respiratory tract) atau saluran napas.1

Saluran udara pernapasan bagian atas atau jalan napas

Sepertiga anterior rongga hidung dibagi menjadi dua oleh septum nasi. Ostium nasalis

interna merupakan bagian yang paling sempit di rongga hidung. Udara yang dihirup melalui

ostium ini mendapat tahanan lima puluh persen lebih tinggi dibandingkan jika dihirup melalui

mulut. Palatum molle membagi faring menjadi dua bagian, yaitu regio nasofaring dan regio

orofaring. Pada nasofaring, terdapat jaringan limfoid yang membentuk lingkaran; adenoid

termasuk didalamnya. Tonsil yang terletak antara tenggorok anterior dan posterior membatasi

rongga mulut dengan orofaring. Laring terdiri atas kartilago, pita suara, otot dan ligamentum;

semuanya menjaga agar jalan napas terbuka selama bernapas dan menutup ketika sedang

menelan.1

Saluran udara pernapasan bagian bawah atau saluran napas

Batas saluran udara penapasan bagian atas dan bawah adalah pinggir bawah kartilago

krikoidea. Istilah upper respiratory tract dan lower respiratory tract jangan dikacaukan dengan

istilah central airways dan peripheral airways. Saluran udara pernapasan bagian bawah dimulai

dari ujung trakea (pinggir bawah kartilago krikoidea) sampai bronkiolus terminalis. Trakea yang

panjangnya antara 10-12 cm, dibentuk oleh sekitar 20 lapis kartilago yang berbentuk huruf C dan

berakhir ketika bercabang dua di karina.

Bagian yang tidak berkartilago disebut trakea membranosa dan berada disebelah

posterior. Pada ketinggian vertebra torakalis ke-4 atau setinggi sambungan antara manubrium

dengan iga kedua kanan, trakea bercabang dua di karina menjadi bronkus utama, kedua ujung

kartilago bertemu membentuk cincin yang sempurna, tidak lagi berbentuk huruf C, melainkan

berbentuk huruf O. Bronkus utama kanan lebih pendek dibandingkan bronkus utama kiri. Sudut

yang dibentuk bronkus utama kanan terhadap trakea lebih tajam dibandingkan dengan sudut

yang dibentuk oleh bronkus utama kiri terhadap trakea.1

Ultrastruktur saluran napas bagian bawah

Dinding saluran napas ini dilapisi oleh epitel semu-berlapis (pseudostratified) bersilia

yang berbentuk kolumnar tetapi semakin kea rah cephalad menjadi lebih pipih. Epitel ini

mempunyai membrane basalis, tetapi tidak semua sel tadi mencapai lumen. Pada saluran napas

yang kecil di perifer, epitelnya menjadi satu lapis dan bentuknya menjadi kuboid. Disaluran

napas yang terkecil serta di bronkiolus respiratorius, masih ada sel bersilia walaupun silianya

tidak sepanjang silia yang ada di arah cephalad.

Ada delapan macam sel pada epitel saluran napas yang dapat diidentifikasi, yaitu:

1. Sel basal: sel ini tidak sampai ke permukaan lumen saluran napas, jika sel basal

membelah, salah satu belahannya akan mencapai lumen. Sel basal dapat didapati mulai

dari trakea sampai bronkiolus, terbanyak di trakea dan bronki ekstrapulmonal.

2. Sel intermediate: bentuknya kolumnar berada diatas sel basal, merupakan hasil

pembelahan dari sel basal. Selanjutnya, sel ini akan berdiferensiasi menjadi sel mucus

ataupun sel bersilia.

3. Sel Kulchitsky: sel ini disebut juga sebagai sel argyrophil, merupakan sel endokrin, berisi

bermacam-macam granula neurosekretori yang membuat peptide aktif.

4. Sel bersilia: sel ini mempunyai silia yang terbentuk dari 9 aksonema dan satu aksonema

special.

5. Brush cell: jumlah sel ini tidak banyak, kegunaannya belum jelas, mungkin berfungsi

untuk mengabsorbsi cairan.

6. Sel globet: sel ini adalah sel mukus yang menggembung dan berisi granula sekretorik.

Jalan napas mulai dari rongga hidung sampai dengan bronkiolus ditutupi oleh lapisan

lendir viskoelastis yang dihasilkan oleh sel mucus maupun sel serus.

7. Serous sel: sel ini lebih banyak didapati didaerah cephalad (arah kepala) dibandingkan

dengan didaerah distal (caudal).

8. Sel Clara: sel ini adalah suatu sel epitel tidak bersilia pada bronkiolus terminalis yang

mempunyai fungsi sebagai secretory. Kegunaan sel Clara adalah memproduksi cairan

yang memetabolisme toksin.

Sifat anatomic peripheral airways adalah tidak dibentuk oleh kartilago, dibentuk oleh

otot, mendapat pasokan darah dari arteri pulmonalis, ukuran diameternya < 2 mm, pada

dindingnya menjulur alveoli dan dibatasi oleh epitel kuboid yang ke arah perifer menjadi tidak

bersilia.1

Saluran napas bronki

Saluran napas bronki yang digolongkan sebagai conducting airways adalah bagian dari

saluran napas yang tidak memungkinkan terjadinya pertukaran gas. Bagian ini sering pula

disebut sebagai central airways. Sifat anatomic saluran napas bronki adalah dibentuk atau

ditopang oleh cincin kartilago, dilapisi oleh epitel kolumnar bersilia, mengandung otot polos,

mendapat vaskularisasi dari arteria bronkialis, diameternya lebih dari 2 mm dan tidak ada alveoli

pada dindingnya.

Saluran napas bukan berupa pipa yang kaku, melainkan berupa saluran dari otot dengan

inervasi vagal yang dapat membuatnya berdilatasi dan berkontraksi sebagai respon terhadap

rangsangan neurohumoral dan rangsangan kimia.1

Paru – paru

Paru-paru memiliki area permukaan alveolar kurang lebih seluas 40 m2 untuk pertukaran

udara. Tiap paru memiliki apex yang mencapai ujung sterna kosta ke-1.

Paru kanan terbagi menjadi lobus atas, tengah, dan bawah oleh fisura oblique dan

horizontal. Paru kiri hanya memiliki fisura oblique sehingga tidak ada lobus tengah. Struktur

yang masuk dan keluar dari paru-paru melewati hilus paru yang seperti telah disebut

sebelumnya, diselubungi oleh kantung pleura yang longgar.2

Lobus paru terbagi menjadi beberapa segmen paru. Paru kanan mempunyai sepuluh

segmen paru sedangkan paru kiri mempunyai delapan segmen paru.1

Paru kanan

Batas anterior paru kanan menuju ke bawah dimulai dibelakang sendi sternoklavikular

dan mencapai linea mediana pada ketinggian angulus sterni. Batas paru ini terus ke bawah

melalui belakang sternum pada ketinggian sendi sternokondralis keenam, disini batas bawah

melengkung ke lateral dan sedikit ke inferior, memotong iga keenam di linea medioklavikularis

dan memotong iga kedelapan pada linea medioaksilaris. Batas ini kemudian menuju ke posterior

dan medial pada ketinggian prosesus spinosus vertebra torasik kesepuluh. Pada keadaan

inspirasi, batas inferior kira-kira turun dua iga. Bagian inferior fisura oblikus paru kanan berakhir

dibatas bawah paru pada linea medioklavikularis. Lokasi fisura horizontalis pada ketinggian

kartilago iga keempat.1

Paru kiri

Batas anterior paru kiri hampir sama dengan batas anterior paru kanan, tetapi pada

ketinggian kartilago iga keempat paru kiri berdeviasi ke lateral karena terdapat jantung. Batas

bawah patu kiri lebih inferior dibandingkan paru kanan karena paru kanan terbatas oleh hepar.

Fisura oblikua paru kiri serupa letaknya dengan paru kanan. Tidak seperti pleura, paru jarang

meluas ke inferior. Pleura parietalis kostalis sering bertemu berdempetan dengan pleura parietalis

diafragmatika membentuk sulkus kostofrenikus.

Yang membentuk pangkal paru kiri adalah arteria pulmonalis superior kiri, bronkus kiri,

vena pulmonalis superior dan inferior dan beberapa nodus limfatikus. Terdapat lekukan karena

takikan jantung (cardiac notch) dan lekukan lain yang berbentuk lengkungan sebagai takikan

untuk lewat arkus aortikus dan aorta desenden.1

Alveolus

Alveolus dibentuk dan dibatasi oleh dinding alveolus yang dibentuk oleh dua macam sel,

yaitu sel alveolar tipe I atau pneumosit tipe I dan sel alveolar tipe II atau pneumosit tipe II yang

juga disebut sebagai granular pneumocyte.

Kedua macam sel ini saling berhubungan secara erat. Sel pneumosit skuamosa disebut

tipe I; sedangkan pneumosit kuboid disebut tipe II, walau sebetulnya yang merupakan sel

progenitor epitel alveoli adalah sel tipe II. Pertukaran gas menembus dinding pneumosit I. Tugas

pneumosit II adalah menghasilkan surfaktan.

Pada paru terdapat lebih kurang 300 juta gelembung alveoli dengan diameter setiap

gelembung lebih kurang 0,3 mm. Struktur gelembung ini sebetulnya cenderung tidak stabil.

Adanya tegangan-muka cairan yang melapisi alveoli menyebabkan gelembung cenderung

menjadi kolaps, namun berkat adanya surfaktan yang menurunkan tegangan-muka cairan di

dinding alveoli tadi, gelembung tidak kolaps malahan mengembang sehingga stabilitas

gelembung naik luar biasa besar.1

Saluran napas intrapulmonal

Saluran napas yang berkartilago disebut bronkus sedangkan yang tidak berlartilago

disebut bronkiolus. Pada keadaan paru kolaps, bronkus besar masih tetap paten, sedangkan

bronkus kecil, bronkiolus, dan alveolus, ikut kolaps. Dinding bronkus besar maupun bronkus

kecil mengandung kelenjar lendir submukosal. Bronkiolus paling ujung (distal) disebut

bronkiolus terminalis. Tiga sampai lima bronkiolus terminalis membentuk lobules. Bagian paru

yang terletak disebelah distal bronkiolus terminalis disebut asinus. Asinus dianggap sebagai

satuan unit respirasi paru. Asinus pada orang dewasa dapat berdiameter 1 cm. Rongga antara

asinus yang satu dan asinus yang lain atau antara lobules yang satu dan lobules yang lain

dihubungkan oleh paru-paru Kohn. Alveolus tidak lagi digolongkan sebagai saluran napas.1

Mikroskopis Sistem Pernapasan

Sistem respiratorius dibagi 2 bagian yaitu bagian konduksi dan bagian respirasi. dimana

bagian Konduksi merupakan bagian yang menyalurkan udara/gas yang terdiri dari:

(1)Kavum nasi Permukaan luar hidung ditutupi oleh kulit yang memiliki cirri adanya

kelenjar sebasea besar, yang meluas ke bagian depan vestibulum nasi tempat terdapatnya

beberapa kelenjar sebasea, kelenjar keringat dan folikel rambut yang berfungsi menapis benda-

benda kasar yang terdapat dalam udara inspirasi. Dibagian yang lebih kedalam dari vestibulum

nasi terdapat epitel selapis gepeng tanpa lapisan tanduk dan epitel jenis ini pada bagian respirasi

rongga hidung beralih menjadi epitel bertingkat torak bersilia bersel goblet yang disebut sebagai

epitel respirasi.3

Pada potongan rongga frontal, rongga hidung berbentuk seperti buah alpokat, terbagi atas

dua sekat dan dari dinding lateral menonjol tiga lengkungan tulang yang dilapisi oleh mukosa.

Bangunan ini adalah konka nasalis superior, medius dan inferior. Konka nasalis inferior

merupakan yang terbesar dan dilapisi oleh lapisan mukosa yang lebih tebal. Pada konka nasalis

(terutama konka nasalis inferior) terdapat pleksus vena yang besar, berdinding tipis, terletak

dangkal di permukaan disebut jaringan kavernosa atau jaringan erektil. Konka nasalis juga

menyebabkan aliran udara berputar, membantu kontak antara udara inspirasi dengan lapisan

mukosa, sehingga benda-benda kecil mudah tertangkap dan gas-gas yang mencemari ozon dan

sulfur dioksida dapat diserap. 3

(2)Nasofaring Faring suatu ruang pipih depan belakang yang dilalaui baik oleh udara

maupun makanan dan dapat dibagi menjadi nasofaring, orofaring dan laringofaring. Epitel yang

membatasi nasofaring merupakan epitel bertingkat torak bersilia bersel goblet yang terdapat pada

daerah yang mengalami pergesekkan yaitu tepi belakang palatum mole dan dinding belakang

faring dimana kedua tempat permukaan tersebut mengalami kontak langsung menelan. Pada

bagian posterior terdapat jaringan limfoid yang membentuk tonsila faringea. Terdapat muara dari

saluran yang menghubungkan rongga hidung dan telinga tengah disebut osteum faringeum tuba

auditiva.3

(3)Laring Laring memainkan peranan penting dalam pembentukkan suara (fonasi). Pada

dindingnya terdapat suatu kerangka tulang rawan hialin dan tulang rawan elastic, sejumlah

jaringan ikat, otot rangka dan kelenjar mukosa. Tulang utama pada laring (tiroid, krikoid dan

aritenoid) adalah tulang rawan hialin; yang lebih kecil (kornikulata, kuneiformis, dan ujung

aritenoid ) adala elastic seperti tulang rawan epiglotis. Tulang-tulang rawan bersama tiulang

hyoid, dihubungkan oleh tiga selaput pipih dan lebar.3

(4)Trakea Trakea mempunyai dinding tipis lentur dan dapat memanjang saat bernapas dan

gerakan badan. Celah relatif sempit di antara cincin-cincin tulang rawan hialin diisi oleh jaringan

ikat fibrosa. Sebelah dalam tulang rawan terdapat submukosa, suatu lapisan jaringan ikat jarang

mengandung banyak kelenjar campur kecil dan beberapa unit bersekresi serosa. Trakea dilapisi

oleh suatu membran mukosa terdiri dari epitel bertingkat silindris, bersilia bersel goblet. Yang

paling banyak adalah sel silindris tinggi yaitu sel bersilia dengan silianya menyapu ke atas ke

arah faring dan sel goblet (mukus). Terdapat pula sel silindris tanpa silia diantaranya merupakan

sel sikat (kaveola) dengan mikrovili panjang-lurus. Sel silindris lain yaitu sel yang belum matang

(imature), seringkali tampak dengan mikrovili di bagian apikal, akan berkembang menjadi sel

bersilia dan sel goblet untuk menggantikan sel yang mati atau sedang mati. Sel basal tidak

mencapai lumen dan merupakan sel induk (stem cell) untuk jenis sel lain. Sel-sel granula kecil

terdapat di basal mempunyai sitoplasma apikal yang dapat mencapai lumen. Sel ini disebut sel

APUD (amine precusar uptake and decarboxylation) sel neuroendokrin yang mengandung butir-

butir padar bergaris tengah 100-300 nm.3

(5)Bronkus Ekstrapulmonal dan Intrapulmonal Susunan bronkus ekstrapulmonal

sangat mirip trakea dan hanya berbeda dalam garis tengahnya yang lebih kecil. Pada bronkus

utama, cincin tulang rawan juga tidak sempurna, celah pada bagian posterior ditempati oleh otot

polos. Bronkus intrapulmonary tampak bulat, terdiri dari lempeng-lempeng tulang rawan hialin

yang bentuknya tidak beraturan. Lempeng tulang rawan hialin dikitari oleh jaringan ikat padat

fibrosa yang mengandung banyak serat elastin. Pada perbatasan anatara submukosa dengan

mukosa, pemadatan jaringan elastin seperti tampak pada trakea dan bronki ekstrapulmonar

diperkuat oleh selubung luar yang terdiri dari serat-serat otot polos. Lapisan terdalam mukosa

tersusun oleh epitel lanjutan dan mirip epitel trakea dengan lamina basal jelas, lamina propria

yang terdiri dari serat-serat rerikular dan serat-serat elastin yang berjalan longitudinal. Epitel

yang membatasinya adalah epitel selindris bersilia bersel goblet kurang tebal dibandigkan

dengan epitel bertingkat silindris bersilia yang melapisi bronkus tebal.3

(6)Bronkiolus terminalis Bronkiolus mempunyai cirri tidak mengandung tulang rawan,

kelenjar dan kelenjar limf, hanya terdapat adventisia tipis yang terdiri dari jaringan ikat. Lamina

propia terutama tersusun oleh berkas otot polos yang cukup menyolok serta serat-serat elastis.

Epitel yang membatasi bronkiolus terminalis merupakan epitel torak bersilia bersel goblet dan

sel bersilia merupakan sel kubis atau silindris rendah. Diantara sel-sel itu, tersebar sejumlah sel

silindris berbentuk kubah, tak bersilia, bagian puncaknya menonjol ke dalam lumen. Sel-sel ini

disebut bronkiolar atau sel Clara. Sel ini bersifat sebagai sel sekresi dengan reticulum bergranula

di basal.3

Bagian Respirasi merupakan bagian paru yang berhubungan dengan proses pertukaran gas

yang terdiri dari: (1)Bronkiolus respiratorius Epitel yang membatasi bronkiolus terminalis

merupakan epitel torak bersilia tanpa sel goblet dan sel bersilia merupakan sel kubis atau

silindris rendah. Perbedaan dari bronkiolus terminalis ialah bahwa dinding bronkiolus

respiratorius diselingi oleh kantung-kantung (alveoli) tempat terjadinya pertukaran gas.

(2)Duktus alveolaris Duktus alveolaris adalah saluran berdinding tipis, berbentuk kerucut,

dilapisi oleh epitel selapis gepeng. Lapisan ini sangat tipis, sehingga dengan mikroskop cahay

sulit untuk ditentukan. Di luar sel epitel, dindingnya dibentuk oleh jaringan fibroelastis.

Disekelilingi muara duktus alveolaris terdapat banyak alveolari tunggal dan sakus alveoalris.

(3)Sakus alveolaris Duktus alveolaris bermuara ke dalam atria yaitu suatu ruangan tak teratur

atau gelembung tempat alveoli dan sakus alveolaris bermuara. Sakus alveolaris adalah

multikular, yaitu sekelompok alveoli yang bermuara kedalam suatu ruangan pusat sedikit lebih

besar. Diseputaran muara atria, sakus alveolaris dan alveoli terdapat jala-jala penyokong terdiri

dari serat-serat elastin yang memungkinkan alveoli mengembang pada saat inspirasi dan serat-

serat retikulin yang mencegah paru mengembang berlebihan. (4)Alveolus/alveoli alveoli

bentuknya polyhedral atau heksagonal, tanpa satu dindingnya yang memungkinkan difusi udara

dari bronkiolus respiratorius, duktus alveolaris, atria atau sakus alveolaris. Alveoli letaknya

begitu berhimpitan, sehingga tidak setiap alveolus memiliki dindingnya sendiri. Bahkan alveoli

yang berdampingan dipisahkan oleh septum interalveolaris. Masing-masing alveolus dilapisi

oleh epitel gepeng yang sangat tipis tapi sempurna.3

Mekanisme pernapasan

Udara cenderung mengalir dari daerah dengan tekanan tinggi ke daerah dengan tekanan

rendah, yaitu menuruni gradien tekanan. Udara mengalir masuk dan keluar paru selama tindakan

bernapas karena berpindah mengikuti gradien tekanan antara alveolus dan atmosfer yang

berbalik arah secara bergantian dan ditimbulkan oleh aktivitas siklik otot pernapasan. Terdapat

tiga tekanan yang berperan penting dalam ventilasi:

1. Tekanan atmosfer (barometric) adalah tekanan yang ditimbulkan oleh berat udara di

atmosfer pada benda di permukaan bumi. Pada ketinggian permukaan laut tekanan ini

sama dengan 760 mmHg. Tekanan atmosfer berkurang seiring dengan penambahan

ketinggian diatas permukaan laut karena lapisan-lapisan udara diatas permukaan bumi

juga semakin menipis. Pada setiap ketinggian terjadi perubahan minor tekanan atmosfer

karena perubahan kondisi cuaca (yaitu tekanan barometric naik atau turun).

2. Tekanan intra-alveolus, yang juga dikenal sebagai tekanan intra-paru, adalah tekanan

didalam alveolus. Karena alveolus berhubungan dengan atmosfer melalui saluran napas

penghantar, udara cepat mengalir menuruni gradient tekanannya setiap tekanan intra-

alveolus berbeda dari tekanan atmosfer, udara terus mengalir sampai kedua tekanan

seimbang (ekuilibrium).

3. Tekanan intrapleura adalah tekanan didalam kantung pleura. Tekanan ini, yang juga

dikenal sebagai tekanan-intrathoraks, adalah tekanan yang ditimbulkan diluar paru

didalam rongga thoraks. Tekanan intrapleura biasanya lebih rendah daripada tekanan

atmosfer, rerata 756 mmHg saat istirahat. Seperti tekanan darah yang dicatat dengan

menggunakan tekanan atmosfer sebagai titik referensi (yaitu tekanan darah sistolik 120

Hg adalah 120 mmHg lebih besar daripada tekanan atmosfer 760 mmHg atau dalam

kenyataan 880 mmHg).3

Inspirasi

Karena udara mengalir mengikuti penurunan gradien tekanan, tekanan intra-alveolus

harus lebih rendah daripada tekanan atmosfer agar udara mengalir masuk ke paru selama

inspirasi. Otot-otot pernapasan yang melaksanakan proses bernapas (ventilasi) tidak secara

langsung bekerja pada paru untuk mengubah volumenya. Otot-otot ini mengubah volume rongga

thoraks yang menyebabkan perubahan volume paru karena dinding thoraks dan paru menyatu.

Sebelum inspirasi dimulai , otot-otot pernapasan melemas, tidak ada udara yang mengalir dan

tekanan intra alveolus setara dengan tekanan atmosfer. Pada awitan inspirasi, otot-otot inspirasi –

diafragma dan otot antariga eksternal- terangsang untuk berkontraksi, sehingga terjadi

pembesaran rongga thoraks. Otot inspirasi utama adalah diafragma, suatu lembaran otot rangka

yang membentuk dasar rongga thoraks dan dipersarafi oleh saraf phrenicus. 4,5

Pada saat rongga thoraks mengembang, paru juga dipaksa mengembang untuk mengisi

rongga thoraks yang membesar. Sewaktu paru mengembang, tekanan intraleveolus menurun

karena molekul dalam jumlah yang sama kini menempati volume paru yang lebih besar. Pada

inspirasi biasa, tekanan intra-alveolus menurun menjadi 750 mmHg. Karena tekanan intra-

alveolus sekarang lebih rendah dari tekanan atmosfer maka, udara mengalir masuk ke paru

mengikuti penurunan gradient tekanan dari tekanan tinggi ke rendah. Udara terus mengalir ke

paru sampai tidak lagi terdapat gradien-yaitu, sampai tekanan intra-alveol setara tekanan

atmosfer. 4,5

Ekspirasi

Dalam keadaan normal, ekspirasi adalah suatu proses pasif karena terjadi akibat

penciutan elastic paru saat otot-otot inspirasi melemas tanapa memerlukan kontraksi otot atau

pengeluaran energy. Sebaliknya inspirasi selalu aktif, karena hanya ditimbulkan oleh kontraksi

otot-otot inspirasi dan membutuhkan energi.4,5,6

Sistem Buffer

Darah dari jaringan mengandung sistem buffer untuk memperkecil perubahan pada kadar

H+. Buffer utama yang menetralkan H+ yang dilepas dari sel adalah bikarbonat. Macam sistem

bauffer dalam pengendalian pH cairan tubuh adalah plasma dan eritrosit yaitu:

1. Sistem buffer bikarbonat/asam karbonat (HCO3/H2CO3)

Sistem ini merupakan buffer terpenting dalam plasma (dalam eritrosit juga ada tetapi

kadarnya lebih rendah). Penting sebab kadarnya tinggi, CO2 dapat dikeluarkan oleh atau ditahan

dalam paru-paru (dikendalikan oleh sistem pernapasan).7

Persamaan reaksi :

Penambahan ion hidrogen CO2 + H2O H2CO3 H⇆ + + HCO-3

Karbon air asam hidrogen ion

dioksida karbonat bikarbonat

2. Sistem buffer protein plasma

Terutama terdiri dari albumin. Merupakan 95% buffer nonbikarbonat dalam plasma.

Protein hemoglobin memiliki dua fungsi khusus, yaitu mentranspor oksigen ke jaringan danjuga

menyangga ion hidrogen yang transit dari sel ke paru.7

Persamaan reaksi :

H3N+ - CH2 COOH H3N+ -CH2 – COO- H2N – CH2 – COO-

asam ion netral Zwitter basa

3. Buffer fosfat (HPO42- / H2PO-)

Fosfat inorganik : merupakan 5% buffer nonbikarbonat dalam plasma. Fosfat organik

(2,3-BPG dalam eritrosit) merupakan 16% buffer nonbikarbonat dalam eritrosit.7

Persamaan reaksi :

Penambahan ion hidrogen H+ + HPO2-4 H2PO-

4

Ion ion monohidrogen ion dihidrogen

Hidrogen fosfat (basa lemah) fosfat (asam lemah)

4. Sistem buffer hemoglobin

Fungsi utama sel darah merah adalah mengikat O2 dari paru untuk diedarkan dan

dibagikan ke seluruh tubuh akan oksigen setiap saat. Senyawa yang mengikat oksigen adalah

hemoglobin (Hb). Oksigen yang berikatan dengan hemoglobin adalah oksihemoglobin.

Sedangkan hemoglobin yang tidak mengikat oksigen adalah deoksihemoglobin. SDM (sel darah

merah) berfungsi mengikat dan mempermudah tranportasi gas CO2. Di dalam paru terjadi

pertukaran gas dengan lingkungan; O2 diambil dari lingkungan dan CO2 dikeluarkan ke

lingkungan. Hanya sebagian dari CO2 yang berikatan langsung dengan Hb melalui ikatan

karbamino berupa HbCO2. Di dalam sdm terdapat enzim anhidrase karbonat yang mengkatalis

reaksi berikut :

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO-3

Karbon air asam hidrogen ion

dioksida karbonat bikarbonat

H+ + HbO2- HHb + O2

Ion hidrogen oksihemoglobin hemoglobin tereduksi

Ion bikarbonat yang terbentuk dalam sdm karena kerja enzim ini, berdifusi keluar dari sel

tersebut dan masuk ke dalam plasma dengan mudah larut. Dalam ion bikarbonat sebagian CO 2

dibawa oleh darah dari seluruh jaringan menuju paru-paru untuk dibuang di organ melalui udara

ekspirasi ke lingkungan.8

Penyimpangan status asam basa normal dibagi menjadi empat kategori umum,

bergantung pada sumber dan arah perubahan abnormal [H+]. Kategori-kategori tersebut adalah

asidosis respiratorik, alkalosis respiratorik, asidosis metabolic, dan alkalosis metabolic.4

Karena hubungan antara [H+] dan konsentrasi anggota suatu pasangan penyangga,

perubahan [H+] akan tercermin pada perubahan rasio [HCO3-] terhadap [CO2].

1. Asidosis respiratorik adalah akibat retensi CO2 yang disebabkan oleh hiperkapnia. Karena

jumlah CO2 yang keluar melalui paru berkurang, terjadi peningkatan pembentukan H2CO3

yang kemudian berdisosiasi dan menyebabkan peningkatan [H+]. Hal-hal yang dapat

menimbulkan keadaan ini antara lain adalah penyakit paru, penekanan pusat pernapasan

oleh obat atau penyakit, gangguan saraf atau otot yang mengurangi kemampuan otot

pernapasan, atau bahkan untuk melakukan tindakan yang sederhana seperti menahan

napas.

2. Alkalosis respiratorik, defek primer pada alkalosis respiratorik adalah pengeluaran

berlebihan CO2 dari tubuh akibat hiperventilasi. Jika ventilasi paru meningkat melebihi

kecepatan produksi CO2, CO2 yang dikeluarkan akan terlalu banyak. Akibatnya, H2CO3

yang terbentuk berkurang dan [H+] menurun. Kemungkinan penyebab alkalosis

respiratorik antara lain adalah demam, rasa cemas, dan keracunan aspirin, yang semuanya

merangsang ventilasi secara berlebihan tanpa memperhitungkan status O2, CO2, atau H+ di

dalam cairan-cairan tubuh.

3. Asidosis metabolic mencakup semua jenis asidosis selain yang disebabkan oleh kelebihan

CO2 dalam cairan tubuh. Gangguan asam basa jenis ini relative sering dijumpai seperti

diare berat, diabetes mellitus, olahraga berlebihan, asidosis uremik. Pada diare berat

selama proses pencernaan normal, getah pencernaan yang kaya HCO3- yang disekresikan

kedalam saluran pencernaan kemudian akan direabsorpsi kembali ke plasma ketika

pencernaan selesai. Selama diare, HCO3- hilang dari tubuh dan tidak direabsorpsi.

4. Alkalosis metabolic adalah reduksi [H+] plasma yang disebabkan oleh defisiensi relative

asam-asam non-karbonat. Gangguan asam basa ini berkaitan dengan peningkatan

[HCO3-] yang pada keadaan tidak terkompensasi, tidak disertai oleh perubahan [CO2].

Keadaan ini paling sering muncul dari muntah, ingesti obat-obat alkali.4

Daftar pustaka

1. Djojodibroto D. Respirologi (Respiratory medicine). Jakarta: EGC; 2009.

2. Faiz O, Moffat D. At a glance anatomi. Jakarta: Erlangga; 2004.

3. Faweet, DW. Buku ajar histologi. Edisi ke-12. Jakarta: EGC; 2002.

4. Sherwood L. Fisiologi manusia dari sel ke sistem. Edisi ke-2. Jakarta: EGC; 2001.

5. Ward JPT, Ward J, Leach RM, Wiener CM. At a glance sistem respirasi. Edisi ke-2.

Jakarta: Erlangga; 2007.

6. Slonane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: EGC; 2003.

7. James J, Baker C, Swain H. Prinsip-prinsip sains untuk keperawatan. Jakarta: Erlangga;

2006.

8. Sadikin, M. Biokimia darah. Jakarta: Widya medika; 2001.