Nama : Bayu Setyo NugrohoNIM : 2013730130

1. Jelaskan mekanisme pernafasan normal !

MEKANISME RESPIRASISecara umum, respirasi terdiri dari dua proses: respirasi eksternal dan respirasi internal. Respirasi eksternal meliputi pertukaran gas (oksigen dan karbon dioksida) antara cairan interstisial tubuh dengan lingkungan luar. Tujuan dari respirasi eksternal adalah untuk memenuhi kebutuhan respirasi sel. Respirasi internal adalah proses absorpsi oksigen dan pelepasan karbon dioksida dari sel. Proses respirasi internal ini disebut juga respirasi selular, terjadinya di mitokondria.            Berikut adalah tahapan-tahapan dalam respirasi eksternal:

1. Ventilasi : udara bergantian dimasukkan dan di keluarkan dari paru sehingga udara dapat dipertukarkan antara atmosfer dan alveolus. Kecepatan ventilasi diatur untuk menyesuaikan aliran udara antara atmosfer dan alveolus sesuai dengan kebutuhan metabolic tubuh.

2. Difusi : O2 dan CO2 dipertukarkan antara udara di alveolus dan darah dalam kapiler paru.

3. Perfusi : darah mengangkut O2 dan CO2 antara paru dan jaringan.

Mekanisme pernapasan diatur dan dikendalikan oleh dua faktor utama :(a) kimiawi,dan (b) pengendalian oleh saraf. 

Pengendalian oleh saraf : Pusat pernapasan ialah suatu pusat otomatik di dalam medula oblongata, kalau dirangsang maka pusat itu mengeluarkan impuls yang disalurkan oleh saraf spinalis ke otot pernapasan-yaitu otot diafragma dan otot interkostalis. Melalui beberapa radix saraf servikalis impuls ini diantarkan ke diafragma oleh saraf frenikus dan di bagian yang lebih rendah pada sumsum belakang, impulsnya berjalan dari daerah torax melalui saraf interkostalis untuk merangsang otot interkostalis. Impul sini menimbulkan kontraksi ritmik pada otot diafragma dan interkostal yang kecepatan kira-kira lima belas kali setiap menit. Impuls aferen yang dirangsang oleh pemekaran gelembung udara, diantarkan oleh saraf vagus ke pusat pernapasan di dalam medula.Pengendalian secara kimiawi : Faktor kimiawi ini ialah faktor utama dalam pengendalian dan pengaturan frekuensi, kecepatan dan gerakan pernapasan. Pusat pernapasan di dalam sumsum sangat peka pada reaksi : kadar alkali darah harus dipertahankan. Karbon dioksida adalah produk asam dari metabolisme, dan bahan kimia yang asam ini merangsang pusat pernapasan untuk mengirim keluar impuls saraf yang bekerja atas otot pernapasan. PERMULAAN RESPIRASI : KONTRAKSI OTOT INSPIRASI

Sebelum inspirasi dimulai, otot-otot pernapasan berada dalam keadaan lemas, tidak ada udara yang mengalir, dan tekanan intra-alveolus setara dengan tekanan atmosfer. otot inspirasi utama adalah diafragma dan otot intercostal eksternal. Pada awitan inspirasi, otot ini dirangsang untuk berkonstraksi sehingga rongga thorax membesar. Diafragma dalam keadaan melemas berbentuk kubah yang menonjol ke atas ke dalam rongga thorax. Ketika berkontraksi pada stimulasi saraf frenikus, diafragma turun dan memperbesar rongga thorax dengan meningkatkan ukuran vertical. Dinding abdomen, jika melemas, menonjol keluar sewaktu inspirasi, karena diafragma yang turun menekan isi abdomen ke bawah dan depan.Pada saat rongga toraks mengembang, paru juga dipaksa mengembang untuk mengisi rongga toraks yang membesar. Sewaktu paru mengembang, tekanan intraalveolus menurun karena molekul dalam jumlah yang sama kini menepati volume ruang yang lebih besar. Pada inspirasi biasa, tekanan intraalveolus menjadi 759 cmHg. Karena tekanan intraalveolus sekarang lebih rendah dari tekanan atmosfer, udara mengalir masuk ke paru mengikuti penurunan gradient tekanan dari tekanan tinggi ke rendah. Udara terus mengalir ke dalam paru sampai tidak lagi terdapat gradient. Dengan demikian, pengembangan paru bukan disebabkan oleh perpindahan udara ke dalam paru, melainkan udara mengalir ke dalam paru karena turunnya tekanan intraalveolus akibat paru yang mengembang. Selama inspirasi, tekanan intrapleura turun ke 754 mmHg akibat pengembangan toraks.

PERMULAAN EKSPIRASI : RELAKSASI OTOT INSPIRASIPada akhir inspirasi, otot-otot inspirasi melemas. Saat melemas, diafragma kembali ke bentuknya seperti kubah. Sewaktu otot antariga eksternal melemas, sangkar rusuk yang terangkat turun karena adanya gravitasi, dan dinding dada dan paru yang teregang kembali menciut ke ukuran prainspirasi karena adanya sifat elastik, seperti membuka balon yang sebelumnya sudah ditiup. Sewaktu paru menciut dan berkurang volumenya, tekanan intraalveolus meningkat, karena jumlah molekul udara yang lebih besar yang terkandung di dalam volume paru yang besar pada akhir inspirasi sekarang terkompresi ke dalam volume yang lebih kecil. Pada ekspirasi istirahat, tekanan intraalveolus meningkat menjadi 761 mmHg. Udara sekarang keluar paru mengikuti penurunan gradien tekanan dari tekanan intraalveolus yang tinggi ke tekanan atmosfer yang lebih rendah. Aliran keluar udara berhenti jika tekanan intraalveolus menjadi sama dengan tekanan atmosfer dan tidak lagi terdapat gradien tekanan.Dalam keadaan normal, ekspirasi adalah suatu proses pasif karena terjadi akibat penciutan elastik paru saat otot-otot inspirasi melemas tanpa memerlukan kontraksi otot atau pengeluaran energi. Sebaliknya inspirasi selalu aktif karena hanya ditimbulkan oleh kontraksi otot inspirasi dan menggunakan energi.

Ekspirasi Paksa : Kontraksi Otot EkspirasiSelama pernapasan tenang, ekspirasi normalnya merupakan suatu proses pasif, karena

dicapai oleh recoil elastic paru ketika otot-otot inspirasi melemas, tanpa memerlukan kontraksi otot atau pengeluaran energy. Sebaliknya, inspirasi selalu aktif karena ditimbulkannya hanya oleh kontraksi otot inspirasi dengan menggunakan energy. Ekspirasi dapat menjadi aktif untuk

mengosongkan paru secara lebih tuntas dan lebih cepat daripada yang dicapai selama pernapasan tenang, misalnya sewaktu pernapasan dalam ketika olahraga. Tekanan intra-alveolus harus lebih ditingkatkan di atas tekanan atmosfer daripada yang dicapai oleh relaksasi biasa otot inspirasi dan recoil elatik paru.

Untuk menghasilkan ekspirasi paksa atau aktif tersebut, otot-otot ekspirasi harus lebih berkontraksi untuk mengurangi volume rongga thoraks dan paru. Otot ekspirasi yang paling penting adalah otot dinding abdomen. Sewaktu otot abdomen berkontraksi terjadi peningkatan tekanan intra-abdomen yang menimbulkan gaya ke atas pada diafragma, mendorongnya semakin ke atas ke dalam rongga thoraks daripada posisi lemasnya sehingga ukuran vertical rongga thoraks menjadi semakin kecil. Otot interkosta internal, yang kontraksinya menarik iga turun dan masuk, mendatarkan dinding dada dan semakin mengurangi ukuran rongga thoraks; tindakan ini berlawanan dengan otot intercostal eksternal.

Sewaktu kontraksi aktif, otot ekspirasi semakin mengurangi volume ringga thoraks, volume paru juga menjadi semakin berkurang karena paru tidak harus teregang lebih banyak mengisi rongga thoraks yang lebih kecil; yaitu, paru dibolehkan mengempis ke volume yang lebih kecil. Perbedaan antara tekanan intra-alveolus lebih meningkat sewaktu udara di dalam volume yang lebih kecil. Perbedaan antara tekanan intra-alveolus dan atmosfer kini menjadi lebih besar daripada ketika ekspirasi pasif sehingga lebih banyak udara keluar menuruni gradient tekanan sebelum tercapai keseimbangan. Dengan cara ini, selama ekspirasi paksa aktif pengosongan paru menjadi lebih tuntas dibandingkan ketika ekspirasi tenang pasif.

Selama ekspirasi paksa, tekanan intrapleura melebihi tekanan atmosfer tetapi paru tidak kolaps. Karena tekanan intra-alveolus juga meningkat setara maka tetap terdapat gradient tekanan transmural menembus dinding paru sehingga paru tetap teregang dan mengisi rongga thoraks. Sebagai contoh, jika tekanan di dalam toraks meningkat 10 mmHg, maka tekanan intrapleura menjadi 766 mmHg dan tekanan intra-alveolus menjadi 770 mmHg - tetap terdapat perbedaan tekanan 4 mmHg.