Pendahuluan

Penyakit Paru Obstruktif Kronik (PPOK) merupakan salah satu penyakit tidak menular

yang menjadi masalah kesehatan masyarakat di Indonesia. Penyebabnya antara lain

meningkatnya usia harapan hidup dan semakin tingginya pajanan faktor risiko, seperti

faktor pejamu yang diduga berhubungan dengan kejadian PPOK yaitu semakin

banyaknya jumlah perokok khususnya pada kelompok usia muda, serta pencemaran

udara di dalam ruangan maupun di luar ruangan.

Data yang dikeluarkan oleh World Health Organization (WHO) mengemukakan

bahwa pada tahun 2010 PPOK telah menempati peringkat keempat sebagai penyakit

penyebab kematian di dunia. Di Indonesia diperkirakan terdapat 4,8 juta pasien dengan

prevalens 5,6%. Angka ini bisa meningkat dengan makin banyaknya jumlah perokok

karena 90% pasien PPOK adalah perokok atau mantan perokok. Hubungan antara rokok

dengan PPOK merupakan hubungan dose response, lebih banyak batang rokok yang

dihisap setiap hari dan lebih lama kebiasaan merokok tersebut maka risiko penyakit yang

ditimbulkan akan lebih besar. Dengan meningkatnya pencemaran udara oleh kendaraan

bermotor maupun industri juga dapat meningkatkan faktor risiko terjadinya PPOK.1

Berdasarkan Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease

(GOLD) 2007, PPOK dibagi atas 4 derajat, yaitu : derajat 1 (PPOK ringan), derajat 2

(PPOK sedang), derajat 3 (PPOK berat), derajat 4 (PPOK sangat berat). Penderita PPOK

akan datang ke dokter dan mengeluhkan sesak nafas, batuk-batuk kronis, sputum yang

produktif, faktor resiko (+). Sedangkan PPOK ringan dapat tanpa keluhan atau gejala.

Baku emas untuk menegakkan PPOK adalah uji spirometri.1,2

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.3

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 ekspirasi.3

Tahap kedua dari proses pernapasan mencakup proses difusi gas-gas melintasi membrane

alveolus kapiler yang tipis (tebalnya kurang dari 0,5 μm). 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; fibrosis 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.

2.2 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 μ akan tertahan di orofaring.

-  Yang berdiameter 0,5-5 μ akan masuk sampai ke paru-paru

-  Yang berdiameter 0,5 μ dapat masuk sampai ke alveoli, akan tetapi dapat pula

di keluarkan bersama sekresi.

2. Mukosilia

Baik 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.

2.3. Sistem Pernafasan

2.3.1. Pengertian 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.

2.3.2. Fungsi Pernafasan

Fungsi pernafasan adalah

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. dan melembabkan udara

Pertukaran 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 ke dalam 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

kerja.

Proses 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.

2.3.3. 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 + 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 tembakau.

Patofisiologi PPOK

Saluran napas dan paru berfungsi untuk proses respirasi yaitu pengambilan oksigen untuk

keperluan metabolisme dan pengeluaran karbondioksida dan air sebagai hasil

metabolisme. Proses ini terdiri dari tiga tahap, yaitu ventilasi, difusi dan perfusi.

Ventilasi adalah proses masuk dan keluarnya udara dari dalam paru. Difusi adalah

peristiwa pertukaran gas antara alveolus dan pembuluh darah, sedangkan perfusi adalah

distribusi darah yang sudah teroksigenasi. Gangguan ventilasi terdiri dari gangguan

restriksi yaitu gangguan pengembangan paru serta gangguan obstruksi berupa

perlambatan aliran udara di saluran napas. Parameter yang sering dipakai untuk melihat

gangguan restriksi adalah kapasitas vital (KV), sedangkan untuk gangguan obstruksi

digunakan parameter volume ekspirasi paksa detik pertama (VEP1), dan rasio volume

ekspirasi paksa detik pertama terhadap kapasitas vital paksa (VEP1/KVP).1

Inhalasi asap rokok dan partikel berbahaya lainnya menyebabkan inflamasi di saluran

napas dan paru seperti yang terlihat pada pasien PPOK. Respons inflamasi abnormal ini

menyebabkan kerusakan jaringan parenkim yang mengakibatkan emfisema, dan

mengganggu mekanisme pertahanan yang mengakibatkan fibrosis saluran napas kecil.

Perubahan patologis menyebabkan udara terperangkap dan keterbatasan aliran udara

yang bersifat progresif. Pada pasien PPOK yang tidak mempunyai riwayat merokok,

penyebab respons inflamasi belum diketahui. Inflamasi paru diperberat oleh stres

oksidatif dan kelebihan proteinase.2

Sel inflamasi PPOK ditandai dengan pola tertentu peradangan yang melibatkan neutrofil,

makrofag dan limfosit. Sel-sel ini melepaskan mediator inflamasi dan berinteraksi dengan

sel-sel struktural dalam saluran udara dan parenkim paru-paru.2-4

Tabel 1.Sel Inflamasi pada PPOK2,3

Sel inflamasi pada PPOK

Neutrofil

Meningkat dalam sputum perokok. Peningkatan

neutrofil pada PPOK sesuai dengan beratnya

penyakit. Neutrofil berhubungan dengan

hipersekresi dan pelepasan protesae.

Makrofag

Banyak di temukan di lumen saluran nafas,

parenkim paru dan cairan bronchoalveolar lavage

(BAL). berasal dari monosit yang mengalami

diferensiasi di jaringan paru. Makrofag

meningkatkan mediator inflamasi dan protease pada

pasien PPOK sebagai respon terhadap asap rokok

dan menunjukan fagositosis yang tidak sempurna.

Limfosit T

Sel CD4 dan CD8 meningkat pada dinding saluran

nafas dan parenkim paru, dimana peningkatan CD8

lebih besar dari CD4

Limfosit B

Meningkat dalam saluran nafas perifer dan folikel

limfoid sebagai respon terhadap kolonisasi kuman

dan infeksi saluran nafas

Eosinofil Meningkat di dalam sputum dan dinding saluran

nafas selama eksaserbasi.

Sel epitelMungkin di aktifkan oleh asap rokok sehingga

menghasilkan mediator inflamasi4

Mediator inflamasi dalam PPOK

Faktor kemotaktik

o Lipid mediator: leukotriene B4

(LTB4) menarik neutrofil dan

limfosit T

o Kemokin : IL-8 menarik neutrofil

dan monosit

Sitokin pro-inflamasi

TNF-α, IL-1β dan IL-6 memperkuat proses

inflamasi dan berkontribusi terhadap efek sistemik

PPOK.

Faktor pertumbuhanTGF-β dapat menyebabkan fibrosis pada saluran

nafas perifer.2

Stres oksidatif menjadi mekanisme penting dalam PPOK. Biomarker stres oksidatif

(peroksida hidrogen, 8-isoprostan) meningkat dalam sputum. Stress oksidatif memiliki

beberapa konsekuensi yang merugikan di paru, termasuk aktifitas inflamasi, naktivasi,

anti protease, stimulasi sekresi mucus dan stimulasi eksudasi plasma meningkat.2,3

Protease dan antiprotease pada PPOK

Tabel 2. Macam-macam Protease dan Antiprotease pada PPOK2,3

Peningkatan Protease Penurunan Antiprotease

Serin protease

Neutrofil elastase

Cathepsin G

Proteinase 3

α-1 antitrypsin

α-1 antichymotripsin

sekretori leukoprotease inhibitor elafin

Sistein proteinase

B Cathepsins, K, L, S Cystatins

Matrix metaloproteinase (MMPs)

MMP-8, MMP-9, MMP-12 Tissue inhibitor of MMP 1-4 (TIMP 1-

4)

Ketidakseimbangan protease-anti protease

Protease memecah komponen jaringan ikat dan anti-protease yang melindungi komponen

tersebut. Beberapa protease, berasal dari sel inflamasi dan sel epitel yang meningkat pada

pasien PPOK. Proteasae-mediated perusak elastin, yang merupakan komponen jaringan

ikat utama parenkim paru, adalah gambaran penting pada emfisema dan bersifat

ireversibel.2,3

Perubahan patologis pada PPOK

Tabel 3.Perubahan Patologis pada PPOK2

Saluran napas

proksimal

sel inflamasi : makrofag , limfosit T CD8

( sitotoksik) , sedikit neutrofil atau eosinofil.

Perubahan : sel goblet , pembesaran kelenjar sub

mukosa ( keduanya menyebabkan hipersekresi)

metaplasia sel epitel skuamosa

Saluran napas periferSel inflamasi: makrofag , limfosit T ( CD8 > CD4 )

, limfosit B , folikel limfoid, fibroblas , sedikit

neutrofil atau eosinofil

Parenkim paru Sel inflamasi : makrofag , limfosit T CD8

Perubahan struktur : kerusakan dinding alveoulus,

apoptosis sel epitel dan endotel

Pembuluh darah paru Sel inflamasi : makrofag , limfosit T

perubahan struktur : penebalan intima, disfungsi

sel endotel, penebalan sel otot polos ( hipertensi

pulmonal )

Perubahan patologis yang khas dari PPOK dijumpai di saluran napas besar, saluran napas

kecil, parenkim paru dan vaskular pulmoner. Sel inflamasi menginfiltrasi permukaan

epitel saluran napas sentral, mengakibatkan perubahan epitel menjadi squamous

metaplasia. Terjadi pembesaran kelenjar mukus dan peningkatan sel goblet. Perubahan

tersebut mengakibatkan terjadi hipersekresi mukus. Perubahan pada saluran napas kecil

akibat inflamasi menyebabkan airway remodelling sehingga menyempitkan lumen

saluran napas yang nonreversibel.2

Pada PPOK dinding antara sakus alveoli kehilangan kemampuannya untuk meregang dan

mengempis. Adanya kerusakan jaringan penyokong dan serabut elastin akan

meningkatkan compliance jaringan dan mengurangi elastisitas pada ekspirasi. Elastisitas

dari jaringan paru yang menghilang, akan menyebabkan peningkatan volume residu,

volume gas total, penurunan kapasitas inspirasi, hiperinflasi paru dan udara yang

terperangkap dalam sakus alveoli (gas trapping ) yang mengganggu pertukaran oksigen

dan karbondioksida dan menyebabkan auto PEEP (Positive End Expiratory Pressure).

Hal ini juga mengakibatkan terjadinya obstruksi dari aliran udara. Jadi pada PPOK

adanya obstruksi saluran napas selain disebabkan oleh penyempitan saluran napas kecil

juga akibat destruksi alveoli dimana terjadi airtrapping dan hiperinflasi.2

Berbagai perubahan patologis yang terjadi pada PPOK menyebabkan hipersekresi mukus

dan disfungsi silia mengakibatkan batuk kronik dan produksi sputum. Gejala ini dapat

berlangsung bertahun- tahun sebelum timbul gejala lainnya ataupun gangguan fisiologis.

Limitasi aliran napas ireversibel yang diukur dengan spirometri merupakan perubahan

fisiologis utama pada PPOK. Destruksi dinding alveoli akan menyebabkan gangguan

patensi saluran napas kecil, namun hal ini hanya memegang peranan kecil pada

patofisiologi PPOK.2

Pada PPOK stadium lanjut, terjadi obstruksi saluran napas perifer dan kelainan pembuluh

darah paru yang akan menyebabkan gangguan pertukaran gas sehingga terjadi

hipoksemia dan akhirnya hiperkapnia. Komplikasi kardiovaskuler PPOK berupa

hipertensi pulmoner dan kor pulmonal merupakan hal yang dihubungkan dengan

prognosis yang buruk. Obstruksi jalan napas merupakan yang paling menonjol dan paling

sukar ditanggulangi oleh karena umumnya menunjukkan tingkat perjalanan penyakit

yang lanjut, irreversibel dan progresif. Penekanan terapi terhadap obstruksi jalan napas

merupakan masalah pengobatan yang terpenting, oleh sebab itu mekanisme obstruksi

jalan napas pada PPOK perlu dipahami secara baik .2

Mekanisme obstruksi saluran napas adalah obstruksi oleh sekret pada saluran napas

akibat produksi sekret yang berlebihan disertai penebalan kelenjar-kelenjar, submukosa,

secara potensial merupakan komponen obstruksi saluran napas yang reversibel. Reaksi

oksidasi stress dari asap rokok atau dari sel inflamasi memiliki beberapa efek antara lain :

menurunkan aktivitas dari antiprotease, mengaktivasi Nuklear factor kB, meningkatkan

sekresi sitokin IL8, meningkatkan produksi TNFα, meningkatkan isoprotanase yang

berperan dalam bronkokontriksi dan kebocoran plasma dan efek langsung terhadap

saluran napas (bronkokontriksi).2,4

Yang menjadi dasar dari patogenesis PPOK adalah sejauh mana host respon (respon

pejamu) dari seorang perokok terhadap faktor pajanan asap rokok. Apakah terjadi

amplifikasi dari respon inflamasi, stress oksidasi atau proteinase yang dapat

menyebabkan kerusakan pada PPOK atau tidak terjadi amplifikasi sehingga antioksidan

dan antiproteinase dapat berperan menghambat terjadinya PPOK.2

Patogenesis PPOK sangatlah kompleks, dan hingga mekanisme yang terlibat menjadi

lebih jelas pun masih sulit dipahami mengapa hanya 20% dari perokok yang berkembang

menjadi PPOK. Seorang perokok pasif dapat berkembang menjadi penderita PPOK,

tetapi seorang perokok aktif berat tidak menjadi penderita PPOK. Walaupun kemajuan

sudah dibuat dalam memahami patogenesis PPOK, namun masih belum jelas mengapa

hanya sedikit perokok yang berkembang menjadi PPOK. Yang menjadi dasar dari

patogenesis PPOK adalah respon dari host atau pejamu (perokok) terhadap faktor risiko

dari lingkungan (asap rokok). Efek utama dari respon ini telah digambarkan sebagai

inflamasi yang abnormal, walaupun berbagai mekanisme lain yang terlibat masih belum

jelas .3

Secara skematik patogenesis PPOK diilustrasikan seperti pada gambar 2 bahwa:

asap rokok dan host respon mempunyai peranan yang sama terhadap kejadian

stress oksidatif, inflamasi, kerusakan jaringan dan remodeling.

Daftar Pustaka

1. Sudoyo, et al. 2007. Buku Ajar Ilmu penyakit Dalam. Edisi 4, Jilid 1. Jakarta :

Departemen Ilmu Penyakit Dalam FKUI.

2. Perhimpunan Dokter Paru Indonesia (PDPI), 2011. Penyakit Paru Obstruktif

Kronik (PPOK): Pedoman Diagnosis & Penatalaksanaan di Indonesia.

Perhimpunan Dokter Paru Indonesia.

3. Sherwood, L., 2001. Sistem Pernapasan. Fisiologi Manusia dari sel ke sistem edisi

2. Jakarta: EGC, 410-460.

4. http://www.kalbemed.com/Portals/6/06_207Faktor%20Genetik%20Penyakit

%20Paru%20Obstruktif%20Kronik.pdf

5. http://www.klikpdpi.com/jurnal-warta/jri-01-07/jurnal-6.html