EMBRIOLOGI TRACHEOBRONCHIAL TREERespiratory bud berkembang dari

laryngotrachel diverticulum pada minggu keempat, yang akan membentuk 2 outpouching primary bronchial bud. Awal minggu ke-5, bud berkembang membentuk primordial of main bronchi. Main bronchi selanjutnya terbagi menjadi secondary bronchi yang membentuk lobar, segmental dan intrasegmental branches.

Epithelium dari lapisan internal tracheo-bronchial tree berasal dari endoderm, sedangkan kartilago, otot dan connective tissuenya berasal dari splanchnic mesoderm.

ANATOMI TRACHEOBRONCHIAL TREEStruktur

Trachea – terminal bronchioles = conducting portion Respiratory bronchioles – alveolus = respiratory portion,

terjadi pertukaran gas Bronchopulmonary segment = segmental bronchus –

alveolus. Kanan terdapat 10 segmen, kiri 7-8 segmen.

VaskularisasiArteri- Right dan left pulmonary artery membawa darah miskin

oksigen ke paru-paru untuk oksigenasi.- Arteri tsb terbagi menjadi lobar arteries kemudian

tertiary arteries (segmental) sehingga terdapat satu cabang arteri untuk tiap lobus dan bronchopulmonary segment.

- Bronchial artery: nutrisi paru-paru dan pleura visceralVena- Pulmonary dan bronchial vein

Inervasi Vagus nerve: bronkokonstriktor, vasodilator dan sekretomotor.Sympathetic trunk: antagonis vagus nerve

THORACIC CAGERangkaSternum, 12 pasang costa dan kartilagonya, 12 thoracic vertebra dan IV disc

OtotAssesori muscles: pectoralis major dan minor, serratus anterior, scalene muscle (membantu saat deep inspiration); rectus abdominis (membantu force expiration).True thorachic muscles:External intercostal, innermost intercostals, subcostal, levator costarum, serratus posterior superior (mengangkat costa).Internal intercostals, transverses thoracic, serratus posterior inferior (menurunkan costa).Diafragma

VaskularisasiArteri: thoracic aorta (intercostal & subcostal), subclavian (internal thoracic&intercostal), axillary arteries.Vena: subcostal, anterior- dan posterior-intercostal vein.

Inervasi 12 pasang thoracic nerves

HISTOLOGITracheaMukosa: ciliated pseudostratified columnar epithelium, lamina propia, submucosa: seromucous gland, C-shape hyaline cartilage, sedikit smooth muscle.

BronchusMukosa: ciliated pseudostratified columnar epithelium, lamina propia, submucosa: seromucous gland, bundle of smooth muscles, cartilages, elastic fibers, lymphocytes, LN.Primary bronchi: irregular cartilages mengelilingi lumen.Secondary bronchi: cartilage berbentuk plates/islands, semakin banyak elastic fibers dan smooth muscles, CT dan cartilages berkurang. Tertiary bronchi identik dengan secondary bronchi.

Bronchioles Mukosa: ciliated peudostratified columnar (larger bronchioles), ciliated simple columnar/cuboidal (smaller bronchioles, neuroepithelial bodies (kemosensory yang memonitor level O2), lamina propia, submucosa: smooth muscles, elastic fibers, clara cells pada terminal bronchioles, tidak mempunyai cartilages dan glands.

Alveolar ducts Squamos epithelial cells, elastic&reticular fibers, thin smooth muscles.

Trachea

Right main Left main → primary bronchus bronchus bronchus

superior, middle, superior, → secondaryinferior bronchus inferior bronchus bronchus

segmental bronchus → tertiary bronchus conducting bronchioles

terminal bronchioles

respiratory bronchioles

alveolus

AlveoliDi antara dindingnya terdapat interalveolar septum yang terdiri dari 2 squamos epithelium dan interstitium (terdapat kapiler, collagen, reticular&elastic fibers, macrophages, leukosit lain) di antara selnya. Blood air barrier antara udara di alveoli dengan darah di kapiler, tersusun atas:- Surface lining (surfactant) dan sitoplasma alveolar cell- Fusi dari basement membran alveolar epithelium dan

capillary endothelium- Sitoplasma endothelial cellSel pada alveoli:Type I alveolar cells (97%, type I pneumocyte/squamos epithelium, sangat tipis, sebagai barrier), Type II alveolar cells (3%, type II pneumocyte, berbentuk bulat, produksi surfactant), dan alveolar macrophages.

FISIOLOGITujuan dari pernapasan adalah menyediakan oksigen bagi jaringan dan membuang karbondioksida.Fungsi utama pernapasan:

1) Ventilasi paru, masuk dan keluarnya udara antara atmosfir dan alveoli

- Mekanisme ventilasi paru terjadi melalui naik turunnya diafragma dan depresi&elevasi rusuk.

- Pernapasan normal dapat dicapai melalui mekanisme pertama. Selama insiprasi, kontraksi diafragma menarik paru-paru ke bawah, selama ekspirasi, relaksasi diafragma dan elastic recoil paru-paru menyebaban udara keluar. Akibat proses di atas, inspirasi normal dipengaruhi oleh work of inspiration yang terdiri atas 3 fraksi:1. Compliance/elastic work: usaha yang dibutuhkan

untuk pengembangan paru dalam melawan elastisitas paru dan dada

2. Tissue resistance work: usaha yang dibutuhkan untuk melawan viskositas paru dan struktur dinding dada

3. Airway resistance work: usaha yang dibutuhkan untuk melawan resistensi jalan napas terhadap udara. (misalnya pada asthma)

- Mekanisme kedua terjadi ketika heavy breathing.Otot yang berperan utama dalam mengelevasi rusuk adalah external intercostals, dibantu oleh SCM, serratus anterior, scalene, dan otot inspirasi lain. Otot yang berperan utama dalam mendepresi rusuk adalah rectus abdominis dan internal intercostals.

Pleural dan alveolar pressures- Ekspansi thoracic cage menyebabkan pleural pressure lebih

negative (-7,5) dari normal (-5, nilai yang mempertahankan paru agar tetap terbuka sampai nilai istirahatnya). Hal tsb menyebabkan visceral pleura tertarik ke arah luar sehingga alveolar pressure menjadi lebih negative (-1) dari normal (0) dan udara dapat masuk.

- Saat ekspirasi, elastic recoil dan relaksasi diafragma menyebabkan tekanan alveolar meningkat sekitar +1 sehingga udara keluar.

Transpulmonary pressure: perbedaan tekanan antara pleural pressure dan alveolar pressure yang dapat digunakan untuk

mengukur recoil pressure, yaitu elastic force pada paru-paru yang cenderung collapse setiap respirasi.Compliance of the lung: sejauh mana paru-paru dapat mengembang setiap kenaikan transpulmonary pressure.

2) Difusi oksigen dan karbondioksida antara alveoli dan darah

Setelah alveolus terventilasi dengan udara, proses selanjutnya adalah difusi gas yang merupakan random motion molekul gas ke segala arah melalui respiratory membran dan cairan sekitar. Difusi memerlukan energy dan diperoleh dari pergerakan molekul itu sendiri. Difusi merupakan pergerakan molekul dari konsentrasi tinggi ke rendah. Prinsip pertukaran oksigen dan karbondioksida adalah perbedaan tekanan. Tekanan beranding lurus dengan konsentrasi. Faktor-faktor yang mempengaruhi difusi gas melewati respiratory membran (blood-air barrier) adalah :- ketebalan membran, - luas permukaan membran, - diffusion coefficient (tergantung kelarutan gas & berat

molekul)- perbedaan partial pressure antara gas yang bertukar.

3) Pengangkutan oksigen dan karbondioksida ke dan dari sel jaringan

- Transport oksigen: 1,5% larut dalam plasma, 98,5% sebagai Hb-O2

- Transport karbondioksida: 7% larut dalam plasma, 23% Hb-CO2 (carbamino Hb), 70% HCO3

-

- Hb berfungsi untuk mentranspor oksigen dari kapiler ke jaringan dan mentranspor karbondioksida dari jaringan ke kapilet menuju paru.

- HbA merupakan struktur utama Hb pada dewasa, terdiri 4 rantai polipeptida dan 4 unit heme. Rantai α dan β disatukan oleh interaksi hidrofobik yang kuat, membentuk dimer αβ, antara kedua dimer disatukan oleh ikatan ion dan hydrogen.

- Perubahan struktur pada OxyHb dan DeoxyHb9 T(taut) form of DeoxyHb, terbentuk ikatan ion dan

hydrogen yang kuat, menurunkan afinitas Hb terhadap O2.

9 R(relaxed) form OxyHb, pengikatan O2 pada Hb mengakibatkan putusnya ikatan ion dan hydrogen sehingga meningkatkan afinitas Hb terhadap O2

- Terikatnya sebuah molekul O2 pada satu unit heme akan meningkatkan afinitas heme lainnya terhadap O2, hal ini disebut cooperative binding.

Pulmonary volume dan pulmonary capacitiesPulmonary Volumes1. Tidal volume: volume udara yang diinspirasi atau

diekspirasi setiap pernafasan normal. Jumlahnya 500 ml pada adult male.

2. Inspiratory reserve volume: volume ekstra yang dapat diinspirasi melebihi normal tidal volume dengan menggunakan tenaga penuh. Biasanya berjumlah 3000 ml.

3. Expiratory reserve volume: volume ekstra yang dapat diekspirasi dengan forceful expiration setelah normal tidal expiration. Biasanya berjumlah 1100 ml.

4. Residual volume: volume udara yang tersisa di paru-paru setelah forceful expiration. Rata-rata berjumlah 1200 ml.

Pulmonary Capacities1. Inspiratory capacity = tidal volume + inspiratory reserve

volume (±3500 ml)Merupakan jumlah udara yang dapat dihirup oleh seseorang

2. Functional residual capacity = expiratory reserve volume + residual volume (±2300 ml)Merupakan jumlah udara di dalam paru-paru setelah normal ekspirasi

3. Vital capacity = inspiratory reserve volume + tidal volume + expiratory reserve volume (±4600 ml)Merupakan jumlah maksimum seseorang dapat mengeluarkan udara dari paru-paru setelah mengisinya dengan batas maksimum dan mengeluarkannya dengan batas maksimum.

4. Total lung capacity (±5800 ml)Adalah volume maksimum di mana paru-paru dapat meluas dengan possible effort.

Keseimbangan asam basaBertujuan untuk meregulasi konsentrasi ion

hydrogen bebas dalam cairan tubuh.Regulasi yang dilakukan berupa:1. Sistem buffer (pengaturan bikarbonat, fosfat dan

protein dalam darah)2. Regulasi sistem respirasi

Ketika terjadi peningkatan H+, pusat respirasi di batang otak akan terpicu sehingga meningkatkan ventilasi pulmoner → frekuensi dan kedalaman bernafas ↑ → CO2 yang dikeluarkan↑→ H2CO3 sedikit terbentuk → mengembalikan kadat H+

3. Regulasi pada ginjalWHEEZING

Suara berfrekuensi tinggi dan berkelanjutan karena adanya turbulensi udara akibat udara yang melewati jalan napas yang menyempit. Karena normalnya pada saat ekspirasi jalan nafas lebih sempit, wheezing akan mudah terdengar pada saat ekspirasi.KlasifikasiBerdasarkan waktu: Inspiratory wheezing, expiratory wheezing, biphasic wheezing.Berdasarkan kompleksitas: monofonik, polifonik

DYSPNEUPernapasan yang susah/ abnormal dan disadari.

Mekanisme:- Peningkatan work of breathing akibat penurunan

compliance paru atau obstruksi jalan napas.- Stimulasi kemoreseptor pusat dan perifer akibat penurunan

pH, hipoksia dan hiperkapnea.

- Stimulasi reseptor afferent di paruGejala: nasal flaring, muscles retraction, RR↑, pulse rate↑