BAB I

PENDAHULUAN

Sistem respirasi berperan untuk menukar udara kepermukaan dalam paru-

paru. Udara masuk dan menetap dalam sistem pernafasan dan masuk dalam

pernafasan otot sehingga trakea dapat melakukan penyaringan, penghangatan dan

melembabkan udara yang masuk juga melindungi permukaan organ yang

lembut.Hantaran tekanan mengashilkan udara di paru-paru melalui saluran nafas.

Pertukaran gas antara atmosfer, darah, dan sel-sel tubuh disebut

respirasi.Tiga proses dasar terlibat dalam respirasi.Proses pertama ventilasi paru-

paru, atau bernapas, adalah inspirasi (aliran masuk) dan ekspirasi (aliran keluar)

udara antara atmosfer dan paru.Proses kedua dan ketiga melibatkan pertukaran gas

didalam tubuh. Proses kedua respirasi atau repirasi paru adalah adalah pertukaran

gas antara paru dan darah.Proses ketiga respirasi internal atau respirasi jaringan

adalah pertukaran gas antar darah dan sel-sel tubuh.

1

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Respirasi Internal

Udara lingkungan dapat dihirup masuk ke dalam tubuh makhluk hidup

melalui dua cara, yakni pernapasan secara langsung dan pernapasan tak langsung.

Pengambilan udara secara langsung dapat dilakukan oleh permukaan tubuh lewat

proses difusi. Sementara udara yang dimasukan ke dalam tubuh melalui saluran

pernapasan dinamakan pernapasan tidak langsung.

Saat kita bernapas, udara diambil dan dikeluarkan melalui paru-paru.

Dengan kata lain, kita melakukan pernapasan secara tidak langsung lewat paru-

paru. Walaupun begitu, proses difusi pada pernapasan langsung tetap terjadi pada

paru-paru. Bagian paru-paru yang mengalami proses difusi dengan udara yaitu

gelembung halus kecil atau alveolus. Oleh karena itu, berdasarkan proses

terjadinya pernapasan, manusia mempunyai dua tahap mekanisme pertukaran gas.

Pertukaran gas oksigen dan karbondioksida yang dimaksud yakni mekanisme

pernapasan eksternal dan internal.

Pernafasan Internal

Berbeda dengan pernapasan eksternal, proses terjadinya pertukaran gas

pada pernapasan internal berlangsung di dalam jaringan tubuh. Proses pertukaran

oksigen dalam darah dan karbondioksida tersebut berlangsung dalam respirasi

seluler. Setelah oksihemoglobin (HbO2) dalam paru-paru terbentuk, oksigen akan

lepas, dan selanjutnya menuju cairan jaringan tubuh. Oksigen tersebut akan

digunakan dalam proses metabolisme sel.

2

Gambar 1 : Respirasi Internal

Proses masuknya oksigen ke dalam cairan jaringan tubuh juga melalui

proses difusi. Proses difusi ini terjadi karena adanya perbedaan tekanan parsial

oksigen dan karbondioksida antara darah dan cairan jaringan. Tekanan parsial

oksigen dalam cairan jaringan lebih rendah dibandingkan oksigen yang berada

dalam darah. Artinya konsentrasi oksigen dalam cairan jaringan lebih rendah.

Oleh karena itu, oksigen dalam darah mengalir menuju cairan jaringan.

Ketika oksigen dari kapiler darah jaringan menuju sel-sel jaringan

karbondioksida difusi pada arah berlawanan.Tekanan CO2 didalam sel 45mmHg,

sementara darah teroksigenasi di dalam kapiler jaringan melalui cairan interestial

darah dalam kapiler jaringan sampai pCO2 dalam darah naik menjadi 45mmHg,

yang merupakan pCO2 darah terseoksigenasi dalam kapiler jaringan.

Darah terdeoksigenasi sekarang kembali ke jantung, dari sini dipompa ke

paru-paru melalui siklus lain dari respirasi eksternal.Pengangkutan gas-gas

pernafasan paru-paru dan jaringan tubuh adalah tugas darah.

3

Sementara itu, tekanan karbondioksida pada darah lebih rendah daripada

cairan jaringan. Akibatnya, karbondioksida yang terkandung dalam sel-sel tubuh

berdifusi ke dalam darah. Karbondioksida yang diangkut oleh darah, sebagian

kecilnya akan berikatan bersama hemoglobin membentuk karboksihemoglobin

(HbCO2).

Namun, sebagian besar karbondioksida tersebut masuk ke dalam plasma

darah dan bergabung dengan air menjadi asam karbonat (H2CO3). Oleh enzim

anhidrase, asam karbonat akan segera terurai menjadi dua ion, yakni ion hidrogen

(H+) dan ion bikarbonat (HCO- ). CO2 yang diangkut darah ini tidak semuanya

dibebaskan ke luar tubuh oleh paru-paru, akan tetapi hanya 10%-nya saja. Sisanya

yang berupa ion-ion bikarbonat yang tetap berada dalam darah. Ion-ion

bikarbonatdi dalam darah berfungsi sebagai bufer atau larutan penyangga. Lebih

tepatnya, ion tersebut berperan penting dalam menjaga stabilitas pH (derajat

keasaman) darah.

Faktor yang mempengaruhi keterikatan oksigen dengan Hemoglobin yaitu :

• pO2 : makin besar pO2 maka makin besar O2 yang bergabung dengan Hb

• DPG ( 2,3- dipjospogliserat) : makin besar derajat DPG maka makin besar

oksigen yang dilepas.

• Konsentrasi H+ : makin besar konsentrasi H+ dalam darah membuat O2

makin besar terlepas dari Hb

• Suhu : makin besar suhu maka makin besar O2 yang terlepas dari Hb

Hemoglobin janin berbeda dengan hemoglobin orang dewasa dalam

struktur dan afinitasnya terhadap oksigen Hb janin terdiri dari sepasang rantai

globin alpha dan sepasang rantai globin gamma.Pada orang dewasa Hb terdiri dari

satu pasang rantai globin alpha dan satu pasang rantai globin beta.Hb janin

memiliki afinitas yang lebih tinggi dalam mengikat Oksigen dibandingkan Hb

orang dewasa.

4

Hipoksia adalah suatu keadaan di saat tubuh sangat kekurangan oksigen

sehingga sel gagal melakukan metabolisme secara efektif. Berdasarkan

penyebabnya hipoksia dibagi menjadi 4 kelompok, yakni : hipoksia hipoksik,

hipoksia anemic, hipoksia stagnan dan hipoksia histotokik.

Jenis Hipoksia hipoksik, adalah keadaan hipoksia yang disebabkan karena

kurangnya oksigen yang masuk paru-paru. Sehingga oksigen tidak dapat

mencapai darah, dan gagal untuk masuk dalam sirkulasi darah sehingga pO2

dalam darah arteri rendah.

Kegagalan ini bisa disebabkan adanya sumbatan / obstruksi di saluran

pernapasan, baik oleh sebab alamiah atau oleh trauma/ kekerasan yang bersifat

mekanik, seperti tercekik, penggantungan, tenggelam dan sebagainya serta dapat

diakibatkan karena ktinggian tempat (altitude).

Jenis kedua adalah hipoksia anemik, yakni keadaan hipoksia yang disebabkan

karena darah (hemoglobin) tidak dapat mengikat atau membawa oksigen yang

cukup untuk metabolisme seluler. Seperti, pada keracunan karbonmonoksida

(CO), karena afinitas CO terhadap hemoglobin jauh lebih tinggi dibandingkan

afinitas oksigen dengan hemoglobin.

Jenis hipoksia stagnan, adalah keadaan hipoksia yang disebabkan karena darah

(hemoglobin) tidak mampu membawa oksigen ke jaringan oleh karena

kegagalan sirkulasi, seperti pada heart failure atau embolisme, baik emboli

udara vena maupun emboli lemak.

Jenis hipoksia histotoksik, ialah keadaan hipoksia yang disebabkan karena

jaringan yang tidak mampu menyerap oksigen, salah satu contohnya pada

keracunan sianida. Sianida dalam tubuh akan mengaktifkan beberapa enzim

oksidatif seluruh jaringan secara radikal, terutama sitokrom oksidase dengan

mengikat bagian ferric heme group dari oksigen yang dibawa darah.

Ketiga jenis hipoksia yang terakhir (yakni hipoksia anemik, stagnan dan

histotoksik) disebabkan penyakit atau keracunan, sedangkan hipoksia yang

pertama (yakni hipoksia hipoksik) disebabkan kurangnya oksigen atau obstruksi

5

pada jalan nafas baik karena penyakit maupun sebab kekerasan(yang bersifat

mekanik). Asfiksia mekanik (mechanical asphixia) adalah jenis yang paling

seringdijumpai dalam kasus tindak pidana yang menyangkut nyawa manusia.

2.2 Kendali Respirasi

Pengendalian dan pengaturan pernapasan dilakukan oleh sistem

persyarafan, mekanisme kimia, dan mekanisme non kimia. Pada saat istirahat,

kira-kira 200 oksigen,jumlah yang ada dalam 1 L darah dikonsumsi setiap

menitnya. Selama olahraga berat, penggunaan oksigen dapat meningkat sampai

sebanyak 30 kali lipat. Harus ada mekanisme untuk menyesuaikan usaha respirasi

terhadap tuntutan metabolik. Irama dasar respirasi di kendalikan oleh system saraf

dalam medulla dan spons.

Untuk menjawab tuntutan tubuh, irama ini dapat diubah. Ukuran rongga

dada dapat dipengaruhi oleh kegiatan otot pernafasan. Otot-otot ini berkontraksi

dan relaksasi sebagai reason impuls saraf, dimana saraf yang ditransmisikan

kepadanya dari pusat di otak. Area penyampaian impuls saraf keotot pernafasan

terletak bilateral dalam bentuk reticular batang otak, inilah yang disebut pusat

pernafasan. Pusat pernafasan terdiri atas gugus neuron yang tersebar luas.

Berdasarkan fungsinya dipisahkan menjadi 3 area, yaitu :

1. Medullary rhytmicity area dalam medulla adalah untuk mengendalikan

irama dasar respirasi.

2. Pneumothaxic area, dalam pons yang terus menerus menstransmisi impuls

penghambat ke area inspiratori.

3. Apneustic area adalah mengkoordinasi transisi antara inspirasi dan

ekspirasi dan juga menyampaikan impuls ke area inspiratori yang

menggiatkannya dan memperpanjang inspirasi, sehingga menghambat

ekspirasi.

6

Terdapat beberapa mekanisme yang membantu agar udara dapat masuk ke

dalam paru-paru sehingga pertukaran gas dapat berlangsung. Fungsi

mekanik  pergerakan  udara masuk dan keluar dari paru dinamai ventilasi.

Mekanisme ini dilakukan oleh sejumlah komponen yang saling mengadakan

interaksi. Kendali pernapasan ini di antaranya adalah sebagai berikut :

a.    Faktor lokal : Yaitu paru- paru itu sendiri dan dinding dada yang mengelilingi

paru-paru, di mana keduanya berperan dalam pompa resiprokatif yang disebut

juga dengan hembusan napas.

b.    Kontrol Medula Oblogata : Sebagai pusat control pernafasan, terdapat daerah

ritmik medula oblongata(Medullary Rhythmic Area)  yang terdiri dari neuron

inspirasi dan ekspirasi.

c.    Kontrol Pons : Mengatur transisi dari inspirasi ke ekspirasi.

d.    Reflek Hering-Breur : Strectch reseptor di paru merupakan proteksi agar

tidak terjadi over-inflation/ over-distension.

e.    Masukkan Korteks : Kendali korteks ini terbatas, yaitu dapat mengubah

ritmik agar dapat memproteksi paru-paru.

f.     Kendali Bio Kimiawi : Penurunan tekanan parsial oksigen dalam darah arteri

(PaO2) dapat merangsang ventilasi.

g.    Efek Latihan Jasmani : Olahraga berat akan mengakibatkan O2  dan produksi

CO2 yang lebih besar pula. Mekanisme yang pasti belum jelas betul tetapi diduga

karena pengaruh lainnya, missal kadar Hb.

h.    Efek ketinggian (altitude) : Tempat yang tinggi, akan menyebabkan

penurunan tekanan oksigen (PO2), akibatnya seseorang yang berada pada

ketinggian akan mengalami peningkatan laju dan kedalaman respirasi serta denyut

jantung, seperti yang biasa terlihat pada orang yang beraktifitas.

Fisiologi Respirasi

7

Proses respirasi dapat dibagi dalam tiga proses mekanis utama yaitu sebagai

berikut:

a. Ventilasi pulmonal yaitu keluar masuknya udara antara atmosfer dan

alveoli paru-paru.

b. Difusi oksigen dan karbon dioksida antara alveoli dan darah.

c. Transportasi oksigen dan karbon dioksida dalam darah dan cairan tubuh ke dan

dari sel-sel.

Proses fisiologis respirasi yang memindahkan oksigen dari udara kedalam

jaringan dan karbon dioksida yang dikeluarkan ke udara dapat dibagi menjadi tiga

stadium,yaitu sebagai berikut:

1. Difusi gas-gas antara alveolus dan kapiler paru-paru(respirasi eksterna)serta

antara darah sistemik dan sel-sel jaringan.

2. Distribusi darah dalam sirkulasi pulmoner dan penyesuaiannya dengan

distribusi udara dalam alveolus-alveolus.

3. Reaksi kimia dan fisik dari oksigen dan karbon dioksida dengan darah.

Mekanisme Pernapasan diatur dan dikendalikan oleh dua faktor utama:

1. Kendali Kimiawi 

Kendali kimiawi adalah faktor utama dalam pengendalian dan pengaturan

frekuensi, kecepatan dan dalamnya gerakan pernafasan. Pusat pengendalian ada di

kemoreseptor yang mendeteksi perubahan kadar oksigen, karbondioksida, dan ion

hydrogen dalam darah arteri dan cairan serebrospinalis dan menyebabkan

penyesuaian yang tepat antara frekuensi dan kedalaman respirasi. Latihan

menyebabkan peningkatan pada jumlah karbondioksida yang dihasilkan oleh kerja

otot-otot. Peningkatan kadar karbondioksida dalam darah, atau peningkatan

konsentrasi ion hydrogen (H) darah, mempunyai efek kuat yang langsung pada

neuron-neuron susunan reticular yang menyebabkan peningkatan kecapatan dan

kedalaman pernafasan dengan peningkatan ekskresi karbondioksida.

8

Pusat pengendalian ada di kemoreseptor yang mendeteksi peubahan kadar

oksigen, karbondioksida dan ion hydrogen dalam darah arteri dan cairan

serebrospinalis dan menyebabkan penyesuaian yang tepat antara frekuensi dan

kedalaman respirasi.

a) Kemoreseptor sentral, yaitu neuron yang terletak di permukaan ventral lateral

medulla. Peningkatan kadar karbondioksida dalam darah arteri dan cairan

serebrospinalis merangsang peningkatan frekuensi dan kedalaman respirasi.

Penurunan kadar oksigen hanya sedikit berpengaruh pada kemoreseptor sentral.

b) Kemoreseptor perifer, terletak di badan aorta dan karotid pada sistem arteri.

Kemoreseptor ini merespon terhadap perubahan konsentrasi ion oksigen,

karbondioksida dan ion hydrogen.

Contoh :

Kalau kita melakukan olahraga maka akan terjadi proses pembakaran didalam

tubuh, hal ini memerlukan oksigen yang sangat besar, maka efek dari kompensasi

tubuh adalah dengan jalan respirasi yang cepat dan dalam untuk menyediakan

bahan bakar tersebut, sewaktu kita mulai istirahat maka tubuh akan kembali

normal karena oksigen yang dibutuhkan standar karena pembakaran yang terjadi

tidak terlalu banyak.

2. Kendali Syaraf

Pernafasan dikendalikan oleh sel-sel saraf dalam susunan retikularis di

batang, terutama pada medulla. Sel-sel ini mengirim impuls menuruni medulla

spinals, kemudian melalui saraf frenkus ke diafragma, dan melalui saraf-saraf

interkostalis ke otot-otot interkostalis. Jadi pusat pernafasan ialah suatu pusat

otomatik di dalam medulla oblongata yang mengeluarkan impuls eferen ke otot

pernafasan impuls aferen yang dirangsang oleh pemekaran gelembung udara,

yang diantarkan oleh saraf vagus ke pusat pernafasan di dalam medulla.

Susunan retikularis mempunyai pola aktivitas saraf dengan irama teratur

yang mempertahankan aktivitas berirama dari otot-otot tersebut. Irama ini

dilengkapi dengan Hering-Breuer yaitu reseptor-reseptor yang regang yang

terdapat dalam parenkim paru-paru yang memancarkan rangsangan ke medulla

9

oblongata melalui vagus, pengembangan paru-paru yang cepat menghambat

rangsang respirasi.

Reseptor regangan di jaringan pru mengirim impuls-impuls melalui nervus

vagus ke batang otak, impuls ini menghambat inspirasi saat paru-paru

dikembangkan, dan merangsang inspirasi bila paru-paru dikempeskan.

Beberapa factor tertentu merangsang pusat pernafasan yang terletak

didalam medulla oblongata, dan aklau dirangsang maka pusat itu mengeluarkan

impuls yang disalurkan oleh saraf spinalis ke otot pernafasan yaitu diafragma dan

otot interkostalis. Rangsang ritmis (berirama) pada medulla oblongata

menimbulkan pernafasan otomatis. Darah medulla oblongata yang berhubungan

dengan pernafasan secara klasik dinamakan pusat pernafasan. Ada 2 kelompok

neuron pernafasan, kelompok sosial yang dekat dekat dengan nucleus straktus

solitarius adalah sumber irama yang mengendalikan neuron motoris

pereniuskontralateral. Neuron-neuron ini juga memproyeksikan diri dan

mengendalikan golongan ventra, golongan ini mempunyai 2 bagian, bagian kranil

dibentuk oleh neuro-neuron nukleus ambigus yang mempersarafi oto-oto

pembantu pernafasan ibsilateral, pada hakikatnya memalui nervus vagus. Bagian

caudal dibentuk oleh neuron-neuron dalam nukleus retroambigualis yang

menyelenggarakan pengendalian inspirasi dan eskpirasi ke neuron-neuron motoris

yang mempersarafi interkostalis. Pernafasan spontan ditimbulkan oleh rangsang

yang ritmis neuron motoris yang mempersarafi otot-otot pernafasan. Rangsang ini

secara keseluruhan tergantung pada impuls-impuls saraf otak.

10

BAB III

PENUTUP

Respirasi adalah proses penyerapan oksigen dan pengeluaran

karbodioksida.Proses respirasi terbagi menjadi dua yaitu respirasi eksternal dan

respirasi internal.Respirasi eksternal adalah pertukaran oksigen dan

karbondioksida antara paru-paru.Respirasi internal adalah pertukaran oksigen dan

karbon dioksida antara kapiler darah jaringan dan sel-sel jaringan.Pertukaran gas

dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu : perbedaan tekanan parsial, luas

permukaan bagi pertukaran gas, jarak difusi, kecepatan bernapas, dan keterikatan

Henoglobin terhadap oksigen.Hemoglobin janin memiliki struktur yang berbeda

dengan hemoglobin orang dewasa dari segi struktur dan afinitasnya dalam

mengikat oksigen.

11

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, et all., (2003), Biologi Jilid 3 Edisi Kelima, Erlangga, Jakarta.

Irianto, Kus., (2004), Struktur Dan fungsi Manusia Untuk Paramedis, Yrama

Widya , Bandung. 

Setiadi, (2007), Anatomi Fisiologi Manusia, Graha Ilmu, Surabaya.

Sinaga, Erlintan dan Melva Silitonga, (2011),  Anatomi Fisiologi Tubuh Manusia.

Universitas Negeri Medan , Medan.

Sherwood L, (2004), Human Phisiology From Cells to System, Thomson,

Australia.

12