FISIOLOGI SISTEM PERNAPASAN

By:

Oki HarisandiAsisten Fisiologi FK-Unsyiah

PERNAPASAN EKSTERNAL: PERTUKARAN GAS-GAS PERNAPASAN ANTARA TUBUH DAN LINGKUNGAN SEKITARNYA

PERNAPASANINTERNAL:PERTUKARAN GAS-GAS ANTARA SEL-SEL JARIGAN DAN LINGKUNGAN CAIRAN SEKITARNYA

Inspirasi – Pemasukan udara ke dalam paru-paru

Mekanisme Inspirasi :

• Otot-otot interkostal berkontraksi akibatnya tulang rusuk terangkat.

• Kontraksi otot interkostal diikuti oleh kontraksi otot diafragma.

• Akibat kontraksi kedua otot ini, rongga dada menjadi membesar.

• Rongga dada yang bertambah besar menyebabkan tekanan udara di paru-paru menjadi kecil.

• Akibatnya udara masuk ke dalam paru-paru.

Tulangrusukterangkat karenakontraksi ototantar tulang rusuk

Udaramasuk

Diaphragma berkontraksi(turun)

Inspirasi

Ekspirasi – Pengeluaran udara dari dalam paru-paru

Mekanisme Ekspirasi :

• Otot-otot interkostal berelaksasi akibatnya tulang rusuk turun.

• Relaksasi otot interkostal diikuti oleh berelaksasinya otot diafragma.

• Akibat relaksasi kedua otot ini, rongga dada menjadi menjadi mengecil.

• Rongga dada yang mengecil menyebabkan tekanan udara di paru-paru menjadi besar.

• Akibatnya udara keluar dari dalam paru-paru ke lingkungan.

Ekspirasi

Udarakeluar

Tulang rusukturun karenaotot interkostalberelaksasi

FUNGSI PERNAPASAN

FUNGSI SALURAN NAPAS FUNGSI PARU: - MEKANIKA VENTILASI - PROSES DIFUSITRANSPORT OKSIGEN (O2) &

KARBODIOKSIDA (CO2)PENGENDALIAN PERNAPASAN

SALURAN PERNAPASAN

FUNGSI PERNAPASAN HIDUNG :

1. UDARA DIHANGATKAN OLEH PERMUKAAN KONKA DAN SEPTUM (LUAS AREA SEKITAR 160 cm2.

2. UDARA DILEMBABKAN .3. UDARA DISARING OLEH:- BULU2 PADA PINTU MASUK - TURBNATES: KONKA,SEPTUM, DINDING FARING

MUKUS PELAPIS

DISAPU OLEH SILIAKE FARING

DITELANUKURAN PARTIKEL > 6 MIKRO METER

FUNGSI PERNAPASAN TRAKEA,BRONKUS,BRONKIOLUS

DISEMUA BAGIAN TRAKEA,BRONKUS,BRONKIOLUS TERUTAMA TERBENTUK OLEH OTOT POLOS DAN CINCIN2 KARTILAGO

MUKUS DISEKRESIKAN SEBAGIAN OLEH SEL GOBLET DALAM EPITEL SALURAN NAPAS DAN SEBAGIAN OLEH KELENJAR SUBMUKOSA YANG KECIL

FUNGSI MUKUS:- MEMPERTAHANKAN KELEMBABAN UDARA - MENANGKAP PARTIKEL2 KECIL DARI UDARA INSPIRASI EPITEL BERSILIA PADA PERMUKAAN MASING2 SALURAN

NAPAS BERJUMLAH SEKITAR 200 SILIA YANG TERUS MENERUS MENYAPU DENGAN KECEPATAN 10-20 X /DETIK

ARAH MENYAPU KE FARING (KE ATAS),KECEPATAN ALIRAN MUKUS SEKITAR 1 cm /MENIT

Cilia & mucous line the nasal cavity, trachea, bronchi & most bronchioles.

FUNGSI PARU

VENTILASI PARUADALAH PROSES KELUAR MASUKNYA UDARA KEDALAM PARU

PADA SAAT INSPIRASI UDARA MASUK MELALUI SALURAN NAPAS,DAN UDARA KELUAR PARU PADA SAAT EKSPIRASI

PADA DEWASA NORMAL SETIAP MENITNYA TERJADI 12-18KALI NSPIRASI DAN EKSPIRASI

SETIAP KALI INSPIRASI AKAN MASUK UDARA 400-500 ml

SELAMA SATU MENIT BESARNYA VENTILASI 5000-8000 ml

PRINSIPNYA SELURUH BAGIAN PERNAPASAN TETAP TERBUKA

AGAR UDARA DAPAT KELUAR MASUK ALVEOLI

MEKANIKA VENTILASI

HAL-HAL YANG MENIMBULKAN PENGEMBANGAN DAN PENGEMPISAN PARU:

1. OTOT-OTOT:- DIAFRAGMA:BERGERAK TURUN NAIK UNTUK MEMPERBESAR ATAU MEMPERKECL RONGGA DADA (INSPIRASI ------KONTRAKSI DIAFRAGMA MENARIK PERMUKAAN BAWAH PARU KE BAWAH; EKSPIRASI-DIAFRAGMA RELAKSASI)

- * M.INTERKOSTALIS EKSTERNA DAN DIBANTU OLEH M.STERNOCLEIDOMASTOIDEUS,M.SERRATUS ANTERIOR,M.SKALENUS -----MENGANGKAT RANGKA IGA SEHINGGA DIAMETER ANTERO POSTERIOR MEMBESAR SAAT INSPIRASI.

* M.REKTUS ABDOMINIS DAN M.INTERKOSTALIS INTERNUS MENARIK IGA KE BAWAH SELAMA EKSPIRASI.

2. PERGERAKAN UDARA KE DALAM DAN KE LUAR PARU-PARU DAN TEKANAN YANG MENYEBABKAN HAL TERSEBUT

TEKANAN PLEURA: ADALAH TEKANAN PERMUKAN LUAR

PARU

TEKANAN ALVEOLUS: ADALAH TEKANAN PERMUKAAN DALAM PARU

SELAMA INSPIRASI NORMAL MENGALIRKAN UDARA SEKITAR 0,5 L KE PARU DALAM WAKTU 2 DETIK.

TEKANAN TRANSPULMONAL: PERBEDAAN ANTARA TEKANAN ALVEOLI DAN TEKANAN PLEURA ---NILAI DAYA ELASTISITAS PARU (COMPLIANCE PARU)

COMPLIANCE PARU ADALAH NILAI DIMANA PENGEMBANGAN PARU UNTUK SETIAP UNIT DAPAT MENINGKATKAN TEKANAN TRANSPULMONER: 200 ml/cm H2O, ARTINYA SETIAP PENINGKATAN TEKANAN TRASPULMONER 1 cmH2O TERJADI PENGEMBANGAN PARU 200 ml

COMPLAIN PARU DAN TORAKS BERSAMA-SAMA : 110 ml/cm H2O

TEGANGAN PERMUKAAN ALVEOLAR CAIRAN YANG MELAPISI ALVEOLAR

MENGADUNG : SURFAKTAN: SUATU LIPID YANG

MERENDAHKAN TEGANGAN PERMUKAAN PADA SAAT ALVEOLUS KECIL

VOLUME & KAPASITAS PARU

VOLUME UDARA YANG MASUK DAN KELUAR PARU

DAPAT DIUKUR MEMAKAI SPIROMETER

4 VOLUME PARU:

1.VOLUME ALUN NAPAS (TIDAL VOLUME/TV)

VOLUME UDARA YANG DIINSPIRASIKAN ATAU

YANG DIEKSPIRASIKAN SETIAP KALI BERNAPAS

NORMAL, SEKITAR 500 ml PADA RATA2 DEWASA

NORMAL.

2.VOLUME CADANGAN INSPIRASI (INSPIRATORY

RESERVE VOLUME / IRV)

VOLUME UDARA YANG MASIH DAPAT MASUK PARU PADA

INSPIRASI MAKSIMAL SETELAH INSPIRASI BIASA,SEKITAR

3000 ml

3.VOLUME CADANGAN EKSPIRASI (EXPIRATORY

RESERVE VOLUME/ERV) VOLUME UDARA YANG DAPAT

DIKELUARKAN SECARA AKTIP DARI DALAM PARU

SETELAH EKSPIRASI BIASA,SEKITAR 1100 ml.4.VOLUME RESIDU (RESIDUAL

VOLUME/RV) VOLUME UDARA YANG MASIH

TERTINGGAL DALAM PARU SETELAH EKSPIRASI

MAKSIMAL, SEKITAR 1200 ml.

ADA RUANG DALAM SALURAN NAPAS YANG BERISI UDARA YANG TIDAK IKUT SERTA DALAM

PROSES PERTUKARAN GAS DENGAN DARAH KAPILER PARU,YAITU RUANG RUGI PERNAPASAN SEPERTI PADA HIDUNG,FARING & TRAKHEA.

4 KAPASITAS PARU:1. KAPASITAS VITAL (VITAL CAPASITY/VC) JUMLAH UDARA TERBESAR YANG DAPAT

DIKELUARKAN DARI PARU-PARU SETELAH INSPIRASI MAKSIMAL,SEKITAR 4600 ml.

VC = IRV + TV + ERV = IC + ERV2. KAPASITAS INSPIRASI (INSPIRATORY

CAPASITY/IC) JUMLAH UDARA YANG DAPAT DIHIRUP MULAI PADA TINGKAT EKSPIRASI NORMAL DAN

INSPIRASI SAMPAI JUMLAH MAKSIMUM,SEKITAR 3500 ml

IC = IRV + VT

3. KAPASITAS RESIDU FUNGSIONAL (FRC) JUMLAH UDARA YANG TERSISA DALAM PARU PADA AKHIR EKSPIRASI NORMAL, SEKITAR

2300 mlFRC = ERV + RV

4. KAPASITAS PARU TOTAL (TLC) VOLUME MAKSIMUM DIMANA PARU DAPAT DIKEMBANGKAN SEBESAR MUNGKIN DENGAN INSPIRASI PAKSA,SEKITAR 5800 ml

TLC = VC + RV = IC + FRC

VOLUME & KAPASITAS SELURUH PARU

PADA WANITA KIRA-KIRA 20-25% LEBIH KECIL DARI PADA PRIA

Gambar 4 : Kurva yang menunjukkan ukuran volume dalam kapasitas paru-paru.

DIFUSI GAS-GAS PERNAPASAN

UDARA LUAR (ATMOSFIR) HAMPIR SELURUHNYA N2(78,62%) & O2(20,84%),SEDIKIT CO2((0,04%) & H2O(0,50%) --INSPIRASI---SALURAN NAPAS ATAS (N2 74,09%;O2 19,67%;CO2 O,O4%;H2O 6,20%-- ALVEOLUS (N2 74,9%;O2 13,6%;CO2 5,3%;H2O 6,2%) -----BERDIFUSI KE DALAM DARAH PARU-PARU)- ------DITRANSPORT KE JARINGAN----KAPILER JARINGAN-----BERDIFUSI KELUAR DARI KAPILER KE RUANG INTERTITIAL---SELPROSES METABOLISME DI DALAM SEL/JARINGAN---DITRANSPORT KEMBALI KE PARU----EKSPIRASI (N2 74,5%;O2 15,7%;CO2 3,6%;H2O 6,2%)

DIFUSI PADA MEMBRAN PERNAPASAN

TERDAPAT LEBIH KURANG 300 JUTA ALVEOLI DI KEDUA PARU,

SATU ALVEOLUS BERDIAMETER 0,2mm , DALAM DINDING ALVEOLUS YANG SANGAT TIPIS TERDAPAT ANYAMAN2 KAPILER MEMBENTUK MEMBRAN PERNAPASAN :

1. LAPISAN CAIRAN YANG MELAPISI ALVEOLUS(SURFAKTAN)

2. EPITEL ALVEOLUS

3. MEMBRAN BASALIS EPITEL

4. RUANG INTERTITIAL TIPIS ANTARA EPITEL DAN MEMBRAN

KAPILER

5. MEMBRAN BASALIS KAPILER--PADA BEBERAPA TEMPAT

BERSATU DENGAN MEMBRAN BASALIS EPITEL

6. MEMBRAN ENDOTEL KAPILER

Gambar 3 : Proses pertukaran oksigen dari alveolus ke dalam darah. Dan setelah berada di darah, oksigen dibawa ke sel-sel tubuh yang membutuhkan

surfaktanCapillaryEndothelium

RBC

AlveolarEpithelium

Surfactant

Capillary

Alveolar

TEBAL MEMBRAN PERNAPASAN O,2 – 0,6 mikrometer LUAS PERMUKAAN KESELURUHAN 70 m2 (DEWASA

NORMAL) JUMLAH DARAH DALAM KAPILER SESAAT 60-140 cc

FAKTOR2 YANG MEMPENGARUHI KECEPATAN DIFUSI: 1.KETEBALAN MEMBRAN YANG DAPAT MENINGKAT OK: - EDEMA DALAM RUANG INTERSTITIAL DAN DALAM

ALVEOLI - FIBROSIS PARU 2.LUAS PERMUKAAN MEMBRAN YANG DAPAT MENURUN

OK: - PENGANGKATAN BAGIAN PARU - EMISEMA,BEBERAPA ALVEOLI BERSATU KARNA HANCUR SEBAGIAN DINDING ALVEOLUS 3.KOEFISIEN DIFUSI (O2 1,0 ; CO2 20,3 ; CO 0,81 ; N2

0,53 ) ----TINGKAT KELARUTAN DALAM MEMBRAN 4.PERBEDAAN TEKANAN ANTARA KEDUA SISI MEMBRAN PERNAPASAN (PERBEDAAN ANTARA TEKANAN GAS

DALAM ALVEOLI DAN DALAM DARAH )

TRANSPOR O2 DAN CO2 DALAM DARAH

TRANSPOR O2:

TERGANTUNG PADA:

- JUMLAH O2 YANG MASUK DALAM PARU

- ADANYA PERTUKARAN GAS DALAM PARU YANG

ADEKUAT

- ALIRAN DARAH MENUJU JARINGAN (DERAJAT

KONTRIKSI VASKULER DALAM JARINGAN DAN

CURAH JANTUNG )

- KAPASITAS DARAH MENGANGKUT O2 (JUMLAH

O2 YANG LARUT,JUMLAH Hb DALAM DARAH,

AFINITAS Hb TERHADAP O2

. DARAH ORANG NORMAL MENGANDUNG 15 gr Hb SETIAP 100 ml DARAH ( 15 gr% )

O2 YANG DI TRANSPOR :- 97% DALAM IKATAN KIMIA DENGAN Hb ( HbO2 ) - 3% TERLARUT DALAM AIR DARI PLASMA DAN SEL JUMLAH TOTAL O2 YANG TERIKAT DENGAN Hb PADA DARAH

ARTERI NORMAL (PO2 95mmHg) 19,4ml/100ml DARAH SEWAKTU MELEWATI KAPILER JARINGAN (PO2 40mmHg) JUM LAH O2 YANG TERIKAT Hb MENJADI 14,4ml/100ml

DARAH---------- 5 ml O2 DITRANSPOR KE JARINGAN SETIAP 100 ml DARAH

TRANSPOR CO2: RATA2 4ml CO2 DITRANSPOR DARI JARINGAN

KE PARU-PARU DLM SETIAP DESLITER DARAH

BENTUK KIMIA CO2 SAAT DITRANSPOR: 1.CO2 TERLARUT DALAM DARAH (7%) PCO2 DARAH VENA 45mmHg,DARAH

ARTERI 40mHg 2.DALAM BENTUK ION BIKARBONAT (70%) 3.DALAM GABUNGAN DGN Hb DAN PROTEIN PLASMA MEMBENTUK SENYAWA KARBAMINO HEMOGLOBIN(CO2Hgb)----23%

PENGENDALIAN PERNAPASAN2 MEKANISME KENDALI

PERNAPASAN: KENDALI PERSARAFAN (NEURALTERPISAH),VOLUNTER DAN

INVLUNTER -PUSAT VOLUNTER TERLETAK PADA

KORTEKS SEREBRI YANG IMPULSNYA DISAMPAIKAN MELALUI JARAS KORTIKOSPINAL

-PUSAT INVOLUNTER TERDAPAT DI MEDULA

OBLONGATA DENGAN SERAT EFEREN TERLETAK

DI RAMI ALBA MEULA SPINALIS

TERDAPAT 3 KELOMPOK NEURON UTAMA PADA PUSAT MEDULA OBLONGATA:

1.KELOMPOK DORSAL,DI DORSAL MEDULLA

MENYEBABKAN INSPIRASI2.KELOMPOK VENTRAL,DIVENTROLATERAL

MEDULLA,MENYEBABKAN EKSPIRASI DAN INSPIRASI

3.PUSAT PNEUMOTAKSIK,DI DORSAL BAGIAN SUPERIOR PONS,MEMBANTU

DLM. PENGATURAN KECEPATAN DAN POLA

NAPAS

Pusat pengaturan pernafasan adalah medulla oblongata dan pons.

PonsMedulla

Otak

Pusat pengaturan pernafasan

Neuron motorik

Otot interkostal

Diafragma

Jantung berdenyut lebih cepat / berdenyut lebih lambat

KENDALI KIMIAWI

PENGARUH PERUBAHAN KIMIA DARAH TERHADAP PRNAPASAN BERLANGSUNG MELALUI KEMORESEPTOR PERNAPASAN DI GLOMUS KAROTIKUM DAN AORTIKUM

RESEPTOR MEMBANGKITKAN IMPULS YANG MERANGSANG PUSAT PERNAPASAN

PD KEADAAN NORMAL TEKANAN CO2 DARAH ARTERI DIPERTAHANKAN PD 40 mmHg,TEK O2 ARTERI 95 mmHg

BILA TERJADI PENINGKATAN TEK CO2-VENTILASI MENINGKAT (ION HIDROGEN

MERANGANG PUSAT PERNAPASAN)

Kontrol Pernapasan Terintegrasi

PUSAT YG. LEBIH TINGGI

Temperatur, emosi

KEMORESEPTOR Sentral, perifer

OTOT RESPIRASIInterkostal, Diafragma,

AbdominalPONS Pusat

pneumotaksik

MEDULA Kelompok

ventralKelompok

dorsal

RESEPTOR PARUperegangan,iritan

Traktus Piramidalis

PernapasanVolunter

Efikasi (Kemampuan utk mencapai

hasil y diinginkan)

Ventilasi

Volume paru

Beban Otot

Traktus Piramidalis

Generator pola sentral