ANATOMI FISIOLOGI PERNAFASAN

A.   Definisi

u Pernapasan adalah proses keluar dan masuknya udara ke dalam & keluar paru

u Pernapasan adalah proses ganda, yaitu terjadinya pertukaran gas dalam jaringan atau “pernafasan dalam” dan yang terjadi di dalam paru-paru yaitu “pernapasan luar”

Manusia membutuhkan suply oksigen secara terus-menerus untuk proses respirasi sel, dan membuang kelebihan karbondioksida sebagai limbah beracun produk dari proses tersebut. Pertukatan gas antara oksigen dengan karbondioksida dilakukan agar proses respirasi sel terus berlangsung. Oksigen yang dibutuhkan untuk proses respirasi sel ini berasal dari atmosfer, yang menyediakan kandungan gas oksigen sebanyak 21% dari seluruh gas yang ada. Oksigen masuk kedalam tubuh melalui perantaraan alat pernapasan yang berada di luar. Pada manusia, alveolus yang terdapat di paru-paru berfungsi sebagai permukaan untuk tempat pertukaran gas.

B.   Fungsi dan struktur pernapasan

Respirasi adalah pertukaran gas, yaitu oksigen (O²) yang dibutuhkan tubuh untuk metabolisme sel  dan karbondioksida (CO²) yang dihasilkan dari metabolisme tersebut dikeluarkan dari tubuh melalui paru.

u Berdasar anatomi:
Saluran nafas bagian atas tdd : rongga hidung, faring dan laring
Saluran nafas bagian bawah; trachea, bronchi, bronchioli dan percabangannya sampai alveoli.

u Berdasar fungsionalnya:

–        Area konduksi: sepanjang saluran nafas berakhir sampai bronchioli terminalis, tempat lewatnya udara pernapasan, membersihkan, melembabkan & menyamakan udara dg suhu tubuh hidung, faring, trakhea, bronkus, bronkiolus terminalis.

Area fungsional atau respirasi: mulai bronchioli respiratory sampai alveoli, proses pertukaran udara dengan darah.

A.   Saluran pernapasan bagian atas

u HIDUNG

            fungsi : penyaring, pelembab, dan penghangat udara yang dihirup

u SINUS PARANASALIS

            adalah rongga dalam tulang tengkorak yang terletak di dekat hidung dan mata

Fungsi : memperingan tulang tengkorak, memproduksi mukosa serosa dan memberikan resonansi suara

u FARING

adalah rongga yg menghubungkan hidung dan

rongga mulut ke laring

            ada tiga area : nasal, oral, dan laring

            nasofaring,orofaring dan laringofaring

u LARING

            adalah unit organ terakhir pada jalan napas atas

            Fungsi : memisahkan makanan & udara,suara, dan timbulnya batuk.

A.   Saluran pernapasan bagian bawah

u Tenggorokan (Trakea)

Tenggorokan berupa pipa yang panjangnya ± 10 cm, terletak sebagian di leher dan
sebagian di rongga dada (torak). Dinding tenggorokan tipis dan kaku, dikelilingi oleh cincin tulang rawan, dan pada bagian dalam rongga bersilia. Silia-silia ini berfungsi menyaring benda- benda asing yang masuk ke saluran pernapasan.

u Cabang-cabang Tenggorokan (Bronki)

Tenggorokan (trakea) bercabang menjadi dua bagian, yaitu bronkus kanan dan bronkus kiri. Struktur lapisan mukosa bronkus sama dengan trakea, hanya tulang rawan bronkus bentuknya tidak teratur dan pada bagian bronkus yang lebih besar cincin tulang rawannya melingkari lumen dengan sempurna. Bronkus bercabang-cabang lagi menjadi bronkiolus.

u Paru-paru (Pulmo)

Paru-paru terletak di dalam rongga dada bagian atas, di bagian samping dibatasi oleh otot dan rusuk dan di bagian bawah dibatasi oleh diafragma yang berotot kuat. Paru-paru ada dua bagian yaitu paru-paru kanan (pulmo dekster) yang terdiri atas 3 lobus dan paru-paru kiri (pulmo sinister) yang terdiri atas 2 lobus. Paru-paru dibungkus oleh dua selaput yang tipis, disebut pleura. Selaput bagian dalam yang langsung menyelaputi paru-paru disebut pleura dalam (pleura visceralis) dan selaput yang menyelaputi rongga dada yang bersebelahan dengan tulang rusuk disebut pleura luar (pleura parietalis).

 A.   Jalannya udara pernapasan

1.    udara masuk melalui lubang hidung

2.    melewati nasofaring

3.    melewati oralfaring

4.    melewati glotis

5.    masuk ke trakea

6.    masuk ke percabangan trakea yang disebut bronchus

7.    masuk ke percabangan bronchus yang disebut bronchiolus

8.    udara berakhir pada ujung bronchus berupa gelembung yang disebut alveolus (jamak: alveoli)

B.   Proses inspirasi dan ekspirasi

·      Mekanisme pernapasan

Pernapasan adalah suatu proses yang terjadi secara otomatis walau dalam keadaan tertidur sekalipun karma sistem pernapasan dipengaruhi oleh susunan saraf otonom. Menurut tempat terjadinya pertukaran gas maka pernapasan dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu pernapasan luar dan dalam.

Pernapasan luar adalah pertukaran udara yang terjadi antara udara dalam alveolus dengan darah dalam kapiler, sedangkan pernapasan dalam adalah pernapasan yang terjadi 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 diluar 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.

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

1)    Pernapasan dada

Pernapasan dada adalah pernapasan yang melibatkan otot antartulang rusuk. Mekanismenya dapat dibedakan sebagai berikut.

1. Fase inspirasi.

Fase ini berupa berkontraksinya otot antartulang rusuk sehingga rongga dada membesar, akibatnya tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya oksigen masuk

2. Fase ekspirasi.

Fase ini merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot antara tulang rusuk ke posisi semula yang dikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan luar, sehingga udara dalam rongga dada yang kaya karbon dioksida keluar.

1)    Pernapasan perut

Pernapasan perut merupakan pernapasan yang mekanismenya melibatkan aktifitas otot-otot diafragma yang membatasi rongga perut dada.

Mekanisme pernapasan perut dapat dibedakan menjadi dua tahap yakni :

1. Fase Inspirasi.

Pada fase ini otot diafragma berkontraksi sehingga diafragma mendatar, akibatnya rongga dada membesar dan tekanan menjadi kecil sehingga udara luar masuk.

2. Fase Ekspirasi.

Fase ekspirasi merupakan fase berelaksasinya otot diafragma (kembali ke posisi semula, mengembang) sehingga rongga dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar, akibatnya udara keluar dari paru-paru.

Beberapa fungsi pernafasan antara lain adalah:

1.    Mengambil oksigen yang kemudian dabawa oleh darah keseluruh tubuh.

2.    Mengeluarkan karbon dioksida yang terjadi sebagai sisa dari pembakaran pernafasan kemudian dibawa oleh darah ke paru-paru untuk di buang ke luar tubuh.

1)    Inspirasi

Tepatnya proses inspirasi adalah sebagai berikut diafragma berkontraksi, bergerak ke arah bawah, dan mengembangkan rongga dada dari atas ke bawah. Otot-otot interkosta eksternal menarik iga ke atas dan ke luar, yang mengembangkan rongga dada ke arah samping kiri dan kanan serta ke depan dan ke belakang.

Dengan mengembangnya rongga dada, pleura parietal ikut mengembang. Tekanan intrapleura menjadi makin negatif karena terbentuk isapan singkat antara membran pleura. Perlekatan yang diciptakan oleh cairan serosa, memungkinkan pleura viseral untuk mengembang juga, dan hal ini juga mengembangkan paru-paru.
            Dengan mengembangnya paru-paru, tekanan intrapulmonal turun di bawah tekanan atmosfir, dan udara memasuki hidung dan terus mengalir melalui saluran pernapasan sampai ke alveoli. Masuknya udara terus berlanjut sampai tekanan intrapulmonal sama dengan tekanan atmosfir; ini merupakan inhalasi normal. Tentu saja inhalasi dapat dilanjutkan lewat dari normal, yang disebut sebagai napas dalam. Pada napas dalam diperlukan kontraksi yang lebih kuat dari otot-otot pernapasan untuk lebih mengembangkan paru-paru, sehingga memungkinkan masuknya udara lebih banyak.

Otot-otot inspirasi memperbesar rongga toraks dan meningkatkan volumenya dimana otot-otot yang berkontraksi adalah :

a. Diafragma, yaitu otot berbentuk kubah yang jika sedang rileks akan memipih saat berkontraksi dan memperbesar rongga toraks kearah inferior.

b.  Otot intrerkostal eksternal mengangkat iga keatas dan kedepan saat berkontraksi sehingga memperbesar rongga toraks kearah anterior dan superior.

c.  Dalam pernafasan aktif atau pernafasan dalam, otot-otot sternokleidomastoid, pektoralis mayor, serratus-anterior, dan otot skalena juga akan memperbesar rongga toraks.

2)    Ekspirasi

Ekspirasi atau yang juga disebut ekshalasi dimulai ketika diafragma dan otot-otot interkosta rileks. Karena rongga dada menjadi lebih sempit, paru-paru terdesak, dan jaringan ikat elastiknya yang meregang selama inhalasi, mengerut dan juga mendesak alveoli. Dengan meningkatnya tekanan intrapulmonal di atas tekanan atmosfir, udara didorong ke luar paru-paru sampai kedua tekanan sama kembali.
            Perhatikan bahwa inhalasi merupakan proses yang aktif yang memerlukan kontraksi otot, tetapi ekshalasi yang normal adalah proses yang pasif, bergantung pada besarnya regangan pada elastisitas normal paru-paru yang sehat. Dengan kata lain, dalam kondisi yang normal kita harus mengeluarkan energi untuk inhalasi tetapi tidak untuk ekshalasi.

Namun begitu kita juga dapat mengalami ekshalasi diluar batas normal, seperti ketika sedang berbicara, bernyanyi, atau meniup balon. Ekshalasi yang demikian adalah proses aktif yang membutuhkan kontraksi otot-otot lain.

Otot-otot ekspirasi menurunkan volume rongga toraks. Ekspirasi pada pernafasan yang tenang dipengaruhi oleh relaksasi otot dan disebut proses pasif. Pada ekspirasi dalam, otot interkostal internal menarik kerangka iga ke bawah dan otot abdomen berkontraksi sehingga mendorong isi  abdomen menekan diafragma 

·      Kepatenan Ventilasi tergantung pada empat factor :

a) Kebersihan jalan nafas, adanya sumbatan atau obstruksi jalan nafas akan menghalangi masuk dan keluarnya dari dan ke paru-paru

b) Adekuatnya system syaraf pusat dan pusat pernafasan

c) Adekuatnya pengembangan dan pengempesan peru-peru

d) Kemampuan oto-otot pernafasan seperti diafpragma, eksternal interkosa, internal interkosa, otot abdominal.

Ventilasi paru mengacu kepada pergerakan udara dari atmosfir masuk dan keluar paru. Ventilasi berlangsung secara bulk flow.Bulk flow adalah perpindahan atau pergerakan gas atau cairan dari tekanan tinggi ke rendah.

Faktor-faktor yang mempengaruhi ventilasi antara lain :

Ø  tekanan

Ø  resistensi bronkus

Ø  persyarafan bronkus

A.   Compliance

u Adalah kemampuan paru untuk melakukan pengembangan yang dipengaruhi oleh tekanan dan volume paru

u Dan kemampuan paru untuk mengecil adalah alastisitas

u Semakin besar volume paru, semakin kecil compliance sehingga tekanan paru juga kecil

u Elastic Recoil

Kemampuan paru untuk kembali ke bentuk semula dlm keadaan istirahat

u Surfaktan

            campuran lipoprotein yang mempengarui paru utk ekspansi

B.   Volume paru-paru

1.    Tidal volume (TV) ; vol yg diinspirasi atau diekpirasi tiap kali bernafas normal, kira kira 500 mililiter pada rata² orang dewasa muda

2. Vol. cadangan inspirasi (IRV) ialah volume udara ekstra yang diinspirasi mel. inspirasi kuat setelah volume alun nafas normal, mencapai 3000 mililiter
3. Volume cadangan ekspirasi (ERV) yaitu jumlah udara ekstra yang dpt diekspirasi oleh ekspirasi kuat setelah ekpirasi alun, sekitar 1100 mililiter.
4. Volume residu (RV) yaitu volume udara yang tersisa dalam paru setelah ekspirasi maksimal.
5. Vital capacity (VC);IRV+TV+ERV  adalah; vol udara max yang dapat dikeluarkan , setelah terlebih dahulu inspirasi maksimum & kemudian ekspirasi sekuat-kuatnya/maximal (±4600ml).
6. Total lung capacity(TLC); volume udara max pengembangan paru dengan inspirasi maksimal (kira-kira 5800 mililiter):

   = RV + ERV + TV + IRV

   = FRC + IC

C.   Kapasitas paru

1.    Kapasitas vital (VC), volume udara maksimal dari poin inspirasi maksimal

2.    Kapasitas inspirasi (IC) Volume udara maksimal yg dihirup setelah ekspirasi normal.

3.    Kapasitas residual fungsiunal (FRC), volume udara yang tersisa dalam paru-paru setelah ekspirasi normal.

4.    Kapasitas total paru (TLC) volume udara dalam paru setelah inspirasi maksimal.

D.   Fungsi pernapasan hidung

1. Udara dihangatkan pada permukaan konka dan septum
2. Sebagai pelembab udara
3. Udara disaring. Adanya halangan konka membentuk turbulensi udara, sementara partikel dengan massa dan momentum > udara, sehingga mudah dijerat mukus dan silia

u Suhu udara inspirasi meningkat sampai 1⁰F dibawah suhu tubuh dengan kelembapan 2 – 3 % di bawah kejenuhan (100%) saat mencapai trakhea. Bila orang bernafas langsung ke trakea (seperti pada trakeostomi), efek pendinginan & terutama efek pengeringan  bagian bawah paru dapat menimbulkan kerusakan & infeksi paru yg serius.