MEKANISME FISIOLOGI PARU

BAB I

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Anatomi adalah ilmu yang mempelajari struktur tubuh manusia. Struktur tubuh manusia sangat penting untuk diketahui karena hal ini akan berhubungan dengan sesuatu yang terjadi pada tubuh. Dalam struktur tubuh  manusia terdapat beberapa system, salah satunya  adalah system respirasi/pernafasan. Organ yang berperan penting dalam proses respirasi adalah paru – paru/pulmo. System respirasi terdiri dari hidung/nasal, faring, laring, trakea, brokus, bronkiolus, dan alveolus.

Respirasi  adalah pertukaran antara O2 dan CO2 dalam paru-paru, tepatnya dalam alveolus. Pernapasan sangat penting bagi kelanjutan hidup manusia. Apabila  seseorang tidak bernafas dalam beberapa saat, maka orang tersebut akan kekurangan oksigen (O2), hal ini dapat mengkibatkan orang tersebut kehilangan nyawanya. Dalam makalah ini penulis akan membahas system pernafasan termasuk anatomi system pernafasan, proses inspirasi dan proses ekspirasi.

Tujuan

Mengetahui proses pernafasan secara inspirasi.

Mengetahui proses pernafasan secara ekspirasi.

Peran surfaktan dalam menjaga stabilitas patu-paru.

Rumusan masalah

Apa yang dimaksud dengan hal-hal dibawah ini dan berapa besarnya? :

- Tidal volume

- Residual volume

- Vital capacity

- Inspiratory capacity

- Functional residual capacity

- Total lung capacity

- Forced vital capacity

- Forced expiratory volume

BAB II

PEMBAHASAN

SISTEM RESPIRASI MANUSIA

Pulmo (Paru – paru) adalah organ manusia  yang berperan penting dalam system respirasi, berbentuk kerucut dan berada di rongga torax, serta dilapisi oleh 2 membran yaitu membran viseral dan membran parietal. Pulmo  terbagi menjadi pulmo dextra (kanan) dan pulmo sinistra (kiri).

• Pulmo Dextra

pulmo dextra terdiri dari 3 lobus, yaitu :

a)    Lobus superior
b)    Lobus madius
c)    Lobus inferior

Lobus superior dengan lobus  medius dipisahkan oleh fissura horizontalis, sedangkan yang memisahkan lobus superior dan lobus medius dengan lobus inferior adalah fissura obliqua. Pada hilus paru kanan terdapat struktur – struktur dibawah ini:

a)    Bronkus pinsipalis dan cabang lobus superior disebelah belakang atas hilus
b)    Arteri pulmonalis disebelah depan atas hilus
c)    Arteri bronkialis
d)    Noduli limpatici bronkopulmonalis

• Pulmo Sinistra

Pulmo sinistra terdiri dari 2 lobus, yaitu:

a)    Lobus superior
b)    Lobus inferior

Lobus superior dan lobus inferior dipisahkan oleh fissura obliqua. Pada hilus kiri terdapat struktur – struktur :

a)    2 bronkus lobaris di sebelah belakang hilus
b)    Arteri pulmonalis disebelah atas hilus
c)    2 vena pulmonalis disebelah depan dan bawah hilus
d)    Arteri bronkialis
e)    Noduli lympatici bronkopulmonalis

Setiap pulmo mendapat suplai darah dari satu arteri pulmonalis (langsung dari ventrikel kanan) yang kemudian bercabang menjadi arteri lobaris dan arteri segmentalis untuk memperdarahi masing – masing lobus dan segmen. Pembuluh darah balik melalui 2 vena pulmonalis dan masuk ke atrium kiri,serta di persyarafi oleh nervous vagus dan trunkus simpatikus.

Pulmo dilapisi oleh membrane tipis dan transparan yang disebut pleura. Pleura mempunyai 2 lapisan yaitu lapisan visceral di bagian dalam dan lapisan parietal di bagian luar. Pleura visceral benar – benar dekat denganorgan paru sedangkan pleura prietalis menutupi permukaan dalam dinding dada. Kedua lapisan ini melanjutkan diri ke hilus paru. Diantara kedua lapisan ini terdapat ruang yang normalnya berisi cairan sebagai pelumas, agar kedua lapisan tersebut bisa bergerak dengan mudah. Bila terdapat banyak cairan di rongga pleura disebut efusi pleura. Hal ini merupakan suatu hal patologis, bila cairan berupa pus (nanah) disebut empiema. Jika rongga pleura berisi udara misalnya akibat tertusuk benda tajam, keadaan ini disebut pneumotorax.

Sistem respirasi manusia terdiri dari bagian superior dan bagian inferior. Bagian superior yaitu hidung dan faring, sedangkan bagian inferior yaitu laring, trakea, bronkus dan alveolus.

System respirasi bagian atas:

Hidung/nasal

nasal berfungsi sebagai saluran untuk udara mengalir ke dan dari paru-paru,  sebagai penyaring kotoran dan melembabkan serta menghangatkan udara yang dihirup ke dalam paru-paru. Nasal terdiri atas bagian eksternal dan internal. Bagian eksternal menonjol dari wajah dan disangga oleh tulang hidung dan kartilago, dilindungi otot – otot dan kulit, serta dilapisi oleh membrane mukosa. Nasal  eksternal berbentuk piramid dengan bagian – bagiannya dari atas ke bawah :

1. Pangkal hidung (bridge)
2. Dorsum nasi
3. Puncak hidung
4. Ala nasi
5. Kolumela
6. Lubang hidung (nares anterior)

Batas atas nasal eksternal melekat pada os frontal sebagai radiks (akar), antara radiks sampai apeks (puncak) disebut dorsum nasi.

Lubang yang terdapat pada bagian inferior disebut nares, yang dibatasi oleh :

• Superior  :  os frontal, os nasal, os maksila
• Inferior  : kartilago septi nasi, kartilago nasi lateralis, kartilago alaris mayor dan kartilago alaris minor

Bagian nasal internal  adalah rongga berlorong yang dipisahkan menjadi rongga hidung kanan dan kiri oleh pembagi vertikal yang sempit, yang disebut septum. Nasal internal terletak pada inferior tulang tengkorak  dan daerah superior bagian mulut. Nasal internal bagian anterior bergabung dengan nasal eksternal , sedangkan bagian posterior nasal berhubungan dengan faring. Pada anterior ronga nasal bagian dalam disebut vestibulum yang di lapisi oleh sel submukosa sebagai proteksi. Dinding samping bagian dalam dibentuk oleh etmoid, maxillae, lacrimal, palatine, dan tulang konka nasal inferior.

Faring

Faring terletak antara internal nares sampai kartilago krikoid dan memiliki panjang kurang kebih 13 cm dan berfungsi sebagai saluran respirasi dan saluran pencernaan. Faring terdiri dari:

• Nasofaring adalah faring yang berbatasan dengan rongga hidung. Nasofaring mempunyai 4 saluran (2 saluran ke internal nares dan 2 saluran ke tuba eustachius). Nasofaring adalah tempat bertukarnya partikel udara melalui tuba eustachius untuk  keseimbangan tekanan udara faring dan telinga tengah.
• Orofaring adalah faring yang  berbatasan dengan mulut. Terletak dibelakang rongga mulut dekat soft palate.
• Laringofaring  adalah faring yang berbatasan dengan laring. Letaknya dimulai dari hyo id bone ke esophagus dan laring.

System respirasi bagian bawah:

Laring

Laring sering disebut sebagai kotak suara. Laring menghubungkan laringofaring dengan trakea. Terletak pada cervical ke 4 – 6. Dindingnya terdiri dari 9 kartilago yaitu:

·         3 kartilago tunggal yaitu:

a)    kartilago tyroid : kartilago terbesar pada trakea, sebagian dari kartilago ini membentuk jakun (Adam’s apple)

b)    kartilago epiglottis : daun katup kartilago yang menutupi ostium ke arah laring selama menelan

c)    dan kartilago cricoid. : satu-satunya cincin kartilago yang komplit dalam laring (terletak di bawah kartilago tiroid)

·         3 kartilago berpasangan yaitu:

a)    kartilago arytenoids : berperan penting dalam menghasilkan suara karena mengandung pita suara.

b)    kartilago cuneiform

c)    kartilago corniculate.

Trakea

Trakea merupakan tuba yang lentur dengan panjang sekitar 10 cm dan lebar sekitar 2,5 cm, terdiri dari otot polos dan cincin kartilago berbentuk C. Pada bagian belakang terdiri dari 16 – 20 tulang rawan.  Trakea terletak dibagian depan esophagus, dari laring sampai ke ICS V, dimulai dari bawah kartilago cricoid kebawah sampai pada sudut pertemuan manubrium sterni dan corpus sterni. Disini trakea membagi dua menjadi bronkus primer (bronkus principalis), sedangkan titik percabangannya disebut carina.

Bronkus

Bronkus merupakan percabangan dari trakea. Terletak pada ICS ke V dan terbagi menjadi bronkus primary kanan dan bronkus primary kiri oleh carina (bagian yang sensitif dan reflek batuk). Bronkus primary kanan terdiri dari 3 bronkus sekunder (superior, medial, inferior). Sedangkan bronkus primary kiri terdiri dari 2 bronkus sekunder (superior dan inferior). Bronkus sekunder ini bercabang lagi menjadi bronkus tertiary yang mempunyai 10 cabang. Cabang bronkus tertiary ini disebut bronkus terminalis, dan bercabang – cabang lagi menjadi bronkiolus. Bronkiolus bercabang semakin kecil menjaid ductus alveolus dan akhirnya berakhir di alveolus.

Alveolus

Alveolus merupakan suatu kantong udara dengan dinding yang tipis, disini terjadi pertukaran antara O2 dan CO2 secara difusi melalui alveolar dan dinding kapiler. Alveolus berada dalam alveoli yang dilapisi oleh epitel squamosa.  Didalam alveoli terdapat cairan alveolar yang di sebut surfaktan. Dinding alveoli terdiri dari 2 tipe sel epitel alveolar, yaitu:

• Tipe I : sel epitel simple squamosa sebagai pusat petukaran gas
• Tipe II : sel septal yang terdiri dari mukrofili dan secret alveolar untuk menjaga permukaan antara sel dan udara tetap lembab.

PROSES INSPIRASI DAN EKSPIRASI

Masuk dan keluarnya udara dari atmosfir ke dalam paru-paru dimungkinkan oleh proses inspirasi dan proses ekspirasi. Proses ini terjadi 12 – 16 kali permenit. Proses inspirasi dan ekspirasi kuat secara normal akan terjadi ketika kerja/olahraga, batuk, muntah, defekasi dan melahirkan. Proses  pernafasan  sebagai berikut:

Proses inspirasi (inhalasi)

Inspirasi (inhalasi) adalah proses masuknya O2 dari atmosfir & CO2 ke dalam jalan nafas. Proses ini disebut proses aktif karena otot – otot berkontraksi.  Otot – otot yang berperan dalam proses inspirasi adalah diafragma dan muskulus interkostalis eksternus, dengan dibantu oleh otot scalenus dan otot sternocleidomastoideus.

Berikut adalah proses inspirasi:

·         difragma dan muskulus interkontalis  eksterna berkontraksi

·         kubah difragma turun

·         Ruang dalam dada membesar

·         Muskulus interkostalis eksterna menarik dinding dada agak keluar

·         Tekanan dalam rongga dada lebih rendah dari tekanan udara luar

·         Udara masuk ke paru – paru

Proses Ekspirasi(exhalasi)

Ekspirasi (exhalasi) adalah keluarnya CO2 dari paru ke atmosfir melalui jalan nafas. Proses ini disebut proses pasif karena otot – otot berelaksasi. Otot – otot yang berperan dalam proses inspirasi adalah diafragma dan muskulus interkostalis eksternus, dengan dibantu oleh muskulus interkostalis interna dan rextus abdominis.

Berikut adalah proses ekspirasi:

·         difragma dan muskulus interkontalis  eksterna berelaksasi

·         tekanan rongga torax menurun

·         dinding torax  masuk ke dalam

·         udara keluar dari paru-paru

SURFAKTAN PARU DAN PERANANNYA

Pada pleura, terdapat cairan intrapleura yang memiliki kohesivitas tinggi sehingga bersifat mengembangkan paru dan menyatukan paru dengan rongga dada. Hal yang serupa terjadi apabila terdapat molekul air di paru. Gaya-gaya kohesif antara molekul-molekul air sedemikian kuatnya, sehingga apabila alveolus hanya dilapisi oleh air, tegangan permukaan akan menjadi besar, dan paru akan kolaps. Gaya recoil yang ditimbulkan oleh serat-serat elastin dan tingginya tegangan permukaan akan mengalahkan gaya regang yang ditimbulkan oleh gradien tekanan transmural (gradien tekanan antara udara bebas-kavum intrapleura-intrapulmonal). Selain itu, compliance paru menjadi sangat rendah, sehingga diperlukan kerja otot yang melelahkan untuk meregangkan dan mengembangkan alveolus.

Besarnya tegangan permukaan yang ditimbulkan oleh air murni dalam keadaan normal dilawan oleh surfaktan paru yang disekresikan oleh sel-sel alveolus Tipe II. Surfaktan paru terselip diantara molekul-molekul air dalam cairan yang melapisi alveolus akan menurunkan tegangan permukaan alveolus karena gaya kohesif antara sebuah molekul air dengan sebuah molekul surfaktan sangat rendah. Dengan menurunkan tegangan permukaan alveolus, surfaktan paru memberi kedua keuntungan penting:
- meningkatkan compliance paru, sehingga mengurangi kerja yang dibutuhkan untuk mengembangkan paru.
- menurunkan kecendrungan paru untuk menciut, sehingga paru tidak mudah kolaps. Hal ini penting untuk menjaga stabilitas paru.

Di lain hal, pembagian paru yang berisi banyak kantung udara memberikan keuntungan berupa peningkatan luas permukaan yang tersedia untuk pertukaran gas, tetapi hal ini juga menimbulkan masalah pemeliharaan stabilitas semua alveolus tersebut. Sebabnya, tekanan yang dihasilkan tegangan permukaan alveolus memiliki arah ke dalam dan memeras udara yang terdapat di dalam alveolus. Apabila alveolus dipandang sebagai gelembung sferis, menurut hukum LaPlace, kekuatan tekanan ke arah dalam menyebabkan kolapsnya alveolus tersebut berbanding lurus dengan tegangan permukaan dan berbanding terbalik dengan jari-jari gelembung.

Karena tekanan ke arah dalam berbanding terbalik dengan jari-jari, semakin kecil alveolus, semakin kecil jari-jarinya dan semakin besar kecendrungan alveolus tersebut untuk kolaps pada ketegangan tertentu. Dengan demikian, apabila dua alveolus yang ukurannya berbeda tetapi tegangan permukaannya sama berhubungan dengan saluran pernafasan yang sama, alveolus yang lebih kecil memiliki kecendrungan kolaps dan mengalirkannya ke alveolus yang lebih besar. Namun, alveolus kecil dalam keadaan normal tidak kolaps dan meniupkan udaranya ke alveolus besar, karena surfaktan paru lebih mengurangi tegangan permukaan pada alveolus kecil dibanding yang besar. Hal ini disebabkan karena molekul-molekul surfaktan lebih berdekatan satu sama lain pada alveolus kecil. Jika molekul surfaktan semakin menyebar, semakin rendah pula efeknya terhadap tegangan permukaan.

Faktor lain yang mampu mempengaruhi stabilitas alveolus adalah interdependensi alveolus yang berdekatan. Setiap alveolus dikelilingi oleh alveolus lain yang berhubungan melalui jaringan ikat. Jika sebuah alveolus mulai kolaps, alveolus di sekitarnya akan teregang karena dinding mereka tertarik ke arah alveolus yang kolaps tersebut. Akibatnya, alveolus-alveolus itu menahan regangan yang terjadi sehingga menahan kondisi alveolus kolaps dengan menjaganya tetap terbuka.

VOLUME DAN KAPASITAS PARU-PARU

Spirometer adalah salah satu metode sederhana yang dapat digunakan untuk mempelajari ventilasi paru, yaitu dengan mencatat volume udara yang masuk dan keluar paru. Spirometer terdiri dari sebuah drum yang dibalikkan di atas bak air dan diimbangi oleh suatu beban. Di dalam drum terdapat gas untuk bernafas, biasanya udara atau oksigen. Terdapat sebuah pipa yang menghubungkan mulut dengan ruang gas. Bila seseorang bernafas melalui pipa tersebut, drum akan naik turun dan terjadi perekaman yang sesuai pada gulungan kertas yang berputar.

Volume Paru

Volume Tidal (VT) adalah volume udara yang diinspirasi atau diekspirasi setiap kali bernafas normal, sebesar kira-kira 500 mililiter.

Volume cadangan inspirasi (IRV) adalah volume udara ekstra yang dapat diinspirasi setelah dan di atas volume tidal normal bila dilakukan inspirasi kuat dengan kontraksi maksimal dari diafragma, m. intercostalis externi, dan otot inspirasi aksesori, biasanya mencapai 3000 mililiter.

Volume cadangan ekspirasi (ERV) adalah volume udara ekstra maksimal yang dapat diekspresi melalui ekspirasi kuat pada akhir ekspirasi tidak normal, jumlah normalnya adalah sekitar 1100 mililiter.

Volume residu (RV) yaitu volume udara yang masih tetap berada di paru setelah ekspirasi paling kuat, volume ini besarnya kira-kira 1200 mililiter. Volume residu tidak dapat diukur dengan spirometer karena volume udaranya tidak masuk maupun keluar dari patu.

Kapasitas Paru

Kapasitas inspirasi (IC) sama dengan volume tidal ditambah volume cadangan inspirasi. Ini adalah jumlah udara (kira-kira) 3500 mililiter yang dapat dihirup oleh seseorang, dimulai pada tingkat ekspirasi normal dan pengembangan paru sampai jumlah maksimum.

Kapasitas residu fungsional (FRC) sama dengan volume cadangan ekspirasi ditambah volume residu. Ini adalah jumlah udara yang tersisa dalam paru pada akhir ekspirasi normal (kira-kira 2300 mililiter).

Kapasitas paru total (TLC) adalah volume maksimum yang dapat mengembangkan paru sebesar mungkin dengan inspirasi sekuat mungkin (kira-kira 5800 mililiter), jumlah ini sama dengan kapasitas cital ditambah volume residu.

Kapasitas vital (KV) yaitu penambahan volume tidal, volume cadangan inspirasi dan volume cadangan ekspirasi. Nilai rata-ratanya adalah 4500 mililiter.

BAB III

PENUTUP

KESIMPULAN

Pernafasan adalah O2 dan CO2 dalam paru-paru, tepatnya dalam alveolus. Pernafasan sangat penting bagi kelanjutan hidup manusia.

Dalam saluran pernafasan atas terdiri dari:

• Hidung
• Faring

Sedangkan dalam saluran pernafasan bawah terdiri dari:

• Laring
• Dan trachea

• Bronchus
• Bronkiolus
• Alveolus

SARAN

System – system dalam tubuh manusia sangatlah penting, khususnya system pernafasan. Maka dari itu jagalah dan lindungi sebaik mungkin organ – organ yang ada dalam tubuh kita sendiri, agar kita tetap sehat dan tidak rentan terhadap penyakit.

DAFTAR PUSTAKA

Syaifuddin.1997.Anatomi Fisiologi untuk Siswa Perawat. Jakarta:EGC.

http://blog.Ilmukeperawatan.com.

Bagian Fisiologi Fakultas Kedokteran Usakti.2010.Buku Penuntun Kuliah Fisiologi.Jakarta:Fakultas Kedokteran Usakti.

Guyton AC, Hall JE. Buku ajar fisiolodi kedokteran. 11th ed. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2008.

Tortora GJ, Derrickson B. 2009. Principles of Anatomy and Physiologi, 12th. Hoboken: John Wiley and Sons inc. USA

Ganong, WF. 2001. Review of Medical Physiology, 20th ed. California: Lange Medical Publication.