Mekanisme Pertukaran Udara102012241Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida WacanaUniversitas Kristen Krida WacanaJl. Terusan Arjuna No.6 Jakarta Barat 11510Telp. 021-56942061 Fax. 021-5631731Email: williamlimadhy@live.comAbstrakTujuan utama dari pernapasan adalah proses bertukarnya O2 dan CO2. Yang memungkinkan terjadinya pertukaran tersebut ialah medulla oblongata, yang meliputi proses inspirasi dan ekspirasi. Proses inspirasi dan ekspirasi dapat terjadi karena ada otot-otot yang berkontraksi. Proses difusi nya O2 dan CO2 ke jaringan dan sebaliknya disebabkan karena adanya perbedaan tekanan antara O2 dan CO2 yang ada di darah dan O2 dan CO2 yang ada di jaringan.udara masuk ke dalam paru-paru melalui hidung, faring,laring, trakea, bronkus, dan bronkiolus. Jika terjadi pada salah satu organ di atas bisa menyebabkan gangguan pada pernapasanKata kunci : mekanisme pertukaran udara, laring, faring, gangguan pernapasanAbstractThe main purpose of respiration is a process of traded his O2 and CO2. Which allows the exchange of the medulla oblongata is, which includes the process of inspiration and expiration. The process of inspiration and expiration can occur because the muscles are contracted. Her process of O2 and CO2 diffusion into tissue and vice versa due to the pressure difference between the O2 and CO2 in the blood and O2 and CO2 that is in jaringan.udara goes into the lungs through the nose, pharynx, larynx, trachea, bronchi, and bronchioles. If it happened to one of the above organs can cause respiratory irritationKeywords: air exchange mechanism, larynx, pharynx, respiratory diseasePendahuluanSetiap manusia pasti perlu bernapas untuk memperoleh oksigen yang berguna bagi tubuhnya dan membuang karbon dioksida yang dihasilkan dari dalam tubuhnya. Sistem pernapasan melibatkan rongga hidung, nasofaring, orofaring dan bagian atas laryngofaring, laring, trachea, bronkus, bronkiolus, paru, dan alveolus. Gangguan sistem pernapasan pada manusia bisa terjadi karena gangguan mekanisme pernapasan dan kelainan struktur pernapasan.Struktur Makroskopik Pharynx dan LarynxPharynx adalah bagian dari saluran pernapasan bagian atas yang terletak posterior dari cavum nasalis dan superior dari larynx. Pharynx terdiri atas 3 bagian yaitu nasopharynx, oropharynx dan laryngopharynx.Nasopharynx terletak di posterior dari cavum nasalis dan meluas ke palatum molle. Di bagian posterior nasopharynx terdapat jaringan limfoid yang membentuk tonsil pharingea.1 Pada anak-anak ia sering membesar dam meradang yang dikenali sebagai adenoiditis. Terdapat muara yang menghubungkan rongga hidung dengan telinga tengah disebut pharingeum tuba auditiva.Di sekelilingnya banyak kelompok jaringan limfoid disebut tonsila tuba.Bagian tengah pharynx adalah oropharynx.Oropharynx terletak posterior dari cavum oris dan meluas dari daerah palatum molle.Oropharynx berhubungan dengan cavum oris melalui isthmus faucium.Di oropharynx juga terdapat tonsilla palatina dan tonsilla lingualis.Bagian terakhir dari pharynx adalah laryngopharynx yang membentang dari tepi cranial epiglottis sampai tepi inferior cartilago cricoidea.Larynx merupakan saluran udara yang membentang antara lidah sampai trakea.Larynx menghubungkan laryngopharynx dan trakea.Larynx terdiri atas sembilan tulang rawan yaitu tiroid, krikoid, arytenoid, epiglottis, kuneiformis dan kornikulata.Terdapat ligamentum yang mengikat tulang rawan ini dan berartikulatio dengan otot intrinsik.Larynx juga mempunyai tulang rawan hialin & elastin, jaringan ikat, otot skelet, kelenjar campur.1,2

Struktur Mikroskopik Pharynx dan LarynxNasopharynx terdiri dari epitel torak bersilia bersel goblet.Di nasopharynx terdapat kelenjar campur dan jaringan limfoid yang membentuk tonsila pharingea.Oropharynx terdiri atas epitel berlapis gepeng tanpa lapisan tanduk. Oropharynx terletak di belakang rongga mulut dan permukaan belakang lidahdan dilanjutkan ke atas menjadi epitel mulut dan ke bawah ke epitel esofagus.Laryngopharynx mempunyai epitel bervariasi, sebagian besar epitel berlapis gepeng tanpa lapisan tanduk.Larynx mempunyai bentuk yang tidak beraturan/ irregular. Di larynx terdapat epitel bertingkat torak bersilia bersel goblet kecuali ujung plica vocalis yang terdiri atas epitel berlapis gepeng.1,2Mekanisme PernapasanPada dasarnya sistem pernapasan di bagi menjadi 2 bagian utama, yaitu :1. Bagian konduksi, meliputi rongga hidung, nasofaring, laring, trakea, bronkus, bronkiolus dan bronkiolus terminalis2. Bagian respirasi, meliputi bronkiolus respiratorius, duktus alveolaris dan alveolus.Selain itu, proses bernapasnya manusia di lalui oleh 2 tahap, yaitu :1. Inspirasi(penghirupan udara dari udara sekitar masuk ke paru-paru)Tahap inspirasi terjadi akibat otot tulang rusuk dan diafragma berkontraksi. Volume rongga dada dan paru-paru meningkat ketika diafragma bergerak turun ke bawah dan sangkar tulang rusuk membesar. Tekanan udara dalam paru-paru akan turun di bawah tekanan udara atmosfer, dan udara akan mengalir ke dalam paru-paru.2. Ekspirasi(penghembusan udara dari paru-paru keluar ke udara sekitar)Tahap ekspirasi terjadi akibat otot tulang rusuk dan diafragma berelaksasi. Volume rongga dada dan paru-paru mengecil ketika diafragma bergerak naik dan sangkar tulang rusuk mengecil. Tekanan udara dalam paru-paru akan naik melebihi tekanan udara atmosfer, dan udara akan mengalir keluar dari paru-paru.3,4Otot-otot PernapasanParu-paru dapat dikembangkempiskan melalui dua cara: pertama dengan pergerakan naik turunnya diafragma untuk memperbesar dan memperkecil rongga dada, dan kedua dengan depresi dan elevasi tulang iga untuk memperbesar atau memperkecil diameter anteroposterios rongga dada. Pernapasan normal dan tenang dapat dicapai dengan hampir sempurna melalui metode pertama, yaitu gerakan diafragma. Selama inspirasi, kontraksi diafragma menarik permukaan bawah paru ke arah bawah. Kemudian selama ekspirasi, diafragma mengadakan relaksasi, dan sifat elastis daya lenting paru (elastic recoil), dindiing dada, dan struktur abdomen akan menekan paru-paru dan mengeluarkan udara. Namun, selama bernapas kuat, daya elastis tidak cukup untuk menghasilkan ekspirasi cepat yang diperlukan, sehingga mengkompresi paru.Metode kedua untuk mengembangkan paru adalah dengan mengangkat rangka iga. Pengembangan paru ini dapat terjadi karena pada posisi istirahat iga miring ke bawah, dengan demikian sternum turun ke belakang ke arah kolumna vertebralis. Tetapi, bila rangka iga dielevasikan, tulang iga langsung maju sehingga sternum sekarang bergerak ke depan menjauhi spinal, membentuk jarak anteroposterior dada kira-kira 20% lebih besar selama inspirasi maksimum dibandingkan selama ekspirasi. Otot oaling penting yang mengangkat rangka iga adalah otot intercostalis eksterna, tetapi otot-otot lain yang membantunya adalah sternocleidomastoideus, mengangkat sternum ke atas, serratus anterior, mengangkat sebagian besar iga; dan, scalenus, menangkat dua iga pertama.Otot-otot yang menarik rangka iga ke bawah selama ekspirasi adalah rektus abdominis, yang mempunyai efek tarikan ke arah bawah yang sangat kuat terhadap iga-iga bagian bawah pada saat yang bersamaan ketika otot-otot ini dan otot-otot abdomen lainnya menekan isi abdomen ke atas ke arah diafragma, dan intercostalis internus.Selama ekspirasi tulang-tulang iga membentuk sudut ke bawah dan otot interkostalis eksternus memanjang ke depan dan ke bawah. Bila otot-otot ini berkontraksi, otot tersebut menarik tulang iga bagian atas ke depan dalam hubungannya dengan tulang iga yang lebih bawah, keadaan ini menghasilkan daya ungkit pada tulang iga untuk mengangkatnya ke atas,dengan demikian menimbulkan inspirasi. Otot interkostalis internus memiliki fungsi berlawanan, yang berfungsi sebagai otot-otot ekspirasi, karena otot-otot ini membentuk sudut antara tulang iga dalam arah yang berlawanan dan menghasilkan daya ungkit yang berlawanan pula.5

Pengangkutan O2 Pertukaran gas antara O2 dengan CO2 terjadi di dalam alveolus dan jaringan tubuh, melalui proses difusi. Oksigen yang sampai di alveolus akan berdifusi menembus selaput alveolus dan berikatan dengan hemoglobin (Hb) dalam darah yang disebut deoksigenasi dan menghasilkan senyawa oksihemoglobin (HbO). Sel darah merah yang mengandung HbO akan melepaskan ikatan O2 pada jaringan yang membutuhkan untuk sistem metabolisme. 5

Gambar 1. Transport O2.Pengangkutan CO2Karbondioksida (CO2) yang dihasilkan dari proses respirasi sel akan berdifusi ke dalam darah karena tekanannya yang besar pada jaringan dari pada darah. Pada darah CO2 akan berikatan dengan Hb menmbentuk HbCO2 (carbaminohemoglobin) yang selanjutnya akan diangkut ke paru-paru untuk dikeluarkan dengan cara difusi yang juga dikarenakan tekanan CO2 yang lebih tinggi pada darah dari pada di paru yang selanjutnya dilepaskan sebagai udara pernapasan. Beberapa kada CO2 yang lainnya akan digunakan untuk mengatur ksetimbangan asam basa pada darah.6

Gambar 2. Transport CO2.

Volume Pernapasan

Gambar 3. Grafik volume udara pernapasan.Metode sederhana untuk memperlajari ventilasi paru adalah dengan mencatat volume udara yang masuk dan keluar paru-paru, suatu proses yang disebut spirometri. Spirometri ini terdiri dari sebuah drum yang dibalikan di atas bak air, dan drum tersebut diimbangi oleh suatu beban. Dalam drum terdapat gas untuk bernapas, biasanya udara atau oksigen; dan sebuah pipa yang menghubungkan mulut dengan ruang gas. Apabila seseorang bernapas dari dan ke dalam ruang ini, drum akan naik turun dengan terjadi perekaman yang sesuai di atas gilungan kertas yang berputar. Gambar 3 adalah sebuah spirogram yang menunjukan perubahan volume paru pada berbagai kondisi pernapasan.6Pada gambar 3 dituliskan empat volume paru, bila semuanya dijumlahkan, sama dengan volume maksimal paru yang mengembang. Arti dari masing-masing volume ini adalah sebagai berikut:1. Volume tidalVolume udara yang diinspirasi atau diekspirasi setiap kali bernapas normal. Besarnya kira-kira 500 millimeter pada laki-laki dewasa.2. Volume cadangan inspirasiVolume udara ekstra yang dapat diinspirasi setelah dan di atas volume tidal normal bila dilakukan inspirasi kuat; biasanya mencapai 3000 millimeter.3. Volume cadangan ekspirasiVolume udara ekstra maksimal yang dapat diekspirasi melalui ekspirasi kuat pada akhir ekspirasi tidal normal; jumlah normalnya adalah sekitar 1100 millimeter.4. Volume residuVolume udara yang masih tetap berada di dalam paru setelah ekspirasi paling kuat; volume ini besarnya kira-kira 1200 millimeter.Untuk menguraikan peristiwa-peristiwa dalam siklus paru, kadang-kadang perlu menyatukan dua atau lebih volume di atas. Kombinasi seperti itu disebut kapasitas paru. Di gambar 3 dituliskan berbagai kapasitas paru yang penting, yang dapat diuraikan sebagai berikut:1. Kapasitas inspirasiVolume tidak ditambah volume cadangan inspirasi. Ini adalah jumlah udara (kira-kira 3500 millimeter) yang dapat dihirup oleh seseorang, dimulai pada tingkat ekspirasi normal dan pengembangan paru sampai jumlah maksimum.2. Kapasitas residu fungsionalVolume cadangan respirasi ditambah volume residu. Ini adalah jumlah udara yang tersisa dalam paru pada akhir ekspirasi normal (kira-kira 2300 millimeter).3. Kapasitas vitalVolume cadangan inspirasi ditambah volume tidal dan volume cadangan ekspirasi. Ini adalah jumlah udara maksimum yang dapat dikeluarkan seseorang dari paru, setelah terlebih dahulu mengisi paru secara maksimum dan kemudian mengeluarkan sebanyak-banyaknya (kira-kira 4600 millimeter).4. Kapasitas paru totalVolume maksimum yang dapat mengembangkan paru sebesar mungkin dengan inspirasi sekuat mungkin (kira-kira 5800 millimeter); jumlah ini sama dengan kapasitas vital ditambah volume residu.2,3,6PenutupSistem respirasi merupakan sistem yang sangat penting dalam tubuh manusia.Saluran pernapasan terdiri dari banyak bagian yang dapat membantu dalam menjamin penyaluran udara dari atmosfir ke dalam darah dengan selamat. Alat- alat yang terdapat pada saluran pernapasan membantu agar proses pernapasan berlangsung dengan lebih baik dan sesuai mengikut kondisi yang dialami tubuh badan kita. Walau bagaimanapun, kelainan pada saluran pernapasan dapat menyebabkan gangguan pada proses pernapasan secara keseluruhan, serta boleh menyebabkan gangguan pada proses pencernaan dan proses penghasilan suara.

Daftar Pustaka1. Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta. EGC. 2003.h.266-772. Snell RS. Anatomi klinik untuk mahasiswa kedokteran. Ed. 6. Jakarta: EGC; 2006.h.87-1003. Sherwood L. Fisiologi manusia: dari sel ke sistem. Ed.2. Jakarta:EGC;2001.h.410-564. Guyton AC, Hall JE. Buku ajar fisiologi kedokteran. Jakarta: EGC; 2007. h.74-935. Junqueira LC, Carneiro J. Histologi dasar: teks dan atlas. Ed. 10. Jakarta: EGC; 2007.h.336-446. Gunardi S. Anatomi Sistem Pernapasan. Jakarta: Penerbit FKUI; 2007 :3-86.