SISTEM RESPIRASI

 Sistem pernafasan adalah  peristiwa menghirup udara dari luar yang mengandung oksigen serta menghembuskan udara (karbon dioksida) keluar dari tubuh.

Sistem pernafasan terdiri dari:

1.Bagian konduksi, y/ bagian yang menyalurkan udara

       Mulai dari Cavum nasi-faring-laring-trakhea-bronkhus sampai bronkhiolus terminalis.

 2.Bagian respirasi,y/ bagian yang bekerja mengikat oksigen dan melepaskan CO2 yang dibawa ke dan jaringan tubuh oleh sistem sirkulasi.mulai dari Bronkhiolus respiratorius-duktus alveolaris-sakus alveolaris-dan alveoli.

Anatomi sistem pernafasan:

1.saluran nafas bagian atas

a.Hidung(naso)

saluran pernafasan yang pertama.ketika proses pernafasan,udara    yang diinspirasi melalui rongga hidung akan menjalani 3 proses,yaitu:

penyaringan (filtrasi),penghangatan,dan kelembapan.hidung mempunyai bagian-bagian berikut:

*bagian luar dinding terdiri dari kulit

*lapisan tengah terdiri dari otot-otot tulang rawan

*lapisan dalam terdiri dari selaput lendir yang berlipat-lipat yang dinamakan karang hidung(konka nasalis),yang berjumlah 3 buah yaitu konka nasalis inferior,konka nasalis media,konka nasalis superior.

b.Faring

pipa berotot yang berjalan dari dasar tengkorak sampai persambungannya dengan esofagus pada ketinggian tulang rawan krikoid.

- nasofaring terletak di belakang kavum nasi,dibawah basis cranial dan di depan ke dalam vertebrae cervicalis I dan II.nasofaring membuka bagian depan ke dalam kavum nasi dan ke bawah ke dalam orofaring.

-orofaring merupakan pertemuan rongga mulut dengan faring,terdapat pangkal lidah.

-laringofaring merupakan bagian dari faring yang terletak tepat di belakang laring dengan ujung atas esofagus.

c.Laring

saluran udara yang bertindak sebagai pemebentuk suara. Pada bagian pangkal ditutup oleh sebuah empang tengkorak yang disebut epiglotis, yang terdiri dari tulang rawan yang berfungsi ketika menelan makanan dengan menutup laring.

 terletak pada garis tengah bagian depan leher, sebelah dalam kulit, glandula tyroidea, dan beberapa otot kecila, dan didepan laringofaring dan bagian atas esofagus.

 cartilago / tulang rawan pada laring ada 5 buah, terdiri dari sebagai berikut :

- cartilago thyroidea 1 buah di depan jakun ( adam’s apple ) dan sangat jelas terlihat pada pria. Berbentuk V, dengan V menonjol kedepan leher sebagai jakun. Ujung batas posterior diatas adalh cornu superior, penonjolan tempat melekatnya ligamen thyrohydeum, dan dibawah adalah cornu yang lebih kecil berartikulasi dengan bagian luar cartilago cricoidea

- cartilago epiglotis 1 buah. Cartilago yang berbentuk daun dan menonjol keatas di belakang dasar lidah. Epiglotis ini melekat pada bagian belakang keatas dibelakang V cartilago thyroideum. Plica aryepiglottica, berjalan kebelekang dari bagian samping epiglotis menuju cartilago arytenoidea, membentuk batas jalan masuk laring

-kartilago krikoidea 1buah  yang berbentuk cincin.cartilago berbentuk cincin signet dengan bagian yang besar dibelakang.terletak di bawah cartilago tyroidea,dihubungkan dengan cartilago tersebut oleh membran cricotyroidea.

2.Saluran nafas bagian bawah

a.Trakea atau batang tenggorok

- merupakan tabung fleksibel dengan panjang kira-kira 10 cm dengan lebar 2,5  cm.trakea berjalan dari kartilago cricoidea kebawah pada bagian depan leher dan dibelakang manubrium sterni,berakhir setinggi angulus sternalis atau sampai kira-kira ketinggian vertebrata torakalis kelima dan di tempat ini  bercabang menjadi dua bronkus(bronchi).

-trakea tersusun atas 16-20 lingkaran tak lengkap yang berupa cincin tulang rawan yang diikat bersama oleh jaringan fibrosa dan yang melengkapi lingkaran disebelah belakang trakea,selain itu juga membuat beberapa jaringan otot.

b.Bronkus

-Bronkus yang terbentuk dari belahan dua trakea pada ketinggian kira-kira vertebrata torakalis kelima,mempunyai struktur serupa dengan trakea dan dilapisi oleh jenis sel yang sama.

-Bronkus kiri lebih panjang dan lebih langsing dari yang kanan,dan berjalan di bawah arteri pulmonalis sebelum di belah menjadi beberapa cabang yang berjalan ke lobus atas dan bawah.

-cabang utama bronkus kanan dan kiri bercabang lagi menjadi bronkus lobaris dan kemudian menjadi lobus segmentalis.percabangan ini berjalan terus menjadi bronkus yang ukurannya semakin kecil,sampai akhirnya menjadi bronkiolus terminalis,yaitu saluran udara terkecil yang tidak mengandung alveoli (kantong udara)

-bronkiolus terminalis memiliki garis tengah kurang lebih 1 mm.bronkiolus tidak diperkuat oleh cincin tulang rawan.tetapi dikelilingi oleh otot polos sehingga ukurannya dapat berubah.

-seluruh saluran udara ke bawah sampai tingkat bronkiolus terminalis disebut saluran penghantar udara karena fungsi utamanya adalah sebagai penghantar udara ke tempat pertukaran gas paru-paru yaitu alveolus.

c.Paru-Paru

-merupakan sebuah alat tubuh yang sebagian besar terdiri atas gelembung-gelembung kecil (alveoli).Alveolus yaitu tempat pertukaran gas assinus terdiri dari bronkiolus dan respiratorius yang terkadang memiliki kantong udara kecil atau alveoli pada dindingnya.ductus alveolaris seluruhnya dibatasi oleh alveoilis dan sakus alveolaris terminalis merupakan akhir paru-paru.

-Paru-paru dibagi menjadi dua bagian,yaitu paru-paru kanan yang terdiri dari 3 lobus (lobus pulmo dextra superior,lobus pulmo dextra media,lobus pulmo dextra inferior) dan paru-paru kiri yang terdiri dari 2 lobus (lobus sinistra superior dan lobus sinistra inferior).

-Tiap-tiap lobus terdiri dari belahan yang lebih kecil yang bernama segmen.paru-paru kiri memiliki 10 segmen yaitu 5 buah segmen pada lobus superior dan lima lobus inferior.paru-paru kiri juga memiliki 10 segmen,yaitu 5 buah segmen pada lobus superior,2 buah segmen pada lobus medialis,dan 3 segmen pada lobus inferior.tiap-tiap segmen masih terbagi lagi menjadi belahan-belahan yang bernama lobulus.

-letak paru-paru di rongga dada datarnya menghadap ke tengah rongga dada/kavum mediastinum.pada bagian tengah terdapat tampuk paru-paru atau hilus.

Pada mediastinum depan terletak jantung.

-Paru-paru dibungkus oleh selaput tipis yang bernama pleura.pleura dibagi menjadi dua yaitu pleura visceral (selaput dada pembungkus )yaitu selaput paru yang langsung membungkus paru-paru dan plura parietal yaitu selaput yang melapisi rongga dada sebelah luar.antara kedua lapisan ini terdapat rongga kavum yang disebut kavum pleura.pada keadaan normal,kavum pleura ini vakum/hampa udara.

Fisiologi Sistem pernafasan

Respirasi dibagi menjadi2 bagian yaitu respirasi eksternal dimana proses pertukaran O2 dan CO2 ke dan dari patu kedalam O2 masuk ke dalam darah dan CO2 + H2O masuk ke paru-paru darah , kemudian dikeluarkan dari tubuh dan respirasi internal atau respirasi sel dimana proses pertukaran O2 dan peristiwa CO2 di tingkat sel biokimiawi untuk proses kehidupan.

Konsentrasi O2 menurun CO2 dan H+ naik

Chemoreceptor pada cabang aorta dan karotid merangsang medulla

Impuls melalui spina cord ke otot respiratory untuk berkontraksi

Paru-paru mengembang

Inhalasi

Dibawa samapai alveoli

Difusi O2 dan CO2

O2 larut dalam plasma dan diikat Hb                                     CO2 dibuang melalui saluran nafas (ekhshalasi/respirasi)

Dibawa sampai sel

Difusi O2 dan CO2

• Proses pernafasan terdiri dari 2 bagian, yaitu sebagai berikut :
• Ventilasi pulmonal yaitu masuk dan keluarnya aliran udara antara atmosfir dan alveoli paru yang terjadi melalui proses bernafas (inspirasi dan ekspirasi) sehingga terjadi difusi gas (oksigen dan karbondioksida) antara alveoli dan kapiler serta transfor O2 dan CO2 melalui darah ke dan dari sel jaringan.
• Mekanik pernafasan

Masuk dan keluarnya udara dari atmosfir ke dalam paru-paru dimungkinkan oleh peristiwa mekanik pernafasan yaitu inspirasi dan ekspirasi. Inspirasi ( inhalasi) adalah masuknya O2 dari atmosfir dan CO2 kedalam jalan nafas . Dalam inspirasi pernafasan kulit , otot diafragma akan berkontraksi dan kubah diafragma turun ( posisi diafragma datar), selanjutnya ruang otot interkostalis eksterna menarik dinding dada agak keluar, sehingga volume paru-paru membesar , tekanan dalam paru-paru akan menurun dan lebih rendah dari lingkungan luar sehingga udara dari luar akan masuk ke dalam paru-paru . Ekspirasi (ekshalasi) adalah keluarnya CO2 dari paru ke atmosfir melalui jalan nafas. Apabila terjadi pernafasan perut, otot diafragma naik kembali ke posisi semula ( melengkung) dan M. interkostalis interna relaksasi . Akibatnya tekanan dan ruang didalam dada mengecil sehingga dinding dada masuk kedalam udara keluar dari paru-paru karena tekanan paru-paru meningkat .

•       Transportasi gas pernafasan

1.      Ventilasi

Selama respirasi udara mengalir dari atmosfer ke alveoli. Selama ekspirasi sebaliknya yaitu udara keluar dari paru-paru. Udara yang masuk kedalam alveoli mempunyai suhu dan kelembapan atmofesir. Udara yang dihembuskan jenuh dengan uap air dan mempunyai suhu sama dengan tubuh.

2.      Difusi

Yaitu proses dimana terjadi pertukaran O2 dan CO2 pada pertemuan udara dengan darah. Tempat difusi yang ideal yaitu di membran alveolar-kapiler karena permukaannya luas dan tipis. Pertukaran gas antara alveoli dan darah terjadi secara difusi. Tekanan parsial O2 (PaO2) dalam alveolus kedalam darah. Sebaliknya (PaCO2) darah> (PaO2) alveolus sehingga perpindahan gas tergantung pada luas permukaan dan ketebalan diding alveolus. Transportasi gas dalam darah O2 perlu ditransport dari paru-paru ke jaringan dan karbon dioksida harus di transpor kembali dari jarinagn ke paru-paru.beberapa faktor yang mempengaruhi dari paru ke jaringan,yaitu:

-cardiac out put

-jumlah eritrosit

-exercise

-hematokrot darah, akan meningkatkan vikositas darah mengurangi transpor oksigen menurunkan CO.

c.Perfusi pulmonal

Merupakan aliran darah aktual melalui sirkulasi pulmonal dimana oksigen diangkut dalam darah membentuk ikatan (oksi Hb) / oksihaemoglobin (98,5%) sedangkan dalam eritrosit bergabung dengan Hb dalam plasma sebagai oksigen yang larut dalam plasma (1,5%).karbon dioksida dalam darah ditransportasikan sebagai bikarbonat,dalam eritrosit sebagai natrium bikarbonat,dalam plasma sebagai kalium bikarbonat,dalam larutan bergabung dengan Hb dan protein plasma.karbon dioksida larut dalam plasma sebesar 5-7 % , HbNHCO3 carbamoni Hb (carbamate) sebesar 15-20 % , Hb  + CO2 HbCO bikarbonat sebesar 60-80 %.

·         Pengukuran volume paru

Fungsi paru,yang mencerminkan mekanisme ventilasi disebut volume paru dan kapasitas paru.volume paru dibagi menjadi:

-Volume Tidal (TV) yaitu volume udara yang dihirup dan dihembuskan setiap kali bernafas.

-Volume cadangan inspirasi (IRV) yaitu volume udara maksimal yang dapat dihirup setelah inhalasi normal.

-Volume cadangan ekspirasi (ERV) yatitu volume udara maksimal yang dapat dihembuskan dengan kuat setelah exhalasi normal.

-Volume residual (RV) yaitu volume udara yang tersisa dalam paru-paru setelah exhalasi normal.

·         Kapasitas paru

-Kapasitas vital (VC),volume udara maksimal dari poin inspirasi maksimal.

-Kapasitas inspirasi ( IC),volume udara maksimal yang dihirup setelah ekspirasi normal.

-Kapasitas residual fungsional (FRC),volume udara yang tersisa dalam paru-paru setelah ekspirasi normal.

-Kapasitas total paru-paru (TLC),volume udara paru setelah inspirasi normal.

            Proses pertukaran sejumlah gas untuk metabilisme tubuh diperlukan usaha keras pernafasan yang tergantung pada:

1.      Tekanan Inter-pleural

Dinding dada merupakan suatu kompartemen tertutup yang melingkupi paru-paru. Dalam keadaan normal paru seakan melekat pada didinding dada, hal ini disebabkan karena ada perbedaan tekanan atau selisih tekanan atmosfir (760 mmHg) dan tekanan intrapleural (755 mmHg). Sewaktu inspirasi diafragma berkntraksi, volume rongga dada meningkat, tekanan intra pleural dan inter alveolar turun dibawah tekanan atmosfir seingga udara masuk. Sedangkan waktu ekspiraasi volume rongga dada mengecil mengakibatkan tekanan intra pleural dan tekanan alveolar meningkat diatas atmosfir sehingga udara mengalir keluar.

2.      Compliance

Hubungan antara perubahan tekanan dengan perubahan volume dan aliran dikenal sebagai copliance.

Ada dua bentuk compliance:

-         Static compliance, perubahan volum paru persatuan perubahan tekanan saluran nafas ( airway pressure) sewaktu paru tidak bergerak. Pada orang dewasa muda normal : 100 ml/cm H₂O

-         Effective Compliance : (tidal volume/peak pressure) selama fase pernafasan. Normal: ±50 ml/cm H₂O

Compliance dapat menurun karena:

- Pulmonary stiffes : atelektasis, pneumonia, edema paru, fibrosis paru

- Space occupying prosess: effuse pleura, pneumothorak

- Chestwall undistensibility: kifoskoliosis, obesitas, distensi abdomen

Penurunan compliance akan mengabikabtkan meningkatnya usaha/kerja nafas.

            Pertukaran O₂ dan CO­₂ terjadi di alveoli dan ditingkat jaringan dalam tubuh. Proses pertukaran O­₂ dan CO₂ di alveoli terjadi melalui proses difusi. Proses difusi ini dapat terjadi karena adanya perbedaan gradient tekanan partial gas, dimana gas akan bergerak dari tekanan tinggi menuju tekanan yang lebih rendah. Pada proses difusi O₂, tekanan di atmosfer sekitas 160 mmHg, dan di dalam paru sekitar 105 mmHg. Perbedaan ini menyebabkan masuknya O₂  ke dalam paru. Perbedaan tekanan ini juga terjadi diantara tekanan di alveoli dan tekanan di vena pulonali, di vena tekanan O₂ sekitar 100 mmHg, hal ini meyebabkan terjadinya difusi O_2. Pada tingkat jaringan, dikenal adanya istilah efek Bohr dan efek . Efek Bohr merupakan pengaruh CO₂ dan asam pada pembebasan O₂ dari Hb. Lepasnya O₂  dari Hb meningkatkan kemampuan Hb untuk mengikat CO₂ dan H⁺ dikenal sebagai efek Haldane. Efek Bohr dan efek Haldane bekerja secara sinkron untuk mempermudah pembebasan O₂ dan penerapan CO­₂ dan H⁺ yang dihasilkan CO₂ di tingkat jaringan.

Pada proses pernafasan, konsentrasi CO₂ akan memberikan rangasangan berupa impuls menuju ke pusat pernafasan di medulla oblongata untuk merangsang terjadinya inspirasi dan ekspirasi. Pada proses ini, apabila kosentrasi CO₂ meningkat dan pH turun, maka pusat pernafasan akan mengitegrasikan untuk terhadinya proses hypoventilasi atau disebut juga dengan positive feddback. Sedangkan apabila konsentrasi CO₂ menurun, maka pusat pernafasan akan mengintegrasikan untuk terjadinya hyperventilasi atau disebut feedback poitive. 

Berikut merupakan Gambaran Histologi respirasi pada manusia yang terdiri atas :

1. Bagian Konduksi
2.  Bagian Respirasi

l  Bagian konduksi, merupakan bagian yang menyalurkan udara

l  Mulai dari Cavum nasi-faring-laring-trakhea-bronkhus sampai bronkhiolus terminalis.

l  Bagian respirasi, merupakan bagian yang bekerja mengikat oksigen dan melepaskan CO2 yang dibawa ke dan dari jaringan tubuh oleh sistem sirkulasi.

l  Bronkhiolus respiratorius-duktus alveolaris-sakus alveolaris-dan alveoli.

Pada system respirasi organ – organ yang berperan untuk proses inspirasi dan ekspirasi diantaranya :

A.    Hidung

Hidung merupakan organ yang berongga terdiri atas tulang, tulang rawan hialin, otot bercorak dan jaringan ikat,serta di permukaan luar dilapisi oleh kulit. Udara yang masuk melalui lubang hidung disebut nares anterior (nostril) ke suatu ruang yang di sebut kavum nasi, bagian kanan dan kiri di pisah oleh sekat disebut septum nasi.sedangkan pada kavum nasi  ke belakang berhubungan dengan bagian atas nasofaring.melaluli koana (nares posterior). Pada hidung terdiri atas beberapa bagian yaitu

1.      Bagian anterior vestibulum anterior

l  Dilapisi lapisan mirip epidermis

l  Epitel squamous kompleks

l  Bulu bulu hidung

l  Kelj sebasea dan sudorifera

l  regio respiratorius

l  Epitel permukaan pseudokompleks bersilia

l  Pada daerah yang sering terpapar dg udara yang masuk akan terjadi:

l  Lapisan epitel lebih tebal

l  Sel Goblet babnyak di jumpai

l  Membrana basalis lebih tebal karena serat retikuler banyak.

2.      Lamina Propia

l  Glandula mukosa dan serosa (dalam jumlah besar) terutama pada daerah yang terexposed.

l  Sel sel limfosit

l  Vasa darah

Banyak dijumpai pada

l  konka media

l  Conka inferior

l  Permukaan septum yang terexpose

3.      Sinus Paranasal

l  Epitel bertingkat torak bersilia

l  (memiliki ketebalan, kurang setengah tebal dari tempat lain)

l  Sel Goblet dan kelenjar: sedikit

l  Lamina propria tipis, membran basah,sangat tipis, melekat langsung pada periosteum.

B.     Faring

Faring teridiri atas :

l  Nasofaring

l  Terletak di bawah dasar tengkorak di atas palatum molle, diliputi oleh epitel bertingkat torak bersilia dan bersel Goblet.

l  Di bawah membrana  basalis terdapat lamina propria.yg mengandung. kelenjar campur.dan Kaya jar ikat elastis yg bercampur lapisan otot di bawah nya.

l  Bagian atas nasofaring dinding belakang terdapat Agregati limfatici membentuk tonsila pharingealis, tonsila tubalis(muara tuba eustachi).

l  Lapisan sub mukosa pada umumnya tidak di jumpai.

l  Orofaring

l  Terletak di belakang rongga mulut dan permukaan belakang lidah .

l  Diliputi epitel berlapis gepeng tanpa lapisn tanduk

l  Laringofaring

l  Terletak di belakang laring

l  Diliputi epitel yang bervariasi , sebagian besar oleh epitel berlaps gepeng tanpa lapisan tanduk.

C.     Laring

l  Epitel laring

l  Squamous kompleks, menghadap ke lidah

l  Pseudokompleks bersilia menghadap ke laring

l  Kolumner komplek bersilia , menghadap ke transisi

l  Lamina propria

l  Kaya seratelastis

l  Infiltrasi limfosit

l  Sering dijumpai nodus limfatisi

l  Dapat dijumpai kelj campur, kecuali pada vokal fold

l  Kerangka dinding terdiri dari tl rawan hialin, pada Epiglotis terdiri dari tl rawan elastika.

D.    Trakhea

l   Terdapat Membrana Fibroelastis

o   Bercampur dengan pericranium

o   Menutup bagian celah cartilago dan menghubungkan ujung ujung celah dari cincin yang diatas dengan bawahnya, sehingga membentuk tabung.

l  Terdapat dijumpai pada bagian celah cincin cartilago

o   Bercampur dengan membran fibroelastis

o   Sering dijumpai pada bagian celh cincin cartilago

4.      Broncus

l  Terdapat epitel bertingkat slindris bersilia

l  Terdapat lamina propia tipis

l  Cabang artery pulmonaris didalam adventisia bagian luar

5.      Bronkiolus

l  Memiliki diameter kecil kira kira 1 mm atau kurang

l  Pada bronkiolus terminalis, epitel silindris bersilia tanpa goblet

l  Lapisan otot polos berkembang baik

6.      Saccus Alveoli

l  Ruangan yang berada diantara ductus dan saccus alveolaris disebut  dengan attrium

l  Kadang terdapat lubang yang disebut porus alveolaris

l  Terdapat sinus septa  

7.      Alveolaris

l  Dari saccus alveolar terbuka pintu menuju ke setiap alveoli

l  Alveoli paru ini berupa kantong yang dibatasi oleh epitel gepeng selapis yang amat tipis

l  Selain itu terdapat juga sel epitel yang benntuknya kuboid disebut sel septal

l  Didalam lumennya dapat dikenali sel debu ( duct cell)

l  Sel debu agak besar dan dalamnya sitoplasmanya biasanya terdapat partikel debu