Lembar Kerja

Data Perhitungan dengan Berbagai Posisi dan Kerja Fisik

A. Pengaruh Sikap Badan

1. Tidur Terlentang/Berbaring 5. Minum sambil ekspirasi

Frekuensi : 18 kali per menit Frekuensi : 14 kali per menit

Amplitudo : 1 mm Amplitudo : 4 mm

2. Duduk 6. Berbicara

Frekuensi : 18 kali per menit Frekuensi : 18 kali per menit

Amplitudo : 5 mm Amplitudo : 5 mm

3. Berdiri

Frekuensi : 14 kali per menit

Amplitudo : 4 mm

4. Minum sambil inspirasi

Frekuensi : 14 kali per menit

Amplitudo : 3 mm

B. Pengaruh Kerja Fisik

1. Berlari di Tempat

Frekuensi : 24 kali per menit

Amplitudo : 5 mm

2. Napas Biasa dan Tahan Napas

Frekuensi : 13 kali per menit

Amplitudo : 2 mm

3. Napas Dalam dan Tahan Napas

Frekuensi : 18 kali per menit

Amplitudo : 20 mm

Pembahasan

Sistem pernapasan atau sistem respirasi pada manusia terdiri dari hidung, faring, laring,

trakhea, dan paru-paru (bronkhus, bronkhiolus dan alveolus), begitu pula halnya pada hewan.

Proses pernapasan meliputi dua tahap utama, yaitu tahap memasukkan udara yang kaya oksigen

dari lingkungan luar ke dalam paru-paru tepatnya alveolus (inspirasi) serta tahap mengeluarkan

udara yang kaya karbondioksida dari paru-paru menuju ke luar tubuh. Proses respirasi juga

identik dengan pertukaran oksigen dengan karbondioksida di dalam alveolus dan sel tubuh. Hal

tersebut yang menyebabkan proses respirasi dibedakan berdasarkan lokasi pertukaran oksigen

dan karbondioksida yaitu proses respirasi eksterna dan respirasi interna.

Tiap orang dan spesies hewan memiliki kapasitas paru-paru yang berbeda tergantung dari

kebiasaan hidup dan keadaan fisiologisnya. Pernafasan (respirasi) adalah gabungan aktivitas

mekanisme yang berperan dalam proses suplai oksigen ke seluruh tubuh dan pembuangan

karbondioksida atau hasil dari pembakaran sel.  Fungsi pernafasan adalah menjamin tersedianya

O2 untuk kelangsungan metabolisme sel-sel tubuh serta mengeluarkan CO2 hasil metabolisme sel

secara terus menerus (Soemantri, 1995). Makanan yang kita makan yang kemudian diolah oleh

alat-alat pencernaan makanan mengandung sumber energi yang berguna bagi sel-sel tubuh.

Tetapi sumber energy tersebut masih dalam keadaan terikat. Untuk membebaskan energi zat

makanan tersebut harus ada proses pembakaran (oksidasi sel/metabolisme sel) yang memerlukan

oksigen dari luar.

Jalur terjadinya proses inspirasi adalah udara masuk melalui hidung melewati nasofaring,

oral faring menuju ke trakhea, kemudian ke percabangan trakhea (bronchus), lalu masuk ke

percabangan bronchus (bronchiolus) dan udara berakhir pada ujung bronchus yang memiliki

bentuk berupa gelembung yaitu alveolus (alveoli) yang merupakan tempat pertukaran udara

terjadi. Alveoli berbentuk seperti sekumpulan buah anggur. Satu dari paru-paru kita,

mengandung jutaan alveoli. Di alveoli ini terjadi pertukaran gas O2 dari kapiler darah ke alveoli

dan CO2 dari olveoli ke kapiler darah (Campbell et al. 1999).

Inspirasi adalah proses aktif, dimana hal ini terjadi akibat kontraksi dari otot yang

menyebabkan paru-paru mengembang dan volumenya membesar sehingga tekanan berkurang

dan menyebabkan udara masuk kedalam paru-paru. Sedangkan ekspirasi adalah proses pasif

dimana paru relaksasi sehingga paru-paru mengecil sehingga udara keluar. Proses inspirasi-

ekspirasi dibantu oleh otot-otot, rongga dada, dan diafragma.

Sikap badan, kerja fisik, dan berbagai rangsangan dapat menjadi faktor perubahan

gerakan napas, hal ini disesuaikan dengan kebutuhan tubuh. Salah satu percobaan yang

dilakukan dalam posisi berbaring, diperoleh hasil frekuensi napas sebanyak 18 kali per menit

dengan amplitudo 1 mm, hal tersebut telah sesuai dengan teori yang ada dimana pada umumnya,

manusia mampu bernapas antara 15–18 kali setiap menitnya. Posisi tubuh sangat berpengaruh

terhadap frekuensi pernapasan. Pada posisi duduk atau tiduran, beban berat tubuh disangga oleh

sebagian besar bagian tubuh sehingga terjadi penyebaran beban. Hal ini mengakibatkan jumlah

energi yang diperlukan untuk menyangga tubuh tidak terlalu besar sehingga frekuensi

pernapasannya juga rendah.

Pernafasan duduk awal dilakukan sebagai pemanasan (warming-up) bagian dalam tubuh

sebelum melakukan pernafasan bergerak. Pernafasan duduk akhir dilakukan untuk pendinginan

(cooling down) dan pengendapan tenaga hasil latihan. Pernafasan duduk juga dikerjakan diluar

latihan bersamaan dengan nafas gerak (Anonim 2011). Selain itu dilakuan juga percobaan

dengan posisi duduk diperoleh hasil percobaan 18 per menit dengan amplitudo sebesar 5 mm.

Hasil frekuensi tersebut sama dengan hasil dalam posisi berbaring namun nilai amplitudonya

berbeda. Hal ini dapat terjadi akibat banyak faktor, salah satunya adalah probandus yang rutin

berolahraga sehingga diperoleh amplitude dari napas yang panjang. Ruangan yang pengap dapat

juga mempengaruhi, sehingga probandus cenderung mengambil napas dalam-dalam serta

keadaan fisiologis dari probandus.

Posisi berikutnya adalah berdiri, diperoleh hasil frekuensi sebanyak 14 napas per menit

dengan amplitudo 4 mm, hasil tersebut kurang sesuai dengan teori, hal ini disebabkan pada tubuh

yang berdiri, otot-otot kaki akan berkontraksi sehingga diperlukan tenaga untuk menjaga tubuh

tetap tegak berdiri. Untuk itu diperlukan banyak O2 dan diproduksi banyak CO2. Pada posisi

tubuh berdiri, frekuensi pernapasannya meningkat (Anonim 2011).

Pada percobaan minum sambil melakukan respirasi didapatkan hasil bahwa saat inspirasi

sambil minum frekuensinya menjadi 14 per menit dan amplitudo 3 mm. Saat ekspirasi sambil

minum frekuensinya adalah 14 per menit dan amplitudo 4 mm. Hal ini terjadi karena saat

inspirasi, epiglotis dalam keadaan terbuka sehingga akan menyebabkan udara masuk ke trakhea,

sedangkan saat minum esophagus akan terbuka, sehingga tidak akan bisa terjadi inspirasi sambil

minum kecuali akan menyebabkan tersedak. Sedangkan saat minum suhu tubuh akan turun dan

menyebabkan penurunan frekuensi bernapas.

Pengaruh kerja fisik terhadap kecepatan respirasi terlihat pada hasil frekuensi sebanyak

24 kali per menit dengan rata-rata amplitudo 5 mm yang dihitung setelah probandus berlari-lari

ditempat. Hal ini disebabkan oleh laju metabolisme yang meningkat sehingga kebutuhan oksigen

dan pembentukan karbondioksida juga meningkat. Kebutuhan oksigen yang meningkat ini

menyebabkan kecepatan respirasi juga meningkat dari keadaan normal pada manusia sekitar 12-

18 kali per menit (Isnaeni 2006). Berdasarkan kurva pencatatan kimograf terlihat bahwa

gerakan-gerakan napas dan kecepatan respirasi probandus mulai normal kembali kurang lebih

pada detik ke-33 setelah selesai berlari. Selain itu, napas probandus terlihat banyak terjadi

inspirasi atau pengambilan napas yang panjang. Menurut Armi (2010), frekuensi pernafasan

pada individu normal setelah melakukan aktivitas adalah maksimal 50 kali/menit. Berdasarkan

pernyataan tersebut probandus dapat dinyatakan normal, tidak menderita penyakit yang

mengganggu pernafasan.

Pengaruh berbicara terhadap proses respirasi dilakukan dengan meminta probandus

membaca dengan dimulai dari intonasi yang sedang hingga tinggi. Setelah probandus membaca

dengan intonasi suara rendah hingga tinggi, diperoleh frekuensi sebesar 18 kali per menit dengan

rata-rata amplitudo 5 mm. Berdasarkan kurva pencatatan kimograf terhadap inspirasi dan

ekspirasi terlihat bahwa pada saat membaca kecepatan respirasi probandus tidak teratur. Kondisi

ini disebabkan oleh ikut keluarnya karbondioksida pada saat probandus membaca, sehingga jika

di paru-paru terjadi kekurangan oksigen probandus secara tiba-tiba akan menarik nafas kembali.

Perlahan atau tingginya intonasi suara mempengaruhi kecepatan dan gerakan-gerakan napas

probandus. Semakin tinggi dan cepat intonasi suara, maka frekuensi pernafasan pun akan

semakin sering. Hal ini dilakukan untuk tetap mempertahankan konsistensi pada saat membaca

dan agar kebutuhan oksigen di paru-paru tetap terpenuhi.

Respirasi melibatkan keseluruhan proses yang menyebabkan pergerakan pasif O2 dari

atmosfer ke jaringan untuk menunjang metabolisme sel serta pergerakan pasif CO2 selanjutnya

yang merupakan produk sisa metabolisme dari jaringan ke atmosfer. Sistem pernapasan ikut

berperan dalam homeostasis dengan mempertukarkan O2 dan CO2 antara atmosfer dan darah.

Darah mengangkut O2 dan CO2 antara sistem pernapasan dan jaringan. (Purba 2006)

Saat menahan napas, maka tubuh akan mengalami peningkatan karbondioksida dan

terjadi deoksigenasi jaringan atau nekrosis pada jaringan. Tubuh memerlukan oksigen yang harus

masuk dan bertukar dengan karbondioksida untuk keperluan metabolisme sel. Pada percobaan,

terdapat perbedaan ketahanan pada napas biasa dan napas yang dihirup dalam-dalam. Probandus

dapat menahan napas lebih lama pada keadaan setelah menghirup napas dalam-dalam (Purba

2006).

Probandus yang menahan napas dari napas biasa dapat mencapai waktu tahan 1 menit 7

detik atau 67 detik. Sementara saat menghirup napas dalam-dalam dan menahannya, probandus

dapat mencapai waktu lebih dari dua kali lipat saat napas biasa yaitu 2 menit 24 detik atau 144

detik. Hal ini terjadi karena saat menghirup napas dalam-dalam, volume udara yang masuk ke

paru-paru (Volume Tidal) akan diperoleh lebih banyak. Hal ini dapat juga disebut inspirasi kuat.

Pada inspirasi kuat, tekanan intrapleura turun mencapai -30 mmHg sehingga pengembangan

jaringan paru menjadi lebih besar. Bila ventilasi meningkat, derajat pengempisan jaringan paru

juga ditingkatkan oleh kontraksi aktif otot ekspirasi yang menurunkan intratoraks. Udara yang

disimpan dalam paru-paru lebih banyak sehingga walaupun napas tertahan, oksigen masih dapat

dialirkan ke seluruh tubuh melalui sistem sirkulasi. (Purba 2006)

Simpulan

Proses respirasi sangat dipengaruhi oleh sikap badan, menelan, kerja fisik, berbicara,

kadar CO2, rangsangan sensorik yang kuat. Respirasi juga harus disesuaikan dengan kebutuhan

tubuh, sehingga zat-zat makanan, O2, panas dapat terpenuhi dan zat-zat yang tidak dibutuhkan

tubuh seperti CO2 akan dibuang melalui ekspirasi.

Daftar Pustaka

Anonim . 2011 . Frekuensi Pernapasan Berdasarkan Suhu Tinggi Saat Tubuh Panas dan Dingin.

http://ochenbiofisiologi.blogspot.com/2011/11/frekuensi-pernapasan.html [terhubung berkala

7 Mei 2012]

Armi Z. 2010. Pernafasan. http://zianarmie.wordpress.com. [7 Mei 2012]

Campbell et. al., 1999. Biologi. Jakarta: Erlangga.

Isnaeni, wiwi. 2006. Fisiologi Hewan. Yogyakarta: Kanisus

Purba, A. 2006. Kardiovaskuler dan Faal Olahraga. Bandung: Fakultas Kedokteran Universitas

Padjadjaran.

Soemantri S, Budiarso RL, Suhardi, Sarimawar, Bachroen C. 1995. Survei kesehatan rumah

tangga (SKRT). Jakarta: Depkes RI; 1995.96-125