Transcript
Page 1: Makalah Pbl Blok 7 - Struktur Dan Mekanisme Pernafasan

Struktur dan Mekanisme Pernafasan

Roykedona Lisa Triksi

Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana, Jakarta

Pendahuluan

Respirasi adalah 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. Dalam proses respirasi ini berperan

berbagai macam organ yang berfungsi untuk mengangkut udara dan sebagai alat pertukaran

udara.

Di organ-organ tersebut pun tentunya akan berhubungan dengan bagian-bagian lain

yang kemudian akan membentuk suara, berperan dalam proses menelan, dan proses batuk.

Maka dari itu dalam makalah ini, penulis akan menjelaskan struktur makro dan mikro dari

organ pernafasan, serta mekanisme pernafasan.

Struktur Organ Pernafasan

Secara sistematis sistem pernafasan dibagi menjadi dua, yaitu saluran pernafasan atas

dan saluran pernafasan bawah. Organ saluran pernafasan atas terletak di luar toraks, atau

rongga dada, sementara saluran pernafasan bawah terletak hampir seluruhnya di dalam toraks.

Saluran pernafasan atas terbagi atas bagian hidung, nasofaring, orofaring, laringofaring, dan

laring. Lalu, saluran pernafasan bagian bawah terbagi atas trakea, semua segmen percabangan

bronkus, dan paru-paru. Sedangkan jika dilihat dari fungsinya, sistem pernafasan juga

mencakup beberapa struktur aksesori, termasuk rongga mulut, sangkar iga, dan diafragma.1

Alamat korespondensi: Roykedona Lisa Triksi (102011207)Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana Jl. Terusan Arjuna No.6 Jakarta Barat 11510 Telp. 021-56942061 Fax. 021-5631731 Email : [email protected]

1

Page 2: Makalah Pbl Blok 7 - Struktur Dan Mekanisme Pernafasan

I. Saluran Nafas Bagian Atas

Saluran nafas bagian atas ini berfungsi untuk menghangatkan, menyaring, dan melembabkan

udara yang masuk ke dalam tubuh. Organ saluran nafas bagian atas adalah sebagai berikut:

1. Rongga Hidung (Cavum Nasalis)

Gambar 1. Rongga hidung

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 didalam cavum

nasi yang disebut vestibulum yang berfungsi menyaring partikel kotoran yang masuk bersama

udara.2 Di dinding lateralnya terdapat 3 tonjolan tulang yaitu chonca nasalis superior (epitel

khusus), choncha nasalis medius dan chonca nasalis inferior (epitel bertingkat thorak bersilia

bersel goblet). Dimana chonca nasalis inferior terdapat banyak plexus venosus yang disebut

sweet bodies, yang berfungsi untuk menghangatkan udara pernapasan melalui hidung. Di

sebelah posterior rongga hidung terhubung dengan nasofaring melalui dua lubang yang

disebut choanae. Sedangkan yang berhubungan dengan lubang hidung anterior atau kearah

wajah disebut nares.3 Penyangga hidung terdiri dari tulang dan tulang rawan hialin. Rangka

bagian tulang terdiri dari os nasale, processus frontalis os maxillaris dan bagian nasal os

frontalis. Rangka tulang rawan hialinnya terdiri dari cartilago septum nasi, cartilago lateralis

nasi dan cartilago ala nasi major at minor.

2

Page 3: Makalah Pbl Blok 7 - Struktur Dan Mekanisme Pernafasan

Gambar 2. Otot hidung

Otot yang melapisi hidung merupakan bagian dari otot wajah. Otot hidung tersusun

dari musculus nasalis dan musculus depressor septum nasi.3

Perdarahan hidung bagian luar disuplai oleh cabang-cabang arteri facialis, arteri

dorsalis nasi cabang arteri opthalmika dan arteri infraorbitalis cabang arteri maxillris interna.

Pembuluh baliknya menuju vena facialis dan vena opthalmica. Sedangkan perdarahan untuk

rongga hidung terdiri dari arteri ethmoidalis anterior dan posterior, arteri sphenopalatina

cabang maxillaris interna, arteri palatina mayor dan arteri labialis superior. Dan vena-vena

pada rongga hidung akan membentuk plexus cavernosus yang terdiri dari vena

sphenopalatina, vena facialis dan vena ethmoidalis anterior dan berakhir di vena opthalmica.2

Persarafan otot-otot hidung oleh nervus facialis pada bagian motoriknya. Kulit sisi

medial punggung hidung sampai ujung hidung dipersarafi oleh cabang-cabang infratrochlearis

dan nasalis externus nervus opthalmicus/ N. V.1; kulit sisi lateral hidung dipersarafi oleh

cabang infraorbitalis nervus maxillaris/ N. V. 2. Sedangkan untuk rongga hidung dipersarafi

oleh nervus 1, nervus V, nervus ethmoidalis anterior, nervus infraorbitalis dan nervus canalis

pterygoidei.2

Kemoreseptor penghidu terletak di epitel olfaktorius/ N. 1 yaitu suatu daerah khusus

dari membran mukosa yang terdapat pada pertengahan kavum nasi dan pada permukaan

chonca nasalis superior. Epitel olfaktorius adalah epitel bertingkat torak bersilia yang terdiri

atas 3 jenis sel yaitu sel ofaktorius, sel penyokong dan sel basal. Dari nervus olfaktorius ini

akan membentuk bulbus olfaktorius dengan bersinaps pada dendrit-dendrit sel mitral

membentuk glomerulus olfaktorius dan akson sel mitral membentuk traktus olfaktorius. Dari

3

Page 4: Makalah Pbl Blok 7 - Struktur Dan Mekanisme Pernafasan

traktus olfaktorius impuls penghidu dihantarkan kepusat penghidu dikorteks serebri yaitu

uncus dan bagian anterior gyrus hipokampus dan terakhir kehipotalamus dan sistem limbik.4

2. Nasofaring

Nasofaring bersama orofaring, dan laringofaring merupakan bagian dari faring.

Faring sendiri merupakan percabangan dua saluran yakni traktus digestivus dan traktus

respiratorius. Faring berperan dalam proses menelan makanan.4 Rongga nasofaring ini

tidak pernah tertutup, berbeda dari orofaring dan laringofaring. Nasofaring berhubungan

dengan rongga hidung melalui choanae. Sedangkan yang berhubungan dengan orofaring

melalui isthimus pharingeum.4 Pada nasofaring ini terdapat pharyngeal tonsil dan tuba

eustachius. Nasofaring ini tersusun atas epitel bertingkat torak bersilia bersel goblet.2

3. Orofaring

Orofaring merupakan pertemuan rongga mulut dengan faring, disini terdapat pula

pangkal lidah. Pada dinding lateralnya terdapat tonsilla palatina yang masing-masingnya

terletak disinus tonsillaris. Berhubungan dengan rongga mulut melalui isthmus

oropharingeum. Makanan dalam bentuk bolus dari rongga mulut didorong masuk ke

orofaring. Bolus menekan uvula (tekak) sehingga menutup saluran menuju ke hidung. Hal

ini menjaga supaya makanan yang masuk tidak keluar ke hidung. Proses dilanjutkan

dengan menurunnya epiglotis yang menutup glotis. Bolus melalui laringofaring dan

masuk ke esophagus.4 Orofaring tersusun atas epitel berlapis gepeng tidak bertanduk.2

Gambar 3. Proses menelan

4

Page 5: Makalah Pbl Blok 7 - Struktur Dan Mekanisme Pernafasan

4. Laringofaring

Pada laringofaring ini terjadi persilangan antara aliran udara dan aliran makanan.

Laringofaring terdiri dari epitel bervariasi tetapi sebagian besar terdiri dari epitel berlapis

gepeng tidak bertanduk.2 Laringofaring akan berhubungan dengan laring melalui aditus

laringis.

5. Faring

Pada faring terdapat tiga otot lingkar/sirkular yakni musculus contrictor pharingis

inferior, musculus contrictor pharingis medius dan musculus constrictor pharingis

superior, serta tiga otot yang masing-masing turun dari processus styloideus, torus

tubarius cartilaginis tubae auditiva dan palatum molle, yakni musculus stylopharingeus,

musculus salpingopharingeus dan musculus palatopharingeus.

Perdarahan pada faring berasal dari arteri pharingea ascendens, arteri palatina

ascendens dan ramus ronsillaris cabang arteri facialis, arteri palatina major dan arteri

canalis ptrygoidea cabang arteri maxillaris interna dan rami dorsales linguae cabang arteri

lingualis. Pembulih balik membentuk sebuah plexus yang keatas berhubungan dengan

plexus pterygoidea dan kearah bawah bermuara kedalam vena jugularis interna dan vena

facialis. Persarafan pada faring berasal dari plexus pharingeus yang terdiri dari nervus

palatina minor dan nervus glossopharing.3

6. Laring

Laring sering disebut kotak suara, nama yang menunjukan salah satu fungsinya,

yaitu berbicara adalah saluran pendek yang menghubungkan faring dengan trakea. Laring

memungkinkan udara mengalir di dalam struktur ini, dan mencegah benda padat agar

tidak masuk ke dalam trakea.1 Laring merupakan suatu saluran yang dikelilingi oleh

tulang rawan. Terdiri atas cartilago threoidea, cartilago cricoidea dan cartilago arytaenoid

yang merupakan tulang rawan hialin dan cartilago epiglotis, cartilago cuneiformis dan

cartilago corniculata yang merupakan tulang rawan elastis.3

Laring berada diantara orofaring dan trakea, dianterior laringofaring. Tersusun atas

epitel bertingkat thorak bersilia bersel gepeng kecuali ujing plika vokalis meerupakan

epitel berlapis gepeng tidak bertanduk.2 Laring dapat ditutup oleh katup pangkal

tenggorok (epiglotis). Epiglotis atau kartilago epligotik adalah kartilago yang paling atas,

bentuknya seperti lidah dan keseluruhannya dilapisi oleh membran mukosa. Selama

menelan, laring bergerak ke atas dan epiglotis tertekan ke bawah menutup glotis.1 Gerakan

ini mencegah masuknya makanan atau cairan ke dalam laring. 5

Page 6: Makalah Pbl Blok 7 - Struktur Dan Mekanisme Pernafasan

Dibagian bawah epiglotis terdapat dua lipatan mukosa yang menonjol ke arah

lumen laring. Pasangan lipatan mukosa bagian atas menutupi ligamentum ventriculare dan

membentuk plica vestibularis, celah antara kedua plica ventricularis disebut rima

vestibuli. Pasangan lipatan mukosa dibagian bawah menutupi ligamentum vocale dan

membentuk plica vocalis yang berkaitan dengan pembentukan suara. Kedua plica vocalis

ini bersama permukaan medial kedua cartilago arytaenoid membentuk rima glotidis/glotis.

Dimana terdapat bagian yang sejajar dengan ligamnetum vocale terdapat otot skelet yang

disebut musculus vokalis yang berfungsi untuk mengatur ketengan pita suara dan

ligamentum sehingga udara yang melalui pita suara dpat menimbulkan suara dengan nada

yang berbeda-beda.5

Otot pada laring terbagi menjadi dua kelompok yakni kelompok ekstrinsik dan

kelompok intrinsik. Otot-otot ekstrinsik menghubungkan laring dengan sekitarnya dan

berperan dalam proses menelan; termasuk otot-otot tersebut adalah musculus

sternothyreoideus, musculus thyreohyoid dan musculus constrictor pharingis inferior.

Sedangkan musculus intrinsik laring berperan untuk fonasi. Otot yang termasuk dalam

musculus intrinsik laring adalah musculus cricoarytaenoid posterior, musculus

cricoarytaenoid lateral, musculus arytaenoid obliquus, musculus arytaenoid transversus,

musculus thyreoarytaenoid, musculus aryepigloticcus dan sekitarnya.

Perdarahan utama laring berasal dari cabang-cabang artery thyreodea superior dan

arteri thyroidea inferior. Persarafan berasal dari cabang-cabang internus dan externus

nervus laringeus superior dan nervus reccuren dan saraf simpatis.3

II. Saluran Nafas Bagian Bawah

1. Trakea

Trakea merupakan pipa silinder dengan panjang kurang lebih 11cm, berbentuk ¾

cincin tulang rawan seperti huruf C. Bagian belakang dihubungkan oleh membran

fibroelastik yang menempel pada bagian depan oesofagus. Trakea berjalan dari cartilago

cricoidea ke bawah pada bagian depan leher dan di belakang manubrium sterni, berakhir

pada setinggi angulus sternalis (taut manubrium dengan corpus sterni) tempatnya

berakhir, membagi menjadi bronkus kiri dan kanan. Di dalam leher, trakea disilang di

bagian depan oleh isthmus glandula thyroidhea dan beberapa vena.6 Trakea terdiri dari

16-20 cartilago berbentuk C yang dihubungkan oleh jaringan fibrosa. Konstruksi trakea

sedemikian rupa sehingga tetap terbuka pada semua posisi kepala dan leher.

6

Page 7: Makalah Pbl Blok 7 - Struktur Dan Mekanisme Pernafasan

Trakea diperdarahi oleh arteri thyreodea inferior sedangkan ujung thoracalnya

didarahi oleh cabang arteri bronchiales. Persarafan trakea berasal dari cabang tracheal

nervus vagi, nervus recurrens dan truncus symphaticus.3

2. Bronkus

Trakea yang berbifurkasio menjadi dua bagian, yaitu bronkus kanan dan

bronkus kiri. Bronkus kanan lebih lebar, pendek, dan lebih vertikal dari bronkus kiri.

Setiap bronkus sekitar setengah dari diameter trakea dan terdiri dari kartilago yang

sama, hanya dengan skala lebih kecil, yang dihubungkan dengan jaringan fibrosa.6

Dindingnya dilapisi hanya sedikit otot polos dan dilapisi epitel bersilia yang

mengandung kelenjar mukus dan serosa. Struktur bronkus sama dengan trakea, hanya

dindingnya lebih halus, 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 ke

arah tampak paru-paru. Bronkus kanan lebih pendek dan lebih lebar daripada yang

kiri, sedikit lebih tinggi dari arteri pulmonalis dan mengeluarkan sebuah cabang yang

disebut bronkus pulmonaris. Trakea terbelah menjadi dua bronkus utama. Bronkus ini

bercabang lagi sebelum masuk paru-paru, bronkus-bronkus pulmonaris bercabang dan

beranting lagi banyak sekali. Saluran besar yang mempertahankan struktur serupa

dengan yang dari trakea mempunyai dinding fibrosa berotot yahng mengandung bahan

tulang rawan dan dilapisi epitelium bersilia. Makin kecil salurannya, makin berkurang

tulang rawannya dan akhirnya tinggal dinding fibrosa berotot dan lapisan silia.

Bronkus terminalis masuk ke dalam saluran yang agak lain yang disebut

vestibula, dan disini membran pelapisnya mulai berubah sifatnya, lapisan epitelium

bersilia diganti dengan sel epitelium yang pipih. Dari vestibula berjalan beberapa

infundibula dan di dalam dindingnya dijumpai kantong-kantong udara itu. Kantong

udara atau alveoli itu terdiri atas satu lapis tunggal sel epitelium pipih, dan disinilah

darah hampir langsung bersentuhan dengan udara suatu jaringan pembuluh darah

kapiler mengitari alveoli dan pertukaran gas pun terjadi.2

7

Page 8: Makalah Pbl Blok 7 - Struktur Dan Mekanisme Pernafasan

3. Bronkioulus

Bronkiolus adalah percabangan dari bronkus. Saluran ini lebih halus dan

dindingnya lebih tipis. Bronkiolus kiri berjumlah dua. Sedangkan bronkiolus kanan

berjumlah tiga. Percabangan ini membentuk cabang yang lebih halus seperti

pembuluh.

Setelah melalui saluran hidung dan faring, tempat pernapasan dihangatkan dan

dilembabkan dengan uap air, udara inspirasi berjalan menuruni trakea, melalui

bronkiolus terminalis, bronkiolus respiratorius, duktus alveolaris, sakus alveolaris dan

alveolus. Antara trakea dan dan sakus alveolaris terdapat 23 kali percabangan pertama

saluran udara. 16 percabangan pertama saluran udara merupakan zona konduksi yang

menyalurkan udara kelingkungan luar. Bagian ini terdiri dari bronkus, bronkiolus

terminanalis. Tujuh percabangan berikutnya merupakan zona peralihan dari zona

respirasi, tempat terjadinya pertukaran gas dan terdiri dari bronkiolus respiratoriusm

duktus alveolaris, sakus alveolaris dan alveoli.3

Dinding bronkus dan bronkiolus dipersarafi oleh susunan saraf otonom.

Ditemukan banyak reseptor muskarinik dan perangsangan kolinergik mengakibatkan

bronkokontriksi. Disel mast, otot polos dan epitel bronkus didapatkan reseptor

adregenik β1 dan β2. Banyak dari reseptor tersebut tidak mempunyai persarafan.

Sebagian reseptor terletak pada ganglia ujung saraf kolinergik dan menghambat

penglepasan asetilcolin.7

4. Paru-paru

Paru terletak di kedua sisi jantung di dalam rongga dada dan dikelilingi serta

dijaga oleh sangkar iga. Bagian dasar paru terletak di atas diafragma; bagian apeks

paru (ujung superior) terletak setinggi klavikula.1 Paru-paru kanan terdiri dari tiga

lobus (superior, medial dan inferior). Paru-paru kiri terdiri dari dua lobus (superior dan

inferior). Selaput pembungkus paru-paru disebut pleura.

Pleura viseralis erat melapisi paru-paru, masuk ke dalam fisura, dan dengan

demikian memisahkan lobus saru dari yang lain. Membran ini kemudian dilipat

kembali di sebelah tampak paru-paru dan membentuk pleura parietalis, dan melapisi

bagian dalam dinding dada. Pleura yang melapisi iga-iga ialah pleura kostalis, bagian

yang menutupi diafragma ialah pleura diafragmatika, dan bagian yang terletak di leher

ialah pleura servikalis. Pleura ini diperkuat oleh membran yang kuat bernama

8

Page 9: Makalah Pbl Blok 7 - Struktur Dan Mekanisme Pernafasan

membran suprapleuralis (fasia sibson) dan di atas membran ini terletak arteri

subklavia.

Di antara kedua lapisan pleura itu terdapat sedikit eksudat untuk meminyaki

permukaannya dan menghindarkan gesekan antara paru-paru dan dinding dada yang

sewaktu bernapas bergerak. Dalam keadaan sehat, kedua lapisan itu satu dengan yang

lain erat bersentuhan. Ruang atau rongga pleura itu hanyalah ruang yang tidak nyata,

tetapi dalam keadaan tidak normal udara atau cairan memisahkan kedua pleura itu dan

ruang diantaranya menjadi jelas. Pleura disusun oleh jaringan ikat fibrosa dengan serat

elastin dan kolagen dan sel fibroblas, dilapisi oleh sel mesotel.

Mekanisme pernafasan

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 2 jenis,

yaitu pernapasan luar dan pernapasan 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 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. Mekanisme pernafasan dibagi ke dalam berbagai aspek yaitu:

1. Kapasitas dan Volume Paru

Jumlah udara yang masuk ke dalam paru setiap inspirasi (atau jumlah udara yang

keluar dari paru setiap ekspirasi) dinamakan volume alun napas ( tidal volume / TV).

Jumlah udara yang masih dapat masuk ke dalam paru pada inspirasi maximal, setelah

inspirasi biasa disebut volume cadangan inspirasi (inspiratory reserve volume / IRV).

Jumlah udara yang dapat dikeluarkan secara aktif dari dalam paru melalui kontrkasi otot

ekspirasi, setelah ekspirasi biasa disebut volume cadangan ekspirasi (ekspiratory reserve

volume / ERV), dan udara yang masih tertinggal di dalam paru setelah ekspirasi maksimal

disebut volme residu (residual volume / RV). Nilai normal berbagai volume dan istilah

yang digunakan untuk kombinasi berbagai volume paru tersebut. Ruang didalam saluran

napas yang tidak ikut serta dalam proses pertukaran gas dengan darah dalam kapiler paru

disebut ruang rugi pernapasan. Pengukuran kapasitas vital, yaitu jumlah udara terbesar

yang dapat dikeluarkan dari paru – paru setelah inspirasi maximal, seringkali digunakan di

9

Page 10: Makalah Pbl Blok 7 - Struktur Dan Mekanisme Pernafasan

klinik sebagai indeks fungsi paru. Nilai tersebut bermanfaat dalam memberikan informasi

mengenai kekuatan otot – otot pernapasan serta beberapa aspek fungsi pernapasan lain.

Fraksi volume kapasitas vital yang dikeluarkan pada satu detik pertama melalui ekspirasi

paksa dapat memberikan informasi tambahan, mungkin diperoleh nilai kapasitas vital

yang normal pada nilai FEV menurun pada penderita penyakit seperti asma, yang

mengalamai peningkatan tahanan saluran udara akibat konstriksi bronkus. Pada keadaan

normal, jumlah udara yang dinspirasikan selama 1 menit sekitar 6L. Ventilasi volunteer

maximal atau yang dahulu disebut kapasitas pernapasan maximum adalah volume gas

terbsesar yang dapat dimasukkan dan dikeluarkan selama 1 menit volunter. Pada keadaan

normal, MVV berkisarkan antara 125 – 170 L/menit.8

2. Otot-otot Pernafasan

Gerakan diafragma menyebabkan perubahan volume intratorakal sebesar 75 %

selama inpirasi tenang. Otot diafragma melekat di sekeliling bagian dasar rongga toraks,

membentuk kubah di atas hepar dan bergerak ke bawah seperti piston pada saat

berkontrkasi. Jarak pergerakan diafragma berkisar antara 1.5 sampai 7 cm saat inpirasi

dalam.

Diafragma terdiri atas 3 bagian : bagian kostal, dibentuk oleh serat otot yang

bermula dari iga – iga sekeliling bagian dasar rongga toraks, bagian krural, dibentuk oleh

serat otot yang bermula dari ligamentum sepanjang tulang belakang, dan tendon sentral,

tempat bergabungnnya serat – serat kostal dan krural. Serat – serat krural melintasi kedua

sisi esophagus. Tendon sentral juga mencakup bagian inferior pericardium. Bagian kostal

dank rural diafragma dipersarafi oleh bagian lain dari nervbus prenicus dan dapat

berkontrkasi secara terpisah. Sebagai contoh, pada waktu muntah dan bersendawa,

tekanan intra – abdominal meningkat akibat kontrkasi serat kostal diafragma, sedangkan

serat – serat krural tetap lemas, sehingga memungkina bergeraknya berbagai bahan dari

lambung ke dalam esophagus.

Otot inspirasi penting lainya adalah muskulus interkostalis eksternus yang berjalan

dari iga ke iga secara miring kea rah bawah dan kedepan. Iga- iga berputar seolah – olah

bersendi di bagian punggung, sehingga ketika otot interkostalis eksternus berkontraksi,

iga-iga dibawahnya akan terangkat. Gerakan ini akan mendorong sternum ke luar dan

memperbesar diameter anteroposterior rongga dada. Diameter transversal boleh dikatakan

tidak berubah. Masing –masing otot interkostalis eksternus maupun diafragma dapat

mempertahankan interkasi yang kuat pada keadaan istirahat. Potongan melintang medulla

10

Page 11: Makalah Pbl Blok 7 - Struktur Dan Mekanisme Pernafasan

spinalis di atas segmen servikalis ketiga dapat berakibat fatal bila tidak diberikan

pernapasan buatan, namun tidak demikiannya halnya bila dilakukan pemotongan di bawah

segmen servikalis ke lima, karena nerfus frenikus yang mempersarafi diafragma tetap

ututh, nerfus frenikus yang memersarafi diafragma tetap utuh, nervus frenicus timbul dari

medulla spinalis setinggi segmen servikal 3-5. Sebaliknya, pada penderita dengan paralisis

bilateral nervus frenikus yang mempersarafi diafragma tetap utuh, pernapasan agak sukar

tetapi cukup adekuat untuk mempertahankan hidup. Muskulus skalenus dan

sternokleidomastoideus di leher merupakan otot – otot inspirasi tambahan yang ikut

membantu mengangkat yang sukar dan dalam.

Apabila otot ekspirasi berkontrakasi, terjadi penurunan volume intratorakal dan

ekspirasi paksa. Kemampuan ini dimiliki oleh otot – otot interkostalis internus karena otot

ini berjalan miring ke arah bawah dan belakang dari iga ke iga, sehingga pada waktu

berkontrkasi akan menarik rongga dada ke bawah, kontrkasi otot dinding abdomen

anterior juga ikut membantu proses ekspirasi dengan cara menarik iga – iga ke bawah dan

ke dalam serta dengan meningkatkan tekanan intra abdominal yang akan mendorong

diafragma ke atas. 8

3. Pengaturan Pusat Pernafasan

Pusat kontrol pernapasan yang terdapat di batang otak menghasilkan pola napas

yang berirama. Pusat control pernapasan primer, pusat respirasi medulla, tridiri dari

beberapa agregat badan saraf ke otot – otot pernapasan. Selain itu, dua pusat pernapasan

lain terletak lebih tinggi di batang otak di pons – pusat pneumostatik dan pusat apneustik.

Kedua pusat di pons ini mempengaruhi sinyal kluar dari pusat pernapasan di medulla. Di

sini dijelaskan bagaimana berbagai region ini berinterkasi untuk menghasilkan irama

pernapasan. Neuron Inspirasi dan ekspirasi terdapat di pusat medula.

Kita menghirup dan menghembuskan napas secara ritmis karena kontrakasi dan

relaksasi bergantian otot – otot inspirasi yaitu diafragma dan otot interkostal eksternal,

yang masing – masing disarafi oleh saraf frenikus dan saraf interkostal. Badan – badansel

dari serat – serat saraf yang membentuk saraf ini terletak di medulla spinalis. Impuls yang

berasal dari pusat di medulla berakhir di badan – badan sel neuron motorik ini. Ketika

neuron motorik diaktifkan maka neuron tersebut sebaliknya mengaktifkan otot – otot

pernapasan, menyebabkan inspirasi; ketika neuron-neuron ini tidak menghasilkan impuls

maka otot inspirasi melemas dan berlangsunglah ekspirasi.8

11

Page 12: Makalah Pbl Blok 7 - Struktur Dan Mekanisme Pernafasan

Pusat pernapasan medulla terdiri dari dua kelompok neuron yang dikenal sebagai

kelompok repiratorik dorsal dan kelompok repiratorik ventral.

Kelompok respiratorik dorsal (KRD) terutama terdiri dari neuron

inpiratorik yang serat – serat desendens berakhir di neuron motorik yang

menyarafi otot inspirasi. Ketika neuron – neuron KRD ini melepas muatan

maka terjadi inspirasi, ketika mereka tidak menghasilkan sinyal terjadilah

ekspirasi. Ekspirasi diakhiri karena neuron – neuron inpiratorik kembali

mencapai ambang dan melepaskan muatan. KRD memiliki hubungan

penting dengan kelompok respiratorik ventral.8

Kelompok respiratorik ventral (KRV) terdiri dari neuron inspiratorik dan

neuron respiratorik yang keduanya tetap inaktif selama bernapas normal

tenang. Bagian ini diaktifkan oleh KRD sebagai mekanisme penguat

selama periode – periode saat kebutuhan akan ventilasi meningkat. Hal ini

terutama penting pada ekspirasi aktif. Selama bernapas tenang tidak ada

impuls yang dihasilkan di jalur desendens oleh neuron ekspiratorik. Hanya

ketika ekspirasi aktif barulah neuron ekspiratorik merangsang neuron

motorik yang menyarafi otot – otot ekspirasi. Selain itu, neuron – neuron

inspiratorik KRV, ketika dirangsang KRD, memacu aktivitas inspirasi

ketika kebutuhan akan ventilasi tinggi.8

Pengaruh dari Pusat Pneumostatik dan Apneustik

Pusat pernapasan di pons melakukan “penyesuain halus” terhadap pusat di

medula untuk membantu menghasilkan inspirasi dan ekspirasi yang lancer dan mulus.

Pusat pneumostatik mengirim impuls ke KRD yang membantu “memadamkan”

neuron-neuron inpiratorik sehingga durasi inspirasi dibatasi. Sebaliknya, pusat

apneustik mencegah neuron-neuron inspiratorik dipadamkan, sehingga dorongan

inspirasi meningkat. Dengan sistem check and balance ini, pusat pneumostatik

mendominasi pusat upneustik, membantu menghentikan inspirasi dan membiarkan

ekspirasi terjadi secara normal. Tanpa rem pneumostatik ini, pola bernapas akan

berupa tarikan napas panjang yang terputus mendadak dan singkat oleh ekspirasi. Pola

bernapas yang abnormal ini dikenal sebagai upnuapnustik. Apnusis, karena itu, pusat

yang mendorong tipe bernapas ini disebut pusat apnustik. Apnusis terjadi pada jenis

tertentu kerusakan otak berat.7

12

Page 13: Makalah Pbl Blok 7 - Struktur Dan Mekanisme Pernafasan

4. Inspirasi dan Ekspirasi

Paru-paru dan dinding dada adalah struktur elastic. Pada keadaan normal, hanya

ditemukan selapis tipis cairan diantara paru – paru dan dinding dada. Paru – paru dengan

mudah dapat bergeser sepnjang dinding dada, tetapi sukar untuk dipisahkan dari dinding

dada seperti halnya 2 lempengan kaca yang direkatkan dengan air dapat digeser tetapi

tidak dapat dipisahkan. Tekanan di dalam “ruang” antara paru – paru dan dinding kaca

(tekanan intrapleura) bersifat subatatmosferik. Pada saat kelahiran jaringan paru

dikembangkan sehingga teregang, dan pada akhir ekspirasi tenang, kecenderungan daya

recoil jaringan paru untuk menjauhi dinding dada diimbangi oleh daya recoil dinding dada

kearah yang berlawanan. Apabila dinding dada dibuka, paru – paru akan kolaps dan

apabila paru – paru kehilangan elastisitasnya, dada akan mengembang menyerupai bentuk

gentong. Proses ekspirasi tenang merupakan proses pasif yang akan menyertai diafragma

menjadi relaks dan mengembang, volume paru mengecil, beda tekanan negative dan udara

keluar.7

Inspirasi merupakan proses aktif. Kontrakasi otot-otot inspirasi akan meningkatkan

volume intrakolateral. Tekanan intrapleura di bagian basis paru akan turun dari nilai

normal sekitar - 2.5 mmHg pada awal inspirasi, menjadi – 6 mmHg. Jaringan paru

semakin teregang. Tekanan di dalam saluran udara menjadi sedikit lebih negative, udara

mengalir ke dalam paru. Pada akhir inspirasi, daya recoil paru mulai menarik dinding dada

kembali ke kedudukan ekspirasi, sampai tercapai keseimbangan kembali antara daya

recoil jaringan paru dan dinding dada. Tekanan di dalam saluran udara menjadi sedikit

lebih positif dan udara mengalir meninggalkan paru – paru. Selama pernapasan tenang,

ekspirasi merupakan proses pasif yang tidak memerlukan kontraksi otot untuk

menurunkan volume intratorakal. Namun pada awal ekspirasi, masih terdapat kontrakasi

ringan otot inspirasi. Kontraksi ini berfungsi sebagai peredam daya recoil paru dan

memperlambat ekspirasi.

Pada inspirasi kuat, tekanan intrapleura turun mencapai – 30 mmHg, menimbulkan

pengembangan jaringan paru yang lebih besar. Apabila ventilasi meningkat, derajat

pengempisan jaringan paru juga ditingkatkan melalui kontraksi aktif otot – otot ekspirasi

yang menurunkan volume intrakolateral.7

5. Perubahan Tekanan Terhadap Transport O2 & CO2

13

Page 14: Makalah Pbl Blok 7 - Struktur Dan Mekanisme Pernafasan

Tujuan utama bernapas adalah secara kontinyu memasuk O2 segar untuk diserap

oleh darah dan mengeluarkan CO2 dari darah. Darah bekerja sebagai sistem trnaspor untuk

O2 dan CO2 antara paru dan jaringan, dengan sel jaringan mengekstraksi O2 dari darah dan

mengeliminasi CO2 ke dalamnya.

Gas Mengalir Menuruni Gradient Tekanan Parsial

Pertukaran gas di tingkat kapiler paru dan kapiler jaringan berlangsung secara

difusi pasif sederhana O2 dan CO2 menuruni gradient tekanan parsial.

Tekanan Parsial

Udara atmosfer adalah campuran gas : udara kering tipikal mengandung 79%

nitrogen (N2) dan 21% O2 , dengan presentasi CO2, uap H2O, gas – gas lain dan polutan

hampir dapat diabaikan. Secara keseluruhan, gas – gas ini menimbulkan tekanan atmosfer

total sebesar 760 mmHg di permukaan laut. Tekanan total ini sama dengan jumlah

tekanan yang disumbangkan oleh masing – masing gas dalam campuran. Tekanan yang

ditimbulkan oleh gas tertentu berbanding lurus dengan presentasi gas tersebut dalam

campuran udara total. Setiap molekul gas, berapapun ukurannya, menimbulkan tekanan

yang sama; sebagai contoh, sebuah molekul N2 menimbulkan tekanan yang sama dengan

sebuah molekul O2. Karena 79% udara terdiri dari N2, maka 79% dari 760 mmHg tekanan

atmosfer, atau 600 mmHg, ditimbulkan oleh molekul – molekul N2 , demikian juga,

karena O2 membentuk 21% atmosfer, maka 21% dari 760 mmHg tekanan atmosfer, atau

160 mmHg, ditimbulkan oleh O2. Tekanan ayng ditimbulkan secara independen oleh

masing - masing gas dalam suatu campuran gas yang disebut gas parsial, yang

dilambangkan oleh Pgas, Karena itu, tekanan parsial O2 dalam udara atmosfer , PO2 ,

normalnya 160 mmHg. Tekanan parsial CO2 atmosfer, PCO2, hampir dapat diabaikan

(0.23 mmHg).9

Gas-gas yang larut dalam cairan misalnya darah / cairan tubuh lain juga

menimbulkan tekanan parsial. Semakin besar tekanan parsial suatu gas dalam cairan,

semakin banyak gas tersebut terlarut.

Gradien Tekanan Parsial

Perbedaan tekanan parsial antara darah kapiler dan struktur sekitar dikenal dengan

nama gradient tekanan parsial. Terdapat gradient tekanan parsial antara udara alveolus dan

darah kapiler paru. Demikian juga terdapat gradient tekanan parsial antara darah kapiler

sistemik dan jaringan sekitar. Suatu gas selalu berdifusi menuruni gradien tekanan

14

Page 15: Makalah Pbl Blok 7 - Struktur Dan Mekanisme Pernafasan

parsialnya dari daerah dengan tekanan parsial tinggi ke daerah dengan tekanan parsial

rendah, serupa dengan difusi menuruni gradient konsentrasi.9

PO2 dan PCO2 Alveolus

Komposisi udara alveolus tidak sama dengan komposisi udara atmosfer karena dua

alasan. Pertama, segere setelah udara atmosfer masuk ke saluran napas, pajanan ke saluran

napas yang lembab menyebabkan udara tersebut jenuh dengan H2O. Seperti gas lainnya, uap

air menimbulkan tekanan parsial. Pada suhu tubuh, tekanan parsial H2O adalah 47 mmHg.

Humidifikasi udara yang dihirup ini pada hakekatnya “mengencerkan” tekanan parsial gas –

gas inspirasi sebesar 47 mmHg. Karena jumlah tekanan – tekanan parsial harus sama dengan

760 mmHg. Dalam udara lembab, PH2O = 47 mmHg, PN2 = 53 mmHg dan PO2 = 150

mmHg.9

Kedua PO2 alveolus juga lebih rendah daripada PO2 atmosfer karena udara segar yang

masuk bercampur dengan sejumlah besar udara lama yang tersisa dalam paru dan dalam ruang

rugi pada akhir ekspirasi sebelumnya. Pada akhir inspirasi, kurang dari 15% udara di alveolus

adalah udara segar. Akibatnya pelembapan dan logis jika kita berpikir bahwa PO2 akan

meningkat selama inspirasi karena datangnya udara segarb dan menurun selama ekspirasi.

Namun fluktuasi yang terjadi kecil saja karena dua sebab. Pertama, hanya sebagian kecil dari

udara alveolus total yang dipertukarkan setiap kali bernapas. Volume udara inpirasi kaya O2

yang relative lebih kecil cepat bercampur dengan volume udara alveolus yang tersisa dengan

jumlah yang jauh lebih banyak. Karena itu, O2 udara inspirasi hanya sedikit meningkatkan

kadar PO2 alveolus total. Bahkan peningkatan PO2 yang kecil ini berkurang oleh sebab lain.

Oksigen secara terus menerus berpindah melalui difusi pasif menuruni gradien tekanan

parsialnya dari alveolus ke dalam darah. O2 yang tiba di alveolus dalam udara yang baru

diinpirasikan hanya mengganti O2 yang berdifusi keluar alveolus masuk ke kapiler paru.

Karena itu, PO2 alveolus relative konstan pada setiap 100 mmHg sepanjang siklus pernapasan.

Karena PO2 darah paru seimbang dengan PO2 alveolus, maka PO2 darah yang meninggalkan

paru juga cukup konstan pada nilai yang sama ini. Karena itu, jumlah O2 dalam darah yang

tersedia ke jaringan hanya bervariasi sedikit selama siklus pernapasan.9

Situasi serupa namun terbalik terjadi pada CO2. Karbon dioksida yang secara . secara

tetap ditambahkan ke darah di tingkat kapiler sistemik. Di kapiler paru, CO2 berdifusi

menuruni gradient tekanan parsialnya dari darah ke dalam alveolus dan kemudia dikeluarkan

15

Page 16: Makalah Pbl Blok 7 - Struktur Dan Mekanisme Pernafasan

dari tubuh sewaktu ekspirasi. Seperti O2, PCO2 alveolus relative tetap konstan sepanjang siklus

pernapasan tetapi dengan nilai yang lebih rendah yaitu 40 mmHg.

Kesimpulan

Batuk, serak dan sakit saat menelan seperti pada skenario dipengaruhi oleh mekanis

pernafasan yang mencakup otot-oto pernafasan, perubahan tekanan, inspirasi-ekspirasi,

pengaturan pusat pernafasan, kapasitas paru dan juga pengaruh tekanan terhadap transport O2

dan CO2 serta dipengaruhi oleh struktur organ pernafasan.

DAFTAR PUSTAKA

1. Asih NGY, Effendy C. Keperawatan medikal bedah: klien dengan gangguan sistem

pernafasan. Jakarta: Penerbit EGC; 2004.

2. Singh I. Teks dan atlas histologi manusia. Jakarta: Binarupa Aksara; 2006; 115-20.

3. Drake RL, Vogl W, Mitchell AWM. Gray’s anatomy for students. 1st ed. Philadelpia:

Elsevier Churchill Livingstone; 2005; 102-52.

4. Woodburne RT. Essential of human anatomy. 6th ed. New York: Oxford Universty;

2007; 181-200.

5. Sloane E. Anatomi dan fisiologi. Jakarta: Penerbit EGC; 2004; 266-8.

6. Gibson J. Fisiologi dan anatomi modern untuk perawat. Jakarta: Penerbit EGC; 2003.

7. Woodson G.E. Upper airway anatomy and function. Philadelphia: Lippincot Williams

& Wilkins; 2005; 479-86.

8. Guyton AC, Hall JE. Buku ajar fisiologi kedokteran. Jakarta: Penerbit EGC; 2006;

498-9.

9. Ganong WF. Buku ajar fisiologi kedokteran. Jakarta: Penerbit EGC; 2008; 669-708.

16


Top Related