FISIOLOGI PERNAPASAN

Fisiologi PernapasanOksigen dalam tubuh dapat diatur menurut keperluan. Manusia sangat membutuhkan oksigen dalam hidupnya, kalau tidak mendapatkan oksigen selama 4 menit akan mengakibatkan kerusakan pada otak yang tidak dapat diperbaiki dan bisa menimbulkan kematian. Kalau penyediaan oksigen berkurang akan menimbulkan kacau pikiran serebralis, misalnya orang yang bekerja pada ruangan yang sempit, tertutup, ruang kapal, dan lain-lain. Bila oksigen tidak mencukupi maka warna darah merahnya hilang berganti kebiru-biruan misalnya yang terjadi pada bibir, telinga, lengan, dan kaki (sianosis)Pernapasan ParuPernapasan paru merupakan pertukaran oksigen dan karbon dioksida yang terjadi pada paru-paru. Pernapasan melaui paru-paru atau pernapasan eksterna,oksigen diambilmelalui mulut dan hidung pada waktu bernapasyang oksigen masuk melaluitrakea sampai alveoliberhubungan dengan darah dalam kapiler pulmonar. Alveoli memisahkan oksigen dari darah, oksigen menembus membran, diambil oleh sel darah merah dibawa ke jantung dan dari jantungdipompakan ke seluruh tubuh.Di dalam paru-paru karbon dioksida merupakan hasil buangan yang menembus membran alveoli. Dari kapiler darah dikeluarkan melalui pipa bronkus berakhir sampai mulut dan hidung. Empat proses yang berhubungan dengan pernapasan pulmoner:1. Ventilasi polmuner, gerakan pernapasan yang menukar udara dalam alveoli dengan udara luar.2. Arus darah melalui paru-paru, darah mengandung oksigen masuk ke seluruh tubuh, karbon dioksida dari seluruh tubuh masuk ke paru-paru.3. Distribusi arus udara dan arus darah sedemikian rupa dengan jumlah yang tepat dan bisa dicapai untuk semua bagian.4. Difusi gas yang menembus membran alveoli dan kapier karbon dioksida lebih mudah berdifusi daripada oksigen.Proses pertukaran dan karbon dioksida terjadi ketika konsentrasi dalam darah mempengaruhi dan merangsang pusat pernapasan terdapat dalam otak untuk mempebesar kecepatan dalam pernapasan sehingga terjadi pengambilan oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida lebih banyak. Darah merah (hemoglobin) yang banyak mengandung oksigen dari seluruh tubuh masuk ke dalamjaringan yang akhirnya mencapai kapiler. Darah mengeluarkan oksigen kedalam jaringan, mengambil karbon dioksida untuk di bawa ke paru-paru di paru-paru terjadi pernapasan eksterna.Besarnya daya muat udara dalam paru-paru 4500-5000 ml (4,5-5 liter). Udara yang di proses dalam paru-paru (inspirasi dan ekspirasi) hanya 10%, 500 ml disebut juga udara pasang surut (tidal air) yaitu yang dihirup dan yang dihembuskan pada pernapasan biasa. Kecepatan pernapasan pada wanita lebih tinggi dari pria. Pernapasan secara normal, ekspirasi dan menyusul inspirasi dan kemudian istirahat, pada bayi ada kalanya terbalik, inspirasi-istirahat-ekspirasi, disebut juga pernapasan terbalik.Tekanan dalam sistem parua. Kurva tekanan nadi dari ventrikel kanandan arteri paru sangat berbeda dengan tekanan aorta yang jauh lebih tinggi. Tekanan sistolik di ventrikel kanan pada orang normal hanya rata-rata 25 mmHg yaitu setengah dari yang pada ventrikel kirib. Tekanan di arteri paru delama sistole tekanan di arteri paru pada dasarnya sama dengan tekanan di ventrikel kanan, akan tetepi setelah katup paru menutup maka akhir sistole tekanan ventrikel menurun seketika. Sedangkan tekanan arteri paru menurun secara lambat sewaktu darah mengalir melalui kapiler paru.c. Tekanan kapiler paru rata-rata 7 mmHg. Tekana kapiler yang rendah berhubungan dengan fungsi pertukaran cairan di dalam kapiler.d. Tekanan atrium kiri dan vena paru utama rata-rata 2-5 mmHg yang tidak dapat diukur secara langsung melainkan hanya dapat diperkirakan dengan mengukur jepitan paru dengan memasukan kateter melaui sisi kanan jantung. Ini dilakukan untuk mempelajari perubahan tekanan di atrium kiri pada gagal jantung kongestif.Volume darah di paru-paruVolume darah di paru-paru kira-kira 450 ml, sekitar 9% dari volume darah total sistem sirkulasi (70 ml) berada pada kapiler sedangkan sisanya dibagi sama rata antara arteri dan vena. Bila seseorang menghembuskan idara yang sangat kuat sehingga timbul tekanan tinggi di paru-paru sebanyak 250 ml, darah dapatdikeluarkan dari sistem sirkulasi paru ke sirkulasi sistemik. Begitu pula hilangnya darah dari sirkulasi sistemik karena perdarahan dapat dikompensasi sebagian oleh pergeseran darah secara otomatis dari pari-paru ke pembuluh sistemik.Aliran darah melaui paru-paruAliran darah melaui paru-paru pada dasarnya sama dengan curah jantung karena itu faktor yang mengendalikan curah jantung terutam faktor perifer.pembuluh paru berfungsi sebagai tabung yang pasif dan mudah meregang dan membesar pada peningkatan tekanan dan mengecilpada penurunan tekanan. Oksigen darah secara optimal perlu di distribusikan ke segmen-segmen paru yang alveolinya teroksigenasi atau berproses dengan baik.Dinamika kapiler paru Dinding alveolus dibatasi oleh begitu banyak kapiler. Pada banyak tempat kapiler ini hampir saling bersentuhan satu sama lain. Darah kapiler mengalir pada dinding seperti lembaran. Tekanan kapiler paru-paru rata-rata sekitar 2 mmHg dan tekanan arteri paru 15 mmHg sehingga tekanan paru rata-rata terletak di antara nilai kedua tersebut.Lamanya darah beredar di kapiler 0,8 detik. Peningkatan curah jantung akan memperpendek waktu sampai 0,3 detik. Pemendekan ini akan membuka kapiler tambahan. Pada keadaan normal biasanya tertutup untuk menampung kenaikan aliran darah sehingga darah yang mengalir melalui kapiler menjadi teroksigenasi dan melepaskan kelebihan karbon dioksida.Pengendalian pernapasan Mekanisme pernapasan diatur dan di kendalikan oleh dua faktor utama yaitu kimiawi dan pengendalian saraf. Adanya faktor tertentu, merangsang pusat prnapasan yang terletak di dalam medula oblongata, yang bola dirangsang mengeluarkan implus yang disalurkan oleh syaraf spinalis ke otot pernapasan (otot diagfragma atau interkostalis).Dinamika pernapasanTekanan udara melalui saluran pernapasan menekan paru-paru ke arah dinding thoraks. Tekanan dalam ruang pleura mecegah paru-paru menyusut dari dinding toraks dan memaksa paru-paru untuk mengikuti pergerakan pernapasan dinding toraks dan diagfragma. Tekanan ini meningkatkan pada waktu inspirasi dan gerakan pernapasan ini dihasilakan oleh otot pernapasan.Pengangkutan oksigen ke jaringan Sistem pengankutan oksigen dalam tubuh terdiri dari paru-paru dan dalam sistem kardiovaskuler. Oksigen masuk kejaringan bergantung pada jumlahnya yang masuk kedalam paru-paru, pertukaran gas yang cukup pada paru-paru, aliran darah ke jaringan dan kapasitas pengangkutan oksigen oleh darah, aliran darah bergantung pada derajat konsentrasi pada jaringan dan curah jantung. Jumlah oksigen dalam darah di tentukan oleh jumlah oksigen yang larut, hemoglobin, dan afinitas (daya tarik) hemoglobin.Reaksi hemoglobin dan oksigenDinamika reaksi hemoglobin sangat cocok untuk mengangkut oksigen. Hemoglobin adalah protein yang terikat pada rantai polipeptida, dibentuk oleh porfirin dan satu atom besi ferro. Masing-masing atom besi dapat mengikat secara reversibel (perubahan arah) dengan satu molekul oksigen. Besi berada dalam bentuk ferro sehingga reaksinya adalah oksigenasi bukan oksidasi.Pengaturan oksigenPernapasan spontan ditimbulkan oleh rangsangan ritmis neuron motoris yang mempersarafi otot pernapasan otak. Rangsangan ini secara keseluruhan bergantung pada implus-implus syaraf. Pernapasan berhenti bila medula spinalis dipotong melintang diatas nervus frenikulus. Disini dapat dua mekanisme saraf yang terpisah mengatur pernapasan.Rangsangan ritmik pada medula oblongata menimbulkan pernapasan otomatis. Daerah medula oblongata berhubungan dengan pernapasan secara klasik. Tempat pusat pernapasan yamg dekat dengan nukleus traktus solitarius adalah sumber irama yang mengendalikan neuron motoris frenikus kontralateral.rangsangan ritmis neuron pusat pernapsaan adalah spontan tapi diubah olehpusat pons dan aferens, nervus dari reseptor dan paru-paru. Bila batang otak sitranseksi pada bagian inferior pons dan nervus vagus dibiarkan utuh,pernapasan reguler terus berlangsung. Peran fisiologis yang tepat daerah pernapasan dan pons tidak pasti, tetapi yang jelas membuat rangsang ritmis dari neuron medula oblongata.Ventilasi mekanisUdara mengalir dari tekanan tinggi ke bagian tekanan rendah. Namun demikian bila tidak ada aliran udara masuk atau keluar dari paru-paru, tekanan alveolar dan atmosfer dalam keadaan seimbang. Untuk memulai pernapasan aliran udara dalam paru-paruharus dicetuskan oleh turunnya tekanan dalam alveoli. Ini melibatkan proses rumit dan banyak variabel sesuai dengan ventilasi mekanis yang melibatkan adanya elastisitas dan tekanan gravitasi.Pernapasan luarKecenderungan kekuatan tekanan molekul gas meningkat sampai pada ketidakseimbangan dan menjadi tidak slabil. Ketidakseimbangan molekul gas dalam ruang difusi ini tidak sampaikeseluruh molekul gas. Kembalinya tekanan akan meningkatkan dan bertambah besar.Pernapasan dalamNormal cairan intertisial memiliki PO2 adalah 40 mmHg dan PCO2 45 mmHg. Sebagai hasil, oksigen disebarkan keluar pembuluh kapiler dan karbon dioksida diterima oleh pembuluh kapiler sama dengan bagian membran.Darah vena keluar dari kapiler ditranspor ke sirkulasi paru-paru ketika pernapasan luar akan memindahkan kelebihan karbon dioksidadari kapiler bersama oksigen. Oksigen karbon dioksida dapat larut dalam plasma darah. Ini merupakan fungsi utama membran sel yang membutuhkan banyak oksigen dan menghasilkan lebih banyak karbon dioksida daripada plasma yang diserap dan diedarkan. Kelebian oksigen dan karbon dioksida diedarkan ke dalam sel-sel darah merah tempat molekul-molekul gas tersusun untuk dapat di edarkan keseluruh tubuh. Masalah yang terpentinguntukreaksi adalah keteraturan dan dapat kembali sempurna. Keteraturan plasma oksigen dan karbon dioksida berkonsentrasi tinggi. Molekul-molekul berpinsah ke sel darah merah ketika berkonsentrasi plasma rendah sehingga sel darah merah melepaskan persediaan cadangannya.