Pengaruh Tekanan Terhadap Mekanisme PernapasanHarisma Minarti Maakh102014021/B3Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida WacanaJl. Arjuna Utara No. 6 Jakarta Barat 1150Email: harisma.2014fk021@civitas.ukrida.ac.id

AbstractThe most important thing in human life is breathing. Breathing is done through a system called the respiratory system or the respiratory system. Respiration is an activity for the supply of oxygen to tissues and carrying carbon dioxide out of the network. Oxygen for breathing obtained from the air in the surrounding environment. Respiratory journey through the tools that function insert breathing air containing oxygen and breathe air containing carbon dioxide and water vapor. In breathable various things done by the body so well that a suitable and good air will enter our bodies through breathing mechanism. When humans breathe O2 transport and CO2 occur in the body so that oxygen can be used by the cell in performing its functions at the same time carbon dioxide can be removed from the body. In addition, this process is influenced by the pressure in this case is atmospheric pressure. A decrease in atmospheric pressure was followed by a decrease in the O2 pressure.

Keywords: Breathing, mechanisms, transport, pressure

AbstrakHal yang paling penting dalam kehidupan manusia adalah bernapas. Bernapas dilakukan melalui suatu sistem yang disebut sebagai sistem pernapasan atau sistem respirasi. Respirasi merupakan kegiatan untuk menyuplai oksigen kepada jaringan dan mengangkut keluar karbon dioksida dari jaringan. Oksigen untuk pernapasan diperoleh dari udara di lingkungan sekitar. Perjalanan pernapasan melalui alat-alat pernapasan yang berfungsi memasukkan udara yang mengandung oksigen dan mengeluarkan udara yang mengandung karbon dioksida dan uap air. Dalam bernapas berbagai hal dilakukan oleh tubuh sedemikian baiknya sehingga udara yang cocok dan baik yang akan masuk dalam tubuh kita melalui mekanisme pernapasan. Disaat manusia bernapas terjadi transportasi O2 dan CO2 dalam tubuh agar oksigen dapat dipakai oleh sel dalam melakukan fungsinya sekaligus karbondioksida dapat dikeluarkan dari tubuh. Selain itu proses ini juga dipengaruhi oleh tekanan dalam hal ini adalah tekanan atmosfer. Penurunan tekanan atmosfer ini diikuti dengan penurunan tekanan O2.

Kata kunci: Pernapasan, mekanisme, transportasi, tekanan

PendahuluanDalam kehidupan sehari-hari, manusia dapat bertahan hidup karena adanya fungsi tubuh yang memungkinkan manusia untuk bernafas sehingga udara yang masuk dapat kemudian diolah dan digunakan jaringan tubuh untuk kemampuan bertahan hidup. Untuk itu udara yang dihirup harus bersih dan sehat. Proses bernapas yang dilakukan ini diatur oleh suatu sistem yang disebut sistem pernapasan. Sistem pernapasan atau sistem respirasi adalah sistem organ yang digunakan untuk pertukaran gas. Pertukaran gas yaitu oksigen (O2) yang dibutuhkan tubuh untuk metabolisme sel dan karbondioksida (CO2) yang merupakan hasil dari metabolisme tersebut yang kemudian dikeluarkan dari tubuh melalui paru-paru.1

Makalah ini ditulis dengan tujuan agar pembacanya dapat mengerti tentang struktur paru-paru dari organ sistem respirasi, otot-otot pernapasan dan mekanisme pernapasan juga melewati saluran pernapasan. Pengaturan pernapasan, tekanan, transport O2 dan CO2, yang merupakan bagian dari mekanisme pernapasan dan keseimbangan asam basa.

Manfaat yang akan didapatkan oleh pembaca adalah agar kemudian pembaca dapat memahami tentang struktur paru-paru dari sistem respirasi, otot-otot pernapasan dan mekanisme pernapasan juga melewati saluran pernapasan. Pengaturan pernapasan, tekanan, transport O2 dan CO2, yang merupakan bagian dari mekanisme pernapasan dan keseimbangan asam basa.

PembahasanSistem pernapasan atau sistem respirasi adalah sistem organ yang digunakan untuk pertukaran gas. Sistem pernapasan umumnya termasuk saluran yang digunakan untuk membawa udara ke dalam paru-paru di mana terjadi pertukaran gas. Dalam proses pernapasan, oksigen merupakan zat kebutuhan utama. Oksigen untuk pernapasan diperoleh dari udara di lingkungan sekitar. Alat-alat pernapasan berfungsi memasukkan udara yang mengandung oksigen dan mengeluarkan udara yang mengandung karbon dioksida dan uap air. Tujuan proses pernapasan yaitu untuk memperoleh energi. Pada peristiwa bernapas terjadi pelepasan energi.1

Struktur Paru-ParuParu-paru adalah organ berbentuk piramid seperti spons dan berisi udara yang terletak dalam rongga toraks. Paru-paru membentuk organ-organ utama dari sistem pernapasan dan memfasilitasi pertukaran gas bersama dengan saluran udara yang terkait dan pembuluh darah. Paru paru terdiri atas dua bagian yaitu paru paru kanan dan paru paru kiri. Paru-paru kanan sedikit lebih besar dari paru-paru kiri dan terdiri atas tiga gelambir (lobus) yaitu gelambir atas (lobus superior), gelambir tengah (lobus medius), dan gelambir bawah (lobus inferior). Sedangkan paru-paru kiri terdiri atas dua gelambir yaitu gelambir atas (lobus superior) dan gelambir bawah (lobus inferior). Di dalam paru paru terdapat bronkus (percabangan tenggorokan) membentuk cabang cabang bronkiolus. Paru-paru membantu tubuh manusia untuk mengambil oksigen dan melepaskan karbon dioksida (Lihat gambar 1).2Paru-paru dijaga oleh selaput yang dikenal sebagai pleura yang juga memisahkan paru-paru dari rongga dada. Selaput bagian dalam yang langsung menyelaputi paru-paru disebut pleura dalam (pleura visceralis atau pulmonalis) dan selaput yang menyeliputi rongga dada yang bersebelahan dengan tulang rusuk disebut pleura luar (pleura parietalis) yang melapisi permukaan dalam dinding thorax. Pleura parietalis dibedakan atas pleura costovertebralis (pleura costalis), pleura diaphragmatica, pleura cervicalis, dan pleura mediastinalis. Pleura parietalis memperoleh darah dari Aa. Intercostales, A.pericardiacophrenica dan A. musculophrenica. Persarafannya berasal dari Nn. Intercostales dan N. phrenicus. Pleura visceralis memperoleh darah dari pembuluh bronchialis dan persarafannya disuplai saraf-saraf otonom.3Gambar 1. Saluran Pernapasan BawahSumber: google.co.idTrakeaTrakea adalah tabung fleksibel dengan panjang kurang lebih 10 cm dan lebar 2,5 cm. Trakea berjalan dari cartilago cricoidea ke bawah pada bagian depan leher dan dibelakang manubrium sterni. Trakea membentang dari cervical ke 6 sampai thoracal 4 atau 5. Trakea tersusun atas 16-20 cincin trakea yang bentuknya seperti huruf U yang menjamin saluran pernapasan terbuka, dibagian belakang disempurnakan oleh pars membranosa. Di antara cincin-cincin trake terdapat liggamentum yaitu liggamentum anularia.2

Bronkus Bronkus merupakan kelanjutan dari trakea yang bercabang menjadi bronkus kanan dan bronkus kiri. Bronkus kananlebihlebar,pendek,dan lebihvertikaldaribronkus kiri. kedudukan bronkus kiri lebih mendatar dibandingkan bronkus kanan sehingga bronkus kanan lebih mudah terserang penyakit. Kedua bronkus yang terbentuk dari belahan dua trakea pada ketinggian kira-kira vertebra torakalis kelima mempunyai struktur serupa dengan trakea dan di lapisi oleh jenis sel yang sama. Bronkus-bronkus itu berjalan ke bawah dan ke samping kearah tampak paru-paru. Bronkus kanan lebih pendek dan lebih lebar daripada yang kiri, dan sedikit di atas dari arteri pulmonalis dan mengeluarkan sebuah cabang yang disebut bronkus pulmonaris.3

BronkiolusBronkiolus merupakan saluran percabangan sesudah bronkus, bronkiolus bercabang halus dengan diameter kurang lebih 1 mm dindingnya makin menipis dibanding dengan bronkus. Rongga bronkiolus masih memiliki silia dan dibagian ujung mempunyai epitelium berbentuk kubus bersilia.3

AlveolusAlveolus merupakan kantong berdinding tipis yang mengandung udara, melalui seluruh dinding inilah terjadi pertukaran gas. Alveolus merupakan saluran akhir dari alat pernapasan yang berupa gelembung-gelembung udara. Setiap paru manusia mengandung sekitar 300 juta alveoli. Alveoli adalah struktur mikroskopis dari paru-paru atau unit di mana oksigen ditukar dengan karbon dioksida dari aliran darah. Adanya alveolus memungkinkan terjadinya perluasan daerah permukaan yang berperan penting dalam pertukaran gas O2 dari udara bebas ke sel-sel darah dan CO2 dari sel-sel darah ke udara. Dinding alveolus mengandung kapiler darah. Oksigen yang terdapat pada alveolus berdifusi menembus dinding alveolus, lalu menem bus dinding kapiler darah yang mengelilingi alveolus. Setelah itu, masuk ke dalam pembuluh darah dan diikat oleh hemoglobin yang terdapat di dalam sel darah merah sehingga terbentuk oksihemoglobin (HbO2). Akhirnya, oksigen diedarkan oleh darah ke seluruh tubuh. Setelah sampai ke dalam sel-sel tubuh, oksigen dilepaskan sehingga oksihemoglobin kembali menjadi hemoglobin. Oksigen ini digunakan untuk oksidasi.2

Otot Inspirasi dan Ekspirasi Utama dan TambahanProses inspirasi dan ekspirasi melibatkan kontraksi relaksasi otot-otot tulang rusuk dan otot diafragma. Otot-otot inspirasi utama, otot yang berkontraksi untuk melakukan inspirasi sewaktu bernafas tenang mencakup difragma dan otot interkostalis eksternal. Sebelum permulaan inspirasi, semua otot respirasi dalam keadaan relaksasi. Diafragma disarafi oleh saraf frenikus. Difragma dalam keadaan relaksasi berbentuk kubah yang menonjol ke atas ke dalam rongga toraks sebaliknya ketika kontraksi difragma turun. Otot interkostalis terletak diantara iga. Otot interkostalis eksternal terletak di atas otot interkostalis internal. Kontraksi otot interkostalis eksternal mengangkat iga dan selanjutnya sternum ke atas dan depan.4Yang termasuk otot-otot inspirasi tambahan adalah:1. M. pectoralis major,2. M. pectoralis minor,3. M. sternocleidomastoideus,2. M. scalenus anterior,3. M. scalenus medius,4. M. scalenus posterior,5. M. serratus anterior,6. M. latissimus dorsi7. M. iliocostalis bagian atasYang termasuk otot-otot ekspirasi tambahan adalah:1. M. iliocostalis bagian bawah2. M. longissimus3. M. rectus abdominis4. M. obliquus abdominis externus5. M. obliquus abdominis internus

Mekanisme PernapasanBernapas terdiri atas dua fase, yaitu inspirasi dan ekspirasi. inspirasi merupakan proses pemasukan oksigen ke dalam tubuh. Ekspirasi merupakan proses pengeluaran karbon dioksida dari dalam tubuh.4Apabila otot antartulang rusuk luar berkontraksi, tulang rusuk terangkat hingga volume rongga dada bertambah besar. Hal ini menyebabkan tekanan udara rongga dada menjadi lebih kecil dari tekanan udara rongga paru-paru, sehingga mendorong paru-paru mengembang dan mengubah tekanannya menjadi lebih kecil daripada tekanan udara bebas. Selanjutnya akan terjadi aliran udara dari luar ke dalam rongga paru-paru melalui rongga hidung, batang tenggorokan, bronkus, dan alveolus. Proses ini disebut inspirasi.2Bila otot antartulang rusuk dalam berkontraksi, tulang rusuk akan tertarik ke posisi semula sehingga mendesak dinding paru-paru. Akibatnya, rongga paru-paru mengecil dan menyebabkan tekanan udara di dalamnya meningkat. Hal ini menyebabkan udara dalam rongga paru-paru terdorong ke luar. Proses ini disebut ekspirasi.2Respirasi merupakan suatu proses pembakaran (oksidasi) senyawa organik (bahan makanan) di dalam sel sehingga diperoleh energi. Energi yang dihasilkan dari respirasi sangat menunjang sekali untuk melakukan beberapa aktifitas. Misalnya saja, mengatur suhu tubuh, pergerakan, pertumbuhan dan reproduksi. Oleh karena itu, kegiatan pernapasan dan respirasi sebenarnya saling berhubungan. Respirasi terutama memiliki dua proses yang dikenal sebagai eksternal dan internal; dengan kata lain, pernapasan dan respirasi sebenarnya masing-masing berbeda. Namun keduanya ini saling terkait, dengan proses fisiologis yang berbeda. Tempat di mana proses respirasi dan pernapasan ini berlangsung berbeda serta jalur respirasi internal dan eksternal yang berbeda (Lihat Gambar 2).41. Respirasi InternalRespirasi internal atau respirasi sel merujuk kepada proses-proses metabolik intrasel yang dilakukan di dalam mitokondria yang menggunakan O2 dan menghasilkan CO2 sewaktu mengambil energi dari molekul nutrien. Respirasi internal juga diartikan sebagai proses kimia yaitu proses pemecahan nutrisi dengan oksigen untuk menghasilkan energi. Respirasi internal adalah proses metabolisme yang terjadi dalam sel, di mana glukosa dari makanan bereaksi dengan oksigen dari pernapasan untuk menghasilkan energi biokimia dalam bentuk ATP. Energi ini sangat berguna untuk melakukan semua proses biologis.52. Respirasi EksternalRespirasi eksternal terutama terjadi pertukaran sebagian besar gas masuk dan keluar dari tubuh. Respirasi eksternal merujuk ke seluruh rangkaian kejadian dalam pertukaran O2 dan CO2 antara lingkungan eksternal dan sel tubuh proses ini terjadi secara bersamaan.5 Gambar 2 Respirasi Internal dan EksternalSumber: Google.co.id

Mekanisme Pengaturan Pernapasan1. Pernapasan BiasaInspirasinya melibatkan kontraksi otot diafragma dan eksternal interkostal, tetapi ekspirasinyanya merupakan proses pasif. Saat pernapasan diafragma atau pernapasan dalam, kontraksi diafragma mengakibatkan perubahan penting volume rongga dada. Udara masuk ke paru-paru saat diafragma berkontraksi, dan diekspirasi secara pasif saat diafragma berelaksasi. Pada pernapasan kostal atau pernapasan dangkal, volume rongga dada berubah karena tulang rusuk merubah bentuknya. Inspirasinya terjadi saat kontraksi otot eksternal interkostal menaikkan tulang rusuk dan memperbesar volume rongga dada. Ekspirasi terjadi secara pasif ketika otot-otot tersebut berelaksasi.6

2. Pernapasan KuatPernapasan kuat melibatkan pergerakan aktif inspiratori dan ekspiratori. Inspirasi pada pernapasan kuat dibantu oleh otot aksesori, ekspirasi melibatkan kontraksi otot internal interkostal. Pada tingkat pernapasan kuat mutlak, otot abdominal juga dilibatkan dalam ekspirasi. Kontraksinya dapat memampatkan isi abdomen, mendorongnya ke atas melawan diafragma sehingga menurunkan volume rongga dada.6

Transport O2 dan CO2Gas yang terlibat dalam sistem pernapasan ini terdiri dari dua yaitu oksigen dan karbondioksida. Transport O2 dan CO2 pada umumnya dilakukan oleh darah. Oksigen yang diangkut oleh darah di paru harus diangkut ke jaringan untuk digunakan oleh sel tubuh dalam melakukan aktivitasnya sehari-hari. Sebaliknya, CO2 yang diproduksi di tingkat sel harus diangkat ke paru yang kemudian akan di buang. Cara transportasi udara yang masuk ke dalam tubuh adalah melalui difusi.7

Transport O2Oksigen yang ada di dalam darah terdapat dalam dua bentuk yaitu larut secara fisik dan secara kimiawi berikatan dengan hemoglobin. Secara fisik, oksigen yang larut dalam plasma sangat sedikit karena oksigen kurang larut dalam cairan tubuh. Secara kimiawi berikatan dengan hemoglobin sebagai oksihemoglobin.7Hb + O2 HbO2Hemoglobin merupakan suatu molekul protein yang mengandung besi dan terdapat di dalam sel darah merah, dapat membentuk ikatan longgar dan mudah berkombinasi reversibel dengan O2. Tekanan di alveoli lebih besar daripada tekanan di darah sehingga oksigen dapat masuk ke dalam darah. Tekanan oksigen dalam jaringan lebih kecil dibandingkan dengan darah sehingga oksigen yang ada di darah akan berpindah ke jaringan.8

Transport CO2Karbondioksida (CO2) yang dihasilkan dari proses respirasi sel akan berdifusi ke dalam darah yang selanjutnya akan diangkut ke paru-paru untuk dikeluarkan sebagai udara pernapasan. Tekanan karbondioksida dalam alveoli lebih kecil dibandingkan dengan tekanan di dalam darah sehingga karbon dioksida akan berpindah dari darah menuju ke alveoli. Tekanan karbon dioksida yang tinggi di dalam jaringan dibandingkan dalam darah akan mengakibatkan karbon dioksida akan pindah dari jaringan ke dalam darah. Karbon dioksida diangkut oleh darah dengan tiga cara.7 1. Larut secara Fisik,Jumlah CO2 yang larut secara fisik dalam darah bergantung pada Pco2. Karena CO2 lebih larut dibandingkan O2 dalam air plasma, proporsi CO2 yang larut secara fisik dalam darah lebih besar daripada O2. Meskipun demikian, hanya 10% kandungan CO2 total darah yang terangkut dengan cara ini pada tingkat Pco2 vena sistemik normal.42. Terikat ke hemoglobinSebanyak 30% CO2 berikatan dengan Hb untuk membentuk karbamino hemoglobin HbCO2. Karbon dioksida berikatan dengan bagian globin Hb, berbeda dari O2, yang berikatan dengan bagian heme. Hb tereduksi memiliki afinitasnya lebih besar terhadap CO2 dibandingkan HbO2. Karena itu, dibebaskan O2 dari Hb di kapiler jaringan mempermudah penyerapan CO2 oleh Hb.4 3. Sebagai bikarbonatSejauh ini cara yang paling penting untuk mengangkut CO2 adalah sebagai bikarbonat (HCO3- ) dengan 60% CO2 diubah menjadi HCO3- oleh reaksi kimia berikut:4CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-Jenis PernapasanPernapasan manusia dibedakan atas pernapasan dada dan pernapasan perut. Pernapasan dada terjadi melalui fase inspirasi dan ekspirasi, demikian juga untuk pernapasan perut.11. Pernapasan DadaPernafasan dada terutama diatur oleh kontraksi dan relaksasinya otot-otot tulang rusuk. Inspirasi terjadi jika otot antar tulang rusuk berkontraksi sehingga tulang rusuk dan dada terangkat. Akibatnya rongga dada membesar, paru-paru mengembang, dan penurunan tekanan udara di dalam paru-paru. Karena tekanan udara di luar tubuh lebih besar, maka udara yang kaya oksigen masuk ke dalam tubuh. Ekspirasi terjadi jika otot antar tulang rusuk berelaksasi sehingga tulang-tulang rusuk dan dada turun kembali pada kedudukan semula. Akibatnya, rongga dada mengecil, volume paru-paru berkurang, dan peningkatan tekanan udara di dalam paru-paru. Kemudian, udara yang kaya karbon dioksida terdorong keluar tubuh melalui hidung.5

2. Pernapasan PerutPernapasan perut adalah pernapasan yang meilbatkan otot diafragma. Inspirasi terjadi jika otot diafragma berkontraksi sehingga letaknya sedikit mendatar. Keadaan ini mengkibatkan rongga perut turun kebawah, rongga dada membesar, paru-paru mengembang, dan tekanan udara di dalam paru-paru mengecil. Akibatnya udara yng kaya oksigen masuk kedalam tubuh. Ekspirasi terjadi jika otot diafragma berelaksasi sehingga letaknya kembali pada kedudukan semula. Kondisi ini mengakibatkan rongga perut kembali ke posisi semula, rongga dada mengecil, volume paru-paru berkurang, dan tekanan udara di dalam paru-paru membesar. Akibatnya udara yang kaya karbon dioksida terdorong keluar tubuh.6

Respon Pernapasan Terhadap Perubahan Tekanan AtmosferTekanan atmosfer adalah tekanan yang ditimbulkan oleh berat udara atmosfer terhadap benda-benda dipermukaan bumi. Di ketinggian permukaan laut tekanan ini sama dengan 760 mmHg. Tekanan atmosfer berkurang seiring dengan penambahan ketinggian di atas permukaan laut.2Udara mengalir mengikuti penurunan gradien tekanan, tekanan intra-alveolus harus lebih kecil dari tekanan atmosfer agar udara mengalir masuk ke dalam paru sewaktu inspirasi dan sebaliknya dalam keadaan ekspirasi. Tekanan intra-alveolus juga dikenal sebagai tekanan intrapulmonalis, adalah tekanan didalam alveolus. Karena alveolus berhubungan dengan atmosfir melalui saluran pernafasan, udara dengan cepat menglir mengikuti penurunan gradient tekanan setiap kali terjadi perbedaan antara tekanan intra-alveolus dan tekanan atmosfer udara terus mengalir sampai tekanan keduanya simbang.4Pada saat inspirasi tekanan udaradi dalam paru 756 mmHg lebih rendah dari pada udara atmosfer 760 mmHg sehingga udara mengalir dari atmosfer ke paru-paru sedangkan tekanan udaradi dalam paru 762 mmHg lebih tinggi dari pada udara atmosfer 760 mmHg sehingga udara mengalir dari paru-paru ke atmosfer. Pada suatu ketinggian di atas permukaan laut maka tekanan atmosfer akan menurun. Penurunan tekanan atmosfer ini diikuti dengan penurunan tekanan O2 dalam udara. Pada suatu ketinggian, tekanan atmosfer akan rendah dan diikuti dengan penurunan tekanan partial O2. Apabila seorang berada pada tempat yang tinggi, misalnya pada ketinggian 3000 m diatas permukaan laut, makan tekanan oksigen alveolinya berkurang. Hal ini mengindikasikan kandungan oksigen dalan paru-paru sedikit. Dengan demikian, pada tempat yang tinggi kandungan oksigen berkurang. Semakin tinggi suatu tempat makan makin sedikit kandungan oksigennya, sehingga seorang yang berada pada tempat yang tinggi akan mengalami kekurangan oksigen.2Masuknya udara ke dalam yang melalui struktur-struktur sistem respirasi menyebabkan terjadinya modifikasi pada komposisi udara yang masuk ke dalam alveol. Modifikasinya berupa pelembapan udara sehingga terjadi pengenceran tekanan. Selain itu tercampurnya udara inspirasi dengan udara yang ada dalam alveol juga akan mengubah tekanan masing-masing gas yang masuk ke dalam alveolus. Oksigen yang tiba di alveolus dalam udara inspirasi hanya dapat meningkatkan sedikit PO2 alveolus total. Oksigen akan terus menerus mengalami difusi pasif mengikuti penurunan gradien tekanan parsial dari alveolus ke dalam darah.1 Reaksi awal yang timbul jika seseorang berada pada ketinggian adalah munculnya tanda dan gejala seperti yang terlihat pada setiap orang yang mengalami kekurangan oksigen. Nyeri kepala, sesak, kelemahan, mual berkeringat, palpitasi, penglihatan kabur, pendengaran berkurang, dan mengantuk terjadi pada kondisi hipoksia moderat.5

Efek Kontraksi Otot Terhadap Perubahan Tekanan Paru

Udara di lingkungan sekitar dapat masuk ke dalam tubuh manusia akibat perbedaan tekanan antara tekanan atmosfer dan tekanan intra toraks. Prinsipnya udara akan berpindah dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Untuk mencapai tujuan ini, tubuh melakukan suatu mekanisme yang menciptakan perbedaan tekanan tersebut berupa inspirasi dan ekspirasi atau dengan cara mengembang kempiskan paru. Pengembangan dan pengempisan paru diatur oleh kontraksi dan relaksasi diafragma serta otot-otot pernapasan.1 Tujuan dari kedua mekanisme tersebut adalah perubahan volume paru karena volume berbanding terbalik dengan tekanan. Kontraksi diafragma menyebabkan tertariknya paru ke arah bawah. Otot-otot inspirasi mengangkat tulang iga sehingga sternum maju ke arah anterior. Hal ini menyebabkan volume paru meningkat dan menghasilkan penurunan tekanan yang lebih negatif di paru dibandingkan dengan tekanan atmosfer sehingga udara masuk ke dalam paru. Sebaliknya, relaksasi diafragma akan memperkecil rongga dada.5 Kontraksi otot-otot pernapasan akan menarik iga ke arah bawah menyebabkan tekanan yang lebih positif dibanding tekanan atmosfer sehingga terjadi ekspirasi. Otot inspirasi yang utama adalah otot interkostalis eksterna dibantu oleh otot sternokleidomastoideus, serratus anterior, dan skalenus. Otot yang bertanggung jawab saat ekspirasi adalah otot retus abdominis dan interkostalis internus.2

Faktor yang Mempengaruhi Pernapasan1. UmurUsia berhubungan dengan proses penuaan atau bertambahnya umur. Semakin tua usia seseorang maka semakin besar kemungkinan terjadi penurunan fungsi paru. Frekuensi pernapasan pada orang dewasa antara 16-18 kali permenit, pada anak-anak sekitar 24 kali permenit sedangkan pada bayi sekitar 30 kali permenit. Walaupun pada orang dewasa pernapasan frekuensi pernapasan lebih kecil dibandingkan dengan anak-anak dan bayi, akan tetapi KVP pada orang dewasa lebih besar dibanding anak-anak dan bayi.12. Jenis kelaminVolume dan kapasitas seluruh paru pada wanita kira-kira 20 25% lebih kecil daripada pria, dan lebih besar lagi pada atletis dan orang yang bertubuh besar daripada orang yang bertubuh kecil dan astenis. Kapasitas paru pada pria lebih besar yaitu 4,8 L dibandingkan pada wanita yaitu 3,1 L.13. Suhu TubuhHal ini berhubungan dengan proses metabolisme tubuh, semakin tinggi suhu tubuh semakin tinggi pula frekuensi pernapasannya.54. Posisi TubuhPada saat berdiri frekuensi pernapasan lebih besar, karena energi yang digunakan untuk menopang tubuh lebih banyak. Pada posisi duduk, frekuensi pernapasan lebih lebih menurun, karena energi yang digunakan untuk menyangga tubuh merata oleh tubuh.5 5. Riwayat penyakitKondisi kesehatan dapat mempengaruhi kapasitas vital paru seseorang. Kekuatan otot-otot pernapasan dapat berkurang akibat sakit. Terdapat riwayat pekerjaan yang menghadapi debu akan mengakibatkan pneumunokiosis dan salah satu pencegahannya dapat dilakukan dengan menghindari diri dari debu dengan cara memakai masker saat bekerja.66. Riwayat pekerjaanRiwayat pekerjaan dapat digunakan untuk mendiagnosis penyakit akibat kerja. Riwayat pekerjaan yang menghadapi debu berbahaya dapat menyebabkan gangguan paru. Hubungan antara penyakit dengan pekerjaan dapat diduga dengan adanya riwayat perbaikan keluhan pada akhir minggu atau hari libur diikuti peningkatan keluhan untuk kembali bekerja, setelah bekerja ditempat yang baru atau setelah digunakan bahan baru di tempat kerja.1 7. Kebiasaan merokokMerokok dapat menyebabkan perubahan struktur dan fungsi saluran pernapasan dan jaringan paru. Kebiasaan merokok akan mempercepat penurunan faal paru. Penurunan volume ekspirasi paksa pertahun adalah 28,7 mL untuk non perokok, 38,4mL untuk bekas perokok dan 41,7 mL untuk perokok aktif. Pengaruh asap rokok dapat lebih besar dari pada pengaruh debu hanya sekitar sepertiga dari pengaruh buruk rokok Inhalasi asap tembakau baik primer maupun sekunder dapat menyebabkan penyakit saluran pernapasan pada orang dewasa. Asap rokok mengiritasi paruparu dan masuk ke dalam aliran darah. Merokok lebih merendahkan kapasitas vital paru dibandingkan beberapa bahaya kesehatan akibat kerja.28. Kebiasaan olah ragaSeseorang yang aktif dalam latihan akan mempunyai kapasitas aerobik yang lebih besar dan kebugaran yang lebih tinggi serta kapasitas paru yang meningkat. Kapasitas vital paru dapat dipengaruhi oleh kebiasaan seseorang melakukan olahraga. Olah raga dapat meningkatkan aliran darah melalui paruparu sehingga menyebabkan oksigen dapat berdifusi ke dalam kapiler paru dengan volume yang lebih besar atau maksimum. Kebiasaan olah raga akan meningkatkan kapasitas paru dan akan meningkat 30 40 %.6

Keseimbangan Asam BasaKeseimbangan asam basa adalah homeostasis dari kadar ion hydrogen dalam tubuh. Kadar normal ion hydrogen arteri adalah 4x10-8 atau pH= 7,4. Asidosis terjadi apabila kadar pH darah 7,35 dan alkalosis terjadi apabila kadar pH darah .7,45. Beberapa gangguan keseimbangan asam basa, yaitu:8a. Asidosis respiratorik, memiliki rasio kurang dari 20/1 berasal dari peningkatan [CO2].b. Alkalosis respiratorik, memiliki rasio lebih dari 20/1 karena berkurangnya [CO2].c. Asidosis metabolik, memiliki rasio kurang dari 20/1 yang berikatan dengan penurunan [HCO3-].d. Alkalosis metabolik, memiliki rasio lebih dari 20/1 yang berasal dari peningkatan [HCO3-].Pada pengaturan respiratorik terhadap pH, melibatkan pengubahan ventilasi pulmonar untuk mengeluarkan CO2 dan untuk membatasi jumlah asam karbonat yang terbentuk.Pengaturan respiratorik memerlukan waktu satu sampai tiga menit untuk mulai bekerja dan fungsinya setelah bufer asam basa yaitu sebagai garis pertahanan kedua terhadap perubahan pH.7Karbondioksida secara terus menerus ditambahkan dalam darah vena akibat metabolisme sel dan ditranspor ke paru-paru. Saat CO2 terurai dalam plasma, maka akan terbentuk asam karbonat yang kemudian akan terurai untuk membentuk ion hidrogen dan ion karbonat.Karbon dioksida dikeluarkan pada paru-paru sehingga reaksi bergerak ke kiri dan plasma tidak menjadi terlalu asam. Dalam kondisi normal, produksi karbon dioksida diimbangi dengan pengeluarannya seperti fungsi sistem pernapasan dalam pengaturan asam-basa.7Jika aktivitas metabolik meningkat karena olahraga, akan terjadi peningkatan tekanan parsial karbon dioksida arteri (pCO2), peningkatan kadar asam karbonat plasma, penurunan pH plasma(asidosis). Pernapasan disesuaikan untuk mengeluarkan lebih banayk karbon dioksida. Molekul karbon dioksida berlebih dalam darah berdifusi ke dalam SSP untuk mencapai kemoreseptor sentral.CO2 berdifusi ke dalam neuron dan membentuk asam karbonat yang kemudian terurai untuk melepas ion hidrogen.8Ion hidrogen menstimulasi kemoreseptor sentral dan mengakibatkan peningkatan frekuensi dan kedalaman ventilasi.Peningkatan frekuensi pengeluaran CO2 respiratorik mengurangi asam karbonat dan meningkatkan pH. Sebaliknya, jika pH plasma meningkat atau alkalosis, frekuensi respiratorik berkurang untuk mengurangi pengeluaran CO2. Kadar CO2 yang sedikit dalam plasma menyebabkan reaksi di atas bergerak ke kanan dan menurunkan pH.7Keseimbangan Asam-Basa, untuk fungsi optimal dari sel-sel,proses metabolik mempertahankan keseimbangan yang pas diantara asam dan basa. pH arteri adalah pengukuran tak langsung terhadap konsentrasi ion hidrogen, misalnya makin besar konsentrasi, makin asam larutan dan makin rendah pH. Makin rendah konsentrasi, makin basa larutan dan makin tinggi pH dan mencerminkan keseimbangan antara CO2 yang diatur oleh paru-paru, dan bikarbonat (HCO3), basa diatur oleh ginjal. CO2 terlarut dalam larutan untuk membentuk asam karbonat (H2CO3), yang merupakan kunci komponen asam dalam keseimbangan asam-basa.Karena H2CO3 sulit untuk diukur secara langsung dan CO2 serta H2CO3 dalam keseimbangan, maka komponen asam ditunjukkan sebagai CO2 daripada H2CO3.8Rasio asam-basa normal adalah 1:20, menunjukkan satu bagian CO2 (potensial H2CO3) terhadap 20 bagian HCO3-.Jika keseimbangan ini berubah, maka terjadi kekacauan pH. Jika terdapat ekstra asam atau kehilangan basa dan pH < 7,40 maka terjadi asidosis, bila terdapat ekstra basa atau terjadi kehilangan asam dan pH >7,40 maka terjadi alkalosis. Mekanisme ini sangat sensitif terhadap perubahan pH yang sangat kecil dan tubuh biasanya mampu mempertahankan pH tanpa intervensi dari luar, bila tidak mampu pada kadar normal, sedikitnya dalam batasn yang dapat menopang kelangsungan hidup.9Sistem Buffer merespon hal tersebut.Buffer terdapat pada semua cairan tubuh dan bekerja dengan segera (dalam 1 detik) setelah terjadi pH abnormal.Buffer ini berkaitan dengan kelebihan asam atau basa untuk membentuk substansi yang tidak mempengaruhi pH.Namun demikian efeknya terbatas.8Bikarbonat, buffer yang paling penting. Buffer ini terdapat dalam jumlah yang paling besar dalam cairan tubuh. Dihasilkan oleh ginjal dan membantu dalam mengsekresi H+. Fosfat, membantu dalam sekresi H+ dalam tubulus ginjal. Amonium, setelah kelebihan asam, amonia (NH3) dihasilkan oleh sel tubulus ginjal dan berikatan dengan H+ dalam tubulus ginjal untuk membentuk amonium NH4+. Proses ini memungkinkan sekresi H+ ginjal lebih besar. Protein, terdapat dalam sel-sel, darah, plasma. Hemoglobin adalah buffer protein yang paling penting.8Ion-ion hidrogen menimbulkan kerja langsung pada pusat pernapasan di otak. Asidemia meningkatkan ventilasi alveolar sampai 4-5 kali kadar normal, sedangkan alkalemia menurunkan ventilasi alveolar sampai 50%-75% dari tingkat normal. Respons terjadi dengan cepat dalam 1-2 menit, selama masa di mana paru-paru mengeluarkan atau menahan karbon dioksida dalam hubungan langsung pada pH arteri. Meskipun sistem pernapasan tidak dapat memperbaiki ketidakseimbanagn dengan sempurna, namun efektif 50%-75%.9

KesimpulanRespirasi sangatlah penting dan merupakan kegiatan untuk menyuplai oksigen kepada jaringan dan mengangkut keluar karbon dioksida dari jaringan. Kegiatan ini dimulai dengan masuknya udara dari hidung, pharynx, larynx, trachea, bronchus, bronchiolus, ductus alveolaris, saccus alveolaris, hingga alveoli dan akan terjadi difusi oksigen ke dalam kapiler darah. Kegiatan respirasi terjadi karena perbedaan tekanan antara tekanan atmosfer dengan tekanan intrapulmonar. Proses pertukaran gas terjadi di paru. Paru-paru itu sendiri memiliki kapasitasnya dan volumenya dalam keadaan tertentu. Ada pula Selain itu, pada sistem respirasi terjadi pula transpor O2 dan CO2. Pernapasan juga diatur oleh sistem saraf.Daftar Pustaka 1. Guyton AC, Hall JE. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Edisi 11. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2008:h.215-24.1. Irianto K. Anatomi dan fisiologi untuk mahasiswa. Bandung: Penerbit Alfabeta; 2012:h.84-7.1. James G. Anatomi tubuh manusia. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2006:h.34.1. Sherwood L. Fisiologi manusia ed 6. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2011:h.192-207.1. Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2005:h.22-81. Ganong WF. Fisiologi kedokteran. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2008:h.621-55.1. Poedjiani A, Supriyanti FM, Titin. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia; 2006:h.43-6.1. Murrary RK, Granner DK, Rodwell VW. Biokimia harper. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2009:h.44-52.1. Ward JP. Sistem respirasi. Jakarta: Erlangga; 2008:h.45-9