17

BAB I PENDAHULUANPada tubuh manusia sel mendapatkan sebagian besar energi melalui proses berbagai reaksi kimia yang melibatkan oksigen. Selain itu, seluler perlu mengeluarkan sisa karbondioksida yang sebagai produk buangan reaksi dari proses kimia. Proses pertukaran gas antara oksigen dengan karbondioksida itulah yang disebut sebagai proses respirasi.1Secara umum respirasi didefinisikan sebagai merupakan proses pertukaran gas keluar dan masuk dari paru-paru. Namun, pada manusia respirasi terbagi menjadi dua yaitu respirasi eksternal dan ekspirasi internal. Respirasi eksternal pertukaran udara yang terjadi antara udara dalam alveolus dengan darah atau kapiler, sedangkan respirasi internal adalah pernapasan yang terjadi antara darah dalam kapiler dengan sel-sel tubuh. Gas-gas yang diperlukan tubuh seperti oksigen masuk ke dalam tubuh kemudian terjadi pertukaran dengan gas-gas yang tidak dibutuhkan seperti karbondioksida (CO2) dan dikeluarkan melalui sistem respirasi.1,2Sistem respirasi merupakan organ-organ yang menyediakan jalan sebagai pertukaran gas antara udara luar dengan tubuh. Sistem respirasi terbagi menjadi 2 bagian yaitu sistem respirasi bagian atas dan sistem respirasi bagian bawah. Sistem respirasi bagian atas merupakan organ pernafasan yang berada diluar dari kavum thoraks yang terdiri dari hidung, mulut, faring, dan laring. Kemudian saluran pernafasan bawah merupakan saluran pernafasan yang berada pada kavum thoraks terdiri dari trakea, bronkus, bronkiolus dan paru-paru. Fungsi saluran pernafasan bagian atas adalah menghantarkan udara masuk kedalam tubuh. Sedangkan fungsi pernafasan bagian bawah adalah menghantarkan udara dari saluran pernafasan atas menuju paru-paru. Yang nantinya pertukaran gas antara oksigen (O2) dan Karbondioksida (CO2) terjadi pada paru-paru. Selain itu, fungsi sistem respirasi yang lain mengeluarkan air dan panas, memungkinkan sebagai alat berbicara, menjaga keseimbangan asam basa, dan pertahanan tubuh terhadap benda asing.3Secara fisiologis mekanisme respirasi terbagi menjadi 3 yaitu ventilasi, difusi dan perfusi. Ventilasi adalah proses keluar masuknya udara dari atmosfer menuju ke dalam tubuh. Kemudian, difusi merupakan proses pertukaran Oksigen (O2) dengan Karbondioksida (CO2) yang terjadi antara alveoli dengan darah. Setelah itu, perfusi adalah proses pengangkutan oksigen dan karbondioksida dalam darah.3

BAB IIPEMBAHASAN

2.1 Anatomi Sistem RespirasiSistem respirasi merupakan organ-organ yang menyediakan jalan dalam keluar masuknya udara dari luar ke dalam tubuh. Sistem respirasi meliputi hidung, faring, laring, faring, trakea, bronkus, bronkiolus dan faring. Secara anatomis sistem respirasi terbagi menjadi 2 yaitu sistem respirasi bagian atas dan sistem respirasi bagian bawah. Sistem respirasi bagian atas merupakan organ jalan nafas yang tidak dilindungi kavum thoraks meliputi hidung, faring dan laring. Sedangkan, sistem respirasi bagian bawah merupakan organ-organ jalan nafas yang dilindungi kavum thoraks meliputi trakea bronkus, bronkiolus dan paru-paru. Namun, secara fisiologis sistem respirasi terbagi menjadi 2 yaitu sistem respirasi bagian konduksi dan bagian respiratorius. Bagian konduksi merupakan zona diamana sistem respirasi menghantarkan udara sampai ke dalam paru-paru meliputi hidung sampai bronkiolus terminalis. Sedangkan bagian konduksi merupakan tempat terjadinya pertukaran udara meliputi bronkiolus respiratorius sampai alveoli.1 2.1.1 Sistem Respirasi Bagian Atasa) HidungHidung termasuk saluran pernafasan bagian atas sebagai tempat masuknya udara atmosfer dari luar ke saluran pernafasan. Udara masuk melalui nares kemudian masuk ke dalam kavum nasi dan keluar menuju faring melalui choana. Di dalam kavum nasi terdapat tonjolan-tonjolan tulang atau konka. Konka terdiri dari 3 bagian yaitu konka superior, konka media, dan konka inferior. Diantara konka terdapat lekukan-lekukan yang dinamakan meatus. Meatus terdiri dari meatus superior, meatus inferior dan meatus media. Selain itu kavum nasi juga berhubungan dengan sinus paranasal yang bermuara pada meatus dan berhubungan dengan rongga hidung melalui celah kecil yang disebut infundibulum. Sinus paranasal terdiri dari sinus frontalis, sinus ethmoidalis, sinus maksilaris, dan sinus sphenoidalis.1,2Sinus paranasal memiliki fungsi dalam menciptakan turbulensi udara yang masuk sehingga dapat mengatur kelembaban dan suhu udara saat inspirasi. Sinus paranasal merupakan perluasan dari rongga hidung. Sinus frontalis terletak pada os frontal, sinus ini bermuara pada bagian anterior meatus media. Sinus frontalis berdekatan dengan bagian frontal sehingga jika terjadi infeksi pada daerah ini maka akan memungkinkan perluasan infeksi pada daerah frontal. Sinus ethmoidalis terletak pada bagian os ethmoidale. Sinus ini memiliki banyak rongga kecil yang disebut cellulae ethmoidalis yang terletak antara os ethmoidale, rongga hidung dan orbita. Sinus ini berhubungan dengan meatus superior dan media.2Sinus maksilaris merupakan sinus terbesar diantara keempat sinus paranasal. Sinus ini terletak pada hampir selebar korpus maksila. Sinus ini bermuara pada meatus media via hiatus seminularis. Sinus ini sangat dekat berbatasan dengan dentes molaris kedua, sehingga apabila terjadi kerusakan pada dens molaris akan menyebabkan hubungan antara kavum oris dengan kavum nasi. Kemudian, sinus sphenoid terletak pada os sphenoid, dan berhubungan dengan kavum nasi melalui superior konka.2

Gambar 2.1 Sinus Paranasal2Didalam kavum nasi udara dari atmosfer masuk kemudian diteruskan melalui faring. Dalam kavum nasi udara disaring dari kotoran rambut-rambut hidung dan selaput lendir yang berada dalam mukosa hidung. Selain itu, pada kavum nasi udara yang masuk juga diatur kelembaban dan temperatur agar sesuai dengan tubuh.2

Gambar 2.2 Anatomi Hidung dan Mulut2

b) FaringFaring merupakan saluran yang berbentuk pipa yang berada di bawah dasar tengkorak sampai persambungan pada esophagus. Faring terletak pada belakang kavum nasi sampai ketinggian tulang rawan krikoid. Faring terdiri dari 3 bagian yaitu nasofaring, orofaring dan laringofaring. Nasofaring merupakan bagian yang menghubungkan antara rongga hidung dengan bagian pertama faring. Pada bagian nasofaring terdapat saluran tuba eustachius yang berada pada dinding lateral. Kemudian orofaring merupakan bagian persimpangan antara rongga mulut ke kerongkongan dengan rongga hidung. Pada faring terdapat dua percabangan yaitu laringofaring yang merupakan percabangan faring menuju laring dan percabangan faring yang menuju esophagus. Kedua percabangan ini dipisahkan oleh epiglottis yang memisahkan antara saluran pencernaan dengan saluran respirasi.2,4

c) LaringLaring merupakan tabung ireguler, yang menghubungkan faring dengan dengan trakea. Laring terletak pada saluran pernafasan atas setinggi cervical IV-VI. Laring berbentuk triangular terbalik dengan dinding kartilago tiroid di sebelah atas dan kartilago krikoid pada bagian bawahnya. Kerangka laring dibentuk oleh 9 tulang rawan yang saling berhubungan dengan ligamentum dan membrane. Dari 9 tulang rawan terdapat 3 tulang tunggal (cartilago thyroidea, cartilago cricoidea, cartilago epiglottica) dan 3 tulang rawan berpasangan (cartilago arytenoidea, cartilago corniculata, dan cartilago cunieformis).2Laring memiliki 3 fungsi dasar yaitu fonasi, respirasi dan proteksi. Fungsi fonasi terjadi akibat aliran udara respirasi dengan pita suara atau plica vocalis. Fungsi proteksi pada laring memungkinkan terjadinya berhentinya proses respirasi sejenak pada saat menelan makanan akibat perangsangan pada reseptor Nervus Laringeus superior. Hal ini memungkinkan bahwa makanan tidak masuk ke dalam saluran pernafasan.

Gambar 2.3 Struktur Anatomi Trakea4

2.1.2 Sistem respirasi Bagian Bawaha) TrakeaTrakea (batang tenggorok) merupakan tabung yang terbentuk dari cincin tulang rawan,terletak di daerah leher dengan panjang 11 cm dan merupakan saluran yang menghubungkan antara faring dengan bronkus. Cincin tulang rawan pada trakea memungkinkan tetap terbukanya trakea sehingga memudahkan aliran udara dari laring ke bronkus atau sebaliknya. Pada dinding trakea terdapat rambut silia yang berfungsi mendorong benda asing yang terikat zat mucus kearah faring. Zat yang berikatan dengan mucus kemudian dapat ditelan atau dikeluarkan sehingga trakea dijuluki sebagai organ eskalator-muko-siliaris.4b) Bronkus dan bronkiolusBronkus merupakan percabangan trakea yang bercabang utama menjadi dua yaitu bronkus kanan yang menuju paru-paru kanan dan bronkus kiri yang menuju paru-paru kiri. Pada bronkus bagian kanan memiliki diameter lumen yang lebih lebar, ukuran yang lebih pendek dan posisi yang lebih vertikal serta memiliki letak yang lebih tinggi dibanding arteri pulmonalis. Sedangkan bronkus kiri memiliki ukuran yang lebih panjang, diameter yang lebih sempit serta melintas dibawah arteri pulmonalis. Bronkus terbagi menjadi 2 bagian yaitu bronkus ekstrapulmoner dan bronkus intrapulmoner. Bronkus ekstrapulmoner merupakan bronkus yang strukturnya berada diluar paru-paru sedangkan bronkus intrapulmoner merupakan bronkus yang strukturnya terdapat dalam paru-paru.5Cabang utama bronkus bercabang lagi membentuk bronkus lobaris kemudian bercabang membentuk cabang yang lebih kecil menjadi bronkus segmentalis. Kemudian, setiap ujung dari cabang bronkus segmentalis disebut bronkiolus.5Bronkiolus di dalam paru-paru membentuk cabang-cabang lebih kecil yang bronkiolus terminalis, kemudian bronkiolus respiratorius, dan selanjutnya berujung pada kantung alveoli. Bronkiolus terminalis merupakan saluran respirasi terkecil dengan diameter kurang dari 1mm yang tidak memiliki alveoli. Sehingga bronkiolus terminalis merupakan ujung dari zona konduksi pada sistem respirasi. Bronkiolus terminalis tidak memiliki struktur tulang rawan namun dilapisi dinding otot polos sehingga memungkinkan terjadinya perubahan pada diameter lumen bronkiolus. Sedangkan bronkiolus respiratorius merupakan bronkiolus yang memiliki alveoli didalamnya sehingga pada bronkiolus respiratorius memungkinkan terjadinya pertukaran udara.6c) Paru-ParuParu-paru merupakan organ yang berada dalam kavum thoraks dan dlindingi oleh tulang-tulang costa. Paru-paru berbentuk seperti piramid dan memiliki struktur seperti spons dan memiliki udara serta berbatasan dengan jantung pada bagian anteriornya. Selain itu, paru-paru juga berbatasan dengan diafragma pada bagian inferiornya dan membatasi antara kavum thoraks dengan kavum abdomen. Paru-paru terbagi menjadi 2 yaitu paru-paru bagian kiri dan paru bagian kanan. Paru-paru kanan memliki 3 lobus sedangkan paru-paru kiri memiliki 2 lobus. Paru-paru terdiri dari 3 bagian yaitu apeks, medial dan basal. Bagian apeks paru terletak setinggi klavikula sedangkan pada bagian medial terdapat struktur penting yaitu bagian hilus yang merupakan tempat masuk dari bronkus primer dan arteri dan vena pulmonalis yang masuk ke dalam paru-paru. Pada bagian basal paru berbatasan dengan diafragma yang membatasi antara kavum thoraks dengan kavum abdomen. Yang nantinya diafragma berperan dalam mekanisme ekspirasi dan inspirasi.2,6Kemudian, organ paru memiliki sebuah membran serosa yang melapasi dan membungkus paru yang disebut pleura. Pleura terdiri dari 3 bagian yaitu pleura parietal, visceral dan kavum pleura. Pleura parietal adalah pleura yang melapisi bagian rongga thoraks termasuk tulang costa, diafragma dan jantung yang berada pada mediastinum. Pleura visceral merupakan bagian pleura yang bersambungan pleura parietal namun melapisi struktur parenkim paru. Sedangkan kavum pleura merupakan rongga yang terdapat diantara pleura parietal dan pleura visceral yang berisi sedikit cairan. Fungsi dari pleura adalah mempermudah organ paru dalam mengembang dan mengempis untuk mekanisme terjadinya respirasi.6Paru-paru memilki unit struktur terkecil yang disebut alveoli. Alveoli merupakan sebuah struktur terkecil paru yang memungkinkan terjadinya pertukaran udara antara gas Oksigen dengan karbondioksida berlangsung. Struktur alveoli menyerupai kantung udara yang mirip mangkok. Dinding alveoli terdapat banyak kapiler darah sebagai tempat terjadinya difusi.6 Pertukaran gas oksigen dengan karbondioksida terjadi bagian alveoli.

Gambar 2.4 Struktur Anatomi Paru4

2.2 Fisiologi RespirasiSecara fisiologi respirasi terbagi dalam berbagai macam, menurut tempat terjadinya maka respirasi dibedakan menjadi respirasi internal dan respirasi eksternal. Respirasi eksternal adalah pertukaran udara yang terjadi antara udara dalam alveolus dengan darah, sedangkan pernapasan internal adalah pernapasan yang terjadi antara darah dengan sel-sel tubuh. namun secara umum tetap bahwa perngertian respirasi adalah pertukaran gas antara oksigen dan karbondioksida yang terjadi dalam tubuh.7Respirasi pada manusia secara fisiologis terdiri dari berbagai proses mencakup7 a) Ventilasi paru: proses keluar masuknya udara dari alveoli ke luar tubuhb) Difusi oksigen dan karbon dioksida antara darah dan alveolic) Transpor oksigen dan karbondioksida ke dan dari jaringan periferd) Pengaturan pernafasan

Gambar 2.5 Proses Fisiologi Respirasi3

2.2.1 Ventilasi ParuVentilasi paru merupakan merupakan suatu proses keluar masuknya udara ke dalam paru-paru. Ventilasi paru merupakan mekanisme bagaimana tubuh memasukkan udara dari atmosfer ke dalam paru-paru untuk tujuan mengambil oksigen dan mengeluarkan karbondioksida.7Proses ventilasi paru terjadi oleh sifat udara yang masuk dari tekanan tinggi menuju ke tekanan yang lebih rendah. Perbedaan tekanan antara udara yang terjadi antara atmosfer dengan alveoli mengakibatkan terjadinya pertukaran gas pada tubuh. Selain itu, otot-otot yang melekat pada thoraks dan otot diafragma berperan pada perubahan tekanan yang terjadi di dalam paru dan menyebabkan terjadinya peristiwa ekspirasi dan inspirasi. Perbedaan tekanan antara atmosfer dengan alveoli inilah yang nantinya disebut tekanan transpulmoner. Tekanan transpulmoner sangat terkait dengan adanya hukum boyle menyatakan pada suhu tetap, tekanan gas di dalam ruang tertutup berbanding terbalik dengan volumenya.7Maka, masuk keluarnya udara dalam paru-paru dipengaruhi oleh perbedaan tekanan udara dalam rongga dada dengan tekanan udara di luar 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.7

a) Ekspirasi dan InspirasiSehubungan dengan organ yang terlibat dalam pemasukkan udara (inspirasi) dan pengeluaran udara (ekspirasi) maka mekanisme pernapasan dibedakan atas dua macam, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut. Pernafasan dada merupakan pernafasan yang melibatkan otot antar tulang rusuk. Sedangkan, pernafasan perut merupakan pernafasan yang terjadi akibat aktivitas otot-otot diafragma yang membatasi antara rongga perut dan rongga dada. Namun, selain itu terdapat otot-otot alat bantu pernafasan yang juga berperan dalam peristiwa inspirasi dan ekspirasi. Otot yang tergolong alat bantu pernafasan saat inspirasi adalah otot sternokleidomastoideus, seratus anterior, dan skalenus. Sedangkan otot alat bantu ekspirasi adalah rektus abdominis dan otot-otot perut lain yang menekan perut kearah atas atau ke arah diafragma. Pada peristiwa respirasi normal otot alat bantu pernafasan kurang berperan namun berperan jika terjadi usaha-usaha bernafas yang dalam.3,7Peristiwa inspirasi terjadi akibat dari perbedaan tekanan alveoli yang menurun lebih rendah dibanding tekanan atmosfer akibat dari kontraksi otot inspirasi. Pada saat fase inspirasi terjadi kontrasi otot antartulang rusuk eksterna dan kontraksi otot diafragma sehingga rongga dada membesar dan mengakibatkan tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada tekanan atmosfer sehingga udara luar dapat masuk ke dalam tubuh.7,8

Gambar 2.6 Inspirasi4Sedangkan pada saat fase ekspirasi terjadi kontraksi otot antara tulang rusuk interna dan relaksasi otot diafragma sehingga dikuti oleh turunnya tulang rusuk dan mengakibatkan volume dalam rongga dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih tinggi disbanding tekanan atmosfer dan udara keluar dari tubuh.7

Gambar 2.7 Ekspirasi4b) Tes Fungsi ParuFungsi sistem respirasi untuk melakukan pertukaran udara keluar masuk tubuh dapat diketahui dengan menggunakan spirometri. Tes fungsi paru dapat mengetahui jumlah volume udara yang keluar masuk tubuh.9 1) Volume tidal adalah volume udara yang dihirup atau dihembuskan pada pernapasan normal (500 ml)2) Volume cadangan inspirasi adalah volume udara maksimal yang dapat dihirup sekuat mungkin (3000 ml)3) Volume cadangan ekspirasi merupakan volume udara maksimal yang dapat dikeluarkan sekuat mungkin (1100 ml) 4) Volume residual adalah volume udara yang tersisa dalam paru setelah inspirasi dan ekspirasi maksimal (1200 ml) 5) Kapasitas inspirasi: jumlah udara maksimal yang dapat diinspirasi setelah ekspirasi normal, atau sama dengan volume tidal plus volume cadangan inspirasi (sekitar 2500 ml)6) Kapasitas residu fungsional: jumlah gas yang tertinggal di paru-paru setelah ekspirasi volume tidak normal, atau sama dengan volume cadangan ekspirasi plus volume residual sekitar 2300 ml7) Kapasitas vital: jumlah gas yang dapat diekspirasi setelah inspirasi secara maksimal, atau sama dengan volume tidal ditambah volume cadangan ekspirasi plus volume cadangan inspirasi (sekitar 4600 ml)8) Kapasitas total paru-paru; yaitu jumlah total udara yang dapat dimasukan ke dalam paru-paru setelah inspirasi maksimal, atau sama dengan kapasitas vital ditambah volume residual. (5800 ml)

Gambar 2.8 Volume dan Kapasitas Fungsi Paru3Volume respirasi merupakan jumlah total udara yang masuk ke saluran nafas setiap menit. Jumlah ini sama dengan volume tidal dikali laju (kecepatan respirasi). Volume respirasi semenit adalah sekitar 6 L/menit8Ruang rugi merupakan udara yang ikut dalam proses inspirasi tetapi tidak pernah ikut dalam pertukaran gas tetapi hanya mengisi saluran nafas. Terdapat 3 ruang rugi yaitu:1) Ruang rugi anatomis: adalah udara di saluran nafas yang tidak ikut serta dalam pertukaran gas2) Ruang rugi alveolus: adalah udara di bagian paru tempat pertukaran gas yang tidak dapat melakukan pertukaran gas; pada orang normal besarnya hampir nol3) Ruang rugi fisiologi adalah ruang rugi alveolus plus ruang rugi anatomisVentilasi alveolus merupakan kecepatan udara baru yang mencapai tempat pertukaran gas. Atau sama dengan frekuesi nafas dikali jumlah udara yang masuk alveolus setiap kali bernafas. Jumlah udara alveolus merupakan volume tidal dikurangi volume ruang rugi. Pada respirasi normal ruang rugi adalah 150 ml, volume tidal normal adalah 500 ml, dan kecepatan pernafasan normal 12 kali per menit. Sehingga, ventilasi alveolus adalah 12 x (500-150) atau 4200 ml/menit. Maka udara yang mengalami pertukaran udara dalam alveoli adalah sebanyak 4,2 liter per menit.7,8,9

2.2.2 DifusiDifusi dalam respirasi merupakan proses pertukaran gas antara alveoli dengan darah pada kapiler paru. Proses difusi terjadi karena perbedaan tekanan, gas berdifusi dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Salah satu ukuran difusi adalah tekanan parsial. Tekanan parsial merupakan tekanan yang ditimbulkan oleh masing-masing gas sendiri. Tekanan parsial dihitung berdasarkan mengalikan konsentrasi fraksional dengan tekanan total. Berikut daftar tekanan parsial masing-masing udara:7,10Tabel 2.1 Tekanan Parsial Gas7GASTekanan Parsial (mm Hg)

Udara AtmosferUdara TerlembabkanUdara AlveolusUdara Ekspirasi

N2597 (78.62%)563.4 (74.09%)569 (74.9%)566 (74.5%)

O2159 (20.84%)149.3 (19.67%)104 (13.6%)120 (15.7%)

CO20.3 (0.04%)0.3 (0.04%)40.0 (5.3%)27 (3.6%)

H2O3.7 (0.5%)47 (6.2%)47 (6.2%)47 (6.2%

Total760.0 (100%)760.0 (100%)760.0 (100%)760.0 (100%)

Berdasarkan tabel tersebut dapat dijelaskan bahwa terdapat perbedaan tekanan antara udara atmosfer dengan udara alveoli. Hal ini terjadi karena:7a) Setiap kali bernafas, hanya sebagian dari udara alveolus yang diganti dengan udara atmosferb) Oksigen terus menerus diserap dari udara alveolusc) Karbon dioksida secara terus menerus berdifusi dari darah ke paru dalam alveolusd) Udara atmosfer yang kering dilembabkan oleh saluran nafas.

Dalam aliran darah paru tekanan PO2 pada arteri adalah 40 mmHg dan PCO2 adalah 47 mmHg. Perbedaan tekanan parsial inilah yang mengakibatkan terjadinya difusi gas dari kapiler menuju alveoli. Seiring aliran darah yang mengaliri paru-paru maka PO2 pada vena paru akan meningkat sedangkan PCO2 akan menurun. Pada vena pulmonalis tekana PO2 meningkat menjadi 100 mmHg atau hampir sama dengan tekanan PO2 pada alveoli sedangkan PCO2 pada vena menurun menjadi 40 mmHG.7,8

Gambar 2.9 Tekanan Parsial O2 dan CO23

Difusi terjadi melalui membran respirasi yang merupakan dinding alveolus yang sangat tipis dengan ketebalan rata-rata 0,5 mikron. Di dalamnya terdapat jalinan kapiler yang sangat banyak dengan diameter 8 angstrom. Dalam paru terdapat sekitar 300 juta alveoli dan bila dibentangkan dindingnya maka luasnya mencapai 70 m2 pada orang dewasa normal.3,7 Saat difusi terjadi pertukaran gas antara oksigen dan karbondioksida secara simultan. Saat inspirasi maka oksigen akan masuk ke dalam kapiler paru dan saat ekspirasi karbondioksida akan dilepaskan kapiler paru ke alveoli untuk dibuang ke atmosfer. Proses pertukaran gas tersebut terjadi karena perbedaan tekanan parsial oksigen dan karbondioksida antara alveoli dan kapiler paru.7,9Volume gas yang berdifusi melalui membran respirasi per menit untuk setiap perbedaan tekanan sebesar 1 mmHg disebut dengan kapasitas difusi. Kapasitas difusi oksigen dalam keadaan istirahat sekitar 230 ml/menit. Saat aktivitas meningkat maka kapasitas difusi ini juga meningkat karena jumlah kapiler aktif meningkat disertai dilatasi kapiler yang menyebabkan luas permukaan membran difusi meningkat. Kapasitas difusi karbondioksida saat istirahat adalah 400-450 ml/menit. Saat bekerja meningkat menjadi 1200-1500 ml/menit. Sehingga dapat dikatan bahwa kapasitas difusi karbondioksida lebih tinggi 20 kali lipat dibanding kapasitas difusi oksigen.8,9Difusi dipengaruhi oleh:7a) Ketebalan membran respirasib) Koefisien difusic) Luas permukaan membran respirasid) Perbedaan tekanan parsial

2.2.3 Perfusi Oksigen Ke jaringanSetelah difusi maka selanjutnya terjadi proses transporasi oksigen ke sel-sel yang membutuhkan melalui darah dan pengangkutan karbondioksida sebagai sisa metabolisme ke kapiler paru. Sekitar 97% Oksigen ditransporasikan dengan cara berikatan dengan Hb (HbO2/oksihemoglobin,) sisanya 3% larut dalam plasma.7,8,9Pada saat berada di vena pulmonalis dan aorta PO2 adalah 100 mmHg kemudian setelah terjadi transpor antara kapiler dengan jaringan maka terjadi penurunan PO2 menjadi 40 mmHg. Kemudian sekitar PO2 95 mmHg terikat pada hemoglobin dengan saturasi 97% sehingga sekitar 19.7 20 mg/dl/menit per 100 ml oksigen yang dapat diangkut oleh hemoglobin. Saat istirahat, 5 ml oksigen ditransporasikan oleh 100 ml darah setiap menit. Dan jumlah oksigen yang diangkut vena menjadi 14.4 15 mg/dl/menit dengan saturasi sekitar 75%. Sehingga, jika curah jantung 5000 ml/menit maka jumlah oksigen yang diberikan ke jaringan sekitar 250 ml/menit, jumlah yang dapat diangkut hemoglobin adalah 1000 ml/menit dan jumlah yang keluar dari jaringan adalah 750 ml/menit. Saat olah raga berat dapat meningkat 15 20 kali lipat. Peningkatan kebutuhan oksigen pada jaringan ini mengakibatkan terjadi penurunan PO2 sehingga pada alveoli terjadi pembebasan oksigen yang besar.7,8,9Berbeda dengan oksigen karbondioksida tidak sepenuhnya diangkut oleh hemoglobin melainkan sekitar 5- 7 % karbondioksida larut dalam plasma, 23 30% berikatan dengan Hb (HbCO2/karbaminahemoglobin) dan 65 70% dalam bentuk HCO3 (ion bikarbonat). Sekitar 4 ml per 100 ml jumlah karbondioksida yang diangkut dari jaringan ke paru atau sekitar 200 ml/menit untuk volume darah 5L. 7,8 Transporasi gas dipengaruhi oleh:7a) Cardiac Outputb) Jumlah eritrositc) Aktivitasd) Hematokrit darahSetelah transporasi maka terjadilah difusi gas pada sel/jaringan. Difusi gas pada sel/jaringan terjadi karena tekanan parsial oksigen (PO2) intrasel selalu lebih rendah dari PO2 kapiler karena O2 dalam sel selalu digunakan oleh sel. Sebaliknya tekanan parsial karbondioksida (PCO2) intrasel selalu lebih tinggi karena CO2 selalu diproduksi oleh sel sebagai sisa metabolisme.7

2.2.4 Regulasi RespirasiKebutuhan oksigen tubuh bersifat dinamis, berubah-ubah dipengaruhi oleh berbagai faktor diantaranya adalah aktivitas. Saat aktivitas meningkat maka kebutuhan oksigen akan meningkat sehingga kerja sistem respirasi juga meningkat. Mekanisme adaptasi sistem respirasi terhadap perubahan kebutuhan oksigen tubuh sangat penting untuk menjaga homeostastis.8Pengaturan pernapasan manusia dibagi menjadi 2 tempat, yaitu regulasi lokal dan regulasi pada pusat pernapasan (susunan saraf pusat). Regulasi lokal akibat senyawa kimia dan non kimia. Sedangkan regulasi di pusat (pusat napas) berada di batang otak, yaitu tepatnya di medulla oblongata dan pons. Medulla oblongata merupakan pusat pernapasan primer dimana ada 2 area yang mengatur respirasi. Pertama, dikenal sebagai area dorsal respiratory group atau kelompok pernafasan dorsal. Dorsal respiratory group atau sering disingkat DRG, akan merangsang nervus inspirasi yang dalam hal ini ialah m. intercostalis externus dan m. phrenicus untuk melakukan fungsinya dalam hal inspirasi saat pernapasan tenang. Kedua, disebut dengan Ventral Respiratory Group. VRG ini sebagai pusat inspirasi dan ekspirasi. Tetapi yang lebih dominan adalah sebagai pusat pengatur ekspirasi. Perlu diketahui bahwa proses ekspirasi merupakan proses pasif karena tidak ada peran otot yang aktif. Hal ini berbeda dengan proses inspirasi. Inspirasi merupakan proses aktif di mana ada otot inspirasi yang aktif (kontraksi). Pons merupakan bagian dari batang otak yang akan mempengaruhi kerja dari medulla oblongata tepatnya berada di daerah pneumotaksis dan apneustik. Pneumotaksis area menginhibisi sirkuit inspirasi dan meningkatkan irama respirasi. Sedangkan apneustik area mengeksitasi sirkuit inspirasi.9

1) Pusat Pernapasana. Medulla Oblongatai. Dorsal Respiratory Group: kelompok ini terletak pada bagian distal medulla dan menerima input dari kemoreseptor perifer dan reseptor lain yang memalui saraf vagus dan glosofaringeus. Kelompok ini berperan dalam mempengaruhi saraf inspirasi (berperan pada quiet breathing) yang akan menghasilkan sinyal aksi potensial inspiratorik dan menentukan irama dasar pernafasan.7,9ii. Ventral Respiratory Group: kelompok ini terletak pada bagian ventrolateral medulla. Kelompok ini mempengaruhi saraf inspirasi dan ekspirasi namun lebih dominan adalah pengatur ekspirasi. Pusat ini inaktif sewaktu pernafasan normal tetapi berperan pada saat pernapasan kuat. 7,9b. PONSi. Area Pneumotaksik: area ini terletak pada sebelah dorsal di bagian superior pons dan berperan dalam mengatur lamanya inspirasi dan pola bernafas. pusat ini meyalurkan sinyal inhibitorik ke kelompok respiratori dorsal (DRG). Selain itu, karena membatasi inspirasi, pusat ini memiliki efek dalam meningkatkan kecepatan. Impuls dari pusat pneumotaksis adalah membatasi durasi inspirasi, tetapi meningkatkan frekuensi respirasi sehingga irama respirasi menjadi halus dan teratur, proses inspirasi dan ekspirasi berjalan secara teratur pula.9ii. Area apneustik: Pusat apneutik terletak di formasio retikularis pons bagian bawah. Fungsi pusat apneutik adalah untuk mengkoordinasi transisi antara inspirasi dan ekspirasi dengan cara mengirimkan rangsangan impuls pada area inspirasi dan menghambat ekspirasi. Area apneustik memiliki kerja yang berlawanan dengan area pneumotaksis.9Selain dari sistem saraf pusat di batang otak, ada sinyal-sinyal saraf sensoris dari paru untuk membantu mengatur pernapasan. Reseptor ini terletak di bagian otot dinding bronkus dan bronkiolus seluruh paru. Reseptor ini menjalarkan sinyal melalui n. Vagus ke kelompok pernapasan dorsal. Bila paru-paru sangat mengembang, reseptor tersebut mengaktifkan respon umpan balik yang mematikan laju inspirasi, sehingga menghentikan inspirasi. Hal tersebut selanjutnya disebut refleks inflasi Hering-Breuer. Refleks ini terutama muncul sebagai mekanisme protektif untuk mencegah inflasi paru yang berlebihan.7

2) Pengaturan Kimiawi Pernapasan Tujuan akhir pernapasan untuk mempertahankan konsentrasi oksigen, karbon dioksida dan ion hidrogen yang sesuai dalam jaringan. Konsentrasi gas karbon dioksida dan oksigen sangat mempengaruhi pusat pernafasan. Sedangkan konsentrasi gas oksigen akan bekerja pada kemoreseptor perifer yang terletak pada badan aorta dan karotis yang kemudian akan menyalurkan sinyal ke pusat pernafasan untuk mengontrol respirasi.7,9

a. Pengaturan kimiawi secara langsung pada aktivitas pusat pernapasan oleh karbon dioksida dan ion hidrogen.Neuron pada daerah kemosensitif pusat pernafasan sangat peka terhadap ion hydrogen dan karbondioksida. Area kemosensitif terletak dibawah permukaan ventral medula. Area ini sangat sensitif terhadap perubahan PCO2 atau konsentrasi ion hidrogen dalam darah kemudian merangsang bagian lain pada pusat pernapasan.7i. Ion hidrogenNeuron-neuron sensoris pada area kemosensitif terutama dieksitasi langsung oleh ion hidrogen. Namun ion hidrogen tidak mudah melaui sawar darah otak.7ii. Karbon dioksidaKarbon dioksida sangat berpengaruh pada efek tidak langsung pada area kemosensitif. Karbon dioksida akan bereaksi dengan cairan jaringan membentuk asam bikarbonat (H2CO3-) lalu berdisosiasi menjadi ion karbonat + ion hidrogen (H+HCO3-). Ion hidrogen ini yang akan berpengaruh langsung pada area pernapasan ke area kemosensoris.9Karbon dioksida lebih kuat merangsang neuron-neuron kemosensitif dari pada ion hidrogen darah karena sawar darah tidak terlalu permeabel terhadap ion hidrogen, sedangkan karbon dioksida mudah melewati sawar darah otak. Akibatnya perubahan karbon dioksida darah akan sangat meningkatkan aktivitas pusat pernapasan. Sehingga, peningkatan konsentrasi CO2 akan meningkatkan frekuensi dan kedalaman pernafasan.9

b. Pengaturan kimiawi secara tidak langsung pada pusat pernapasan oleh oksigenPerubahan oksigen tidak memberikan efek langsung pada pusat pernapasan, tapi lewat efek tidak langsung yang bekerja melalui kemoreseptor perifer. Sistem kemoreseptor perifer penting untuk mendeteksi perubahan oksigen dalam darah. Kemoreseptor mentransmisikan sinyal saraf ke pusat pernapasan di otak untuk membantu mengatur aktivitas pernapasan. Kemoreseptor setiap saat tersekspos dengan darah arteri makanya namanya PO2 arteri.7Kemoreseptor perifer adalah:i. Badan karotis Sebagian besar kemoreseptor. Terletak bilateral pada percabangan a. Carotis komunis. Serabut aferennya berjalan melalui nervus hering ke nervus glosofaringeus, terus ke area pernapasan dorsal di medula.7ii. Badan aortaJumlah kemoreseptornya sedikit. Terletak disepanjang arkus aorta. Serabut aferennya berjalan melalui nervus vagus, terus ke area dorsal medula.7Mekanisme kemoreseptor ini berespon jika tekanan oksigen arteri turun menjadi 60 sampaii 70 mmHg. Penurunan tekanan oksigen arteri ini akan mengakibatkan peningkatan eksitasi pada pusat pernafasan sehingga mengakibatkan peningkatan frekuensi pernafasan dalam usaha menjaga tekanan oksigen arteri.9

Pengaturan respirasi juga dipengaruhi hal-hal lain yaitu Korteks serebri yang dapat mempengaruhi pola respirasi, tekanan darah, emosi, suhu, nyeri, dan pelepasan hormone tertentu. Pada saat tertentu misalnya olahraga maka akan terjadi peningkatan suhu tubuh sehingga respirasi akan meningkat untuk membuang panas dengan cara meningkatkan ventilasi. Selain itu pelepasan hormone epineprin merangsang serabut simpatis juga berperan dalam peningkatan ventilasi.7

BAB IIIRINGKASANRespirasi merupakan proses pertukaran gas keluar dan masuk dari paru-paru. Namun, pada manusia respirasi terbagi menjadi dua yaitu respirasi eksternal dan ekspirasi internal. Respirasi eksternal pertukaran udara yang terjadi antara udara dalam alveolus dengan darah atau kapiler, sedangkan respirasi internal adalah pernapasan yang terjadi antara darah dalam kapiler dengan sel-sel tubuh. Gas-gas yang diperlukan tubuh seperti oksigen masuk ke dalam tubuh kemudian terjadi pertukaran dengan gas-gas yang tidak dibutuhkan seperti karbondioksida (CO2) dan dikeluarkan melalui sistem respirasi. Sistem respirasi merupakan sistem yang merupakan organ-organ yang menyediakan jalan dalam keluar masuknya udara dari luar ke dalam tubuh. Sistem respirasi terbagi menjadi dua yaitu sistem respirasi bagian atas dan sistem respirasi bagian bawah. Sistem respirasi bagian atas merupakan organ jalan nafas yang tidak dilindungi kavum thoraks, sedangkan sistem respirasi bagian bawah adalah organ jalan nafas yang dilindungi kavum thoraks. Anatomi dari sistem respirasi berturut-turut adalah meliputi hidung, faring, laring, faring, trakea, bronkus, bronkiolus dan paru. Fungsi saluran nafas adalah menyediakan distribusi udara ke paru, melembabkan udara yang masuk, mengatur suhu udara, dan fungsi fonasi.Respirasi pada manusia secara fisiologis terdiri dari berbagai proses mencakup: ventilasi paru merupakan proses keluar masuknya udara dari alveoli ke luar tubuh, difusi oksigen dan karbon dioksida antara darah dan alveoli, transpor oksigen dan karbondioksida ke dan dari jaringan perifer, pengaturan pernafasan yang diatur oleh susunan saraf pusat, mekanisme kimiawi dan faktor-faktor lain.