HEALTH & SPORT MEDICINE: SISTEM RESPIRASI

Sport_Medicine_Online

FUNGSI SISTEM RESPIRASI

Sistem respirasi memiliki fungsi utama sebagai berikut :

Melakukan pertukaran gas antara atmosfir dan darah.
Membantu proses pembentukan ATP di dalam sel melalui proses respirasi oksidatif (Dibahas pada bab metabolisme).
Regulasi pH darah .

CO₂ meningkat menyebabkan pH darah turun, disebut dengan asidosis. Asidosis yang disebabkan oleh hambatan jalan napas, disebut dengan asidosis respiratorik.

Proteksi (barier fisik) terhadap bahan patogen dan iritan.
Vokalisasi : Pembentukan suara.

Sistem respirasi melibatkan minimal 4 komponen dasar untuk menjalankan fungsinya, yaitu :

1. Paru, sebagai organ utama untuk penukaran gas antara atmosfir dan darah.

2. Dinding thorax sebagai rumah bagi organ paru yang memiliki sifat keras namun tetap fleksibel.

3. Jalan napas, sebagai saluran penghubung antara paru dengan atmosfir.

4. Gas sebagai komponen utama dalam sistem respirasi.

RESPIRASI EKSTERNAL DAN SELULER

Sistem respirasi terdiri dari :

· Respirasi eksternal : Pertukaran gas antara atmosfir dan sel tubuh yang meliputi :

Ventilasi : Pertukaran udara antara atmosfir dan paru: Inspirasi dan ekspirasi.
Pertukaran O₂ dan CO₂ antara paru dan darah
Transport O₂ dan CO₂ dalam sirkulasi
Pertukaran gas antara darah dan sel

· Respirasi seluler :Proses oksigen intraseluler dalam pembentukan ATP

ANATOMI SISTEM RESPIRASI

Rongga thorax

Konsep: Rongga thorax (dada) adalah rumah bagi paru yang harus dapat menyesuaikan perubahan volume paru selama bernafas. Rongga thorax mempersiapkan ruang yang lebih besar bagi paru untuk mengembang, bukan terdesak oleh paru yang mengembang saat inspirasi (mengambil napas). Ruang pada rongga thorax dapat diperbesar dengan memperlebar jarak antara

· Superior-inferior (terutama):

Kontraksi m. intercosltalis externa (levator coste) dibantu oleh m sternocleidomastoideus mengangkat seluruh costae secara bersamaan menyebabkan batas superior thorax terangkat. Kontraksi m.diafragma menyebabkan batas bawah thorax terdorong ke bawah.

· Bilateral (pendukung):

Kontraksi m scalenus dan m pectoralis major memperlebar jarak anatara lateral kanan dan kiri thorax. Perubahan ini tak terlalu nampak bila dibandingkan dengan perubahan superior-inferior

Kontraksi simultan dari otot dinding thorax saat inspirasi menciptakan resultante tekanan negatif di dalam paru sehingga gas dari atmosfir seperti tersedot masuk ke dalam paru melalui jalan napas. Inspirasi membutuhkan dukungan energi yang besar untuk memperluas rongga thorax. Gangguan inspirasi menyebabkan penderita lemah, cepat lelah, dengan wajah yang tampak kepayahan.

Pada saat ekspirasi, semua otot yang semula berkontraksi mengalami relaksasi dan kembali pada kondisi awal (thorax menciut). Ekspirasi tak membutuhkan dukungan energi yang besar, namun bila dikehendaki ekspirasi dapat menjadi sebuah proses yang aktif, misalnya

1. batuk, bersin dan mengeluarkan ingus

2. bersuara, termasuk menyanyi dan berpidato

Ekspirasi yang aktif didukung oleh kontraksi otot dinding abdomen, seperti m. rectus abdominis dan m. obliqus abdominis.

Pasa proses respirasi terjadi aliran udara akibat dari gradien tekanan

Bernapas : Proses aktif à kontraksi otot à perubahan volume paru à gradien tekanan à aliran udara keluar atau masuk.

Pada pernapasan biasa (breathing at rest) : Otot diafragma, interkostalis dan scalenus.

Inspirasi

· Pada pernapasan biasa, diafragma turun sekitar 1,5 cm à perubahan volume inspirasi 60-75%

· M. intercostalis externa + m. scalenus + m. sternocleidomastoideus à Gerakan costa à perubahan volume 25 – 40 %

· Pada inspirasi kontraksi diafragma berperan, tapi juga menarik kosta ke dalam dan sedikit memperkecil volume paru.

Ekspirasi

· Pada ekspirasi biasa: Proses pasif (passive elastic recoil), bukan akibat kontraksi otot.

· Pada latihan fisik dan voluntary exhalation terjadi ekspirasi aktif : 30 - 40 kali/menit (pada pernapasan biasa: 12 - 20 kali/menit).

· Otot ekspirasi: m.intercostalis interna dan otot abdomen. Diafragma relaksasi. Isi abdomen menekan diafragma ke atas.

Gangguan kontraksi otot à Gangguan ventilasi :

· Myasthenia gravis (reseptor acetylcholine berkurang), polio

· Emphysema : Berkurangnya elastin, serabut elastik yang membantu proses recoil alveoli pada saat ekspirasi

JALAN NAPAS

Konsep :

1. Jalan napas dari hidung sampai ke ujung (alveoli) makin mengecil diameternya. Perhatikan fenomena tiup balon; bila ujung balon ditarik terlebih dahulu maka meniup balon akan jauh lebih mudah dan cepat.

2. Jalan napas dari hidung sampai ke ujung (alveoli) makin bercabang banyak. Volume seluruh alveoli mungkin saja lebih besar atau sama dengan volume trachea atau larynx .

3. Keberadaan cincin tulang rawan dari pangkal jalan napas sampai dengan cabang akhir dari bronchus (bronchiolus terminalis). Cincin tulang rawan menyebabkan bagian atas saluran napas terlindung dengan baik dari trauma terutama bagian pharynx-larynx dan trachea. Cincin ini juga membatasi saluran napas s/d bronchiolus terminalis tidak dapat mengembang lebih besar dari diameter semula. Sebaliknya bronchiolus respiratorik dan alveolus dapat mengembang lebih besar dari diameter semula karena tidak memiliki cincin tulang rawan. Hal ini sangat membantu penderita asthma pada saat inpirasi.

Menghubungkan gas antara atmosfir dengan paru:

· Hidung/mulut

· Pharynx : Persimpangan sistem saluran cerna dan respirasi

· Larynx: Terdapat pita suara yang berperan untuk bicara, mengejan, batuk

· Trachea : 15-20 cincin kartilago bentuk C

· Bronchi (Tunggal: bronchus) : tube semirigid yang diperkuat tulang rawan, tak dapat kolaps tapi dapat mengecil sedikit

· Bronchioli : Dapat kolaps + otot polos

* Bronchioli terminalis: Masih bertulang rawan

* Bronchioli respiratorik : Tanpa tulang rawan, transisi antara saluran dan epitel pertukaran gas

· Alveoli

RUANG RUGI (DEAD SPACE)

Ruang rugi adalah ruang dalam paru yang di dalamnya tak terjadi proses difusi.gas. Terdiri dari:

1. Ruang rugi anatomi (Anatomical dead space)

Jalan napas dari hidung sampai dengan bronchioli terminalis.

2. Ruang rugi faal (Functional dead space) yang terdiri dari:

Ruang rugi anatomi
Alveoli yang tak berfungsi dengan baik:

Unit respiratorik : Bronchioli respiratorik s/d alveoli: Ada proses difusi gas

VENTILASI (Pertukaran Udara)

Pada saat bernapas terjadi ventilasi yaitu pergerakan udara antara lingkungan (atmosfir) dan alveoli. Fungsi saluran napas bagian atas bukan hanya sekedar sebagai saluran, tapi juga air conditioning :

1. Warming. Menghangatkan udara ke 37^o C hingga temperatur tubuh tak berubah dan alveoli tak rusak oleh udara dingin.

2. Humidifying. Melembabkan udara hingga 100% hingga epitel alveoli tak kering.

Normalnya, udara yang mencapai trachea sudah 37^o C dan kelembaban 100%.
Tak efektif bila bernapas via mulut, misalnya saat berolah raga pada udara sangat dingin.

3. Filtering. Menyaring udara dari bahan asing: Virus, bakteria, partikel inorganik..

Filtrasi terjadi mulai dari hidung hingga trachea dan bronchi. Pada saluran ini terdapat epitel bersilia yang menghasilkan mucus (sel goblet).
Mukus menangkap partikel dan Ig membunuh mikroorganisme.
Gerakan silia menggerakkan mucus ke arah pharynx (mucus escalator), ditelan dan oleh asam lambung serta enzim, mikroorganisme yang tersisa dirusak.
Perokok melumpuhkan gerakan silia, mukus menumpuk dan batuk.

HIDUNG

· Ada rambut hidung dan mukus nasal serta epitel bersilia

· Concha dan septum yang memperluas permukaan dan menimbulkan aliran turbulensi udara

· Aliran darah dan limfe yang luas

Keadaan di atas menunjang fungsi hidung dalam air conditioning :

1. Penghangatan (atau pendinginan) : Suhu udara mendekati suhu tubuh.

2. Pelembaban : Mendekati 100%

3. Purifikasi udara (filtering) terhadap partikel (> 5 mikron) dan kuman

Hidung berperan pada resonansi pada pembentukan suara tertentu misalnya ‘m’, ‘n’ dan ‘ing’.

ALVEOLI : Tempat pertukaran gas

Bentuk alveoli seperti anggur pada ujung terminal bronchioles.

Fungsi utama : Pertukaran gas antara udara pada alveoli dan darah.

Setiap alveolus dilapisi oleh 1 lapis epitel tipis yang terdiri dari 2 macam tipe sel (jumlahnya kurang lebih sama):

· Sel alveolar tipe I : Agak lebar, amat tipis, gas mudah berdifusi di sini.

· Sel alveolar tipe II: Lebih kecil , agak tebal. Menghasilkan surfactant yang bercampur dengan cairan tipis yang menyelubungi alveoli untuk mempermudah ekspansi paru saat bernapas.

Dinding alveoli tak mengandung otot, tapi mengandung jaringan ikat elastik, berguna saat jaringan paru teregang. Jaringan kapiler meliputi 80-90% permukaan alveoli.

SIRKULASI PARU

· A. pulmonalis mengandung darah ‘kotor’ dan v. pulmonalis darah ‘bersih.’

· Volume darah ke paru = cardiac output (curah jantung) = 5 l/menit.

· Tekanan a. pulmonalis 25/8 mm Hg. (Tekanan darah sistemik 120/80 mm Hg).

· Bila terjadi gagal ventrikel kiri tapi fungsi ventrikel kanan normal à oedema paru.

HUKUM GAS

1. Hukum Dalton : Jumlah tekanan campuran gas = Jumlah tekanan parsial masing-masing gas. P_atm = P_N2 +P_O2 + P_CO2 + P_{uap air}

Tekanan parsial gas di atmosfir pada 25^oC dan 760 mm Hg

Gas	Atmosfir kering	Atmosfir jenuh uap
N₂	593 mm Hg	575 mm Hg
O₂	160 mmHg	152 mm Hg
CO₂	0,25 mm Hg	0,24 mm Hg
Lain	2,75 mm Hg	8,96 mm Hg
Uap air	0 mm Hg	23,8 mm Hg

Tekanan parsial O₂ = 21% x 760 mm Hg = 160 mm Hg

Hukum Dalton ke-2: Tekanan parsial dan konsentrasi O₂pada gas ekspirasi tetap lebih besar dibandingkan dengan tekanan dan konsentrasi CO_2, meskipun tekanan dan konsentrasi O2 gas ekspirasi menurun dibandingkan inspirasi. Hukum Dalton ke-2 memberikan

· bukti adanya ruang rugi atau dead space

· landasan bagi pemberian bantuan napas dengan metode mouth to mouth.

2. Gas bergerak dari daerah tekanan tinggi ke tekanan yang lebih rendah

3. Hukum Boyle : P₁V₁ = P₂V₂. Volume berubah, tekanan berubah

4. Hukum Henry : Jumlah gas yang dapat larut tergantung dari tekanan partial gas tersebut dan daya larutnya dalam cairan. Terpengaruh oleh temperatur.

DAFTAR PUSTAKA RUJUKAN: .........................................

(Hubungi :WA. 085241680638)

Sumber : Mata Kuliah IKESOR FIK UNAIR :Angk.2012