Saluran Pernapasan Bagian Bawah dan Mekanisme Pernapasan

Erlin Efrina Winata

102013117/E8

Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana

Jl. Arjuna Utara No. 6 Jakarta 11510

Telephone: (021) 5694-2061 (hunting), Fax: (021) 563-1731

Email: erlin_lixiaofen@ymail.com

Pendahuluan

Manusia membutuhkan suplay oksigen secara terus-menerus untuk proses respirasi

sel, dan membuang kelebihan karbondioksida sebagai limbah beracun produk dari proses

tersebut.1

Pertukaran gas antara oksigen dengan karbondioksida dilakukan agar proses respirasi

sel terus berlangsung. Oksigen yang dibutuhkan untuk proses respirasi sel ini berasal dari

atmosfer, yang menyediakan kandungan gas oksigen sebanyak 21% dari seluruh gas yang

ada. Oksigen masuk kedalam tubuh melalui perantaraan alat pernapasan yang berada di luar.

Pada manusia, alveolus yang terdapat di paru-paru berfungsi sebagai permukaan untuk

tempat pertukaran gas.1

Jalannya udara pernapasan udara masuk melalui lubang hidung kemudian melewati

nasofaring, melewati oralfarink, melewati glottis, masuk ke trakea, masuk ke percabangan

trakea yang disebut bronchus, masuk ke percabangan bronchus yang disebut bronchioles dan

udara berakhir pada ujung bronchus berupa gelembung yang disebut alveolus (jamak:

alveoli).1

Pembahasan

Struktur Anatomi dan Histologi Saluran Pernapasan Bawah

Anatomi saluran pernapasan terdiri atas saluran pernapasan bagian atas (rongga

hidung, sinus paranasal, dan faring), saluran pernapasan bagian bawah (trachea, bronchus,

dan alveoli), sirkulasi pulmonal (ventrikel kanan, arteri pulmonary, arteriola pulmonary,

kapiler pulmonary, venula pulmonary, vena pulmonary, dan atrium kirir), paru (paru kanan 3

lobus dan paru kiri 2 lobus), rongga pleura, dan otot-otot pernapasan.2

Trakea

Trakea berbentuk tabung dengan panjang 12 cm dan berdiameter 2 cm, mulai dari

tulang rawan krikoid di laring dan berakhir ketika bercabang dua menjadi bronkus primer.

Dinding trakea diperkuat oleh 10 - 12 cincin tulang rawan hialin berbentuk C. Ujung-ujung

cincin tersebut terbuka ke arah posterior dan satu sama lain dihubungkan oleh otot polos,

muskulus trakealis. Dengan susunan C yang demikian, trakea membulat di bagian anterior

dan datar di bagian posterior.3-5

Gambar 2. Trakea2

Bronkus Primer (Ekstrapulmonal)

Struktur bronkus primer identik dengan trakea, hanya saja diameternya lebih kecil dan

dindingnya lebih tipis. Setiap bronkus primer akan didampingi oleh arteri pulmonalis, vena

dan pembuluh limf, menembus akar paru. Bronkus kanan lebih lurus daripada bronkus kiri.

Bronkus kanan bercabang tiga mengarah ke tiga lobus paru kanan, dan bronkus kiri

bercabang dua dan memberi cabangnya ke dua lobus paru kiri. Cabang bronkus selanjutnya

masuk ke cabang substansi paru sebagai bronkus intrapulmonal.5,6

Bronkus Sekunder dan Tersier (Intrapulmonal)

Setiap bronkus intrapulmonal merupakan saluran udara ke sebuah lobus paru. Saluran

udara ini mirip dengan bronkus primer dengan beberapa pengecualian. Tulang rawan bentuk

cincin C diganti oleh lempeng ireguler tulang rawan hialin yang secara lengkap mengelilingi

lamina bronki intrapulmonal, dengan demikian saluran napas ini tidak memiliki daerah yang

datar, tapi melingkar secara lengkap. Otot polos terletak di lamina propia dan submukosa

bercampur dengan jaringan fibroelastin, membentuk dua lapisan otot polos yang jelas dan

berjalan spiral berlawanan arah.

Bronki sekunder adalah cabang langsung bronki primer yang akan menuju ke lobus

paru dan dikenal sebagai bronki lobaris. Paru kiri memiliki dua lobus sehingga memiliki dua

bronki sekunder, dan paru kanan mempunyai tiga lobus dengan tiga bronki sekunder. Saat

bronki sekunder memasuki paru, bronki bercabang menjadi cabang yang lebih kecil disebut

sebagai bronki tersier atau segmental. Dengan makin kecilnya diameter bronki intrapulmonal,

saluran ini akhirnya menjadi bronkiolus.5,6

Bronkiolus

Tiap bronkiolus menyalurkan udara ke lobulus paru. Lapisan epitel bronkiolus mulai

dari sel silindris selapis bersilia dan terkadang bersel goblet pada bronkiolus yang lebih besar

sampai sel kuboid selapis (beberapa bersilia) terkadang dengan sel Clara, pada bronkiolus

kecil tidak ada sel goblet. Sel Clara merupakan sel silindris dengan bagian puncak berbentuk

kubah, mempunyai mikrovili pendek tumpul. Sel Clara dipercaya dapat melindungi epitel

brionkiolus melalui hasil sekretnya juga dapat memusnahkan toksin yang ikut terhirup

melalui enzim sitokrom P-450 yang terdapat di retikulum endoplasmik halus (SER).

Beberapa peneliti menduga sel Clara menghasilkan materi mirip surfaktan yang dapat

mengurangi tegangan permukaan bronkiolus serta dapat membelah diri untuk regenerasi

epitel bronkiolus. Selama inhalasi, saat volume paru mengembang, serat elastin di dinding

bronkus meregang melalui tarikan yang serentak ke segala arah, serat elastin turut menjaga

akan bronkiolus tetap terbuka.5,6

Bronkiolus Terminalis

Tiap bronkiolus membagi diri membentuk beberapa bronkiolus terminalis yang lebih

kecil dengan diameter kurang dari 0,5 mm dan membuat bagian akhir konduksi sistem

pernapasan. Struktur ini menyalurkan udara ke dalam asinus paru, bagian lobulus paru.

Lamina propia yang sempit terdiri dari jaringan fibroalastis dan dikelilingi oleh satu atau dua

lapisan sel otot polos. Bronkiolus terminalis bercabang menjadi bronkiolus respiratorius.5,6

Bronkiolus Respiratorius

Struktur bronkiolus respiratorius mirip bronkiolus terminalis, namun dindingnya

diselingi oleh bangunan seperti kantong berdinding tipis dikenal sebagai alveolus, dimana

terjadi pertukaran gas. Setelah bercabang lagi, tiap bronkiolus respiratorius berakhir ke

duktus alveolaris.3-5

Duktus Alveolaris dan Sakus Alveolaris

Duktus alveolaris tidak mempunyai dinding sendiri dan disusun oleh alveolus saja.

Sebuah duktus alveolaris berakhir sebagai kantong buntu yang terdiri dari dua atau lebih

kelompok kecil alveolus disebut sebagai sakus alveolaris. Unsur jaringan penyambung tipis

antara alveolus, septa interalveolaris, memperkuat duktus alveolaris dan menstabilkannya.

Muara tiap alveolus ke duktus alveolaris dikendalikan oleh sebuah sel otot polos tunggal,

tebenam di dalam kolagen tipe III, yang membentuk sfinkter yang halus mengatur diameter

pembukaan.5,6

Alveolus

Alveolus merupakan pengantongan keluar yang kecil, berdiameter sekitar 200 m

dari dinding bronkiolus respiratorius, duktus alveolaris dan sakus alveolaris. Alveolus

membentuk struktur primer dan unit fungsional sistem pernapasan, karena dinding tipisnya

memungkinkan pertukaran O2 dengan CO2 di antara udara di lumen dan darah dalam kapiler

di sekitarnya. Karena jumlahnya yang banyak, alveolus sering terdesak satu sama lain,

menggeser jaringan penyambung intersisial di antaranya. Pada tempat terjadinya kontak,

ruang udara antara dua alveolus mungkin berhubungan satu sama lain melalui porus

alveolaris (porus Kohn). Porus ini diduga berfungsi sebagai keseimbangan tekanan udara

dalam segmen paru. Karena elveolus dan kapiler disusun oleh sel epitel, keduanya ditopang

oleh lamina basalis yang jelas. Muara alveolus pada sakus alveolaris tidak mempunyai sel

otot polos. Di sekitar muara alveolus tersebut, dikelilingi serat elastin, terutama serat

retikulin. Dinding alveolus disusun oleh dua jenis sel pneumosit tipe I (sel alveolar gepeng)

dan pneumosit tipe II (sel alveolar besar).5,6

Paru

Paru merupakan organ yang elastis berbentuk kerucut dan terletak dalam rongga

thoraks. Kedua paru dipisahkan oleh mediastinum sentral yang berisi jantung dan beberapa

pembuluh darah besar. Paru kanan lebih besar dari paru kiri. Selain itu, paru juga dibagi

menjadi tiga lobus pada paru kanan dan dua lobus pada paru kiri. Lobus-lobus tersebut dibagi

menjadi beberapa segmen, yaitu 10 segmen pada paru kanan dan 9 segmen pada paru kiri.2,3

Pleura

Pleura merupakan kantung tertutup yang terbuat dari membrane serosa (masing-

masing untuk setiap paru) yang di dalamnya mengandung cairan serosa. Paru terinvaginasi

(tertekan dan masuk ke dalam) lapisan ini, sehingga membentuk dua lapisan penutup. Satu

bagian melekat kuat pada paru dan bagian lainnya pada dinding rongga thoraks. Bagian

pleura yang melekat kuat pada paru disebut plura visceralis dan lapisan paru yang membatasi

rongga thoraks disebut pleura parietalis.2,3

Pleura visceralis adalah pleura yang menempel pada paru, menutup masing-masing

lobus paru, dan melewati fissura yang memisahkan keduanya. Pleura parietalis melekat pada

dinding dada dan permukaan thoraks diafragma. Pleura parietalis juga melekat pada

mediastinum dan bersambungan dengan pleura visceralis di sekeliling perbatasan hilum.

Kavitas pleural adalah sebuah ruang potensial. Dua lapisan pleura dipisahkan oleh lapisan

film tipis cairan serosa. Cairan pleura ini berfungsi sebagai pelumas untuk mengurangi

gesekan antara dua lapisan pleura selama pergerakan pernapasan berlangsung. Cairan pleura

disekresikan oleh sel epitel mebran serosa. Pada orang normal, cairan di rongga pleura

sebanyak 1-20ml.2,3

Tekanan dalam rongga pleura lebih rendah dari tekanan atmosfer. Perbedaan tekanan

ini berguna untuk mencegah terjadinya kolaps. Bila terserang penyakit, pleura mungkin

meradang, selain itu udara atau cairan dapat masuk ke dalam rongga pleura sehingga

menyebabkan paru tertekan atau kolaps.3

Recessus pleura (relung selaput dada)

Paru-paru tidak mengisi cavum pleura dengan sempurna. Ini menimbulkan recessus/

sinus di sepanjang garis lipatan pleura,dimana lapisan-lapisan pleura parietalis menjadi saling

berhadapan dan terpisah. Pada inspirasi dangkal, tepi inferior paru tidak mencapai refleksi

pleura (batas recessus) tersebut; paru berada 5 cm di sebelah dalam batas recessus tersebut.

Biasanya ekspansi paru ke dalam ruang-ruang ini hanya terjadi sewaktu inspirasi paksaan;

tetapi, tetap memberikan ruang potensial yang ke dalam recessus ini cairan patologik dapat

berkumpul dan dalam ruang ini dapat disedot cairan tersebut.2

Dikenal dua recessus, yakni pertama Recessus costormediastinalis, recessus ini

terdapat di sebelah anterior ( di dorsal sternum dan tulang-tulang rawan iga); terdapat pada

masing-masing sisi cavum pleurae, dimana pleura costalis berhadapan dengan pleura

mediastinalis.recessus costomediastinalis terbesar berada pada sisi medial cavum pleura kiri

yang menutupi jantung.2

Dan yang kedua yaitu recessus costodiaphragmaticus merupakan recessus terbesar

dan secara klinik paling penting. Recessus ini terdapat pada masing-masing cavum pleura,

dibatasi oleh pleura costalis dan pleura diaphragmaticus, pada daerah antara margo inferior

dan tepi inferior cavum pleurae. Recessus ini paling dalam setelah ekspirasi paksaan dan

menjadi paling dangkal setelah inspirasi paksaan.2

Pendarahan dan persarafan

Pleura parietalis memperoleh darah dari Aa. Intercostales, A. pericardiophrenica dan

A. musculophrenica. Dua pembuluh darah terakhir ini berasal dari A. thoracica interna. Vena-

venanya bergabung dengan vena-vena sistemik pada dinding dada. Persarafannya berasal dari

Nn. Intercostales dan N. Phrenicus.2

Pleura visceralis memperoleh darah dari pembuluh-pembuluh bronchialis. Pembuluh-

pembuluh limfatinya bergabung dengan pembuluh getah bening paru.persarafannya disuplai

oleh saraf-saraf otonom.2

Jika cavum pleura berhubungan dengan udara luar, udara akan memasuki cavum

pleura/ pneumothorax; rongga pleura menjadi rongga yang nyata dan akibatnya paru

mengalami atelectasis/ kolaps.2

Otot-otot Pernapasan

Otot-otot pernapasan merupakan sumber kekuatan untuk menghembuskan udara.

Diafragma (dibantu oleh otot-otot yang dapat mengangkat tulang rusuk dan tulang dada)

merupakan otot utama yang ikut berperan meningkatkan volume paru. Pada saat istirahat,

otot-otot pernapasan mengalami relaksasi.3

Saat inspirasi, M. sternocleidomastoideus, M. Scalenus, M. Pectoralis major, M.

serratus anterior, M. intercostales Externus mengalami kontraksi sehingga menekan

diafragma ke bawah dan mengangkat rongga dada untuk membantu udara masuk ke dalam

paru.3

Pada fase ekspirasi, otot-otot transversal dada, otot-otot interkostalis dalam, dan otot

abdominal mengalami kontraksi, sehingga mengangkat diafragma dan menarik rongga dada

untuk mengeluarkan udara dari paru.3

Pembuluh Darah Paru

A. dan Vv. Pulmonales yang berhubungan dengan faal pernafasan. Dan Aa. Dan Vv.

Bronchiales, yang berhubungan dengan pertukaran zat di jaringan paru.3

Paru-paru mempunyai sumber suplay darah dari Arteria Bronkialis dan Arteria

pulmonalis. Arteria Bronkialis berasal dari Aorta thorakalis dan berjalan sepanjang dinding

posterior bronkus. Vena bronchialis yang besar mengalirkan darahnya ke dalam sistem

azigos, yang kemudian bermuara ke vena cava superior dan mengembalikan darah ke atrium

kanan. Vena brochialis yang lebih kecil akan mengalirkan darah vena pulmonalis, karena

sirkulasi bronchial tidak berperanan pada pertukaran gas, darah yang tidak teroksigenasi

mengalami pirau sekitar 2-3% curah jantung. Sirkulasi bronchial menyediakan darah

teroksigenisasi dari sirkulasi sistemik dan berfungsi memenuhi kebutuhan metabolisme

jaringan paru-paru.3

Arteri Pulmonalis yang berasal dari ventrikel kanan mengalirkan darah vena

campuran ke paru-paru dimana darah tersebut mengambil bagian dalam pertukaran gas.

Jalinan kapiler paru-paru yang halus mengitari dan menutup alveolus, merupakan kontak erat

yang diperlukan untuk proses pertukaran gas antara alveolus dan darah. Darah yang

teroksigenasi kemudian dikembalikan melalui vena pulmonalis ke ventrikel kiri yang

selanjutnya membagikannya kepada sel-sel melalui sirkulasi sistemik.3

Persarafan Paru

Yang pertama serabut symphaticus, yang berasal dari truncus symphaticus (Th.III, IV,

V) dan yang kedua serabut parasymphaticus dari N vagus.3

Mekanisme Pernapasan

Pernapasan (respirasi) adalah peristiwa menghirup udara dari luar yang mengandung

oksigen ke dalam tubuh (inspirasi) serta mengeluarkan udara yang mengandung

karbondioksida sisa oksidasi ke luar tubuh (ekspirasi). Proses respirasi terjadi karena adanya

perbedaan tekanan antara rongga pleura dan paru. System saraf pusat memberikan dorongan

ritmis dari dalam untuk bernapas dan secara refleks merangsang otot diafragma dan otot dada

yang akan memberikan tenaga pendorong bagi gerakan udara.3,7

Udara mengalir masuk dan keluar paru selama tindakan bernapas ketika berpindah

mengikuti gradian tekanan antara alveolus dan atmosfer yang berbalik arah secara bergantian

dan ditimbulkan oleh aktivitas siklik otot pernapasan. Terdapat tiga tekanan penting yang

berperan dalam ventilasi. Yang pertama tekanan atmosfer (barometric) adalah tekanan yang

ditimbulkan oleh berat udara di atmosfer pada benda di permukaan bumi. Pada ketinggain

permukaan laut tekanan ini sama dengan 760 mmHg. Tekanan atmosfer berkurang seiring

dengan penambahan ketinggian di atas pemukaan laut karena lapisan-lapisan udara di atas

permukaan bumi juga semakin menipis.3,7

Yang kedua tekanan intra-alveolus (tekanan intraparu)

Adalah tekanan di dalam alveolus. Karena alveolus berhubungan dengan atmosfer melalui

saluran napas penghantar, udara cepat mengalir menuruni gradien tekanannya setiap tekanan

intra-alveolus berbeda dari tekanan atmosfer, udara terus mengalir sampai kedua tekanan

seimbang (ekuilibrium).3,7

Dan yang ketiga tekanan intrapleura (tekanan intrathoraks) adalah tekanan yang

ditimbulkan di luar paru di dalam Rongga thoraks = Tekanan intrapleura biasanya lebih

rendah daripada tekanan atmosfer, rerata 756 mmHg saat istirahat.3,7

Karena udara mengalir mengikuti penurunan gradient tekanan, maka tekanan intra-

alveolus harus lebih kecil dari tekanan atmosfer agar udara mengalir masuk ke dalam paru

sewaktu inspirasi. Demikian juga, tekanan intra-alveolus harus lebih besar daripada tekanan

atmosfer agar udara mengalir keluar paru sewaktu ekspirasi. Tekanan intra-alveolus dapat

diubah dengan mengubah volume paru. Perubahan volume paru dan karenanya tekanan intra-

alveolus, ditimbulkan secara tak langsung oleh aktivitas otot pernapasan. Otot-otot

pernapasan yang melakukan gerakan bernapas tidak bekerja langsung pada paru untuk

mengubah volumenya. Otot-otot ini mengubah volume rongga thoraks, menyebabkan

perubahan serupa pada volume paru.3

Volume normal pada paru dapat diukur melalui penilaian fungsi paru (lihat tabel 1).

Sebagian dari pengukuran ini dapat direkam dengan Spirometer dimana parameter yang

diukur adalah volume udara yang memasuki atau meninggalkan paru. Bervariasi nilai normal

paru bergantung pada beberapa keadaan seperti adanya kehamilan,latihan, obesitas, atau

kondisi-kondisi mengenai penyakit obstruktif dan restriktif. Faktor-faktor seperti jumlah

surfakan, komplians, dan kelumpuhan pada otot pernapasan dapat mempengaruhi tekanan

volume paru. Fungsi utama dari sirkulasi pulmonal adalah mengalirkan darah dari dan ke

paru agar dapat terjadi pertukaran gas.3

Fungsi anatomi yang cukup baik dari semua system ini penting untuk respirasi sel.

Malfungsi dari setiap komponen dapat mengganggu pertukaran dan pengangkutan gas serat

dapat sangat membahayakan proses kehidupan. Proses pernapasan tersebut terdiri atas tiga

bagian, yaitu ventilasi, difusi gas, dan transportasi gas.3,7

Tabel 1. Volume Normal Paru3

Singkatan Volume Pengertian Nilai Normal

VC Vital capacity (kapasitas vital) Volume udara maksimal setelah 4800 ml

inspirasi maksimal

IC Inspiratory capacity (kapasitas

inspirasi)

Volume udara maksimal setelah

ekspirasi normal

3600 ml

IRV Inspiratory reserve volume

(volume cadangan inspirasi)

Volume udara maksimal setelah

inspirasi maksimal

3300 ml

ERV Expiratory reserve volume

(volume cadangan ekspirasi)

Volume udara maksimal setelah

ekspirasi normal

1000 ml

FRC Functional residual capacity

(volume residu fungsional)

Volume gas dalam paru pada

tahap ekspirasi istirahat

2400 ml

RV Residual volume (volume

residu)

Volume udara yang tersisa

setelah ekspirasi maksimal

1200 ml

TLC Total Lung capacity (kapasitas

paru total)

Volume udara dalam paru

setelah inspirasi maksimal

6000 ml

VT Tidal volume (volume alun

napas)

Volume udara yang dihirup dan

dihembuskan pada setiap kali

bernapas

500 ml

Inspirasi

Inspirasi terjadi bila tekanan intrapulmonal (intra-alveoli) lebih rendah dari tekanan

udara luat. Pada inspirasi biasa tekanan ini berkisar antara -1 mmHg sampai -3 mmHg. Pada

inspirasi dalam, tekanan intra-alveoli mencapai -30 mmHg.

Proses inspirasi yaitu (1) Kontraksi otot diafragma dan interkostalis, (2) Volume thoraks

membesar, (3) Tekanan intrapleura menurun, (4) Paru mengembang, (5) Tekanan intra-

alveoli menurun, (6) Udara masuk ke dalam paru3

Ekspirasi

Ekspirasi berlangsung bila tekanan intrapulmonal lebih tinggi daripada tekanan udara

luar, sehingga udara bergerak ke luar paru. Meningkatnya tekanan dalam rongga paru terjadi

apabila volume rongga paru mengecil akibat proses penguncupan yang disebabkan daya

elastisitas jaringan paru. Penguncupan paru terjadi sekitar +1 cmHg sampai +3cmHg.

Proses ekspirasi yaitu (1) Otot inspirasi relaksasi, (2) Volume thoraks mengecil, (3) Tekanan

intrapleura meningkat, (4) Volume paru mengecil, (5) Tekanan intra-alveoli meningkat, (6)

Udara bergerak ke luar paru3

Difusi Gas

Untuk memenuhi kebutuhan oksigen di jaringan, proses difusi gas pada saat respirasi

haruslah optimal. Difusi gas adalah bergeraknya O2 dan CO2 atau partikel lain dari area yang

bertekanan tinggi kearah yang bertekanan rendah. Di dalam alveoli, O2 melintasi membrane

alveoli-kapiler dari alveoli ke darah karena adanya perbedaan tekanan PO2 yang tinggi di

alveoli (100 mmHg) dan tekanan pada kapiler yang lebih rendah (PO2 40 mmHg), CO2

berdifusi dengan arah berlawanan akibat perbedaan tekanan PCO2 darah 45 mmHg dan di

alveoli 40 mmHg.

Proses difusi dipengaruhi oleh faktor ketebalan, luas permukaan, dan komposisi

membran; koefisien difusi O2 dan CO2; serta perbedaan tekanan gas O2 dan CO2. Dalam

difusi gas ini,organ pernapasan yang berperan penting adalah alveoli dan darah. Adanya

perbedaan tekanan parsial dan difusi pada system kapiler dan cairan intertisial akan

menyebabkan pergerakan O2 dan CO2 yang kemudian akan masuk pada zona respirasi untuk

melakukan difusi respirasi.3

Transport Gas

Transportasi gas adalah perpindahan gas dari paru ke jaringan dan dari jaringan ke

paru dengan bantuan darah (aliran darah). Masuknya O2 ke dalam sel darah yang bergabung

dengan hemoglobin yang kemudian membentuk oksihemoglobin sebanyak 97% dan sisanya

3% ditransportasikan ke dalam cairan plasma dan sel.

Agar oksigen dapat disuplai ke sel-sel tubuh secara optimal maka diperlukan

hemoglobin dalam jumlah dan fungsi yang optimal untuk mengangkut dari sirkulasi yang

efektif ke jaringan tubuh. Jumlah O2 yang dikirim setiap menitnya sama dengan jumlah curah

jantung per liter dalam satu menit dikalikan dengan jumlah militer O2 yang terkandung

dalam 1 liter darah arteri. Dalam keadaan istirahat sekitar 5 x 200 atau 1000 mlO2/menit,

sekitar ¼ digunakan jaringan dan ¾ sisanya bercampur kembali dengan darah vena. Selama

melakukan latihan fisik, jumlah O2 dalam arteri tetap, tetapi curah jantung akan meningkat.

Dengan curah jantung sebesar 24l/menit, oksigen yang diangkut adalah 24 x 200 atau 4900

ml/ menit akan digunakan jaringan sebesar ¾ dari total darah yang tersirkulasi dan ¼ sisanya

akan kembali ke jantung dan bercampur dengan darah vena.2

Kontrol Sistem Pernapasan

Tidak seperti jantung, paru tidak mempunyai irama spontan. Ventilasi bergantung

pada irama kerja pusat batang otak dan keutuhan jalan dari pusat tersebut ke otot pernapasan.

Ada dua pusat pernapasan di medulla obonglata, yaitu pusat yang merangsang inspirasi

dengan kontraksi diafragma (dengan kerja N. Phrenicus) dan pusat lain yang mempersarafi

mekanisme inspirasi dan ekspirasi intercostal serta otot aksesori.

Diketahui bahwa N. Phrenicus dan Intercostal keluar dari medulla spinalis C6,

sedangkan saraf motorik yang menyuplai otot aksesoris keluar dan nomor saraf yang lebih

tinggi. Hal ini berimplikasi pada terjadinya kontrol pernapasan dan kepatenannya pada orang

yang mengalami cedera medulla spinalis. Di dalam pons terdapat dua pusat yang disebut

pusat pneumotaksis dan pusat apneustik. Kedua pusat ini sangat dipengaruhi oleh pengaturan

korteks serebral, system limbic, dan hypothalamus. Kontrol volunter dan kontrol involunter

dilakukan oleh serat descendens dari pusat otak lain. Pengaturan kontrol tersebut

mempermudah perubahan dalam mekanisme pernapasan yang terlihat seperti pada saat

menelan, batuk, berteriak, dan tindakan yang dikehendaki.

Neuron mempersarafi otot inspirasi dengan cara memberikan impuls ke otot ini

sehingga menimbulkan inspirasi. Selain itu, neuron juga merangsang pusat pneumotaksis.

Sebaliknya, pusat pneumotaksik menghambat impuls kembali ke neuron inspirasi, sehingga

menyebabkan penghentian inspirasi.

Ekspirasi terjadi secara pasif. Setelah ekspirasi, neuron inspirasi kembali terangsang

secara otomatis. Selama olahraga atau aktivitas lainnya, kadang-kadang bila ventilasi kuat

terjadi, neuron ekspirasi medulla obonglata secara teoritis akan berpartisipasi dan

menyebabkan terjadinya ekshalasi aktif. Pusat pernapasan di medulla obonglata, pons, dan

jaringan sensorik khusus dalam aorta dan carotid disebut sebagai badan aortic dan badan

carotid. Kedua badan ini berfungsi mengatur frekuensi dan volume pernapasan. Perubahan

pada PO2, PCO2, dan pH merangsang semua aktivitas pernapasan. Penurunan tekanan parsial

O2 dalam arteri dapat merangsang ventilasi. Kemoreseptor perifer yang terdapat dalam badan

carotid dan badan aorta yang peka terhadap penurunan PO2 berperan dalam proses

homeostatis.3

Keseimbangan Asam-Basa

Sumber H+ di tubuh

Dalam keadaan normal, H+ secara terus-menerus ditambahkan ke dalam cairan tubuh

dari tiga sumber. Pembentukan asam karbonat, sumber utama H+ adalah melalui

pembentukan asam H2CO3 dan CO2 yang diproduksi secara metabolis. Asam inorganik yang

diproduksi selama penguraian nutrien, secara umum lebih banyak asam daripada basa yang

diproduksi selama penguraian makanan sehingga terjadi kelebihan asam. Asam organik yang

berasal dari metabolisme antara, asam-asam ini mengalami disosiasi parsial untuk

menghasilkan H+ bebas. Terdapat tiga lini pertahanan terhadap perubahan [H+] yang bekerja

untuk mempertahankan [H+] di cairan tubuh pada kadar yang hampir tetap meskipun

pemasukan tidak diatur, yaitu sistem dapar (penyangga) kimiawi, mekanisme pernapasan

untuk mengontrol pH dan mekanisme ginjal untuk mengontrol pH.

Sistem dapar kimiawi adalah campuran larutan dua senyawa kimia yang

meminimalkan perubahan pH ketika asam atau basa ditambahkan atau dikeluarkan dari

larutan tersebut. Tubuh memiliki empat sistem dapar, yaitu sistem dapar H2CO3 dan HCO3-,

sistem dapar protein, sistem dapar hemoglobin dan sistem dapar fosfat. Pasangan dapar

H2CO3 dan HCO3- adalah sistem dapar terpenting di cairan ekstrasel untuk menyangga

perubahan pH yang ditimbulkan oleh penyebab di luar fluktuasi H2CO3 penghasil CO2. Ini

adalah sistem penyangga cairan ekstra sel yang paling efektif, karena H2CO3 dan HCO3-

banyak ditemukan di cairan ekstra sel sehingga sistem ini cepat menahan perubahan pH juga

karena setiap komponen dari pasangan dapar ini diatur secara ketat, ginjal mengatur HCO3-

dan sistem pernapasan mengatur CO2 yang menghasilkan H2CO3. Sistem dapar hemoglobin

menyangga H+ yang dihasilkan dari asam karbonat. Hb menyangga H+ yang dihasilkan dari

CO2 yang diproduksi secara metabolis dalam ransit antara jaringan dan paru. Sebagian besar

H+ yang dihasilkan dari CO2 di tingkat jaringan akan terikat ke Hb tereduksi dan tidak lagi

berkontribusi untuk keasaman cairan tubuh. Sistem dapar fosfat penting sebagai penyangga di

urin. Sistem dapar fosfat terdiri dari garam fosfat (NAH2PO4) yang asam yang dapat

mendonasikan H+ bebas ketika [H+] turun dan garam fosfat basa (NA2HPO4) yang dapat

menerima H+ bebas ketika [H+] meningkat. Meskipun pasangan fosfat adalah dapar yang

baik namun konsentrasinya di cairan ekstrasel agak rendah sehingga kurang penting sebagai

penyangga.7

Ketidakseimbangan Asam-Basa

Penyimpangan dari status normal asam-basa dibagi menjadi empat kategori,

bergantung pada sumber dan arah perubahan abnormal [H+]. Kategori-kategori tersebut

adalah asidosis respiratorik, alkalosis respiratorik, asidosis metabolic, dan alkalosis

metabolic.

Dengan menggunakan persamaan Henderson-Hasselbalch dengan pK 6,1 serta log 20

adalah 1,3, pH normal= 6,1 + 1,3 = 7,4. (1) Asidosis respiratorik memiliki rasio kurang dari

20/1 yang berasal dari peningkatan [CO2], (2) Alkalosis respiratorik memiliki rasio lebih dari

20/1 karena berkurangnya [CO2], (3) Asidosis metabolic memiliki rasio kurang dari 20/1

yang berkaitan dengan penurunan [HCO3-], (4) Alkalosis metabolic memiliki rasio lebih dari

20/1 yang berasal dari peningkatan[HCO3-]

Asidosis respiratorik adalah akibat dari retensi abnormal CO2 karena hipoventilasi.

Karena CO2 yang keluar dari paru lebih sedikit daripada normal maka peningkatan dan

penguraian H2CO3 yang menyababkan peningkatan H+. Kemungkinan penyebab mencakup

penyakit paru, depresi pusat pernapasan oleh obat atau penyakit, gangguan saraf atau otot

yang mengurangi kemampuan bernapas, atau (secara sementara) menahan napas.

Tindakan kompensasi asidosis respiratorik yaitu dapar kimiawi segera menyerap

kelebihan H+ dan ginjal menjadi sangat penting dalam tindakan kompensasi terhadap asidosis

respiratorik. Organ ini menahan HCO3- baru ke plasma sembari secara bersamaan mensekresi

banyak H+.

Alkalosis respiratorik adalah pengeluaran berlebihan CO2 dari tubuh akibat

hiperventilasi. Jika ventilasi paru meningkat melebihi laju produksi CO2 maka CO2 yang

keluar akan terlalu banyak, akibatnya H2CO3 yang terbentuk berkurang dan [H+] menurun.

Kemungkinan penyebabnya mencakup demam, rasa cemas, keracunan aspirin, mekanisme

fisiologik di tempat tinggi.

Tindakan kompensasi alkalosis respiratorik yaitu (1) System dapar kimiawi membebaskan H+

untuk mengurangi keparahan alkalosis, (2) Jika situasi berlanjut selama beberapa hari maka

ginjal melakukan kompensasi dengan menahan H+ dan mensekresi HCO3- lebih banyak.

Asidosis metabolic mencakup semua jenis asidosis selain disebabkan oleh kelebihan

CO2 di cairan tubuh. Pada keadaan tak terkompensasi,asidosis metabolic selalu ditandai

dengan penurunan [HCO3-] plasma, sementara [CO2] normal. Penyebabnya adalah diare

berat, diabetes mellitus, olahraga berat, dan asidosis urenik pada gagal ginjal berat.

Tindakan kompensasi asidosis metabolik yaitu (1) Penyangga menyerap kelebihan H+, (2)

Paru mengeluarkan lebih banyak CO2 penghasil H+ dan (3) Ginjal mensekresikan H+ lebih

banyak dan menahan HCO3- lebih banyak

Alkalosis metabolic adalah penurunan [H+] plasma akibat defisiensi relative asam-asam

nonkarbonat. Gangguan asam-basa ini berkaitan dengan peningkatan [HCO3-] yang pada

keadaan tidak terkompensasi tidak disertai oleh perubahan [CO2]. Penyebabnya adalah

muntah, dan ingesti obat alkali.

Kompensasi alkalosis metabolic yaitu (1) System dapar kimiawi segera membebaskan H+,

(2) Ventilasi berkurang sehingga CO2 penghasil H+ tertahan di cairan tubuh, (3) jika keadaan

menetap dalam beberapa hari maka ginjal akan menahan H+ dan mensekresikan lebih banyak

HCO3- di urin.7-9

Kesimpulan

Berdasarkan skenario 7, anak perempuan tersebut mengalami demam dan sesak napas

karena mengalami gangguan pernapasan bawah.

Daftar Pustaka

1. Pusat Biologi. Sistem pernapasan manusia. Diunduh dari

http://www.pusatbiologi.com/2013/01/sistem-pernafasan-manusia.html. 16 Mei 2014

2. Sloane E. Anatomy and physiology: an easy learner. Jakarta: EGC; 2004.h.266-273.

3. Mutaqin F. Buku ajar asuhan keperawatan klien dengan gangguan system pernapasan. Jakarta: Salemba medika; 2008.h.1-24.

4. Faiz O, Moffat D. At a glance anatomy. Jakarta: Erlangga; 2004.h.13.

5. Cambridge. Anatomy fisiologi: system pernapasan dan kardiovaskular. Jakarta: EGC; 2002.h.1-13.

6. Pearce EC. Anatomy and physiology for nurse. Jakarta: Gramedia; 2009.h.264.

7. Sherwood L. Fisiologi manusia ed-6. Jakarta: EGC; 2014.h.502-522.

8. Horne MM, Swearingen PL. Keseimbangan cairan, elektrolit dan asam basa. Jakarta: EGC; 2001.h.141-171.

9. Corwin EJ. Buku saku patofisiologi ed-3. Jakarta: EGC; 2009.h.753-762.