TRANSPOR GAS PERNAPASAN 

Transportasi gas 

Gas pernapasan mengalami pertukaran di alveoli dan kapiler jaringan tubuh. Oksigen ditransfer dari paru- paru alveoli dan kapiler jaringan tubuh. Oksigen ditransfer dari paru- paru ke darah dan karbon dioksida ditransfer dari darah ke alveoli untuk dikeluarkan sebagai produk sampah. Pada tingkat jaringan, oksigen ditransfer dari darah ke jaringan, dan karbon dioksida ditransfer dari jaringan ke darah untuk kembali ke alveoli dan dikeluarkan.Transfer ini bergantung pada proses difusi. Transpor O2 Sistem transportasi oksigen terdiri dari sistem paru dan sistem kardiovaskular. Proses pengantaran ini tergantung pada jumlah oksigen yang masuk ke paru-paru (ventilasi),aliran darah ke paru-paru dan jaringan (perfusi), kecepatan difusi dan kapasitas membawa oksigen. Kapasitas darah untuk membawa oksigen dipengaruhi oleh jumlah oksigen yang larut dalam plasma, jumlah hemoglobin dan kecenderungan hemoglobin untuk berikatan dengan oksigen. Jumlah oksigen yang larut dalam plasma relatif kecil, yakni hanya sekitar 3%. Sebagian besar oksigen ditransportasi oleh hemoglobin. Hemoglobin berfungsi sebagai pembawa oksigen dan karbon dioksida. Molekul hemoglobin dicampur dengan oksigen untuk membentuk oksi hemoglobin. Pembentukan oksi hemoglobin dengan mudah berbalik (reversibel), sehingga memungkinkan hemoglobin dan oksigen berpisah, membuat oksigen menjadi bebas.Sehingga oksigen ini bisa masuk ke dalam jaringan. Transpor CO2 Karbon dioksida berdifusi ke dalam sel-sel darah merah dan dengan cepat di hidrasi menjadi asam karbonat (H2CO3) akibat adanya anhidrasi karbonat. Asam karbonat kemudian berpisah menjadi ion hydrogen (H+) dan ion bikarbonat (HCO3-) berdifusi dalam plasma. Selain itu beberapa karbon dioksida yang ada dalam sel darah merah bereaksi dengan kelompok asam amino membentuk senyawa karbomino. Reaksi ini dapat bereaksi dengan cepat tanpa adanya enzim. Hemoglobin yang berkurang (deoksihemoglobin) dapat bersenyawa dengan karbon dioksida dengan lebih midah daripada oksi hemoglobin. Dengan demikian darah vena mentransportasi sebagian besar karbon dioksida. 

VENTILASI, DIFUSI, TRANSPOR PERFUSI 

Proses pemenuhan kebutuhan oksigenasi di dalam tubuh terdiri atas tiga tahapan, yaitu ventilasi, difusi, dan transportasi. 

A. VENTILASI 

Ventilasi atau bernapas adalah proses pergerakan udara masuk-keluar paru secara berkala sehingga udara alveolus yang lama dan telah ikut serta dalam pertukaran O2 dan CO2 dengan darah kapiler paru diganti oleh udara atmosfer segar atau dapat diartikan sebagai proses keluar masuknya udara dari dan ke paru. Ventilasi paru mencakup gerakan dasar atau kegiatan bernafas atau inspirasi dan ekspirasi. Udara yang masuk dan keluar terjadi karena adanya perbedaan tekanan antara intrapleura dengan tekanan atmosfer, dimana pada saat inspirasi tekanan intrapleural lebih negatif (752 mmHg) dari pada tekanan atmosfer (760 mmHg) sehingga udara akan masuk ke alveoli. 

Hukum Boyle’s :

• Jika volume meningkat maka tekanan menurun 
• Jika volume menurun maka tekanan meningkat 

Inspirasi → bersifat aktif 
Selama inspirasi terjadi kontraksi otot diafragma dan intercosta eksterna, hal ini akan meningkatkan volume intrathorak → menurunkan tekanan intratorak → tekanan intrapleural makin negatif → paru berkembang → tekanan intrapulmonary menjadi makin negatif → udara masuk paru.

Ekspirasi → bersifat pasif 
Selama ekspirasi terjadi relaksasi otot diafragma dan interkosta eksterna, hal ini akan menurunkan volume intratorak → meningkatkan tekanan intratorak → tekanan intrapleural makin positif → paru mengempis → tekanan intrapulmonal menjadi makin positif → udara keluar paru.

Kepatenan ventilasi tergantung pada faktor :

1. Kebersihan jalan nafas, adanya sumbatan atau obstruksi jalan nafas akan menghalangi masuk dan keluarnya udara dari dan ke paru.
2. Adekuatnya sistem saraf pusat dan pusat pernafasan.
3. Adekuatnya pengembangan dan pengempisan paru-paru 
4. Kemampuan otot-otot pernafasan seperti diafragma, eksternal interkosta, internal interkosta, otot abdominal. 

B. DIFUSI 

Difusi yaitu pertukaran gas-gas (oksigen dan karbondioksida) antara alveolus dan kapiler paru-paru. Proses keluar masuknya udara yaitu dari darah yang bertekanan/konsentrasi lebih besar ke darah dengan tekanan/konsentrasi yang lebih rendah. Karena dinding alveoli sangat tipis dan dikelilingi oleh jaringan pembuluh darah kapiler yang sangat rapat, membran ini kadang disebut membran respirasi. Perbedaan tekanan pada gas-gas yang terdapat pada masing-masing sisi membran respirasi sangat mempengaruhi proses difusi. Secara normal gradien tekanan oksigen antara alveoli dan darah yang memasuki kapiler pulmonal sekitar 40 mmHg. 

Faktor-faktor yang mempengaruhi difusi : 

1. Luas permukaan paru 
2. Tebal membran respirasi 
3. Jumlah darah 
4. Keadaan/jumlah kapiler darah
5. Afinitas
6. Waktu adanya udara di alveoli

C. PERFUSI

Perfusi paru adalah gerakan darah yang melewati sirkulasi paru untuk dioksigenasi. Dinding alveoli mengandung cabang kapiler yang padat yang membawa darah vena dari jantung kanan. Barriernya yang sangat tipis memisahkan darah pada kapiler dan udara di alveoli. Perfusi darah melewati kapiler ini menyebabkan terajdinya difusi dan pertukaran gas. Untuk memperoleh pertukaran gas yang efisien , aliran gas (ventilasi:V) dan aliran darah (perfusi:Q) harus seimbang. Rasio V:Q yang normal sekitar 1:1. 

Masalah timbul jika terjadi ketidak-seimbangan antara ventilasi alveolar (VA) dengan perfusi (Q) yang lazim disebut VA/Q imbalance,dapat terjadi :

• Ventilasi normal, perfusi normal → semua O2 diambil darah.
• Ventilasi normal, perfusi kurang → ventilasi berlebihan, tak semua O2 sempat diambil. Unit ini dinamai “dead space” yang terjadi pada shock dan emboli paru.
• Ventilasi berkurang → perfusi normal. Darah tidak mendapat cukup oksigen (desaturasi) unit ini disebut "Shunt". Terjadi pada atelektasis edema paru, ARDS dan aspirasi cairan. 
• Silent unit: tidak ada ventilasi dan perfusi.

Bila Dead Space unit banyak, penderita kekurangan oksigen, merasa sesak tetapi pO2-nya mungkin normal. Bila Shunt Unit banyak, penderita merasa sesak dan pO2-nya menurun. Pada keadaan normal, shunt hanya 1 – 2% dari sirkulasi. Gejala sesak Kadar 02 inspirasi harus ditingkatkan jika jumlah shunt meningkat SHUNT Kadar(%) O2 inspirasi agar p02 80 – 100 mmhg 10% 30% 30% 97% 40% 100% + nafas buatan 

 

 

PENGUKURAN VOLUME PARU 

 

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 yg dapat dihirup setelah inhalasi normal. • Volume cadangan ekspirasi (ERV) yaitu volume udara maksimal yang dapat dihembuskan dengan kuat setelah exhalasi normal. • Volume residual (RV) yaitu volume udara yang tersisa dalam paru-paru setelah ekhalasi maksimal. Kapasitas Paru • Kapasitas vital (VC), volume udara maksimal dari poin inspirasi maksimal. • Kapasitas inspirasi (IC) Volume udara maksimal yg dihirup setelah ekspirasi normal. • Kapasitas residual fungsiunal (FRC), volume udara yang tersisa dalam paru-paru setelah ekspirasi normal. • Kapasitas total paru (TLC) volume udara dalam paru setelah inspirasi maksimal. Volume Deskripsi Nilai normal Kapasitas Rumus Nilai normal Volume tidal (TV) volume udara yang dihirup dan dihembuskan setiap kali bernafas. 500 ml Kapasitas vital (VC) TV + IRV + IRV 4500-5000 ml Volume cadangan inspirasi (IRV) volume udara maksimal yg dapat dihirup setelah inhalasi normal. 3000-3300 ml Kapasitas inspirasi (IC) TV + IRV 3500-3800 ml Volume cadangan ekspirasi (ERV) yaitu volume udara maksimal yang dapat dihembuskan dengan kuat setelah exhalasi normal 1000-1200 ml Kapasitas residual fungsiunal (FRC) ERV + RV 2200-2400 ml Volume residual (RV) volume udara yang tersisa dalam paru-paru setelah ekhalasi maksimal. 1200 ml Kapasitas total paru (TLC) TV + IRV + ERV + RV 5700-6200 ml Cara Pengukuran Volume Volume tidal diperoleh dengan cara melakukan ekspirasi dan inhalasi normal. Spirometer ditiup saat praktikan melakukan ekshalasi normal tersebut. Besar volume tidal biasanya 500 mL untuk pria maupun wanita. Kesalahan yang terjadi pada nilai volume tidal pada pria dapat disebabkan karena praktikan menghirup napas dalam sehingga udara yang dikeluarkan banyak. Volume ekspirasi cadangan diukur dengan cara praktikan menghirup napas normal, namun menghembuskan napas sekuat-kuatnya pada spirometer. Nilai volume ekpirasi cadangan sendiri adalah pengurangan angka yang tercatat pada spirometer dikurangi dengan volume tidal yang telah diukur sebelumnya. Volume ekspirasi cadangan berdasarkan literatur adalah sekitar 1200 mL untuk pria dan 700 mL untuk wanita. Kesalahan yang terjadi pada percobaan dapat terjadi karena praktikan berusaha untuk memaksakan proses ekspirasi secara berlebihan (dari yang mestinya dilakukan). Kapasitas vital diukur dengan cara melakukan inspirasi sekuat-kuatnya dan ekspirasi sekuat-kuatnya. Saat melakukan ekspirasi sekuat-kuatnya, udara dihembuskan ke dalam spirometer. Angka yang ditunjuk oleh jarum pada spirometer merupakan kapasitas vital paru-paru (dalam mL). Menurut literatur, volume kapasitas vital paru-paru untuk pria adalah sekitar 4800 mL sedangkan untuk wanita 3100 mL. Dari kapasitas vital ini dapat diketahui volume inspirasi cadangan dengan mengurangi kapasitas vital dengan volume tidal dan volume ekspirasi cadangan. Laki-laki memiliki volume inspirasi cadangan yang lebih tinggi dibandingkan wanita, yaitu sekitar 3100 mL, untuk pria, dan 1900 mL, untuk wanita. Data yang diperoleh jauh di bawah dari data dari literatur. Hal ini dikarenakan data yang diperoleh dari kapasitas total, volume tidal, dan volume ekspirasi cadangan sudah berbeda jauh dari data literatur. Hal inilah yang menyebabkan hasil untuk volume inspirasi cadangan juga berbeda dengan data dari literatur. Pada umumnya perbandingan antara volume tidal, volume ekspirasi cadangan dan volume inspirasi cadangan adalah 1:2:6 untuk pria. Sedangkan untuk wanita, perbandingannya sebesar 2:3:8. Namun dari hasil percobaan menunjukan bahwa perbandingan tidak sesuai dengan literatur. Kesalahan ini bisa disebabkan oleh pernapasan yang kurang normal dari praktikan. Bisa juga disebabkan kondisi lingkungan, contohnya keadaan udara di dalam ruangan tempat praktikum berlangsung. Sebagai aplikasi dalam pengukuran volume respirasi adalah untuk mendeteksi patologi pada volume paru-paru. Contohnya pada orang asma konstriksi jalannya udara cenderung menutup sebelum ekshalasi penuh. Hasilnya fungsi paru-paru menunjukkan pengurangan kapasitas vital, pengurangan ekspirasi cadangan, dan kecepatan pergerakan udara. Pada saat kontriksi saluran udara akan menghasilkan suara yang tidak normal pada serangan asma. Kondisi itu membatasi penggembungan maksimal paru-paru yang berefek sama terhadap kapasitas vital. Karena hal tersebut, inspirasi cadangan menjadi rendah. Meskipun demikian ekspirasi cadangan dan pergerakan kecepatan ekspirasi relatif normal. Perekam Perubahan Volume Paru- Spirometer Volume udara diukur dengan spirometer. Jarum penunjuk ditempatkan pada titik nol, bisa juga 1000 untuk memudahkan pembacaan, jika pada 1000, hasil pembacaan akan dikurangi 1000. Spirometer ini terdiri dari sebuah drum yang dibalikkan 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 mulut dengan ruang ini, drum akan naik turun dan terjadi perekaman yang sesuai di atas gulungan kertas yang berputar. Naik-turunnya drum tersebut dapat dicatat sebagai spirogram yang dikaliberasikan ke perubahan volume. Pena mencatat inspirasi sebagai defleksi ke atas dan inspirasi sebagai defleksi ke bawah. Gambar di bawah ini adalah sebuah spirogram yang menunjukkan perubahan volume paru pada kondisi pernapasan. 

PENGATURAN PERNAPASAN 

• Faktor lokal mengatur aliran darah (perfusion) dan aliran udara (ventilation).
• Pada keadaan oxygen rendah, kapiler alveolar konstriksi (perfusi menurun), dan pada keadaan carbon dioxide tinggi, bronchioles dilatasi (ventilasi meningkat). 
• Pusat pernapasan meliputi 3 pasang nuclei pada reticular formation dari pons dan medulla oblongata.

Jenis-jenis lokasi pusat nafas Mekanisme pernafasan diatur oleh 2 faktor utama : 1. Pengendalian Oleh saraf Pusat ritminitas di medula oblongata langsung mengatur otot otot pernafasan. Aktivitas medula dipengaruhi pusat apneuistik dan pnemotaksis. Kesadaran bernafas dikontrol oleh korteks serebri. 2. Pusat Respirasi a. Medullary Rhythmicity Area: • Area Inspirasi & ekspirasi • Mengatur ritme dasar respirasi b. Pneumotaxic Area: • Di bagian atas pons • Membantu koordinasi transisi antara inspirasi & ekspirasi • Mengirim impuls inhibisi ke area inspirasi paru-paru terlalu mengembang c. Apneustic Area: • Membantu koordinasi transisi antara inspirasi & ekspirasi • Mengirim impuls ekshibisi ke area inspirasi. Mekanik pernafasan Masuk dan keluarnya udara dari atmosfir ke dalam paru-paru dimungkinkan olen peristiwa mekanik pernafasan sbb: Inspirasi (inhalasi): masuknya O2 dari atmosfir & CO2 ke dalam jalan nafas. Otot difragma kontraksi dan kubah difragma turun, otot ruang intercostalis externa menarik dinding dada agak keluar, udara masuk, tekanan dalam alveolus menurun, dalam dada membesar paru-paru. Ekspirasi (exhalasi): keluarnya CO2 dari paru ke atmosfir melalui jalan nafas. Otot difragma dan m. intercotalis interna relaksasi, difragma naik, dinding dada masuk ke dalam, dan ruang didalam dada mengecil, tekanan dalam alveolus meningkat, udara keluar dari paru-paru. Proses ekspirasi berlangsung pasif Satu kali bernafas = 1 x inspirasi dan 1 x ekspirasi Otot-otot yang membantu dalam respirasi: • Inspirasi meliputi: Utama: Diafragma & intercostalis eksterna Tambahan: sternocleidomastoideus, scalenus • Ekspirasi: intercostalis interna & otot abdominalis (rectus transversus & obliqus).

hello