Mekanika pernapasan

Udara mengalir mengikuti gradien tekanan. Ketika inspirasi, tekanan intra-

alveolus harus lebih kecil dibandingkan dengan tekanan atmosfer, agar udara

dapat masuk dan mengalir ke alveolus. Dan ketika ekspirasi, tekanan intra-

alveolus harus lebih besar dibanding dengan tekanan atmosfer, sehingga udara

dapat dikeluarkan ( Sherwood, 2012 ).

Tekanan intra alveolus dapat diubah dengan mengubah volume rongga

thoraks, sesuai dengan Hukum Boyle. Hukum Boyle menyatakan bahwa pada

suhu konstan, tekanan berbanding terbalik dengan volume gas. Perubahan volume

rongga paru, yang menyebabkan perubahan tekanan intra-alveolus disebabkan

secara langsung oleh aktivitas otot-otot pernapasan ( Sherwood, 2012 ).

Sebelum melakukan proses inspirasi, otot-otot pernapasan berada dalam

keadaan lemas, tidak ada udara yang mengalir, tekanan intra-alveolus sama

dengan tekanan atmosfer. Kemudian otot inspirasi utama yaitu diafragma dan m.

intercostalis eksterna akan mengalami kontraksi. Kontraksi otot-otot ini akan

menyebabkan rongga thoraks membesar. Diafragma yang dipersarafi oleh N.

phrenicus akan berkontraksi dan berubah bentuk, dari kubah, menjadi mendatar,

sehingga meningkatkan ukuran vertikal rongga thoraks, dan menekan rongga

abdomen beserta isinya, sehingga ketika inspirasi, dinding abdomen yang lemas

akan menonjol keluar. Sedangkan kontraksi m. intercostalis eksterna akan

memperbesar volume rongga thoraks dalam dimensi lateral. M. intercostalis akan

mengangkat costae, dan mengangkat sternum ke atas dan ke depan (Sherwood,

2012).

Sewaktu rongga thoraks membesar, paru juga dipaksa untuk mengembang,

untuk mengisi rongga thoraks yang membesar. Tekanan intra-alveolus menurun

karena jumlah molekul udara yang sama menempati volume paru yang lebih

besar. Pada gerakan inspirasi biasa, tekanan intra-alveolus menurun sebanyak

1mmHg menjadi 759 mmHg. Hal ini akan menyebabkan udara mengalir ke dalam

paru. Udara akan terus masuk hingga tekanan intra-alveolus setara dengan tekanan

atmosfer ( Sherwood, 2012 ).

Inspirasi dalam dengan udara yang lebih banyak dapat dilakukan dengan

mengkontraksikan otot inspirasi utama dan otot inspirasi tambahan, untuk

semakin memperbesar volume rongga thoraks ( Sherwood, 2012 ).

Pada akhir inspirasi, otot inspirasi akan relaksasi. Diafragma akan kembali

ke bentuk kubah, dan costae akan menurun karena m. intercostales eksternus

mengalami relaksasi. Dinding dada dan paru yang sebelumnya teregang akan

mengalami recoil ( kembali ke bentuk semula ) tanpa adanya gaya-gaya ekspansi.

Sewaktu volume rongga thoraks dan volume paru mengecil, tekanan intra-

alveolus akan meningkat, karena jumlah molekul udara yang lebih banyak yang

semula ada dalam volume paru yang lebih besar, harus menempati volume paru

yang lebih kecil ( Sherwood, 2012 ).

Ketika ekspirasi biasa, tekanan intra-alveolus akan meningkat menjadi 761

mmHg, dan hal ini akan menyebabkan udara meninggalkan paru menuju atmosfer

yang memiliki tekanan lebih rendah yaitu 760 mmHg ( Sherwood, 2012) .