PENDAHULUAN

I. Latar BelakangSystem pernapasan adalah suatu system yang sangat luas karena mencakup seluruh sel dalam tubuh. System ini dimulai dari masuknya oksigen dari luar tubuh, transportasinya, digunakannya O2 oleh sel-sel tubuh hingga diangkutnya sisa pernapasan ke paru-paru dan dikeluarkan ke udara luar. (Amir S. Majid, 2012).Paru ialah satu-satunya organ yang menerima darah dari seluruh curah jantung. Pusat respirasi merupakan kelompok neuron luas yang terletak di substansia retikuler medulla oblongata dan pons yang terdiri atas pusat apnestik, area pneumotaksis, area ekspiratori dan area inspiratori. Diafragma diinervasi oleh nervus phrenicus yang keluar dari akar saraf C3-C5 sehingga trauma diatas C5 akan mengganggu pernapasan spontan karena selain nervus phrenicus juga saraf intercostalis terkena. Perangsangan nervus vagus akan menyebabkan konstriksi dan sekresi bronkus via reseptor muskarinik. Sebaliknya perangsangan terhadap simpatis T1-T4 akan menyebabkan dilatasi bronkus via reseptor beta 2 dan stimulasi reseptor adrenergic alfa-1 akan menurunkan sekresi (Fauzan Muttaqien, 2009).Organ-organ dalam system pernapasan berfungsi sebagai penyalur udara dan sebagai tempat pertukaran gas. Organ pernapasan juga berfungsi sebagai penyaring, penghangat dan pelembab udara inspirasi. Paru-paru berfungsi memfasilitasi pertukaran gas secara terus menerus antara udara inspirasi dan darah yang berada dalam sirkulasi pulmonal, menyediakan O2 dan mengambil CO2 yang dibuang melalui proses ekspirasi. Pertukaran gas terjadi di alveoli dan kapiler paru. Darah yang meninggalkan paru-paru mengandung O2 dalam kadar yang tinggi, untuk kemudian didistribusikan ke seluruh tubuh.

5

TINJAUAN PUSTAKAI. Definisi Pernapasan adalah pertukaran gas-gas antara organisme hidup dengan lingkungan sekitarnya. Fungsi utama respirasi adalah pertukaran O2 dan CO2 di darah dengan udara pernapasan. Sedangkan fungsi tambahan ialah pengendalian keseimbangan asam basa, metabolisme hormon dan pembuangan partikel. (Sulistyo Andarmoyo, 2012).Tujuan dari pernapasan adalah untuk menyediakan oksigen bagi jaringan dan membuang karbon dioksida. Untuk mencapai tujuan ini , pernapasan dapat dibagi menjadi 4 fungsi utama : (1) ventilasi paru, berarti masuk dan keluarnya udara antara atsmofer dan alveoli paru ; (2) difusi oksigen dan karbon dioksida antara alveoli dan darah ; (3) pengangkutan oksigen dan karbon dioksida dalam darah dan cairan tubuh ke dan dari sel jaringan tubuh (perfusi); dan (4) pengaturan ventilasi dan hal-hal lain dari pernapasan (transportasi). (Guyton & Hall, 2007).

(1) Ventilasi ParuUdara di lingkungan sekitar dapat masuk ke dalam tubuh manusia akibat perbedaan tekanan antara tekanan atmosfer dan tekanan intra toraks. Prinsipnya udara akan berpindah dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Untuk mencapai tujuan ini, tubuh melakukan suatu mekanisme yang menciptakan perbedaan tekanan tersebut berupa inspirasi dan ekspirasi atau dengan cara mengembang kempiskan paru. Pengembangan dan pengempisan paru diatur oleh kontraksi dan relaksasi diafragma serta otot-otot pernapasan. Tujuan dari kedua mekanisme tersebut adalah perubahan volume paru karena volume berbanding terbalik dengan tekanan.

Mekanisme ventilasi paruParu-paru dapat dikembangkankempiskan melalui dua cara : (a) dengan gerakan naik turunnya diafragma untuk memperbesar atau memperkecil rongga dada, biasanya pada pernapasan normal dan tenang dicapai dengan hampir semua metode ini.(b) dengan depresi dan elevasi tulang iga untuk memperbesar atau memperkecil diameter anteroposterior rongga dada biasanya kondisi ini terjadi pada posisi istirahat, iga miring ke bawah, sternum turun ke belakang ke arah kolumna vertebralis.

(2) DifusiSetelah udara yang mengandung oksigen sampai di alveolus melalui ventilasi, oksigen selanjutnya akan berdifusi ke dalam kapiler paru. Sebaliknya karbon dioksida akan berdifusi dari kapiler ke alveolus. Difusi sendiri mengandung pengertian pergerakan molekul secara acak dari tekanan dan konsentrasi tinggi ke tekanan dan konsentrasi rendah. Tekanan gas yang terbentuk di dalam alveolus merupakan tekanan yang tercipta akibat benturan antara molekul gas dengan dinding alveolus. Hal ini menunjukkan bahwa gas dengan tekanan yang tinggi memiliki konsentrasi molekul yang tinggi pula. Di dalam udara terdapat berbagai jenis gas seperti nitrogen, oksigen, dan karbon dioksida yang memiliki tekanan parsial terhadap tekanan total dari seluruh komposisi gas. Tekanan parsial juga dipengaruhi oleh sifat kelarutan gas.Dengan tekanan parsial yang rendah, karbon dioksida mudah tertarik pada air sehingga kecepatan difusinya lebih cepat. Manusia memiliki sekitar 300 juta alveoli dengan ukuran 0.2 milimeter yang dikelilingi kapiler paru yang padat. Oksigen dan karbon dioksida berdifusi melewati dinding alveolus menuju kapiler paru melewati membran pernapasan yang tebalnya hanya 0.2 mikrometer.

(3) PerfusiPada keadaan normal, ventilasi akan berjalan sama besar untuk setiap alveolus dan aliran darah dalam kapiler juga sama. Pada keadaan tertentu seperti penyakit paru, ventilasi bisa berjalan dengan adekuat hanya pada sebagian alveoli dengan aliran darah yang normal di kapiler paru. Walaupun aliran darah di seluruh kapiler paru bagus, tidak terjadi pertukaran gas karena tidak ada ventilasi pada bagian alveoli lain. Sebaliknya dapat terjadi ketika ventilasi paru berjalan dengan adekuat di semua alveoli namun tidak ada kapiler yang tidak berjalan dengan lancar. Hasilnya akan sama yaitu tidak adanya pertukaran gas. Oleh karena itu keseimbangan pertukaran gas dapat dipantau melalui rasio antara ventilasi (V) dan perfusi (Q). Pada keadaan normal, rasio V/Q dapat mencapai nilai 1 atau mendekati. Artinya ventilasi dan perfusi berjalan dengan baik dan optimal. Bandingkan bila tidak ada ventilasi tapi perfusi masih baik. Kita anggap nilai V sama dengan 0. Hasilnya rasio V/Q akan nol. Bila ventilasi baik, tapi tidak terjadi perfusi rasio V/Q menjadi tak terhingga. Kondisi V/Q 0 atau tak terhingga menunjukkan tidak terjadinya pertukaran gas. Rasio V/Q tak terhingga dapat terjadi pada emboli paru, konstriksi kapiler, syok. Sedangkan nilai V/Q = 0 dapat terjadi pasien dengan spasme bronkus, hipoperfusi, atau kegagalan otot pernapasan. (4) Transportasi aSetelah berdifusi dari alveolus ke dalam kapiler paru oksigen selanjutnya akan diangkut hemoglobin dan diedarkan ke jaringan untuk dimetabolisme. Sekitar 97% oksigen diangkut hemoglobin dan sisanya terlarut dalam plasma. Oksigen akan mudah terikat dengan hemoglobin ketika pO2 tinggi, sebaliknya bila pO2 rendah oksigen akan mudah dilepaskan. Hal ini menjelaskan bahwa di kapiler paru oksigen yang berdifusi dari alveolus menyebabkan pO2 tinggi memudahkan hemoglobin mengikat oksigen. Di jaringan nila pO2 rendah memungkinkan oksigen untuk diepaskan. Selanjutnya oksigen dimetabolisme dan menghasilkan CO2. Karbon dioksida terbentuk sehingga meningkatkan pCO2. Dengan konsep yang sama, CO2 akan diangkut oleh hemoglobin dan dilepaskan di tempat dengan pCO2 rendah yakni paru. Ketika pO2 meningkat, terjadi peningkatan persentase hemoglobin yang terikat dengan oksigen. Hal ini dinamakan saturasi oksigen. Darah mengandung sekitar 15 gram hemoglobin dalam 100 cc darah. Satu gram hemoglobin dapat mengikat 1.34 cc oksigen. Dengan kata lain, bila saturasi oksigen 100% maka hampir 20 cc oksigen terikat pada 15 gram hemoglobin dalam 100 cc darah.

II. Anatomi Organ-Organ PernapasanSaluran napas dibagi menjadi dua : saluran napas atas dan bawah. Organ-organ pada saluran napas atas terletak di luar rongga toraks, sedangkan saluran napas bawah diatas rongga thoraks.

a. Saluran Napas AtasSaluran apas atas dimulai dari hidung dan berakhir di pita suara. Fungsi utama saluran apas atas adalah untuk mengondisikan udara inspirasi sehingga ketika mencapai trakea, udara cukup lembab dan hangat, sama dengan suhu tubuh. Saluran pernapasan dilapisi mukosa, komponen epitel mukosa pernapasan adalah sel epitel silinder bertingkat semu bersilia dan sel mucus. Mucus yang dihasilkan sel goblet berfungsi untuk melindungi mukosa pernaasan dan merupakan bagian terpenting dari mekanisme pemurnian udara. Hidung : untuk menyaring, menangkap, dan membersihkan udara inspirasi dari pertikel-pertikel yang berukuran > 10 m. Faring : panjang sekitar 12,5 cm, dibagi tiga bagian yaitu nasofaring, orofaring dan laringofaring. Faring dilewati udara yang masuk melalui hidung ke laring dan makanan yang masuk melalui mulut ke esophagus. Laring : struktur utamanya adalah epiglottis, arytenoid dan pita suara. Bila terinfeksi struktur tersebut dapat mengalami edema dan meningkatkan retensi jalan napas secara signifikan.

b. Saluran Napas BawahOrgan-organ saluran napas bawah berada di dalam rongga toraks. Saluran napas bawah terdiri atas pohon trakeobronkial dan alveoli. Disebut pohon trakeobronkial karena percabangan ini mirip sebuah pohon, dengan posisi terbalik. Trakea : saluran berbenuk tabung dengan panjang sekitar 11 cm. tersusun atas 15-20 cincin tulang rawan yag berbentuk C yang tidak mudah tertutup. Tertutupnya trakea dapat disebabkan oleh adanya tumor atau infeksi yang dapat menyebabkan pembesaran kelenjar limfe sehingga trakea tertekan dan menutup. Bronkus dan Bronkiolus: bronkus primer dan sekunder mempunyai tulang rawan yang dapat mencegah kolaps. Bronkus akan bercabang-cabang membentuk saluran yang lebih kecil yang dindingnya hanya terdiri dari lapisan otot polos, cabang kecil ini disebut bronkiolus. Alveolus : fungsi aleoli adalah untuk mendistribusikan udara cukup dekat dengan darah sehingga bisa terjadi pertukaran gas secara pasif (difusi).

III. Volume dan Kapasitas ParuPada pernapasan normal, volume satu kali napas atau volume tidal (Tidal Volume) adalah 6-8 cc/kg, bila pasien berat 60 kg berarti volume tidalnya antara 400-500 cc. Sedangkan volume napas dalam 1 menit (Minute Volume) ialah volume tidal (VT ) dikalikan respiration rate (RR), jika pasien dengan berat badan 60 kg berarti minute volume-nya adalah 500 cc x 12 = 6000cc permenit = 6 lpm. Dalam penilaian pernapasan perlu bagi kita untuk mengetahui besarnya menit volume. Menit volume yang kurang menandakan adanya hipoventilasi yang mungkin disebabkan karena volume tidal yang turun atau respiration rate yang turun.

3.1 Volume Paru Ada empat volume paru, bila dijumlahkan sama dengan volume maksimal paru yang mengembang. Arti dari masing-masing volume ini adalah :1. Volume tidal, adalah volume udara yang diinspirasi aatu diekspirasi setiap kali bernapas normal; besarnya kira-kira 500 milimeter pada laki-laki dewasa.2. Volume cadangan inspirasi adalah volume udara ekstra yang dapat diinspirasi setelah dan diatas volume tidal normal bila dilakukan inspirasi kuat; biasanya mencapai 3000 mililiter. 3. Volume cadangan ekspirasi adalah volume udara ekstra maksimal yang dapat diekspirasikan melalui ekspirasi kuat pada akhir ekspirasi tidal normal. Jumlah normalnya adalah sekitar 1100 mililiter.4. Volume residu yaitu volume udara yang masih tetap berada dalam paru setelah ekspirasi kuat; volume ini biasanya kira-kira 1200 mililiter.

3.2 Kapasitas ParuUntuk menguraikan peristiwa-peristiwa dalam siklus paru, kadang perlu menyatuan dua atau lebih volume paru. 1. Kapasitas inspirasi sama dengan volume tidal ditambah volume cadangan inspirasi. Ini adalah jumlah udara (kira-kira 3500 mililiter) dihirup seseorang, dimulai pada tingkat ekspirasi normal dan engembangan paru-paru sampai jumlah maksimal.2. Kapasitas residu fungsional sama dengan volume cadagan ekspirasi ditambah volume residu. Ini adalah jumlah udara yang tersisa dalam paru pada akhir ekspirasi normal (kira-kira 2300 mililiter).3. Kapasitas vital sama dengan volume cadangan inspirasi ditambah voulume residual ditambah volume cadangan ekspirasi.. ini adalah jumlah udara maksimum yang dapat dikeluarkan seseorang dari paru, setelah terlebih dahulu mengisi paru secara maksimum kemudian mengeluarkan sebanyak-banyaknya (kira-kira 4600 mililiter).4. Kapasitas paru total adalah volume maksimum yang dapat mengembangkan paru sebesar mungkin dengan inspirasi sekuat mungkin (kira-kira 5800 mililiter); jumlah ini sama dengan kapasitas vital ditambah volume residu.

IV. Kapasitas Residu FungsionalKapasitas residu fungsional (FRC), yaitu volume udara yang tetap berada dalam paru pada akhir ekspirasi normal, penting untuk fungsi paru. Spirometer tidak dapat digunakan untuk mengukur langsung kapasitas residu fungsional karena udara dalam volume residu paru tidak data diekpirasikan ke dalam spirometer, dan volume ini kira-kira merupakan separuh dari kapasitas residu fungsional. Untuk mengukur kapasitas residu fungsional, spirometer digunakan secara tidak langsung, dengan menggunakan metode pengenceran helium menggunakan rumus ; SpirDengan : FRC adalah kapasitas residu fungsionalCiHe adalah konsentrasi awal helium dalam spirometerCfHe adalah konsentrasi akhir helium dalam spirometerViSpir adalah volume awal spirometer

V. Ventilasi AlveolusYang paling penting dari ventilasi paru adalah perbaruan udara secara terus menerus dalam area pertukaran gas di paru, tempat udara dan paru saling berdekatan. Yang termasuk area ini adalah alveoli, kantong alveolus, duktus alveolaris, dan bronkiolus respiratorius. Kecepatan udara baru yang masuk pada area ini disebut ventilasi alveolus.

a. Ruang RugiSebagian udara yang dihirup tidak pernah sampai pada daerah pertukaran gas, tetapi hanya mengisi saluran napas yang tidak mengalami pertukaran gas, seperti pada hidung, faring, dan trakea. Udara ini disebut udara ruang rugi sebab tidak berguna untuk pertukaran gas.Volume ruang rugi adalah volume udara yang diekspirasikan sejak puncak inspirasi sampai dengan pertengahan fase II ekspirasi, yaitu sebesar 150 ml. Volume gas yang terdapat pada ruang rugi : Volume gas dalam alveolus yang tidak mendapat perfusi. Kelebihan volume gas dalam alveolus di atas jumlah udara yang dibutuhkan untuk arterialisasi darah dalam kapiler alveolus. Pada keadaan normal, besar volume ruang rugi sama dengan berat badan dalam pon. Udara (volume tidal) = 500 ml.

Pengukuran volume ruang rugi.Untuk pengukuran volume ruang rugi digunakan rumus :VDDengan : VD adalah udara ruang rugi,VE adalah volume udara ekspirasi totalVolume ruang rugi normal pada laki-laki dewasa muda kira-kira 150 ml. nilai ini meningkat dengan bertambahnya usia.

Macam ruang rugi, berdasarkan metode yang menguraikan pengukuran ruang rugi : 1. Ruang rugi anatomi adalah ruang rugi yang berisi volume udara dalam sistem pernapasan selain volume udara pada alveoli. Metode pengukurannya dengan cara mengukur volume seluruh ruang sistem pernapasan selain alveoli dan daerah pertukaran gas lainnya yang berkaitan erat. Dengan kata lain dengan cara mengukur volume ruang rugi total.2. Ruang rugi fisiologi adalah ruang yang berisi volume udara yang tidak mencapai keseimbangan dengan darah, yaitu ventilasi yang terbuang.Metode pengukurannya dengan cara mengukur volume seluruh ruang sistem pernapasan termasuk ruang rugi alveoli dan daerah petukaran gas lainnya. Pada orang yang normal, volume ruang anatomi dan volume ruang fisiologi hampir sama, karena pada paru normal semua alveoli berfungsi.Pada orang yang alveolinya hanya berfungsi sebagian atau tidak berfungsi sama sekali, volume ruang rugi fisiologinya mencapai 10 kali volume ruang rugi anatomi.

VI. Kecepatan Ventilasi AlveolusVentilasi alveolus setiap menit adalah volume total udara yang baru masuk ke dalam alveoli dan daerah pertukaran gas yang berdekaan lainnya setiap menit. Sama dengan frekuensi napas dikalikan jumlah udara baru yang memasuki alveoli daerah pertukaran gas yang berdekatan setiap kali bernapas :

VA = Frek( VT VD )Dengan :VA : volume ventilasi alveolus per menitFrek : frekuensi pernapasan per menitVT: volume tidalVD : volume ruang rugi fisiologisJadi, dengan volume tidal normal sebesar 500 ml, ruang rugi normal 150 ml, dan frekuensi pernapasan 12 kali per menit, ventilasi alveolus sama dengan 12 x ( 500 150 ) = 4200 ml/menit.

DAFTAR PUSTAKA

Andarmoyo, Sulistyo. 2012. Kebutuhan Dasar Oksigenasi. (Online). (http://fpsi.mercubuana-yogya.ac.id/wp-content/uploads/2012/06/Noor-Fisiologi...pdf) diakses tanggal 24 Mei 2015.G Edward Morgan Jr, Maged S Mikhail. Clinical Anesthesiology Fifth Edition a Lange Medical Book. 2013.Guyton, A.C., dan Hall, J.E., 2007. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Edisi ke-11. Jakarta : EGC.

Muttaqien, Fauzan. 2009. Dunia Paru. Jakarta : Elex Media Komputindo.Soenarto, F. Ratna & Chandra, Susilo. 2012. Buku Ajar Anestesiologi. Jakarta : Universitas Indonesia.