Tinjauan Pustaka

Pengaruh Perubahan Tekanan pada Proses RespirasiBayu Killa102013235/ B3Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida WacanaJl. Arjuna Utara No. 06 Jakarta Barat

PendahuluanPerkembangan pembangunan disegala bidang kehidupan menyebabkan perubahan dalam tingkah laku dan pola hidup masyarakat sehingga menimbulkan berbagai macam penyakit yang banyak terjadi di masyarakat saat ini. Misalnya Pneumothorax,banyak orang mengabaikan gejala awal dari penyakit ini. Gejala-gejala dari pneumothorax termasuk nyeri dada yang biasanya mempunyai suatu pencetusan yang tiba-tiba. Nyerinya tajam dan mungkin menjurus pada perasaan-perasaan sesak di dada. Napas yang pendek, denyut jantung yang cepat, napas yang cepat, batuk, dan kelelahan adalah gejala-gejala lain dari pneumothorax. Pneumothoraks adalah suatu keadaan terdapatnya udara atau gas dalam rongga pleura. Pada keadaan normal rongga pleura tidak berisi udara, supaya paru-paru leluasa mengembang terhadap rongga dada sehingga mekanisme pernapasan dapat terlaksana sebagaimana mestinya. Untuk itu makalah ini dibuat untuk menambah pengetahuan pembaca mengenai bagaimana mekanisme pernapasan dan apa saja yang berperan didalamnya. IsiAnatomi Thorax Rongga toraks merupakan struktur tubuh yang sangat penting berkaitan dengan fungsi pernapasan serta melindungi struktur organ-organ penting di dalamnya. Selain itu banyak tindakan bedah yang berkaitan dengan dinding toraks ini. Oleh karena itu pemahaman terhadap anatomi dinding toraks serta aplikasiklinisnya, baik berhubungan dengan kelainan kongenital, kasus trauma, maupun kasus klinis lainnya, sangat perlu dikuasai oleh ahli bedah.Tulang dan tulang rawan dinding thoraxRangka dinding toraks terdiri dari sternum, 12 vertebra torakalis, dan 12 pasang iga beserta tulang rawannya.SternumSternum terdiri dari manubrium, korpus, dan prosessus xyphoideus. Angulus Ludovici yang terbentuk antara manubrium dan korpus dapat teraba dan merupakan patokan dalam mempalpasi iga ke-2 di lateralnya. Secara embriologi sternum terbentuk dari fusi kedua setengah bagian lateralnya. Kegagalan fungsi ini menyisakan celah atau foramen di garis midsternal yang bila terdapat infeksi eksternal dapat meluas ke dalam mencapai mediastinum. Sendi sternoklavikular diperkuat terutama oleh ligamentum interclavicular. Gerak bebas klavikula pada sternum diskusnya terjadi dengan adanya persendian sinovial ganda yang diskusnya berinterposisi. Bahu menempel pada rangka hanya melalui sendi ini. Elastisitas sendi ini ditandai jarang terjadinya dislokasi sendi ini dan lebih seringnya fraktur klavikula. Fraktur sternum sangat jarang terjadi dan bila terjadi maka akan mencederai otot jantung.CostaeTujuh pasang iga teratas disebut iga sejati (costae verae) karena berhubungan langsung dengan sternum. Lima pasang iga di bawahnya berfusi membentuk tepi kostal sebelum menyambung dengan tepi bawah sternum, maka disebut costae spuriae (iga palsu). Iga ke-11 dan ke-12 merupakan iga melayang (costae fluctuantes). Rangka dada mempunyai apertura superior yang relatif sempit dan apertura inferior yang luas. Bagian atap rongga toraks adalah membrana suprapleural, sedangkan bagian dasarnya adalah diafragma yang berbentuk kubah yang sangat cembung.Cavum Thorax Cavum thorax diisi oleh paru-paru dan cavum pleura, di bagian tengah paru-paru dan pleura disebut sebagai mediastinum. Daerah-daerah mediastinum diantaranya: - Anterior mediastinum, terletak diantara pericardium dan sternum yang diisi oleh limfonodi. - Middle mediastinum, yang di dalamnya terdapat pericardium dan jantung. - Posterior mediastinum, terletak diantara pericardium dan collum vertebra, yang di dalamnya berisi esofagus, ductus toracicus, trunkus simpatis, dan aorta desenden

Anatomi Paru Paru manusia terbentuk setelah embrio mempunyai panjang 3 mm. Pembentukan paru di mulai dari sebuah Groove yang berasal dari Foregut. Selanjutnya pada Groove ini terbentuk dua kantung yang dilapisi oleh suatu jaringan yang disebut Primary Lung Bud. Bagian proksimal foregut membagi diri menjadi 2 yaitu esophagus dan trakea. Pada perkembangan selanjutnya trakea akan bergabung dengan primary lung bud. Primary lung bud merupakan cikal bakal bronchi dan cabang-cabangnya. Bronchial-tree terbentuk setelah embrio berumur 16 minggu, sedangkan alveoli baru berkembang setelah bayi lahir dan jumlahnya terus meningkat hingga anak berumur 8 tahun. Ukuran alveol bertambah besar sesuai dengan perkembangan dinding toraks. Jadi, pertumbuhan dan perkembangan paru berjalan terus menerus tanpa terputus sampai pertumbuhan somatik berhenti.

Gambar no.1 Sistem Saluran Pernapasan Saluran pernafasan terdiri dari rongga hidung, rongga mulut, faring, laring, trakea, dan paru. Laring membagi saluran pernafasan menjadi 2 bagian, yakni saluran pernafasan atas dan saluran pernafasan bawah. Pada pernafasan melalui paru-paru atau pernapasan external, oksigen di pungut melalui hidung dan mulut. Pada waktu bernafas, oksigen masuk melalui trakea dan pipa bronchial ke alveoli dan dapat erat hubungan dengan darah didalam kapiler pulmunaris. Hanya satu lapis membran yaitu membran alveoli, memisahkan oksigen dan darah oksigen menembus membran ini dan dipungut oleh hemoglobin sel darah merah dan dibawa ke jantung. Dari sini dipompa didalam arteri kesemua bagian tubuh. Darah meninggalkan paru-paru pada tekanan oksigen 100 mm hg dan tingkat ini hemoglobinnya 95%. Di dalam paru-paru, karbon dioksida, salah satu hasil buangan. Metabolisme menembus membran alveoli, kapiler dari kapiler darah ke alveoli dan setelah melalui pipa bronchial, trakea, dinafaskan keluar melalui hidung dan mulut.

Fisiologi Paru Udara bergerak masuk dan keluar paru-paru karena ada selisih tekanan yang terdapat antara atmosfir dan alveolus akibat kerja mekanik otot-otot. Seperti yang telah diketahui, dinding toraks berfungsi sebagai penembus. Selama inspirasi, volume toraks bertambah besar karena diafragma turun dan iga terangkat akibat kontraksi beberapa otot yaitu sternokleidomastoideus mengangkat sternum ke atas dan otot seratus, skalenus dan interkostalis eksternus mengangkat iga-iga (Price,1994) Selama pernapasan tenang, ekspirasi merupakan gerakan pasif akibat elastisitas dinding dada dan paru-paru. Pada waktu otot interkostalis eksternus relaksasi, dinding dada turun dan lengkung diafragma naik ke atas ke dalam rongga toraks, menyebabkan volume toraks berkurang. Pengurangan volume toraks ini meningkatkan tekanan intrapleura maupun tekanan intrapulmonal. Selisih tekanan antara saluran udara dan atmosfir menjadi terbalik, sehingga udara mengalir keluar dari paru-paru sampai udara dan tekanan atmosfir menjadi sama kembali pada akhir ekspirasiTahap kedua dari proses pernapasan mencakup proses difusi gas-gas melintasi membrane alveolus kapiler yang tipis (tebalnya kurang dari 0,5 m). Kekuatan pendorong untuk pemindahan ini adalah selisih tekanan parsial antara darah dan fase gas. Tekanan parsial oksigen dalam atmosfir pada permukaan laut besarnya sekitar 149 mmHg. Pada waktu oksigen diinspirasi dan sampai di alveolus maka tekanan parsial ini akan mengalami penurunan sampai sekiktar 103 mmHg. Penurunan tekanan parsial ini terjadi berdasarkan fakta bahwa udara inspirasi tercampur dengan udara dalam ruangan sepi anatomic saluran udara dan dengan uap air. Perbedaan tekanan karbondioksida antara darah dan alveolus yang jauh lebih rendah menyebabkan karbondioksida berdifusi kedalam alveolus. Karbondioksida ini kemudian dikeluarkan ke atmosfir Dalam keadaan beristirahat normal, difusi dan keseimbangan oksigen di kapiler darah paru-paru dan alveolus berlangsung kira-kira 0,25 detik dari total waktu kontak selama 0,75 detik. Hal ini menimbulkan kesan bahwa paru-paru normal memiliki cukup cadangan waktu difusi. Pada beberapa penyakit misal; fibosis paru, udara dapat menebal dan difusi melambat sehingga ekuilibrium mungkin tidak lengkap, terutama sewaktu berolahraga dimana waktu kontak total berkurang. Jadi, blok difusi dapat mendukung terjadinya hipoksemia, tetapi tidak diakui sebagai faktor utama.Sistem Pertahanan Paru Paru-paru mempunyai pertahanan khusus dalam mengatasi berbagai kemungkinan terjadinya kontak dengan aerogen dalam mempertahankan tubuh. Sebagaimana mekanisme tubuh pada umumnya, maka paru-paru mempunyai pertahanan seluler dan humoral. Beberapa mekanisme pertahanan tubuh yang penting pada paru-paru dibagi atas.1. Filtrasi udara Partikel debu yang masuk melalui organ hidung akan : - Yang berdiameter 5-7 akan tertahan di orofaring. - Yang berdiameter 0,5-5 akan masuk sampai ke paru-paru - Yang berdiameter 0,5 dapat masuk sampai ke alveoli, akan tetapi dapat pula di keluarkan bersama sekresi. 2. MukosiliaBaik mucus maupun partikel yang terbungkus di dalam mucus akan digerakkan oleh silia keluar menuju laring. Keberhasilan dalam mengeluarkan mucus ini tergantung pada kekentalan mucus, luas permukaan bronkus dan aktivitas silia yang mungkin terganggu oleh iritasi, baik oleh asap rokok, hipoksemia maupun hiperkapnia. 3. Sekresi Humoral Lokal zat-zat yang melapisi permukaan bronkus antara lain, terdiri dari : - Lisozim, dimana dapat melisis bakteri. - Laktoferon, suatu zat yang dapat mengikat ferrum dan bersifat bakteriostatik. - Interferon, protein dengan berat molekul rendah mempunyai kemampuan dalam membunuh virus. - Ig A yang dikeluarkan oleh sel plasma berperan dalam mencegah terjadinya infeksi virus. Kekurangan Ig A akan memudahkan terjadinya infeksi paru yang berulang. 4. Fagositosis Sel fagositosis yang berperan dalam memfagositkan mikroorganisme dan kemudian menghancurkannya. Makrofag yang mungkin sebagai derivate monosit berperan sebagai fagositer. Untuk proses ini diperlukan opsonim dan komplemen. Faktor yang mempengaruhi pembersihan mikroba di dalam alveoli adalah : - Gerakan mukosiliar. - Faktor humoral lokal. - Reaksi sel. - Virulensi dari kuman yang masuk. - Reaksi imunologis yang terjadi.- Berbagai faktor bahan-bahan kimia yang menurunkan daya tahan paru, seperti alkohol, stress, udara dingin, kortekosteroid, dan sitostatik.Sistem Pernafasan Pernafasan atau ekspirasi adalah menghirup udara dari luar yang mengandung O2 (oksigen) kedalam tubuh serta menghembuskan udara yang banyak mengandung CO2 (karbon dioksida) sebagai sisa dari oksidasi keluar tubuh. Penghisapan ini disebut inspirasi dan menghembuskan disebut ekspirasi. Fungsi PernafasanFungsi pernafasan adalah sebagai berikut :1. Mengambil oksigen kemudian dibawa oleh darah keseluruh tubuh (sel-selnya) untuk mengadakan pembakaran. 2. Mengeluarkan karbon dioksida yang terjadi sebagai sisa pembakaran, kemudian dibawa oleh darah ke paru-paru untuk dibuang (karena tidak berguna lagi oleh tubuh). 3. melembabkan udaraPertukaran oksigen dan karbon dioksida antara darah dan udara berlangsung di alveolus paru-paru. Pertukaran tersebut diatur oleh kecepatan dan di dalamnya aliran udara timbal balik (pernafasan), dan tergantung pada difusi oksigen dari alveoli kedalam darah kapiler dinding alveoli. Hal yang sama juga berlaku untuk gas dan uap yang terhirup paru-paru merupakan jalur masuk terpenting dari bahan-bahan berbahaya lewat udara pada paparan kerjaProses sistem pernafasan atau sistem respirasi berlangsung dengan beberapa tahap yaitu : 1. Ventilasi yaitu pergerakan udara ke dalam dan keluar paru. 2. Pertukaran gas dalam alveoli dan darah atau disebut pernapasan luar. 3. Transportasi gas melalui darah. 4. Pertukaran gas antara darah dengan sel-sel jaringan atau disebut pernapasan dalam. 5. Metabolisme penggunaan O2 di dalam sel serta pembuatan CO2 yang disebut pernapasan seluler. Mekanisme Kerja Sistem Pernapasan Proses terjadinya pernapasan terbagi 2 yaitu : 1. Inspirasi (menarik napas) 2. Ekspirasi (menghembus napas) Inspirasi adalah proses yang aktif, proses ini terjadi bila tekanan intra pulmonal (intra alveol) lebih rendah dari tekanan udara luar. Pada tekanan biasa, tekanan ini berkisar antara -1 mmHg sampai dengan -3 mmHg. Pada inspirasi dalam tekanan intra alveoli dapat mencapai -30 mmHg. Menurunnya tekanan intra pulmonal pada waktu inspirasi disebabkan oleh mengembangnya rongga toraks akibat kontraksi otot-otot inspirasi. Ekspirasi adalah proses yang pasif, proses ini berlangsung bila tekanan intra pulmonal lebih tinggi dari pada tekanan udara luar sehingga udara bergerak keluar paru. Meningkatnya tekanan di dalam rongga paru terjadi bila volume rongga paru mengecil akibat proses penguncupan yang disebabkan oleh daya elastis jaringan paru.Penguncupan paru terjadi bila otot-otot inspirasi mulai relaksasi. Pada proses ekspirasi biasa tekanan intra alveoli berkisar antara + 1 mmHg sampai dengan + Bahan yang dapat mengganggu sistem pernapasan adalah bahan yang mudah menguap dan terhirup saat kita bernafas. Tubuh memiliki mekanisme pertahanan untuk mencegah masuknya lebih dalam bahan yang dapat mengganggu sistem pernapasan, akan tetapi bila berlangsung cukup lama maka sistem tersebut tidak dapat lagi menahan masuknya bahan tersebut ke dalam paru-paru. 3 mmHg.Bahan yang dapat mengganggu sistem pernapasan adalah bahan yang mudah menguap dan terhirup saat kita bernafas. Tubuh memiliki mekanisme pertahanan untuk mencegah masuknya lebih dalam bahan yang dapat mengganggu sistem pernapasan, akan tetapi bila berlangsung cukup lama maka sistem tersebut tidak dapat lagi menahan masuknya bahan tersebut ke dalam paru-paru. Debu, aerosol dan gas iritan kuat menyebabkan refleks batuk atau spasme laring (penghentian napas), bila zat-zat tersebut masuk ke dalam paru-paru dapat menyebabkan bronchitis kronik, edema paru atau pneumonitis. Para pekerja menjadi toleran terhadap paparan iritan berkadar rendah dengan meningkatkan sekresi mucus, suatu mekanisme yang khas pada bronchitis dan juga terlihat pada perokok tembakauVolume dan Kapasitas Paru 1. Volume Paru Ada empat volume paru yang bila dijumlahkan sama dengan volume maksimal paru yang mengembang. 1. Volume Tidal (VT) : merupakan volume udara yang diinspirasikan dan diekspirasikan disetiap pernapasan normal, jumlahnya 500 ml. 2. Volume Cadangan Inspirasi : merupakan volume tambahan udara yang dapat diinspirasikan di atas volume tidal normal, jumlahnya 3000 ml. 3. Volume Cadangan Ekspirasi : merupakan jumlah udara yang masih dapat dikeluarkan dengan ekspirasi tidal yang jumlah normalnya 1100 ml. 4. Volume Sisa : volume udara yang masih tersisa di dalam paru-paru setelah ekspirasi kuat, volume ini 1200 ml. 2. Kapasitas Paru Dalam peristiwa siklus paru-paru diperlukan menyatukan dua volume atau lebih kombinasi seperti ini disebut kapasitas paru-paru. Jenis kapasitas paru-paru ada empat yaitu kapasitas inspirsi, kapasitas fungsional, kapasitas vital dan kapasitas total paru1. Kapasitas Inspirasi : merupakan jumlah udara yang dapat dihirup oleh seseorang mulai pada tingkat normal dan mengembangkan paru-parunya sampai jumlah maksimum. 2. Kapasitas Fungsional : merupakan jumlah udara yang tersisa didalam paru-paru pada akhir ekspirasi normal 2300 ml. 3. Kapasitas Vital : merupakan jumlah udara maksimum yang dapat dikeluarkan dari paru-paru setelah mengisi sampai batas maksimum dan kemudian mengeluarkan sebanyak-banyaknya 4600 ml. 4. Kapasitas Total Paru : volume maksimum pengembangn paru-paru dengan usaha inspirasi yang sebesar-besarnya 5800 m.Test Fungsi Paru Pada test ini digunakan alat spirometer yang dapat menggambarkan fungsi paru.1. Isi Alun Napas (Tidal volume TV) Merupakan volume udara yang masuk dan keluar paru pada pernapasan biasa ketika dalam keadaan istirahat (N = 500 ml)2. Volume Cadangan Inspirasi (Inspiration Reserve Volume IRV)Adalah volume udara yang masih dapat masuk kedalam paru pada inspirasi maksimal setelah inspirasi biasa (L = 3.300 ml, P = 1.900 ml ). 3. Vulome Cadangan Ekspirasi (Ekspiration Reserve Volume ERV) Jumlah udara yang dapat dikeluarkan secara aktif dari dalam paru melalui kontraksi otot otot ekspirasi setelah ekspirasi biasa (L = 1.000 ml, P = 700 ml). 4. Volume Residu (Residual Volume RV) Udara yang masih tersisa dalam paru setelah ekspirasi maksimal (L = 1.200 ml, P = 1.100 ml).5. Kapasitas Inspirasi (Inspiration Capacity- IC) Jumlah udara yang dapat dimasukkan kedalam paru-paru setelah akhir ekspirasi biasa ( IC = IRV + TV ) menunjukkan banyaknya udara yang dapat dihirup mulai dari taraf ekspirasi normal hingga mengembangkan paru-paru secara maksimal. 6. Kapasitas Residu Fungsional ( Functional Residual Capacity FRC ) Jumlah udara didalam paru pada akhir ekspirasi biasa ( FRC = ERV + RV ). Bermakna untuk mempertahankan kadar 02 dan CO2 yang reltif stabil di alveoli selama proses inspirasi dan ekspirasi7. Kapasitas Vital ( Vital Capacity CV ) Merupakan volume udara maksimal yang dapat masuk dan keluar paru selama satu siklus pernapasan yaitu setelah inspirasi maksimal dan ekspirasi maksimal( VC = IRV + TV ERV ). Bermakna untuk menggambarkan kemampuan paru dan dada. 8. Kapasitas Paru Total ( Total Lung Capacity TLC )Jumlah udara maksimal yang dapat dikandung paru ( TLC = VC + TV ). Normal L = 6.000 ml, P = 4.200 ml. 9. Ruang Rugi ( Antomical Dead Space ) Ruang di sepanjang saluran napas yang tidak terlibat proses pertukaran gas (150 ml). Pada pria dengan TV = 500 ml, maka hanya 350 ml yang mengalami pertukaran gas. 10. Frekuensi Nafas (f) Jumlah pernapasan yang dilakukan per menit. Dalam keadaan istirahat kecepatan pernapasan sekitar 15 kali per menit.

Kesimpulan

2