Upload
alvivinnnn
View
462
Download
20
Embed Size (px)
DESCRIPTION
PBL BLOK 7
Citation preview
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
1/22
1
Sistem Pernapasan Manusia pada Daerah Dataran
Tinggi
Alvivin
102011215/C3 - Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universtas Kristen Krida Wacana
[email protected] - Jalan Arjuna Utara Nomor 6, Jakarta 11510
Pendahuluan
Setiap hari setiap mahkluk hidup melakukan kegiatan bernafas untuk mempertahankan
hidup. Bernapas secara umum adalah mengambil oksigen dari udara dan mengeluarkan
karbondioksida kembali ke udara. Bernapas di dataran tinggi dengan bernapas di dataran rendah
tentu saja berbeda. Pada system pernapasan atau yang biasa disebut dengan system respirasi
seringkali kita mendengar orang yang menderita gangguan system respirasi atau bisa disebut
sesak. Apa korelasi antara dataran tinggi dengan sesak akan dibahas lebih lanjut di dalam
makalah ini.
Makalah ini dibuat dengan tujuan mengetahui mekanisme pernapasan, struktur yang turut
berperan dalam system pernapasan serta unsure kimia yang berperan dan transport dari unsure
kimia tersebut sehingga dengan mengetahui mekanisme normalnya kita bisa mengetahui bagian
mekanisme yang salah dalam gangguan pernapasan sesak.
Di dalam makalah ini akan dibahas struktur makro dan mikro dalam system pernapasan,
mechanisme pernapasan, transport CO2dan O2.
Isi
Struktur Makro dan Mikro pada Sistem Pernapasan
Strukur makro dan mikro pada system pernapasan terdiri dari :
a. Hidungb. Pharynx (Tekak)c. Larynx (Pangkal tenggorok)d. Trachea (Tenggorok)
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
2/22
2
e. Thorax (Dada)f. Pleura (Selaput dada)g. Pulmo (Paru-paru)
A. HidungHidung bagian luar terdiri pyramid. Ke arah inferior hidung memiliki dua pintu masuk
berbentuk bulat panjang, yakni nostril atau nares. Nares dipisahkan oleh septum nasi. Penyangga
hidung terdiri atas tulang dan tulang-tulang rawan hialin. Rangka bagian tulang terdiri atas os
nasale, processus frontalis maxillae dan bagian nasal ossis frontale. Rangka tulang rawannya
terdiri atas cartilage septi nasi, cartilage nasi lateralis, dan cartilago ala nasi major dan minor.
Otot-otot yang melapisi hidung merupakan bagian dari otot wajah.1
Gambar 1. Rangka Hidung1
Otot hidung tersusun dari M.nasalis dan M depressor septi nasi. Pendarahan hidung
bagian luar disuplai oleh cabang-cabang A.facialis, A dorsalis nasi cabang A opthalmica dan A
.infraorbitalis cabang A. maxillaries interna. Pembuluh baliknya menuju V.facialis dan
V.opthalmica.Persarafan otot-otot hidung oleh N.facialis; kulit sisi medial punggung hidung
sampai ke ujung hidung dipersarafi oleh cabang-cabang infra trochealis dan nasalis externusN.opthalmicus/N.V1; kulit sisi lateral hidung dipersarafi oleh cabang infraorbitalis
N.maxillaris/N.V2.1
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
3/22
3
Gambar 2. Persarafan Sensorik Kulit Hidung dan Wajah1
Secara sagital rongga hidung dibagi atas sekat hidung. Kedua belah rongga ini terbuka
kea rah wajah melalui nares dan ke arah posterior berkesinambungan dengan nasopharynx
melalui aperture nasi posterior (choana). Masing-masing belahan rongga hidung mempunyai
dasar, atap, dinding lateral dan dinding medial (sekat hidung). Rongga hidung terdiri atas tiga
region, yakni vestibulum, penghidu dan pernapasan. Vestibulum hidung merupakan sebuah
pelebaran yang letaknya tepat di sebelah dalam nares. Kea rah atas dan dorsal vestibulum
dibatasi oleh limen nasi, yang sesuai dengan tepi atas kartilago ala nasi major. Regio penghidu
berada di sebelah cranial; dimulai dari atap rongga hidung daerah ini meluas sampai setinggi
concha nasalis superior dan bagian septum nasi yang ada dihadapan cocha tersebut. Regio
pernapasan adalah rongga hidung selebihnya.1
Dinding lateral hidung memperlhatkan tiga elevasi yaitu concha nasalis superior, medius
dan inferior. Inferolateral masing-masing concha nasalis ini terdapat meatus nasi yang sesuai. Di
sebelah cranial dan dorsal terhadap concha nasalis superior terdapat recessus speno-ethmoidalis
yang mengandung muara sinus spenoidalis. Bangunan di sekita cocha nasalis medius adalah
agger nasu ujung atas tepi bebas bagian anterior cocha nasalis medius, bulla ethmoidalis yang
merupakam muara sinus ethmoidalis medius adalah pembengkakan sinus ethmoidalis. Hiatus
semillunaris tempat muara sinus maxillaries dan sinus frontalis melalu ductus fronto-nasalis.Bangunan di sekitar concha nasalis inferior adalah ductus nasolacrimalis. Dasar rongga hidung
diberntuk oleh processus palatines ossis maxilla dan lamina horizontalis ossis palatine. Dasar ini
memishkan rongga hidung dari rongga mulut.1
Pembuluh-pembuluh nadi yang mendarahi rongga hidung adalah Aa.ethmoidalis anterior
dan posterior yang mendarahi pangkal hidung, A sphenopalatina, mendarahi mukosa dinding
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
4/22
4
lateral dan medial hidung, A palatine major, dan A labialis superior yang mendarahi septum nasi
daerah vestibulum dan seringkali menjadi lokasi kejadian epistaxis.1
Rongga hidung terbuka di anterior pada nares dan di posterior ke dalam faring. Luas
permukaanya diperbesar oleh tiga tonjolan mirip gulungan di dinding lateral, yang disebut
konkha superior, media,dan inferior. Kulit yang menutupi hidung dilapisi oleh rambut yang
sangat halus dan kelenjar sebasea besar-besar. Bagian dalam hidung dilapisi oleh empat jenis
epitel. Epitel berlapis gepeng kulit berlanjut ke dalam melalui nares ke dalam vestibulum, di
mana sejumlah rambut kaku dan besar menonjol ke saluran udara. Mereka ini diduga menahan
partikel debu yang besar dalam udara yan dihirup. Beberapa millimeter ke dalam vestibulum,
epitel berlapis gepeng ini beralih menjadi epitel kolumnar atau kuboid tanpa silia, yang menutupi
sisa dari rongga hidung, kecuali daerah kecil di dinding dorsal, yang dilapisi oleh epitel
olfaktorius sensoris. Rongga hidung dipersarafi oleh N.V, N.I, N. Ethmoidalis anterior, N.Infra
/orbitalis, dan N. Canalis pterygoidei (N.Vidianus). Hidung juga terdapat sinus paranasalis yang
berguna untuk meringankan tulang tengkorak dan menambah resonansi suara. Sinus paranasalis
terdiri dari sinus frontalis, sinus ethmoidalis, sinus spenoidalis, dan sinus maxillaries.
Gambar 3. Rongga Hidung2
Epitel hidung terdiri atas sel-sel kolumnar bersilia, sel goblet, dan sel-sel basofilik kecil
pada dasar epitel, yang dianggap sebagai sel-sel induk bagi penggantian sel yang lebih
berkembang. Pada manusia, jumlah sel goblet berangsur bertambah dari anterior ke posterior.
Selain mucus, epitel juga mensekresi sedikit cairan yang membentuk lapis di antara bantalan
mucus dan permukaan epitel. Silia melecut di dalam lapis cairan ini, mendorong lapis mucus
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
5/22
5
diatasnya ke araf faring. Di bawah epitel terdapat lamina propia yang tebal yang mengandung
kelenjar submukosa, terdiri atas sel-sel mukosa dan serosa. Di dalam lamina propia juga terdapat
sel mast, jaringan limfoid. Di bawah epitel konkha inferior terdapat plexus vena luas yang
merupakan tempat terjadinya mimisan. Reseptor bagi sensasi mencium terdapat di dalam epitel
olfaktoria, daerah khusus pada mukosa hidung, yang terdapat di atap rongga hidung dan meluas
ke bawah sampai 8-10 m pada kedua sisi septum, dan sedikit ke konkha atas nasalis superior.
Epitel olfaktoria terdiri dari 3 sel yaitu sel sustentakular, sel basal, dan sel-sel penyongkong.3
Gambar 4. Sel Olfaktorius3
B. Pharynx (Tekak)4Pharyx adalah sebuah pipa musculomembranosa, panjang 12-14cm, membentang dari
basis crania sampai setinggi vertebra cervical 6 atau tepi bawah cartilage cricoidea. Paling lebar
di bagian superior, berukuran 3,5 cm. Di sebelah caudal dilanjutkan dengan oesophagus
(kerongkongan). Pada batas pharyx dengan oesophagus lebarnya menjadi sekitar 1,5 cm. Pharyx
dibagi menjadi 3 bagian yaitu Nasopharyx, Oropharyx, dan Laryngopharyx.
Nasopharyx adalah bagian posterior rongga nasal yang membuka kea rah rongga nasal
melalui dua nares internal (koana). Dua tuba eustachius (auditorik) menghubungkan nasofaring
dengan telinga tengah. Tuba ini berfungsi untuk menyetarakan tekanan udara pada kedua sisi
gendang telinga.Nasopharyx merupakan epitel bertingkat torak bersili bersel goblet.
Oropharyx dipisahkan oleh palatum lunak muscular, suatu perpanjangan keras tulang.
Uvula adalah processus kerucut kecil yang menjulur ke bawah dari bagian tengah tepi bawah
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
6/22
6
palatum lunak. Amandel palatinum terletak pada kedua sisi orofaring posterior. Oropharyx
selnya merupakan epitel berlapis gepeng bersel tanduk.
Laringofaring mengelilingi mulut esophagus dan laring, yang merupakan gerbang untuk
sister respiratorik selanjutnya.Epitelnya bervariasi sebagian besar epitel berlapis gepeng tanpa
lapisan tanduk.
Lapisan otot pharynx terdiri atas: tiga otot lingkar/sirkular yakni: M constrictor pharyngis
inferior, M .constrictor pharyngis medius, dan M.constrictor pharyngis superior; serta tiga otot
yang masiing-masing turun dari processus stylohideus, torus tubarius cartiliganis tubae auditiva
dan palatum molle yakni: Mm.constrictores pharyngis ini tersusun seperti 3 ember, sebagian
otot yang letak di sebelah caudalnya. Pendarahan bersala dari A.pharyngea ascendens, A
palatine ascendens dan ramus tonsillaris cabag A.facialis, A palatine major dan A.canalis
pterygoideus. Persarafan berasal dari plexus pharyngeus.
C. Larynx5Laring (kotak suara) menghubungkan faring dengan trakea. Laring adalah tabung pendek
berbentuk seperti kotak triangular dan ditopang oleh Sembilan kartilago; tiga berpasangan dan
tiga tidak berpasangan,
Laring tidak berpasangan adalah kartilago tiroid terletak di bagian proksimal kelenjar
tiroid. Biasanya berukuran lebih besar dan lebih menonjol pada laki-laki. Kartilago krikoid
adalah cincin anterior yang lebih kecil dan lebih tebal, terletak di bawah kartilago tiroid.Epligotis adalah katup kartilago elastic yang melekat pada tepian anterior kartilago tiroid. Saat
menelan, epligotis secara otomatis menutupi mulut laring untuk mencegah masuknya makanan
dan cairan.
Kartilago berpasangan: Kartilago aritenoid terletak di atas dan di kedua sisi kartilago
krikoid. Kartilago ini melekat pada pita suara sejati, yaitu lipatan berpasangan pada epithelium
skuamosa bertingkat.Kartilago kornikulata melekat pada bagian ujung kartilago aritenoid.
Kartilago kuneiform berupa batang-batang kecil yang membantu menopang jaringan lunak.
Dua pasangan lipatan lateral membagi rongga laring. Pasangan bagian atas adalah lipatan
ventricular (pita suara semu) yang tidak berfungsi pada saat produksi suara. Pasangan bagian
bawah adalah pita suara sejati yang melekat pada kartilago tiroid dan pada kartilago aritenoid
serta kartilago krikoid. Pembuka diantara kedua ini adalah glottis. Saat bernapas, pita suara
terabduksi oleh otot laring, dan glottis berbentuk triangular. Saat menelan, pita suara terabduksi
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
7/22
7
dan glottis membentuk celah sempit. Dengan demikian, kontraksi otot rangka mengatur ukuran
pembukaan glottis dan derajat ketengangan pita suara diperlukan untuk produksi suara.
Gambar 5.Larynx5
D. Trakea (Tenggorok)Trakea merupakan sebuah pipa udara yang terbentuk dari tulang rawan dan selaput fibro-
muskular, panjangnya sekitar 10-11cm, sebagai lanjutan dari larynx, membentang mulai dari
setinggi cervical 6 sampai tepi atas thoracal 5. Ujung caudal trahea terbagi menjadi broncus
principalis (primer, utama) dexter dan sisnistra. Trachea terletak di bidang hampir sagital, tetapi
biasanya bifurkasi trachea sedikit terdesak kea rah kanan oleh arcus aortae, Selama inspirasi
dalam, mungkin bifurkasi ini turun sampai setinggi thoracal 6. Bentuk trachea sedikit kurangsilindrik, karena datar di sebelah posterior.
1
Bronchus principalis berasal dari percabangan trachea menjadi dua setinggi tepi atas
vertebra T5. Pada batas caudal mediastium superius. Bronchus principalis mempercabangkan
bronchi segmentorum. Trachea dan bronchus utama yang letaknya ekstrapulmonal memiliki
rangka cincin tulang rawan hialin yang tidak sempurna, dipersatukan oleh jaringan fibrosa dan
otot polos.1
Cincin trachea berjumlah 16-20, masing-masing sebagai cincin yang membentuk
gambaran huruf U, yang membatasi dinding 2/3 bagian anterior; di sebelah dorsal pipa trachea
ini datar, karena dinding dorsal cincin tulang rawan trachea tersebut disempurnakan oleh
jaringan fibro-elastik dan otot polos. Tulang rawan bronchi ekstrapulmonal lebih pendek, lebih
sempit dan kurang beraturan, tetapi umumnya serupa bentuk dan susunanya.1
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
8/22
8
Cincin pertama tulang rawan trachea dihubungkan dengan tepi bawah cartilage cricoidea
oleh lig.cricotracheale. Cincin terakhir tulang rawan trachea menebal dan melebar di tengah dan
tepi bawah yaitu carina, yang merupakan taju berbentuk kuku segitiga yang melengkung ke
bawah dan belakang di antara bronchi.1
Kea rah distal ketidakteraturan lempeng-lempeng tulang rawan pada brochi pulmonal ini
meningkat. Lempeng tulang rawan menghilang di pangkal bronchioles.
Trachea didarahi oleh A.tyroidea inferior, sementara ujung thoracalnya didarahi oleh
cabang Aa. Brochiales yang naik untuk beranastomisis dengan A.thyroidea inferior tersebut.
Semua pembuluh darah ini juga mendarahi oesophagus. Vena-vena yang membawa darah dari
trakea berakhir di plexus venosus thyroidea anterior.1
Mukosa trakea terdiri dari epitel bertingkat torak bersilia bersel goblet, sedangkan tunika
submukosa nya terdiri dari jaringan ikat jarang,lemak,kelenjar campur yang banyak di bagian
posterior.Dan di dalam tunika adventisianya terdapat kelenjar campur. Trakea memiliki 6 sel
epitel: Sel bersilia, sel goblet, sel sikat, sel Sikat, sel sekretorik bergranul.3
Gambar 6. Trakea1
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
9/22
9
Gambar 7. Potongan Melintang Trakea3
E. Thorax1Thorax berbentuk kerucut yang terpancung horizontal. Mempunyai 2 pintu yaitu pintu
atas, aperture thoracis superior, dan pintu bawah, aperture thoracis inferior. Rongga rhorax
dibagi menjadi 3 kompartemen yaitu rongga pleura pada kanan dan kirii, mediastinum. .
Thorax berfungsi sebagai pernapasan, melindungi organ-organ penting dan pembuluh
darah besar, merupakan sebuah saluran yang menghubungkan thorax dengan organ di daerah
lainnya, serta sebagai tempat lekatnya sejumlah otot leher perut, punggung, dan anggota badan
atas yang berfungsi sebagai otot pernapasan tambahan,
Dinding thorax dibentuk oleh rangka dan otot. Bagian dorsal oleh 12 vertebra thoracal
dan discus intervertebra. Bagian lateralnya dibentuk oleh 12 os costar dan Mm.intercostalessedangkan bagian anteriornya oleh os sternum. Otot-otot dinding thorax terdiri dari otot-otot
dari lengan atas, otot-otot leher, dan otot-otot dinding thorax murni.
Apertura thoracis superior dibentuk oleh corpus vertebra toracal 1 pada bagian posterior,
os costa 1 pada bagian medial dan pada bagian anteriornya dibentuk oleh manubrium streni.
Apertura thoracis inferior dibentuk oleh corpus vertebra th.12 pada bagian posterior, bagian
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
10/22
10
posterolateralnya dibentuk olej os costa 12 dan ujung distal os costa 11. Pada bagian
anterolateral dibentuk oleh ujung-ujung distal cartilage os.costa 7-10, processus xyphoideus
membentuk bagian anteriornya. Apaertura thoracis inferior ditutupi oleh diafragma.
Persarafan dinding thorax oleh Nn.intercostalis. Nn.Intercostalis pada dinding thorax
menghantarkan persarafan: somatomotorik menuju Mm.intercostkulit dan alis, subcostalis dan
tranversus thoracis, somatosensorik dari kulit dan pleura parietalis, serabut-serabut simpatis
postganglioner menuju perifer.
Diafragma tempat lekatnya adalah processus xyphoideus, ujung-ujung strenal iga 7-12,
dan processus transverses vertebra L.1. Perlekatan pada daerah lumbal melalui perantara
ligg.Arcuatum mediale et laterale serta crura diaphragmatica. Ligamentum arcuatum mediale
merupakan lengkung tendineus pada fascia yang menutupi M.psoas, ke medial melekat pada
corpus vertebra L1-2, ke lateral melekat pada bagian depan processus transverses vertebra L1.
F. Pleura1Pleura merupakan selaput serosa yang membentuk sebuah kantong tertutup yang
terinvaginasi oleh paru. Bagian pleura yang melekat pada permukaan paru dan fissure-fissura
interlobaris paru disebut pleura visceralis atau pleura pulmonalis. Pelura yang melapisi
permukaan dalam separuh dinding thorax, menutupi sebagian besar diafragma dan struktur-
struktur yang menempati daerah tengah disebut pleura parietalis. Daerah antara kedua rongga
pleura disebut mediastinum (ruang interpleural). Rongga pleural kiri lebih kecil dari ronggapleura kanan, karena sebagian besar jantung menempati sisi kiri garis tengah.
Pleura pulmonalis tidak dijumpai di daerah hillus pulmonalis dan sepanjang lipatan yang
menurun dari hillus, yang menandakan ligamentum pulmonale.
Pleura parietalis dinamai sesuai dengan dinding yang diliputinya; dengan demikian pleura
parietalis dibedakan atas pleura costovertebralis (costalis), pleura diafragmatica, pleura
cervicalis (cupula pleurae) dan pleura mediastinalis.
Paru-paru tidak mengisi cavum pleura dengan sempurna sehingga menimbulkan recessus
di sepanjang garis lipatan pleura. Dikenal 2 recessus yaitu : recessus costomediastinalis dan
recessus costodiafragmaticus.
Pleura parietalis memperoleh darah dari Aa.Intercostales, A.pericardiophrenica, dan
A.musculophrenica. Persarafannya berasal dari Nn.intercostales dan N.phrenicus. Pleura
visceralis memperoleh darah dari pembuluh-pembuluh brochialis.
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
11/22
11
G. Pulmo (Paru)5Paru-paru terletak pada rongga dada berbenruk kerucut yang ujungnya berada di atas
tulang iga pertarna dan dasarnya berada pada diafragma. Paru-paru kanan mernpunyai
tiga lobus sedangkan paru-paru kin mempunyai dua lobus. Kelima lobus tersebut dapat
terlihat dengan jelas. Setiap paru-paru terbagi lagi menjadi beberapa sub bagian menjadi
sekitar sepuluh unit terkecil yang disebut broncopulmonary segments. Paru-paru kanan
dan kiri dipisahkan oleh ruang yang disebut mediastinum. Jantung, aorta, vena cava,
pembuluh paru-paru, esophagus, bagian dari trakea dan bronkus, serta kelenjar timus
terdapat di mediastinum.
Gambar 8.Paru-Paru4
Alveoli5
Parenkirn paru-paru merupakan area yang aktif bekerja dan jaringan paruparu. Parenkim tersebut
mengandung berjuta-juta unit alveolus. Alveoli merupakan kantung udara yang berukuran sangat
kecil, dan merupakan akhir dari bronkhiolus respiratorius sehingga memungkinkan pertukaran
O2dan CO2,. Seluruh dari unit alveoli (zona respirasi) terdiri atas bronkhiolus respiratorius,
duktus alveolus, dan alveolar sacus (kantong alveous). Fungsi utarna dari unit alveolus adalah
pertukaran 02dan CO2di antara kapiler pulmoner dan alveoli.
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
12/22
12
Diperkirakan terdapat 24 juta alveoli pada bayi yang baru lahir. Seiring dengan pertambahan
usia, jumlah alveoli pun bertarnbah dan akan rnencapai jurnlah yang sama dengan orang dewasa
pada usia 8 tahun, yakni 300 juta alveoli. Setiap unit alveoli rnenyuplai 91l prepulmonari dan
pulmonari kapiler.
Gambar 9. Alveoli5
Mekanisme Pernapasan
Situasi faal paru seseorang dikatakan normal apabila kerja proses ventilasi, distribusi,
perfusi, difusi, serta hubungan antara ventilasi dengan perfusi pada orang tersebut dalam
keadaan santai menghasilkan tekanan parsial gas darah arteri (PaO2dan PaCO2) yang normal.
Yang dimaksud keadaan santai adalah keadaan ketika jantung dan paru tanpa kerja beban yang
berat.6
Tekanan parsial gas darah arteri yang normal adalah PaO2 sekitar 96mmHg dan PaCO2
sekitar 40 mmHg. Tekanan parsial ini diupayakan dipertahankan tanpa memandang kebutuhan
oksigen yang berbeda-beda, yaitu saat tidur kebutuhan oksigen 100mL/menit dibandingan
dengan saat ada kerja beban berat, 2000-3000 mL/menit.6
Respirasi adalah suatu proses pertukaran gas antara organism dengan lingkungan, yaitu
pengambilan oksigen dan eliminasi karbondioksida. Respirasi eksternal adalah prosespertukaran gas (O2 dan CO2) antara darah dan atmosfer sedangkan respirasi internal adalah
proses pertukaran gas (O2 dan CO2) antara darah sirkulasi dan sel jaringan.7
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
13/22
13
Respirasi eksternal mencakup 4 langkah :7
1. Udara secara bergantian dimasukkan dan dikeluarkan dari paru sehingga udara dapatdipertukarkan antara atmosfer (lingkungan eksternal) dan kantung udara (alveolus)
paru. Pertukaran ini dilaksanakan oleh tindakan mekanis bernapas, atau ventilasi.
Kecepatan ventilasi diatur untuk menyesuaikan aliran udara antara atmosfer dan
alveolus sesuai kebutuhan metabolic tubuh akan pernyerapan oksigen dan
pengeluaran karbondioksida.
2. Oksigen dan karbondioksisa dipertukarkan antara udara dan di alveolus dan darah didalam kapiler melalui proses difusi.
3. Darah mengangkut O2 dan CO2 antara paru dan jaringan.4. Oksigen dan CO2 dipertukarkan antara jaringan dan darah melalui proses difusi
menembus kapiler sistemik (jaringan).
Gambar 10. Respirasi Eksternal dan Internal7
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
14/22
14
Udara cenderung mengalir dari daerah dengan tekanan tinggi ke daerah dengan tekanan rendah,
yaiitu menuruni gradient tekanan.7
Udara mengalir masuk dan keluar paru selama tindakan bernapas karena berpindah
mengikuti gradient tekanan antara alveolus dan atmosfer secara bergantian dan ditimbulkan oleh
aktivitas siklik otot pernapasan. Terdapat tiga tekanan penting yang berperan penting dalam
ventilasi.7
1. .Tekanan atmosfer adalah tekanan yang ditimbulkan oleh berat udara di atmosferpada benda di permukaan bumi. Pada ketinggian permukaan laut tekanan ini sama
dengan 760 mmHg. Tekanan atmosfer berkurang seiring dengan penambahan
ketinggian di atas permukaan laut karena lapisan-lapisan udara di atas permukaan
bumi juga semakin menipis. Pada setiap ketinggian terjadi perubahan minor
tekanan atmosfer karena perubahan kondisi cuaca.
2. Tekanan intra-alveolus yang juga dikenal tekanan intraparu, adalah tekanan didalam alveolus. Karena alveolus berhubungan dengan atmosfer melalui saluran
napas penghantar, udara cepat mengalir menuruni gradient tekanannya setiap
tekanan intra-alveolus berbeda dari tekanan atmosfer; udara terus mengalir
sampai kedua tekanan seimbang.
3. Tekanan intrapleura adalah tekanan di dalam kantung pleura. Tekanan ini, jugadikenal sebagai tekanan intrathoraks, adalah tekanan yang ditimbulkan di luarparu di dalam rongga thoraks. Tekanan intrapleura biasanya lebih rendah daripada
tekanan atmosfer, rerata 756 mmHg saat istirahat.
Tekanan intrapleura tidak menyeimbangkan diri dengan tekanan atmosfer atau intra-
alveolus karena tidak ada komunikasi langsung antara rongga pleura dan atmosfer atau
paru. Karena kantung pleura adalah suatu kantung tertutup tanpa lubang, maka udara
tidak dapat masuk atau keluar meskipun mungkin terdapat gradient tekanan antara
kantung pleura dan daerah sekitar.7
Rongga thoraks lebih besar daripada paru yang tidak teregang karena dinding
thoraks tumbuh lebih cepat daripada paru sewaktu perkembangan. Namun dua gaya
kohesif (rekat) cairan intrapluera dan gradien tekanan transmural-menahan dinding
thoraks dan paru saling berdekatan, merengangkan paru untuk mengisi rongga thoraks
yang lebih besar.7
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
15/22
15
Secara umum, udara mengalir karena ada perbedaan tekanan. Udaha mengalir dari
tekanan tinggi ke tempat yang bertekanan lebih rendah. Karena udara mengalir
menhgikuti penurunan gradient tekanan, makan tekanan intra-alveolus lebih kecil
daripada tekanan atmosfer agar udara mengalir masuk ke dalam paru. Demikian pula
dengan tekanan intra-alveolus dapat dibuang dengan mengubah volume paru sebsuai
dengan hukum Boyle.7
Otot-otot pernapasan yang melakukan gerakan bernapas tidak bekerja langsung
pada paru untuk mengubah volumenya. Otot-otot ini mengubah volume rongga thoraks,
menyebabkan perubahan serpua pada volume paru karena dinding thoraks dan paru
berhubungan melalui daya rekat cairan intraplura dan gradient tekanan transmural.7
Inspirasi dan Ekspirasi8
Paru dan dinding dada merupakan struktur yang elastic. Pada keadaan normal,
hanya ditemukan selapis tipis cairan diantara paru dan dinding dada. Paru dengan mudah
dapat bergeser sepanjang dinding dada, namun sukar untuk dipisahkan dari dinding dada
seperti halnya dua lempeng kaca basah yang dapat digeser namun tidak dapat dipisahkan.
Tekanan di dalam ruang antara paru dan dinding dada (tekanan intrapleura) bersifat
subatmosferik. Pada saat lahir, jaringan paru mengembang sehingga teregang, dan pada
akhir ekspirasi tenang, kecenderungan daya recoil jaringan paru untuk menjauhi dinding
dada diimbagi oleh daya recoil dinding dada kea rah yang berlawanan. Jika dinding dadadibuka, paru akan kolaps, dan bila paru kehilangga elastistasnya dada akan mengembang
menyerupai gentong.
Inspirasi merupakan proses aktif. Gerakan diafragma akan menyebabkan
perubahan volume intrathoraks sebesar 75% salaam inspirasi tenang. Otot inspirasi
penting lainnya adalah muskulus interkostalis externus. Ketika otot ini berkontraksi, iga-
iga dibawahnya akan terangkat. Kontraksi otot inspirasi akan meningkatkan volume
intratoraks. Tekanan intrapleura di bagian basis paru kana turun dari normal sekitar -2,5
mmHg (relative terhadap tekanan atmosfer) pada awal inspirasi, menjadi -6 mmHg.
Jaringan paru akan semakin teregang. Tekanan di dalam saluran udara menjadi sedikit
lebih negative, dan udara mengalir ke dalam paru. Pada akhir inspirasi, daya recoil paru
mulai menarik dinding dada kembali ke kedudukan ekspirasi, sampai tercapai
keseimbangan kembali antara daya recoil paru dan dinding dada. Tekanan di saluran
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
16/22
16
udara menjadi sedikit lebih positif, dan udara meninggalkan paru. Selama pernapasan
tenang, ekspirasi merupakan proses pasif yang tidak memerlukan kontrasi otot untuk
menurunkan volume intratoraks. Namun, pada awal ekspirasi, sedikit kontraksi otot
inspirasi masih terjadi. Kontraksi ini berfungsi sebagai peredam daya recoil paru dan
memperlambat ekspirasi. Jika otot ekspirasi berkontraksi volume intratoraks akan
berkurang dan terjadi ekpirasi paksa. Efek ini dimiliki oleh muskulus interkostalis
internus. Kontraksi dinding otot abdomen anterior juga ikut membantu proses ekspirasi.
Pada inspirasi kuat, tekanan intrapleura turun mencapai -30mmHg, sehingga
pengembangan jaringan paru menjadi lebih besar. Bila ventilasi meningkat, derajat
pengempisan paru juga ditingkatkan oleh kontraksi aktif otot ekspirasi yang menurunkan
volume intratoraks.
Faktor yang Mempengaruhi Sifat Elastik Paru7
Compliance adalah ukuran seberapa banyak perubahan dalam volume paru yang
terjadi akibat perubahan tertentu gradient tekanan transmural, gaya yang merengangkan
paru. Sedangkan recoil adalah seberapa mudah paru kembali ke bentuknya semula setelah
direngangkan.
Tegangan permukaan alveolus yang ditimbulkan oleh tipis cairan yang melapisi
bagian dalam alveolus.Surfaktan paru yang menurunkan tegangan permukaan paru dan berperan dalam
stabilitas paru.
Volume Paru dan Kapasitas Paru Fungsional8
Jumlah udara yang masuk ke dalam paru setiap kali inspirasi disebut volume tidal.
Jumlah udara yang masih dapat masuk ke dalam paru pada inspirasi maksimal setelah
inspirasi biasa disebut volume cadangan inspirasi (insporatory reserve volume/IRV).
Jumlah udara yang dapat dikeluarkan secara aktif dari dalam paru melalui kontraksi otot
ekspirasi setelah ekspirasi biasa disebut volume cadangan ekspirasi (expiratory reserve
volume/ERV), dan udara yang masih tinggal di dalam paru setelah ekspirasi maksimal
disebut volume residu (residual volume/RV). Ruang di saluran napas yang tidak ikut
serta dalam proses pertukaran gas dengan darag dalam kapiler paru disebut ruang rugi
pernapasan.
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
17/22
17
Pengukuran kapasitas vital, yaitu jumlah udara terbesar yang dapat dikeluarka
dari paru setelah inpirasi maksimal, seringkali digunakan di klinik sebagi indeks fungsi
paru. Fraksi volume kapasitas vital yang dikeluarkan pada satu detik pertama melalui
ekspirasi paksa FEV/timed vital capacity dapat memberikan inspirasi tambahan.
Ventilasi volunteer maksimal (maxima voluntary ventilation,MVV) atau yang duhulu
disebut sebagai kapasitas pernapasan maksimum adalah volume gas terbesar yang dapat
dimasukkan dan dikeluarkan selama 1 menit secara volunteer.
Transpor O2dan CO28,9
Tahap terkahir dari pertukaran gas antara lingkungan eksternal dengan jaringan
adalah transport oksigen dan karbondioksida dari dan ke paru-paru oleh darah. Oksigen
terlarut secara fisik dan kimiawi, secara fisik terlarut dalam darah dan secara kimiawi
bergabung dengan hemoglobin. Karbondioksida secara fisik terlarut dalam darah, secara
kimiawi bergabung dengan protein darah sebagai ikatan karbamino, dan sebagai
bikarbonat.
Transpor oksigen oleh darah8,9
Oksigen terlarut secara fisik dan kimiawi, secara fisik terlarut dalam darah dan
secara kimiawi bergabung dengan hemoglobin di sel darah merah. Lebih banyak oksigen
secara normal dibawa untuk bergabung dengan hemoglobin dibandingkan oksigen yangterlarut dalam darah. Tanpa hemoglobin, system kardiovaskular tidak dapat suplai
oksigen.
Dinamika reaksi hemoglobin dengan oksigen menjadikannya sebagai pembawa
oksigen yang sangat tepat. Hemoglobin adalah protein yang dibentuk dari empat subunit,
masing-masing mengandung gugus hem (heme) yang melekat padas sebuah rantai
polipeptida. Pada orang dewasa normal, sebagian molekul mengandung 2 rantai dan
dua rantai . Hem adalah suatu kompleks yang dibentuk dari satu porifin dan satu atom
besi fero. Masing-masing dari keempat atom besi fero dapat mengikat satu molekul O2
secara reversible. Atom besi tetap berada dalam bentuk fero sehingga reaksi pengikatan
O2 merupaka suatu reaksi oksigenasi, bukan reaksi oksidasi. Reaksi pengikatan
hemoglobin lazim ditulis sebagai Hb+ O2HbO2. Karena setiap molekul hemoglobin
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
18/22
18
mengandung 4 unit Hb, molekul ini dapat dinyatakan sebagai Hb4 dan pada kenyataanya
bereaksi dengan empat molekul O2 membentuk Hb4O8.
Reaksi ini berlangsung cepat dan membutuhkan aktu kurang dari 0.01 detik.
Deoksigenisasi juga berlangsung sangat cepat. Struktur kuartener hemoglobin
menentukan afinitasnya terhadap O2. Pada deoksihemoglobin, unit globin terikat erat
dalam konfigurasi tense yang menurunkan afinitas molekul terhadap O2. Saat pertama kali
terikat, ikatan yang menahan unit globin terlepas sehingga terbentuk konfigurasi relaxed
yang memaparkan lebih banyak tempat pengikatan O2. Hasil akhirnya adalah peningkatan
afinitas O2 sebesar 500x lipat. Sedangkan di jaringan, reaksi-reaksi ini berbalik menjadi
pelepasan O2.
Kurva dissosiasi hemoglobin-oksigen, yaitu kurva yang mengambarkan hubungan
persenatse saturasi kemampuan hemoglobin mengangkut O2 dengan PO2, memiliki
bentuk sigmoid khas yang disebabkan interkonversi T-R (Lihat gambar). Pengikatan O2
oleh gugus hem pertama pada satu molekul Hb akan meningkatkan afinitas gugus hem
kedua terhadap O2, dan oksigenasi gugus kedua lebih meningkatkan afinitas gugus
ketiga,, dan seterusnya sehingga afinitas Hb terhadap molekul O2 keempat berkali-kali
lebih besar dibandingkan reaksi pertama.
Gambar 11. Kurva Dissosiasi HbO9
Bila darah dikembangan dengan kandungan O2 100% (PO2: 760 mmHg), hemoglobin
normal akan tersaturasi 100%. Pada keadaan tersaturasi penuh, setiap gram hemoglobin
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
19/22
19
normal mengandung 1,39 mL O2. Namun, di dalam darah umumnya terdapat sejumlah
kecil derivate hemoglobin yang inaktif, dan nilai yang diperoleh in vivo umumnya lebih
rendah. Nilai yang diperoleh adalah 1,34 mL O2. Konsentrasi hemoglobin dalam darah
normal adalah sekitar 15g/dL. Dengan demikian 1 dL darah mengandung 20,1 mL O 2
yang terikat pada hemoglobin bila saturasi hemoglobin sebesar 100%. Jumlah O2 yang
larut dalam darah merupakan fungsi linier dari PO2.
In vivo, saturasi hemoglobin terhadap O2 di dalam darah di ujung kapiler paru
adalah sekitar 97,5% (P O2=97 mmHg). Akibat adanya sedikit percampuran dengan
darah vena yang memintas kapiler paru (physiology shunt), saturasi hemoglobin di dalam
darah arteri sistemik hanya sebesar 97&. Akibatnya, darah arteri secara keseluruhan
mengadung 19,8 mL O2per dL: 0,29 mL dalam bentuk terlarut dan 19,5 mL terikat pada
hemoglobin. Pada keadaan istirahat, saturasi hemoglobin di dalam darah vena sekitar
75% dan kadungan O2 total di dalamnya sekitar 15,2 mL/dL; 0,12 dalam bentuk terlarut
dan 15,1 mL terikat pada hemoglobin. Jadi pada keadaaan istirahat, jaringan mengambil
sekitar 4,6 mL O2 dari setiap desiliter darah yang melewatinya.; 0,17 mL dari jumlah
tersebut merupakan O2 yang terlarut dan sisanya merupaka O2 yang dibebaskan dari
hemoglobin. Melalui cara ini, pada keadaan istirahat sebanyak 250 mL O 2 per menit
diangkut dari darah ke jaringan.Berikut adalah factor-faktor yang mempengaruhi afinitas
hemoglobin terhadap oksigen :1. PH2. PCO23. 2,3 DPG4. SuhuTranspor karbondioksida
8,9
Karena CO2 membentuk asam karbonat dalam darah, kita perlu mengetahui
pendaparan. Kelarutan CO2 dalam darah kira-kira 20 kali lebih besar daripada kelarutan
O2; karena itu, pada tekanan parsial yang sama didapatkan jauh lebih banyak CO 2
dibandingkan dengan O2dalam larutan sederhana. CO2yang berdifusi ke dalam sel darah
merah terhidrasi dengan cepat menjadi H2CO3karena adanya karbonat anhidrase. H2CO3
akan berdisosiasi menjadi H+dan HCO3
-, dan H
+akan mengalami pendaparan, terutama
oleh hemoglobin, sementara HCO3- memasuki plasma, sejumlah CO2 dalam sel darah
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
20/22
20
merah akan bereaksi dengan gugus amino hemoglobin dan protein lain membentuk
senyawa karbamino.
Karena hemoglonin terdeoksigenasi mengikat lebih banyak H+ daripada yang
diikat oleh oksihemoglobin dan lebih mudah membentuk senyawa karbamino, pengikatan
O2 pada hemoglobin akan menurunkan afinitasnya terhadap CO2 (efek Haldane).
Akibatnya, darah vena lebih banyak mengangkut CO2 daripada darah arteri, dan
penyerapan CO2di jaringan dan pelepasan O2di paru berlangsung lebih mudah. Sekitar
11% dari CO2ditambahkan ke dalam darah pembuluh kapiler sistemik akan diangkut ke
paru dalam bentuk karbamino-CO2.
Dalam plasma, CO2bereaksi dengan protein plasma membentuk sejumlah kecil
senyawa karbamino dan sejumlah kecil CO2mengalami hidrasi; namun reaksi hidrasinya
berlangsung lambat karena tidak terdapat karbonat anhidrase.
Sel darah merah melewati kapiler, terjadi peningkatan kandungan HCO3- dalam
sel darah merah yang jauh lebih besar dibandingkan dalam plasma sehingga sekitar 70%
HCO3-yang dibentuk di sel darah merah akan memasuki plasma. Kelebihan HCO3
-yang
meninggalkan sel darah merah akan ditukar dengan Cl-. Proses ini diperantai oleh Band
3, suatu protein membrane utama. Pertukaran ini disebut Cloride shift . Oleh karena itu ,
terdapat perbedaan bermakna kandungan Cl- di sel darah merah vena, yang jauh lebih
banyak dibandingkan dengan darah arteri. Pergeseran klorida berlangsung cepat danselesai seluruhnya dalam waktu 1 detik.
Keseimbangan Asam-Basa6
Suasana asam basa di dalam tubuh harus diatur agar semua organ berfungsi
dengan baik. Keasaman (PH) intraselular harus dijaga tetap sekitar 7,4 atau di antara 7,38
dan 7,42.
Asidosis Respiratorik
Keadaanya turunnya PH darah yang disebabkan oleh proses abnormal pada paru.
Asidosis Metabolik
Asidosis metabolic disebabkan karena adanya akumulasi asam selain asam karbonat.
Asidosis metabolic ditandai dengan turunnya kadar HCO3-
Alkalosis respiratotik
5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
21/22
21
Suatu kelainan klinis yang menyebabkan peningktan keasaman darah (PH) karena
hiperventilasi alveolar (hipokania)
Alkalosis Metabolik
Penyebab primer adalah peningkatan konsentrasi serum HCO3-. Kejadian ini diakibatkan
oleh hilangnya ion H+.
Kesimpulan
Kasus : Seorang laki-laki berusia 30 tahun ikut dalam ekspedisi pendakian gunung
Parangro. Pada ketinggian 3000m ia merasa sesak. Oleh teman-temannya ia dibawa ke
posko yang berada pada ketinggian 2700m. Tim medis menyuruhnya istirahat di posko.
Daerah pegunungan merupakan daerah dataran tinggi, sehingga tekanan atmosfir semakin
rendah. Semakin tinggi maka oksigen pun semakin sedikit. Tekanan oksigen semakin
kecil, maka saturasi Hb dalam darah arteri berkurang tajam dengan bertambahnya
ketinggian. Karena oksigennya berkurang maka ia cenderung melakukan hiperventilasi,
tapi oksigen di gunung itu kurang jadi orang tersebut tidak dapat oksigen tapi terus-
menerus mengeluarkan CO2, meningkatnya dorongan bernapas menyebabkan alkalosis
resporatorik karena CO2pembentuk asam di keluarkan lebih cepat daripada dihasilkan.
Daftar Pustaka1. Santoso,G. Anatomi Sistem Pernapasan. Jakarta:Fakultas Kedokteran Universitas
Indonesia. 2007.h.2-78
2. Diunduh dari :http://yustin-yustinse.blogspot.com/2010/12/sistem-pernapasan-manusia.html,13 Mei 2012.
3. Fawcett DW. Buku Ajar Histologi. Ed.2.Jakarta: EGC;2002.h.629-33.4. Ethel Sloane. Anatomi dan Fisiologi untuk Pemula. Jakarta;EGC.2004.h.266-7.5. Irman, S. Asuhan Keperawatan pada Pasien dengan Gangguan Sistem Pernapasan.
Jakarta: Salemba Medika.2007.h.4-9
6. Darmanto, D. Respirologi (Respiratory Medicine). Jakarta; EGC. 2009.5-45.7. Lauralee S. Fisiologi Manusia : Dari Sel ke Sistem. Ed.6. Jakarta: EGC;2009.h.497-520.8. William, FG. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Ed.22. Jakarta; EGC.2008.h.672-94.9. Michael, GL. Pulmonary Physiology. 6thed. USA: McGraw-Hill. 2003.h.142-60.
http://yustin-yustinse.blogspot.com/2010/12/sistem-pernapasan-manusia.htmlhttp://yustin-yustinse.blogspot.com/2010/12/sistem-pernapasan-manusia.htmlhttp://yustin-yustinse.blogspot.com/2010/12/sistem-pernapasan-manusia.htmlhttp://yustin-yustinse.blogspot.com/2010/12/sistem-pernapasan-manusia.htmlhttp://yustin-yustinse.blogspot.com/2010/12/sistem-pernapasan-manusia.htmlhttp://yustin-yustinse.blogspot.com/2010/12/sistem-pernapasan-manusia.html5/27/2018 Sistem Pernapasan Manusia pada Dataran Tinggi
22/22
22