BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Fungsi sistem pernapasan adalah untuk mengambil Oksigen
dari atmosfer kedalam sel-sel tubuh dan untuk mentranspor karbon dioksida yang
dihasilkan sel-sel tubuh kembali ke atmosfer. Organ–organ respiratorik juga
berfungsi dalam produksi wicara dan berperan dalam keseimbanga asam basa, pertahanan tubuh melawan benda asing, dan
pengaturan hormonal tekanan darah.
B. RUANG
LINGKUP
a.
Organogenesis
system pernapasan
b.
Organ-organ
pernapasan: Mulut, hidung, faring, laring, trakea, bronkus, paru-paru
c.
Ventilasi
paru
d.
Sirkulasi
paru
e.
Prinsip-prinsip
pertukaran gas
f.
Transpor
oksigen dan karbondioksida didalam darah dan cairan tubuh
g.
Pengaturan
system pernapasan dan instrumensi pernapasan
C.
Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan penyusun dalam makalah ini adalah:
a.
Memenuhi salah
satu tugas mata ajar Ilmu dasar keperawatan III
b.
Melatih
membiasakan diri dalam menyusun makalah
c.
Makalah ini membahas tentang
Anatomi system pernapasan manusia
d.
Makalah bertujuan memberikan wawasan
D.
Metode Pengumpulan
Data
Metode yang digunakan adalah :
a.
Studi
Dokumentasi
Yaitu
suatu metode yang dilakukan dengan mempelajari naskah-naskah dan
dokumen-dokumen lainnya baik berbentuk buku sumber ataupun dari internet.
b.
Studi
Kepustakaan
Yaitu metode penelitian yang dilakukan
dengan mempelajari teori-teori dalam buku atau literature lainnya yang
berhubungan dengan masalah yang diteliti.
E.
Sistematika
Penulisan
Kami membagi
pembahasan makalah ini kedalam beberapa sub bab yang terdiri dari 3 (tiga) yaitu
sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini menerangkan tentang latar belakang, ruang lingkup, maksud dan tujuan, metode pengumpulan
data, dan sistematika penulisan.
BAB II PEMBAHASAN
Dalam bab ini
dijelaskan mengenai apa yang menjadi judul makalah ini.
BAB III PENUTUP
Bab ini merupakan bab akhir yang menerangkan kesimpulan
dari makalah ini dan disertai dengan saran-saran yang berguna
BAB
II
PEMBAHASAN
A.
Mekanisme Pernapasan
Pernapasan adalah suatu proses yang terjadi secara otomatis
walau dalam keadaan tertidur sekalipun karma sistem pernapasan dipengaruhi oleh
susunan saraf otonom. Menurut tempat terjadinya pertukaran gas maka
pernapasan dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu pernapasan luar dan dalam.
Pernapasan luar
adalah pertukaran udara yang terjadi antara udara dalam alveolus dengan darah
dalam kapiler, sedangkan pernapasan dalam adalah pernapasan yang terjadi antara
darah dalam kapiler dengan sel-sel tubuh.
Masuk keluarnya
udara dalam paru-paru dipengaruhi oleh perbedaan tekanan udara dalam rongga
dada dengan tekanan udara diluar tubuh. Jika tekanan di luar rongga dada lebih
besar, maka udara akan masuk. Sebaliknya apabila tekanan dalam rongga dada
lebih besar maka udara akan keluar.
sehubungan
dengan organ yang terlibat dalam pemasukan udara (inspirasi) dan pengeluaran
udara (ekspirasi) maka mekanisme pernapasan dibedakan atas dua macam, yaitu
pernapasan dada dan pernapasan perut. Pernapasan dada dan pernapasan perut
terjadi secara bersamaan.
a. Pernapasan dada
Pernapasan dada adalah pernapasan
yang melibatkan otot antartulang rusuk. Mekanismenya dapat dibedakan sebagai
berikut.
1. Fase inspirasi.
Fase
ini berupa berkontraksinya otot antartulang rusuk sehingga rongga dada
membesar, akibatnya tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada
tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya oksigen masuk
2. Fase ekspirasi.
Fase ini merupakan fase relaksasi atau
kembalinya otot antara tulang rusuk ke posisi semula yang dikuti oleh turunnya
tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di
dalam rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan luar, sehingga udara
dalam rongga dada yang kaya karbon dioksida keluar.
b. Pernapasan perut
Pernapasan perut merupakan pernapasan yang mekanismenya
melibatkan aktifitas otot-otot diafragma yang membatasi rongga perut dada.
Mekanisme pernapasan perut dapat dibedakan menjadi dua
tahap yakni :
1.
Fase Inspirasi.
Pada fase ini otot diafragma berkontraksi sehingga
diafragma mendatar, akibatnya rongga dada membesar dan tekanan menjadi kecil
sehingga udara luar masuk.
2.
Fase Ekspirasi.
Fase ekspirasi merupakan fase
berelaksasinya otot diafragma (kembali ke posisi semula, mengembang) sehingga
rongga dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar, akibatnya udara keluar
dari paru-paru.
Beberapa fungsi pernafasan
antara lain adalah:
1.
Mengambil oksigen yang kemudian dabawa oleh darah
keseluruh tubuh.
2.
Mengeluarkan karbon dioksida yang terjadi sebagai sisa
dari pembakaran pernafasan kemudian dibawa oleh darah ke paru-paru untuk di
buang ke luar tubuh.
B. Anatomi fisiologis system pernapasan
Gbr. Skema Sistem Respirasi
Pada Manusia
Adapun alat-alat Pernapasan pada manusia adalah sebagai berikut :
1. alat pernafasan atas
a.
Rongga Hidung (Cavum Nasalis)
Udara dari
luar akan masuk lewat rongga hidung (cavum nasalis). Rongga hidung
berlapis selaput lendir, di dalamnya terdapat kelenjar minyak (kelenjar
sebasea) dan kelenjar keringat (kelenjar sudorifera). Selaput lendir
berfungsi menangkap benda asing yang masuk lewat saluran pernapasan. Selain
itu, terdapat juga rambut pendek dan tebal yang berfungsi menyaring partikel
kotoran yang masuk bersama udara. Juga terdapat konka yang mempunyai
banyak kapiler darah yang berfungsi menghangatkan udara yang masuk.
Di
dalam rongga hidung terjadi penyesuaian suhu dan kelembapan udara sehingga
udara yang masuk ke paru-paru tidak terlalu kering ataupun terlalu lembap.
Udara bebas tidak hanya mengandung oksigen saja, namun juga gas-gas yang lain.
Misalnya, karbon dioksida (CO2), belerang (S), dan nitrogen (N2). Selain
sebagai organ pernapasan, hidung juga merupakan indra pembau yang sangat
sensitif. Dengan kemampuan tersebut, manusia dapat terhindar dari menghirup
gas-gas yang beracun atau berbau busuk yang mungkin mengandung bakteri dan
bahan penyakit lainnya. Dari rongga hidung, udara selanjutnya akan mengalir ke
faring.
b. Faring
Udara dari rongga hidung masuk ke faring. Faring merupakan
percabangan 2 saluran, yaitu saluran pernapasan (nasofarings) pada
bagian depan dan saluran pencernaan (orofarings) pada bagian belakang.
Pada bagian belakang faring (posterior) terdapat laring
(tekak) tempat terletaknya pita suara (pita vocalis). Masuknya udara
melalui faring akan menyebabkan pita suara bergetar dan terdengar sebagai suara.
Makan sambil berbicara dapat mengakibatkan makanan masuk ke
saluran pernapasan karena saluran pernapasan pada saat tersebut sedang terbuka.
Walaupun demikian, saraf kita akan mengatur agar peristiwa menelan, bernapas,
dan berbicara tidak terjadi bersamaan sehingga mengakibatkan gangguan
kesehatan.
c.
Laring
laring (tekak) adalah tempat
terletaknya pita suara (pita vocalis). Masuknya udara melalui faring
akan menyebabkan pita suara bergetar dan terdengar sebagai suara. Laring berparan untuk pembentukan suara dan
untuk melindungi jalan nafas terhadap masuknya makanan dan cairan. Laring dapat
tersumbat, antara lain oleh benda asing ( gumpalan makanan ), infeksi (
misalnya infeksi dan tumor)
2. Alat pernafasan bawah
a.
Trakea
Tenggorokan berupa pipa yang panjangnya ± 10 cm, terletak
sebagian di leher dan sebagian di rongga dada (torak). Dinding tenggorokan
tipis dan kaku, dikelilingi oleh cincin tulang rawan, dan pada bagian dalam
rongga bersilia. Silia-silia ini berfungsi menyaring benda-benda asing yang masuk
ke saluran pernapasan.
b.
Cabang-cabang Bronkus
Tenggorokan (trakea) bercabang menjadi dua bagian, yaitu
bronkus kanan dan bronkus kiri. Struktur lapisan mukosa bronkus sama dengan
trakea, hanya tulang rawan bronkus bentuknya tidak teratur dan pada bagian
bronkus yang lebih besar cincin tulang rawannya melingkari lumen dengan
sempurna. Bronkus bercabang-cabang lagi menjadi bronkiolus.
c.
Paru-paru
Paru-paru terletak di dalam rongga dada bagian atas, di
bagian samping dibatasi oleh otot dan rusuk dan di bagian bawah dibatasi oleh
diafragma yang berotot kuat. Paru-paru ada dua bagian yaitu paru-paru kanan (pulmo
dekster) yang terdiri atas 3 lobus dan paru-paru kiri (pulmo sinister) yang
terdiri atas 2 lobus.
Paru-paru dibungkus oleh dua selaput yang tipis, disebut pleura.
Selaput bagian dalam yang langsung menyelaputi paru-paru disebut pleura
dalam (pleura visceralis) dan selaput yang menyelaputi rongga dada yang
bersebelahan dengan tulang rusuk disebut pleura luar (pleura parietalis).
Gbr. Struktur paru-paru
Antara selaput luar dan selaput dalam terdapat rongga
berisi cairan pleura yang berfungsi sebagai pelumas paru-paru. Cairan pleura
berasal dari plasma darah yang masuk secara eksudasi. Dinding rongga pleura
bersifat permeabel terhadap air dan zat-zat lain.
Paru-paru
tersusun oleh bronkiolus, alveolus, jaringan elastik, dan pembuluh darah.
Paru-paru berstruktur seperti spon yang elastis dengan daerah permukaan dalam
yang sangat lebar untuk pertukaran gas.
Di dalam
paru-paru, bronkiolus bercabang-cabang halus dengan diameter ± 1 mm, dindingnya
makin menipis jika dibanding dengan bronkus. Bronkiolus ini memiliki
gelembung-gelembung halus yang disebut alveolus. Bronkiolus memiliki dinding
yang tipis, tidak bertulang rawan, dan tidak bersilia.
Gas memakai tekanannya sendiri sesuai
dengan persentasenya dalam campuran, terlepas dari keberadaan gas lain (hukum Dalton
Alveolus terdapat pada ujung akhir bronkiolus berupa
kantong kecil yang salah satu sisinya terbuka sehingga menyerupai busa atau
mirip sarang tawon. Oleh karena alveolus berselaput tipis dan di situ banyak
bermuara kapiler darah maka memungkinkan terjadinya difusi gas pernapasan.
C.
MEKANISME PERNAFASAN / VENTILASI PARU
Ventilasi adalah
proses keluar masuknya udara dari paru-paru. Jumlahnya sekitar 500 ml ventilasi
membutuhkan koordinasi otot paru dan thoraks yang elastic serta persyarafan
yang utuh. Otot pernafasan insprirasi utama adalah diafpragma. Diafpragma di
persyaraf oleh syaraf frenik, yang keluar dari medulla spinalis pada vetebra
servikal ke empat.
Udara yang masuk dan keluar terjadi karna adanya perbedaan
tekanan udara antara intrapleura dengan tekanan atmosfer, dimana pada inspirasi
tekanan interapleura. Salah
satu fase dari ventilasi paru adalah inspirasi yaitu gerakan perpindahan udara
masuk ke dalam paru-paru dan fase lainnya adalah ekspirasi yaitu gerakan
perpindahan udara meninggalkan paru-paru.
A.
Prinsip
dasar
1.
Toraks
adalah rongga tertutup kedap udara disekeliling paru-paru yang terbuka ke
atmosper hanya melalui jalur sistem pernapasan :
2.
Pernafasan
adalah proses inspirasi (inhalasi) udara kedalam paru-paru dan ekspirasi
(ekshalasi) udara dari paru-paru ke lingkungan luar tubuh.
3.
Sebelum
inspirasi dimulai, tekanan udara atmosper (sekitar 760 mmHg) sama dengan
tekanan udara dalam alveoli yang disebut sebagai tekanan intra-alveolar (intra
pulmonar).
4.
Tekanan
intra poleura dalam rongga pleura (ruang antar pleura) adalah tekanan
sub-atmosper, atau kurang dari intra-alveolar.
5.
Peningkatan
atau penurunan volume rongga toraks mengubah tekanan intra pleura dan
intra-alveolar yang secara mekanik menyebabkan pengembangan atau pengempisan
paru-paru
B. INSPIRASI
Tepatnya proses inspirasi adalah sebagai berikut; diafragma berkontraksi, bergerak ke arah bawah, dan mengembangkan rongga dada dari atas ke bawah. Otot-otot interkosta eksternal menarik iga ke atas dan ke luar, yang mengembangkan rongga dada ke arah samping kiri dan kanan serta ke depan dan ke belakang.
Tepatnya proses inspirasi adalah sebagai berikut; diafragma berkontraksi, bergerak ke arah bawah, dan mengembangkan rongga dada dari atas ke bawah. Otot-otot interkosta eksternal menarik iga ke atas dan ke luar, yang mengembangkan rongga dada ke arah samping kiri dan kanan serta ke depan dan ke belakang.
Dengan
mengembangnya rongga dada, pleura parietal ikut mengembang. Tekanan intrapleura
menjadi makin negatif karena terbentuk isapan singkat antara membran pleura.
Perlekatan yang diciptakan oleh cairan serosa, memungkinkan pleura viseral
untuk mengembang juga, dan hal ini juga mengembangkan paru-paru.
Dengan mengembangnya paru-paru, tekanan intrapulmonal turun di bawah tekanan atmosfir, dan udara memasuki hidung dan terus mengalir melalui saluran pernapasan sampai ke alveoli. Masuknya udara terus berlanjut sampai tekanan intrapulmonal sama dengan tekanan atmosfir; ini merupakan inhalasi normal. Tentu saja inhalasi dapat dilanjutkan lewat dari normal, yang disebut sebagai napas dalam. Pada napas dalam diperlukan kontraksi yang lebih kuat dari otot-otot pernapasan untuk lebih mengembangkan paru-paru, sehingga memungkinkan masuknya udara lebih banyak.
Dengan mengembangnya paru-paru, tekanan intrapulmonal turun di bawah tekanan atmosfir, dan udara memasuki hidung dan terus mengalir melalui saluran pernapasan sampai ke alveoli. Masuknya udara terus berlanjut sampai tekanan intrapulmonal sama dengan tekanan atmosfir; ini merupakan inhalasi normal. Tentu saja inhalasi dapat dilanjutkan lewat dari normal, yang disebut sebagai napas dalam. Pada napas dalam diperlukan kontraksi yang lebih kuat dari otot-otot pernapasan untuk lebih mengembangkan paru-paru, sehingga memungkinkan masuknya udara lebih banyak.
Otot-otot
inspirasi memperbesar rongga toraks dan meningkatkan volumenya dimana otot-otot
yang berkontraksi adalah :
a.
Diafragma,
yaitu otot berbentuk kubah yang jika sedang rileks akan memipih saat
berkontraksi dan memperbesar rongga toraks kearah inferior.
b.
Otot
intrerkostal eksternal mengangkat iga keatas dan kedepan saat berkontraksi
sehingga memperbesar rongga toraks kearah anterior dan superior.
c.
Dalam
pernafasan aktif atau pernafasan dalam, otot-otot sternokleidomastoid,
pektoralis mayor, serratus-anterior, dan otot skalena juga akan memperbesar
rongga toraks.
C. EKSPIRASI
Ekspirasi atau yang juga disebut ekshalasi dimulai ketika diafragma dan otot-otot interkosta rileks. Karena rongga dada menjadi lebih sempit, paru-paru terdesak, dan jaringan ikat elastiknya yang meregang selama inhalasi, mengerut dan juga mendesak alveoli. Dengan meningkatnya tekanan intrapulmonal di atas tekanan atmosfir, udara didorong ke luar paru-paru sampai kedua tekanan sama kembali.
Perhatikan bahwa inhalasi merupakan proses yang aktif yang memerlukan kontraksi otot, tetapi ekshalasi yang normal adalah proses yang pasif, bergantung pada besarnya regangan pada elastisitas normal paru-paru yang sehat. Dengan kata lain, dalam kondisi yang normal kita harus mengeluarkan energi untuk inhalasi tetapi tidak untuk ekshalasi.
Ekspirasi atau yang juga disebut ekshalasi dimulai ketika diafragma dan otot-otot interkosta rileks. Karena rongga dada menjadi lebih sempit, paru-paru terdesak, dan jaringan ikat elastiknya yang meregang selama inhalasi, mengerut dan juga mendesak alveoli. Dengan meningkatnya tekanan intrapulmonal di atas tekanan atmosfir, udara didorong ke luar paru-paru sampai kedua tekanan sama kembali.
Perhatikan bahwa inhalasi merupakan proses yang aktif yang memerlukan kontraksi otot, tetapi ekshalasi yang normal adalah proses yang pasif, bergantung pada besarnya regangan pada elastisitas normal paru-paru yang sehat. Dengan kata lain, dalam kondisi yang normal kita harus mengeluarkan energi untuk inhalasi tetapi tidak untuk ekshalasi.
Namun
begitu kita juga dapat mengalami ekshalasi diluar batas normal, seperti ketika
sedang berbicara, bernyanyi, atau meniup balon. Ekshalasi yang demikian adalah
proses aktif yang membutuhkan kontraksi otot-otot lain.
Otot-otot ekspirasi menurunkan volume rongga toraks. Ekspirasi
pada pernafasan yang tenang dipengaruhi oleh relaksasi otot dan disebut proses
pasif. Pada ekspirasi dalam, otot interkostal internal menarik kerangka iga ke
bawah dan otot abdomen berkontraksi sehingga mendorong isi abdomen menekan diafragma.
Kepatenan Ventilasi
tergantung pada empat factor :
A.
Kebersihan jalan nafas, adanya
sumbatan atau obstruksi jalan nafas akan menghalangi masuk dan keluarnya dari
dan ke paru-paru
B.
Adekuatnya system syaraf pusat dan
pusat pernafasan
C.
Adekuatnya pengembangan dan
pengempesan peru-peru
D.
Kemampuan oto-otot pernafasan
seperti diafpragma, eksternal interkosa, internal interkosa, otot abdominal.
Ventilasi
paru mengacu kepada pergerakan udara dari atmosfir masuk dan keluar paru.
Ventilasi berlangsung secara bulk flow.Bulk flow adalah perpindahan atau
pergerakan gas atau cairan dari tekanan tinggi ke rendah.
Faktor-faktor
yang mempengaruhi ventilasi antara lain :
Ø tekanan
Ø resistensi bronkus
Ø persyarafan bronkus
D. SIRKULASI PARU
Sirkulasi paru adalah darah si oksigenesi yang mengalir pada arteri pulmonaris dari sisi
kanan jantung. Darah ini memperfusi paru bagian respirasi dan ikut seta dalam
proses pertukaran oksigen dan karbon dioksida di kapiler dan arveolus.
Sirkulasi paru merupakan 8-9% dari curah jantung total. Tekanan dan resistensi
terhadap aliran di dalam sirkulasi paru sangat rendah, dengan tekanan paru
merata sekitar 12 mmHg dibandingkan dengan tekanan sistemik merata yang
besarnya sekitar 90 mmHg. Sirkulasi paru bersifat sangat fleksibel dan dapat
mengakomodasi variasi volume darah yang besar. Dengan demikian, sirkulasi paru
dapat berfungsi sebagai tempat penyimpanan darah yang dapat dipanggil
sewaktu-waktu apabila terjadi penurunan volume atau tekanan darah sistemik.
E. BENTUK DARI
PERNAFASAN
Bentuk dari
pernafasan secara garis besar dibagi menjadi 2 bagian yaitu:
1.
Proses Pernafasan
pulmonal atau paru-paru (external)
Pernafasan
externa adalah pertukaran gas oksigen dan karbondioksida. Pada pernafasan
melalui paru-paru atau penafasan externa, oksigen didapatkan melalui hidung dan
mulut, pada waktu bernafas oksigen mesul melalui trachea dan pipa bronchial ke alveoli
dan berhubungan erat dengan darah di kapiler pulmonalis. Hanya satu lapis
membrane, yaitu membrane alveoli-kapiler, memisahkan oksigen dan darah oksigen
menembus membrane ini dan dipungut oleh hemoglobin sel darah merah di bawa ke
jantung. Dari sini di pompa di dalam arteri ke seluruh bagian tubuh. Didalam
paru-paru karbon dioksida merupakan hasil buangan yag menembus membrane
alveoli. Dari kapiler darah dikeluarkan melalui pipa bronkus berakhir sampai
pada mulut dan hidung. Darah meninggalkan paru-paru pada tekanan oksigen 100
mmHg dan pada tingkat hemoglobinnya 95% jenuh oksigen. Empat proses berhubungan
dengan pernafasan paru-paru atau pernafasan externa :
a.
Ventilisasi pulmorter,
atau gerak pernafasan yang menukar udara dalam alveoli dengan udara luar.
b.
Arus darah melalui
paru-paru, darah mengandung oksigen masuk ke seluruh tubuh, karbondioksida dari
seluruh tubuh masuk ke paru-paru.
c.
Distribusi arus udar
dan arus darah sedemikian sehingga jumlah tepat dari setiapnya dapat mencapai
semua bagian tubuh.
d.
Difusi gas yang
menembusi membrane pemmisah alveoli dan kapiler. Karbondioksida lebih mudah
berdifusi dapi pada oksigen.
Semua proses ini
diatur sedemikian sehingga darah yang meninggalkan paru-paru menerima jumlah
tepat CO2 dan O2. Pada waktu gerak badan lebih banyak, darah dating ke
paru-paru membawa terlalu banyak CO2 dan terlampau sedikit O2, jumlah CO2 tidak
dapat di keluarkan, maka konsentrasinya dalam darah arteri bertambah. Hal ini
merangsang pusat pernafasan dalam otak untuk memperbesar dan didalam
pernafasan.penambahan fentilasi yang dengan demikian terjadi mengeluarkan CO2
dan memungut lebih benyak O2.
2.
Proses pernafasan
Jaringan (internal)
Darah yang telah
dijernihkan hemoglobinnya dengan oksigen (oxihemoglobin), mengitari seluruh
tubuh dan akhirnya mencapai kapiler, dimana darah bergerak sangat lambat. Sel
jaringan memungut oksigen dari hemoglobin untuk memungkinkan sel melakukan
oksidasi pernafasan, sebagai gantunya hasil dari oksidasi yaitu karbondioksida.
Perubahan-parubahan
berikut terjadi dalam komposisi udara dalam olveoli, yang disebabkan pernafasan
externa dan interna.
·
Udara yang di hirup:
Nitrogen (79%), Oksigen (20%), karbondioksida (0-0,4%). Udara yang masuk ke
alveoli mempunyai suhu dan kelembaban atmosfer.
·
Udara yang
dihembuskan: Nitrogen(79%), Oksigen(16%), karbondoiksida ( 4-0.4%)
F. PRINSIP
PERTUKARAN GAS
1. Pertukaran gas pulmonary
Pertukaran
gas mencakup dua proses yang independen, pernapasan eksternal pertukaran gas antara alveoli dengan aliran
darah dan pernapasan pertukaran gas antara kapiler dalam tubuh. Kedua proses
tersebut perpindahan gas dari tempat
mencakup perpindahan gas melalui difusi
yang berkonsentrasi tinggi ke tempat berkonsentrasi lebih rendah.
Kecepatan perpindahan gas ini bergantung pada konsentrasi (kepekatan) atau pada
tekanan yang dikeluarkan oleh gas (tekanan parsial). Secara umum udara yang
kita hirup (dari atmosfir bumi) sebenarnya merupakan campuran yang mengandung
kira-kira 21% oksigen, 0,04% karbon dioksida, dan 78% nitrogen. (Scanlon,
1995).
Tekanan
parsial (yang juga dikenal dengan hukum Dalton) adalah tekanan yang dikeluarkan
oleh salah satu dari sembarang gas dalam suatu campuran gas-gas yang secara
langsung berhubungan dengan konsentrasi gas tersebut dalam campuran dan dengan
tekanan total campuran gas. Tekanan parsial, kadang cukup disebut tension
mempunyai simbol P dan satuan mm Hg.
Tekanan
parsial suatu gas dapat dihitung dengan mengalikan persentase gas dimaksud
dengan tekanan total atmosfir dalam kondisi standar (760 mm Hg). Perhatikan
contoh berikut konsentrasi gas oksigen dalam atmosfir adalah 21 %, maka tekanan
parsial oksigen [PO2] adalah 21 % x 760 mm Hg = 159,6 mm Hg. Jadi dengan
demikian tekanan parsial oksigen 21 % adalah 159,6 mm Hg.
Udara di
dalam alveoli mempunyai kandungan PO2 tinggi dan PCO2 rendah. Darah di dalam
kapiler pulmonal, yang berasal langsung dari tubuh, mempunyai kandungan PO2
rendah dan PCO2 tinggi. Itulah sebabnya, dalam pernapasan eksternal oksigen
akan berdifusi dari udara di dalam alveoli ke dalam darah, dan karbon dioksida
berdifusi dari darah ke dalam udara di dalam alveoli. Darah yang kembali dari
jantung sekarang mempunyai kandungan PO2 yang tinggi dan PCO2 yang rendah dan
dipompakan oleh ventrikel kiri ke dalam sirkulasi sistemik.
Darah arteri
yang mencapai kapiler sistemik mempunyai kandungan PO2 yang tinggi dan PCO2
yang rendah. Sel tubuh dan cairan jaringan mempunyai PO2 rendah dan PC02 tinggi
karena sel-sel secara kontinu menggunakan oksigen dalam pernapasan sel
(pembentukan energi) dan menghasilkan karbon dioksida. Itulah sebabnya, dalam
pernapasan internal, oksigen berdifusi dari darah ke cairan jaringan (sel-sel),
dan karbon dioksida berdifusi dari cairan jaringan ke dalam darah. Darah yang
memasuki vena sistemik untuk kembali ke jantung sekarang mempunyai kandungan
PO2 rendah dan PCO2 tinggi dan dipompakan oleh ventrikel kanan ke dalam
paru-paru untuk turut serta dalam pernapasan eksternal. Kelainan pertukaran gas
yang sering melibatkan paru-paru, yaitu dalam pernapasan eksternal seperti pada
edema pulmonal dan pneumonia.
Besarnya
oksigen yang berdifusi ke dalam darah setiap menit bergantung pada faktor:
a. gradien
tekanan oksigen antara udara alveolar dan darah pulmonal yang masuk (PO2
alveolar-PO2 darah).
b. area
permukaan fungsional total membran pernapasan.
c. volume
pernapasan satu menit, dan.
d. ventilasi
alveolar. Keempat faktor tersebut mempunyai hubungan langsung dengan difusi
oksigen. Apa saja yang menurunkan PO2 alveoli cederung akan menurunkan gradien
tekanan oksigen darah alveolar dan karenanya cenderung menurunkan jumlah
oksigen yang memasuki darah.
Membran respirasi, tempat
berlangsungnya pertukaran gas, terdiri dari lapisan sulfaktan, epitelium
skuamosa simpel pada dinding alveolar, membran dasar pada dinding alveolar
ruang interestisial yang mengandung serabut jaringan ikat dan cairan jaringan,
membran dasar kapilar dan endotelium kapilar. Molekul gas harus melewati keenam
lapisan ini melalui proses difusi.
Oksigen, karbondioksida
meurunkan gradien tekanan farsialnya saat melewati membran respiratorik.
Faktor yang mempengaruhi
difusi gas selain gradien tekanan farsialnya, antara lain :
a. Ketebalan
membran respirasi. penyebab apapun yang meningkatkan ketebalan membran, seperti edema dalam
ruang interestisial atau infiltrasi fibrosa paru-paru akibat penyaki pulmonar
dapat mengurangi difusi.
b.Area permukaan
membran respirasi pada
penyakit seperti emfisema, sebagian besar permukaan yang tersedia untuk
pertukaran gas ,berkurang dan pertukaran gas mengalami gangguan berat.
c. Solubilitas gas
dalam membran respirasi.
Solubilitas karbondioksida dua puluh kali lyebih besar dari oksigen. Dengan
demikian, karbondioksia dari .oksidenberdifusi melalui membran dua puluh kali
lebih cepat dari oksigen.
G. TRANSPORT OKSIGEN DAN KARBONDIOKSIDA DIDALAM DARAH DAN CAIRAN TUBUH
1. Transpor oksigen.
Sekitar 97 % oksigen dalam darah dibawa eritrosit yang telah berikatandengan
hemoglobin (HB), 3 % oksigen sisanya larut dalam plasmanya. Sebagian
besar oksigen yang diangkut dalam darah berikatan dengan hemoglobin. Hemoglobin
adalah protein quarterner yang terbentuk dari empat rantai polipeptida yang
berbeda yaitu dua rantai alfa (a) dan dua rantai beta (P) yang masing-masing
berikatan dengan “kelompok heme” yang mengandung zat besi.
Ikatan oksigen-hemoglobin dibentuk dalam paru-paru dimana P02 tinggi. Ikatan relatif takstabil, dan ketika darah melewati jaringan dengan PO2 yang rendah, ikatan tersebut pecah, dan oksigen dilepaskan ke dalam jaringan. Makin rendah konsentrasi oksigen dalam jaringan, makin banyak oksigen hemoglobin yang akan dilepaskan. Hal ini menjamin bahwa jaringan aktif menerima oksigen sebanyak yang diperlukan untuk dapat melanjutkan pernapasan sel. Faktor lain yang meningkatkan pelepasan oksigen dari hemoglobin adalah PCO2 yang tinggi (pH yang rendah) dan suhu yang tinggi.
Ikatan oksigen-hemoglobin dibentuk dalam paru-paru dimana P02 tinggi. Ikatan relatif takstabil, dan ketika darah melewati jaringan dengan PO2 yang rendah, ikatan tersebut pecah, dan oksigen dilepaskan ke dalam jaringan. Makin rendah konsentrasi oksigen dalam jaringan, makin banyak oksigen hemoglobin yang akan dilepaskan. Hal ini menjamin bahwa jaringan aktif menerima oksigen sebanyak yang diperlukan untuk dapat melanjutkan pernapasan sel. Faktor lain yang meningkatkan pelepasan oksigen dari hemoglobin adalah PCO2 yang tinggi (pH yang rendah) dan suhu yang tinggi.
a) Setiap molekul dalam ke empat molekul besi
dalam hemoglobin berikatan dengan satu molekul oksigen untuk membentuk oksihemoglobin
berwarna merah tua. Ikatan ini tidak kuat dan refersibel. Hemoglobin
tereduksi berwarna merah kebiruan.
b) Kapasitas oksigen adalah volume maksimum oksigen yang dapat
berikatan dengan sejumlah hemoglobin dakam darah.
Ø Setiap sel darah merah mengandung 280 juta
molekul hemoglobin. Setiap garam hemoglobin dapat mengikat 1,34 ml oksigen.
Ø 100 ml darah rata-rata mengandung 15 gram
hemoglobin untuk maksimum 20 ml oksigen per 100 ml darah (15 x 1,34).
Konsentrasi hemoglobin ini biasanya dinyatakan sebagai persentase volume ddan
merupakan jumlah yang sesuai dengan kebutuhan tubuh.
c) Kejenuhan oksigen darah adalah rasio
antara volume oksige aktual yang terikat pada hemoglobin dan kapasittas
oksigen.
2.
Transpor karbon dioksida.
Transpor karbon dioksida
(CO2) sedikit lebih rumit. Lebih dari dua pertiga CO2 yang diangkut oleh darah
terbawa dalam bentuk ion bikarbonat (HCO3~). Ketika CO2 larut dalam air
(seperti dalam plasma darah), sebagian dari molekul CO2 berasosiasi dengan H2O
membentuk asam karbonat (H2C03). Ketika terbentuk, sebagian dari molekul H2C03
berdisosiasi membentuk ion-ion H+ dan bikarbonat (HCO3-). Proses ini dikatalis
oleh enzim karbonat anhidrase yang terdapat dalam sel-sel darah merah.
Pembentukan bikarbonat.
Karbon dioksida bereaksi dengan air membentuk asam karbonat, yang reaksinya
dikatalis oleh enzim SDM karbonat anhidrase. Asam karbonat kemudian
berdisosiasi membentuk ion bikarbonat dan hidrogen. Panah ganda menunjukkan
bahwa setiap reaksi bersifat reversibel, kecepatan aktual pada setiap arah
diatur oleh konsentrasi relatif setiap molekul. (Sumber: Wingerd, 1994, him.
459)
Makin banyak CO2 yang
ditambahkan ke dalam plasma, makin banyak CO2 yang akan diubah menjadi asam
karbonat. Sebagai akibat konsentrasi asam karbonat meningkat, yang membuat
sistem bergerak ke arah bikarbonat, sehingga meningkatkan kecepatan pembentukan
bikarbonat. Hasil akhirnya adalah molekul-molekul CO2 yang berdiftisi ke dalam
plasma akan terus menerus dibuang dari larutan dan diubah menjadi bikarbonat.
Hal ini memungkinkan tempat yang lebih banyak untuk CO2 terlarut dalam plasma,
dengan demikian meningkatkan kapasitas pengangkutan CO2 darah.
Ketika ion-ion
bikarbonat dibentuk, ion-ion tersebut berdifusi searah dengan gradien
konsentrasinya ke dalam plasma. Keluarnya ion-ion negatif ini (HCO3~) dari
sel-sel darah merah diimbangi oleh masuknya ion negatif lain yaitu ion klorida
(Cl~). Transpor ion negatif yang saling berlawanan ini disebut sebagai
perpindahan klorida. Sesuai dengan hukum kecepatan kimia di atas, ketika CO2
dikeluarkan dari plasma maka keseluruhan sistem berpindah ke arah yang
berlawanan. Dengan demikian, reaksi yang mengubah asam karbonat untuk
membebaskan CO2 menjadi dominan. Penurunan
konsentrasi asam karbonat kemudian mendorong perpindahan ke arah pengubahan
bikarbonat menjadi asam karbonat.
Karbon dioksida yang berdifusi kedalam darah
dari jaringan dibawa ke paru-paru melalui cara berikut ini:
a) Sejumlah kecil karbon dioksida (7 % - 8 %)
tetap terlarut dalam plasma.
b) Karbon dioksida yang tersisa bergerak
kedalam sel darah merah, diimana 25 % nya bergabung dalam bentuk repersibel yang
tidak kuat dengan gugus amino di bagian globin pada hemoglobin untuk membentuk
karbaminohemoglobin.
c) Sebagian besar karbon dioksida dibawa dalam
bentuk bikarbonnat terutama dalam plasma.
d) Pergeseran klorida. Ion bikarbonat
bermuatan negatif yang terbentuk dalam sel darah merah berdifusi kedalam plasma
dan hanya menyissakan ion bermuatan positif berlebihan.
e) Ion hidrogen bermuattan positif yang
terlepas akibat disosiasi asam karbonat berikatan dengan hemoglobin dalam sel
darah merah untuk memkinimalisasikan perubahan ph.
H. PENGATURAN SISTEM
PERNAFASAN & INSUFIENSI PERNAFASAN
Mekanisme
pernafasan diatur dan dikendalikan oleh dua factor utama yaitu factor kimiawi
dan pengendalian oleh saraf.
1.
Kendali Kimiawi
Factor kimiawi
adalah factor utama dalam pengendalian dan pengaturan frekuensi, kecepatan dan
dalamnya gerakan pernafasan. Pesat pernafasan di sumsum dangant peka pada
reaksi kimia. Karbon dioksida adalah produk asam dari metabolism, yang
merangsang pusat pernafasan untuk mengirim keluar impuls saraf yang bekerja
atas otot pernafasan.
Latihan
menyebabkan peningkatan kadar karbondioksida dalam darah, atau peningkatan
konsentrasi ion hydrogen ( H ) darahmempunyai efek kuat yang langsung pada
neuron-neuron susunan reticular yang menyebabkan peningkatan kecepatan dan
kedalam pernafasan dengan meningkatkan ekresi kerbon dioksida.
Pusat
pengendalian ada di kemoreseptor yang mendeteksi perubahan kadar oksigen,
karbon dioksida dan ion hydrogen dalam darah arteri dan cairan serebrospinalis
dan menyebabkan pemyesuaian yang tepat antara frekuensi dan keadaan respirasi.
a.
Kemoreseptor sentral
Yaitu neuron yang terletak di permukaan ventral lateral
medulla. Peningkatan kadar karbon dioksida dalam darah arteri dan cairan
serebrospinalis merangsan peningkatan frekuensi dan kedalam respirasi.
Penurunan kadar oksigen hanya sedikit berpengaruh pada kemoreseptor sentral.
b.
Kemoreseptor perifer
Terletak di badan aorta dan kerotid pada system arteri.
Kemoreseptor ini merespon terhadap perubahan konsentrasi ion oksigen, karbon
dioksida dan ion hydrogen.
Contoh:
Kalau kita
melakukan olahraga maka akan terjadi proses pembakaran di dalam tubuh, hal ini
memerlukan oksigan yang sangat besar, maka efek dari kompensasi tubuh adalah
dengan jalan respirasi yang cepat dan dalam untuk menyediakan bahan bakar
tersebut, sewaktukita melakukan istirahat maka tubuh akan kembali normal karena
oksigen yang dibutuhkan standar karena pembakaran yang terjadi tidak terlalu
banyak
2.
Kendali Syaraf
Penafasan
dikendalikan oleh sel-sel syaraf dalam susunan retikularis di batang, terutama
pada medulla. Sel-sel ini mengirim impuls menuruni medulla spinalis, kemudian
melalui syaraf frenkus ke diagfragma, da melalui syaraf-syaraf interkostalis ke
otot-otot interkostalis. Jadi pusat pernafasan ialah suatu pusat otomatik di
dalam medulla oblongata yang mengeluarkan impuls eferen ke otot pernafasan
impuls eferen yang dirangsang oleh pemekaran gelembung udara, yang diantarkan
oleh syaraf vagus kepusat pernafasan di dalam medulla.
Susunan
retikularis mempunyai pola aktifitas syaraf dengan irama teratur yang
mempertahankan aktifitas berirama dari otot-otot ini. Irama ini dilengkapi
dengan Hering-Breuer yaitu reseptor-reseptor yang renggang yang terdapat pada
frenkhim paru-paru yang memancarkan rangsangan ke medulla oblongata melalui
vagus, pengembangan paru-paru yang cepat menghambat rangsang respirasi.
Reseptor
regangan di jaringan peru mengirim impuls-impuls melalui nervus vagus ke batang
otak impuls ini menghambat inspirasi saat paru-paru dikembangkan, dan
merangsang respirasi.
Selain nyeri,
dan impuls syaraf dari gerakan badan, menyebabkan peningkatan pada pernafasan,
karena kerjanya pada susunan reticular.
Beberapa factor
tertentu merangsang pusat pernafasan yang terletak di dalam medulla oblongata,
dan kalau dirangsang maka pusat itu mengeluarkan impuls yang disalurkan oleh
syaraf spinalis ke otot pernafasan yaitu
diagfragma dan otot interkostalis.
Rangsangan
ritmis ( berirama ) pada medulla oblongata menimbulkan pernafasan otomatis.
Darah medulla oblongata yang berhubungan denga pernafasan secara klasik
dinamakam pusat pernafasan. Ada 2 kelompok neuron pernafasan, kelompok social
yang dekat dengan nucleus trktus solitariusadalah sumber irama yang
mengendalikan neuron motoris phrenerius konralateral. Neuron-neuron ini juga
memproyeksikan diri dan mengendalikan golongan ventral. Golongan ini mempunyai
2 bagian.
·
Bagian krnial dibentuk
oleh neuron-neuron nucleus ambigus yang mempersyarafi otot-otot membantu
pernafasan ipsilateral, pada hakekatnya melalui nervus vagus.
·
Bagian caudal dibentuk
oleh neuron-neuron dalam nucleus retroambigualis yang menyelenggarakan
pengendalian inspirasi dan eksresi ke neuron-neuron motoris yang mempersyarafi
interkostalis.
Penafasan spontan ditimbulkan oleh rangsang yang ritmis
neron motoris yang mempersyarafi otot-otot pernafasan. Rangsangan ini secara
keseluruhan tergantung pada impuls-impuls syaraf otak.
BAB
III
PENUTUP
System pernapasan atau system respirasi
adalah system organ yang digunakan untuk pertukaran gas. Pada hewan berkaki
empat, system pernapasan umumnya termasuk saluran yang digunakan untuk membawa
udara ke dalam paru-paru di mana terjadi pertukaran gas. Diafragma menarik
udara masuk dan juga mengeluarkannya. Berbagai variasi system pernapasan
ditemukan pada berbagai jenis mahluk hidup. Bahkan pohon pun memiliki system
pernapasan.
B. Saran
Kita sebagai seorang
calon perawat harus mengerti bagai mana terjadinya sistem pernapasan yang baik.
Karena dengan mengetahui tentang tata cara bernapas yang baik, kita bisa
menerapkannya didalam kehidupan kita sehari-hari supaya kita bisa hidup lebih
sehat. Selain itu juga kita bisa menerapkannya kepada klien (pasien) apabila
kita sudah bekerja nanti dengan tujuan untuk mengontrol kesehatan pasien dalam
hal pernapasan.
DAFTAR PUSTAKA
Ø
Sloane,
ethel. 1994. Anatomi dan fisiologi. Penerbit buku kedokteran. Jakarta.
Ø
Leonhardt,
helmut. 1988. Atlas dan buku teks anatomi manusia. Penerbit buku kedokteran.
Jakarta.
Ø
Setiadi, 2007. Anatomi dan Fisiologi
Manusia. Graha Ilmu, Yogyakarta.
Ø
http://nursecerdas.wordpress.com/2009/01/12/sistem-pernapasan
Tidak ada komentar:
Posting Komentar