Sistem Respirasi

Laboratorium Fisiologi

Jurusan Kedokteran FKIK

Definisi

Gabungan aktivitas berbagai mekanisme yang berperan dalam proses supply O2 ke seluruh tubuh & pembuangan CO2 hasil metabolisme / pembakaran sel

Fungsi sistem respirasi

Tempat pertukaran gas dengan lingkungan udara luar (atmosfer)

Mekanisme pertahanan tubuh terhadap agen penyebab penyakit

Fungsi phonasi / vokal untuk komunikasiPengaturan pH tubuh (keseimbangan asam

basa)

Respirasi

Terdiri atas 3 mekanisme dasar :Ventilasi adalah pertukaran gas antara udara

atmosfer dengan alveoliInspirasi proses pengambilan udara bebas

menuju alveoliEkspirasi proses pengeluaran udara dari alveoli

ke udara bebasRespirasi eksternal adalah pertukaran gas

antara alveoli dengan sirkulasi darahRespirasi internal adalah pertukaran gas antara

sirkulasi darah dengan jaringan

Ventilasi

Terdiri dari organ :Hidung Faring Laring Trakhea Bronkhus Bronkiolus Bronkiolus terminalis

Laring tdr dari cincin tulang rawan yang dihubungkan o/ otot2 & mengandung pita suara

Diantara pita suara tdpt ruang brbntk segitiga yg bermuara ke dalam trakhea glottis

Glottis mrpkn pemisah saluran respirasi bagian atas & bawah.

Fungsi laring: pada waktu menelan laring akan bergerak ke atas menutup glottis & epiglottismakanan & cairan dpt masuk ke dalam esofagus.

Sebagai saluran pernapasan sekaligus melakukan fungsi proteksi :Menghambat infeksi/invasi benda asingMelembabkan udara yang masukMenghangatkan udara yang masuk

Fungsi lain :Deteksi bauPenghasil suara

Ventilasi

Infeksi/invasi benda asing dihambat dengan :Rambut hidungProduksi mukus sepanjang saluran pernapasanPergerakan silia epitel hidung ke arah faringPergerakan silia epitel trakhea dan bronkhus ke arah

faringPartikel berukuran > 10 µm tertahan di hidungPartikel berukuran 1-5 µm tertahan di bronkhiolusPartikel yang lebih kecil akan ditangkap dan difagosit oleh

makrofag paruUdara dilembabkan dan dihangatkan melalui :

Produksi mukus yang mengandung banyak cairanJaringan pembuluh darah terutama pada area konkha

Fungsi khusus

Fasilitasi deteksi bauReseptor olfaktori terletak pada :

Dinding superior kavum nasalKonkha superiorSeptum nasi bagian superior

Produksi suaraTerbentuk oleh getaran pita suaraProduksi suara tergantung pada

Diameter atau ketebalan pita suaraPanjangTegangan

Inspirasi

Masuknya udara dari atmosfer ke paru Merupakan proses aktifPenurunan tekanan udara alveoli

dibandingkan tekanan udara atmosferRongga dada mengembang

Kontraksi diafragma memperpanjang diameter vertikal

Kontraksi otot dinding dada memperpanjang diameter horisontal

Ekspirasi

Keluarnya udara dari paru ke atmosferMerupakan proses pasifSetelah tertarik/tegang, paru kembali ke

ukuran semulaVolume rongga thorax mengecilTekanan alveoli lebih tinggi dibandingkan

udara atmosfer“ inspirasi dan ekspirasi terjadi berdasarkan

hukum Boyle ”

Tekanan udara paru

Komponen Tekanan intrapulmoner Tekanan intrapleura Tekanan transpulmoner

Perubahan tekanan Inspirasi

Tekanan intrapulmoner berubah 0 menjadi -3 mmHgTekanan intrapleura berubah -4 menjadi -6 mmHgTekanan transpulmoner = + 3 mmHg

Ekspirasi Tekanan intrapulmoner berubah -3 menjadi +3 mmHgTekanan intrapleura berubah -6 menjadi -3 mmHgTekanan transpulmoner = + 6 mmHg

Tekanan Udara Terlibat

Tekanan udara atmosferTekanan udara sebesar 760 mmHg

Tekanan intrapulmonerTekanan udara dalam alveoliSelalu berubah sesuai aktivitas ventilasi

Tekanan intrapleuralTekanan udara pada spasium intrapleuraTekanannya selalu negatif

Tekanan transpulmonerPerbedaan tekanan pada dinding paruMempertahankan paru terhadap tekanan dari dinding

dada

Faktor-faktor yang berpengaruh pada ventilasi Compliance

Kemampuan paru untuk mengembang Penurunan compliance

Jaringan parutEdema paruPeningkatan tegangan permukaanHambatan pengembangan paru (otot, saraf)

Resistensi jalan nafas Tahanan jalan nafas Meningkat saat bronkokonstriksi

Elastisitas Kemampuan paru kembali ke bentuk semula Karena adanya protein elastin

Tegangan permukaan Terjadi pada permukaan air dan udara Diturunkan dengan produksi surfaktan oleh sel alveolar tipe 2

Volume dan kapasitas paru

Diukur dengan spirometerTerdiri atas

Volume tidalVolume cadangan inspirasiVolume cadangan ekspirasiVolume residuKapasitas inspirasi Kapasitas vitalKapasitas residu fungsionalKapasitas total paru

Volume tidal Adalah volume udara pada satu kali napas Pada orang dewasa + 500 ml Dipengaruhi oleh :

Tinggi badanUsiaJenis kelamin

Volume cadangan inspirasiAdalah volume udara yang masih dapat diinspirasi setelah

inspirasi normal (inspirasi maksimal)Pada orang pria + 3100 mlPada wanita + 1900 mlFEV1 adalah volume udara yang diekspirasikan secara

cepat (1 detik) setelah inspirasi maksimal

Volume cadangan ekspirasiAdalah volume udara yang masih dapat diekspirasikan

setelah ekspirasi normal (ekspirasi maksimal)Pada pria + 1200 mlPada wanita + 700 ml

Volume residuAdalah udara yang tetap tinggal dalam paruPada pria 1200 mlPada wanita 1100 ml

Kapasitas inspirasiAdalah jumlah volume tidal dengan volume cadangan

inspirasi

Kapasitas vitalAdalah jumlah antara volume tidal, volume cadangan

inspirasi dan volume cadangan ekspirasi

Kapasitas residu fungsionalAdalah jumlah antara volume residu dengan volume

cadangan ekspirasi

Kapasitas total paruAdalah jumlah kapasitas vital dengan volume residuPada pria + 6000 mlPada wanita + 4200 ml

Anatomical dead space

Tidak semua udara yang diinspirasikan mencapai alveoliTerdapat ruang pada organ konduksi + 150 mlMinute ventilation

MV = TV x FAlveolar ventilation rate :

AVR = (TV – DS) x FMV = volume udara napas tiap menitAVR = volume yang mencapai alveolus tiap menitTV = volume tidalDS = volume udara pada dead spaceF = frekuensi napas/menit

Pertukaran gas

O2 dari alveoli dan CO2 dari aliran darah = respirasi eksternal

O2 dari aliran darah dan CO2 dari sel = respirasi internal

Terjadi melalui proses difusiHukum Dalton : masing-masing gas mempunyai

tekanan disebut tekanan parsialHukum Henry : jumlah gas yang larut sesuai

dengan tekanan parsial gas dan sifat kelarutannya dalam pelarut

Kecepatan pertukaran gas dipengaruhi olehTekanan parsial gasLuas permukaan membran difusiKetebalan membran difusiBerat molekul gasKelarutan gas dalam pelarut

Alveoli

Paru terdiri atas 300 juta alveoliLuasnya mencapai 60 -

80 m2

Dilapisi selapis selTerdiri atas

Sel alveolar tipe 1Sel alveolar tipe 2 yang

menghasilkan surfaktan (fosfolipid penurun tegangan permukaan)

Sirkulasi pulmonal

Sirkulasi darah paru = sirkulasi darah sistemik

Resistensi paru rendahAutoregulasi

Arteri pulmonal konstriksi jika PO2 alveolar menurun

Penyesuaian antara ventilasi dengan perfusi

Transpor oksigen

Oksigen dibawa ke jaringan oleh hemoglobinSel darah merah mengandung 280 juta HbHb terdiri atas 4 rantai polipeptida dan hemeDi tengahnya terdapat 1 atom Fe yang mengikat

O2

OksiHb

Affinitas Hb terhadap O2 menurun pada keadaan pH asam

Semakin tinggi suhu, O2 semakin mudah dilepaskan

DPG menurunkan affinitas Hb terhadap O2

PCO2 yang tinggi menurunkan affinitas Hb terhadap O2

Kontrol respirasi

Pusat respirasi Pons

Area pneumotaksik• Nafas menjadi cepat dan

pendekArea apneustik

• Nafas menjadi dalam dan lambat

Medulla oblongata Medullary rhytmicity areaMengatur pernafasan

normal

Kontrol respirasi

Regulasi pusat pernafasanRegulasi korteks serebriRegulasi kemoreseptorStimulasi proprioseptorRefleks inflasiRefleks lainnya

Stimulasi sistem limbikSuhuNyeriPeregangan otot sfinkter aniIritasi saluran nafasTekanan darah

Regulasi korteks serebriMelakukan pernafasan secara sadar

mempercepat ritme pernafasanmemperlambat atau menahan nafas

Regulasi kemoreseptorTerdiri atas

Kemoreseptor sentral pada MOKemoreseptor perifer pada aorta dan arteri karotis

Bersifat peka terhadap zat-zat kimiaDipengaruhi oleh PCO2, PO2 dan ion H+ dalam darah

Kemoreseptor sentralSensitif terhadap

perubahan PO2

Kemoreseptor periferSensitif terhadap

perubahan ion H

Stimulasi propioseptorTerjadi akibat adanya regangan otot dan

gerakan sendi

Refleks inflasiTerjadi ketika reseptor teregang oleh overinflasiReseptor terletak pada dinding bronkus dan

bronkiolus

Stimulasi sistem limbik Emosi nafas menjadi cepat

Suhu Temperatur meningkat nafas menjadi cepat

Nyeri Nyeri hebat nafas menjadi cepat

Peregangan otot sfinkter ani Meningkatkan kecepatan ritme nafas

Iritasi saluran nafas Iritasi jalan nafas batuk dan bersin

Tekanan darah Peningkatan tekanan darah perlambat nafas Penurunan tekanan darah percepat nafas

Referensi

Martini, F.H., Nath J.L.. 2009. Fundamentals of Anatomy & Physiology 8th Ed. USA; Pearson Benjamin Cummings

Tortora, G.J., Derrickson B.. 2006. Principles of Anatomy & Physiology 11th Ed. USA; John Wiley & Sons

TERIMAKASIH

SELAMAT

BELAJAR