Pengertian Respirasi (Pernapasan), Jenis, Faktor, dan Pengaturannya
Respirasi
Proses respirasi dan ekspirasi di atur oleh otot diafragma dan otot antar tulang rusuk sehingga dapat di atur volume rongga dada yaitu memperbesar atau memperkecil menurut kehendak.
Proses pernapasan dibedakan atas:
· Pernapasan dada
· Pernapasan perut
1. Pernapasan dada
Pada Waktu inspirasi, otot antar tulang rusuk berkerut/berkontraksi sehingga tulang rusuk terangkat dan rongga dada membesar
Pada waktu ekspirasi, otot antar tulang rusuk mengendor/relaksasi kembali dan rongga dada kembali seperti semula
Kebanyakan terjadi pada wanita dan manusia usia muda
2. Pernapasan perut
Pada waktu inspirasi, otot sekat rongga dada (diafragma) mengkerut dan diafragma mendatar sehingga rongga dada membesar
Pada waktu ekspirasi, diafragma melonggar/mengendor dan rongga dada mengecil kembali seperti semula
Kebanyakan pernapasan perut terjadi pada orang tua, laki-laki, yang tulang rawannya tidak begitu lembek dan lentur
5.3 otot-otot pernapasan
Otot inspirasi utama
· Otot diafragma
· M. Intercostalis eksterna : costae terangkat, sternum tertarik keluar , diameter antero-posterior rongga dada membesar
Otot inspirasi tambahan
· M scalenus
· M. Sternocleidomastoideus
·
Otot ekspirasi
· m. Intercostalis internus: menarik rongga dada kebawah
· otot abdomen anterior : menarik costae kebawah dan meningkatkan tekanan infra abdomen sehingga mendorong diafragma keatas
5.4 organ organ pernapasan
· HIDUNG
Hidung berfungsi menyaring kotoran yang masuk dan mengatur kelembapan udara
Selain menjadi alat pernapasan yang paling atas dan paling awal tempat masuknya udara hidung juga berfungsi sebagai alat penciuman
Di dalam rongga hidung dilapisi selaput lendir (mukosa) dan banyak di tumbuhi rambut-rambut halus sehingga udara-udara yang masuk kehidung sebelum masuk ke trakea disaring terlebih dahulu dan mengeluarkan partikel-partikel yang tersaring
· FARING(TEKAK)
Setelah udara masuk kehidung dan meninggalkan rongga hidung, udara masuk kedalam faring dan laring. Faring adalah saluran lanjutan hidung yang terletak dibelakang rongga hidung.
Faring dibagi 3 bagian yang berdampingan letaknya :
Nasofaring (atas) : dibelakang rongga hidung
Orofaring (tengah) : dibelakang rongga mulut
Laringofaring (bawah) : bagian bawah
· LARING (PANGKAL TENGGOROKAN)
Laring terjalin atas tulang rawan. Pada laring terdapat pita suara yang bergetar ketika udara masuk. Glotis merupakan lubang penghubung antara laring dan trakea. Sedangkan, epiglotis adalah suatu katup yang memisahkan saluran pernapasan dan saluran makanan. Epiglotis yang berperan mencegah makanan masuk ke saluran pernapasan.
· TRAKEA (BATANG TENGGOROKAN)
Trakea merupakan pipa kuat yang terletak di kerongkongan. Bagian dalam trakea terdapat sel-sel epitel bersilia yang mempunyai fungsi untuk mengeluarkan benda asing yang masuk ke alat pernapasan bersama udara.
· BRONKUS
Bronkus adalah lanjutan dari trakea yang bercabang-cabang dua. Struktur bronkus sama dengan trakea. Bronkus yang bercabang semakin kecil di sebut Bronkiolus.
· BRONKIOLUS
Bronkiolus merupakan cabang dari bronkus. Bronkiolus yang lebih kecil dan berujung pada kantong-kantong udara di sebut alveolus
- Alveolus tersusun atas selaput sel sehingga dinding nya tipis
- Pada alveolus terjadi pertukaran gas oksigen dan co2
- Alveolus banyak mengandung kapiler-kapiler darah
- Pertukaran gas terjadi secara difusi
- Pada paru-paru dewasa kira-kira terdapat lebih dari 300 pita alveolus sehingga permukaannya luas dan memudahkan terjadinya pertukaran gas
· PARU-PARU(PULMO)
Paru-paru terletak didalam rongga dada(thoraks). Rongga dada dan rongga perut dipisahkan oleh selaput yang di sebut diafragma. Paru-paru diselubungi suatu kantong berselaput, yaitu pleura parietalis(luar) dan pleura viseralis (dalam). Paru-paru terdiri dari pulmo dekstra dan sinistra. Paru-paru(pulmo) sinistra terdiri dari 2 lobus , sedangkan yang dekstra 3 lobus.
Rachmawati,F. Urifah, N. Wijayati, A. 2009. Biologi untuk SMA. Jakarta : penerbit ricardo
Amalia, Lia. Anatomi fisiologi manusia sistem pemeliharaan, 2010
5.5Mekanisme Pernapasan
Bernapas atau Pulmonari Ventilasi merupakan proses perpindahan udara dari lingkungan luar kedalam paru-paru ataupun dari paru-paru ke lingkungan luar. Proses bernafas terdiri dari 2 fase, yaitu : 1). Fase Inspirasi, yaitu periode ketika aliran udara luar masuk kedalam paru-paru. 2). Fase Ekspirasi, yaitu periode ketika aliran udara meninggalkan paru-paru menuju atmosfir luar.
1. Inspirasi
Inspirasi terjadi ketika tekanan alveoli dibawah tekanan atmosfir. Otot yang paling penting dalam inspirasi adalah diafragma. Bentuknya melengkung dan melekat pada iga paling bawah dan otot interkosta eksterna. Ketika diafragma berkontraksi, bentuknya menjadi datar dan menekan bagian dibawahnya yaitu pada isi abdomen dan mengangkat iga.
Keadaan ini menyebabkan pembesaran rongga toraks(dada) dan paru-paru. Meningkatnya ukuran dada menurunkan tekanan interpleura sehingga paru-paru menjadi mengembang. Mengembangnya paru-paru berakibat pada penurunan tekanan di alveolus, sehingga udara bergerak dari atmosfer menuju paru-paru. Hal ini berlangsung terus sampai tekanan menjadi sama dengan tekanan atmosfer. Sebelum inspirasi dimulai, tekanan intra alveolus sama dengan tekanan diatmosfer atau selisihnya adalah 0.
2. Ekspirasi
Didalam bernafas, ekspirasi merupakan proses pasif, tidak ada kontraksi otot-otot aktif. Pada akhir inspirasi, otot – otot respirasi relaksasi, membiarkan elastisitas paru dan rongga dada untuk mengisi volume paru-paru. Ekspirasi itu terjadi ketika tekanan dalam alveolus lebih tinggi dibanding tekanan atmosfer. Relaksasi diafragma dan otot interkosta eksterna mengakibatkan recoil elastis dinding dada dan paru-paru sehingga terjadi peningkatan tekanan alveolus dan menurunkan volume paru-paru. Dengan demikian udara bergerak dari paru-paru ke atmosfer.
Tarwoto.2015.Anatomi dan Fisiologi Untuk Mahasiswa Keperawatan. Jakarta:CV. Trans Info Media.hal:165
5.6 Jenis Volume Pernafasan( Volume dan Kapasitas Paru)
Pengukuran volume dan kapsitas paru menunjukkan kuat lemahnya pertukaran gas dan fungsi paru.
A. Volume Paru
1. Volume Alun Napas/Tidal(TV)
Yaitu volume udara yang diinspirasi atau diekspirasi disetiap kali bernafas normal. Jumlahnya kira-kira 500 ml pada rata-rata orang dewasa.
2. Volume Cadangan Inspirasi(VCI)
Yaitu volume udara yang dapat dihirup sekuat-kuatnya setelah inspirasi normal. Jumlahnya kira-kira 3000 ml.
3. Volume Cadangan Ekspirasi(VCE)
Yaitu volume udara yang dapat dikeluarkan sekuat-kuatnya setelah ekspirasi normal. Mencapai 1100 ml.
4. Volume Residu(VR)
Yaitu volume udara yang masih tetap berada dalam paru-paru seteah ekspirasi paling kuat. Mecapai 1200 ml.
B. Kapasitas Paru-paru
1. Kapasitas Vital(KV)
Yaitu total jumlah udara maksimum yang dapat dikeluarkan dengan kuat setelah inspirasi maksimum.
Perhitungannya:
TV+VCI+VCE
Cth: 500 ml+3000ml+1100ml=4600 ml
2. Kapasitas Inspirasi(KI)
Yaitu volume tidal ditambah volume cadangan inspirasi.
TV+VCI
Cth: 500 ml+ 3000 ml=3500 ml
Kira-kira 3500 ml inilah udara yang dapat dihirup seseorang. Dimulai ketika pada tingkat ekspirasi normal dan pengembangan paru-paru sampai jumlah maksimum.
3. Kapasitas Residu Fungsional(KRF)
Yaitu volume cadangan ekspirasi ditambah dengan volume residu
VCE+VR
Cth: 1100 ml+1200ml= 2300 ml.
Ini adalah jumlah udara yang tersisa dalam paru-paru pada akhir ekspirasi normal.
4. Kapasitas Total Paru-paru(KTP)
Jumlah total udara yang dapat ditampung dalam paru-paru.
KTP= KV+VR
4600 ml+1200ml=5800 ml
Guyton,Arthur C.1997.Buku Ajar Fisiologi Kedokteran.ed9.Jakarta:EGC.hal:603-605
Tarwoto.2015.Anatomi dan Fisiologi untuk Mahasiswa Keperawatan.Jkarta:CV. Trans Info Media.hal:178
5.7 Faktor Pengganggu
Faktor pengganggu pernafasan merupakan hal-hal yang dapat mengambat proses jalannya pernapasan. Dapun faktor-faktor pengganggu tersebut diantaranya:
1. Kekurangan oksigen(O2).
2. Teralu banyak gas karbondioksida(CO2) diudara dan uap air.
3. Penyakit didalam paru-paru, terutama di alveolus.
4. Gangguan dalam saluran pernapasan, trakhea, bronkus dan bronkiolus.
5. Gangguan dalam aliran darah.
6. Penyakit dalam darah.
7. Gangguan dalam pusat pernapasan atau saraf.
Gangguan pertukaran gas seperti diatas akan meyebabkan gejala sesak napas(dyspnoe), jika semakin parah(orthopnoe) dan jika tidak dapat mengambil napas(apnoe)/napas mati.
Ethel, Sloane.1995.Anatomi dan Fisiologi Untuk Pemula.Jakarta:EGC
5.8 Faktor yang mempengaruhi pernapasan
1. Umur
Untuk mengetahui pengaruh umur terhadap frekuensi pernapasan, Anda dapat membandingkan pernapasan antara orang tua dengan anakanak. Manakah frekuensi pernapasannya yang lebih banyak, orang tua ataukah anak-anak? Lebih banyak pada anak-anak, bukan? Mengapa demikian? Hal ini disebabkan anak-anak masih dalam usia pertumbuhan sehingga banyak memerlukan energi. Oleh sebab itu, kebutuhannya akan oksigen juga lebih banyak dibandingkan orang tua.
2. Suhu Tubuh
Jika dihubungkan dengan kebutuhan energi, ada hubungan antara pernapasan dengan suhu tubuh, yaitu bahwa antara kebutuhan energi dengan suhu tubuh berbanding lurus. Artinya semakin tinggi suhu tubuh, maka kebutuhan energi semakin banyak pula sehingga kebutuhan O2 juga semakin banyak.
3. Posisi Tubuh
Posisi tubuh seseorang akan berpengaruh terhadap kebutuhan energinya. Coba Anda bandingkan posisi antara orang yang berbaring dengan orang yang berdiri! Manakah yang lebih banyak frekuensi antara keduanya? Tentunya orang yang berdiri lebih banyak frekuensi pengambilan O2 karena otot yang berkontraksi lebih banyak sehingga memerlukan energi yang lebih banyak pula.
4. Kegiatan Tubuh
Untuk membuktikan pengaruh faktor ini, Anda dapat melakukan perbandingkan antara orang yang bekerja dengan orang yang tidak bekerja. Mana yang lebih banyak frekuensi bernapasnya? Jika diperhatikan, orang yang melakukan aktivitas kerja membutuhkan energi. Berarti semakin berat kerjanya maka semakin banyak kebutuhan energinya, sehingga frekuensi pernapasannya semakin cepat.
(Carwin,Elizabeth J.2000.Buku Saku Patofisiologi.Jakarta.EGC)
5.9 Pengaturan Pernapasan
5.9.1 Kendali saraf pada pernapasan
a. Korteks Cerebri
Berperan dalam pengaturan pernapasan yang bersifat volunter sehingga memungkinkan kita dapat mengatur napas dan menahan napas. Misalnya pada saat bicara atau makan.
b. Medulla oblongata
Terletak pada batang otak, berperan dalam pernapasan automatik atau spontan. Pada kedua oblongata terdapat dua kelompok neuron yaitu Dorsal Respiratory Group (DRG) yang terletak pada bagian dorsal medulla danVentral Respiratory Group (VRG) yang terletak pada ventral lateral medula. Kedua kelompok neuron ini berperan dalam pengaturan irama pernapasan.DRG terdiri dari neuron yang mengatur serabut lower motor neuron yang mensyarafi otot-otot inspirasi seperti otot intercosta interna dan diafragma untuk gerakan inspirasi dan sebagian kecil neuron akan berjalan ke kelompok ventral. Pada saat pernapasan kuat, terjadi peningkatan aktivitas neuron diDRG yang kemudian menstimulasi untuk mengaktifkan otot-otot asesoris inspirasi, setelah inspirasi selesai secara otomatis terjadi ekspirasi dengan menstimulasi otot-otot asesoris.
Kelompol ventral (VRG) terdiri dari neuron inspirasi dan neuron ekspirasi. Pada saat pernafasan tenang atau normal kelompok ventral tidak aktif, tetapi jika kebutuhan ventilasi meningkat, neuron inspirasi pada kelompok ventral diaktifkan melalui rangsangan kelompok dorsal. Impuls dari neuron inspirasi kelompok ventral akan merangsang motor neuron yang mensyarafi otot inspirasi tambahan melalui N IX dan N X. Impuls dari neuron ekspirasi kelompok ventral akan menyebabkan kontraksi otot-otot ekspirasi untuk ekspirasi aktif.
c. Pons
Pada pons terdapat 2 pusat pernapasan yaitu pusat apneutik dan pusat pnumotaksis. Pusat apneutik terletak di formasio retikularis pons bagian bawah. Fungsi pusat apneutik adalah untuk mengkoordinasi transisi antara inspirasi dan ekspirasi dengan cara mengirimkan rangsangan impuls pada area inspirasi dan menghambat ekspirasi. Sedangkan pusat pneumotaksis terletak di pons bagian atas. Impuls dari pusat pneumotaksis adalah membatasi durasi inspirasi, tetapi meningkatkan frekuensi respirasi sehingga irama respirasi menjadi halus dan teratur, proses inspirasi dan ekspirasi berjalan secara teratur pula.
5.9.2. Kendali Kimia
Banyak faktor yang mempengaruhi laju dan kedalaman pernapasan yang sudah diset oleh pusat pernapasan, yaitu adanya perubahan kadar oksigen, karbon dioksida dan ion hidrogen dalam darah arteri. Perubahan tersebut menimbulkan perubahan kimia dan menimbulkan respon dari sensor yang disebut kemoreseptor. Ada 2 jenis kemoreseptor, yaitu kemoreseptor pusat yang berada di medulla dan kemoreseptor perifer yang berada di badan aorta dan karotid pada sistem arteri.
a. Kemoreseptor pusat, dirangsang oleh peningkatan kadar karbon dioksida dalam darah arteri, cairan serebrospinal peningkatan ion hidrogen dengan merespon peningkatan frekuensi dan kedalaman pernapasan.
b. Kemoreseptor perifer, reseptor kimia ini peka terhadap perubahan konsentrasi oksigen, karbon dioksida dan ion hidrogen. Misalnya adanya penurunan oksigen, peningkatan karbon dioksida dan peningkatan ion hidrogen maka pernapasan menjadi meningkat.
5.9.3. Pengaturan Oleh Mekanisme Non Kimiawi
Beberapa faktor non kimiawi yang mempengaruhi pengatuan pernapasan di antaranya : pengaruh baroreseptor, peningkatan suhu tubuh, hormon epineprin, refleks hering-breuer.
a. Baroreseptor, berada pada sinus kortikus, arkus aorta atrium, ventrikel dan pembuluh darah besar. Baroreseptor berespon terhadap perubahan tekanan darah. Peningkatan tekanan darah arteri akan menghambat respirasi, menurunnya tekanan darah arteri dibawah tekanan arteri rata-rata akan menstimulasi pernapasan.
b. Peningkatan suhu tubuh, misalnya karena demam atau olahraga maka secara otomatis tubuh akan mengeluarkan kelebihan panas tubuh dengan cara meningkatkan ventilasi.
c. Hormon epinephrin, peningkatan hormon epinephrin akan meningkatkan rangsangan simpatis yang juga akan merangsang pusat respirasi untuk meningkatkan ventilasi.
d. Refleks hering-breuer, yaitu refleks hambatan inspirasi dan ekspirasi. Pada saat inspirasi mencapai batas tertentu terjadi stimulasi pada reseptor regangan dalam otot polos paru untuk menghambat aktifitas neuron inspirasi. Dengan demikian refleks ini mencegah terjadinya overinflasi paru-paru saat aktifitas berat.
(Ganong,William F.2008.Buku Ajar Fisiologi Kedokteran.Jakarta,EGC)
5.10 Respiratory rate
5.10.1 Definisi
Menghitung jumlah pernafasan dalam satu menit. Nilai pemeriksaan pernafasan merupakan salah satu indicator untuk mengetahui fungsi system pernafasan yang terdiri dari mempertahankan pertukaran oksigen dan karbondioksida dalam paru dan pengaturan asam-basa.
5.10.2 Klasifikasi
Frekuensi Pernafasan Normal
BBLR : 40-60 x/menit
1-11 bulan : 30 x/menit
2 tahun : 25 x/menit
4-12 tahun : 19-23 x/menit
14-18 th : 16-18 x/menit
Wanita Dewasa : 18-20 x/menit
Laki-laki Dewasa : 16-18 x/menit
Orang tua 50 th : 14-16 x/menit
Orang tua 70 th : 12-14 x/menit
· Kurang dari 12 kali/menit = bradipnea
· Lebih dari 20 kali/menit = takipnea
sumber: mikhwanarzda