FISIOLOGI RESPIRASIdr. Susiana CandrawatiEditor M.BadrushshalihFisiologi KeperawatanFakultas Kedokteran dan Ilmu-Ilmu KesehatanUNSOED PURWOKERTO2007

TUJUAN INSTRUKSIONAL Memahami aspek mekanik dan fisiologik pernapasan,sebagai dasar untuk memahami berbagai kelainan yang timbul pada sistem pernapasan akibat gangguan aspek tersebut.Memahami pengertian berbagai fungsi statik dan dinamik paru.Memahami mekanisme yang mendasari proses terjadinya difusi gas antara udara alveol dan darah kapiler paru.

TUJUAN INSTRUKSIONAL4. Memahami proses transportasi berbagai gas pernapasan ke dan dari jaringan tubuh oleh darah dalam memenuhi kebutuhan ambilan oksigen jaringan, makna kurve disosiasi O2 dan CO2 darah serta faktor faktor yang mempengaruhi pergeseran kurve tersebut.5. Memahami mekanisme pengendalian pernapasan normal serta berbagai faktor yang mempengaruhi.

PERNAPASAN PULMONAL

FUNGSI Fungsi utama sistem respirasi adalah menjamin tersedianya O2 untuk kelangsungan metabolisme sel serta mengeluarkan CO2 hasil metabolisme sel secara terus menerus.

FUNGSIFungsi tambahan :Membantu pengeluaran air dan panas dari dalam tubuhMembantu meningkatkan aliran balik vena (sebagai pompa)Membantu proses bicara (vokalisasi)

STRUKTUR SALURAN NAPASSistem pernapasan manusia terdiri dari :Sistem saluran udara, praktis tidak terjadi pertukaran gas Organ pertukaran gas (alveol paru), tempat terjadinya difusiMekanisme pompa ventilasi paru,meliputi struktur dinding dada & otot pernapasanPusat pernapasan otakSistem sirkulasi darah, membawa O2 dan CO2 ke dan dari jaringan tubuh

KESEIMBANGAN ASAM BASASistem buffer dalam darah :1. Ion bikarbonat (HCO3) Kemampuan sistem respirasi mengatur besar CO2 darah menjamin tersedianya konsentrasi buffer bikarbonat yang tinggi dalam darah.2. Fosfat3. Proteinat (albumin dan globulin)

Sistem Buffer BikarbonatRongga udara di dalam paru-paruCO2 fase gasCO2 (d)H2CO3H+ + HCO3-H2OH2OPLASMApH rendahpH tinggipCO2 naikpCO2 turunPLASMA

Sistem Buffer BikarbonatRongga udara di dalam paru-paruCO2 fase gasCO2 (d)H2CO3H+ + HCO3-H2OH2OPLASMApH rendah pH tinggiPCO2 naikProduk naikHipoventilasi PCO2 turunAlkalosis respiratorikProduk turunHiperventilasi Asidosis respiratorik

Sistem Buffer BikarbonatRongga udara di dalam paru-paruCO2 fase gasCO2 (d)H2CO3H+ + HCO3-H2OH2OPLASMA pH rendah pH tinggiHCO3- turunAsidosismetabolikHCO3- naikAlkalosis metabolik

1. Asidosis RespiratorikHipoventilasi retensi CO2 kadar H2CO3 (Asam karbonat) naikHCO3 tetap ratio < 20 : 1 pH < 7,4H2CO3 naikKompensasi: peningkatan reabsorbsi bikarbonat oleh ginjal.Kasus : gangguan pernafasan seperti pneumonia, emfisema, asma, keracunan morfin.

2. Alkalosis RespiratorikPengeluaran CO2 naik H2CO3 turunHCO3 tetap ratio > 20:1 pH >7,4.H2CO3 turunKompensasi: reabsorpsi bikarbonat oleh ginjal dikurangi ekskresi bikarbonat melalui urin ditingkatkan.Kasus : Depress SSP, hiperventilasi histeris, koma hepatikum.

3. Asidosis MetabolikPenurunan kadar HCO3HCO3 turun ratio < 20:1 pH < 7,4H2CO3 tetap Kompensasi: pengeluaran CO2 melalui pernafasan ditingkatkan (hiperventilasi).Kasus : Diabetes melitus, renal failure, keracunan garam asam, diare.

4. Alkalosis MetabolikPeningkatan kadar HCO3 tdk diimbangi oleh penurunan H2CO3HCO3 naik ratio > 20:1 pH > 7,4H2CO3 tetapKompensasi: pengeluaran CO2 melalui pernafasan ditekan atau retensi CO2 (hipoventilasi)

Syukron jazzakalloh khoiron katsiron

Subhanakallohumma wabihamdika asyhadu ala ilaha illa anta astaghfiruka wa atubu ilaikaPesan terakhir dari kamiClick here

SALURAN UDARA Hidung faring laring trakea bronkus (ka & ki) bronkiolus bronkiolus terminalis bronkiolus respiratorius duktus alveolaris sakus alveolaris alveolus

FUNGSI HIDUNG DAN SALURAN UDARAMekanisme pertahanan terhadap benda asing.Udara yang masuk sal napas disaring bulu hidung shg partikel > 10 m akan dihambat. Pada mukosa sal napas terdapat silia 2-10 m, gerakan silia (Cilliary escalator) akan mendorong benda asing keluar dgn kec 16 mm/menit.Memanaskan suhu udara pernapasan shg sesuai dgn suhu tubuh. Terdapat pembuluh darah.Melembabkan udara pernapasan, penting untuk mencegah mengeringnya membran alveol. Dilakukan oleh mukus (dihasilkan kel sebasea dan sel goblet pd mukosa hidung dan faring).Sebagai organ penciuman.

back

ALVEOLIAlveoli dapat digambarkan sebagai segerombol kantung udara berdinding tipis, yang dapat mengembang dan mengempis.Dindingnya terdiri dari 1 lapis sel epitel alveol tipe I berbentuk gepeng, di antara sel epitel tersebut terdapat sel alveol tipe II (pnemosit granuler) yang mensekresi surfaktan.Surfaktan (surfactant = surface-active substance) adl kompleks fosfolipoprotein yang membantu pengembangan jaringan paru.

MEMBRAN ALVEOL KAPILER Pada tempat terjadinya difusi antara udara alveol dengan darah dalam kapiler paru, terdapat pembatas yang disebut membran alveol-kapiler / membran respirasi.

DIFUSIKecepatan difusi dipengaruhi :Suhu, makin tinggi suhu makin cepat difusiBeda tekanan/konsentrasi gasTebal membranBerat molekul gasDaya larut gas dalam air

DIFUSID = P . A . Sd . MWKET : D = Kapasitas DifusiP = Perbedaan tekanan partialA = Luas membran respirasiS = Kelarutan sifat gasd = Tebal membran respirasiMW = Berat molekul gas

DIFUSI Proses difusi gas antara alveol dan kapiler dibagi 3 fase :

Fase gasDi dalam alveol, tjd difusi O2 dan CO2. Difusi O2 lebih cepat dibanding CO2 sebab BM O2 lebih rendah.

DIFUSIFase membranUdara dalam alveoli dipisahkan dari darah dalam pembuluh kapiler paru oleh membran alveol-kapiler. Pada keadaan ttt, membran difusi dapat menebal sehingga kecepatan difusi berkurang, msl akibat :pertambahan jar fibrosa, penumpukan cairan (edema) atau eksudat .

DIFUSI3. Fase cairan (darah)Setelah O2 berdifusi ke dalam cairan darah (plasma), O2 harus mencapai sel darah merah untuk berikatan dengan Hb. Kecepatan difusai pada fase ini bergantung daya larut dan berat molekul gas tersebut.

DIFUSI GAS O2Proses difusi di paru-paruTerjadi karena : * pO2 kapiler paru= 40 mmHg* pO2 alveoli = 104 mmHg* Permukaan membran luas dan tipisProses difusi di JaringanTerjadi karena :* pO2 arteri= 95 mmHg* pO2 interstitial = 40 mmHg

DIFUSI GAS CO2Proses difusi di paru-paruTerjadi karena : * pCO2 kapiler paru= 45 mmHg* pCO2 alveoli = 40 mmHgProses difusi di JaringanTerjadi karena :* pCO2 kapiler jar= 40 mmHg* pCO2 vena = 45 mmHg

back

MEKANIKA PERNAPASANSeperti halnya air, udara mengalir dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah.Bila tekanan di dalam alveoli sama dengan tekanan atmosfer udara luar, tidak terjadi aliran udara.Selama inspirasi, yaitu masuknya udara ke dalam paru, tekanan di alveol harus lebih rendah dibandingkan tekanan atmosfer.Selama ekspirasi, yaitu keluarnya udara dari dalam paru, tekanan di alveol harus lebih tinggi dibandingkan tekanan atmosfer.

VENTILASIParu dapat kembang kempis :Gerakan naik turun diafragma Elevasi dan depresi costa Otot pernafasan :Otot inspirasi Otot ekspirasi

VENTILASI-diafragmaDIAFRAGMA : bangunan yang membatasi rongga dada & rongga perutRelaksasi diafragma cembung ke dada rongga dada menyempit : ekspirasiKontraksi diafragma cembung ke perut rongga dada membesar : inspirasiPernafasan dengan diafragma ini disebut pernafasan perut

back

VENTILASI-elevasiElevasi dan depresi costa untuk meningkatkan dan menurunkan diameter anterior dan posterior rongga dadaElevasi costa rongga dada membesar : inspirasiDepresi costa rongga dada mengecil : ekspirasiPernafasan ini disebut pernafasan thoracal

back

OTOT INSPIRASIm. sternocleidomastoideusm. serratus anteriorm. skalenusm. interkostalis eksternusDiafragma

1,2,3,4 pernafasan thoracal5 pernafasan abdominal backVENTILASI

OTOT EKSPIRASIm. interkostalis internusm. rectus abdominalm. transversusm. obliquus

1 pernafasan thoracal2,3,4 pernafasan abdominal

VOLUME PARU

Volume TidalVolume Cadangan InspirasiVolume Cadangan EkspirasiVolume Residual

VOLUME TIDAL -VOLUME CADANGAN INSPIRASIVOLUME TIDAL Merupakan volume udara yang diinspirasi dan diekspirasi setiap pernafasan normalJumlah 500 mlVOLUME CAD INSPIRASIMerupakan volume udara yang masih dapat diinspirasi stlh inspirasi biasaJumlah 3000 ml

VOLUME PARU

VOL CADANGAN EKSPIRASI VOL RESIDUALVOLUME CADANGAN EKSPIRASIMerupakan vol tambahan udara yang masih dapat dikeluarkan dengan ekspirasi kuat setelah akhir suatu ekspirasi biasaJumlah 1100 mlVOLUME RESIDUALMerupakan vol udara yg msh tersisa di dlm paru setelah ekspirasi kuatJumlah 1200 ml

KAPASITAS PARU - PARU

Kapasitas InspirasiKapasitas Residual FungsionalKapasitas VitalKapasitas Total paru paru

KAPASITAS INSPIRASI

Merupakan jumlah udara yg dapat dihirup seseorang pd tkt inspirasi normal dan menembangkan paru-parunya sampai maksimalYaitu jumlah volume tidal ditambah dgn vol cad inspirasi (3500 ml)BACK

KAPASITAS RESIDUAL FUNGSIONAL

Merupakan jumlah udara yang tersisa dalam paru paru pada akhir ekspirasi normalYaitu vol cadangan ekspirasi ditambah volume residual (2300 ml)back

KAPASITAS VITALMerupakan jumlah udara maksimum yang dapat dikeluarkan dari paru paru seseorang setelah ia mengisinya sampai batas maksimum dan kemudian mengeluarkannya sebanyak banyaknyaYaitu penjumlahan vol cad inspirasi, vol cadf ekspirasi dan volume tidal (4600 ml)KV pria = (27,63 0,112 U) TBKV wanita = (21,78 0,101U) TBback

KAPASITAS TOTAL PARU

Merupakan volume maksimum pengembangan paruparu dengan usaha inspirasi yang sebesar-besarnyaYaitu penjumlahan ke 4 jenis volume paru

Kapasitas Total 5800Kapasitas Vital 4600Vol tidalVol Cad Insp Vol Cad EkspVol Residual Fungsional 1200Kap InspKap Residual FungsionalNote : Semua volume & kapasitas paru wanita kira-kira 20 25 % di bawah pria

back

PUSAT PERNAPASANPusat mekanisme pengaturan pernapasan ada 2 :1. Pusat pengaturan pernapasan volunterterletak di korteks serebri2. Pusat pengaturan pernapasan otomatistreletak di pons dan medulla oblongata

PUSAT PERNAPASAN OTOMATISPusat pernapasan otomatis di batang otak bertanggung jawab dalam membentuk pola pernapasan ritmik. Pusat pernapasan ini terdiri dari :1. Pusat respirasi 2. Pusat apneustik3. Pusat pneumotaksik

PUSAT RESPIRASITerletak di formasio retikularis medulla oblongata, menyebabkan terjadinya pernapasan spontan.Secara anatomis, pusat respirasi dibagi 2 kelompok :Kelompok dorsalKelompok ventralback

Kelompok DorsalTerletak di bagian dorsal medula (terutama menyebabkan inspirasi)Kelompok neuron pernapasan dorsal ini memegang peranan paling mendasar dalam mengatur pernapasan

pst resp

VENTRALTerletak di ventrolateral medulaDapat menyebabkan ekspirasi atau inspirasi, bergantung pada kelompok neuron mana yang dirangsangpst resp

PUSAT APNEUSTIKPusat ini terletak di formasio retikularis pons bagian bawah dan mempunyai pengaruh tonik terhadap pusat respirasi.back

PUSAT PNEUMOTAKSIK

Terletak di sebelah dorsal bagian superior pons, yang membantu mengatur kecepatan dan pola bernapas

PENGATURAN PUSAT PERNAPASANPusat pernapasan di batang otak dipengaruhi berbagai rangsang :1. Rangsang kimiaKemoreseptor periferKemoreseptor sentral2. Rangsang non kimia Sewaktu berbicara, mandi air dingin (stres dtg tiba - tiba), terjadi perubahan irama napas akibat perangsangan pusat resp di berbagai tempat.back resp

KEMORESEPTOR PERIFERGlomus karotikum yang terletak pada percabangan a. karotis komunis, dan glomus aortikum pada arkus aorta.Reseptor kimia perifer ini peka terhadap peningkatan p CO2 dan penurunan pO2 / pH darah.Akibat perangsangan reseptor ini, ventilasi akan meningkat.back

KEMORESEPTOR SENTRALBagian ventral medula oblongataReseptor ini peka terhadap peningkatan kadar ion H (penurunan pH) dalam cairan otakBila terjadi peningkatan pCO2 arteri, CO2 akan menembus sawar darah otak, berubah mjd H2CO3 dan terurai mjd ion H dan ion HCO3, mk tjd peningkatan ion H di cairan otak ventilasi meningkat

back

SIRKULASI DARAH PARUSIRKULASI PULMONALberfungsi untuk membawa gas hasil pertukaran antara darah kapiler dan udara alveol, menyaring partikel dari dalam darah selama mengalir melewati paru menuju kembali ke jantung.SIRKULASI BRONKIALsebagai bagian sirkulasi sistemik, berfungsi untuk menyediakan nutrien bagi jar paru kec dinding alveoli

TRANSPORTASI TransportasiTransportasi OksigenTransportasi karbondioksida

Transpor oksigenDARI ALVEOLI KE JARINGANERITROCYTEHAEMOGLOBINMYOGLOBINE

TrANSpOR OKsiGen via ERYTROCYTEOksigen terlarutOksigen terikat Dan terangkutSecara kimiaDengan hemoglobin20 ml O2/100 ml darahJARINGAN6,5 ml O2 per 100 ml darah

TrANSpOR OKsiGen via HAEMOGLOBINEHbO2 Hb + O2Ke kiri : reaksi asosiasi terjadi di alveolus, daya ikat lemah namun banyakKe kanan : reaksi disosiasi terjadi di jaringan, O2 banyak bebasKurva disosiasi : sigmoid

Faktor faktor yang mempengaruhi derajad saturasi/kejenuhan Hb.Tekanan Parsial O2Tekanan Parsial CO2 ElektrolitSuhuFosfat organik

A. Tekanan Parsial O2Penambahan tekanan O2 meningkatkan saturasi HbPd P O2=100 mmHg, saturasi Hb= 9899%Bila P O2 turun, Hb oxy melepaskan O2back

B. Tekanan Parsial CO2Bila P CO2 tinggi, HbO2 mudah melepaskan O2Utk saturasi yg sama diperlukan P O2 yg lebih tinggi kurve disosiasi HbO2 bergeser kekananKemampuan CO2 dalam menggeser kurve disosiasi HbO2 ke kanan (pembebasan oksigendisebut BOHR EFFECT.

back

C. ELEKTROLITElektrolit mempermudah HbO2 melepaskan O2P O2 jaringan/sel rendah Cl mudah masuk jaringan kadar Cl darah naik O2 mudah dilepaskan. CHLORIDE SHIFTback

D. SUHUSuhu naik saturasi Hb turunPada suhu 25oC saturasi Hb 93%Pada suhu 30oC saturasi Hb 90%back

E. FOSFAT ORGANIKBila ada senyawa yang mengikat Hb pelepasan O2Senyawanya : 2,3 Diphosphogliserat (DPG)Fosfat dlm tubuh digunakan sbg:KoenzimSenyawa bertenaga tinggi/ATPSenyawa organik

PERGESERAN Kurva kejenuhan oksigenPergeseran ke kanan, bila :Peningkatan ion HidrogenPeningkatan CO2Peningkatan SuhuPenurunan pH Peningkatan 2,3 DPG

HbO2 Hb + O2Geser ke kanan, terjadiO2 bebas lbh banyak.ATAU dgn kata lainMENGURANGIAFINITAS Hb utk O2

Geser ke kiri, terjadiO2 bebas lbh sedikit.ATAU dgn kata lainMENAMBAHAFINITAS Hb utk O2

Kurva kejenuhan oksigen PENGARUH 2,3 DPG

TrANSpOR OKsiGen via MYOGLOBINEMioglobin + O2 OksimioglobinKe kanan : reaksi asosiasi terjadi di sel otot, daya ikat kuatKe kiri : reaksi disosiasi terjadi di jaringan, O2 sedikit bebasKurva disosiasi : hiperbola

Kurva kejenuhan oksigen mioglobin dan hemoglobin

Back

TRANSPORT CO2CO2 yang dihasilkan oleh metabolisme sel jaringan akan berdifusio ke dalam darah dan diangkut dalam 3 bentuk :1. CO2 terlarut (10%)2. Ikatan dengan Hb dan protein plasma (30%)3. Ion HCO3 (60%)Ion HCO3 terbentuk melalui reaksi :CO2+H2O H2CO3 H +HCO3

back resp