TAHAN NAFAS, TEKANAN PERNAFASAN

DASAR TEORI

Tahan nafas dan Tekanan nafas

Melibatkan keseluruhan proses yang menyebabkan pergerakan pasif O2 dari atmosfer

ke jaringan untuk menunjang metabolisme sel serta pergerakan pasif CO2 selanjutnya yang

merupakan produk sisa metabolisme dari jaringan ke atmosfer. Sistem pernapasan ikut

berperan dalam homeostasis dengan mempertukarkan O2 dan CO2 antara atmosfer dan

darah. Darah mengangkut O2 dan CO2 antara sistem pernapasan dan jaringan.

Fungsi utama pernapasan adalah untuk memperoleh O2 agar dapat digunakan oleh

sel-sel tubuh dan mengeliminasi CO2 yang dihasilkan oleh sel.

O2 masuk ke dalam sel melalui 3 tahap :

1. Ventilasi paru

O2 atm → alveoli

CO2 alveoli → atm

Faktor-faktor yang mempengaruhi:

- Tekanan O2 atm

- Jalan naps

- Complience dan recoil

- Pusat napas

2. Difusi gas

O2 alveoli → kapiler paru

CO2 kapiler paru → alveoli

Faktor-faktor yang mempengaruhi:

- Luas permukaan paru

- Tebal membran respirasi

- Jumlah eritrosit/kadar Hb

- Jumlah kapiler paru yang aktif

- Perbedaan tekanan dan konsentrasi gas

- Waktu difusi

- Afinitas gas

3. Transportasi gas

O2 kapiler paru → sel

CO2 sel → kapiler paru

Transport O2:

- Berikatan dengan Hb (97%) membentuk Oxyhemoglobin

- Larut dalam plasma (3%)

Transport CO2:

- Berikatan dengan Hb (30%) membentuk Carbaminohemoglobin

- Larut dalam plasma

- Berikatan dengan H2O sebagai HCO3 (65%)

Mekanika Pernapasan

Inspirasi merupakan proses aktif .kontraksi otot inspirasi akan meningkatkan volume

intratoraks. Tekanan intra pleura dibagian basis paru akan turun dari nilai normal sekitar -2,5

mmHg (relative terhadap tekana atmosfer) pada wal inspirasi, menjadi -6 mmHg. Jaringan

paru akan semakin teregang. Tekanan didalam 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 jaringan paru dan dinding dada. Tekanan disaluran udara menjadi sedikit lebih

positif , dan udara mengalir meninggalkan paru. Selama pernapasan tenang, kespirasi

merupakan proses pasif yang tidak memerlukan kontraksi 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.

Pada inspirasi kuat, tekanan intrapleura turun mencapai -30 mmHg sehingga

pengembangan jaringan paru menjadi lebih besar. Bila ventilasi meningkat, derajat

pengempisan jaringan paru juga ditingkatkan oleh kontraksi aktif otot ekspirasi yang

menurunkan intratoraks.

VOLUME PARU

Perubahan tekanan intraalveolus dan intrapleura selama Siklus Pernapasan

Selama inspirasi, tekanan intraalveolus lebih kecil daripada tekanan atmosfer

Selama ekspirasi, tekanan intraalveolus lebih besar daripada tekanan atmosfer

Pada akhir inspirasi dan ekspirasi, tekanan intraalveolus setara dengan tekanan

atmosfer, karena alveolus berkontak langsung dengan atmosfer dan udara terus

mengalir mengikuti penurunan gradien tekanan sampai kedua tekanan seimbang.

Selama siklus pernapasan, tekanan intrapleura lebih rendah dari tekanan intraalveolus.

Dengan demiikian gradien tekanan transmural selalu ada, dam paru sedikit banyak

selalu teregang bahkan selama ekspirasi.

Berbagai keadaan pernapasan ditandai oleh kelainan gas darah.

Hipoksia mengacu kepada insufisiensi O2 di tingkat sel. Terdapat 4 kategori hipoksia:

1. Hipoksia hipoksik ditandai oleh rendahnya Po2 darah arteri disertai dengan kurangnya

saturasi Hb.

2. Hipoksia anemik mengacu kepada penurunan kapasitas darah mengangkut O2.

3. Hipoksia sirkulasi muncul jika darah beroksigen yang sampai ke jaringan sangat

sedikit.

4. Hipoksia histotoksik, penyaluran O2 ke jaringan normal, tetapi sel-sel tidak mampu

menggunakan O2 yang tersedia untuk mereka.

Hiperoksia, Po2 di atas normal, tidak dapat terjadi apabila sesorang menghirup udara

atmosfer di ketinggian permukaan laut.

Hiperkapnia mengacu kepada kelebihan CO2 dalam darah arteri; hal ini disebabkan oleh

hipoventilasi (ventilasi yang tidak adekuat untuk memenuhi kebutuhan metabolik untuk

penyaluran O2 dan pembuangan CO2).

Hipokapnia, Pco2 arteri di bawah normal, ditimbulkan oleh hiperventilasi. Hiperventilasi

terjadi apabila seorang “bernapas berlebihan’, yaitu pada saat kecepatan ventilasi melebihi

kebutuhan metabolik tubuh untuk pengeluaran CO2, sehingga lebih banyak CO2 yang

dikeluarkan ke atmosfer dibandingkan dengan yang diproduksi di jaringan dan Pco2 arteri

turun. Po2 alveolus meningkat selama hiperventilasi karena lebih banyak O2 segar yang

sampai ke alveolus dari atmosfer daripada yang diekstraksi dari alveolus oleh darah untuk

dikonsumsi jaringan dan dengan demikian Po2 arteri meningkat.

Tujuan

Pada akhir latiahn ini mahasiswa harus dapat:

1. Menetapkan tercapainya breaking point sesorang pada waktu menahan napas pada

berbagai kondisi pernapasan.

2. Menerangkan perbedaan lamanya menahan napas pada kondisi pernapasan yang berbeda-

beda.

3. Mengukur tekanan pernapasan dengan manometer air raksa dan manometer air.

Alat yang diperlukan

1. Stopwatch/ arloji

2. Beberapa kantong plastik:- Yang kosong

- Yang berisi O2

- Yang berisi CO2 10%

3. Sfigmomanometer + stetoskop

4. Alat analisis gas Fyrite: untuk CO2

5. Manometer air raksa + Botol perangkap

6. Manometer air

Tata Kerja

Tahan Napas

Tetapkanlah lamanya o.p dapat menahan napas (dalam detik) dengan cara menghentikan

pernapasan dan menutup mulut dan hidungnya sendiri sehingga tercapai breaking point pada

berbagai kondisi pernapasan seperti tercantum dalam daftar di bawah ini (berilah istirahat 5

menit anatara 2 percobaan).

1. Pada akhir inspirasi biasa.

P-IV.1.1 Apa yang dimaksud dengan breaking point?

Jawab: keadaan dimana seseorang tidak dapat menahan nafas lagi.

P-IV.1.2 Faktor-faktor apa yang menyebabkan terjadinya breaking point?

Jawab: peningkatan PCO2, penurunan PO2

2. Pada akhir ekspirasi biasa.

3. Pada akhir inspirasi tunggal yang kuat.

4. Pada akhir ekspirasi tunggal yang kuat.

5. Pada akhir inspirasi tunggal yang kuat setelah o.p. bernapas dalam dan cepat selama 1

menit.

6. Pada akhir inspirasi tunggal yang kuat dari kantong plastik berisi O2.

7. Pada akhir inspirasi tunggal setelah bernapas dalam dan cepat selama 3 menit dengan 3

kali pernapasan yang terakhir dari kantong plastik berisi O2.

8. Pada akhir inspirasi yang kuat dari kantong plastik berisi CO2 10%.

9. Pada akhir inspirasi tunggal yang kuat segera sesudah berlari di tempat selama 2 menit.

10. Setelah breaking point pada percobaan no. 9 tercapai, biarkanlah o.p. bernapas lagi

selama 40 detik, kemudian tentukan berkali-kali lama menahan napas sesudah inspirasi

tunggal yang kuat dengan diselingi bernapas selama 40 detik sampai o.p. bernapas lagi

dengan tenang sebelum berlari.

P-IV.1.3. Bagaimana perubahan PO2 dan PCO2 dalam udara alveoli dan darah pada

waktu kerja otot dan dalam keadaan hiperventilasi?

Jawab: pada kerja otot terjadi proses metabolisme yang menghasilkan asam laktat dan CO2.

Dengan bertambahnya pembentukan asam laktat, peningkatan ventilasi dan pembentukan

CO2 tetap sama, sehingga CO2 alveoli dan darah arteri hampir tidak berubah. Dengan

adanya hiperventilasi, terjadi peningkatan ventilasi melebihi kebutuhan metabolisme,

sehingga mengakibatkan penurunan PCO2 darah dan menyebabkan alkalosis respiratorik.

Hasil Praktikum

O.P : Rini Maryani

1. Akhir inspirasi : 30 detik

2. Akhir ekspirasi : 7 detik

3. Akhir inspirasi tunggal : 35 detik

4. Akhir ekspirasi tunggal : 15 detik

5. Akhir inspirasi tunggal yang kuat setelah o.p bernafas dalam dan cepat selama

semenit : 51 detik

6. Akhir inspirasi tunggal yang kuat dari kantong plastik berisi O2: 1 menit 12

detik

7. Akhir inspirasi tunggal setelah bernafas dalam dan cepat selama 3 menit

dengan 3 kali pernapasan yang terakhir dari kantong plastik berisi O2 : 1

menit 29 detik

8. Akhir inspirasi yang kuat dari kantong plastik berisi CO2 10% : 28 detik

9. Akhir inspirasi tunggal yang kuat segera sesudah berlari selama 2 menit : 10

detik

10. Setelah membiarkan bernapas lagi selama 40 detik tentukan berkali – kali

lama menahan napas sesudah inspirasi tunggal diselingi napas 40 detik

sampai o.p bernapas lagi dengan tenang seperti sebelum berlari : 22 detik, 25

detik, 29 detik

Pembahasan

Waktu yang dibutuhkan pada tahan nafas pada akhir inspirasi biasa (1) lebih panjang

dibandingkan dengan pada akhir ekspirasi biasa (2). Hal tersebut dikarenakan cadangan O2

paru pasca inspirasi lebih besar dibandingkan dengan pasca ekspirasi.

Pada akhir inspirasi tunggal kuat (3) lama tahan nafas menjadi jauh lebih panjang, karena

pada saat inspirasi tunggal kuat kapasitas paru menjadi maksimal. Sehingga, cadangan O2

paru menjadi lebih besar. Akibatnya, tahan napas menjadi lebih lama. Namun, pada akhir

ekspirasi tunggal kuat (4), terjadi pengosongan paru secara maksimal. Sehingga, cadangan O2

paru menjadi lebih sedikit. Sehingga, waktu tahan napas menjadi sangat kecil.

Proses menahan napas menjadi lebih lama apabila didahului dengan menghirup O2

(inspirasi). Pada akhir inspirasi tunggal kuat dari kantong O2 (6), waktu tahan napas menjadi

sangat panjang. Hal tersebut dikarenakan udara yang dihisap adalah O2 murni.

Akhir inspirasi tunggal pasca nafas dalam cepat selama 3 menit dengan pernafasan terakhir

berasal dari kantong O2 (7) adalah kondisi yang memiliki waktu tahan napas yang paling

lama. Hal tersebut dikarenakan, nafas cepat dalam membuat terakumulasinya cadangan O2

paru.

Pada inspirasi kuat dalam plastik berisi CO2 10% (8), waktu tahan napas yang dihasilkan

lebih sebentar dibandingkan pernapasan normal, hal ini dikarenakan bernapas dengan PCO2

tinggi, meningkatkan risiko PCO2 yang lebih tinggi.

Akhir inspirasi tunggal kuat pasca lari di tempat 2 menit (9) memiliki waktu breaking

point yang paling pendek. Pada akhir inspirasi tunggal kuat pasca lari di tempat selama 2

menit, di dalam paru telah terjadi penumpukan CO2 akibat dari kerja otot. Akibatnya terjadi

pemendekan breaking point pada akhir inspirasi tunggal. Apabila diberikan waktu kembali

untuk bernapas (10) maka kebutuhan O2 akan terpenuhi dan PCO2 dapat menurun sehingga

kemampuan menahan napas dapat kembali normal.

Kesimpulan:

Breaking Point yaitu saat seseorang tidak dapat menahan napas lagi. Hal ini dapat

disebabkan oleh Peningkatan pCO2 dan Penurunan pO2. Breaking point dipengaruhi oleh

beberapa faktor, diantaranya usia, jenis kelamin, kebiasaan, oto-otot respirasi. Disamping

itu, breaking point dapat diperpanjang dengan hiperventilasi, napas denagn O2 murni,

inspirasi dalam dan psikis.