SISTEM RESPIRASI. Oleh. Rismawati Pangestika, S.Si, M.P.H. PROGRAM STUDI KESEHATAN MASYARAKAT, FAKULTAS ILMU-ILMU KESEHATAN, UHAMKA

SISTEM RESPIRASI

Oleh

Pokok Bahasan

• Definisi

• Anatomi Sistem Respirasi

• Fisiologi Sistem Respirasi

• Mekanisme Respirasi

DEFINISI

Respirasi atau Pernapasan

Suatu proses mulai dari

pengambilan oksigen, pengeluaran

karbondioksida hingga penggunaan

energi di dalam tubuh.

Manusia dalam

bernapas menghirup

oksigen dalam udara

bebas dan

membuang karbon

dioksida ke

lingkungan.

Sistem Respirasi

Anatomi

• Dinding dada

• Otot Pernapasan

• Sistem saraf

• Saluran Napas Atas &

Bawah

• Paru

Fisiologi

• Pertukaran oksigen &

karbondioksida

• Keseimbangan buffer

asam-basa

• Proses fonasi

(bersuara)

Sistem Respirasi

Zona Konduksi

• Ruang rugi anatomi

• Tidak ambil bagian

dalam proses pertukaran

gas

• Terdiri dari → hidung,

laring, trakea, bronkus &

sebagian bronkiolus

Zona Respirasi

• Mengandung alveolus

• Terlibat pada proses

ANATOMI

ANATOMI SISTEM RESPIRASI

Hidung (Cavum Nasi /

Cavum Nasalis)

• Tersusun atas tulang keras & tulang rawan hialin, jaringan ikat fibrosa

• Terdapat epitel silindris bersilia, kelenjar sebasea, rambut

• Lamina propria pada mukosa hidung banyak mengandung pleksus pembuluh

darah

• Fungsi → saluran udara, penyaring udara, menghangatkan udara, membunuh

kuman yang masuk

Indra Penciuman

• Mengandung epitel olfaktoria

Sinus Paranasal

• Rongga berisi udara pada tulang kranial yang berhubungan dengan rongga hidung

• Ada 4 sinus → maksilaris, frontalis, etmoidalis dan sfenoidalis

Faring (Tenggorokan)

• Lanjutan posterior dari rongga mulut

• Ada 3 rongga → nasofaring (saluran pernapasan), orofaring (saluran pencernaan)

dan laringofaring

ANATOMI SISTEM RESPIRASI

ANATOMI SISTEM RESPIRASI

Laring (Pangkal Tenggorokan)

• Organ berongga → p = 42 mm ; d = 40 mm • Terletak antara faring & trakea

• Dinding tersusun tulang rawan tiroid dan krikoid

• Fungsi → membentuk suara & menutup trakea pada saat menelan (epiglotis)

• Ada 2 lipatan mukosa → pita suara palsu (lipat vestibular) dan pita suara (lipat suara) • Celah diantara pita suara → rima glotis

Trakea (Batang Tenggorokan) • Tersusun atas 16-20 cincin tulang rawan

• Struktur : tulang rawan, epitel bersilia, jaringan limfoid & kelenjar

Bronchus (Cabang Batang Tenggorokan)

• Cabang utama trakea → bronki primer atau bronki utama

• Bercabang menjadi → bronki lobar, bronki segmental & bronki subsegmental

Bronchiolus • Cabang ke 12-15 bronkus, tidak mengandung tulang rawan, tidak mengandung kelenjar_submucosa

ANATOMI SISTEM RESPIRASI

Duktus alveolaris • Lanjutan dari bronkiolus. Banyak mengandung alveoli. • Tempat alveoli bermuara

Alveolus

• Kantong berdinding sangat tipis pada bronkioli terminalis.

• Tempat terjadinya pertukaran oksigen dan karbondioksida antara darah dan udara yang dihirup. • Jumlahnya 200 - 500 juta.

• Bentuknya bulat poligonal, septa antar alveoli disokong oleh serat kolagen, dan elastis halus

• Sel alveolar besar menghasilkan surfaktan pulmonar, fungsinya untuk mengurangi kolaps alveoli pada akhir ekspirasi.

Paru-paru

• Treletak 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 → paru-paru kanan (pulmo dekster) yang terdiri atas 3 lobus dan paru-paru kiri (pulmo sinister) yang terdiri atas 2 lobus.

Pleura

• Membran serosa pembungkus paru.

• Jaringan tipis mengandung serat elastin, fibroblas, kolagen.

• Yang melekat pada paru disebut pleura viseral, yang melekat pada dinding toraks disebut pleura parietal. • Ciri khas mengandung banyak kapiler dan pembuluh limfe.

FISIOLOGI

Fisiologi Sistem Respirasi

Ventilasi

• Proses Masuk & keluarnya udara melalui saluran napas ke dalam paru-paru meliputi inspirasi & ekspirasi

Difusi

• Perpindahan molekul gas secara pasif dari area dengan tekanan parsial tinggi ke area dengan dengan tekanan parsial rendah sampai kedua area memiliki tekanan parsial sama

Perfusi

• Distribusi darah yang telah teroksigenasi di dalam tubuh paru-paru untuk diedarkan ke seluruh tubuh

Fisiologi Ventilasi Paru-Paru

Tekanan Pleura

• Tekanan cairan dalam ruang sempit antara pleura paru dan pleura dinding dada (sekitar -5 cm sampai -7,5 cm H2O

Tekanan Alveolus

• Tekanan udara di dalam alveoli paru

• Ketika glottis terbuka (tidak ada pertukaran udara), tekanan = atmosfer → 0 cm H2O.

• Pada saat udara masuk, tekanan alveoli sekitar -1 cm H2O dapat menarik sekitar 0,5 L udara ke dalam paru-paru selama 2 detik.

Tekanan Transpulmonal

• Perbedaan antara tekanan alveoli dan tekanan pada permukaan luar paru, dan ini adalah nilai daya elastis dalam paru yang cenderung mengempiskan paru pada setiap pernafasan, yang disebut tekanan daya lenting paru

Regulasi Aktivitas Respirasi

Pengendalian kimia

CO2 → melalui konsentrasi H+ di LCS (Liquor Cerebrospinalis) dan cairan interstitial otak O2 dan H+ → melalui kemoreseptor perifer (glomus karotikum & glomus aortikum)

Pengendalian non-kimia

Aferen nervus vagus dari reseptor di saluran pernafasan dan paru

Aferen dari pons, hipothalamus dan sistem limbik

Aferen dari proprioseptor

Aferen dari baroreseptor: arteri, atrium, ventrikel, pulmonal

Kontrol Respirasi

Mekanisme

• Sistem Volunter →berasal dari korteks serebral,

mengendalikan pernapasan saat melakukan

aktivitas seperti berbicara dan makan

• Sistem Involunter → terletak di bagian medula

dan batang otak, mengatur respirasi sesuai

Kontrol Respirasi

(Kendali Saraf)

Pusat Respiratorik Medular

Neuron

Inspirasi

Terletak dalam Medula Dorsal (DRG) Berujung pada otot inspirasi

Neuron

Ekspirasi

Terletak dalam Medula ventral (VRG) Berujung pada otot intercostal internal dan abdominal

Pusat Respirasi Batang Otak

(Pons)

Pusat

Pneumotaksis

Membatasi durasi inspirasi, meningkatkan frekuensi respirasi Pernapasan dangkal dan cepat

Pusat

Apneustik

Mengirim impuls stimulasi ke area inspirasi Mengaktifkan dan memperpanjang inhalasi

Kontrol Respirasi

(Kendali Saraf)

•Reseptor peregang dalam otot polos paru-paru

•Mengirim impuls penghambat sepanjang serabut vagus aferen menuju neuron inspirasi medular

•Mencegah overinflasi paru-paru saat olahraga berat

Refleks inflasi (Refleks

Hering-Breuer, refleks vagal)

•Berkas otot dalam otot respirasi •Memantau panjang serabut otot

•Pemendekan serabut → medula spinalis → memperbesar kontraksi

Refleks spinal

•Reseptor pernapasan bagian atas •Asap, uap, debu

•Mengakibatkan batuk dan bersin

Iritasi

•Sistem saraf pusat dari persendian dan tendon •Membantu mengatur respirasi saat berolahraga

Kontrol Respirasi

(Kendali Kimiawi)

Kemoreseptor → mendeteksi perubahan kadar oksigen, karbon

dioksida, dan ion hidrogen dalam darah arteri dan cairan serebrospinalis

Kemoreseptor Sentral

• Neuron yang terletak di permukaan ventral lateral medula

• Peningkatan kadar CO2 dalam darah arteri → peningkatan frekuensi dan kedalaman respirasi

Kemoreseptor Perifer

• Terletak di badan aorta dan karotid pada sistem arteri

• Merespon perubahan konsentrasi oksigen dalam darah

• Badan aorta merespon pada oksigen yang terikat pada hemoglobin, karotid merespon pada

oksigen terlarut dalam plasma

Transport Gas melalui Darah

(Transport Oksigen)

97% oksigen dalam darah

berikatan dengan hemoglobin, 3%

sisanya larut dalam plasma

1 molekul hemoglobin mengikat 4

molekul oksigen dan bersifat

reversible → oksihemoglobin

Kejenuhan oksigen darah → rasio

antara volume oksigen aktual

yang terikat pada hemoglobin dan

kapasitas oksigen

Kejenuhan oksigen dibatasi oleh

jumlah hemoglobin atau PO2

Kejenuhan Oksigen

=

𝑘𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑂2

Reaksi Hemoglobin dan Oksigen

❑ Hemoglobin adalah protein yang dibentuk dari empat sub unit, masing-masing mengandung

gugus heme yang melekat pada sebuah rantai polipeptida.

❑ Pada seorang dewasa normal, sebagian besar hemoglobin mengandung dua rantai α dan dua

rantai β.

❑ Heme adalah kompleks yang dibentuk dari suatu porfirin dan satu atom besi fero.

❑ Masing-masing dari keempat atom besi dapat mengikat satu molekul O2 secara reversibel.

Atom besi tetap berada dalam bentuk fero, sehingga reaksi pengikatan O2 merupakan suatu

reaksi oksigenasi, bukan reaksi oksidasi.

❑ Reaksi pengikatan hemoglobin dengan O2 lazim ditulis sebagai Hb + O2 ↔ HbO2 . Karena

setiap molekul hemoglobin mengandung empat unit Hb, maka dapat dinyatakan sebagai Hb4,

dan pada kenyataannya bereaksi dengan empat molekul O2 membentuk Hb4O8.

Transport Gas melalui Darah

(Transport Karbondioksida)

7-8% karbon dioksida larut dalam plasma

25% berikatan pada gugus amin bagian globin dari hemoglobin membentuk karbaminohemoglobin (reversibel tidak kuat)

Sebagian besar karbon dioksida dibawa dalam bentuk bikarbonat dalam plasma

Dalam jaringan → CO2 tinggi → reaksi bergeser ke kanan,

Dalam paru → CO2 rendah → reaksi ke kiri

Ion hidrogen bermuatan positif berikatan dengan hemoglobin dalam sel darah merah untuk meminimai perubahan pH

Transport Gas melalui Darah

Hipoksia terjadi bila jumlah oksigen yang diangkut ke dalam tubuh tidak mencukupi.

Bila hal ini terjadi, kulit dan mukosa menjadi biru.

Akumulasi CO2 akan menyebabkan asidosis, sedangkan berkurangnya CO2

dari darah menyebabkan alkalosis.

Volume dan Kapaistas Paru-Paru

KI = VT +VCI

KRF = VCE + VR

KV = VCI + VT + VCE

MEKANISME

RESPIRASI

Ventilasi Paru-Paru

Inspirasi /

Inhalasi

• Proses yang aktif dimana otot

pernapasan berkontraksi yang akan

meningkatkan volume intratorakal

Ekspirasi /

Ekshalasi

• Proses pasif dimana tidak

didapatkan kontaksi otot

untukmenurunkan volume

intratorakal

Inspirasi / Inhalasi

Otot-otot inspirasi memperbesar rongga toraks dan meningkatkan

volume nya

Inspirasi membutuhkan kontraksi otot dan energi

• Diafragma → relaksasi : berbentuk kubah, kontraksi : memipih, memperbesar rongga

toraks ke arah inferior

• Otot interkostal eksternal → mengangkat iga ke atas dan ke depan saat berkontraksi →

memperbesar rongga toraks ke arah anterior dan superior

• Volume meningkat → tekanan intrapulmonar turun → udara masuk ke paru-paru

sampai tekanan intrapulmonar dan tekanan atmosfir sama.

Ekspirasi / Ekshalasi

Otot-otot ekspirasi menurunkan volume rongga toraks

• Pernapasan tenang → Ekspirasi dipengaruhi oleh relaksasi otot dan

disebut proses pasif → terjadi begitu otot-otot inspirasi berelaksasi

dan paru-paru kembali ke semula. Bila tekanan intrapulmonar

melebihi tekanan atmosfir, udara keluar dari paru-paru.

• Pernapasan dalam → otot iterkostal internal menarik kerangka iga

ke bawah dan otot abdomen berkontraksi → mendorong isi

abdomen menekan diafragma

INSPIRASI

vs

Ventilasi Paru-Paru

Fase Inspirasi Awal • Tekanan intrapleural menurun sekitar – 6 mmHg Tekanan pada Saluran Napas • Tekanan menjadi negative sehingga aliran udara masuk ke dalam bparu-paru Akhir Inspirasi • Recoil Paru → rongga dada ke posisi semula Ekspirasi • Tekanan saluran napas > tekanan atmosfer

VE = VT X F

VE = volume ekshalasi per menit / ventilasi semenit

VT = volume tidal

Difusi Paru-Paru

Perpindahan O2 dari alveoli

ke dalam darah dan CO2 dari

darah ke alveoli

Proses pertukaran gas terjadi

karena perbedaan tekanan

parsial O2 dan Co2 antara

alveoli dan kapiler paru-paru

Faktor yang

Mempengaruhi

• Ketebalan membran

respirasi

• Area permukaan

membran respirasi

• Solubilitas gas dalam

Perfusi Paru-Paru

Aliran darah dalam paru → tekanan lebih

rendah sekitar 0,5 tekanan darah

sistemik

Aliran darah di paru-paru sangat

terpengaruh oleh gravitasi bumi →

perfusi basal paru > perfusi apeks

Rasio Ventilasi – Perfusi (V/Q)

Ventilasi alveolar normalnya 4L/menit

Kecepatan aliran darah kapiler paru adalah 5L/menit Rata V/Q = 4/5 atau 0,8

Apeks paru menerima ventilasi lebih banyak dibandingkan basal paru tetapi menerima aliran darah (perfusi) lebih sedikit disbanding basal paru

TERIMA KASIH