DASAR TEORI

Tahan nafas dan Tekanan nafas

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 juga 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 yang nantinya dapat digunakan oleh sel-sel tubuh dan mengeliminasi CO2 yang dihasilkan oleh sel.

O2 masuk ke dalam sel melalui 3 tahap :

1. Ventilasi paruO2 atm → alveoliCO2 alveoli → atmFaktor-faktor yang mempengaruhi:- Tekanan O2 atm- Jalan naps- Complience dan recoil- Pusat napas

2. Difusi gasO2 alveoli → kapiler paruCO2 kapiler paru → alveoliFaktor-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 gasO2 kapiler paru → selCO2 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%)

1

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

2

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

3

sampai ke alveolus dari atmosfer daripada yang diekstraksi dari alveolus oleh darah untuk dikonsumsi jaringan dan dengan demikian Po2 arteri meningkat.

PELAKSANAAN PRATIKUM

Tujuan

Pada akhir latihan 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 diperlukan1. Stopwatch/ arloji2. Beberapa kantong plastik:-Yang kosong

- Yang berisi O2

- Yang berisi CO2 10%3. Sfigmomanometer + stetoskop4. Alat analisis gas Fyrite: untuk CO2

5. Manometer air raksa + Botol perangkap6. Manometer air

HASIL PRATIKUM

I. Tahan nafas

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: : Breaking point adalah titik keadaan dimana sesorang sudah tidak mampu menahan nafas lagiP-IV.1.2 Faktor-faktor apa yang menyebabkan terjadinya breaking point?Jawab: Breaking point dipengaruhi oleh tekanan CO2 dan O2. Pada inspirasi yang kuat, breaking point menjadi lebih panjang karena tekanan O2 di paru lebih tinggi dibandingkan inspirasi biasa.

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.

4

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: jika terjadi penurunan ventilasi alveolarrelatif terhadap perfusinya, pO2 di alveolus menurun akibat berkurangnya pengiriman O2 ke alveolus dan pCO2 meningkat karena menurunnya pengeluaran CO2. Sebaliknya, bila oerfusi berkurang secara relative terhadap ventilasi, pCO2 akan berkurang karena lebih sedikit CO2 yang dikirimkan dan pO2 meningkat karena lebih sedikit O2 yang memasuki aliran darah.

Hasil PraktikumO.P : Muhammad Hanni

1. Akhir inspirasi : 41 detik2. Akhir ekspirasi : 39 detik3. Akhir inspirasi tunggal : 1 menit 4 detik4. Akhir ekspirasi tunggal : 25 detik5. Akhir inspirasi tunggal yang kuat setelah o.p bernafas dalam dan cepat selama

semenit : 59 detik6. Akhir inspirasi tunggal yang kuat dari kantong plastik berisi O2: 1 menit 14

detik7. Akhir inspirasi tunggal setelah bernafas dalam dan cepat selama 3 menit

dengan 3 kali pernapasan yang terakhir dari kantong plastik berisi O2 : 1 menit 20 detik

8. Akhir inspirasi yang kuat dari kantong plastik berisi CO2 10% : 38 detik9. Akhir inspirasi tunggal yang kuat segera sesudah berlari selama : 16 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 :

40’’ I : 30 detik40’’ II : 41detik

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

5

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

paru. Pada inspirasi kuat dalam plastik berisi CO210% (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

II. Tekanan Pernapasan

A. Pengukuran tekanan pernapasan normal1. Suruh O.P bernapas biasa selama 1 – 2 menit2. Dengan tetap bernapas melalui hidung , hubungkanlah pipa kaca manometer air

dengan mulut o.p sehingga permukaan air dalam manometer naik turun mengikuti ekspirasi dan inspirasiCatatlah besar tekanan inspirasi dan ekspirasi normal o.p

Hasil :

Inspirasi Ekspirasi30 2227 2030 25

B. Tekanan pernapasan maksimal1. Hubungkanlah pipa kaca manometer air raksa dengan mulut o.p melalui botol

perangkap2. Suruhlah o.p melakukan inspirasi dan ekspirasi sekuat-kuatnya beberapa kali

sambil menutup hidung. Permukaan air raksa dalam manometer akan naik turun mengikuti inspirasi dan ekspirasi. Catatlah besar tekanan inspirasi dan ekspirasi maksimal o.pP-1V.1.4 Apakah fungsi botol perangkap pada percobaan ini ?

Jawab : berfungsi untuk menjaga orang percobaan dari tertelannya air raksa pada saat melakukan ekspirasi sekuat-kuatnya

6

Hasil :

Inspirasi Ekspirasi2 22 23 2

1. Tekanan raksa :a. 2+2 = 2 b. 2+2 = 2 c. 3+2 = 2,5 2 2 2

2. Tekanan air :a. 30 + 22 = 26 b. 27 + 20 = 23,5 c. 30 + 25 = 27,5

2 2 2

Kesimpulan :1. Pada tekanan manometer dalam permukaan air raksa , tekanan yang

tertinggi adalah 2,5 dan yang terendah adalah 22. Pada tekanan manometer dalam air , tekanan yang tertinggi adalah 27,5

dan yang terendah adalah 23,5

III. Pernapasan pada orang

Dalam latihan ini akan di pelajari :

1. Kapasitas vital fungsional2. Kapasitas vital3. Kapasitas residu fungsional4. Kurva ‘flow volume’

Alat yang di perlukan :

Autospirometer AS 500 lengkap dengan peralatannya yang terdiri dari autospirometer AS 500 , Mouth piece , tranducer

7

Tata kerja :

Mula – mula di catat data mengenai o.p yaitu jenis kelamin ,umur , tinggi badan yang kemudian di masukkan ke dalam alat. Setelah alat-alat siap di hubungkan dengan listrik

1. Pemeriksaan kapasitas vital fungsionalTekan FCV ,setelah itu tekan star/stop , lalu di liha tpesan yang tertulis di LCD dan di kerjakan : ekspirasi pelan – pelan , inspirasi maksimal , ekspirasi paksa , bernapas biasa.

2. Pemeriksaan kapasitas vitalTekan VC/MVV ,kemudian tekan star/stop lalu baca pesan yang tertulis di LCD . kemudian di lihat hasilnya di LCD.

3. Pemeriksaan kapasitas residu fungsionalSeperti di atas ,tetapi di lakukan pernapasan tenang selama 3 kali , kemudian ekspirasi komplit , bila tidak stabil tidak terdapat pesan di LCD , tetapi bila stabil terdapat pesan dan di lakukan pernapasan dangkal , ekspirasi komplit kemudian inspirasi penuh dan lihat hasilnya di LCD

4. Pemeriksaan kapasitas pernapasan maksimalTekan VC/MMV lalutekan star/stop ,perhatikan pesan pada LCD , bernapas biasa dan cepat selama 12 detik

5. Pemeriksaan kurve ‘flow volume’Tekan FCV ,lalu star / stop di tekan dan liha tpesan di LCD yaitu napas semaksimal mungkin di luar alat kemudian ekspirasi secepat-cepatnya dan sedalam-dalamnya kedalam mouth piece yang di hubungkan dengan tranducer. Dan setelah itu di lihat hasilnya dan bila perlu di rekam

8

Hasil : di karenakan alat tersebut rusak maka percobaan ini tidak dapat di kerjakan

9

DAFTAR PUSTAKA

Ganong, WF. 2008. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 22. Jakarta: EGC Sherwood. 2004. Human Physiology From Cells to Systems 5th ed.

10