FISIOLOGI PERNAPASAN

Bagian Faal

FK UNHAS

Mekanika pernapasan

Paru-paru dapat dikembang kempiskan melalui dua cara :1. Diafragma bergerak turun naik untuk memperbesar atau memperkecil rongga dada (diameter vertikal)2. Naik dan turunnya tulang rusuk untuk memperbesar atau memperkecil diameter antero-posterior

Otot Pernapasan Otot Inspirasi : diafragma, intercostal eksterna, sternokleido-mastoideus, skalenus Otot ekspirasi : intercostal interna, otot abdomen (rectus & obliqus abdominis

Tekanan pleura

Tekanan di dalam rongga sempit antara pleura paru (viseralis) dan pleura dinding dada (parietalis). Normalnya tekanan ini pada saat akhir ekspirasi (mulai inspirasi) adalah -5 cm H20, yang merupakan kekuatan yang tetap mempertahankan pengembangan paru pasa saat istirahatnya. Selama inspirasi, pengembangan rangka dada akan mendorong permukaan paru dengan kekuatan yang sedikit lebih besar dan mengakibatkan tekanan pleura menjadi lebih negatif sekitar -7 cm H20. 

FISIOLOGI PERNAPASANTujuan dari pernapasan adalah untuk menyediakan oksigen bagi seluruh jaringan tubuh dan membuang karbon dioksida ke atmosfir. Untuk mencapai tujuan ini, sistim pernapasan menjalankan fungsi :1.  Ventilasi paru, yaitu masuk keluarnya udara dari atmosfir ke alveoli paru.2. Difusi oksigen dan karbondioksida antara darah dan alveoli3. Transpor 02 dan CO2 dalam darah dan cairan tubuh

ke dan dari sel4. Pengaturan ventilasi dan hal-hal lain pernapasan.Selain itu paru-paru juga mempunyai fungsi lain, yaitu antara lain :1. Menyaring bahan-bahan toksik2. Metabolisme beberapa bahan3. Sebagai reservoar darah

Tekanan alveolus

Adalah tekanan di bagian dalam alveoli paru. Agar udara bisa masuk selama inspirasi maka tekanan dalam alveolus harus turun sampai nilainya sedikit dibawah tekanan atmosfir yaitu -1 cm H20,agar 0,5 liter udara dapat masuk. Selama ekspirasi tekanan alveolus meningkat sekitar +1 cm H20 dan mendorong 0,5 liter udara keluar.

Surfaktan

Merupakan campuran beberapa phosfolipid, protein dan ion. Dihasilkan oleh sel epitel alveolar tipe II. Fungsi surfaktan ini melawan tegangan permukaan sehingga alveoli tidak mengempis/kollaps. Pada RDS yang biasanya terjadi pada bayi prematur, akibatnya kurangnya surfaktan

Barier Gas-Darah Bagian yang membatasi udara alveoli dari darah kapiler. Barier ini disebut pula membrana respiratorius yaitu suatu membran yang mempunyai beberapa lapisan 1. Selapis cairan yang membatasi alveolus dan mengandung campuran fosfolipd (surfaktan).2. Lapisan epitel alveolar yaitu sel-sel epitel yang sangat tipis3. Epitel membran basalis4. Ruangan interstitial yang sangat tipis antara epitel alveolar dan membran kapiler5. Membran basalis kapiler6. Membran endotel kapiler

C02

O2

ERITROSIT

JALAN UDARA PERNAPASAN (JUP)

Fungsi Jalan Udara Pernapasan

Sebagai pintu masuk ke JUP adalah rongga hidung. Terdapat 3 fungsi dari rongga hidung (air conditioning function):

1.    Memanaskan udara 2.    Melembabkan udara3. Menyaring udara

Refleks batuk

Refleks batuk adalah sangat essensial untuk kehidupan, oleh karena batuk adalah suatu jalan untuk membersihkan JUP dari benda-benda asing. Bronchi dan trachea sangat sensitif sehingga setiap benda asing yang menyebabkan iritasi akan menimbulkan refleks batuk. Laring dan carina (titik dimana trachea terbagi menjadi bronchi) adalah khususnya sensitif. Impuls afferent berjalan dari JUP terutama melalui nervus vagus ke medulla oblongata

Refleks Bersin

Refleks ini menyerupai refleks batuk, kecuali ini berlaku untuk rongga hidung saja. Stimulus berupa iritasi pada rongga hidung dan impuls afferen berjalan pada nervus V ke medulla. Terjadilah seurutan reaksi dimana sejumlah besar udara akan dilewatkan dengan cepat melalui hidung dan juga melalui mulut sehingga akan membersihkan rongga hidung dari benda-benda asing.

Difusi gas pada paruDifusi dalam hal ini adalah proses berpindahnya gas O2 dari alveoli ke kapiler paru, dan berpindahnya CO2 dari kapiler paru ke alveoli. Menurut hukum Fick, kecepatan suatu gas melewati membran adalah sesuai rumus :  Vgas = A.D. (P1 - P2) T  

  

C02

O2

ERITROSIT

No hemoglobin

Alveolus

Pulmonarycapillary blood

Oxygen

PAO2=PCO2

O2 bound to hemoglobin helps maintain P-P

gradientPAO2 >PCO2

Fully saturatedhemoglobin

PAO2=PCO2

Hemoglobin facilitatesa large net transfer

of oxygen

Transport Oksigen Setelah oksigen masuk dari alveoli ke dalam paru-paru maka oksigen diangkut dalam ikatan dengan hemoglobin ke kapiler jaringan dimana oksigen akan dilepaskan untuk digunakan oleh sel-sel. Adanya hemoglobin dalam sel darah merah mengizinkan darah mengangkut oksigen lebih banyak dibandingkan bila oksigen hanya terlarut dalam cairan darah.Oksigen yang dibawah ke perifer akan mengoksigenasi jaringan-jaringan tubuh, dan hal ini juga dipengaruhi oleh pemakaian oksigen jaringan persatuan waktu (oksygen consumption). Oksygen consumption ini harus seimbang dengan penyediaan oksigen (oksygen delivery), sehingga diperoleh oksigen yang cukup untuk semua jaringan.

Karbondioksida yang terbentuk pada jaringan akan memasuki kapiler jaringan dan diangkut oleh darah kembali ke paru-paru. Tekanan CO2 jaringan akan meningkat akibat hasil metabolisme, dan tekanan CO2 ini (PCO2) akan lebih tinggi dari PCO2 darah, sehingga CO2 jaringan akan berdifusi ke dalam darah. Seperti juga oksigen, karbondioksida juga terikat dengan suatu bahan kimia dalam darah yang meningkatkan transport CO2 15-20 kali lipat.Transport CO2 dapat melewati 3 cara yaitu terikat dengan bikarbonat dan ini yang terutama, terikat dengan carbaminocompound, dan yang terlarut dalam darah

Regulasi aktifitas pernapasan

1. Kontrol kimiawi

- CO2 : via CSF dan konsentrasi ion H+ cairan interstitiel otak

- O2 dan ion H : via carotid dan aortic bodies2. Non kimiawi- Vagus afferent dari JUP dan paru- Afferent dari pons, hipothalamus, dan sistem

limbic- Afferent dari proprioceptors- Afferent dari baroreseptor

Chemoreseptor batang otak (kemoreseptor sentral)

• Letaknya di medulla bagian ventral & dorsal• Memonitor konsentrasi ion H+ CSF, dan ion

H+cairan interstitiel otak• CO2 darah dgn cepat melewati sawar darah otak

ke CSF H2CO3 H+ + HCO3-

• Konsentrasi H+ yg tinggi memacu ventilasi

Carotid dan aortic bodies (kemoreseptor perifer)

• Peka terhadap perubahan konsentrasi CO2, O2, dan ion H+ darah

• Kadar pCO2 darah yang terutama merangsang pernapasan, sebaliknya kekurangan pO2 dan ion H+ tidak sekuat pengaruh pCO2

• Perubahan asam-basa darah juga dikompensasi oleh respirasi melalui sistem ini (misalnya

hiperventilasi-Kussmaul saat asidosis)

Pengaruh faktor nonkimiawi terhadap pernapasan

• Reseptor bronkial dan reseptor pulmoner yang terdiri atas reseptor adaptasi cepat dan adaptasi lambat yg keduanya merupakanserabut saraf bermielin. Terdapat juga reseptor via c fiber (tdk bermielin)

• Dari JUP dan paru : pengaruh vagal yang memendekkan pernapasan (Hering-Breuer refleks) via reseptor adaptasi lambat. HB refleks inflasi : ekspirasi meningkat ; HB refleks deflasi : ekspirasi menurun

• J (Juxtacapillary) reseptor (c fiber) distimulasi oleh hiperventilasi apneu, takipneu, bradikardia

• Irritant receptor di trakea (via reseptor adaptasi cepat batuk, bronkokonstriksi, sekresi mukus hyperventilasi