TUGAS MAKALAHPUSAT KONTROL PERNAFASAN PADA MANUSIA

Tugas Ini Disusun Untuk Memenuhi Tugas PatofisiologiDosen Pengampu Intan Batubara, S. Kep,. Ns

Disusun Oleh :1. Frizka Mulyani P 13 0251. Sri Setyaningsih P 13 0531. Dita PurnamasariP 13 016

PROGRAM STUDI DIII KEPERAWATANSTIKES KUSUMA HUSADA SURAKARTA2014

PUSAT KONTROL PERNAFASAN PADA MANUSIA

1. Pengaturan PernafasanSeperti pada jantung, tubuh kita dilengkapi pengaturan ritmis pernapasan secara kontinu untuk menunjang kehidupan. Otot jantung harus senantiasa berkontraksi dan relaksasi untuk mendapatkan dan melepas darah ke jaringan. Begitu juga dengan napas kita di mana otot-otot pernapasan berkontraksi saat inspirasi dan berelaksasi saat ekspirasi. Bedanya pada jantung gerakan ritmis dipicu oleh sel-sel di jantung itu sendiri sedangkan gerakan ritmis paru dipicu oleh aktivitas siklik saraf pada otak, bukan pada otot pernapasan atau paru itu sendiri.( Ganong, 2002)0. Pusat Kontrol PernapasanPusat pengaturan sistem pernapasan tubuh kita dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu Pusat Respiratori Medullary, Pusat Repiratori-Pons, dan Pre-Botzinger Complex.( Ganong, 2002)Pada a. Pusat Respiratori Medullary dibagi lagi menjadi 2 kelompok: Dorsal1) Respiratori Group (DRG)Yaitu kelompok respiratori yang terletak di bagian dorsal medulla yang terutama menyebabkan inspirasi. Saat DRG terpicu maka terjadilah inspirasi dan saat DRG tak terpicu maka terjadilah ekspirasi. Prosesnya adalah ketika neuron inspirasi, yang serat decsendensnya berakhir di neuron motorik yang mempersarafi otot inspirasi seperti diafragma, memperlihatkan aktivitas pemacu dan secara repetitif memngalami potensial aksi spontan. Pada pernapasan normal permulaannya lemah dan meningkat secara perlahan-lahan lalu secara tiba-tiba berakhir sehingga terjadi penghentian perangsangan diafragma dan menimbulkan daya lenting elastisitas dinding dada dan paru-paru untuk menghasilkan ekspirasi.2) Ventral Respiratori Group (VRG)Yaitu kelompok respiratori yang terletak di ventrolateral medulla yang dapat menyebabkan inspirasi dan ekspirasi. Bergantung pada kelompok mana yang dirangsang. Dalam keadaan normal VRG inaktif. Oleh karena itu pernapasan tenang yang normal hanya ditimbulkan oleh sinyal inspirasi yang berulang-ulang dari kelompok pernapasan dorsal yang terutama dijalarkan ke diafragma, dan ekspirasi merupakan hasil dari daya lenting elastisitas paru dan rangka toraks.b. Pada Pusat Respiratori Pons dibagi lagi menjadi 2 kelompok:1) Pneumotaksis CenterDaerah ini berfungsi untuk mempengaruhi medullary center agar memicu inspirasi dan ekspirasi yang halus. Bagian ini mengirim impuls ke DRG untuk menon-fungsikan saraf inspiratori sementara untuk membatasi durasi inspirasi.2) Apneustic CenterBagian ini berfungsi agar saraf respiratori tetap berfungsi yang membuat ekstra boost sehingga inspirasi bisa berlangsung terus. Kombinasi kedua kelompok ini membuat sistem pernapasan menjadi lebih kompleks. Tanpa pneumotaksis, bernapas hanya terjadi inspirasi saja yang panjang tanpa proses ekspirasi.

c. Pre-Botzinger ComplexKomponen utama generator pola pengendalian pernapasan yang berperan pada pernapasan otomatis terletak di medulla oblongata. Baik DRG ataupun VRG bukan merupakan bagian utama generator pengendalian pernapasan karena lesi pada salah satu kelompok tersebut hanya menurunkan amplitudo pernapasan tetapi tidak menghilangkannya. Sepertinya dapat dipastikan bahwa pernapasan berirama dimulai dari sekelompok kecil pasangan sinaps sel pemicu pada kompleks Pre-Botzinger. Neuron pemicu ini melepaskan impuls irama di neuron motorik nervus frenikus, yang dapat dihilangkan melalui pemotongan antara kompleks tersebut dengan neuron motorik tersebut. ( Ganong, 2002)d. Refleks Inflasi Hearing BreuerSelain mekanisme saraf yang seluruhnya bekerja dalam batang otak, masih ada sinyal-sinyal reflex saraf yang berasal dari paru-paru untuk membantu mengatur pernapasan. Paling penting adalah yang terletak di bagian otot dinding bronkus dan bronkiolus seluruh paru, yaitu reseptor regang yang menjalarkan sinyal melalui nervus vagus ke kelompok neuron pernapasan dorsal apabila paru-paru menjadisangat tergang. Refleks ini baru aktif sampai tidal volume besar meningkat melebihi 1 liter. Refleks ini terutama muncul sebagai mekanisme protektif untuk mencegah inflasi paru yang berlebihan. ( Ganong, 2002)

Gambar.2 Pusat Pernafasan di Batang Otak , ( sumber : Google Images)

1. Pengaturan Kimia PernapasanTujuan akhir pernapasan adalah untuk mempertahankan konsentrasi oksigen, karbon dioksida, dan ion hydrogen dalam cairan tubuh. Kelebihan karbon dioksida atau ion hydrogen terutama merangsang pusat pernapasan itu sendiri, menyebabkan peningkatan sinyal inspirasi dan ekspirasi yang kuat ke otot-otot pernapasan.di lain pihak oksigen tidak mempunyai efek langsung yang bermakna terhadap pusat pernapasan di otak dalam pengaturan pernapasan. Oksigen malah bekerja hampIr seluruhnya pada kemoreseptor perifer yang terletak di aorta dan badan-badan karotis, dan kemudian menjalarkan sinyal saraf yang sesuai ke pusat pernapasan untuk mengatur pernapasan. (Sherwood, 2004)0. Pengaturan Karbon Dioksida dan Ion Hidrogen secara Langsung pada Aktivitas Pusat PernapasanTidak satu pun dari daerah kelompok respiratori yang dipengaruhi secara langsung oleh perubahan konsentrasi karbondioksida atau ion hydrogen dalam darah. Justru area tambahan yaitu area kemosensitif yang bersifat sensitive di bawah permukaan ventral medulla. Area ini sangat sensitive terhadap perubahan PCO2, konsentrasi ion hydrogen, dan kemudian merangsang bagian lain pada pusat pernapasan.Ada satu hal yang menarik di sini. Neuron-neuron sensoris pada area kemosensitif terutama dirangsang oleh ion hydrogen. Kenyataannya diketahui bahwa ion hydrogen hanya penting bila merangsang neuron-neuron ini secara langsung. Namun ion H+ tak mudah melewati sawar darah otak atau sawar darah cairan serebrospinal. Oleh karena itu perubahan konsentrasi ion H+ dalam darah ternyata mempunyai efek yang kurang besar pada perangsangan neuron-neuron kemosensitif daripada efek perubahan karbon dioksida. (Sherwood, 2004)

0. Efek Karbon Dioksida Darah Pada Perangsangan Area KemosensitifWalaupun karbon dioksida mempunyai sedikit efek perangsangan langsung terhadap neuron-neuron area kemosensitif, tetapi karbon dioksida sangat berpengaruh pada efek tidak langsung. Karbon dioksida akan bereaksi dengan cairan jaringan untuk membentuk asam karbonat. Asam ini kemudian berdisosiasi menjadi ion bikarbonat dan ion hydrogen; dan ion hydrogen berpengaruh secara langsung. Karbon dioksida lebih kuat merangsang neuron-neuron kemosensitif dari pada ion hydrogen karena sawar darah otak dan sawar darah cairan serebrospinal hamper seluruhnya impermeable terhadap ion hydrogen, sedangkan karbon dioksida melewati sawar ini seperti tidak ada. Akibatnya PCO2 darah meningkat, maka PCO cairan intertisial medulla dan cairan serebrospinal juga ikut meningkat. Dalam kedua cairan ini karbon dioksida segera bereaksi dengan air untuk membentuk ion hydrogen. Dengan demikian lebih banyak ion hydrogen dilepaskan ke dalam area sensoris kemosensitif pernapasan bila konsentrasi karbondioksida darah meningkat daripada bila konsentrasi hydrogen yang meningkat.Karena sebab itu maka aktivitas pusat pernapasan lebih dipengaruhi oleh perubahan karbon dioksida dari pada perubahan ion hydrogen. (Sherwood, 2004)1. Sistem Kemoreseptor Perifer Untuk Mengatur Aktivitas Pernapasan0. Peranan Oksigen Dalam Pengaturan PernapasanSelain pengaturan pernapasan oleh pusat pernapasan, masih ada mekanisme lain yang tersedia untuk mengatur pernapasan. Mekanisme ini adalah system kemoreseptor perifer. Reseptor ini terletak di luar otak dan reseptor ini khususnya penting untuk mendeteksi perubahan oksigen dalam darah, walau juga berespon terhadap perubahan karbondioksida dan ion hydrogen. Kemoreseptor kemudian menjalarkan sinyal saraf ke pusat pernapasan di otak untuk membantu mengatur aktivitas pernapasan.Sebagian besar kemoreseptor terletak di badan karotis dan badan aorta. Badan karotis terletak bilateral pada percabangan arteri karotis komunis dan serat saraf aferennya berjalan melalui nervus Hering ke nervus glosofaring dan kemudian ke area pernapasan dorsal di medulla.Badan aorta terletak di sepanjang arkus aorta di mana serat aferennya berjalan melalui nervus vagus juga ke area pernapasan dorsal. (Sherwood, 2004)

0. Perangsangan Kemoreseptor Akibat Penurunan Oksigen ArteriPerubahan konsentrasi oksigen arteri tidak mempunyai efek rangsangan langsung pada pusat pernapasan, tetapi bila konsentrasi oksigen darah menurun di bawah normal, kemoreseptor menjadi sangat terangsang. (Sherwood, 2004)

0. Efek Karbon Dioksida dan Konsentrasi Ion Hidrogen Pada Aktivitas KemoreseptorPeningkatan konsentrasi karbondioksida atau konsentrasi ion hydrogen juga merangsang kemoreseptor, dan dengan cara ini secara tidak langsung meningkatkan aktivitas pernapasan. (Sherwood, 2004)

0. Mekanisme Dasar Perangsangan Kemoreseptor oleh Kekurangan OksigenBelum diketahui secara pasti bagaimana PO2 yang rendah merangsang ujung-ujung saraf bebas dalam badan karotis dan badan aorta. Tetapi badan-badan ini mempunyai banyak macam sel yang serupa kelenjar yang sangat karakteristik, disebut sel glomus, yang bersinaps secara langsung maupun tak langsung dengan ujung-ujung saraf. Sel-sel ini mungkin berfungsi sebagai kemoreseptor dan kemudian merangsang ujung-ujung saraf. (Sherwood, 2004)

1. Pertukaran GasBernapas merupakan sebuah kegiatan terus menerus yang bertujuan menyediakan O2 untuk diserap jaringan melalui darah dan mengeluarkan CO2 dari darah. Pertukaran antara CO2 dengan O2 terjadi secara difusi pasif sederhana mengikuti penurunan gradien tekanan parsial. Tekanan parsial adalah setiap tekanan yang secara independen ditimbulkan oleh suatu gas tertentu di dalam campuran gas. Gas yang larut dalam cairan, seperti darah, juga mempunyai tekanan parsial. Sehingga dalam proses difusi ini, terjadi perbedaan gradien tekanan parsial antara tekanan parsial alveolus dengan tekanan parsial darah yang memasuki kapiler paru. Tingginya tekanan parsial O2 pada alveolus mendorong oksigen tersebut berpindah dari alveolus menuju ke darah. Begitu pula juga sebaliknya dengan yang terjadi pada CO2. Karena pada dasarnya setiap O2 dan CO2 yang larut dalam darah yang kembali ke kapiler paru masih ada yaitu sebesar 40 mmHg yang berguna untuk cadangan oksigen untuk jaringan dan juga untuk keseimbangan asam basa pada tubuh. (Sherwood, 2004)1. Transportasi GasDalam darah okigen, yang diambil dari paru dan digunakan sebagai bahan bakar metabolisme jaringan, akan menjadi dua bentuk yaitu oksigen larut secara fisik sebesar 1,5% sedangkan sisanya diangkut bersama dengan hemoglobin. Oksigen akan berikatan struktur hem yang terdapat pada hemoglobin. Hb yang berikatan dengan oksigen disebut dengan oksihemoglobin (HbO2). Sedangkan pada CO2, akan berikatan pula dengan hemoglobin sehingga membentuk ikatan karbamino hemoglobin (HbCO2). Namun, tidak hanya itu, proses transportasi CO2 menggunakan cara yang terpenting yaitu dengan bikarbonat (HCO3-) yang prosesnya berasal dari CO2 yang akan berikatan dengan H2O yang akan menjadi HCO3- yang terjadi dalam sel darah merah yang dibantu oleh enzim eritrosit karbonat anhidrase. Kemudian, secara spontan H2CO3 ini akan terurai menjadi HCO3- dan H+. (Sherwood, 2004)1. PATHWAYUmpan balik jalur negatif menggambarkan bagaimana pusat pernapasan otak yang mengontrol pernapasan dengan sebagai fungsi oksigen , karbon dioksida , dan tingkat keasaman darah .

DAFTAR PUSTAKA

Ganong,F William.2002. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. 20th ed. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC, p. 645-52.

Sherwood.2004. Human Physiology: from cell to systems. 5th ed. United States. Brooks/Cole Thompson Learning Inc, 2004. p. 495-501.