Sistem RespirasiFransisca Hilda Carolina Pratiwi102011008

Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana

Jl. Arjuna Utara No.16 Jakarta Barat 11510

Fransisca_hilda23@yahoo.comPendahuluanLatar Belakang

Sebagian besar orang berpikir bahwa respirasi sebagai proses menghirup dan menghembuskan udara, namun dalam fisiologi respirasi memiliki arti yang jauh lebih luas. Respirasi adalah keseluruhan proses yang melaksanakan pemindahan pasif O2 dari atmosfer ke jaringan untuk menunjang metabolisme sel, serta pemindahan pasif terus-menerus CO2 yang dihasilkan oleh metabolisme dari jaringan ke atmosfer. Respirasi mencakup 2 proses respirasi internal dan respirasi eksternal . respirasi eksternal adalah absorbsi O2 dan pembuangan CO2 dari badan secara keseluruhan. Respirasi internal adalah penggunaan O2 dan produksi CO2 oleh sel dan pertukaran gas antara sel dan medium cairannya.

Fungsi utama sistem respirasi adalah memperoleh O2 untuk digunakan oleh sel tubuh dan untuk mengeluarkan CO2 yang diproduksi oleh sel. Sistem respirasi dibentuk oleh organ penukar gas dan pompa yang menventilasikan paru. Pompa ini terdiri dari dinding dada, otot pernafasan yang meningkatkan dan menurunkan ukuran cavitas thoracis, pusat di dalam otak yang menghubungkan otak ke otot. Sistem respirasi berperan dalam homeostasis dengan mempertukarkan O2 dan CO2 antara atmosfer dan darah. Darah mengangkut O2 dan CO2 antara sistem pernafasan dan jaringan.Tujuan

Tujuan ditulisnya karya ilmiah ini adalah agar para pembaca mengerti mengenai sistem peernafasan, mekanisme pernafasan.

Hipotesis

Pria tersebut mengalami gangguan pada sistem pernafasan.Manfaat

Agar pembaca dapat memahami mengenai sistem respirasi.Isi Pembahasan

Energi penting untuk mempertahankan berbagai aktivitas berbagai aktivitas sel yang menunjang kehidupan, misalnya sintesis protein dan transpor aktif menembus membran plasma. Sel-sel tubuh membutuhkan pasokan O2 yang terus-menerus untuk menopang reaksi kimia penghasil energi. CO2 yang dihasilkan selama reaksi-reaksi tersebut harus dikeluarkan dari tubuh dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan produksinya, untuk mencegah fluktuasi pH dengan membahayakan (yaitu untuk mempertahankan keseimbangan asam basa)karena CO2 menghasilkan asam karbonat. Sistem pernafasan berperan dalam homeostasis dengan mempertukarkan O2 dan CO2 antara atmosfer dan darah, darah mengangkut O2 dan CO2 antara sistem pernapasan dan jaringan. Mekanisme Pernafasan

Sistem respirasi terbentuk oleh beberapa struktur. Seluruh struktur tersebut terlibat dalam proses respirasi eksternal yaitu proses pertukaran O2 antara atmosfer dan darah serta pertukaran CO2 antara darah dan atmosfer. Respirasi eksternal adalah proses pertukaran gas antara darah dan atmosfer sedangkan respirasi internal adalah proses pertukaran gas antara darah sirkulasi dan sel jaringan. Respirasi internal ( pernapasan seluler ) berlangsung di seluruh sistem tubuh, respirasi internal atau respirasi sel merujuk kepada proses-proses metabolik sel intrasel yang dilakukan di dalam mitokondria, yang menggunakan O2 dan menghasilkan CO2 selagi mengambil energi dari molekul nutrien. 1 Respirasi eksternal merujuk kepada seluruh rangkaian kejadian dalam pertukaran O2 dan CO2 antara lingkungan eksternal dan sel tubuh. Pada respirasi eksternal terdirii dari beberapa langkah, yaitu ventilasi, difusi, dan transportasi. Ventilasi, udara secara bergantian dimasukkan ke dan dikeluarkan dari paru-paru. Mekanisme ventilasi dimulai dari proses respirasi, selama inspirasi udara bergerak dari luar ke dalam trakhea, bronkhus, bronkiolus, dan alveoli. Selama inspirasi volume rongga dada bertambah besar karena diafragma turun dan iga terangkat akibat kontraksi beberapa otot ( otot serratus, otot skaleneus, dan otot interkostalis eksternus berperan mengangkat iga, dan otot stenokleidomastoideus mengangkat sternum ke atas ). Selama ekspirasi gas yang terdapat dalam alveolus prosesnya berjalan seperti inspirasi dengan alur terbalik. Difusi , O2 dan CO2 dipertukarkan antara udara di alveol dan darah di dalam kapiler paru, difusi merupakan proses pertukaran dari tekanan yang tinggi ke tekanan yang rendah. Transportasi, darah mengangkut O2 dan CO2 antara paru dan jaringan, O2 dan CO2 dipertukarkan antara jaringan dan darah melalui proses difusi menembus kapiler sistemik. 2 Pengendalian pernapasan

Pusat pernapasan terdiri dari beberapa kelompok neuron yang terletak bilateral di medula oblongata dan pons pada batang otak. Daerah ini dibagi menjadi 3 kelompok neuron utama yang menjadi pusat otomasi yaitu pusat respirasi, pusat apneustik dan pusat pneumotaksik. Pusat respirasi terbagi menjadi dua yaitu kelompok pernapasan dorsal dan kelompok pernapasan ventral. Kelompok pernapasan dorsal terletak di bagian dorsal medulla yang terutama menyebabkan inspirasi. Kelompok dorsal terutama terdiri dari neuron I secara periodik melempaskan impuls dengan frekuensi 12-15/menit. Serat-serat saraf yang keluar dari neuron I sebagian besar berakhir di motor neuron medulla spinalis akan mempersarafi otot-otot inspirasi. Kelompok pernapasan ventral terletak di ventrolateral medula yang terutama menyebabkan ekspirasi. Sebagian serat saraf dari kelompok dorsal menuju kelompok ventral. Kelompok ventral terdiri dari neuron I dan neuron E, keduanya tidak aktif pada pernapasan tenang bila kebutuhan ventilasi meningkat neuron I ventral diaktifkan melalui rangsang dari kelompok dorsal. Impuls melalui serat saraf yang keluar dari neuron I kelompok ventral akan merangsang motor neuron yang mempersarafi otot-otot inspirasi tambahan melalui N IX dan NX. Neuron E akan dirangsang I dorsal untuk mengeluarkan impuls yang menyebabkan kontraksi otot-otot ekspirasi ( terjadi ekspirasi aktif ). Ada mekanisme umpan balik negatif antara neuron I dorsal dan neuron E ventral. Impuls dari neuron I dorsal selain merangsang motor neuron otot inspirasi juga merangsang otot E ventral. Pusat Apneustik berpengaruh tonik terhadap pusat inspirasi, pusat ini dihambat impulse eferen melalui N X. Pusat Pneumotaksik terletak di sebelah dorsal bagian superior pons yang terutama mengatur kecepatan dan kedalaman napas. Impuls dari sini menghambat aktifitas neuron I ( rangsang inspirasi dihentikan ). Pusat pneumotaksik lebih dominan daripada apneustik. Bila pengaruh pusat pneumotaksik dan vagus dihilangkan pengaruh pusat apneustik terhadap pusat respirasi dominan mengakbatkan apneusti ( henti naoas oada fase inspirasi ). Pengaruh hambatan melalui N X masih ada terjadi pada irama pernapasan yang lebih lambat dan dalam. Peranan pasti pusat di pons mungkin mengatur pernapasan jadi lebih halus dan teratur inspirasi dan ekspirasi berjalan mulus. 3

Otot dan Diafragma Pernapasan

Paru-paru dapat dikembangkempiskan melalui dua cara yaitu diafragma bergerak turun naik untuk memperbesar atau memperkecil rongga dada dan depresi dan elevasi tulang iga untuk memperbesar atau memperkecil diameter anteroposterior rongga dada. Pernapasan normal dan tenang dapat dicapai dengan hampir sempurna melalui metode pertama dari kedua metode tersebut, yaitu melalui gerakan diafragma. Selama inspirasi, kontraksi diafragma menarik permukaan bawah paru ke arah bawah. Kemudian selama ekspirasi, diafragma mengadakan relaksasi, dan sifat elastis daya lenting paru, dinding dada, dan struktur abdominal akan menekan paru-paru. Namun selama bernapas kuat, daya elastis tidak cukup kuat untuk menghasilkan ekspirasi cepat yang diperlukan, sehingga diperlukan tenaga ekstra yang terutama diperoleh dari kontraksi otot-otot abdominal, yang mendorong isi abdomen ke atas melawan dasar diafragma. Metode kedua untuk mengembangkan paru adalah dengan mengangkat rangka iga. Pengembangan paru ini terjadi karena pada posisi istirahat, iga miring ke bawah dengan demikian sternum turun ke belakang ke arah kolumna vertebralis. Tetapi bila rangka iga dielevasikan, tulang iga langsung maju sehingga sternum sekarang bergerak ke depan menjauhi spinal, membentuk jarak anteroposterior dada kira-kira 20% lebih besar selama inspirasi maksimum dibandingkan selama ekspirasi. Oleh karena itu otot-otot yang mengelevasikan rangga dada dapat diklasifikasikan sebagai otot-otot inspirasi, dan otot-otot yang menurunkan rangka dada diklasifikasikan sebagai otot ekspirasi. Otot paling penting yang mengangkat rangka iga adalah otot interkostalis eksterna, tetapi otot-otot lain yang membantu adalah sternokleidomastoideus, mengangkat sternum ke atas, serratus anterior mengangkat sebagian iga, dan skalenus mengangkat dua iga pertama. Otot-otot yang menarik rangka iga ke bawah selama ekspirasi adalah rektus abdominis mempunyai efek tarikan ke arah bawah yang sangat kuat terhadap iga-iga bagian bawah pada saat yang bersamaan ketika otot-otot ini dan otot-otot abdominal lainnya menekan isi abdomen ke atas ke arah diafragma dan interkostalis internus. Bila otot-otot ini berkontraksi mereka menarik tulang iga bagian atas ke depan dalam hubungannya dengan tulang iga yang lebih bawah, keadaan ini akan menghasilkan daya ungkit pada tulang iga untuk mengangkatnya ke atas, dengan demikian menimbulkan inspirasi. Fungsi otot interkostalis internus betul-betul sebaliknya, berfungsi sebagai otot-otot ekspirasi karena otot-otot ini membentuk sudut diantara tulang iga dalam arah yang berlawanan dan menghasilkan daya ungkit yang berlawanan pula. 4 Volume Pernapasan Paru

Volume dan udara dalam pari-paru dan kecepatan pertukaran saat inspirasi dan ekspirasi dapat diukur melalu spirometer. Untuk menguraikan peristiwa-peristiwa dalam sikluas paru, perlu menyatukan dua atau lebih volume paru , kombinasi seperti itu disebut kapasitas paru. Ada 4 volume dan kapasitas paru.

Volume alun napas ( tidal volume ) merupakan volume udara yang diinspirasi atau diekpirasi setiap kali bernapas normal, besarnya kira-kira 500 ml pada orang dewasa.

Volume cadangan inspirasi ( IRV ) merupakan volume udara ekstra yang dapat diinspirasi setelah dan diatas volume alun napas normal. Volume cadangan inspirasi pada laki-laki sebesar 3000 ml, dan pada perempuan sebesar 1900 ml. Volume cadangan ekspirasi ( ERV ) merupakan jumlah udara ekstra yang dapat diekspirasi oleh ekspirasi kuat pada akhir ekspirasi alun napas normal, jumlah normalnya pada laki-laki 1000 ml dan pada perempuan 700 ml. Volume residu ( RV ) merupakan volume udara yang masih tetap berada dalam paru setelah ekspirasi paling kuat. Volume ini besarnya kira-kira pada laki-laki 1200 ml, dan pada perempuan 1100 ml. selain itu, terdapat pula volume kolaps dan volume minimal. Volume kolaps adalah udara yang masih dapat dikeluarkan dari paru sesudah ekspirasi maksimal bila paru kolaps. Volume minimal adalah udara yang masih tertinggal dalam paru sesudah paru kolaps. Kapasitas inspirasi ( IC ) merupakan jumlah udara yang dapat dimasukkan ke dalam paru-paru setelah akhir ekspirasi secara biasa ( IC = TV + IRV ), kapasitas tersebut menunjukan banyaknya udara yang dapat dihirup setelah taraf ekspirasi secara biasa hingga pengembangan aru-paru secara maksimal.

Kapasitas residu fungsional ( FRC ) merupakan jumlah udara di dalam paru-paru pada akhir ekspirasi secara biasa ( FRC = ERV + RV ) , kapasitas tersebut bermakna untuk mempertahankan kadar O2 dan CO2 yang relatif stabil di alveoli selama proses inspirasi dan ekspirasi. Kapasitas vital ( VC ) merupakan volume udara maksimal yang dapat masuk dan keluar paru-paru selama satu siklus pernapasan yaitu setelah inspirasi maksimal dan ekspirasi maksimal ( VC = IRV+TV+ERV ) , kapasitas tersebut bermakna untuk menggambarkan kemampuan pengembangan paru-paru dan dada.

Kapasitas paru total ( TLC ) merupakan jumlah udara maksimal yang masih dapat berada di paru-paru ( TLC= VC+RV ) . 5Kesetimbangan Asam dan BasaGaris pertahanan kedua terhadap gangguan asam dan basa adalah pengaturan konsentrasi CO2 cairan ekstraseluler oleh paru-paru. Dalam persamaan Henderson-Hasselbalch peningkatan PCO2 cairan ekstraseluler akan menurunkan pH, sedangkan penurunan PCO2 akan meningkatkan pH. Oleh karena itu dengan menyesuaikan PCO2 meningkatkan atau menurun, paru-paru secara efektif dapat mengatur konsentrasi ion hidrogen cairan ekstraselular yang melalui kerja massa akan mengurangi konsentrasi ion hidrogen, sebaliknya penurunan ventilasi akan meningkatkan CO2, jadi juga meningkatkan konsentrasi ion hidrogen dalam cairan ekstraseluler. Kekuatan penyangga sistem pernapasan , pengaturan pernapasan terhadap keseimbangan asam basa merupakan tipe sistem penyangga fisiologis karena pengaturan ini bekerja dengan cepat dan menjaga konsentrasi ion hidrogen dari perubahan yang terlalu besar sampai respons ginjal yang jauh lebih lambat dapat menghilangkan ketidakseimbangan. Pada umumnya seluruh tenaga penyangga sistem pernapasan adalah satu sampai dua kali lebih besar dari pada tenaga penyangga seluruh penyangga kimia lainnya dalam gabungan cairan ekstraseluler. Artinya satu sampai dau kali lebih banyak asam atau basa yang secara normal dapat disangga oleh mekanisme ini dari pada oleh penyangga kimia. Asidosis dalam cairan tubuh mengacu pada peningkatan konsentrasi H+ di atas normal atau penurunan pada HCO3- dibawah normal yang mengakibatkan penurunan pH cairan tubuh sampai 7,35 . sumber kelebihan ion hidrogen atau perubahanrasio H2CO3, HCO3 dapat berupa pernapasan atau metabolik. Definisi asidosis merupakan kondisi keasaman darah yang ditandai dengan nilai pH darah kurang dari 7,35. Alkalosis mengacu pada penurunan konsentrasi H+ cairan tubuh atau kelebihan HCO3 sehingga meningkatkan pH cairan tubuh sampai diatas 7,45. Sumber penipisan ion hidrogen adalah eliminasi karbon dioksida atau kelebihan metabolik bikarbonat basa primer. Definisi alkalosis merupakan kondisi darah yang ditandai dengan pH arteri lebih besar dari 7,45 . Gangguan keseimbangan asam-basa dapat timbul dari penyebab respiratori atau metabolik. 4 tipe gangguan asam basa utama adalah asidosis respiratori, alkalosis respiratori, asidosis metabolik, dan alkalosis metabolik.Asidosis respiratori disebabkan oleh kegagalan sistem pernapasan untuk membuang karbondioksida dari cairan tubuh secepat ia diproduksi dalam jaringan. Kerusakan pernapasan menimbulkan penurunan pH sampai 7,35 atau kurang. Penyebab asidosis respiratori mencakup penyakit obstruktif dan restriksif paru, gangguan gerakan rangka torakal ( polimielitis ), penurunan aktivitas pusat pernapasan karena trauma otak dll.Alkalosis respiratori disebabkan oleh kehilangan karbon dioksida dari paru-paru pada kecepatan yang lebih cepat dari pada produksinya di dalam jaringan. Hal ini menimbulkan peningkatan pH lebih dari 7,4. Beberapa kondisi yang mengakibatkan kehilangan karbon dioksida berlebihan karena hiperventilasi alveolar akan menyebabkan alkalosis respiratori. Alkalosis respiratori dapat terjadi karena pernapasan berlebihan yang disengaja, penyebab lain mencakup ketinggian yang sangat tinggi, demam, keracunan aspirin, pneumonia, emboli paru, dan faktor lain yang meningkatkan aktivitas pusat pernapasan.

Asidosis metabolik diakibatkan oleh akumulasi abnormal fixed acid atau kehilangan basa pH darah arteri dibawah 7,35. Asidosis metabolik dapat diakibatkan dari akumulasi sistemik baik asam hidroklorida maupun non-hidroklorida . Gejala asidosis metabolik berat mencakup pernapsan dalam dan cepat.Alkalosis metabolik diakibatkan dari kehilangan ion hidrogen atau penambahan basa pada cairan tubuh, ini didefinisikan sebagai gangguan yang mengakibatkan peningkatan primer, bukan sekunder HCO3 plasma, pH darah arteri meningkat diatas 7,45 peningkatan HCO3 sekunder pada plasma sering terlihat pada asidosis respiratori kronis sebagai kompensasi untuk mempertahankan pH. penyebab alkalsis metabolik adalah mencerna sejumlah besar basa untuk mengatasi rasa kembung. 6 Struktur Organ Pernapasan

Sistem pernapasan terdiri dari beberapa struktur yaitu rongga hidung, faring, laring, trakea, bronkus, bronkiolus yang berhubungan dengan sistem respirasi paru, alveoulus. Pada hidung juga terdapat sel-sel seperti sel basal, sel intermediate, sel bersilia, brush cell, sel goblet dan sel clara. Sel basal, sel ini tidak sampai ke permukaan lumen saluran napas, jika sel basal membelah satu belahannya akan mencapai lumen. Karena sel belahan ini telah mencapai lumen, belahan ini tidak termasuk sel basal lagi tetapi digolongkan sebagai sel intermediate. Sel basal dapat di dapati mulai dari trakea sampai bronkiolus, terbanyak di trakea dan di bronki ekstrapulmonal. Sel intermediate bentuknya kolumnar berada di atas sel basal, merupakan hasil pembelahan dari sel basal, selanjutnya sel ini akan berdiferensiasi menjadi sl mukus atau sel bersilia. Sel bersilia memiliki tepian bermikrovili melalui terjulurnya silia ke dalam lumen. Brush cell pada dasarnya dikatakan sebagai sel goblet kosong, atau tahap perantaraan dalam perkembangan sel basal untuk menggatikan sel bersilia. Sel goblet sel ini merupakan sel mukus yang menggembung dan berisi granuka sekretorik, sel goblet memproduksi musinogen yang akan disekresikan ke dinding jalan napas, yang akan berubah menjadi suatu subtansi yang dibentuk oleh glikoprotein yang sifatnya viskus yang berfungsi untuk menangkap debu. Sel clara sel ini merupakan sel epitel tidak bersilia pada bronkiolus terminalis yang mempunai fungsi sebagai secretory, fungsi sel clara adalah memproduksi cairan yang memetabolisme toksin, sel ini banyak ditemukan di distal ( bronkiolus ). Rongga dada yang berfungsi pertukaran gas dalam proses respirasi. 7 Daftar Pustaka1. Sherwood L. Fisiologi manusia. Jakarta : EGC; 2012:4972. Somantri I. Sistem pernapasan. Jakarta : Salemba Medika ; 2007 : 12-3 3. Mustaqqin A. Gangguan Sistem Pernapasan. Jakarta : Salemba Medika ; 2008 : 17

4. Guyton , Hall. Fisiogi kedokteran. Jakarta : EGC ;2006: 597-8

5. Shvoong. Kapasitas paru. Edisi 24 Desember 2009 . Diunduh dari http://id.shvoong.com/medicine-and-health/1957903-kapasitas-paru-paru/, 13 Mei 2012

6. Tambayong J. Patofisiologi . Jakarta : EGC ; 2008 : 41-5

7. Djojodibroto RD. Respirologi. Jakarta : EGC; 2009 : 11-210