LAPORAN PBL

SISTEM RESPIRASI PADA MANUSIA

Di susun oleh:

Abraham Gita Ramanda 10.2009.059 / C-2

UNIVERSITAS KRISTEN KRIDA WACANA

JAKARTA

2009 / 2010

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa karena berkat anugerahNya

saya dapat menyelesaikan makalah ini dengan tepat waktu. Makalah saya kali ini berjudul

“Sistem Respirasi pada Manusia”

Pada kesempatan ini, saya juga tidak lupa untuk mengucapkan terima kasih yang sebesar-

besarnya kepada Dr. Santoso Gunardi, PAK, Dr. Ninik Wibawani, Dr. Hartati Tirtarahardja, Drs.

Sahala Lumbanraja, Dra. Elly Husin, Dr. J. Goenawan, Anna Maria Dewajanthi, Ssi., M.

Biomed, Dr. Susanty D. Winata, MKK yang telah membimbing saya dalam proses pembuatan

makalah ini. Serta telah memberi saya kesempatan untuk membuat makalah ini sehingga saya

dapat menambah wawasan dan pengetahuan saya khususnya dalam mata kuliah respirasi.

Di dalam kamus Indonesia telah dikatakan bahwa “tak ada gading yang tak retak”. Saya

sadar saya dapat melakukan kesalahan. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati saya

sangat mengharapkan saran dan kritik dari pembaca guna pembuatan makalah saya yang

berikutnya.

Akhir kata, saya mengucapkan terima kasih. Semoga makalah ini dapat berguna dan

bermanfaat bagi anda.

Jakarta , 27 Mei 2010

Abraham Gita ramanda

2

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ……………………………………………………………………….. 2

Daftar Isi ……………………………………………………………………………... 3

Bab I: Pendahuluan …………………………………………………………………... 4

1.1 Latar Belakang …………………………………………………………… 4

1.2 Rumusan Masalah ………………………………………………………... 4

1.3 Tujuan Penulisan ………………………………………………………… 4

1.4 Manfaat Penulisan ………………………………………………………... 4

Bab II: Isi …………………………………………………………………………….. 5

2.1 Organ yang berperan dalam proses respirasi ……………………………... 5

2.2 Proses pertukaran gas dalam respirasi ……………………………………. 15

2.3 Fungsi dan mekanisme respirasi manusia ………………………………... 17

Bab III: Penutup ……………………………………………………………………... 25

3.1 Kesimpulan ………………………………………………………………. 25

Daftar pustaka ……………………………………………………………………….. 26

3

Bab I

Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Sistem repirasi pada manusia merupakan salah satu sistem yang terpenting dalam tubuh

manusia. Manusia membutuhkan tenaga dalam setiap aktivitasnya, dan tenaga itu didapat

dari proses metabolisme dalam tubuh kita. Salah satu bahan yang berperan penting dalam

proses metabolisme adalah oksigen. Sedangkan oksigen didapat melalui proses respirasi,

sehingga proses respirasi sangat penting dalam tubuh kita. Oleh karena itu, dalam makalah

ini, saya akan membahas mengenai sistem respirasi pada manusia.

1.2 Rumusan Masalah

1.2.1 Organ apa yang terlibat dalam sistem respirasi manusia?

1.2.2 Bagaimana proses pertukaran gas dalam tubuh?

1.2.3 Apakah fungsi dan bagaimana mekanisme respirasi manusia?

1.3 Tujuan Penulisan

1.3.1 Mengetahui organ yang berperan dalam proses respirasi

1.3.2 Mengetahui proses pertukaran gas dalam respirasi

1.3.3 Mengetahui fungsi dan mekanisme respirasi manusia

1.4 Manfaat Penulisan

1.4.1 Untuk menambah wawasan dan pengetahuan mahasiswa / mahasiswi Ukrida

1.4.2 Untuk menambah referensi perpustakaan

4

Bab II

Isi

2.1 Organ yang terlibat dalam proses respirasi

Sistem respirasi terdiri dari:

1. Saluran nafas bagian atasPada bagian ini udara yang masuk ke tubuh dihangatkan, disarung, dan dilembabkan.

2. Saluran nafas bagian bawahBagian ini menghantarkan udara yang masuk dari saluran bagian atas ke alveoli

3. AlveoliTerjadi pertukaran gas antara O2 dan CO2

4. Sirkulasi ParuPembuluh darah arteri menuju paru, sedangkan pembuluh darah vena meninggalkan paru.

5. ParuTerdiri dari:- Saluran nafas bagian bawah- Alveoli- Sirkulasi paru

6. Rongga pleuraTerbentuk dari dua selaput serosa, yang meluputi dinding dalam rongga dada yang

disebut pleura parietalis, dan yang meliputi paru atau pleura veseralis.

7. Rongga dan dinding dadaMerupakan pompa muskuloskeletal yang mengatur pertukaran gas dalam proses respirasi.

Saluran nafas bagian atas

a. Rongga hidungUdara yang dihirup melalui hidung akan mengalami tiga hal:- Dihangatkan- Disaring- DilembabkanYang merupakan fungsi utama dari selaput lendir respirasi ( terdiri dari : Psedostrafied ciliated columnar epitelium yang berfungsi menggerakkan partikel partikel halus kearah faring sedangkan partikel yang besar akan disaring oleh bulu hidung, sel golbet dan kelenjar serous yang berfungsi melembabkan udara yang masuk,  pembuluh darah yang

5

berfungsi menghangatkan udara). Ketiga hal tersebut dibantu dengan concha. Kemudian udara akan diteruskan ke

b. Nasofaring (terdapat pharyngeal tonsil dan Tuba Eustachius)c. Orofaring (merupakan pertemuan rongga mulut dengan faring, terdapat pangkal lidah)d. laringofaring (terjadi persilangan antara aliran udara dan aliran makanan)

Saluran nafas bagian bawah

a. LaringTerdiri dari empat struktur yang penting: - Tulang rawan krikoid- Pita suara- Epiglotis- Glotis

b. TrakeaMerupakan pipa silider dengan panjang ± 11 cm, berbentuk ¾ cincin tulang rawan seperti huruf C. Bagian belakang dihubungkan oleh membran fibroelastic menempel pada dinding depan usofagus.

c. BronkusMerupakan percabangan trakhea kanan dan kiri. Tempat percabangan ini disebut carina. Brochus kanan lebih pendek, lebar dan lebih dekat dengan trachea. Bronchus kanan bercabang menjadi: lobus superior, medius, inferior. Brochus kiri terdiri dari: lobus superior dan inferior.

d. Alveoli

Terdiri dari: membran alveolar dan ruang interstisial.

Membran alveolar:

- Small alveolar cell dengan ekstensi ektoplasmik ke arah rongga alveoli.

- Large alveolar cell mengandung inclusion bodies yang menghasilkan surfactant.

- Anastomosing capillary, merupakan system vena dan arteri yang saling berhubungan

langsung, ini terdiri dari : sel endotel, aliran darah dalam rongga endotel.

- Interstitial space merupakan ruangan yang dibentuk oleh: endotel kapiler, epitel

alveoli, saluran limfe, jaringan kolagen dan sedikit serum.

Aliran pertukaran gas

Proses pertukaran gas berlangsung sebagai berikut: alveoli epitel alveoli membran

dasar endotel kapiler plasma eitrosit.

6

Membran sitoplasma eritrosit   molekul hemoglobin

Surfactant

Mengatur hubungan antara cairan dan gas. Dalam keadaan normal surfactant ini akan 

menurunkan tekanan permukaan  pada  waktu ekspirasi, sehingga kolaps alveoli dapat

dihindari.

Sirkulasi paru

Mengatur aliran darah vena – vena dari ventrikel kanan ke arteri pulmonalis dan

mengalirkan darah yang bersifat arterial melaului vena pulmonalis kembali ke ventrikel

kiri.

Paru

Merupakan  jalinan atau susunan bronhus bronkhiolus, bronkhiolus terminalis,

bronkhiolus respiratoty, alveoli, sirkulasi paru, syaraf, sistem limfatik.

Rongga dan dinding dada

Rongga ini dibentuk oleh:

- Otot - otot interkostalis

- Otot - otot pektoralis mayor dan minor

- Otot - otot trapezius

- Otot - otot seratus anterior/posterior

- Kosta - kosta dan kolumna vertebralis

- Kedua hemi diafragma

Yang secara aktif mengatur mekanik respirasi.1

Dalam melaksanakan proses Metabolisme, oleh hewan dan manusia dibutuhkan oksigen.

System respirasi berfungsi untuk mengambil oksigen dan membuang karbondioksida, yang

keduanya diangkut dari dan ke tubuh.

Tractus respiratorius dapat dibagi menjadi:

7

1. Pars conductoria

Meliputi saluran yang menghubungkan antara bagian luar tubuh dengan paru-paru untuk

menyalurkan udara. Saluran ini terdiri dari:

- Hidung

- Faring

- Laring

- Trakea

- Bronkus

- Bronkiolus

2. Pars respiratoria

Merupakan bagian dari paru-paru yang berfungsiuntuk pertukaran gas antara darah dan

udara. Bagian ini terdiri dari:

- Saccus alveolaris

- Alveolus

Hidung

Hidung merupakan organ yang berongga dengan dinding yang tersusun oleh jaringan tulang,

cartilage, otot dan jaringan pengikat. Pada kulit yang menutupi bagian luar hidung

diketemukan Glandula sebacea dan rambut-rambut halus. Kulit ini melanjutkan diri melalui

nares untuk melapisi vestibulum nasi. Di daerah vestibulum nasi ini banyak rambut yang

bersifat kaku yang berfungsi untuk menghalangi debu dan kotoran yang ikut dihirup. Pada

sisa cavum nasi yang lain dilapisi oleh epitel silindris semu berlapis bersilia dengan banyak

kelenjar mucosa (sel piala). Di indera pembau terdapat epitel khusus, yang pada bagian

bawahnya terdapat membrane basalis yang memisahkan epitel dengan jaringan pengikat

yang banyak mengandung kelenjar serosa-mukosa. Di bawah epitel yang menutupi concha

nasalis inferior banyak plexus fenosus yang berguna untuk memanasi udara yang lewat.

Organon olfactorius

Merupakan reseptor rangsang bau yang terletak pada ephitelium olfactorius. Epitelnya

merupakan epitel silindris semu berlapis dengan 3 macam sel:

1. Sel penyokong

8

Sel ini berbentuk langsing, di dalam sitoplasmanya tampak adanya berkas-berkas

tonofibril dan jelas tampak terminal bar. Pada permukaannya tampak banyak mikrovili

yang panjang yang terpendam dalam lapisan lender. Kompleks golgi yang kecil terdapat

pada bagian puncak sel. Di dalamnya juga terdapat pigmen coklat yang memberi warna

pada epitel olfactory tersebut.

2. Sel basal

Sel ini berbentuk kerucut rendah dengan tonjolan tersusun selapis dan berinti gelap.

3. Sel olfactori

Sel ini terdapat diantara sel-sel penyokong sebagai sel syaraf yang berbentuk bipolar.

Bagian puncak sel olfactory membulat dan menonjol merupaka dendrite yang meluas

sebagai tonjolan silindris pada permukaan epitel. Bagian basal mengecil menjadi lanjutan

sel halus yang tidak berselubung myelin.

Bagian yang membulat di permukaan disebut vesicular olfactorius, dari bagian yang

menonjol ini timbul tonjolan yang berpangkal pada corpuscullum basale sebagai cilia

olfactory yang tidak dapat bergerak. Ujung cilia inilah yang merupakan komponen indra

pembau dan dapat menerima rangsang.

Dalam lamina propria terdapat sel-sel pigmen dan sel limfosit. Selain itu, dalam lamina

propria terdapat banyak sekali anyaman pembuluh darah. Di dalam lamina proproia area

olfactory terdapat pula kelenjar tubulo-alveolar sebagai Glandula Olfactorius Bowmani,

yang berfungsi menghasilkan sekrit yang menjaga agar epitel olfactory tetap basah dan

bersih.

Sinus paranasal

Merupakan ruangan yang dibatasi tulang dan berhubungan dengan cavum nasi. Sinus

paranasal ini kita kenal: sinus paranasal, sinus ethmoidale, sinus maxilla dan sinus

spenoidalis yang terdapat dalam tulang-tulang yang bersangkutan.

Laring

Larynx berbentuk sebagai pipa yang irregular dengan dinding yang terdiri atas cartilage

hyaline, cartilage elastis, jaringan pengikat dan otot bercorak. Larynx menghubungkan

9

antara pharynx dengan trachea. Fungsinya adalah menyokong, mencegah makanan/minuman

untuk masuk ke dalam trachea.

Rangka larynx terdiri dari beberapa potong kartilago:

- Cartilage thyrooidea, cartilage cricoidea dan epiglotis yang terdapat tunggal

- Cartilage arythenoidea, Cartilago corniculata, dan cartilage cuneiformis yang terdapat

sepasang.

Otot bercorak dari larynx dapat dibagi menjadi :

- Otot ekstrinsik, yang berfungsi untuk menopang dan menghubungkan sekitarnya,

kontraksinya terjadi pada proses digulatio (menelan).

- Otot instrinsik, yang berfungsi menhubungkan masing-masing cartilage larynx,

kontraksinya berpereran dalam proses bersuara.

Epiglottis

Merupakan cartilage elastis yang berbentuk seperti sendok pipih. Permukaan depan, bagian

atas permukaan belakang epiglotia (plica aryepiglotica) dan plica vokalis dilapisi oleh epitel

gepeng berlapis. Plica vokalis merupakan lipatan membrane mukosa yang didalamnya

mengandung ligamentum vokalis yang merupakan pengikat elastis. Epitel yang menutupi

merupakan epitel gepeng berlapis.

Trakea

Merupakan lanjutan dari larynx yang lebarnya 2-3.5 cm dan panjangnya sekitar 11 cm.

trachea berakhir dengan cabang dua yang disebut sebagai bronchus. Epitel yang melapisi

sebelah dalam ialah epitel silindris semu berlapis bercilia dan bertumpu pada membrane

basalis yang tebal. Di antara sel-sel tersebar sel-sel piala. Dibawah membrane basalis

terdapat lamina propria yang banyak mengandung serabut elastis. Di lapisan dalam lamina

propria serabut elastis membentuk anyaman padat sebagai suatu lamina elastica, maka

jaringan pengikat dibawahnya kadang-kadang disebut tunica submukosa. Di dalam tunica

submukosa inilah terdapat kelenjar-kelenjar kecil seperti pada dinding larynx yang

bermuara pada permukaan epitel. Yang merupakan ciri khas dari trachea adalah adnya

10

kerangka cincin-cincin cartilago hyaline yang berbentuk huruf C sebanyak 16-20 buah yang

berderet mengelilingi lumen dengan bagian yang terbuka di bagian belakang (pars

cartilaginea). Masing-masing cincin dibungkus oleh serabut fibro elastis. Bagian belakan

tidak memiliki cincin cartilage (pars membranacea) diisi oleh serabut-serabut otot polos

yang sebagian berjalan melintang dan berhubungan dengan jaringan fibro elastis

disekitarnya.

Bronkus dan cabang-cabangnya

Trachea bercabang menjadi 2 bronchus primaries yang masuk ke jaringan paru-paru melalui

hilus pulmonalis dengan arah ke bawah dan lateral. Bronchus yang sebelah kanan bercabang

menjadi 3 dan yang sebelah kiri becabang menjadi 2, dimana setiap cabang tersebut

merupakan percabangan dari bronchus primaries. Lamina propria terdiri dari jaringan

pengikat yang banyak mengandung serabut elastis dan serabut kolagen dan retikuler serta

beberapa limfosit. Di bawah membrane mocosa terdapat stratum musculare yang tidak

merupakan lapisan tertutup. Banyaknya serabut elastis berhubungan erat dengan sel-sel otot

polos dan serabut elastis ini sangat penting dalam proses respirasi. Di dalam anyaman

muskuloelastis ini terdapat banyak jalinan pembuluh darah kecil.

Perbedaan struktur antara trachea serta bronchus extrapulmonalis serta intrapulmonalis:

Bentuk cincin cartilage, susunan serabut otot pada trachea hanya dibagian dorsal sedangkan

pada bronchus terdapat disekeliling dinding. Kontraksi lapisan otot ini akan menimbulkan

lipatan memanjang pada membrane mukosa. Suatu lapisan anyaman elastis yang membatasi

membrane mukosa seperti pada trachea tidak ada, tetapi terdapat serabut-serabut elastis

yang berjalan sejajar sepanjang bronchus dengan percabangannya.

Perbedaan bronkus dan bronkiolus

Dengan bercabangnya bronchus, maka kalibernya akan semakin mengecil, yang

menyebabkan gambaran stukturnya akan semakin berbeda karena lempeng-lempeng

cartilage yang makin berkurang. Kalau struktur pulmo disamakan seperti kelenjar, maka

bronchus merupakan ‘ductus extraloburalis’, sebab terdapat diluar lobuli. Cabang bronchus

yang memasuki lobulus pada puncaknya disebut ‘bronchiolus’ yang sesuai dengan ‘ductus

11

intralobularis’ pada kelenjar. Biasanya dinding brochiolus berdiameter lebih kecil dari 1mm

dengan epitel silindris selapis bercilia dan tanpa cartilago.

Pulmo

Paru-paru pada manusia terdapat sepasang yang menempati sebagian besar dalam cavum

thoracis. Kedua paru-paru dibungkus oleh pleura yang terdiri atas 2 lapisan yang saling

berhubungan sebagai pleura visceralis dan pleura parietalis.

Struktur pulmo

Unit fungsional dalam paru-paru disebut lobulus primerius yang meliputi semua struktur

mulai bronchiolus terminalis, bronchiolus respiratorius, ductus alveolaris, atrium, saccus

alveolaris, dan alveoli bersama-sama dengan pembuluh darah, limfe, serabut syaraf, dan

jaringan pengikat. Lobulus di daerah perifer paru-paruberbentuk pyramidal atau kerucut

didasar perifer, sedangkan untuk mengisi celah-celah diantaranya terdapat lobuli berbentuk

tidak teratur dengan dasar menuju ke sentral. Cabang terakhir bronchiolus dalamlobulus

biasanya disebut bronchiolus terminalis. Kesatuan paru-paru yang diurus oleh bronchiolus

terminalis disebut acinus.

Bronchiolus respiratorius

Lobulus di daerah perifer paru-paru berbentuk pyramidal atau kerucut didasar perifer,

sedangkan untuk mengisi celah-celah diantaranya terdapat lobuli berbentuk tidak teratur

dengan dasar menuju ke sentral. Cabang terakhir bronchiolus dalam lobulus biasanya

disebut bronchiolus terminalis. Kesatuan paru-paru yang diurus oleh bronchiolus terminalis

disebut acinus.

Ductus alveolaris

Bronchiolus respiratorius bercabang menjadi 2-11 saluran yang disebut ductus alveolaris.

Saluran ini dikelilingi oleh alveoli sekitarnya. Saluran ini tampak seperti pipa kecil yang

panjang dan bercabang-cabang dengan dinding yang terputus-putus karena penonjolan

sepanjang dindingnya sebagai saccus alveolaris. Dinding ductus alveolaris diperkuat dengan

12

adanya serabut kolagen elastis dan otot polos sehingga merupakan penebalan muara saccus

alveolaris.

Saccus alveolaris dan alveolus

Ruangan yang berada diantara ductus alveolaris dan saccus alveolaris dinamakan atrium.

Alveolus merupakan gelembung berbentuk polyhedral yang berdinding tipis. Yang menarik,

dindingnya penuh dengan anyaman kapiler darah yang saling beranastomose. Kadang

ditemukan lubang yang disebut porus alveolaris dan terdapat sinus pemisah (septa) antara 2

alveoli. Fungsi lubang tersebut belum jelas, namun dapat diduga untuk mengalirkan udara

apabila terjadi sumbatan pada salah satu bronchus.

Pelapis alveolaris

Epitel alveolus dengan endotil kapiler darah dipisahkan oleh lamina basalis. Pada dinding

alveolus dibedakan atas 2 macam sel:

- sel epitel gepeng ( squamous pulmonary epitheal atau sel alveolar kecil atau pneumosit

tipeI).

- sel kuboid yang disebut sel septal atau alveolar besar atau pneumosit tipe II.

Sel alveolar kecil membatasi alveolus secara kontinyu, kadang diselingi oleh alveolus yang

besar. Inti sel alveolus kecil ini gepeng. Bentuk dan ketebalan sel alveolar kecil tergantung

dari derajat perkemangan alveolus dan tegangan sekat antara alveoli. Sel alveolar besar

ialah sel yang tampak sebagai dinding alveolus pada pengamatan dengan mikroskop cahaya.

Sel ini terletak lebar ke dalam daripada pneumosit type I. Kompleks golginya sangat besar

disertai granular endoplasma reticulu m dengan ribosom bebas. Kadang-kadang tampak

bangunan ini terdapat dipermukaan sel seperti gambaran sekresi sel kelenjar. Diduga benda-

benda ini merupakan cadangan zat yang berguna untuk menurunkan tegangan permukaan

dan mempertahankan bentuk dan besar alveolus. Secret tersebut dinamakan ‘Surfactant’.

Udara di dalam alveolus dan darah dalam kapiler dipisahkan oleh:

- Sitoplasma sel epitel alveolus.

- Membrana basalis epitel alveolus.

- Membrane basalis yang meliputi endotel kapiler darah

13

- Sitoplasma endotel kapiler darah.

Fagosit alveolar/Sel Debu (Dust cell)

Hampir pada setiap sediaan paru-paru ditemukan fagosit bebas. Karena mereka

mengandung debu maka disebut sel debu. Pada beberapa penyakit jantung sel-sel tersebut

mengandung butir-butir hemosiderin hasil fagositosis pigmen eritrosit.

Pembuluh darah

Sebagian besar pulmo menerima darah dari arteri pulmonalis yang bertripe elastis. Cabang

arteri ini masuk melalui hilus pulmonalis dan bercabang-cabang mengikuti percabangan

bronchus sejauh bronchioli respiratorius. Dari sini arteri tersebut memberi percabangan

menuju ke ductus alveolaris, dan memberi anyaman kapiler di sekeliling alveolus. Venula

menampung darah dari anyaman kapiler di pleura dan dinding penyekak alveolus. Vena

yang menampung darah dari venula tidak selalu seiring dengan arterinya, tetapi melalui

jaringan pengikat di antara lobulus dan segmen. Pulmonalis dan vena pulmonalis terutama

untuk pertukaran gas dalam alveolus. Disamping itu terdapat arteri bronchialis yang lebih

kecil, sebagai cabang serta mengikuti bronchus dengan cabang-cabangnya. Arteri ini

diperlukan untuk nutrisi dinding bronchus termasuk kelenjar dan jaringan pengikat sampai

di bawah pleura. Darah akan kembali sebagian besar melalui vena pulmonalis disamping

vena bronchialis. Terdapat anastomosis dengan kapiler dari arteri pulmonalis.

Pembuluh limfe

Terdapat 2 kelompok besar, sebagian dalam pleura dan sebagian dalam jaringan paru-paru.

Terdapat hubungan antara 2 kelompok tersebut dan keduanya mengalirkan limfa ke arah

nodus limfatikus yang terdapat di hilus. Pembuluh limfe ada yang mengikuti jaringan

pengikat septa interlobularis dan ada pula yang mengikuti percabangan bronchus untuk

mencapai hilus.

Pleura

Seperti juga jantung paru-paru terdapat didalam sebuah kantong yang berdinding rangkap,

masing-masing disebut pleura visceralis dan pleura parietalis. Kedua pleura ini berhubungan

14

didaerah hilus. Sebelah dalam dilapisi oleh mesotil. Pleura tersebut terdiri atas jaringan

pengikat yang banyak mengandung serabut kolagen, elastis, fibroblas dan makrofag. Di

dalamnya banyak terdapat anyaman kapiler darah dan pembuluh limfe.2

2.2 Proses pertukaran gas dalam respirasi

Bernafas yaitu mengambil dan mengeluarkan udara pernapasan melalui paru-paru.

Kemudian arti yang lebih khusus adalah pertukaran gas yang terjadi didalam sel dengan

“lingkungannya”. Pada pernapasan langsung, pengambilan udara pernapasan dilakukan

secara langsung oleh permukaan tubuh dan pada peranpasan tidak langsung adalah melalui

saluran pernapasan.

Manusia bernapas secara tidak langsung, artinya udara pernapasan tidak berdifusi langsung

melalui seluruh permukaan kulit. Selaput tipis tempat berlangsungya difusi gas tersebut

terlindung di bagian dalam tubuh, berupa gelembung paru-paru. Pernapasan atau pertukaran

gas pada manusia berlangsung melalui dua tahap yaitu pernapasan luar (eksternal) dan

pernapasan dalam (internal).

a. Pernapasan luar (eksternal)

Pernapasan luar adalah pertukaran gas di dalam paru-paru. Sehingga berlangsung difusi

gas dari luar masuk kedalam aliran darah. Dengan kata lain, pernapasan luar adalah

pertukaran gas (O2 dan CO2) anatar udara dan darah.

Pada Pernapasan luar, darah kana keluar masuk ke dalam kapiler paru-paru yang

mengangkut sebagian besar karbon dioksida sebagai ion bikarbonat (HCO3−

) dengan

persamaan reaksi seperti berikut ini.

H++HCO3

−→H2CO3

Ketika karbon dioksida yang tinggal sedikit keluar dari dalam darah, maka terjadi reaksi

seperti di bawah ini.

H2 CO3→H 2 O+CO2

Enzim karbonat anhidrase yang terdapat dalam sel-sel darah merah dapat mempercepat

reaksi. Ketika reaksi berlangsung hemoglobin melepaskan ion-ion hydrogen yang telah

diangkut; H Hb menjadi Hb. Hb merupakan singkatan dari haemoglobin, yaitu jenis

protein dalam sel darah merah. Selanjutnya hemoglobin siap untuk mengikat oksigen

15

dan menjadi oksihemoglobin. Untuk memudahakn penulisan Hb yang mengikat oksigen

disingkat HbO2.

Hb+O2→HbO2

Selama pernapasan luar, di dalam paru-paru akan terjadi pertukaran gas yaitu CO2

meninggalakan darah dan O2 masuk ke dalam secara difusi. Terjadinya difusi O2 dan

CO2 ini karena adanya perbedaan tekan parsial. Tekanan udara luar sebeasr 1 atm (760

mmHg), sedangkan tekanan parsial O2 di paru-paru ±760m mmHg. Tekanan parsial

pada kapiler darah arteri ±100 mmHg, dan di vena ±40mmHg. Hal ini emnyebabkan

O2 berdifusi dari udara ke dalam darah.

Sementara itu, tekanan parsial CO2 dalam vean ±47 mmHg, teakan parsial CO2 dalam

arteri ±41 mmHg dan tekan parsial dalam alveolus ±40mmHg. Oleh karena itu CO2

berdifusi dari darah ke alveolus.

b. Pernapasan dalam (internal)

Pada pernapasan dalam (pertukaran gas didalam jaringan tubuh) darah masuk kedalam

jaringan tubuh, oksigen meninggalakan hemoglobin dan berdifusi masuk kedalam cairan

jaringan tubuh. Reaksinya sebagai berikut.

HbO2→Hb+O2

Difusi oksigen keluar dari darah dan masuk ke dalam cairan jaringan dapat terjadi,

karena tekanan oksigen di dalam cairan jaringan lebih rendah dibandingkan di dalam

darah. Hal ini disebabkan karena sel-sel secar terus menerus menggunakannya dalam

respirasi selular.

Perlu diketahui bahwa tekanan parsial O2 pada kapiler darah ±100 mmHg dan tekan

parsial O2 dalam jaringan tubuh kurang dari 40 mmHg. Sebaliknya tekanan karbon

dioksida adalah tinggi, karena karbon dioksida secara terus-menerus dihasilkan oleh sel-

sel tubuh. Tekanan parsial CO2 dalam jaringan ±60 mmHg dan dalam kapiler darah ±

41 mmHg. Peristiwa inilah yang menyebabkan O2 dapat dapat berdifusi ke dalam

jaringan dan CO2 berdifusi ke luar jaringan.

Dalam keadaan biasa tubuh kita menghasilkan 200 mL karbon dioksida per hari.

Pengangkutan CO2 di dalam darah dapat dilakukan dengan tiga cara berikut.

16

1. Sekitar 60-70 % CO2 diangkaut ke dalam bentuk ion bikarbonat (HCO3−

) oleh

plasma darah, setelah asam karbonat yang terbentuk dalam darah terurai menjadi ion

hydrogen (H+) dan ion bikarbonat (HCO3−

). Ion H+ bersifat racun, oleh sebab itu ion

ini segera diikat Hb, sedangkan ion HCO3−

meninggalkan eritrosit masuk ke plasma

darah. Kedudukan ion HCO3−

dalam eritrosit diganti oelh ion klorit. Perasamaan

reaksinya sebagai berikut:

H2 O+CO2→H2 CO3→H++HCO3−

2. Lebih kurang 25% CO2 diikat oleh hemoglobin membentuk karbosihemoglobin.

Secara sederhana, reaksi CO2 dengan Hb ditulis sebagai berikut.

CO2+Hb→HbCO2

Karbosihemoglobin disebut pula karbominohemoglobin karena bagian dari

hemoglobin yang mengikat CO2 adalah gugus asam amino. Reaksinya sebagai

berikut:

CO2+RNH 2→RNHCOOH

Sekitar 6-10% CO2 diangkaut plasma darah dalam senyawa asam karbonat (H2CO3).3

2.3 Fungsi dan mekanisme respirasi manusia

Fungsi respirasi dan non respirasi dari paru:

1. Respirasi: pertukaran gas O2 dan CO2

2. Keseimbangan asam basa

3. Keseimbangan cairan

4. Keseimbangan suhu tubuh

5. Membantu venous return darah ke atrium kanan selama fase inspirasi

6. Endokrin : keseimbangan bahan vaso aktif, histamine, serotonin, ECF dan angiotensin

7. Perlindungan terhadap infeksi: makrofag yang akan membunuh bakteri1

Mekanisme pernapasan

Ventilasi, atau bernapas adalah proses pergerakan udara masuk-keluar paru secara berkala

sehingga udara alveolus yang lama dan telah ikut serta dalam pertukaran O2 dan CO2 dengan

darah kapiler paru diganti oleh udara atmosfer segar. Ventilasi secara mekanis dilaksanakan

17

dengan mengubah-ubah secara berselang-seling arah gradien tekanan untuk aliran udara

antara atmosfer dan alveolus melalui ekspansi dan penciutan berkala paru. Kontraksi dan

relaksasi otot-otot inspirasi (terutama diafragma) yang berganti-ganti secara tidak langsung

menimbulkan inflasi dan deflasi periodik paru dengan secara berkala mengembang

kempiskan rongga toraks, dengan paru secara pasif mengikuti gerakannya.

Karena kontraksi otot inspirasi memerlukan energi, inspirasi adalah proses aktif, tetapi

ekspirasi adalah proses pasif pada bernapas tenang karena ekspirasi terjadi melalui penciutan

elastik paru sewaktu otot-otot inspirasi melemas tanpa memerlukan energi. Untuk ekspirasi

aktif yang lebih kuat, kontraksi otot-otot ekspirasi (terutama otot abdomen) semakin

memperkecil ukuran ringga toraks dan paru, yang semakin meningkatkan gradien tekanan

intra-alveolus terhadap atmosfer. Semakin besar gradien antar alveolus dan atmosfer (dalam

kedua arah), semakin besar laju aliran udara, karena udara terus mengalir sampai tekanan

intra-alveolus seimbang dengan tekanan atmosfer.

Selain secara langsung proporsional dengan gradien tekanan, laju aliran udara juga

berbanding terbalik dengan resistensi saluran pernapasan. Karena resistensi saluran

pernapasan, yang bergantung kepada kaliber saluran penapasan, dalam keadaan normal

sangat rendah, laju aliran udara biasanya bergantung pada tekanan yang tercipta antara

alveolus dan atmosfer. Apabila resistensi saluran pernapasan meningkat secata patologis

akibat penyakit paru obstruktif menahun, gradien tekanan garus juga meningkat melalui

peningkatan aktivitas otot pernapasan agar laju aliran udara konstan.

Paru dapat diregangkan keberbagai ukuran selama inpirasi dan kemudian kembali menciut

ke ukuran prainspirasinya selama ekspirasi karena sifat elastik paru. Compliance paru

mengacu pada distensibilitas paru-seberapa jauh mereka teregang sebagai respons terhadap

perubahan gradien tekanan transmural, gaya yang meregangkan dinding paru, tertentu.

Recoil elastik mengacu pada fenomena paru kembali ke posisi istirahatnya selama ekspirasi.

Sifat elastik paru bergantung pada jaringan ikat elastik di dalam paru dan pada interaksi

tegangan permukaan alveolus/surfaktan paru. Tegangan permukaan alveolus, yang

disebabkan oleh gaya tarik-menarik antara molekul-molekul air pemukaan dalam film cair

yang melapisi setiap alveolus, cenderung menahan peregangan alveolus pada saat inflasi

(menurunkan compliance) dan cenderung mengembalikan alveolus ke luas permukaan yang

18

lebih kecil selama deflasi (meningkatkan rebound paru). Jika alveolus hanya dilapisi oleh

air, tegangan permukaan akan sedemikian besar, sehingga paru tidak memiliki compliance

dan cenderung kolaps. Sel-sel alveolus tipe II mengeluarkan surfaktan paru, suatu

fosfolipoprotein yang berada di antara molekul-molekul air dan menurunkan tegangan

permukaan sehinga compliance paru meningkat dan mencegah kecenderungan alveolus

untuk kolaps.

Paru dapat diisi sampai lebih dari 5,5 liter dengan usaha inspirasi maksimum atau

dikosongkan sampai sekitar 1 liter dengan ekspirasi maksimum. Namun, dalam keadaan

normal paru bekerja pada “separuh kapasitas”. Volume paru biasanya bervariasi dari sekitar

500 ml keluar masuk paru setiap kali bernapas.

Jumlah udara yang masuk dan keluar paru dalam satu menit, ventilasi paru, setara dengan

tidal volume x kecepatan bernapas. Namun, tidak semua udara yang masuk dan keluar

tersedia untuk ditukar O2 dan CO2-nya dengan darah karena sebagian udara menempati

saluran pernapasan, yang dikenal sebagai ruang mati anatomik. Ventilasi alveolus, volume

udara yang dipertukarkan antara atmosfer dan alveolus dalam satu menit, adalah ukuran

udara yang benar-benar tersedia untuk pertukaran gas dengan darah. Ventilasi alveolus sama

dengan (tidal volume dikurangi ruang volume ruang mati) x kecepatan bernapas.4

Kurva disosiasi oksigen

Kurva Disosiasi Oksigen ialah suatu kurva yang menggambarkan hubungan antara saturasi

oksigen atau kejenuhan hemoglobin terhadap oksigen dengan tekanan parsial oksigen pada

ekuilibrium yaitu pada keadaan suhu 370 C, pH 7,40 dan Pco2 40 mmHg.(5) KDO yang

berbentuk sigmoid ini secara fisiologis menguntungkan karena bagian puncak kurva yang

mendatar memungkinkan jumlah oksigen arteri tetap tinggi dan stabil walaupun terjadi

perubahan tekanan parsial oksigen. Sebaliknya bagian tengah dari kurva yang terlihat curam

memungkinkan penglepasan oksigen dengan mudah pada perubahan tekanan parsial oksigen

yang kecil.

19

Afiniti oksigen terhadap hemoglobin dipengaruhi oleh suhu, pH darah, tekanan parsial

karbondioksida dan 2,3 difosfogliserat:

a. SUHU

Kurva Disosiasi Oksigen normal ditentukan secara fisiologis pada suhu 370C jika terjadi

peningkatan suhu akan menyebabkan tekanan parsial oksigen meningkat sehingga afiniti

oksigen terhadap hemoglobin akan menurun akibatnya semakin mudah penglepasan

oksigen. Pada keadaan ini Kurva Disosiasi Oksigen akan bergeser ke kanan atau sebaliknya

jika terjadi penurunan suhu Kurva Disosiasi Oksigen akan bergeser ke kiri.

b. pH dan PCO2

Peningkatan ion hidrogen (H+) atau karbondioksida akan menurunkan afiniti oksigen

terhadap hemoglobin. Ini dikenal dengan efek Bohr. Dan sebaliknya oksigenisasi dari

hemoglobin akan menurunkan afiniti karbondioksida ini yang dikenal dengan efek Haldane.

Kedua efek tersebut muncul karena interaksi antara oksigen, ion hidrogen dan

karbondioksida dengan hemoglobin. Pada jaringan kapiler karbondioksida akan berdifusi

sebagai gas terlarut dan berikatan dengan rantai hemoglobin membentuk

karbominohemoglobin atau berikatan dengan air (H2O) membentuk garam (bikarbonat)

dengan bantuan enzim karbonik anhidrase. Ion hidrogen yang dihasilkan oleh kedua reaksi

di atas akan menstabilkan bentuk konformasi T pada hemoglobin yang mengakibatkan

oksigen dilepas ke jaringan.

20

c. 2,3 DIFOSFOGLISERAT (2,3 DPG)

Metabolisme sel darah merah tergantung oleh glikolisis dan 2,3 DPG. 2,3 DPG dibentuk

melalui jalan pintas tanpa menghasilkan ATP dengan bantuan enzim DPG sintesis. Pada

keadaan normal 1,3 DPG akan diubah menjadi 3 fosfogliserat dengan bantuan enzim

fosfogliserat kinase dengan menghasilkan ATP dan selanjutnya akan menjadi

fosfoenolpiruvat, piruvat, dan laktat.seperti tampak pada gambar 6. Kadar 2,3 DPG sangat

rendah namun dapat berikatan dengan hemoglobin pada rantai b. Ikatan ini akan

menstabilkan konformasi T sehingga akan terjadi penurunan afiniti oksigen terhadap

hemoglobin. Akibatnya jika terjadi peningkatan kadar 2,3 DPG, KDO akan bergeser ke

kanan.

2,3 DPG mempunyai afiniti terhadap hemoglobin yang lebih kuat dibandingkan dengan

oksigen. Selain menurunkan afiniti terhadap oksigen ikatan tersebut juga akan menurunkan

pH intraseluler sehingga akan meningkatkan efek Bohr. P50 meningkat berbanding lurus

dengan konsentrasi 2,3 DPG. Pada keadaan hipoksia kronik, anemia dan berada di tempat

yang tinggi dari permukaan air laut akan meningkatkan kadar 2,3 DPG sehingga kemampuan

hemoglobin untuk mengikat oksigen menurun namun kemampuan untuk melepaskan

oksigen di jaringan lebih mudah karena itu, pergeseran KDO ke kanan merupakan proses

kompensasi pada keadaan klinis tersebut di atas. Pada tabel 3 diperlihatkan hubungan

konsentrasi 2,3 DPG pada eritrosit dengan respons hipoksia.3

Agar terjadi pertukaran sejumlah gas untuk metabolisme tubuh diperlukan usaha keras

pernafasan yang tergantung pada:

1. Tekanan intra-pleural

Dinding dada merupakan suatu kompartemen tertutup melingkupi paru. Dalam keadaan

normal paru seakan melekat pada dinding dada, hal ini disebabkan karena ada perbedaan

tekanan atau selisih tekanan atmosfir ( 760 mmHg) dan tekanan intra pleural (755

mmHg). Sewaktu inspirasi diafrgama berkontraksi, volume rongga dada meningkat,

tekanan intar pleural dan intar alveolar turun dibawah tekanan atmosfir sehingga udara

masuk Sedangkan waktu ekspirasi volum rongga dada mengecil mengakibatkan tekanan

21

intra pleural dan tekanan intra alveolar meningkat diatas atmosfir sehingga udara

mengalir keluar.

2. Compliance

Hubungan antara perubahan tekanan dengan perubahan volume dan aliran dikenal

sebagai compliance. Ada dua bentuk compliance:

- Static compliance, perubahan volum paru persatuan perubahan tekanan saluran nafas

( airway pressure) sewaktu paru tidak bergerak. Pada orang dewasa muda normal :

100 ml/cm H2O.

- Effective Compliance : (tidal volume/peak pressure) selama fase pernafasan. Normal:

±50 ml/cm H2O.

Compliance dapat menurun karena:

- Pulmonary stiffes : atelektasis, pneumonia, edema paru, fibrosis paru

- Space occupying prosess: effuse pleura, pneumothorak

- Chestwall undistensibility: kifoskoliosis, obesitas, distensi abdomen

Penurunan compliance akan mengabikabtkan meningkatnya usaha/kerja nafas.

3. Airway resistance (tahanan saluran nafas)

Rasio dari perubahan tekanan jalan nafas.1

Pernafasan pada manusia dapat digolongkan menjadi 2, yaitu:

a. Penapasan dadaPada pernafasan dada otot yang erperan penting adalah otot antar tulang rusuk. Otot tulang rusuk dapat dibedakan menjadi dua, yaitu otot tulang rusuk luar yang berperan dalam mengangkat tulang-tulang rusuk dan tulang rusuk dalam yang berfungsi menurunkan atau mengembalikan tulang rusuk ke posisi semula. Bila otot antar tulang rusuk luar berkontraksi, maka tulang rusuk akan terangkat sehingga volume dada bertanbah besar. Bertambah besarnya akan menybabkan tekanan dalam rongga dada lebih kecil dari pada tekanan rongga dada luar. Karena tekanan uada kecil pada rongga dada menyebabkan aliran udara mengalir dari luar tubuh dan masuk ke dalam tubuh, proses ini disebut proses ’inspirasi’Sedangkan pada proses espirasi terjadi apabila kontraksi dari otot dalam, tulang rusuk kembali ke posisi semuladan menyebabkan tekanan udara didalam tubuh meningkat.

22

Sehingga udara dalam paru-paru tertekan dalam rongga dada, dan aliran udara terdorong ke luar tubuh, proses ini disebut ’espirasi’.

b. Pernapasan perut

Pada pernafasan ini otot yang berperan aktif adalah otot diafragma dan otot dinding rongga perut. Bila otot diafragma berkontraksi, posisi diafragma akan mendatar. Hal itu menyebabkan volume rongga dada bertambah besar sehingga tekanan udaranya semakin kecil. Penurunan tekanan udara menyebabkan mengembangnya paru-paru, sehingga udara mengalir masuk ke paru-paru(inspirasi).Bila otot diafragma bereaksi dan otot dinding perut berkontraksi, isi rongga perut akan terdesak ke diafragma sehingga diafragma cekung ke arah rongga dada. Sehingga volume rongga dada mengecil dan tekanannya meningkat. Meningkatnya tekanan rongga dada menyebabkan isi rongga paru-paru terdesak ke luar dan terjadilah proses ekspirasi.

Volume udara penapasan secara garis besar dapat dibedakan menjadi 6, yaitu:a. Volume tidal (tidal volume)

Volume udara pernafasan (inspirasi) biasa, yang besarnya + 500 cc atau + 500 ml.b. Volume cadangan inspirasi (inspiratory reserve volume) / udara komplemator

Volume udara yang masih dapat dimasukkan secara maksimal setelah bernafas (inspirasi) biasa, yang besarnya + 1500 cc atau + 1500 ml.

c. Volume cadangan ekspirasi (ekspiratory reserve volume) / udara suplementerVolume udara yang masih dapat dikeluarkan secara maksimal setelah mengeuarkan nafas (ekspirasi) biasa, yang besarnya + 1500cc atau +1500 ml.

d. Volume sisa / residu (residual volume)Volume udara yang masih tersisa dalam paru-paru setelah mengeluarkan nafas (ekspirasi) maksimal, yang besarnya sama seperti diatas.

e. Kapasitas vital (vital capacity)Volume udara yang dapat dikeluarkan semaksimal mungkin setelah melakukan inspirasi semaksimal mungkin juga, yang besarnya + 3500cc atau + 3500 ml. Jadi, kapasitas vital = V tidal + V cadangan inspirasi + V cadangan ekspirasi.

f. Volume total paru (total lung volume)Volume udara yang dapat ditampung paru-paru semaksimal mungkin, yang besarnya + 4500cc atau + 4500ml. Jadi , V total paru-paru = V sisa + Kapasitas Vit

Gerakan pernafasan diatur oleh pusat pengendali di otak, sedangkan aktifitas saraf pernafasan dirangsang oleh stimulus dari karbondioksida (CO2). Pada umumnya manusia mampu bernafas 15-18 kali tiap menitnya. Cepat atau lambatnya bernafas dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu :

a. Faktor umurSemakin bertambah usia seseorang, maka semakin rendah frekuensi pernafasannya.

b. Jenis kelamin

23

Laki-laki umumnya bernafas lebihpelan dari pada perempuan ini dikarenakan volume paru-paru laki-laki lebih besar dari pada perempuan. Namun kadar O2 yang di butuhkan oleh laki-laki lebih besar dari pada peprempuan, itu karena pada umumnya laki-laki lebih banyak bergerak dari pada perempuan.

c. Suhu tubuhHal ini berhubungan dengan proses metabolisma tubuh, semakin tinggi suhu tubuhnya semakin tinggi pula frekuensi pernafasannya.

d. Posisi tubuhPada saat berdiri frekuensi pernafasan lebih besar, karena energi yang digunakan untuk menopang tubuh lebih banyak. Pada posisi duduk, frekuensi pernafasan lebih menurun, karena energi yang digunakan untuk menyangga tubuh merata oleh tubuh.

e. Kegiatan tubuhOrang yang banyak melakukan kegiatan frekuensi pernafasannya akan meingkat karena akan lebih banyak memerlukan enargi, dibandingkan dengan orang yang melakukan sedikit kegiatan, jelas frekuensi pernafasannya akan lebih rendah karena lebih sedikit memerlukan energi.5

24

Bab III

Kesimpulan

Sistem respirasi sangat penting dalam tubuh kita. Perjalanan udara dalam tubuh kita

dimulai dari hidung, nasofaring, laring, trakea, bronkus ekstrapulmonal, bronkus intarpulmonal,

bronkiolus terminalis, bronkiolus respiratory, duktus alveolaris, sakus alveolaris, dan yang

terakhir alveolus. Di dalam alveolus, terjadi pertukaran gas secara difusi yang dikarenakan

adanya perbedaan tekanan antara O2 dari udara dan CO2 dari darah yang merupakan sisa

metabolisme dari jaringan. O2 diangkut ke jaringan melalui HHb, dimana H+ di dapat dari

penguraian H2CO3 dari jaringan. H+ akan terlepas dan kemudian Hb akan mengikat O2 menjadi

HbO2 (oksihemoglobin). Setelah sampai di jaringan, HbO2 akan melepaskan O2, kemudian CO2

akan diangkut melalui ion bikarbonat (HCO3-). Saat kembali ke paru, HCO3

- akan bergabung

dengan ion H+ dari HHb membentuk H2CO3 yang akan terurai menjadi CO2 dan H2O. lalu CO2

dan H2O akan dikeluarkan melalui ekspirasi pernapasan. Penglepasan O2 juga dipengaruhi oleh:

penurunan pH, PCO2 yang meninggi, suhu yang meninggi, konsentrasi 2,3 BPG meninggi dalam

sel darah merah, dan PO2 menurun.

25

Daftar Pustaka

1. Ethel Sloane. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: penerbit buku kedokteran

(EGC); 2004.h.266-76.

2. Histologi. Sistem respirasi. Edisi januari 2009. Diunduh dari

http://histologidrgtadeus.blogspot.com/sistem-respirasi.html, 27 Mei 2010.

3. Barret KE, Barman SM, Boitano S, Brooks HL. Ganong’s review of medical

physiology.23rd ed. United States: McGraww-Hill, 2009.

4. Sherwood lauralee. Fisiologi manusia dari sel ke sistem. Edisi ke-2. Jakarta: penerbit

buku kedokteran (EGC); 2001.h.410-58.

5. W. F. Ganong. Buku ajar fisiologi kedokteran. Edisi ke-22. Jakarta: penerbit buku

kedokteran (EGC). 2008.h.669-89.

26