Mekanisme Pernapasan dan Penggunaan SpirometriOleh:

David Christian RonaldTho (102012210)

Fakultas Kedokteran Universitas Krida WacanaJl.Arjuna Utara No.6 Jakarta Barat 11510

Email : drdavidchristian@gmail.com

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Merupakan suatu metode noninvasif yang digunakan untuk memeriksa saturasi oksigen (SaO2) arteri klien dengan menggunakan sensor oksimetri nadi tipe sensor oksimetri nadi dirancang untuk digunakan pada jari, ibu jari kaki, hidung telinga, sekelililing tangan atau ka pirometri adalah pemeriksaan yang dilakukan untuk mengukur secara obyektif kapasitas/fungsi paru (ventilasi) pada pasien dengan indikasi medis. paru-paru selama pernafasan yang dipaksakan atau disebut forced volume capacity (FVC).

Prosedur yang paling umum digunakan adalah subyek menarik nafas secara maksimal dan menghembuskannya secepat dan selengkap mungkin  Nilai FVC dibandingkan terhadap nilai normal dan nilai prediksi berdasarkan usia, tinggi badan dan jenis kelamin.Sebelum dilakukan spirometri, terhadap pasien dilakukan anamnesa, pengukuran tinggi badan dan berat badan.

Pada spirometer terdapat nilai prediksi untuk orang Asia berdasarkan umur dan tinggi badan. Bila nilai prediksi tidak sesuai dengan standar Indonesia, maka dilakukan penyesuaian nilai prediksi menggunakan standar Indonesia. Volume udara yang dihasilkan akan dibuat prosentase pencapaian terhadap angka prediksi.Spirometri dapat dilakukan dalam bentuk social vital capacity (SVC) atau forced vital capacity (FVC). Pada SCV, pasien diminta bernafas secara normal 3 kali (mouthpiece sudah terpasang di mulut) sebelum menarik nafas dalam-dalam dan dihembuskan secara maksimal. Pada FVC, pasien diminta menarik nafas dalam-dalam sebelum mouth piece dimasukkan ke mulut dan dihembuskan secara maksimal.pada bayi.Rentang nilai normal pada pemeriksaan ini adalah : 96 – 100%.

PEMBAHASAN

Pernafasan yang juga dikenal dengan respirasi, memiliki sistemnya sendiri. Adapun sistem respirasi tersebut memiliki pengertian, dimana adanya proses pertukaran udara, yakni pertukaran gas O2 dan CO2 dalam tubuh makhluk hidup. Proses respirasi tersebut memiliki fungsi menyediakan oksigen untuk darah dan membuang karbondioksida. Sistem respirasi terdiri atas paru-paru dan sistem saluran yang menghubungkan jaringan paru-paru dengan lingkungan luar. Pada dasarnya metabolisme yang normal dalam sel-sel makhluk hidup memerlukan oksigen dan karbondioksida. Untuk itu organ-organ tertentu yang bergabung dalam sistem pernapasan dikhususkan untuk melakukan pertukaran gas-gas pernapasan bagi keperluan seluruh tubuhnya. Pertukaran gas pada proses respirasi ini terjadi dalam paru-paru. Namun dimulai dari hidung, faring, laring, trakea, bronkus, bronkiolus, alveolus, sampai pada alveoli. Dengan proses pertukaran zat antara oksigen yang ditarik dari udara masuk ke dalam darah dan CO2 akan dikeluarkan dari darah secara osmosis.

Seterusnya CO2 akan dikeluarkan melalui jalan pernapasan dan masuk ke dalam tubuh melalui kapiler-kapiler vena pulmonalis kemudian masuk ke serambi kiri jantung → ke aorta → seluruh tubuh, disini terjadi oksidasi (pembakaran). Sebagai sisa dari pembakaran adalah CO2 dan zat ini dikeluarkan melalui peredaran darah vena masuk ke jantung (serambi kanan) → ke bilik kanan dan dari sini keluar melalui arteri pulmonalis ke jaringan paru-paru. Akhirnya dikeluarkan menembus lapisan epitel dari alveoli. Proses pengeluaran CO2 ini adalah sebagian dari sisa metabolisme, sedangkan sisa dari metabolisme lainnya akan dikeluarkan melalui traktus urogenitalis dan kulit Selanjutnya akan dibahas dalam pembahasan.

Struktur Sistem Pernapasan

I. Struktur Makroskopis

Anatom i Dasar Sistem   Pernafasan

Sistem pernafasan pada dasarnya dibentuk oleh jalan atau saluran nafas dan paru-paru beserta pembungkusnya (pleura) dan rongga dada yang melindunginya. Di dalam rongga dada terdapat juga jantung di dalamnya. Rongga dada dipisahkan dengan rongga perut oleh diafragma.

Gambar 1. Anatomi sistem pernafasan manusia

Saluran nafas yang dilalui udara adalah hidung, faring, laring, trakea, bronkus, bronkiolus dan alveoli. Di dalamnya terdapat suatu sistem yang sedemikian rupa dapat menghangatkan udara sebelum sampai ke alveoli. Terdapat juga suatu sistem pertahanan yang memungkinkan kotoran atau benda asing yang masuk dapat dikeluarkan baik melalui batuk ataupun bersin.

Paru-paru dibungkus oleh pleura. Pleura ada yang menempel langsung ke paru, disebut sebagai pleura visceral. Sedangkan pleura parietal menempel pada dinding rongga dada dalam. Diantara pleura visceral dan pleura parietal terdapat cairan pleura yang berfungsi sebagai pelumas sehingga memungkinkan pergerakan dan pengembangan paru secara bebas tanpa ada gesekan dengan dinding dada.

Rongga dada diperkuat oleh tulang-tulang yang membentuk rangka dada. Rangka dada ini terdiri dari costae (iga-iga), sternum (tulang dada) tempat sebagian iga-iga menempel di depan, dan vertebra torakal (tulang belakang) tempat menempelnya iga-iga di bagian belakang. Terdapat otot-otot yang menempel pada rangka dada yang berfungsi penting sebagai otot pernafasan. Otot-otot yang berfungsi dalam bernafas adalah sebagai berikut :

Gambar 2.Otot-otot pernafasan

1. interkostalis eksterrnus (antar iga luar) yang mengangkat masing-masing iga.2. sternokleidomastoid yang mengangkat sternum (tulang dada).3. skalenus yang mengangkat 2 iga teratas.4. interkostalis internus (antar iga dalam) yang menurunkan iga-iga.5. otot perut yang menarik iga ke bawah sekaligus membuat isi perut mendorong

diafragma ke atas.6. otot dalam diafragma yang dapat menurunkan diafragma.

Bagian-bagian organ pernafasan

1. Rongga Hidung

Hidung meliputi bagian eksternal yang menonjol dari wajah dan bagian internal berupa rongga hidung sebagai alat penyalur udara. Hidung bagian luar tertutup oleh kulit dan disupport oleh sepasang tulang hidung. Rongga hidung terdiri atas :

Vestibulum yang dilapisi oleh sel submukosa sebagai proteksi

Dalam rongga hidung terdapat rambut yang berperan sebagai penapis udara

Struktur konka yang berfungsi sebagai proteksi terhadap udara luar karena strukturnya yang berlapis

Sel silia yang berperan untuk melemparkan benda asing ke luar dalam usaha untuk membersihkan jalan napas

Bagian internal hidung adalah rongga berlorong yang dipisahkan menjadi rongga hidung kanan dan kiri oleh pembagi vertikal yang sempit, yang disebut septum. Masing-masing rongga hidung dibagi menjadi 3 saluran oleh penonjolan turbinasi atau konka dari dinding lateral. Rongga hidung dilapisi dengan membran mukosa yang sangat banyak mengandung vaskular yang disebut mukosa hidung. Lendir di sekresi secara terus-menerus oleh sel-sel goblet yang melapisi permukaan mukosa hidung dan bergerak ke belakang ke nasofaring oleh gerakan silia. Rongga hidung dimulai dari Vestibulum, yakni pada bagian anterior ke bagian posterior yang berbatasan dengan nasofaring. Rongga hidung terbagi atas 2 bagian, yakni secara longitudinal oleh septum hidung dan secara transversal oleh konka superior, medialis, dan inferior. Hidung berfungsi sebagai saluran untuk udara mengalir ke dan dari paru-paru. Jalan napas ini berfungsi sebagai penyaring kotoran dan melembabkan serta menghangatkan udara yang dihirupkan ke dalam paru-paru.Hidung bertanggung jawab terhadap olfaktori atau penghidu karena reseptor olfaksi terletak dalam mukosa hidung. Fungsi ini berkurang sejalan dengan pertambahan usia.

Terdapat 3 fungsi Rongga Hidung, antara lain:

a. Dalam hal pernafasan, udara yang diinspirasi melalui rongga hidung akan menjalani tiga proses yaitu penyaringan (filtrasi), penghangatan, dan pelembaban. Penyaringan dilakukan oleh membran mukosa pada rongga hidung yang sangat kaya akan pembuluh darah dan glandula serosa yang mensekresikan mukus cair untuk membersihkan udara sebelum masuk ke Oropharynx. Penghangatan dilakukan oleh jaringan pembuluh darah yang sangat kaya pada ephitel nasal dan menutupi area yang sangat luas dari rongga hidung. Dan pelembaban dilakukan oleh concha, yaitu suatu area penonjolan tulang yang dilapisi oleh mukosa.

b. Epithellium olfactory pada bagian meial rongga hidung memiliki fungsi dalam penerimaan sensasi bau.

c. Rongga hidung juga berhubungan dengan pembentukkan suara-suara fenotik dimana ia berfungsi sebagai ruang resonansi.

2. Faring

Faring merupakan saluran yang memiliki panjang kurang lebih 13 cm yang menghubungkan nasal dan rongga mulut kepada larynx pada dasar tengkorak. Faring terdiri atas:

a. Nasopharinx

ada saluran penghubung antara nasopharinx dengan telinga bagian tengah, yaitu Tuba Eustachius dan Tuba Auditory

ada Phariyngeal tonsil (adenoids), terletak pada bagian posterior nasopharinx, merupakan bagian dari jaringan Lymphatic pada permukaan posterior lidah

b. Oropharynx

Merupakan bagian tengah faring antara palatum lunak dan tulang hyoid. Refleks menelan berawal dari orofaring menimbulkan dua perubahan, makanan terdorong masuk ke saluran pencernaan (oesephagus) dan secara simultan katup menutup laring untuk mencegah makanan masuk ke dalam saluran pernapasan

c. Laringopharynx

Merupakan posisi terendah dari faring. Pada bagian bawahnya, sistem respirasi menjadi terpisah dari sistem digestil. Makanan masuk ke bagian belakang, oesephagus dan udara masuk ke arah depan masuk ke laring.

3. Laring

Laring tersusun atas 9 Cartilago ( 6 Cartilago kecil dan 3 Cartilago besar ). Terbesar adalah Cartilago thyroid yang berbentuk seperti kapal, bagian depannya mengalami penonjolan membentuk “adam’s apple”, dan di dalam cartilago ini ada pita suara. Sedikit di bawah cartilago thyroid terdapat cartilago cricoid. Laring menghubungkan Laringopharynx dengan trachea, terletak pada garis tengah anterior dari leher pada vertebrata cervical 4 sampai 6. Fungsi utama laring adalah untuk memungkinkan terjadinya vokalisasi. Laring juga melindungi jalan napas bawah dari obstruksi benda asing dan memudahkan batuk. Laring sering disebut sebagai kotak suara dan terdiri atas:

a. Epiglotis : daun katup kartilago yang menutupi ostium ke arah laring selama menelan

b. Glotis : ostium antara pita suara dalam laring

c. Kartilago Thyroid : kartilago terbesar pada trakea, sebagian dari kartilago ini membentuk jakun ( Adam’s Apple )

d. Kartilago Krikoid : satu-satunya cincin kartilago yang komplit dalam laring ( terletak di

bawah kartilago thyroid )

e. Kartilago Aritenoid : digunakan dalam gerakan pita suara dengan kartilago thyroid

f. Pita suara : ligamen yang dikontrol oleh gerakan otot yang menghasilkan bunyi suara; pita suara melekat pada lumen laring.

- Ada 2 fungsi lebih penting selain sebagai produksi suara, yaitu :

a. Laring sebagai katup, menutup selama menelan untuk mencegah aspirasi cairan atau benda padat masuk ke dalam tracheobroncial

b. Laring sebagai katup selama batuk

4. Trakea

Trakea merupakan suatu saluran rigid yang memeiliki panjang 11-12 cm dengan diametel sekitar 2,5 cm. Terdapat pada bagian oesephagus yang terentang mulai dari cartilago cricoid masuk ke dalam rongga thorax. Tersusun dari 16 – 20 cincin tulang rawan berbentuk huruf “C” yang terbuka pada bagian belakangnya. Didalamnya mengandung pseudostratified ciliated columnar epithelium yang memiliki sel goblet yang mensekresikan mukus. Terdapat juga cilia yang memicu terjadinya refleks batuk/bersin.

Trakea mengalami percabangan pada carina membentuk bronchus kiri dan kanan.

1. Ketika otot diafragma relaksasi, diafragma kembali ke keadaan semula (cembung). Akibatnya rongga dada menyempit. Pada saat semikian paru-paru mengempis dan mendorong udara keluar dari paru-paru (ekspirasi). Pernapasan perut terjadi terutama pada saat tidur.

Gambar 3.Percabangan bronkus

Percabangan saluran nafas dimulai dari trakea yang bercabang menjadi bronkus kanan dan kiri. Masing-masing bronkus terus bercabang sampai dengan 20-25 kali sebelum sampai ke alveoli. Sampai dengan percabangan bronkus terakhir sebelum bronkiolus, bronkus dilapisi oleh cincin tulang rawan untuk menjaga agar saluran nafas tidak kolaps atau kempis sehingga aliran udara lancar.

Gambar 4. Alveoli

Bagian terakhir dari perjalanan udara adalah di alveoli. Di sini terjadi pertukaran oksigen dan karbondioksida dari pembuluh darah kapiler dengan udara. Terdapat sekitar 300 juta alveoli di kedua paru dengan diameter masing-masing rata-rata 0,2 milimeter.2,3

II. Struktur Mikroskopis

Gambar 5. Paru-paru Fetal histology

Secara mikroskopis, sistem respirasi pada manusia dapat dilihat dari segi histologinya, yaitu sebagai berikut :

a. Hidung

Hidung merupakan organ yang berongga dengan dinding yang tersusun oleh:- jaringan tulang

- tulang rawan hialin

- otot

- jaringan pengikat

Kulit luar :- epitel berlapis gepeng dengan lapisan tanduk

- rambut-rambut halus

- kelenjar sebasea dan kelenjar keringat

Vestibulum nasi :- Terdapat vibrissae – rambut yang bersifat kaku yang berfungsi untuk menghalangi debu dan kotoran yang ikut dihirup

- Terdapat kelenjar sebasea dan kelenjar keringat

Di dinding lateral ada 3 tonjolan :a. konka nasalis superior --- epitel khusus/olfaktorius :

sel olfaktorius – diantara sel basal dan sel penyokong; neuron bipolar dengan dendrit ke permukaan dan menggelembung; akson tidak bermielin

sel penyokong/sustentakuler – sel silindris tinggi dengan bagian apex lebar dan basal menyempit; inti lonjong; terdapat mikrovili di permukaan; terdapat granula kuning di permukaan.

sel basal – bentuk segitiga; inti lonjong; merupakan reserve cell/sel cadangan yang akan membentuk sel penyokong dan mungkin menjadi sel olfaktorius.

sel sikat – mempunyai mikrovili di bagian apikal; lamina propria mempunyai banyak vena, mengandung kelenjar terutama serosa, berperan untuk membasahi epitel dan silia, dan juga sebagai pelarut zat-zat kimia.

b. Konka nasalis media --- epitel bertingkat torak bersilia bersel goblet (menghasilkan lendir)

c. Konka nasalis inferior --- epitel bertingkat torak bersilia bersel goblet ; terdapat plexus venosus (menghangatkan udara)

- Sinus paranasalis – epitel bertingkat torak bersilia bersel goblet; lamina propria lebih tipis dari kavum nasi dan melekat pada peritonium dibawahnya; kelenjar-kelenjar memproduksi mukos, termasuk :

1. sinus maxilaris

2. sinus frontalis

3. sinus sphenoidalis

4. sinus ethmoidalis

b. Faring

1. Nasofaring- epitel bertingkat torak bersilia bersel goblet

- pada lamina prorpia terdapat kelenjar campur

- pada bagian posterior terdapat jaringan limfoid

2. Orofaring- epitel berlapis gepeng

- ke bagian atas menjadi epitel mulut dan ke bagian bawah menjadi

epitel esophagus

- terdapat tonsila palatina

3. Laringofaring- epitel bervariasi, sebagian besar epitel berlapis gepeng tanpa lapisan tanduk

c. Laring

Epitel bertingkat torak bersilia bersel goblet Dinding :

- Tulang rawan hialin – 1 tulang rawan tiroid, 1 tulang rawan krikoid, 2

tulang rawan aritenoid (ujung tulang rawan aritenoid – tulang rawan

elastis)

- Tulang rawan elastin – 1 tulang rawan epiglotis, 2 tulang rawan

kuneiformis, 2 tulang rawan kornikulata

- Jaringan ikat

- M. Vokalis -- otot skelet

- Kelenjar campur

- Epiglotis – tulang rawan elastis; epitel bertingkat torak bersilia bersel goblet pada permukaan laringeal; epitel berlapis gepeng tanpa lapisan tanduk pada permukaan lingual

d. Trakhea

Cincin tulang rawan dihubungkan oleh jaringan penyambung retikulin (ligamentum enulare)

Mukosa trakea – epitel bertingkat torak bersilia bersel goblet

Tunika submukosa – jaringan ikat jarang, lemak, kelenjar campur Tunika adventisia – terdapat kelenjar campur; jaringan fibroelastis yang

berhubungan dengan perikondriumsebelah luar pars kartilagenia Sel-sel epitel trakhea :

- sel goblet – mensintesa dan mensekresi lendir; mempunyai aparatus Golgi dan RE kasar; sifat sekresi apokrin

- sel sikat – mikrovili di apex; berbentuk seperti sikat

- sel basal – sel induk, bermitosis dan berubah menjadi sel lain

- sel sekretorik bergranul – pada sitoplasma; granula mengandung katekolamin; mengatur sekresi mukosa dan serosa

e. Bronkhus

Bronkhus ekstrapulmonal – sama dengan trakhea diameter lebih kecil Bronkhus intrapulmonal :- Mukosa berbentuk lipatan

- Epitel bertingkat torak bersilia bersel goblet

- Membrana basalis lebih jelas

- Lamina propria (jaringan ikat jarang, serat elastis dan muskulus polos spiral, noduli limfatisi, kelenjar bronkialis)

- Bentuk sferis

- Tulang rawan tidak beraturan

f. Bronkhiolus

Tulang rawan tidak ada Epitel selapis torak bersilia, sel goblet (sebagian ada atau tidak ada) Lamina propria (tipis, tanpa kelenjar atau noduli limfatisi, otot polos, serat

elastin) Bronkhiolis terminalis – epitel selapis torak bersilia, bersel goblet/epitel

selapis torak rendah Bronkhiolus respiratorius – epitel torak rendah/epitel selapis kubis, dengan

atau tanpa silia, tanpa sel goblet

g. Duktus alveolaris

Dinding tipis Epitel selapis gepeng (sel alveolar tipe 1) Jaringan ikat fibroelastis, sebagian ada otot polos

h. Sakus alveolaris

Serat elastin dan serat retikulian Sudah tidak ada otot polos

i. Alveoli

Kantong-kantong kecil terdiri dari selapis sel disekitar alveolis terdapat serat elastin dan serat kolagen

j. Alveolus

Epitel selapis gepeng Terdapat lubang-lubang kecil pada dinding alveolus disebut poros/stigma

alveolaris Sel-sel:- Sel alveolar tipe 1 / sel epitel alveoli / sel alveolar kecil / pneumonosit tipe 1 (inti

gepeng, sitoplasma tipis, mempunyai membrana basalis)

- Sel alveolar tipe 2 / sel septal / sel alveolar besar / pneumonosit 2 (inti kubis, sekresi surfaktan)

- Sel alveolar fagosit (asal dari sirkulasi darah/monosit darah disebut juga Dust cell/sel debu, membersihkan permukaan epitel alveoli). Sel endotel kapiler (melaipisi kapiler darah, epitel selapis gepeng)3

Mekanisme Pernafasan

I. Pernapasan Dada

Pernapasan dada terjadi karena gerakan otot-otot antartulang rusuk. Bila otot antartulang rusuk berkontraksi, tulang rusuk terangkat naik. Akibatnya volume rongga dada membesar, sehingga tekanan rongga dada turun dan paru-paru mengembang. Pada saat paru-paru mengembang, tekanan udara di dalam paru-paru lebih rendah daripada tekanan udara di atsmosfer. Akibatnya udara mengalir dari luar kedalam paru-paru (inspirasi). Sebaliknya, ketika otot-otot antartulang rusuk relaksasi, tulang rusuk turun. Akibatnya rongga dada menyempit dan tekanan udara di dalamnya naik. Keadaan ini membuat paru-paru mengempis. Karena paru-paru mengempis, tekanan udara di dalam paru-paru lebih tinggi daripada tekanan atsmosfer, sehingga udara keluar (ekspirasi).

2. Pernapasan Perut

Pernapasan perut terjadi akibat gerakan diafragma. Jika otot diafragma berkontraksi, diafragma yang semula cembung ke atas bergerak turun menjadi agak rata. Akibatnya rongga dada membesar dan paru-paru mengembang sehingga perut menggembung, tekanan udara di dalam paru-paru turun dan udara dari luar masuk ke dalam paru-paru (inspirasi)

Pengertian Pernafasan

Pernafasan mempunyai 2 arti yang sangat berbeda :

1). pernafasan oksigen (O2 ) dalam matabolisme karbohidrat dan berbagai molekul

organik lainnya,

2). suatu proses yang melibatkan pertukaran O2 dan CO2 di antara berbagai sel suatu organisme dan lingkungan luar.

Sebagian besar sel tubuh memperoleh energi dari reaksi kimia yang melibatkan O2. Sel itu harus mampu melenyapkan CO2 yang merupakan hasil akhir utama dari metabolisme oksidasi. Organisme bersel satu pertukaran O2 dan CO2 terjadi secara langsung dengan lingkungan luar, tetapi hal itu sama sekali tidak mungkin untuk sebagian besar sel organisme yang kompleks seperti manusia maupun hewan/ternak. Oleh karena itu, evaluasi hewan besar memerlukan perkembangan suatu sistem khusus yaitu sistem respirasi (pernafasan) untuk pertukaran O2 dan CO2 bagi hewan tersebut dengan lingkungan sekitarnya meliputi : paru-paru, jalan udara ke paru-paru, dan struktur dada yang bertanggung jawab terhadap gerakan udara keluar dan masuk ke paru-paru.

Mekanisme Ventilasi (Pertukaran Udara) Pulmonalis

Paru-paru dapat membesar dan berkontraksi dengan 2 jalan : 1). dengan gerakan turun naik diafragma akan memanjang dan memperpendek rongga dada, dan 2). dengan pengangkatan dan penekanan tulang rusuk akan mengangkat / memperbesar dan menurunkan/memperkecil diameter anteroposterior rongga dada.

Pernafasan normal dilakukan hampir sempurna oleh gerakan inspirasi (menghirup) diafragma. Selama inspirasi diafragma menarik ke bawah permukaan bagian bawah paru-paru. Selama ekspirasi (menghembus) diafragma berelaksasi dan mendorong paru-paru ke belakang, dinding dada dan struktur perut mendorong paru-paru. Selama bernafas berat, dorongan ke belakang tidak cukup kuat untuk menyebabkan respirasi cepat, hal itu dapat dicapai dengan kontraksi urat perut yang mendorong isi perut ke atas melawan diafragma bagian bawah. Cara kedua untuk memperbesar paru-paru adalah dengan meningkatkan/memperbesar ruangan dada melalui rib cage. Hal itu akan memperbesar paru-paru karena dalam posisi istirahat secara alamiah, tulang rusuk miring ke bawah, sehingga memungkinkan tulang dada bergerak ke belakang di depan kolumnis spinalis. Namun, bila rib cage terangkat, tulang rusuk langsung mengarah ke belakang. Dengan demikian, tulang dada pada waktu itu bergerak ke belakang menjauhi spinosus yang menyebabkan anteroposterior dada menjadi lebih besar kira-kira 20% selama respirasi maksimum dibandingkan selama ekspirasi. Oleh karena itu, berbagai otot tersebut yang mengangkat rongga dada dapat diklasifikasikan sebagai urat daging inspirasi, dan urat daging yang menekan rongga dada adalah urat daging ekspirasi.

Gambar 6. Mekanisme Pernapasan

Kapasitas dan Volume Paru-paru

Suatu metode sederhana untuk mempelajari pertukaran udara paru adalah mancatat volume udara yang bergerak ke dalam dan ke luar paru-paru disebut spirometer. Sebuah alat spirometer terdiri dari sebuah silinder yang berada dalam sebuah ruangan berisi air yang keseimbangannya dapat diatur melalui suatu pemberat. Dalam selinder terdapat campuran udara pernafasan biasanya udara atau O2 ; suatu tabung yang menghubungkan mulut dengan ruang udara. Karena nafas masuk dan ke luar ruang udara maka silinder terangkat/naik dan turun, dan suatu grafik akan terlihat pada kertas yang terdapat pada silinder yang berputar. Untuk memudahkan menjelaskan berbagai kejadian pertukaran udara paru-paru maka udara dalam paru-paru telah dibagi menjadi 4 volume dan 4 kapasitas. Volume paru-paru bagian kiri terdiri atas 4 volume yang berbeda dan bila dijumlahkan semuanya sama dengan volume maksimum paru-paru yang masih dapat diharapkan. Arti penting dari masing-masing volume tersebut adalah sebagai berikut.

Gambar 7. Pemeriksaan Spirometri

1. Volume tidal (tidal volume = TV) adalah volume udara pada waktu inspirasi atau ekspirasi normal, dan volumenya kira-kira 500 ml.

2. Volume cadangan inspirasi (inspiratory reserve volume = IRV) adalah volume ekstra udara yang masih dapat dihirup setelah inspirasi normal sebagai volume udara tambahan terhadap volume volume tidal, dan biasanya volume udara itu kira-kira 3000 ml.

3. Volume cadangan ekspirasi (expiratory reseve volume = ERV) adalah jumlah udara yang masih dapat dikeluarkan dengan berekspirasi sekuat-kuatnya (maksimum) pada saat akhir ekspirasi normal, biasanya volume ini kira-kira 1100 ml.

4. Volume residu (residual volume = RV) adalah volume udara yang masih tinggal di dalam paru-paru setelah melakukan respirasi maksimum. Volume residu ini rata-rata 1200 ml.

Kapasitas paru-paru dalam siklus paru-paru kadang-kadang perlu mempertimbangkan 2 atau lebih volume udara tersebut di atas secara bersama-sama. Penggabungan ini disebut kapasitas paru-paru. Kapasitas paru-paru berbeda-beda dapat dijelaskan sebagai berikut ini.

1. Kapasitas inspirasi (inspiratory capacity/IC) = volume tidal (TV) + volume cadangan inspirasi (IRV). Ini adalah sejumlah udara (kira-kira 3500 ml) yang berarti seseorang bernafas mulai dengan tingkat ekspirasi normal dan memperbesar paru-parunya hingga maksimum.

2. Kapasitas residu fungsional (functional residual capacity/FRC) = volume cadangan ekspirasi (ERV) + volume residu (RV). Ini adalah sejumlah udara yang tinggal dalam paru-paru pada akhir ekspirasi normal (kira-kira 2300 ml).

3. Kapasitas vital (vital capacity/VC) = volume cadangan inspirasi (IRV) + volume tidal (TV) + volume cadangan ekspirasi (ERV). Ini adalah jumlah udara maksimum yang dapat dikeluarkan dari paru-paru setelah ekspirasi dan dilanjutkan dengan ekspirasi maksimum.

4. Kapasita total paru-paru (total lung capacity/TLC) adalah volume maksimum paru-paru yang masih dapat diperbesar dengan inspirasi sekuat mungkin (kira-kira 5800 ml). TLC = IRV + TV + ERV + RV.

Sebagai contoh dapat dikemukakan di sini bahwa laki-laki mempunyai VT = 400 ml, VC = 4800 ml, IRV = 3100 ml, IC = 3600 ml, ERV = 1200 ml, RV = 1200 ml, FRC = 2000 ml, TLC = 6000 ml. Sapi betina (dalam keadaan tidur) mempunyai TV = 3100 ml; sedangkan dalam posisi berdiri adalah 3800 ml. Semua volume dan kapasitas paru-paru wanita 20 – 25% lebih rendah dibandingkan laki-laki, dan volume serta kapasitasnya lebih besar pada orang yang bertubuh besar dan olahragawan dibandingkan dengan orang yang bertubuh kecil dan menderita asma.6

Mekanisme Respirasi

Selama respirasi, terjadi gerakan dada (thorax) dan perut. Pada inspirasi sternum coracoid , furcula, dan rusuk bergerak ke depan dan ke bawah. Rusuk vertebral ditarik ke

depan dan ke dalam. Jadi, pada inspirasi diameter vertikal dada bertambah besar dan diameter melintangnya bertambah kecil. Paru-paru membesar pada saat inspirasi, dan tulang rusuk serta dada tertarik ke arah dalam.4

Mekanisme pernafasan secara singkat

1. Mekanisme Inspirasi

Otot-otot interkostal berkontraksi akibatnya tulang rusuk terangkat. Kontraksi otot interkostal diikuti oleh kontraksi otot diafragma. Akibat kontraksi kedua otot ini, rongga dada menjadi membesar. Rongga dada yang bertambah besar menyebabkan tekanan udara di paru-paru menjadi

kecil. Akibatnya udara masuk ke dalam paru-paru.

2. Mekanisme Eskpirasi

Otot-otot interkostal berelaksasi akibatnya tulang rusuk turun. Relaksasi otot interkostal diikuti oleh berelaksasinya otot diafragma Akibat relaksasi kedua otot ini, rongga dada menjadi menjadi mengecil. Rongga dada yang mengecil menyebabkan tekanan udara di paru-paru menjadi besar. Akibatnya udara keluar dari dalam paru-paru ke lingkungan.5

Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan respirasi adalah :

1. UsiaSaat lahir terjadi perubahan respirasi yang besar yaitu paru-paru yang sebelumnya berisi cairan menjadi berisi udara. Bayi memiliki dada yang kecil dan jalan nafas yang pendek. Bentuk dada bulat pada waktu bayi dan masa kanak-kanak, diameter dari depan ke belakang berkurang dengan proporsi terhadap diameter transversal. Pada orang dewasa thorak diasumsikan berbentuk oval. Pada lanjut usia juga terjadi perubahan pada bentuk thorak dan pola napas.5

2. SuhuSebagai respon terhadap panas, pembuluh darah perifer akan berdilatasi, sehingga darah akan mengalir ke kulit. Meningkatnya jumlah panas yang hilang dari permukaan tubuh akan mengakibatkan curah jantung meningkat sehingga kebutuhan oksigen juga akan meningkat. Pada lingkungan yang dingin sebaliknya terjadi kontriksi pembuluh darah perifer, akibatnya meningkatkan tekanan darah yang akan menurunkan kegiatan-kegiatan jantung sehingga mengurangi kebutuhan akan oksigen.5

3. GayaHidup Aktifitas dan latihan fisik meningkatkan laju dan kedalaman pernapasan dan denyut jantung, demikian juga suplay oksigen dalam tubuh. Merokok dan pekerjaan tertentu pada tempat yang berdebu dapat menjadi predisposisi penyakit paru.5

4. StatusKKesehatan

Pada orang yang sehat sistem kardiovaskuler dan pernapasan dapat menyediakan oksigen yang cukup untuk memenuhi kebutuhan tubuh. Akan tetapi penyakit pada sistem kardiovaskuler kadang berakibat pada terganggunya pengiriman oksigen ke sel-sel tubuh. Selain itu penyakit-penyakit pada sistem pernapasan dapat mempunyai efek sebaliknya terhadap oksigen darah. Salah satu contoh kondisi kardiovaskuler yang mempengaruhi oksigen adalah anemia, karena hemoglobin berfungsi membawa oksigen dan karbondioksida maka anemia dapat mempengaruhi transportasi gas-gas tersebut ke dan dari sel.5

5. Narkotika Narkotika seperti morfin dan dapat menurunkan laju dan kedalam pernapasan ketika depresi pusat pernapasan dimedula. Oleh karena itu bila memberikan obat-obat narkotik analgetik, perawat harus memantau laju dan kedalaman pernapasan.5

6. Ketinggian

Ketinggian mempengaruhi pernapasan. Makin tinggi daratan, makin rendah O2, sehingga makin sedikit O2 yang dapat dihirup belalang. Sebagai akibatnya belalang pada daerah ketinggian memiliki laju pernapasan yang meningkat, juga kedalaman pernapasan yang meningkat.5

7. Polusi udara

Dengan adanya polusi udara, kecepatan pernapasan kita terganggu. Bernapas menjadi lebih menyesakkan sehingga kecepatan pernapasan menurun, jumlah oksigen yang dihisap menurun, kita pun menjadi lemas.5

PENUTUP

KESIMPULAN :

Sistem pernafasan terdiri daripada hidung , trakea , paru-paru , tulang rusuk , otot interkosta , bronkus,

bronkiol , alveolus dan diafragma . Dapat disimpulkan, seluruh organ dalam system pernapasan

sangat penting antara satu sama lain dan harus dijaga dan dipelihara. Karena jika salah satu organ

pernafasan rusak akan mengganggu organ sistem pernafasan yang lain. Di dalam kasus ini juga suatu

metode sederhana untuk mempelajari pertukaran udara paru adalah mancatat volume udara yang

bergerak ke dalam dan ke luar paru yang disebut spirometer. Spirometer digunakan untuk mengukur

volume paru, antara lain volume tidal, volume cadangan inspirasi (inspiratory reserve volume),

volume cadangan eksipirasi (expiratory reserve volume) , dan volume residual ( Residual Volume).

DAFTAR PUSTAKA

1. Conectique.17 april 2007 . Diunduh dari : http://webcache.googleusercontent.com/search?

q=cache:Y9WG8b4DrwAJ:dare2do.wordpress.com/tag/batuk/+arti+batuk+berdahak&cd=2&hl=id&ct=clnk&gl=id

2. Sherwood, Lauralee. 2001. Fisiologi Manusia dari sel ke sistem. Jakarta. Penerbit Buku Kedokteran.

3. Junqueira, Luis Carlos dan Jose Carneiro. 2007. .Histologi Dasar, Teks dan Atlas edisi 10. Jakarta. Penerbit Buku Kedokteran.

4. R.Putz dan R.Pabst. Atlas Anatomi Manusia, Sobotta, Tabel otot dan saraf, edisi 22. 2006.Jakarta. Penerbit Buku Kedokteran

5. Guyton & Hall. Buku Ajar, Fisiologi Kedokteran. 2007. Jakarta. Penerbit Buku Kedokteran.

6. Gunadi Santoso,dkk. Respirasi-1.2010.Jakarta. Penerbit Kedokteran Ukrida.