Gangguan Sistem Pernapasan Menyebabkan Batuk dan Sesak NapasVerdi Danutirto102012018/ F5Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida WacanaJl.Arjuna Utara No.6 Jakarta Barat 11510 Telp. 021-56942061 Fax. 021-5631731filipusverdi@gmail.com

Abstrak:Bernapas merupakan proses menghirup oksigen dalam udara bebas dan membuang karbondioksida ke lingkungan. Pernapasan adalah proses ganda yaitu terjadinya pertukaran gas di dalam jaringan dan yang terjadi didalam paru-paru. Udara sampai ke dalam paru-paru melalui hidung dantrakea. Dinding trakea disokong oleh gelang rawan supaya menjadi kuat dan sentiasa terbuka. Trakea bercabang kepada bronkus kanan dan bronkus kiri yang disambungkan keparu-paru. Kedua bronkus bercabang lagi kepada bronkiol dan alveolus pada ujung bronkiolus, pada alveoluslah udara didifusi sehingga terjadi pertukaran udara. Transpor oksigen dan juga karbondioksisa didalam jaringan, darah, maupun paru-paru ditentukan oleh beberapa faktor. Paru-paru juga memiliki kapasitas yang berbeda untuk setiap proses bernapas yang dialami.

Kata Kunci : Organ Respirasi, Mekanisme Respirasi, Pertukaran Gas

Abstract:Breathing is the process of inhaling oxygen from free air and exhaling of carbon dioxide into the environment. Breathing is a dual process of gas exchange in the network and those that occur in the lungs. Air up into the lungs through the nose and trachea. Wall-trachea supported by cartilage in order to be strong and was always open. Tracheal bronchus branched to the right and left bronchial-pulmonary k connected. Both branching bronchi and alveoli bronchiol again to the end of the bronchioles, the air diffusion happened in alveolus. oxygen and carbondioxide transport in tissue, blood, and lungs is determined by several factors. The lungs also have different capacities for each breathing process.

Keywords: Respiratory Organ, Respiratory Mechanism, Gas Exchange

Pendahuluan

Mengapa manusia bernafas? Dalam banyak aspek, tubuh dapat diibaratkan sebuah mesin yang luar biasa yang tersusun dari milyaran mesin yang sangat kecil yang tersusun atas sel-sel hidup. Setiap mesin kecil ini memproses makanan dan O2 yang dibutuhkan untuk respirasi sel aerobik sehingga menghasilkan ATP sebagai sumber energi. Sisa hasil metabolisme akan dikeluarkan dari tubuh melalui empat cara. Yang pertama adalah sebagai komponen padat yang tidak dapat dicerna sehingga dikeluarkan sebagai feses; Kedua sebagai air dan beberapa produk sisa yang dibuang bersama urine, ketiga adalah dalam bentuk gas, 0,5 kg CO2 dikeluarkan oleh paru setiap hari dan terakhir melalui panas dikeluarkan melalui keringat dari permukaan tubuh.1Manusia dalam bernapas menghirup oksigen dalam udara bebas dan membuang karbondioksida ke lingkungan. Pernapasan adalah proses ganda yaitu terjadinya pertukaran gas di dalam jaringan atau pernapasandalam dan yang terjadi didalam paru-paru pernapasan luar. Pernapasan luar yang merupakan pertukaran antara O2 dan CO2 antara darah dan udara. Pernapasan dalam merupakan pertukaran O2 dan CO2 dari aliran darah ke sel-sel tubuh. Padamanusia, sistem pernapasan yang termasuk saluran yang digunakan untuk membawa udara ke dalamparu-parudi mana terjadi pertukaran gas. Diafragmamenarik udara masuk dan juga mengeluarkannya. Sistem pernapasan terdiri dari hidung, trakea, paru-paru, tulang rusuk, bronkus bronkiolus, alveolus dan diafragma. Udara disedot ke dalam paru-paru melalui hidung dantrakea. Dinding trakea disokong oleh gelang rawan supaya menjadi kuat dan sentiasa terbuka. Trakea bercabang kepada bronkus kanan dan bronkus kiri yang disambungkan keparu-paru. Kedua bronkus bercabang lagi kepada bronkiol dan alveolus pada ujung bronkiolus.

Identifikasi Istilah Radang Respon dari suatu organisme terhadap patogen dan alterasi mekanus dalam jaringan, berupa rangkaian reaksi yang terjadi pada tempat jaringan yang mengalami cedera seperti karena terbakar atau terinfeksi.2 Batuk Respons refleks saluran pernapasan bawah pada rangsangan iritan atau reseptor batuk pada jalan napas. 3 Sesak napas Sering disebut dispnea atau breathelesness atau shortest of breath adalah gejala subjektif berupa keinginan penderita untuk meningkatkan upaya mendapatkan udara pernapasan.4

SkenarioSeorang laki-laki berusia 25 tahun datang berobat dengan keluhan batuk dan sesak napas sejak 5 hari yang lalu. Setelah dilakukan pemeriksaan fisik dan penunjang laki-laki tersebut didiagnosa menderita radang paru-paru.

Struktur Makroskopis Organ-Organ TerkaitSistem pernapasan melibatkan rongga hidung, naso-, oro-, dan bagian atas laryngo-pharynx, larynx, trachea, bronchi, dan cabang-cabang pulmonal beonchi tersebut. Jaringan paru sebagai kumpulan seluruh cabang pulmonal bronchi, berada dalam rongga potensial yakni cavum pleurae, terlindung oleh dinding thorax.5

HidungHidung bagian luar berbentuk piramid; pangkalnya berkesinambungan dengan dahi dan ujung bebasnya disebut puncak hidung. Ke arah inferior hidung memiliki dua pintu masuk berbentuk bulat panjang, yakni nostril atau nares, yang terpisah oleh septum nasi. Permukaan infero-lateral hidung berakhir seagai alae nasi yang bulat. Ke arah medial permukaan lateral ini berlanjut pada dorsum nasi di tengah. Penyangga hidung terdiri atas tulang dan tulang-tulang rawan hialin. Rangka bagian tulang terdiri atas os nasale, processus frontalis maxillae dan bagian nasal ossis frontalis.5Rangka tulang rawannya terdiri atas cartilago septi nasi, cartilago nasi latrealis dan cartilago ala nasi major dan minor, yang bersama-sama dengan tulang di dekatnya saling dihubungkan.Keterbukaan bagian atas hidungdipertahankan oleh os nasale dan processus frontalis maxillae dan di bagian bawah oleh tulang- tulang rawannya. Otot yang melapisi hidung merupakan bagian dari otot wajah. Otot hidung tersusun dari M. nasalis dan M. depressor septi nasi. Rongga hidung dibagi oleh sekat hidung secara sagital. Kedua belah rongga ini terbuka ke arah wajah melalui nares dan ke arah posterior berkesinambungan dengan nasopharynx melalui apertura nasi posterior(choana). Masing-masing belahan rongga hidung mempunyai dasar, atap, dinding lateral dan dinding medial(sekat hidung).5

Sinus Paranasalis Terdiri atas sinus frontalis, ethmoidalis, sphenoidalis, dan maxillaris. Fungsi sinus-sinus ini tidak diketahui dengan pasti; sinus meringankan tulang tengkorak dan menambah resonansi suara. Letak kedua sinus frontalis di sebelah posterior terhadap arcus supercilliaris, antara tabula externa dan tabula interna os frontale. Sinus ini bermuara ke bagian anterior meatus nasi medius sisi yang sama, lewat infundibulum ethmoidale atau ductus frontonasal yang melintasi bagian anterior labyrinth ethmoid.5Sinus-sinus ethmoidalis tersusun sebagai rongga-rongga kecil tak beraturan, sehingga disebut juga cellulae ethmoidales. Sinus sphenoidalis terletak di sebelah posterior terhadap bagian atas rongga hidung bermuara ke dalam recessus spheno-ethmoidalis.Sinus ini berkembang setelah pubertas. Sinus maxillaris sebagian besar menempati tulang maxilla. Berbentuk pyramid, berbatasan dengan dinding lateral rongga hidung; puncaknya meluas ke dalam processus zygomaticus ossis maxillae. Sinus ini bermuara ke dalam bagian terendah hiatus semilunaris. Seringkali ada lubang kedua di bawah hiatus semilunaris ini. Sinus maxillaris mencapai ukuran maksimum setelah erupsi semua gigi tetap.5

PharynxPharynx adalah sebuah pipa musculomembranosa, panjang 12-14 cm, membentang dari basis crania sampai setinggi vertebra cervica 6 atau tepi bawah cartilago cricoidea. Paling lebar dibagian superior, berukuran 3,5 cm. Pharynx dibagi menjadi tiga bagian, yakni: nasopharynx(epipharynx), oropharynx(mesopharynx), laryngopharynx(hypopharynx).5Dari luar ke dalam pharynx mempunyai lapisan-lapisan: tunica adventitia, tunica/lamina muscularis, tunica/membrane fibrosa, tunica mucosa. Tunica adventitia(fascia visceralis) terletak di permukaan luar lapisan otot lingkar pharynx. Di daerah oropharynx fascia ini disebut fascia buccopharyngea; setelah melekat pada raphe pterygomandibularis fascia ini melintas ke muka, melewati raphe tersebut, untuk berlanjut sebagai fascia buccinatoria yang menutupi M. buccinator. Tunica muscularis terdiri atas tiga otot lingkar/sirkular, yakni M. constrictor pharyngis inferior, M. constrictor pharyngis medius, dan M. constrictor pharyngis superior; serta tiga otot yang masing-masing turun dari processus styloideus, torus tubarius cartilaginis tubae auditivae dan palatum molle, yakni M stylopharyngeus, M. salphingopharyngeus, dan M. palatopharyngeus. Mm constrictor pharyngis ini tersusun seperti tiga ember, sebagian otot yang di sebelah cranial tertutup/masuk ke dalam otot yang terletak di sebelah caudalnya.5

LarynxLarynx merupakan saluran udara yang bersifat sphincter dan juga organ pembentuk suara, membentang antara lidah sampai trachea atau pada laki-laki dewasa setinggi vertebra cervical 3 sampai 6, tetapi sedikit lebih tinggi pada anak dan perempuan dewasa. Larynx berada di antara pembuluh-pembuluh besar leher dan di ventral tertutup oleh kulit, fascia-fascia dan otot-otot depressor lidah. Ke atas larynx terbuka ke dalam laryngopharynx; dinding posterior larynx menjadi dinding anterior laryngopharynx. Ke arah bawah larynx dilanjutkan sebagai trachea.5 Tulang-tulang rawan larynx terdiri atas cartilago thyreoidea, cartilago cricoidea, dan cartilago epiglottis yang masing-masing sebuah serta cartilag arytaenoidea, cartilago cuneiforme, dan cartilago corniculatum yang masing-masing sepasang. Epiglotis merupakan tulang rawan berbentuk daun, di sebelah dorsal lidah dan corpus ossis hyoidei, di ventral aditus laryngis, berproyeksi serong ke atas.5Otot larynx dibagi menjadi dua kelompok, yakni kelompok enstrinsik dan kelompok intrinsik. Otototot ekstrinsik menghubungkan larynx dengan struktur-struktur sekitar. Fungsi otot-otot intrinsik dibagi dalam tiga kelompok, yakni mengubah glotis, mengatur ketegangan ligamentum vocale, dan mengubah aditus laryngis.5

TracheaMerupakan sebuah pipa udara yang terbentuk dari tulang rawan dan selaput fibro-muskular, panjangnya sekitar 10-11 cm, sebagai lanjutan dari larynx, membentang mulai setinggi cervical 6 sampai tepi atas vertebra thoracal 5. Ujung caudal trachea terbagi menjadi bronchus principalis dexter dan sinister. Trachea terletak hampir di bidang sagital, tetapi biasanya bifurkasi trachea sedikit terdesak ke arah kanan oleh arcus aortae. Selama inspirasi dalam, mungkin bifurkasi ini turun sampai setinggi thoracal 6. Bentuk trachea sedikit kurang silindrik, karena datar di sebelah posterior.5Trachea dan bronchus utama yang letaknya ekstrapulmonal memiliki rangka cincin tulang rawan hialin yang tidak sempurna, dipersatukan oleh jaringan fibrosa dan otot polos. Cincin trachea berjumlah 16-20, masing-masing sebagai cincin yang membentuk gambaran huruf U, yang membatasi dinding 2/3 bagian anterior; di sebelah dorsal pipa trachea ini datar, karena dinding dorsal cincin tulang rawan trachea tersebut disempurnakan oleh jaringan fibro-elastik dan otot polos.5

ThoraxMerupakan bagian superior batang badan, antara leher dan perut. Mempunyai bentuk kerucut yang terpancung horizontal. Di dalam thorax ini terkadung rongga thorax. Rongga thorax memiliki akses masuk ke dalam lewat pintu atas dan pintu bawah thorax.5Otot-otot dinding thorax yang murni/sejati adalah otot-otot yang tempat asal dan lekatnya berada pada rangka dada, yakni meliputi otot-otot yang mengisi selaiga; otot yang melintas antara sternum dan iga-iga; dan otot otot yang menyeberangi beerapa iga dari tempat asalnya. Otot-otot dinding thorax yang murni ini meliputi Mm. intercostales, M. subcostalis, M. transversus thoracis, M. serratus posterior superior dan M. serratus posterior inferior, Mm. levatores costarum dan diaphragma. Mm. intercostales merupakan tiga otot tipis yang mengisi selaiga, yakni Mm. intercostales externi, Mm.intercostales interni, dan Mm. intercostalis intimi.5

DiaphragmaMerupakan jaringan musculofibrosa yang berbentuk dua belah kubah, di antar rongga thorax dan rongga perut. Terutama cembung ke arah posterosuperior, yang menghadap rongga thorax dan cekung, ke arah antero-inferior, yang menghadap rongga perut.5Fungsi diaphragma Merupakan otot pernapasan penting. Sewaktu inspirasi serabut-serabut otot berkontraksi dan menarik centrum tendineum ke arah bawah. Kubah diaphragma bergerak turun dan sedikit maju ke depan.5

PleuraMerupakan selaput serosa yang membentuk sebuah kantong tertutup yang terinvaginasi oleh paru. Bagian pleura yang melekat pada permukaan paru dan fissura-fissura interlobaris paru disebut pleura visceralis atau pleura pulmonalis. Pleura yang melapisi permukaan dalam separuh dinding thorax, menutupi sebagian besar diaphragma dan struktur-struktur yang menempati daerah tengah thorax disebut pleura parietalis.5Paru-paru tidak mengisi cavum pleurae dengan sempurna. Ini menimbulkan recessus/sinus di sepanjang garis lipatan pleura, dimana lapisan-lapisan pleura parietalis menjadi saling berhadapan dan terpisah. Dikenal dua recessus, yakni recessus costomediastinalis dan recessus costodiaphragmaticus.5

PulmoMasing-masing organ pernapasan ini terletak bebas di dalam cavum pleurae. Kedua paru saling terpisah oleh jantung dan isi mediastinum lainnya, kecuali struktur-struktur yang melintasi hilus pulmonis. Paru berupa spons, mengapung dalam air, sangat elastik dan berkrepitasi bila diraba, karena ada udara di dalam alveoli. Paru-paru janin dan bayi lahir mati yang belum bernapas berbeda dari paru-paru bayi yang lahir hidup, yakni padat, tidak krepitasi dan tidak terapung dalam air. Permukaannya halus, mengkilat dan ditandai oleh garis-garis halus dan gelap ke dalam lobulus-lobulus.5Paru kiri dibagi menjadi lobus-lobus superior dan inferior oleh fissura obliqua. Dimulai pada bagian posterosuperior hilus, fissura ini naik ke serong belakang, melintasi tepi posterior paru kira-kira 6 cm di bawah apex. Kemudian turun ke muka, menyeberangi permukaan costal, mencapai tepi bawah hampir pada ujung anteriornya. Akhirnya naik pada permukan medial menuju bagian bawah hilus. Lobus superior berada di sebelah anterosuperior terhadap fissura ini. Lobus inferior yang lebih besar, berada postero-inferior terhadap fissura obliqua tersebut.5Paru kanan terbagi menjadi lobus superior, medius, dan inferior oleh dua fissura. Fissura obliqua memisahkan lobus inferior dari lobus medius dan lobus superior. Fissura obliqua tersebut menyerupai fissura obliqua paru kiri, tetapi agak vertikal, memotong tepi inferior paru, kira-kira 7,5 cm di sebelah dorsal ujung anteriornya. Fissura horizontal yang pendek memisahkan lobus superior dan lobus medius.5

Otot-otot pernapasanOtot-otot dinding dada yang murni/sejati berfungsi sebagai otot-otot pernapasan yang normal. Biasanya otot-otot anggota badan atas yang melekat pada rangka dada(M. pectoralis major, M. pectoralis minor, M. serratus anterior, dan M. latissimus dorsi) berfungsi juga sebagai otot tambahan inspirasi dalam dan kuat, yakni membantu mengangkat iga-iga untuk memperluas rongga thorax. Juga M. sternocleidomastoideus dan Mm. scaleni pada leher berperan sebagai otot-otot inspirasi tambahan dengan memfiksasi tulang-tulang yang menjadi tempat lekatnya; dengan demikian, memungkinkan otot-otot yang menghubungkan tulang-tulang yang tersebut dengan iga-iga di sebelah bawahnya berkerja lebih efektif mengangkat iga bagian bawah.5Yang termasuk otot-otot inspirasi tambahan yaitu M. pectoralis major, M. pectoralis minor, M. sternocleidomastoideus, M.scalenus anterior, M. scalenus medius, M. scalenus posterior, M. serratus anterior, M. latissimus dorsi, M. ilicostalis bagian atas.5Yang termasuk otot-otot ekspirasi tambahan yaitu M. iliocostalis bagian bawah, M. logissimus, M. rectus abdominis, M. obliquus abdominis externus, M. obliquus abdominis internus.5

Struktur MikroskopisSistem pernapasan terdiri atas dua paru dan banyak saluran udara dengan berbagai ukuran yang keluar masuk paru. Saluran napas terdiri atas bagian konduksi dan bagian respirasi. Bagian konduksi adalah saluran napas solid baik di luar maupun di dalam paru yang menghantar udara ke dalam paru untuk respirasi. Bagian respirasi adalah saluran napas di dalam paru tempat berlangsungnya respirasi atau pertukaran gas.6

Bagian Konduksi Sistem Pernapasan

Rongga hidung

Gambar 1. Epitel Olfaktoris.6Bagian superior atau atap rongga hidung mengandung epitel yang sangat khusus untuk mendeteksi dan meneruskan bebauan. Epitel ini adalah epitel olfaktoris yang merupakan epitel bertingkat semu silindris tinggi tanpa sel goblet dan di bawahnya terdapat jaringan ikat yang berisi nervus olfaktorius dan kelenjar olfaktoris. Epitel olfaktoris terdiri atas tiga jenis sel: sel penyokong, sel basal, dan sel olfaktoris.6

Laring

Gambar 2. Laring.6Pada gambar 2, pita suara superior atau pita suara palsu laring dibentuk oleh mukosa dan diteruskan sebagai permukaan posterior epiglotis dengan epitel pelapisnya yaitu epitel bertingkat semu silindris bersilia dengan sel goblet. Di bawah epitel yaitu di dalam lamina propria, terdapat kelenjar campur yang terutama terdiri dari mukosa. Duktus ekskretorius yang bermuara di permukaan epitel, terlihat di antara asini kelenjar. Limfonoduli terletak di dalam lamina propria pada sisi ventrikular pita suara.6Ventrikel adalah lekukan atau ceruk dalam yang memisahkan pita suara palsu dengan pita suara sejati. Mukosa pada dinding lateral ventrikel serupa dengan mukosa pada pita suara palsu. Di daerah ini terdapat lebih banyak limfonoduli dan kadang-kadang disebut tonsila laring. Lamina propria menyatu dengan perikondrium tulang rawan tiroid; submukosanya tidak jelas. Dinding bawah ventrikel membuat peralihan ke pita suara sejati.6

Trachea

Gambar 3. Trachea Potongan Melintang.6Dinding trakea terdiri atas mukosa, submukosa, tulang rawan hialin, dan adventisia(gambar 3). Tulang rawan pada trakea adalah sederetan cincin berbentuk C, dan di antara kedua ujung C itu terdapat m. trakealis (otot polos). Mukosa terdiri atas epitel bertingkat semu silindris bersilia dengan sel goblet.6

Bronkus Intrapulmonal

Gambar 4. Bronkus Intrapulmonal.6

Bronkus Intrapulmonal (gambar 4) biasanya dikenali dari adanya beberapa lempeng tulang rawan yang letaknya berdekatan. Bronki ini dilapisi oleh epitel bertingkat semu silindris bersilia, lamina propria tipis, jaringan ikat halus dengan banyak serat elastin, dan sedikit limfosit. Duktus dari kelenjar bronkial submukosa melalui lamina propria. Submukosa mengandung kelenjar serosa, mukosa, atau asini mukoserosa.6

Bronkiolus Terminalis

Gambar 5. Bronkiolus Terminalis.6Bronkiolus terminalis memiliki diameter kecil, kira-kira 1 mm atau kurang. Terdapat banyak lipatan mukosa yang menyolok dan epitelnya silindris bersilia tanpa sel goblet (gambar 5). Lapisan otot polos yang berkembang baik mengelilingi lamina propria tipis, yang pada gilirannya dikelilingi oleh adventisia. Lempeng tulang rawan, kelenjar, dan sel goblet tidak terdapat disini.6

Bagian Respirasi Sistem Pernapasan

Bronkiolus Respiratorius

Gambar 6. Bronkiolus Respiratorius.6

Bronkiolus respiratorius langsung berhubungan dengan duktus alveolaris dan alveoli. Dinding bronkiolus respiratorius dilapisi oleh epitel selapis kuboid. Silia mungkin dapat dijumpai pada bagian proksimalnya, namun hilang di bagian distal bronkiolus respiratorius. Bagian terminal setiap bronkiolus respiratorius bercabang menjadi beberapa duktus alveolaris. Dinding duktus alveolaris dibentuk oleh sederetan alveoli yang saling bersebelahan. Sekelompok alveoli bermuara ke dalam sebuah duktus alveolaris disebut sakus alveolaris.6

Alveolus

Gambar 7. Alveoli.6

Seluruh permukaan alveoli dilapisi selapis sel alveolar gepeng dan sangat tipis (pneumosit tipe I). Sel ini letaknya rapat pada endotel pelapis kapiler dan membentuk sawar udara-darah untuk respirasi. Selain ini, alveoli juga mengandung sel alveolar besar (pneumosit tipe II). Sel ini bersekresi dan mengandung badan-badan lamelar di dalam sitoplasmanya. Sel alveolar besar menghasilkan produk kaya fosfolipid yang disebut surfaktan pulmonal. Surfaktan menutupi permukaan sel alveolar, membasahinya, dan menurunkan tegangan permukaan alveolar. Dengan demikian, surfaktan menstabilkan diameter alveoli dan mencegah kolaps alveoli selama respirasi dengan meminimalkan kekuatan kolaps.

Pernapasan DadaPernapasan dada adalah pernapasan yang melibatkan otot antar tulang rusuk. Mekanismenya dapat dibedakan sebagai fase inspirasi dan ekspirasi. Fase inspirasi merupakan fase berkontraksinya otot antar tulang rusuk sehingga rongga dada membesar, akibatnya tekanan dalam tulang dada menjadi kecil dari pada tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya oksigen masuk, fase ekspirasi merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot antar tulang rusuk ke posisi semula yang diikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar dari pada tekanan luar, sehingga udara dalam rongga yang kaya karbondioksida keluar.1

Pernapasan PerutPenapasan perut merupakan pernapasan yang mekanismenya melibatkan aktifitas otot-otot diagfragma yang membatasi rongga perut dan rongga dada. Mekanismenya dapat dibedakan menjadi dua tahap. Fase inspirasi adalah fase dimana otot diafragma berkontrasi sehingga diafragma mendatar, akibatnya rongga dada membesar dan tekanan menjadi kecil sehingga udara luar masuk, yang kedua adalah fase ekspirasi, fase dimana berelaksasinya otot diafragma (kembali ke posisi semula,mengembang) sehingga rongga dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar, akibatnya udara keluar dari paru-paru.1

Mekanisme Pernapasan dan Perbedaan TekananRespirasi menunjuk pada dua proses yang saling berkesinambungan, yaitu respirasi eksternal dan respirasi internal. Respirasi eksternal yaitu semua proses yang terlibat dalam pertukaran gas O2 dan CO2 antara tubuh dan lingkungan luar. Respirasi internal adalah absorbsi oksigen dan pelepasan karbondioksida yang dilakukan oleh mitokondria dalam sel tubuh.7Sistem respirasi terdiri atas saluran pernapasan yang menuju ke paru-paru, paru-paru itu sendiri, dan struktur thorax yang ikut membantu pergerakan udara melewati saluran pernapasan baik masuk maupun keluar dari paru-paru.Saluran pernapasan membawa udara dari atmosfer ke alveolus. Saluran ini bermula dari rongga hidung. Kemudian saluran ini berlanjut ke pharynx, yang adalah saluran untuk respirasi dan pencernaan. Dua saluran yang berasal dari pharynx yaitu trakea, dimana udara akan dilanjutkan ke paru-paru, dan oseophagus, saluran yang dilewati makanan untuk sampai ke perut. Udara kemudian melewati larynx melalui celah diantara dua plica vocalis yang disebut glottis. Setelah larynx, udara masuk ke dalam trakea yang kemudian bercabang dua menjadi bronchus kiri dan kanan. Di dalam paru-paru, bronchus kemudian bercabang-cabang lagi menjadi bronchioles. Di ujung bronchus terdapat alveolus, yaitu kantong udara kecil dimana terjadi pertukaran gas antara alveolus dan darah.8Udara mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Hal ini menjadi dasar dari ventilasi paru-paru. Siklus respirasi terdiri dari inspirasi dan ekspirasi dimana kedua proses ini merubah volume dari paru-paru. Perubahan volume ini membuat perbedaan tekanan yang membuat udara dapat masuk dan keluar dari paru-paru.7Tiga tekanan penting saat ventilasi adalah : tekanan atmosfer, yaitu tekanan udara di permukaan bumi. Di permukaan laut tekanan ini sebesar 760mmHg, yang akan berkurang ketika ketinggian tempat bertambah dan bertambah ketika ketinggian tempat berkurang.8 tekanan intra-alveolar, yaitu tekanan dalam alveoli. Karena alveoli berinteraksi dengan atmosfer melalui saluran pernapasan, udara dengan cepat berpindah saat tekanan intra-alveolar berbeda dari tekanan atmosfer.8 tekanan intrapleural adalah tekanan diantara pleura. Tekanan ini berada di luar paru-paru, dan di dalam pleura. Biasanya tekanan ini lebih rendah dari tekanan atmosfer, sekitar 756 mmHg saat istirahat.8

Saat inspirasi, rongga dada membesar dan mendesak paru-paru untuk membesar untuk mengisi rongga dada yang membesar tersebut. Ketika paru-paru membesar, tekanan intra-alveolar menurun karena udara masuk mengisi volume paru-paru yang membesar. Udara akan terus masuk dan mengisi paru-paru sampai tidak ada perbedaan tekanan lagi.8Inspirasi dalam dapat dilakukan dengan kontraksi diaphragma dan M. intercostalis externus lebih kuat dan kontraksi otot insiprasi tambahan untuk membuat rongga dada semakin besar. Kontraksi dari otot insiprasi tambahan ini mengangkat sternum dan dua iga pertama, membesarkan rongga dada bagian atas, memberikan peningkatan tempat yang lebih besar bagi paru untuk membesar dan membuat udara semakin banyak masuk ke paru-paru.8Saat ekspirasi, otot inspirasi berelaksasi. Diaphragma kembali ke bentuk semula. Rongga dada turun karena gravitasi saat M. intercostalis externus berelaksasi. Karena rongga dada turun, maka paru-paru ikut kembali ke bentuk semula sebelum inspirasi karena sifat elastis paru-paru. Saat paru-paru kembali ke bentuk semula dan volume berkurang, tekanan intra-alveolar meningkat, karena jumlah udara saat paru-paru membesar sekarang menempati tempat yang lebih kecil. Udara sekarang meninggalkan paru-paru menuju ke atmosfer karena tekanan yang lebih rendah.8Saat istirahat, ekspirasi adalah kegiatan pasif karena merupakan relaksasi dari otot inspirasi dan paru-paru. Ekspirasi dapat menjadi aktif untuk mengosongkan udara paru-paru lebih dari yang dilakukan oleh pernapasan tenang. Untuk itu, otot ekspirasi harus berkontraksi untuk menurunkan lebih jauh lagi volume rongga dada dan paru-paru. Volume paru-paru menjadi lebih kecil lagi dan tekanan intra-alveolar menjadi makin besar, sehingga udara lebih banyak keluar untuk menyamakan tekanan intra-alveolar dan tekanan atmosfer.8

Volume Paru-ParuVolume total paru-paru dapat diukur dari penjumlahan berbagai macam volume dan kapasitas yang bisa diukur. Volume-volume tersebut adalah: Tidal volume(TV) adalah volume udara yang keluar masuk paru-paru dalam satu kali siklus saat pernapasan tenang, kira-kira sebesar 500 ml.7 Expiratory reserve volume(ERV) adalah volume udara yang masih dapat dikeluarkan setelah ekspirasi normal dan tenang, kira-kira sebesar 1000 ml pada laki-laki.7 Residual volume(RV) adalah volume yang masih tersisa di paru-paru setelah ekspirasi maksimal, kira-kira sebesar 1200 ml pada laki-laki.7 Inspiratory reserve volume(IRV) adalah volume udara yang dapat dihirup setelah inspirasi tenang, kira-kira sebesar 3300 ml pada laki-laki.7 Inspiratory capacity(IC) adalah jumlah udara yang dapat dihirup saat inspirasi. IC merupakan penjumlahan dari TV dan IRV.7 Functional residual capacity(FRC) adalah jumlah udara yang tersisa setelah ekspirasi tenang. FRC merupakan penjumlahan dari ERV dan RV.7 Vital capacity(VC) adalah jumlah maksimum udara yang dapat keluar masuk paru-paru. VC merupakan penjumlahan dari IRV, TV, dan ERV.7 Total lung capacity(TLV) adalah kapasitas total paru-paru, yang didapat dari penjumlahan VC dan RV. Kira-kira sebesar 6000 ml pada laki-laki.7Pertukaran GasPertukaran gas dalam paru-paru dan jaringan dilakukan dengan cara difusi gas O2 dan CO2 dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Tidak ada transport aktif yang terlibat dalam pertukaran ini.8Saat darah menuju paru-paru, darah mengambil O2 dan melepas CO2 dengan cara difusi. Darah dari jaringan ke paru-paru memiliki P O2 rendah, yaitu sekitar 40 mmHg, dan memiliki P CO2 tinggi, yaitu sekitar 46 mmHg. Saat darah mengalir ke kapiler pulmonal, darah mendapat udara dari alveolus. Karena P O2 pada alveolus 100 mmHg, maka O2 berdifusi dari alveolus ke darah yang memiliki P O2 40 mmHg sampai tidak ada perbedaan tekanan.8Kebalikannya, P CO2 yang dibawa darah ke paru-paru sebesar 46 mmHg, dimana P CO2 alveolus hanya 40 mmHg. CO2 berdifusi dari darah ke paru-paru sampai P CO2 di darah dan paru-paru sama.8Beberapa faktor lain yang dapat mempengaruhi pertukaran gas yaitu luas permukaan tempat pertukaran gas, jarak yang harus ditembus oleh gas, dan konstanta difusi gas.8

Transpor O2Oksigen beredar di darah dalam dua bentuk: terlarut dan terikat secara kimia oleh hemoglobin. Oksigen yang terlarut dalam plasma darah jumlahnya sangat sedikit. Oksigen yang terlarut jumlahnya seanding dengan jumlah darah. Pada P O2 100 mmHg, 1 liter darah hanya dapat mengangkut 3 ml O2. Karena itu harus ada mekanisme lain yang mengangkut O2 ke jaringan. Mekanisme ini adalah hemoglobin.8Setiap 100 ml darah dapat mengangkut kira-kira 20 ml oksigen. Dari jumlah ini, hanya 0,3 ml yang terlarut dalam darah. Sisanya diikat oleh hemoglobin, oleh ion Fe2+ dalam protein heme. Hemoglobin terdiri dari empat subunit protein globular, yang masing-masing mengandung heme. Jadi, setiap hemoglobin dapat mengikat empat molekul oksigen membentuk oksihemoglobin.7Tingkat kejenuhan Hb terhadap O2 disebut saturasi Hb. Hubungan saturasi Hb dengan P O2 darah tidak linear, namun membentuk kurva seperti huruf S. Pada P O2 60 sampai 100 mmHg, kurva tersebut mendatar atau disebut plateau. Pada saat ini, kenaikan P O2 hanya berpengaruh kecil terhadap saturasi Hb terhadap O2. Kebalikannya, pada P O2 0 sampai 60 mmHg sedikit saja perubahan pada P O2 akan berpengaruh besar pada saturasi Hb terhadap O2.8Selain oleh P O2 kurva saturasi ini dipengaruhi juga oleh: P CO2, dimana kenaikan mengakibatkan kurva bergeser ke kanan.8 Derajat keasaman, dimana peningkatan keasaman menggeser kurva ke kanan.8 Temperatur, dimana kenaikan temperatur juga menggeser kurva ke kanan.8Selain faktor dari luar, faktor dari dalam sel darah merah, yaitu 2,3 Biphospogliserat (2,3 BPG) juga berpengaruh pada saturasi Hb. 2,3 BPG, yang diproduksi dari metabolisme sel darah merah, dapat terikat pada Hb dan mengurangi afinitas Hb pada O2 dan menggeser kurva ke kanan. Produksi BPG meningkat saat jumlah HbO2 dalam darah di bawah normal. Dengan mempermudah pelepasan O2 ke jaringan, BPG membantu ketersediaan O2 di jaringan saat suplai O2 menipis.8

Transpor CO2Saat darah arteri mengalir melewati jaringan, CO2 berdifusi dari tekanan tinggi di jaringan ke darah yang tekanannya rendah. Karbon dioksida diangkut dalam darah melalui tiga cara:8 Terlarut secara fisik. Seperti O2, CO2 yang terlarut bergantung pada P CO2. Karena CO2 lebih mudah larut daripada O2 dalam plasma, maka CO2 yang terlarut dalam plasma lebih besar daripada O2. Meskipun begitu, hanya 10% dari CO2 dalam darah yang larut dalam plasma.8 Terikat pada hemoglobin. 30% CO2 berikatan dengan Hb membentuk karbamino hemoglobin. CO2 berikatan dengan protein globin pada Hb. Reduced Hb memiliki afinitas yang lebih besar terhadap CO2 daripada HbO2.8 Sebagai bikarbonat, adalah transpor CO2 yang paling penting, dengan 60% CO2 diubah menjadi HCO3- dengan reaksi sebagai berikut:8CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-Pertama-tama, CO2 bergabung dengan H2O untuk membentuk asam karbonat. Sebagian molekul asam karbonat secara spontan berdisosiasi menjadi ion hidrogen dan ion bikarbonat. Ion karbon dan oksigen dalam CO2 terdapat dalam darah sebagai bagian dari HCO3-. Reaksi ini berlangsung lambat dalam plasma, namun berlangsung cepat di dalam sel darah merah karena adanya enzim anhidrase karbonat, yang mengkatalis reaksi ini. Enzi mini membuat reaksi berlangsung dari CO2 + H2O menjadi H+ + HCO3- tanpa harus melewati tahap perubahan menjadi H2CO3.8Saat reaksi ini berlangsung, H+ dan HCO3- mulai menumpuk di sel darah merah. Membran sel darah merah memiliki paengangkut HCO3Cl- yang memfasilitasi difusi ion-ion tersebut keluar masuk membran. Secara teratur, HCO3- berdifusi keluar membran menuju plasma. Karena HCO3- adalha ion negatif, keluarnya ion tersebut tanpa dibarengi dengan keluarnya ion positif mengakibatkan perbedaan kenegatifan. Ion klorida, yang banyak terdapat di plasma, berdifusi ke sel darah merah untuk mengembalikan keadaan menjadi netral. Pergerakan klorida untuk menggantikan HCO3- yang keluar ini yang disebut pergeseran klorida(Chloride shift).8

Keseimbangan Asam-BasaSistem respirasi tubuh, selain berfungsi untuk pertukaran gas untuk proses metabolisme, ternyata juga berpengaruh terhadap keseimbangan asam-basa di tubuh kita. Seperti yang kita ketahui, derajat keasaman atau pH normal seseorang adalah 7,4 dengan toleransi 0,5 (7,35-7,45). Ketika pH tubuh kurang atau lebih dari angka tersebut, maka terjadilah gangguan pada organ-organ tubuh yang dapat menimbulkan kerusakan.8Agar bisa mempertahankan pH tubuh yang normal, maka tubuh kita memiliki suatu sistem buffer yang terbagi secara fisika dan kimiawi. Sistem buffer kimiawi sendiri dibagi menjadi 3 jenis, yaitu buffer fosfat, buffer protein plasma dan buffer bikarbonat / asam karbonat. Jenis buffer yang terakhir adalah yang paling penting, karena selain kadarnya yang tinggi di dalam tubuh kita, transport CO2 dalam bentuk H2CO3 dikendalikan oleh sistem pernapasan, dalam hal ini paru-paru kita.9Apabila sistem pernapasan di tubuh kita terganggu, maka secara otomatis keseimbangan asam-basa di tubuh kita pun akan ikut terganggu. Ion H2CO3 yang berlebihan dapat menurunkan pH kita (keasaman di tubuh meningkat) yang disebut dengan asidosis respiratorik, dan apabila ion H2CO3 kurang dari jumlah ideal, maka dapat menaikan pH kita (keasaman di tubuh menurun) yang disebut dengan alkalosis respiratorik.9

Mekanisme Batuk dan Sesak NapasBatuk ini dapat dicetuskan secara volunter atau refleksif. Sebagai refleks defensive, batuk mempunyai jaras aferen dan eferen. Jaras aferen termasuk reseptor di dalam serabut sensorik saraf trigeminus, glossofaringeus, laringeus superior dan vagus. Jaras eferen termasuk laringeus rekurens (penutupan glottis) dan saraf spinalis (kontraksi otot-otot abdominal dan toraks). Urutan batuk terdiri dari stimulus yang sesuai memulai inspirasi dalam. Keadaan ini diikuti oleh penutupan glottis, relaksasi diafragma, dan kontraksi otot melawan glottis tertutup sehingga menghasilkan tekanan dalam jalan napas dan intratoraks positif maksimal. Tekanan intratoraks positif ini menyebabkan penyempitan trakea. Begitu glotis terbuka, perbedaan tekanan jalan napas dan atmosfer menyebabkan laju aliran melalui trakea mendekati kecepatan suara. Tekanan pembersihan yang timbul membantu eliminasi mucus dan benda-benda asing.10 Pada dasarnya mekanisme batuk dapat dibagi menjadi empat fase yaitu fase iritasi, inspirasi, kompresi dan ekspirasi/ eksplusi.4Iritasi dari salah satu saraf sensoris nervus vagus di laring, trakea, bronkus besar, atau serat afferen cabang faring dari nervus glosofaringeus dapat menimbulkan batuk. Batuk juga timbul bila reseptor batuk di lapisan faring dan esofagus, rongga pleura dan saluran telinga luar dirangsang. Pada fase inspirasi glotis secara refleks terbuka lebar akibat kontraksi otot abduktor kartilago aritenoidea. Inspirasi terjadi secara dalam dan cepat, sehingga udara dengan cepat dan dalam jumlah banyak masuk ke dalam paru. Masuknya udara ke dalam paru dengan jumlah banyak memberikan keuntungan yaitu akan memperkuat fase ekspirasi sehingga lebih cepat dan kuat serta memperkecil rongga udara yang tertutup sehingga menghasilkan mekanisme pembersihan yang potensial. Fase kompresi dimulai dengan tertutupnya glotis akibat kontraksi otot adduktor kartilago aritenoidea. Pada fase ini tekanan intratoraks meninggi agar terjadi batuk yang efektif. Pada fase ekspirasi glotis terbuka secara tiba-tiba akibat kontraksi aktif otot ekspirasi, sehingga terjadilah pengeluaran udara dalam jumlah besar dengan kecepatan yang tinggi disertai dengan pengeluaran benda-benda asing dan bahan-bahan lain. Gerakan glotis, otot-otot pernafasan dan cabang-cabang bronkus merupakan hal yang penting dalam fase mekanisme batuk dan disinilah terjadi fase batuk yang sebenarnya. Suara batuk sangat bervariasi akibat getaran sekret yang ada dalam saluran nafas atau getaran pita suara.4Sesak napas atau dispnea adalah gejala subjektif berupa keinginan penderita untuk meningkatkan upaya mendapatkan udara pernapasan. Rasa sesak napas bisa timbul setelah melakukan kegiatan latihan berat yang biasanya muncul perasaan terengah-engah. Sesak napas tidak selalu mengindikasi penyakit tetapi bisa juga hanya terdapat stress psikologis. Sesak napas ini timbul karena meningkatnya tahanan jalan napas seperti pada obstruksi jalan napas, berkurangnya keterangan paru yang biasanya menimbulkan abnormalitas kerja jantung dan pelemahan otot-otot yang berperan dalam proses pernapasan.4

KesimpulanHipotesis terbukti bahwa lelaki tersebut batuk dan sesak nafas dikarenakan adanya gangguan pada sistem pernafasan. Sistem ini dimulai dari bagian konduksi, dimana udara hanya mengalir saja. Bagian konduksi ini meliputi rongga hidung, pharynx, larynx, trachea, bronchus, dan bronchiolus terminalis. Dilanjutkan dengan bagian respirasi, dimana terjadi pertukaran gas di bagian ini. Meliputi bronchiolus respiratorius dan alveolus. Gangguan pada salah satu bagian dari sistem ini akan mengakibatkan gangguan dalam pengambilan udara atau pertukaran gas.

Daftar Pustaka1. Cameron JR, Skofronick JG, Grant RM. Fisika tubuh manusia. Edisi ke-2. Jakarta: EGC; 2006.h.142-5, 171-4.2. Kamus saku kedokteran dorland. Edisi ke-28. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2012.h.1180,1198.3. Behrman RE, Kliegman RM, Arvin AM. Ilmu kesehatan anak Nelson. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 1999.h.1513-5.4. Djojodibroto D. Respirologi. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2007.h.53-5, 57-95. Gunardi S. Anatomi sistem pernapasan. Jakarta: FKUI; 2007.h.1-97.6. Eroschenko VP. Atlas histologi di fiore dengan korelasi fungsional. Edisi ke-9. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2003.h.231-45.7. Martini F H, Nath J L. Fundamentals of anatomy & physiology. 8th ed. San Fransisco: Pearson Education; 2009.p.842-62.8. Sherwood L. Human physiology from cells to systems. 7th ed. Canada: Brooks/Cole Cengage Learning; 2010.p.462-500.9. Murray RK, Granner DK, Rodwell VW. Biokimia harper. Edisi ke-27. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2012.10. Isselbacher KJ, Braunwald E, Wilson JD, Martin JB, Fauci AS, Kasper DL. Harrison prinsip-prinsip ilmu penyakit dalam. Edisi ke-13. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 1999.h. 199-200.

Sasaran Pembelajaran Mahasiswa mampu memahami dan menjelaskan struktur organ yang berperan dalam sistem respirasi Mahasiswa mampu memahmi dan menjelaskan mekanisme inspirasi dan ekspirasi dalam pernapasan Mahasiswa mampu memahami dan menjelakan mekanisme pertukaran gas dan faktor yang mempengaruhinya Mahasiswa mampu memehami dan menjelaskan kapasitas paru-paru manusia Mahasiswa mampu memahami dan menjelaskan proses terjadinya batuk dan sesak napas

19