Majalah Kedokteran Nusantara Volume 42 y No. 1 y Maret 2009 55
Pertahanan Saluran Nafas
Abdul Muluk
Departemen Anatomi Fakultas Kedokteran USU
Abstrak: Permukaan paru-paru sangat luas. Ukuran luas permukaan paru-paru sekitar 70–80 m2. Hal ini sama dengan luas lapangan tenis meja. Permukaan total paru-paru yang luas ini, yang hanya dipisahkan oleh membran tipis dari sistem sirkulasi, secara teoritis akan mengakibatkan seseorang mudah terserang oleh masuknya benda asing seperti debu, bakteri, dan virus, yang masuk bersama udara inspirasi. Pada kenyataannya, saluran respirasi bagian bawah dalam keadaan normal adalah steril. Hal ini terjadi karena Tuhan menciptakan berbagai mekanisme pertahanan saluran nafas yang mempertahankan sterilitas ini.
Kata kunci: pertahanan, saluran nafas, paru-paru
Abstract: Surface of the lung is very wide. The wide is about 70 – 80 m2
. It is the same as table tennis court wide. The wide of the lung, which is dissociated by flimsy membrane of system circulation, which theoretically, it will make some one to be easily attacked by foreign body such as dust, bacteria and virus, that enter with inspiration air. In fact, lower respiration in normally is sterile. It is happened because God create some mechanisms defense to maintain this sterility. Keywords: defense, airway, lung
PENDAHULUAN
Permukaan paru-paru sangat luas. Ukuran luas permukaan paru-paru sekitar 70– 80 m2
. Hal ini sama dengan luas lapangan tennis meja. Permukaan total paru-paru yang luas ini, yang hanya dipisahkan oleh membran tipis dari sistem sirkulasi, secara teoritis akan mengakibatkan seseorang mudah terserang oleh masuknya benda asing seperti debu, bakteri dan virus, yang masuk bersama udara inspirasi. 1,2
Saluran respirasi bagian bawah dalam keadaan normal adalah steril, karena ada beberapa hal yang mempertahankan sterilitas ini. Beberapa mekanisme pertahanan saluran nafas adalah karena bentuk anatomis saluran nafas itu sendiri.1,2
Rongga hidung
Rongga hidung yang kecil, yang luasnya hanya 0,3 cm2
setiap sisinya memberi sumbangan yang besar untuk pertahanan saluran nafas. Mukosa hidung memiliki 8
kelenjar serosa per mm2
permukaan saluran nafas dibanding 1 atau kurang di trakea dan saluran nafas bagian bawah. Rongga hidung kaya akan anastomosis arteri dan vena, sehingga dapat meningkatkan suhu udara inspirasi sebanyak 25ºC, antara hidung luar dengan nasopharing. Juga melindungi saluran nafas bagian bawah dari partikel-partikel dan gas berbahaya seperti ozone, sulfur dioksida dan formaldehyde 1
.
Rongga hidung terdiri dari 2 struktur yang berbeda, yaitu vestibulum dan fossa nasalis.
Vestibulum
Vestibulum merupakan bagian rongga hidung paling depan yang melebar. Permukaan dalam vestibulum mengandung kelenjar sebasea, kelenjar keringat dan vibrissae, yaitu rambut-rambut pendek dan tebal. Hal ini mengakibatkan penyaringan udara inspirasi dari partikel-partikel besar, bahkan serangga.3
Abdul Muluk Pertahanan Saluran Nafas
Majalah Kedokteran Nusantara Volume 42 y No. 1 y Maret 2009 56
Fossa nasalis
Fossa nasalis merupakan rongga hidung bagian belakang. Fossa nasalis terdiri dari 2 ruang cavernosa yang dipisahkan oleh tulang septum nasalis. Dinding lateral fossa nasalis ada yang menonjol ke dalam berbentuk seperti papan yang disebut concha. Ada 3 buah
concha, yaitu concha nasalis superior, media
dan inferior. Concha nasalis superior diliputi
oleh epitel olfactory khusus. Concha nasalis media dan inferior diliputi oleh epitel respirasi.3
Celah antara concha mengakibatkan penambahan luas permukaan yang mengandung epitel respirasi dan menimbulkan aliran udara yang turbulen. Hal ini menyebabkan bertambahnya kontak antara arus udara dan lapisan mukosa/epitel respirasi Sedangkan di dalam lamina propria concha terdapat banyak plexus venosus. Hal ini mengakibatkan udara inspirasi dihangatkan oleh plexus venosus, dilembabkan oleh lapisan mukosa dan disaring oleh aliran turbulen sebelum masuk ke saluran nafas bagian bawah.2,3
Aliran turbulen dapat menyaring udara inspirasi, karena udara yang mengalir melalui saluran hidung membentur banyak dinding penghalang, yaitu concha nasalis, septum, dan dinding pharing. Setiap kali udara membentur salah satu penghalang ini, maka udara harus merubah arah alirannya. Partikel yang tersuspensi di dalam udara, karena mempunyai massa dan momentum jauh lebih besar dari udara, tidak dapat mengubah arah perjalanannya secepat udara. Oleh karena itu partikel terus maju ke depan, sehingga membentur permukaan-permukaan penghalang ini2
. Melalui mekanisme ini, hampir tidak ada partikel yang berdiameter lebih besar dari 2-3 mikron memasuki paru-paru melalui hidung4
. Plexus venosus tampak seperti badan-badan bergelembung (corpus cavernous). Setiap 20–30 menit, corpus cavernous pada salah satu fossa nasalis penuh dengan darah, yang mengakibatkan peregangan mukosa concha, dan hal ini menyebabkan sedikit penyumbatan/penurunan aliran udara di sisi tersebut. Selama waktu ini, sebahagian besar udara berjalan melalui fossa nasalis sisi lainnya. Oklusi yang terjadi secara periodik ini mengurangi aliran udara, sehinga epitel respirasi dapat memperbaiki diri dari keausan.
Reaksi-reaksi alergi dapat menyebabkan pembesaran abnormal pada korpus kavernosum pada kedua fossa nasalis sampai mencapai 5 mm dan mengakibatkan gangguan aliran udara yang berat3
.
Manfaat pernafasan hidung begitu banyak, oleh karena itu, sangat dianjurkan bernafas melalui hidung. Hindarilah bernafas melalui mulut, karena dapat mengakibatkan berbagai macam penyakit.
Sel epitel saluran nafas
Sel epitel saluran nafas/sel epitel respirasi terdiri dari beberapa jenis sel. Jenis yang terbanyak adalah sel epitel bersilia. Tiap-tiap sel ini, memiliki 250 silia pada permukaan apikalnya. Sedangkan di bawah silia, selain badan basal, terdapat banyak mitokondria. Mitokondria ini akan menyediakan adenosin trifosfat (ATP) yang diperlukan untuk penggetaran silia. Sel selanjutnya yang paling banyak adalah sel goblet, yang menghasilkan tetesan mukus yang kaya akan polisakarida.
Sel goblet dapat berproliferasi dan berubah
menjadi sel bersilia. Sel lain adalah ‘brush cell’. Jumlah sel ini lebih 10% dari sel epitel yang ada. Sel ini memiliki banyak mikrovili yang terdapat pada permukaan apikalnya, tapi fungsinya belum diketahui. Sel basal mampu berkembang menjadi sel di atasnya5
.
Lapisan mukus dan kerja mukosiliaris
Semua permukaan saluran nafas dilapisi oleh lapisan tipis mukus yang disekresikan oleh membran mukosa sel goblet. Lapisan mukus pada saluran nafas mengandung faktor-faktor yang efektif sebagai pertahanan, yaitu immunoglobulin terutama IgA, PMNs, interferon dan antibodi spesifik. Gerakan silia menyapu/saluran nafas. Silia dan mukus menjebak debu dan kuman, kemudian memindahkannya ke pharing, karena silia bergetar ke arah pharing. Partikel asing dan mukus digerakkan dengan kecepatan 1 cm/menit sepanjang permukaan trakea ke pharing2
. Begitu juga benda asing di saluran hidung, dimobilisasi dengan cara yang sama ke pharing. Aktivitas silia bisa dihambat oleh berbagai zat yang berbahaya. Sebagai contoh, merokok sebatang sigaret dapat menghentikan gerakan silia untuk beberapa jam. Hal ini mengakibatkan perokok harus membatukkan mukus yang normalnya dibersihkan oleh silia6
Tinjauan Pustaka
Majalah Kedokteran Nusantara Volume 42 y No. 1 y Maret 2009 57 Refleks menelan
Tujuan refleks menelan adalah mencegah masuknya makanan atau cairan ke dalam trakea. Impuls motoris dari pusat menelan yang menuju ke faring dan bagian atas esophagus diantar oleh saraf kranial V, IX, X dan XII dan beberapa melalui saraf cervical. Menelan memiliki beberapa stadium, yaitu stadium volunter, faringeal dan oesofageal.2
Pada stadium volunter, benda ditekan atau didorong ke bagian belakang mulut oleh tekanan lidah ke atas dan belakang terhadap palatum, sehingga lidah memaksa benda ke pharing.2
Pada stadium faringeal, palatum mole didorong ke atas untuk menutup nares posterior, sehingga mencegah makanan balik ke rongga hidung. Lipatan palatofaringeal saling mendorong ke arah tengah, kemudian pita suara laring berdekatan dan epiglottis mengayun ke belakang, sehingga mencegah makanan masuk ke trakea. Laring didorong ke atas dan depan oleh otot-otot yang melekat pada os hyoid. Gerak ini meregangkan/ melemaskan pintu oesofagus, maka masuklah makanan ke sphincter faringoesofageal, kemudian otot konstriktor pharing superior berkontraksi menimbulkan gelombang peristaltik oesophagus.2,6
Stadium faringeal terjadi terjadi kurang dari 1 atau 2 detik, sehingga menghentikan nafas selama waktu ini, karena pusat menelan menghambat pusat pernafasan dalam medulla oblongata.
2
Pada stadium oesofageal, gelombang peristaltik berjalan dalam waktu 5–10 detik. Tetapi pada orang yang berada dalam posisi berdiri, waktunya akan lebih cepat, yaitu 4–8 detik, karena pengaruh gravitasi2
.
Refleks muntah
Tujuan refleks muntah adalah mencegah masuknya makanan atau cairan ke dalam trakea. Muntah dapat disebabkan oleh rangsangan pada saluran cerna. Impuls motorik diantar oleh nervus V, VII, X, dan XII ke saluran cerna bagian atas dan melalui saraf spinal ke diafragma dan otot abdomen. Muntah terjadi karena perangsangan pada pusat muntah, sehingga terjadi efek: bernafas dalam, mengangkat os hiod dan laring untuk mendorong sfingter krikooesofageal terbuka, menutup glottis dan mengangkat palatum
mole untuk menutup nares posterior. Berikutnya timbul kontraksi kuat yang menuju ke bawah, ke semua otot abdomen sehingga memeras lambung, dan mengakibatkan tekanan intragastrik yang tinggi. Akhirnya sfingter gastrooesofageal relaksasi, memungkinkan pengeluaran isi lambung ke atas melalui oesofagus2
.
Refleks batuk
Merupakan mekanisme lain yang lebih kuat untuk mendorong sekresi ke atas sehingga dapat ditelan atau dikeluarkan.
Bronkus dan trakea sangat peka dengan benda asing ataupun iritasi lain, sehingga bisa menimbulkan refleks batuk. Laring dan karina sangat peka. Bronkiolus terminalis dan alveolus terutama peka terhadap rangsang kimia korosif seperti gas sulfur dioksida dan klor. Impuls aferen dari saluran pernafasan terutama berjalan melalui nervus vagus ke medulla oblongata. Di sana suatu rangkaian otomatis digerakkan oleh sirkuit neuron medulla oblongata, sehingga menyebabkan efek-efek sebagai berikut:
• Mula-mula 2,5 liter udara dihirup.
• Kemudian epiglottis menutup, dan pita
suara menutup dengan erat-erat untuk menjerat udara di dalam paru-paru.
• Otot perut berkontraksi dengan kuat, yang
mendorong diafragma, begitu juga otot ekspirasi berkontraksi kuat, sehingga tekanan di dalam paru-paru meningkat menjadi setinggi 100 mm Hg atau lebih.
• Pita suara dan epiglottis tiba-tiba terbuka
lebar sehingga udara bertekanan tinggi di dalam paru-paru ‘meletus’ ke luar. Kecepatan udara ini bisa 75–100 mil/jam. Udara yang mengalir cepat ini akan membawa serta benda asing apapun yang ada di dalam bronkus dan trakea2
.
Abdul Muluk Pertahanan Saluran Nafas
Majalah Kedokteran Nusantara Volume 42 y No. 1 y Maret 2009 58
nafas, contoh pada penyakit kistik fibrotik. Batuk yang efektif dapat membantu membersihkan jalan nafas pasien, mempertahankan fungsi paru, dan memberi kualitas hidup yang lebih baik7
.
Refleks bersin
Refleks bersin mirif dengan refleks batuk, hanya refleks bersin tejadi di saluran hidung, bukan pada saluran nafas bagian bawah. Rangsang yang memulai refleks bersin adalah iritasi pada saluran hidung, impuls aferennya berjalan di dalam saraf maksilaris ke medulla oblongata dimana refleks ini digerakkan. Terjadi serangkaian reaksi yang mirip dengan yang terjadi pada refleks batuk, di sini uvula tertekan sehingga sejumlah besar udara mengalir dengan cepat melalui hidung dan mulut, sehingga membersihkan saluran hidung dari benda asing.
Makrofag alveolar
Merupakan pertahanan yang paling akhir dan paling penting terhadap invasi benda asing ke dalam paru-paru. Partikel-partikel kecil yang berdiameter kurang 0,5 mikron bisa masuk ke alveolus contoh asap rokok yang berdiameter kira-kira 0,3 mikron. Walaupun biasanya 2/3 dikeluarkan kembali bersama-sama udara ekspirasi. Tetapi sisanya akan dikeluarkan oleh makrofag alveolar2
.
Makrofag alveolar merupakan sel fagositik dengan ciri-ciri khas dapat bermigrasi dan mempunyai sifat enzimatik. Sel ini bergerak bebas pada permukaan alveolus dan bisa meliputi serta menelan benda asing/ mikroba. Setelah meliputi partikel mikroba,
maka enzim litik yang terdapat dalam makrofag akan membunuh dan mencernakan mikroorganisme tersebut tanpa menimbulkan reaksi peradangan yang nyata. Partikel benda asing ini pun kemudian ditranspor oleh makrofag ke pembuluh lymfe atau ke bronkiolus, dimana mereka dibuang oleh kerja mucus dan silia.
DAFTAR PUSTAKA
1. Godfrey Richard. The nose and the lower airways, Lancet. 1994 Apr 23;343 (8904):991-2.
2. Guyton Arthur C dan Hall John E. Textbook of medical physiology, W B Saunders Co, Eleventh edition, 2006:478-80.
3. Werner Kahle dkk. Atlas Berwarna dan Teks Anatomi Manusia; Alat-alat Dalam, Jilid 2, Hipokrates, 1998:107-15.
4. Nicod, Laurent P. Pulmonary defense mechanisms, Respiration, 1999:66:2-11
5. Hasleton P.S. & Curry A. Anatomy of the
lung. In: Spencer's Pathology of the Lung, 5th edn, New York.: McGraw-Hill, 1996: 1–40 (ed. P.S. Hasleton).
6. Ganong William F. Review of Medical Physiology, Twenty first edition, McGraw-Hill, 2003: 468-80
