Anatomi dan Fisiologi Sistem Pernapasan. Oleh: Tahyatul Bariroh

Anatomi dan Fisiologi

Sistem Pernapasan

Alveoli

Alveoli terdiri dari :



Membran alveolar :



Small alveolar cell dengan ekstensi

ektoplasmik ke arah rongga alveoli.



_{Large alveolar cell mengandung inclusion}

bodies yang menghasilkan surfactant.



Anastomosing capillary, merupakan system

vena dan arteri yang saling berhubungan

langsung, ini terdiri dari : sel endotel, aliran

darah dalam rongga endotel.

Alveoli

 _{Aliran Pertukaran Gas}

Proses pertukaran gas berlangsung sebagai berikut: alveoli  epitel alveoli membran dasar  endotel kapiler  plasma  eitrosit.

Membran  sitoplasma eritrosit  molekul hemoglobin  _Surfactant

Mengatur hubungan antara cairan dan gas. Dalam keadaan normal surfactant ini akan menurunkan tekanan permukaan pada waktu ekspirasi, sehingga kolaps alveoli dapat dihindari.

Sirkulasi Paru

Mengatur aliran darah

vena – vena dari

ventrikel kanan ke

arteri pulmonalis dan

mengalirkan darah

yang bersifat arterial

melalui vena

pulmonalis kembali

Rongga dan Dinding Dada

Rongga ini terbentuk oleh:

 Otot –otot interkostalis

 Otot – otot sternokleidomastoid

 Otot –otot skalenus

 Kosta- kosta dan kolumna vertebralis

 Kedua hemi diafragma



Terdapat otot-otot yang menempel pada rangka dada

yang berfungsi penting sebagai otot pernafasan.

Otot-otot yang berfungsi dalam bernafas adalah sebagai

berikut :

- interkostalis eksterrnus (antar iga luar) yang

mengangkat masing-masing iga.

- sternokleidomastoid yang mengangkat sternum

(tulang dada).

- skalenus yang mengangkat 2 iga teratas.

- interkostalis internus (antar iga dalam) yang

menurunkan iga-iga.

- otot perut yang menarik iga ke bawah sekaligus

membuat isi perut mendorong diafragma ke atas.

- otot dalam diafragma yang dapat menurunkan

Pertukaran gas O

₂

dan CO

₂

Pertukaran O₂

Sebagian besar diangkut oleh Hb dalam sel darah merah

Hb₄ + 4O₂ DALAM PARU-PARU

DALAM JARINGAN

4HbO₂

Proses pengikatan dan pelepasan O₂ dipengaruhi oleh kadar O_2, CO_2, dan tekanan O₂

Pertukaran Gas Oksigen dan Karbondioksida

◦ Alveolus memiliki O₂ lebih tinggi dari pada O₂ di dalam darah.

◦ O₂ masuk ke dalam darah melalui difusi melewati membran alveolus

◦ Di dalam darah, O₂ sebagian besar (98%) diikat oleh Hb yang terdapat pada Eritrosit menjadi Oksihemoglobin (HbO₂).

◦ Selain diikat oleh Hb, sebagian kecil O₂ larut di dalam plasma darah (2%).

◦ Setelah berada di dalam darah, O2 kemudian masuk ke jantung melalui vena pulmonalis untuk diedarkan ke seluruh tubuh yang membutuhkan.

A. Pengikatan O₂

Di dalam Alveolus, udara yang mengandung oksigen

dipertukarkan ke dalam darah. Sedangkan karbondioksida di dalam darah dikeluarkan ke alveolus.

Pertukaran O₂

Proses pertukaran oksigen dari alveolus ke dalam darah. Dan setelah berada di darah,oksigen dibawa ke sel-sel tubuh yang membutuhkan

Pertukaran CO

₂

Ada 3 cara pengangkutan CO₂

1. CO₂ larut dalam plasma, membentuk asam karbonat. CO₂ + H₂O H₂CO₃

Cara ini hanya : 5%

2. Dalam bentuk senyawa karbomino.

CO₂ berdifusi ke dalam sel darah merah, berikatan dengan Amin (-NH₂)

3. Dalam bentuk ion HCO₃- _{melalui proses berantai}

yang disebut pertukaran klorida. CO₂ masuk ke dalam sel darah merah yang mengandung enzim karbonat anhidrase. enzim karbonat CO₂ + H₂O H₂CO₃ anhidrase H+ HCO₃ H₂ CO₃

Keluar dari sel darah merah masuk

plasma darah. Kedudukan HCO₃ diganti Ion klorida.

Pengeluaran CO

₂

◦ Di jaringan, CO₂ lebih tinggi dibandingkan yang ada di dalam darah.

◦ Ketika O₂ di dalam darah berdifusi ke jaringan, maka CO₂ di jaringan akan segera masuk ke dalam darah.

◦ Ketika CO₂ berada di dalam darah sebagian besar (70%) CO₂ akan diubah menjadi ion bikarbonat(HCO₃–)

◦ 20% CO₂ akan terikat oleh Hb pada Eritrosit.

◦ Sedangkan 10% CO₂ lainnya larut dalam plasma darah.

◦ Di dalam darah, CO₂ dibawa ke jantung, kemudian oleh jantung CO₂ dalam darah dipompa ke paru-paru melalui arteri pulmonalis.

Pertukaran CO

₂

Proses pertukaran karbondioksida dari sel-sel jaringan ke dalam darah. Setelah berada di dalam darah, karbondioksida di bawa ke alveolus untuk dikeluarkan.

MEKANISME PERTUKARAN CO

₂

dan O

₂ Hb + O₂ Hb (O₂)₄ O₂ tinggi CO₂ rendah CO₂ tinggi O₂ rendah netral asam

Mekanisme Respirasi



Meliputi proses :

◦ Inspirasi : yaitu pemasukan udara ke paru-paru

◦ Ekspirasi : yaitu pengeluaran udara dari paru-paru



Proses inspirasi dan ekspirasi melibatkan

kontraksi relaksasi otot-otot tulang rusuk

dan otot diafragma.

Tulang rusuk

terangkat karena kontraksi otot antar tulang rusuk

Udara masuk

Diaphragma berkontraksi (turun)

Inspirasi

Inspirasi – Pemasukan udara ke

dalam paru-paru

Mekanisme Inspirasi :

• Otot-otot interkostal berkontraksi akibatnya tulang rusuk terangkat.

• Kontraksi otot interkostal diikuti oleh kontraksi otot diafragma.

• Akibat kontraksi kedua otot ini, rongga dada menjadi membesar.

• Rongga dada yang bertambah besar

menyebabkan tekanan udara di paru-paru menjadi kecil.

Tulang rusuk turun karena otot interkostal berelaksasi Udara keluar Diaphragma berelaksasi (naik) Ekspirasi

Ekspirasi – Pengeluaran udara dari dalam paru-paru

Mekanisme Ekspirasi :

• Otot-otot interkostal berelaksasi akibatnya tulang rusuk turun.

• Relaksasi otot interkostal diikuti oleh berelaksasinya otot diafragma.

• Akibat relaksasi kedua otot ini, rongga dada menjadi menjadi mengecil.

• Rongga dada yang mengecil menyebabkan tekanan udara di paru-paru menjadi besar.

• Akibatnya udara keluar dari dalam paru-paru ke lingkungan.

Mekanisme Pernapasan Dada

1. Fase Inspirasi pernapasan dada

Mekanisme inspirasi pernapasan dada sebagai berikut:

Otot antar tulang rusuk (muskulus intercostalis eksternal) berkontraksi --> tulang rusuk terangkat

(posisi datar) --> Paru-paru mengembang --> tekanan udara dalam paru-paru menjadi lebih kecil

dibandingkan tekanan udara luar --> udara luar masuk ke paru-paru.

2. Fase ekspirasi pernapasan dada

Mekanisme ekspirasi pernapasan dada adalah sebagai berikut:

Otot antar tulang rusuk relaksasi --> tulang rusuk menurun --> paru-paru menyusut --> tekanan udara dalam paru-paru lebih besar dibandingkan dengan tekanan udara luar --> udara keluar dari paru-paru.

Mekanisme Pernapasan Perut

1. Fase inspirasi pernapasan perut

Mekanisme inspirasi pernapasan perut sebagai berikut:

sekat rongga dada (diafraghma) berkontraksi--> posisi dari melengkung menjadi mendatar --> paru-paru

mengembang --> tekanan udara dalam paru-paru

lebih kecil dibandingkan tekanan udara luar --> udara masuk.

1. Fase ekspirasi pernapasan perut

Mekanisme ekspirasi pernapasan perut sebagai berikut:

otot diafraghma relaksasi --> posisi dari mendatar kembali melengkung --> paru-paru mengempis --> tekanan udara di paru-paru lebih besas dibandingkan tekanan udara luar--> udara keluar dari paru-paru.

Tulang rusuk terangkat karena kontraksi otot antar tulang rusuk

Udara masuk

Pernapasan Dada

Volume Rongga Dada Membesar INSPIRASI Udara Keluar Tulang rusuk turun karena Otot interkosta berelaksasn Volume Rongga Dada Mengecil EKSPIRASI

Otot Diafragma Kontraksi, diafragma mendatar Volume Rongga Dada Membesar Udara masuk

Pernapasan Perut

INSPIRASI Udara Keluar Otot Diafragma Relaksasi, Otot Perut Kontraksi, Diafragma melengkung ke rongga dada.

Volume rongga dada mengecil

VOLUME & KAPASITAS PARU-PARU

• Setiap orang berbeda

• Tergantung pada ukuran paru-paru, kekuatan

bernapas, cara bernapas

• Volume paru-paru orang dewasa: 5-6 liter,

terdiri dari:

– Volume tidal (VT)

– Volume cadangan inspirasi (VCI)

– Volume cadangan ekspirasi (VCE)

– Volume residu (VR)

VOLUME & KAPASITAS PARU-PARU

• Volume tidal (VT): volume udara hasil

inspirasi/ekspirasi pada setiap kali bernapas

normal, ± 500cc/ml pada rata-rata orang

dewasa muda

• Volume cadangan inspirasi (VCI): volume

udara ekstra yang dapat diinspirasi setelah

volume tidal, ± mencapai 3000cc/ml

VOLUME & KAPASITAS PARU-PARU

• Volume cadangan ekspirasi (VCE): volume

udara yang masih dapat diekspirasi kuat pada

akhir ekspirasi normal, ± mencapai 1100cc/ml

• Volume residu (VR): volume udara yang masih

tetap berada dalam paru-paru setelah

ekspirasi kuat, ± sebanyak 1200cc/ml

VOLUME & KAPASITAS PARU-PARU

• Kapasitas Inspirasi (KI)= VT+VCI

• Kapasitas residu fungsional (KRF)= VCE+VR

• Kapasitas vital (KV)= VCI+VT+VCE

• Kapasitas total paru-paru= KV+VR

• Spirometri: metode yang digunakan untuk

mencatat volume udara yang masuk dan

keluar dari paru-paru

VOLUME & KAPASITAS PARU-PARU

Udara Pernapasan

• Oksigen yang masuk dan keluar melalui alat-alat pernapasan disebut udara pernapasan. Udara pernapasan pada manusia dibedakan menjadi empat macam, yaitu:

1. Udara pernapasan biasa (volume tidal) --> VT

Merupakan udara yang masuk dan keluar paru-paru pada saat pernapasan biasa. Volume udara yang masuk dan

keluar sebanyak 500 ml

2. Udara cadangan inspirasi (udara komplementer) --> UK

Merupakan udara yang masih dapat dimasukkan ke dalam paru-paru secara maksimal, setelah melakukan inspirasi normal. Besarnya udara komplementer adalah 2500 – 3000

3. Udara cadangan ekspirasi (udara suplementer) --> US

Merupakan udara yang masih dapat dikeluarkan dari paru-paru secara maksimal setelah melakukan ekspirasi biasa. Besarnya udara suplementer adalah 1250 - 1300 ml

4. Udara residu --> UR

merupakan udara yang tersisa di dalam paru-paru, yang berfungsi untuk menjaga agar paru-paru tetap dalam

keadaan mengembang. besarnya udara residu adalah 1200 ml.

Volume udara pernapasan

• Volume udara pernapasan berkisar 500 - 3500

ml

• Dari 500 ml udara yang dihirup, hanya 350 ml

yang sampai di alveolus, sisanya hanya sampai

saluran pernapasan.

• Jumlah oksigen yang diperlukan sehari untuk

tiap individu sebesar 300 cc.

Kapasitas paru-paru

1. Kapasitas vital --> KV

Merupakan kemampuan paru-paru mengeluarkan udara secara maksimal setelah melakukan inspirasi secara maksimal.

Kapasitas paru-paru dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

KV = VT + UK + US

– Berdasarkan rumus di atas kapasitas vital paru-paru adalah sebesar 4750 ml

2. Kapasitas total --> KT

– Merupakan udara yang dapat tertampung secara maksimal di paru-paru secara keseluruhan.

– Kapasitas total paru-paru dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

KT = KV + UR

– Berdasarkan rumus di atas dapat dihitung kapasitas total paru-paru adalah sebesar 5800 ml

Frekuensi pernapasan

• Frekuensi pernapasan adalah intensitas memasukkan atau mengeluarkan udara per menit. Pada umumnya

intensitas pernapasan pada manusia berkisar antara 16 - 18 kali.

• Faktor yang mempengaruhi kecepatan frekuensi pernapasan adalah:

1. Usia

• Balita memiliki frekuensi pernapasan lebih cepat dibandingkan manula. Semakin bertambah usia, intensitas pernapasan akan semakin menurun

2. Jenis kelamin.

• Laki-laki memiliki frekuensi pernapasan lebih cepat dibandingkan perempuan

3. Suhu tubuh

• Semakin tinggi suhu tubuh (demam) maka frekuensi pernapasan akan semakin cepat

4. Posisi tubuh

• Frekuensi pernapasan meningkat saat berjalan atau

berlari dibandingkan posisi diam. frekuensi pernapasan posisi berdiri lebih cepat dibandingkan posisi duduk. Frekuensi pernapasan posisi tidur terlentar lebih cepat dibandingkan posisi tengkurap.

5. Aktivitas

• Semakin tinggi aktivitas, maka frekuensi pernapasan akan semakin cepat

Kontrol Pernafasan

1. Respirasi normal antara 12– 15 kali per menit.

2. Pada kondisi tertentu frekuensi respirasi dapat meningkat atau menurun bergantung kondisi.

3. Yang menaikkan atau menurunkan kecepatan respirasi adalah medulla oblongata dan pons.

Pons Medulla Otak Pusat pengaturan pernafasan Neuron motorik Otot interkostal Diafragma Jantung berdenyut lebih cepat / berdenyut lebih lambat

Pusat pengaturan pernafasan

Kelainan / Penyakit pada Sistem Respirasi

 Penyempitan bronkiolus yang dipicu oleh zat alergen.

 Zat alergen dapat berupa debu, serbuk sari, asap, cuaca dll.

 Biasanya penderita asma akan mengalami kesulitan bernafas, serta disertai suara saat menarik nafas.

2. Kerusakan

akibat Rokok

 Kerusakan pada paru-paru yang mengakibatkan kanker

atau terbakarnya paru-paru.

 _{Kerusakan karena asap yang masuk ke paru-paru sangat}

panas. Selain itu karena senyawa toksik lain yang

terkandung di dalam rokok (ada 4000 senyawa toksik pada rokok).

Paru paru

3. Kanker Paru-Paru

 1/3 kematian orang di Amerika karena kanker paru

 _{Kanker paru berhubungan dengan merokok}

 _{Rokok mengandung radikal bebas (nitrosamine)} dan senyawa karsinogen lain yang memicu

KELAINAN DAN PENYAKIT PADA SISTEM

RESPIRASI MANUSIA



Faringitis (peradangan pada faring)



Pneumonia (peradangan paru-paru)



Emfisema (udara berlebihan di paru-paru)



Asma (kontraksi kaku dari

bronkeolus/hipersensitivitas bronkiolus)



TBC (paru-paru dan tulang siserang oleh

bakteri Mycobacterium tuberculosis)



Hipoksia (O2 kurang di dalam jaringan)

TERIMA KASIH

Next: