Tugas Anatomi & Fisiologi. (Mengingat Almarhumah dosen tercinta)

BAB II

PEMBAHASAN

2.1       Saluran Pernafasan yang Dilalui Udara

Udara masuk kedalam sepasang rongga hidung melalui lubang hidung. Rongga hidung dilengkapi oleh rongga-rongga kecil (silia) dan selaput lendir. Dalam rongga hidung, udara dilembabkan, diatur suhunya, dan bila ada benda-benda asing yang masuk bersama dengan udara disaring oleh silia dan terperangkap di lendir. Udara selajutnya akan melewati faring (tekak).
Faring merupakan rongga pertigaan kearah saluran pencernaan (esopagus), saluran pernafasan (trakea), dan saluran rongga hidung. Dari faring, udara masuk ke laring (pangkal tenggorokan).Laring terdiri atas tulang rawan yang berfungsi untuk melindungi trakea dan tempat pita suara. Serat-serat otot dalam pita suara dan laring mengatur tekanan pita suara dan nada suara kita.

Setelah melalui laring, udara masuk kedalam trakea (batang tenggorokan). Trakea tersusun atas cincin tulang rawan. Dinding trakea dilapisi oleh sel-sel bersilia dan selaput lendir. Sel-sel ini berfungsi untuk menyaring benda-benda asing dan lendirnya dapat mendinginkan udara yang masuk. Trakea menjulur kebawah leher dan akhirnya bercabang menjadi bronkus yang menuju ke paru-paru.

Paru-paru terletak diatas diafragma. Diafragma sekat antara rongga perut dan dada. Paru-paru kanan terdiri atas tiga lobus, sedangkan paru-paru kiri kita terdiri atas dua lobus. Paru-paru dilindungi oleh selaput pembungkus paru-paru (pleura). Di dalam paru-paru, bronkus bercabang-cabang yang disebut bronkiolus. Pada akhirnya udara masuk kegelembung-gelembung kecil seperti bola yang disebut alveolus. Alveolus merupakan tempat berbentuk bola dengan dinding yang tipis terdiri atas selaput sel berbentuk sisik (kuboid) dan dikelilingi oleh kapiler darah. Dengan dinding yang tipis (selapis sel ) dan adaanya darah akan mempermudah disfusi oksigen dari alveolus ke dalam darah dan proses difusi karbondioksida dari darah ke alveolus.

Urutan saluran pernafasan adalah sebagai berikut:

Rongga hidung - Faring - Trakea - Bronkus – Bronkiolus – Alveolus.

Aliran udara tersebut dapat terjadi karena ada perbedaan tekanan partial O2 dan CO2 pada bagian bagian organ respirasi. Tekanan partial PO2 udara 160 mmHg – Alveolus = 46 mmHg. Tekanan partial PCO2 Alveolus 40 mmHg - Udara = 0,3mmHg. Maka akan terjadi difusi gas-gas tersebut dari tekanan yang tinggi ke tekanan yang rendah begitu juga adanya perbedaan tekanan pada pembuluh darah dan sel /jaringannya.

Gb.1. Sistem pernafasan atas

                         

Gb.2. Sistem pernafasan bawah

2.2       Mekanisme Pernafasan

Pernapasan adalah suatu proses yang terjadi secara otomatis walau dalam keadaan tertidur sekalipun karena sistem pernapasan dipengaruhi oleh susunan saraf otonom. Menurut tempat terjadinya pertukaran gas maka pernapasan dapat dibedakan atas 2 jenis : Pernapasan luar (Ekspirasi) terjadinya pertukaran udara antara udara dalam alveolus dengan darah dalam kapiler dan pernapasan dalam (Inspirasi) adalah pertukaran udara antara darah dalam kapiler dengan sel-sel tubuh. Masuk keluarnya udara dalam paru-paru dipengaruhi oleh perbedaan tekanan udara dalam rongga dada dengan tekanan udara di luar tubuh. Jika tekanan di luar rongga dada lebih besar maka udara akan masuk. Sebaliknya, apabila tekanan dalam rongga dada lebih besar maka udara akan keluar.

 

Gb.3. Perubahan diafragma pada saat ekspirasi dan inspirasi

Sehubungan dengan organ yang terlibat dalam pemasukkan udara (inspirasi) dan pengeluaran udara (ekspirasi) maka mekanisme pernapasan dibedakan atas dua macam, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut. Pernapasan dada dan perut terjadi secara bersamaan.

                       

1. Pernafasan Dada

Inspirasi terjadi jika otot antar tulang rusuk berkontraksi sehingga tulang rusuk dan dada terangkat. Akibatnya, rongga dada membesar, paru-paru mengembang, dan penurunan tekanan udara diluar tubuh lebih besar, maka udara yang kaya oksigen masuk kedalam tubuh. Ekspirasi terjadi jika otot antar tulang rusuk berelaksasi sehingga tulang-tulang rusuk dan dada turun kembali pada kedudukan semula. Akibatnya rongga dada mengecil, volume paru-paru berkurang, dan peningkatan tekanan udara didalam paru-paru. kemudian udara yang kaya akan karbondioksida terdorong keluar tubuh melalui hidung.

2. Pernafasan Perut

Inspirasi terjadi jika otot diafragma berkontraksi sehingga letaknya sedikit mendatar. Keadaan mengakibatkan rongga perut turun kebawah, rongga dada membesar, paru-paru mengembang, dan tekanan udara didalam paru-paru mengecil. Akibatnya udara yang kaya oksigen masuk kedalam tubuh. Ekspirasi terjadi jika otot diafragma berelaksasi sehingga letaknya kembali kedudukan semula. Kondisi ini mengakibatkan rongga perut kembali keposisi semula, rongga dada mengecil, volume paru-paru berkurang dan tekanan udara didalam paru-paru membesar. Akibatnya, udara yang kaya karbondioksida keluar tubuh.

2.3       Mekanisme Pertukaan O2 dan CO2

Respirasi merupakan proses pertukaran gas yang keluar masuk saluran pernafasan yang melibatkan sistem kardiovaskuler dan kondisi hematologis.Kandungan oksigen di udara bebas (atmosfir) mengandung konsentrasi sebesar 21 %, melalui mekanisme ventilasi akan masuk ke alveoli kemudian terjadi proses pertukaran gas yang disebut proses difusi. Difusi adalah suatu perpindahan/ peralihan O₂ dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah dimana konsentrasi O₂ yang tinggi di alveoli akan beralih ke kapiler paru dan selanjutnya didistribusikan melalui darah dalam 2 (dua) bentuk   yaitu :

1. 1,34 ml O₂ terikat dengan 1 gram Hemoglobin (Hb) dengan persentasi kejenuhan  yang disebut dengan “Saturasi O₂” (SaO₂),

2. 0,003 ml O₂ terlarut dalam 100 ml plasma pada tekanan parsial O₂ di arteri (PaO₂) 1 mmHg.

Oksigen berdifusi dari alveolus kedalam darah. Hemoglobin (Hb) sel darah merah membentuk oksihemoglobin. Darah yang mengandung oksigen berwarna merah jernih dan disebut darah bersih. Oksigen diedarkan oleh darah keseluruh jaringan dan sel tubuh. Didalam sel tubuh, darah melepaskan oksigen sehingga oksihemoglobin kembali menjadi hemoglobin. Oksigen dilepaskan pada sel tubuh untuk digunakan pada proses respirasi. Respirasi menghasilkan energi dan karbondioksida. Karbondioksida berdifusi dari jaringan kadalam darah. Hemoglobin mengikat karbondioksida membentuk karbaminohemoglobin dan selanjutnya dibawa ke paru-paru. Darah yang membawa karbondioksida berwarna merah keruh dsan disebut darah kotor. Di paru-paru, karbondioksida berfungsi masuk ke alveolus. Selanjutnya, karbondioksida dikeluarkan melalui saluran pernafasan.

Jumlah oksigen yang diambil melalui udara pernapasan tergantung pada kebutuhan dan hal tersebut biasanya dipengaruhi oleh jenis pekerjaan, ukuran tubuh, serta jumlah maupun jenis bahan makanan yang dimakan. Pekerja-pekerja berat termasuk atlit lebih banyak membutuhkan oksigen dibanding pekerja ringan. Demikian juga seseorang yang memiliki ukuran tubuh lebih besar dengan sendirinya membutuhkan oksigen lebih banyak. Selanjutnya, seseorang yang memiliki kebiasaan memakan lebih banyak daging akan membutuhkan lebih banyak oksigen daripada seorang vegetarian.
Dalam keadaan biasa, manusia membutuhkan sekitar 300 cc oksigen sehari (24 jam) atau sekitar 0,5 cc tiap menit. Kebutuhan tersebut berbanding lurus dengan volume udara inspirasi dan ekspirasi biasa kecuali dalam keadaan tertentu saat konsentrasi oksigen udara inspirasi berkurang atau karena sebab lain, misalnya konsentrasi hemoglobin darah berkurang.

Gb.4. Sistem respirasi pada manusia (kiri) dan struktur alveolus (kanan).

2.4       Frekuensi Pernafasan

Orang normal bernafas 12-15 kali per menit. Frekuensi bernafas dipengaruhi oleh jenis kelamin, aktifitas dan usia. Wanita pada umumnya memiliki volume paru-paru yang lebih kecil daripada pria,sehingga frekuensi bernafasnya lebih banyak. Semakin cepat tubuh beraktifitas, semakin cepat pula frekuensi bernafas kita. Berolahraga akan menaikkan frekuensi bernafas kita. Karena semakin banyak otot bekerja, semakin banyak pula oksigen yang dibutuhkan. Demikian pula menahan nafas beberapa saat akan membuat kita terengah-tengah, sehingga frekuensi bernafas kita naik. Berada diruangan sempit dan kekurangan oksigen juga akan membuat freuensi bernafas kita bertambah cepat dengan tujuan untuk memperoleh oksigen yang lebih banyak. Marah, takut, dan terkejut juga akan meningkatkan frekuensi bernafas kita. Selain itu, frekuensi bernafas juga bervariasi antar manusia. Bayi dan balita memiliki frekuensi bernafas lebih banyak dibanding orang dewasa. Karena pada bayi dan balita, volume paru-parunya relative kecil dan tubuh sedang berkembang sehingga membutuhkan banyak oksigen. Orang tua juga memilki frekuensi bernafas lebih banyak karena kontraksi otot-otot dada dan diafragma tidak sebaik saat masih muda, sehingga udara pernafasan lebih sedikit.

2.5       Volume Udara Pernafasan

Paru-paru orang dewasa dapat memuat kira-kira 4,5 liter udara. Kemampuan paru-paru untuk menampung udara disebut volume total paru-paru. Jika kita bernafas normal, volume udara yang masuk ke paru-paru dalam sekali inspirasi dan udara yang keluar dari paru-paru dalam sekali ekspirasi kira-kira setengah liter. Volume udara setengah liter ini disebut udara pernafasan (UP). Jika kita menarik nafas semaksimal mungkin (inspirasi maksimum), sekitar 1,5 liter udara masuk paru-paru . Udara yang berjumlah satu setengah liter ini, disebut udara komplementer. Jika kita menghembuskan nafas semaksimal mungkin (ekspirasi maksimum), maka sekitar setengah liter udara dikeluarkan dari tubuh dan udara ini disebut udara suplementer. Udara pernafasan ditambah dengan udara suplementer dan komplementer disebut kapasitas vital paru-paru dan berjumlah 3,5 liter. Tetapi di dalam paru-paru, selalu tersisa satu liter udara yang disebut udara residu.

2.6       Energi Pernafasan

                        Energi yang digunakan dalam kegiatan respirasi bersumber dari ATP (Adenosin Tri Fosfat) yang ada pada masing-masing sel. ATP berasal dari bahan-bahan karbohidrat yang diubah menjadi fosfat melalui tiga tahapan. Mula-mula proses glikolisis oleh enzim glukokinase membentuk piruvat pada siklus Glukosa (Tahap I) kemudian tahap II, yakni siklus krebs (TCA = Tri Caboxylic Acid Cycle) kemudian tahap III, yakni tahap transfer elektron. Glikolisis terjadi di sitoplasma, siklus krebs terjadi di mitokondria.

2.7       Gangguan Atau Kelainan Pada Pernafasan

Pernafasan manusia dapat terganggu karena adanya penyakit dan kelainan organ pernafasan. Penyakit dan kelainan pernafasan dapat menyebabkan hipoksia, suatu kondisi dimana jaringan tubuh kekurangan oksigen. Berikut ini akan dijelaskan beberapa penyakit pernafasan.

a.      Tuberculosis (TBC)

Penyakit ini disebabkan oleh bakteri Mycobacterium tuberculosis , yang dapat merusak paru-paru tapi dapat juga mengenai sistem saraf sentral (meningitis, sistem lymphatic, sistem sirkulasi (miliary TB), sistem genitourinary, tulang dan sendi.  Difusi oksigen akan terganggu karena adanya bintil-bintil atau peradangan pada dinding alveolus.

Indonesia berada dalam peringkat ketiga terburuk di dunia untuk jumlah penderita TBC. Setiap tahun muncul 500 ribu kasus baru dan lebih dari 140 ribu lainnya meninggal. Tanggal 24 Maret diperingati dunia sebagai "Hari TBC". Pada 24 Maret 1882 tersebut, Robert Koch di Berlin, Jerman, mempresentasikan hasil penyebab tuberkulosa yang ditemukannya.

b.       Pneumonia

Penyakit ini memnyebabkan radang paru-paru dan disebabkan oleh bakteri Diploccus pneumonia. Akibat peradangan alveolus dipenuhi oleh nanah dan lendir sehingga sulit berdifusi mencapai darah.

c.        Bronchitis

Penyakit ini menyebabkan peradangan pada dinding bronkus yang disebabkan oleh virus. enyakit ini menyebabkan batuk berdahak.

d.       Asma

Penyakit ini menyebabkan penyempitan saluran pernafasan. Penyakit ini dapat disebabkan oleh alergi terhadap rambut, bulu atau kotoran.

e.       Pleuritis

Penyakit ini menyebabkan pandangan pada selaput pembungkus paru-paru (pleura). Penyakit ini dapat menyebabkan terdapatnya cairan berlebih pada pleura sehingga penderita akan sesak napas.

f.        Asfiksi

Penyakit ini menyebabkan tergannggunya pengangkutan oksigen ke sel-sel atau jaringan tubuh. Asfiksi ada bermacam-macam misalnya terisinya alveolus dengan cairan limfa karena infeksi Diplokokus pneumonia atau Pneumokokus yang menyebabkan penyakit pneumonia. Pada orang yang tenggelam, alveolusnya terisi air sehingga difusi oksigen sangat sedikit bahkan tidak ada sama sekali sehingga mengakibatkan orang tersebut shock dan pernapasannya dapat terhenti. Orang seperti itu dapat ditolong dengan mengeluarkan air dari saluran pernapasannya dan melakukan pernapasan buatan tanpa alat dengan cara dari mulut ke mulut dengan irama tertentu dan menggunakan metode Silvester dan Hilger Neelsen. Asfiksi dapat pula disebabkan karena penyumbatan saluran pernapasan oleh kelenjar limfa, misalnya polip, amandel, dan adenoid.

     Pengangkutan O2 dapat pula terhambat karena tingginya kadar karbon monoksida dalam alveolus sedangkan daya ikat (afinitas) hemoglobin jauh lebih besar terhadap CO daripada O2 dan CO2. Keracunan asam sianida, debu, batu bara dan racun lain dapat pula menyebabkan terganggunya pengikatan O2 oleh hemoglobin dalam pembuluh darah, karena daya afinitas hemoglobin juga lebih besar terhadap racun dibanding terhadap O2.

g.      Asidosis

Kenaikan kadar asam karbonat dan asam bikarbonat dalam darah.

h.      Difteri

Penyumbatan oleh lendir pada rongga faring yang dihasilkan oleh infeksi kuman difteri.