Sistem Saluran Pernapasan dalam Kehidupan ManusiaZeni Ansona10.2012.192Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida WacanaJalan Arjuna Utara No.6 Jakarta Barat 11510Zeni.ansona@civitas.ukrida.ac.id

Abstrak: Paru-paru merupakan salah satu organ yang termasuk didalam sistem pernapasan manusia dan merupakan tempat pertukaran gas O2 dengan gas CO2. Paru-paru terbagi menjadi dua yaitu paru-paru (pulmo) kanan dan kiri dan berada didalam rongga toraks. Pada setiap paru-paru ini terdapat lobus. Paru kanan memiliki 3 buah lobus dan pulmo kiri memiliki 2 buah lobus. Didalam lobus inilah gas O2 dengan CO2 ditukar. Pertukaran kedua gas tersebut terjadi akibat adanya mekanisme inspirasi atau menarik napas dimana O2 masuk kedalam paru-paru dan mekanisme ekspirasi atau menghela napas dimana CO2 dikeluarkan dari paru-paru. Banyaknya jumlah udara yang dapat masuk dan dikeluarkan dari paru-paru ditentukan dari volume dan kapasitas paru. Volume dan kapasitas ini dapat dihitung dengan alat spirometri. Volume dari paru setiap orang berbeda-beda satu dengan yang lain. Volume pria dengan wanita berbeda. Selain dilihat dari jenis kelamin, faktor-faktor seperti usia, tinggi badan dan berat badan juga dapat mempengaruhi volume pernapasan seseorang.

Kata kunci: Paru-paru, inspirasi, ekspirasi, spirometri

Abstract: Lung is one organ that was included in the human respiratory system and is where gas exchanges O2 with CO2 gas. The lungs are divided into two, namely the lungs (pulmonary) and left and right are in the thoracic cavity. At each lung lobe was found. The right lung has three lobes and fruit have 2 pieces left pulmonary lobes. In the lobe O2 with CO2 gas is exchanged. Exchange of gases are the result of inspiration or breathing mechanism whereby O2 into the lungs and expiratory mechanism or where the CO2 is exhaled from the lungs removed. A large amount of air that can enter and expelled from the lungs is determined from the volume and lung capacity. Volume and capacity can be calculated with a spirometry. Volume of the lungs every person is different from one another. The volume of men and women is different. In addition to views of gender, factors such as age, height and weight can also affect a person's respiratory volume.

Key words: Lungs, inspiration, ekspiration, spirometry

PendahuluanSistem respirasi manusia terbagi atas dua bagian yakni bagian konduksi dan bagian respirasi. Bagian konduksi merupakan sistem yang menghantarkan O2 dari udara luar menuju paru-paru. Bagian respirasi merupakan sistem dari pertukaran gas O2 dengan CO2. Organ yang termasuk kedalam bagian konduksi adalah hidung, faring, laring, trakea, bronkus principalis sampai dengan bronkiolus terminalis. Bronkiolus respiratorius sampai dengan alveolus merupakan bagian respirasi. Dapat dikatakan paru-paru termasuk kedalam bagian respirasi. Paru-paru terbagi menjadi dua yaitu paru-paru (pulmo) kanan dan kiri dan berada didalam rongga toraks. Pada setiap paru-paru ini terdapat lobus. Paru kanan memiliki 3 buah lobus dan pulmo kiri memiliki 2 buah lobus. Didalam lobus inilah gas O2 dengan CO2 ditukar. Pertukaran kedua gas tersebut terjadi akibat adanya mekanisme inspirasi atau menarik napas dimana O2 masuk kedalam paru-paru dan mekanisme ekspirasi atau menghela napas dimana CO2 dikeluarkan dari paru-paru. Banyaknya jumlah udara yang dapat masuk dan dikeluarkan dari paru-paru merupakan volume dan kapasitas paru. Volume dan kapasitas ini dapat dihitung dengan alat spirometri. Volume dari paru setiap orang berbeda-beda satu dengan yang lain. Volume pria dengan wanita berbeda. Selain dilihat dari jenis kelamin, faktor-faktor seperti usia, tinggi badan dan berat badan juga dapat mempengaruhi volume pernapasan seseorang.

Pulmo (Paru-paru)Makroskopis Selama hidup pulmo kiri dan kanan lunak, berbentuk seperti spons dan sangat elastis. Jika rongga thorax dibuka volume pulmo segera mengecil sampai sepertiga atau kurang. Pada anak-anak, paru berwarna merah muda, tetapi dengan bertambahnya usia pulmo menjadi gelap dan berbintik-bintik akibat inhalasi partikel-partikel debu yang terperangkap dalam fagosit pulmo. Pulmo terletak sedemikian rupa sehingga masing-masing paru terletak di samping kanan dan kiri mediastinum. Masing-masing paru berbentuk kerucut dan diliputi oleh pleura visceralis, dan terdapat bebas di dalam cavitas pleuralis masing-masing, hanya dilekatkan pada mediastinum oleh radix pulmonis. Masing-masing paru mempunyai apex pulmonis yang tumpul, yang menonjol ke atas ke dalam leher sekitar 1 inci di atas clavicula. Pada basis pulmonis yang konkaf terdapat diafragma. Facies costalis yang konveks disebabkan oleh dinding thorax yang konkaf dan facies mediastinalis yang konkaf merupakan cetakan pericardium. Pulmo dexter sedikit lebih besar dari pulmo sinister dan dibagi oleh fissura obliqua dan fissura horizontalis. Pulmonis dextra dibagi menjadi tiga lobus, yakni lobus superior, lobusmedius, dan lobus inferior. Fissura obliqua berjalan dari pinggir inferior ke atas dan ke belakang menyilang permukaan medial dan costalis sampai memotong pinggir posterior sekitar 2,5 inci di bawah apex pulmonis. Fissura horizontalis berjalan horizontal menyilang permukaan costalis setinggi cartilago costalis IV dan bertemu dengan fisura obliqua pada linea axillaris media. Lobus medius merupakan lobus kecil berbentuk segitiga yang dibatasi oleh fissura horizontalis dan fissura obliqua. Pulmo sinistra dibagi oleh fissura obliqua dengan cara yang sama menjadi dua lobus, lobus superior dan lobus inferior. Pada pulmo sinister tidak terdapat fissura horizontalis.

Gambar 1. Pulmo Sinister dan Dexter

Mikroskopis Secara mikroskopis pulmo terdiri atas kumpulan alveolus dan bronkiolus. Bronkiolus mempunyai ciri tidak mengandung tulang rawan, kelenjar, dan kelenjar limfe. Hanya terdapat lapisan adventisia tipis yang terdiri dari jaringan ikat. Bronkiolus besar dilapisi oleh epitel bertingkat torak bersilia dengan sedikit sel goblet, pada brosnkiolus kecil sel goblet hilang dan sel bersilia merupakan sel kubis. Di antara sel-sel kubis tersebar sel clara yang berperan dalm pembentukan sekret bronkiolar. Bronkiolus respiratorius merupakan tempat dimulainya pertukaran gas pada bronkus. Dindingnya dilapisi oleh epitel selapis gepeng dan pada dindingnya diselingi alveolus. Alveolus berbentuk polihedral atau heksagonal dengan letak yang saling berhimpitan sehingga tidak semua alveolus memiliki dindingnya sendiri. Dinding alveolus merupakan lapisan epitel selapis gepeng yang sangat tipis. Beberapa alveolus terkadang berkumpul membentuk sakus alveolaris, celah menuju sakus ini disebut duktus alveolaris dengan dinding yang tebal. Pada dinding alveolus terdapat stigma alveolaris, stigma ini berupa lubang yang berfungsi untuk menghubungkan alveolus yang satu dengan yang lain.

Struktur Paru-ParuParu-paru merupakan organ elastis, berbentuk kerucut dan berada dalam rongga thorak. Paru terdiri atas paru kiri dan paru kanan. Setiap paru memiliki, (1) apeks, (2) permukaan costo-vertebral, (3) permukaan mediastinal dan (4) basis. Apeks merupakan daerah yang mencapai sterna kosta ke-1, permukaan costo-vertebral adalah permukaan yang menempel pada dinding dada, permukaan mediastinal yang menempel pada perkardium dan jantung dan memisahkan paru kanan dengan kiri, dan basis terletak diatas diafragma.Paru-paru dilapisi oleh suatu membran serosa yang disebut pleura.Pleura melapisi paru-paru dalam dua lapisan yaitu lapisan viseral dan lapisan parietal. Pleura viseral merupakan lapisan yang menempel erat pada permukaan paru dan masuk kedalam fissura menyebabkan terpisahnya lobus satu dengan lainnya yang kemudian pleura viseral ini kemudian melipat kembali di daerah tampuk dan membentuk pleura parietal yang melapisi permukaan dalam dinding dada. Kedua lapisan ini dipisahkan oleh kavum pleura yang merupakan rongga diantara kedua lapisan ini. Rongga atau ruangan ini hanyalah ruang yang tidak nyata dan diantara kedua pleura ini terdapat eksudat yang berfungsi sebagai pelumas sehingga tidak terjadi gesekan antara paru-paru dengan dinding dada. Kedua lapisan ini juga bersatu di hilus paru. Dimana hilus paru merupakan tempat masuknya alat-alat seperti bronkus, arteri pulmonalis, vena pulmonalis, pembuluh limfe dan saraf. Selain kedua pleura tersebut juga terdapat pleura kostalis yang melapisi iga-iga dan pleura diafragmatica yang menutupi diafragma dan pleura servikalis yang terletak di bagian leher. Pleura tersusun atas jaringan ikat fibrosa dengan serat elastin dan serat kolagen juga terdapat sel fibroblas. Paru kiri terbagi menjadi dua buah lobus, yaitu lobus superior dan lobus inferior yang dipisahkan oleh fissura oblique. Sementara paru kanan terbagi atas tiga lobus yaitu lobus superior, lobus medius dan lobus inferior dimana antara lobus superior dengan lobus medius dipisahkan oleh fissura horizontalis dan antara superior dan medius dengan inferior dipisahkan oleh fissura oblique. Didalam setiap lobus ini terdapat cabang atau saluran udara yang bercabang dari trakea yaitu bronkus. Terdapat beberapa bronkus, yang pertama yang merupakan percabangan pertama dari trakea adalah bronkus principalis, yang kemudian masuk kedalam tiap lobus paru menjadi bronkus lobaris. Pada paru kanan terdapat tiga bronkus lobaris, sedang di kiri terdapat dua bronkus lobaris. Bronkus lobaris ini dipercabangkan lagi menjadi bronkus segmentorum. Paru kanan memiliki 10 bronkus segmentorum dan pada paru kiri terdapat 8 bronkus segmentorum. Bronkus segmentorum kemudian bercabang menjadi bronkiolus terminalis dan respiratorius. Dari bronkus respiratorius ini berlanjut dengan duktus alveolaris kemudian sakus alveolaris dan alveolus-alveolus. Alveolus pada tiap paru berjumlah sekitar 300-500 juta. Pertukaran antara gas O2 dengan gas CO2 terjadi di alveolus. Alveolus merupakan kantung kecil yang disusun oleh sel epitel selapis gepeng. Pada daerah sekitar alveolus terdapat serat elastin yang memungkinkan alveolus untuk mengembang saat proses inspirasi dan menciut disaat ekspirasi. Tetapi bila alveolus meregang berlebihan dapat menyebabkan pecahnya alveolus, karena terdapat serat kolagen yang berfungsi sebagai pencegah regangan yang berlebihan. Pada dinding alveolus terdapat sebuah lubang kecil berbentuk lonjong dengan diameter 10-15 mikrometer yang disebut stigma alveolus. Stigma alveolus berfungsi sebagai penghubung antara alveolus yang satu dengan yang lain. Pada dinding alveolus terdapat beberapa sel yang dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop electron, antara lain sel alveolar tipe 1, sel alveolar tipe 2, sel alveolar fagosit dan sel endotel kapiler.

Gambar1. Struktur Paru-Paru.

Mekanisme Kerja Paru-ParuTujuan utama bernapas adalah mendatangkan O2 ke darah di paru-paru dan membuang CO2. O2 akan berdifusi dari alveoli kedalam darah sedang CO2 akan berdifusi dari darah ke alveoli. Ini merupakan suatu sistem dalam bernapas atau respirasi. Peristiwa menghirup udara segar yang kaya akan oksigen merupakan proses inspirasi, sedangkan mengeluarkan udara yang mengandung karbondioksida merupakan proses ekspirasi. Respirasi terjadi karena terdapatnya perbedaan tekanan antara rongga pleura dengan paru. Proses pergerakan gas kedalam dan keluar paru dipengaruhi oleh tekanan dan volume. Tekanan yang dimaksudkan adalah tekanan intrapleura, tekanan luar (atmosfer), dan tekanan intra alveoli. Untuk volume dipengaruhi oleh volume dari volume rongga thorak. Tekanan dan volume ini berubah sepanjang aktivitas dari otot respirasi. Perubahan tekanan bergantung daripada perubahan volume yang terjadi.Selama inspirasi berlangsung otot disekitar daerah iga berkontraksi yaitu otot intercostals eksterna. Kontraksi dari otot ini menyebabkan naiknya iga/costa keatas dan kea rah depan. Pada saat yang bersamaan, diafrgama yang berbentuk menyerupai kubah berkontraksi hingga bentuknya menjadi mendatar. Kontraksi dari kedua otot ini meningkatakan volume dari rongga thorak. Dengan pertambahan volume, paru yang elastic menjadi ikut teregang yang juga sekaligus mengakibatkan pertambahan volume saluran udara dan volume alveoli. Pertambahan volume ini diikuti dengan penurunan tekanan intra alveoli dan tekanan intrapleura sehingga kedua tekanan ini menjadi lebih rendah dari tekanan udara luar dan udara yang bergerak dari tekanan yang lebih tinggi menuju tekanan yang lebih rendah bebas masuk menuju alveoli didalam paru-paru. Setelah terjadi pertukaran gas maka selanjutnya akan terjadi proses ekspirasi. Pada waktu respirasi otot intercosta eksternal dan diafragma berelakasasi. Relaksasi dari keduanya menurunkan volume rongga thorak dan juga sekaligus menurunkan volume paru-paru. Penurunan ini berdampak pada peningkatan tekanan intrapleura dan tekanan intra alveoli menyebabkan tekanan luar menjadi lebih kecil sehingga udara mengalir keluar dari alveoli dan paru. Setelah udara masuk kedalam paru maka akan terjadi pertukaran gas. Di alveoli akan terjadi proses difusi gas oksigen dan difusi dari karbondioksida. Kedua gas ini berdifusi dari area bertekanan tinggi ke area dengan tekanan tinggi.

Gambar2. Proses Inspirasi dan Ekspirasi.

Pengendalian Respirasi Kontrol saraf atas respirasi melibatkan tiga komponen berbeda: (1) faktor yang menghasilkan irama inspirasi/ekspirasi; (2) faktor yang mengatur besar ventilasi (kecepatan dan kedalaman bernapas) untuk memenuhi kebutuhan tubuh, dan (3) faktor yang memodifikasi aktivitas pernapasan untuk tujuan lain. Pusat kontrol pernapasan yang terdapat di batang otak menghasilkan pola bernapas yang berirama. Pusat kontrol pernapasan primer (pusat respirasi medulla oblongata) terdiri dari beberapa agregat badan saraf di dalam medula yang menghasilkan sinyal ke otot-otot pernapasan. Selain itu, terdapat dua pusat pernapasan lain yang terletak lebih tinggi di batang otak di pons, yakni pusat pneumotaksik dan pusat apneustik. Kedua pusat di pons ini mempengaruhi sinyal keluar dari pusat pernapasan di medula.Individu menghirup dan menghembuskan napas secara ritmis karena kontrasi dan relaksasi bergantian otot-otot inspirasi, yaitu dfiafragma dan otot intrerkostal eksternal yang masing-masing dipersarafi oleh n. Phrenicus dan n. Intercostal. Badan-badan sel dari serat-serat saraf yang membentuk saraf ini terletak di medula spinalis. Impuls yang berasal dari pusat di medula berakhir di badan-badan sel neuron motorik ini. Ketika neuron motorik diaktifkan maka neuron tersebut akan merangsang otot-otot pernapasan sehingga terjadi inspirasi. Ketika neuron-neuron ini tidak menghasilkan impuls maka otot inspirasi melemas dan terjadi ekspirasi.Pusat pernapasan medulla oblongata terdiri dari dua kelompok neuron yang dikenal sebagai kelompok respiratorik dorsal dan kelompok respiratorik ventral. Kelompok respiratorik dorsal terdiri dari neuron inspiratorik yang serat-serat desendensnya berakhir di neuron motorik yang menyarafi otot inspirasi. Ekspirasi diakhiri karena neuron-neuron inspiratorik kembali mencapai ambang dan melepaskan muatan. Kelompok respiratorik dorsal memiliki hubungan penting dengan kelompok respiratorik ventral. Kelompok respiratorik ventral terdiri dari neuron inspiratorik dan neuron ekspiratorik, keduanya tetap inaktif selama bernapas normal tenang. Bagian ini diaktifkan oleh kelompok respieatorik dorsal sebagai mekanisme penguat selama periode-periode saat kebutuhan ventilasi meningkat. Selama bernapas tenang tidak ada impuls yang dihasilkan di jalur desendens oleh neuron ekspiratorik. Hanya ketika ekspirasi aktif barulah neuron ekspiratorik merangsang neuron motorik yang menyarafi otot-otot ekspirasi. Kelompok respirasi dorsal umumnya dianggap menghasilkan irama dasar ventilasi. Namun, pembentukan irama pernapasan secara luas terletak di kompleks pra Botzinger, suatu regio yang terletak dekat ujung atas pusat respiratorik medulla oblongata. Suatu anyaman neuron di regio ini memperlihatkan aktivitas pemacu, mengalami potensial aksi spontan serupa dengan yang terjadi di jantung. Pusat pernapasan di pons melakukan penyesuaian halus terhadap pusat pernapasan di medulla oblongata untuk membantu menghasilkan inspirasi dan ekspirasi yang lancar dan mulus. Pusat pneumotaksik mengirim impuls ke kelompok respiratorik dorsal yang membantu menghambat neuron-neuron inspiratorik sehingga durasi inspirasi dibatasi. Sebaliknya, pusat apneustik mencegah penghambatan neuron-neuron inspiratorik sehingga dorongan inspirasi meningkat. Dengan sistem ini, pusat pneumotaksik mendominasi pusat apneustik, membantu menghentikan inspirasi dan membiarkan ekspirasi terjadi secara normal.Tanpa pusat pneumotaksik, pola bernapas akan berupa tarikan napas panjang yang terputus mendadak dan singkat oleh ekspirasi.

8