sistem pernafasan

SISTEM PERNAFASAN

          Dengan bernafas setiap sel dalam tubuh menerima persediaan oksigennya dan pada saat yang sama melepaskan produk oksidasinya. Oksigen yang bersenyawa dengan karbon dan hidrogen dari jaringan, memungkinkan setiap sel sendiri-sendiri melangsungkan proses metabolismenya, yang berarti pekerjaan selesai dan hasil buangan dalam bentuk karbondioksida ( CO2 ) dan air ( H2O ) dihilangkan.

          Pernafasan ialah proses ganda, yaitu terjadinya pertukaran gas didalam jaringan atau pernafasan dalam dan yang terjadi di dalam paru-paru bernama pernafasan luar. Udara ditarik kedalam paru-paru pada waktu menarik nafas dan didorong keluar paru-paru pada waktu megeluarkan nafas.

SALURAN PERNAFASAN

          Nares anterior adalah saluran-saluran di dalam lubang hidung. Saluran-saluran itu bermuara ke dalam bagian yang dikenal sebagai vestibulum (rongga) hidung. Vestibulum ini dilapisi dengan epitelium bergaris yang bersambung dengan kulit. Lapisan nares anterior memuat sejumlah kelenjar sebaseus yang ditutupi oleh bulu kasar. Kelenjar-kelenjar itu bermuara ke dalam rongga hidung.

RONGGA HIDUNG

          Rongga hidung dilapisi selaput lendir yang sangat kaya akan pembuluh darah dan bersambung dengan lapisan faring dan dengan selaput lendir semua sinus yang mempunyai lubang masuk ke dalam rongga hidung. Daerah pernafasan dilapisi oleh epitelium silinder dan sel epitel berambut yang mengandung sel cangkir atau sel lendir. Sekresi dari sel itu membuat permukaan nares basah dan berlendir. Di atas septum nasalis konkha selaput lendir ini paling tebal, yang diuraikan dibawah. Adanya 3 tulang kerang (konkhae) yang diselaputi epitelium pernafasan dan menjorokdari dinding lateral hidung ke dalam rongga, sangat memperbesar permukaan selaput lendir tersebut.

          Sewaktu udara melalui hidung, udara disaring oleh bulu-bulu yang terdapat di dalam vestibulum, dan karena kontak dengan permukaan lendir yang dilaluinya maka udara menjadi hangat, dan oleh penguapan air dari permukaan selaput lendir menjadi lembab.

          Hidung menghubungkan lubang-lubang dari sinus udara para-nasalis yang masuk ke dalam rongga-rongga hidung, dan juga lubang-lubang naso-lakrimal yang menyalurkan air mata dari mata ke dalam bagian bawah rongga nasalis ke dalam hidung.

FARING

          Faring (tekak) adalah pipa berotot yang berjalan dari dasar tengkorak sampai persambungannya dengan esofagus dari ketinggian tulang rawan krikoid. Maka letaknya di belakang hidung (naso-faring), di belakang mulut(oro-faring) dan di belakang laring (faring-laringeal). Nares posterior adalah muara rongga-rongga hidung ke naso-faring.

LARING

          Laring (tenggorok) terletak di depan bagian terendah faring yang memisahkannya dari kolumna vertebra, berjalan dari faring sampai ketinggian fertebra servikalis dan masuk ke dalam trakhea di bawahnya.

          Laring terdiri atas kepingan tulang rawat yang diikat bersama oleh ligamen dan membran. Yang terbesar diantaranya ialah tulang rawan tiroid,dan disebelah depannya terdapat benjolan subkutaneus yang dikenal sebagai jakun,yaitu disebelah depan leher. Laring terdiri atas dua lempeng atau lamina yang bersambung di garis tengah. Ditepi atas terdapat lekukan berupa tulang rawan krikoid terletak dibawah tiroid, bentuknya seperti cincin mohor, dengan mohor cincinnya di sebelah belakang  (ini adalah tulang rawan satu-satunya yang berbentuk lingkaran lengkap). Tulang rawan lainnya ialah kedua tulang rawan aritenoidyang menjulang disebelah belakang krikoid, kanan dan kiri tulang rawan kuneiform dan tulang rawan kornikulata yang sangat kecil.

          Terkait dipuncak tulang rawan tiroid terdapat epiglotis yang berupa katup tulang rawan dan membantu menutup laring sewaktu orang menelan. Laring dilapisi oleh jenis selaput lendir yang sama dengan yang di trakhea, kecuali pita suara dan bagian epiglotis yang dilapisi sel epitelium berlapis.

PITA SUARA

          Pita suara terletak di sebelah dalam laring, berjalan dari tulang rawan tiroid di sebelah depan sampai di kedua tulang rawan aritenoid. Dengan gerakan dari tulang rawan aritenoid yang ditimbulkan oleh berbagai otot laringeal, pita suara ditegangkan atau dikendorkan. Dengan demikian lebar sela-sela antara pita-pita atau rina glotidis, berubah- ubah sewaktu benafas dan bicara.

          Karena getaran pita yabg disebabkan udara yang melalui glotis maka suara dihasilkan. Berbagai otot yang terkait pada laring mengendalikan suara dan juga menutup lubang  atas laring sewaktu menelan.

TRAKHEA

          Trakhea (batang tenggorok) kira- kira 9 cm panjangnya. Trakhea berjalan dari laring sampai kira- kira ketinggian vertebra torakalis kelima dan ditempat ini bercabang menjadi dua bronkhus (bronkhi). Trakhea tersusun atas 16-20 lingkaran tak lengkap berupa cincin tulang rawan yang diikat bersama oleh jaringan fibrosa dan yang melegkapi lingkaran di sebelah belakang trakhea, selain itu juga memuat beberapa jaringan otot. Trakhea dilapisi oleh selaput lendir yang terdiri atas epithelium bersilia dan sel cangkir, silia ini bergerak ke atas ke arah laring, maka dengan gerakan ini debu dan butir-butir halus lainnya  yang turut masuk bersama dengan pernafasan dapat dikeluarkan. Tulang rawan yang gunanya mempertahankan agar trakhea tetap terbuka, di sebelah belakangnya tidak tersambung yaitu ditempat trakhea menempel pada esofagus yabg memisahkannya dari tulang belakang.

          Trakhea  servikalis yang berjalan melalui leher, disilang oleh istmus kelenjar tiroidd, yaitu belahan dari kelenjar yang melingkari sisi-sisi trakhea. Trakhea torasika berjalan melintasi mediastinum, dibelakang sternum menyentuh arteri inominata dan arkus aorta. Esofagus terletak dibelakang trakhea.

          Kedua bronkhus yang terbentuk dari belahan 2 trakhea pada ketinggian kira-kira vertebra torakalis kelima, mempunyai stuktur serupa dengan trakhea dan dilapisi oleh jenis sel yang sama. Bronkhus-bronkhus itu berjalan ke bawah dan samping ke arah tampuk paru-paru. Bronkhus kana lebih pendek dan lebih lebar daripada kiri, sedikit lebih tinggi dari arteri pulmonalis dan mengeluarkan sebuah cabang yang disebut bronkhus lobus atas, cabang kedua timbul setelah cabang uatanma lewat di bawah arteri disebut bronkhus lobus bawah. Bronkhus lobus tengah keluar dari bronkhus lobus bawah

          Bronkhus kiri lebih panjang dan lebih langsing dari yang kanan,dan berjalan dibawah arteri pulmonalis sebelum dibelah menjadi beberapa cabang yang berjalan ke lobus atas dan bawah.

RONGGA TORAX

          Batas batas yang menbentuk rongga di dalam torax ialah:

1.      Sternum dari tulang rawan iga-iga di depan

2.      Kedua belas ruas tulang punggung beserta cakram antar ruas ( diskus intervertebralis )

3.      Iga-iga beserta otot interkostal disamping

4.      Diafragma dibawah dan dasar leher diatas

Isi:

Sebelah kanan dan kiri rongga dada terisi penuh oleh paru-paru beserta pembungkus pleuranya. Pleura ini membungkus settiap belah dan membentuk batas lateral pada mediastinum.

Mediastinum ialah ruang di dalam rongga dada antara kedua paru-paru. Isinya jantung dan pembuluh-pembuluh besar, esofagus, duktus torasika, aorta desendens, dan vena cava superior, saraf fagus dan frenikus, dan sejumlah besar kelenjar limfe.

PARU-PARU

Paru-paru merupakan alat pernafasan utama. Paru-paru mengisi rongga dada, terletak disebelah kanan dan kiri dan ditengah dipisahkan oleh jantung  beserta pembuluh darah besarnya dan stuktur lainnya yang terletak di dalam mediastinum. Paru-paru adalah organ yang berbentuk kerucut dengan apex(puncak) di atas dan muncul sedikit lebih tinggi dari klavikula di dalam dasar leher. Pangkal paru-paru duduk diatas landai rongga torax diatas diafragma.paru-paru mempunyai permukaan luar yang menyentuh iga-iga, permukaan dalam yang memuat tampak paru-paru, sisi belakang yang menyentuh tulang belakang dan sisi depan yang menutupi sebagian sisi depan jantung.

Lobus paru-paru(belahan paru-paru). Paru- paru dibagi menjadi beberapa belahan atau lobus oleh fisura. Paru-paru kanan mempunyai 3 lobus dan paru-paru kiri 2 lobus,setiap lobus tersusun atas lobula. Sebuah pipa bronkhial kecil masuk ke dalam setiap lobula dan semakin bercabang, semakin menjadi tipis dan akhirnya berakhir menjadi kantong kecil-kecil, yang merupakan kantong udara paru-paru. Jaringan paru-paru adalah elastik,berpori dan seperti spon. Di dalam air paru-paru mengapung karena udara yang ada didalamnya.

Bronkhus pulmonalis

Trakhea  terbelah menjadi 2 bronkhus utama, bronkhus ini bercabang lagi sebelum masuk paru-paru.saluran yang besar mempertahankan struktur serupa dengan  trakhea, mempunyai dinding fibrosa berotot yang mengandung bahan tulang rawan dan dilapisi epitelium bersilia. Makin  kecil salurannya makin berkurang tulang rawannya dan akhirnya tinggal dinding fibrosa berotot dan lapisan silia. Bronkhus terminalis masuk ke dalam saluran yang agak lain yang disebut vestibula dan membran pelapisnya mulai berubah sifatnya, lapisan epiteliunm bersilia diganti dengan sel epitelium yang pipih. Dari vestibula berjaklan beberapa infundibula dan didalam dindingnya dijumpsi ksntong-kantong udara. Kantong udara atau alveoli terdiri atas satu lapis tunggal sel epitelium pipih dan disini darah hampir langsung bersentuhan dengan udara,suatu jaringan pembulih darah kapiler mengelilingi alveoli dan pertukaran gas pun terjadi.

Pembuluh darah dalam paru-paru

Arteri pulmonalis membawa darah yang sudah tidak mengandung oksigen dari ventrikel kanan jantung ke paru-paru, cabang-cabangnya menyentuh saluran-saluran bronkhial, bercabang dan bercanbang lagi sampai menjadi arteriola halus.. arteriola akan membelah dan membentuk jaringan kapiler dan kapiler itu menyentuh dinding alveoli atau gelembungg udara.

Kapiler halus itu hanya dapat memuat sedikit,maka praktis dapat dikatakan sel-sel darah merah membuat baris tunggal. Alirannya bergerak lambat dan dipisahkan dari udara dalam alveoli hanya dua membran yang sangat tipis, maka pertukaran gas berlangsung dengan difusi.

Kapiler paru-paru bersatu sampai menjadi pembuluh darah lebih besar dan akhirnya dua vena pulmonalis meninggalkan setiapparu-paru  membawa darah berisi oksigen ke atrium kiri jantung untuk didistribusikan ke seluruh tubuh melalui aorta.

Arteria bronkhialis membawa darah berisi oksigen langsung dari aorta torasika ke paru-paru guna memberi makan dan mengantarkan oksigen ke dalam jaringan paru-paru sendiri. Cabang akhir arteri-arteri inimembentuk plexus kapiler yang tampak jelas dan terpisah dari yang terbentuk oleh cabang akhir arteri pulmonalis, tetapi dari beberapa kapiler ini akhirnya bersatu ke dalam vena pulmonalis  dan darah itu kemudian dibawa masuk ke dalam vena pulmonalis. Sisa darah itu dibawa dari setiap paru-paru oleh vena bronkhialis dan ada yang dapat mencapai vena cava superior. Maka dengan demikian paru-paru mempunyai persediaan darah ganda.

Hilus (tampuk) paru-paru,dibentuk oleh struktur berikut:     

1.      Arteri pulmonalis, yang mengembalikan darah tanpa oksigen ke dalam paru-paru untuk diisi oksigen

2.      Vena pulmonalis, yang mengembalikan darah berisi oksigen dari paru-paru ke jantung

3.      Bronkhus yang bercabang dan beranting membentuk pohon bronkhial,

4.      Arteri bronkhialis, keluar dari aorta dan mengantarkan darah arteri ke jaringan paru-paru

5.      Vena bronkhialis, megembalikan sebagian darah dari paru-paru ke vena cava superior

6.      Pembuluh limfe, yang masuk keluar paru-paru, sangat banyak

7.      Persarafan.paru paru mendapat pelayana dari saraf vagus dan saraf sipati

8.      Kelenjar limfe, semua pembuluh limfe yang menjelajahi struktur parfu-paru dapat menyalurkan ke dalam kelenjar yang ada di tampuk paru-paru.

PLEURA

Setiap paru-paru dilapisi oleh membran serosa rangkap dua yaitu pleura. Pleura viseralis erat melapisi paru-paru, masuk ke dalam fisura dan dengan demikian memisahkan lobus  satu dari lobus yang lain. Membran ini kemudian dilipat kembali disebelah tampuk paru-paru dan membentuk pleura parietalis, dan melapisi bagian dalam dinding dada.pleura yang melapisi iga-iga ialah pleura kostalis, bagian yang menutupi diafragma ialah pleura diafragmatika , dan bagian yang terletak dileher ialah pleura servikalis. Pleura ini diperkuat dengan membran yang bernama membran supraleuralis(fasia sibson)  dan diatas membran ini terletak arteri subklavia.

Diantara kedua lapisan pleura itu terjadi sedikit eksudat untuk meminyaki permukaannya dan menghindarkan gesekan antara paru-paru dan dinding dada yang sewaktu bernafas bergerak. Dalam keadaan sehat kedua lapisan itu satu dengan yang lain erat bersentuhan. Ruang atau rongga pleura itu hanyalah ruang yang tidak nyata, tetapi dalam keadaan tidak normal. Udara atau cairan memisahkan keduan pleura itu dan ruang diantaranya menjadi jelas.

MEKANISME PERNAFASAN

Fungsi paru-paru ialah pertukaran gas oksigen dan karbondioksida. Pada pernafasan melalui paru-paru atau pernafasan externa, oksigen dipungut  melaluihidung dan mulut, pada waktu bernafas oksigen masuk melalui trakhea dan pipa bronkhial ke alveoli dan dapat erat hubungan dengan darah di dalam kapiler pulmonalis.

Hanya satu lapis membran yaitu membran alveoli kapiler yang memisahkan oksigen dari darah. Oksigen menembus membran ini dan diangkut oleh hemoglobin sel darah merah dan dibawa ke jantung. Dari sini dipompa di dalam arteri ke semua bagian tubuh. Darah meninggalkan paru-paru pada tekanan oksigen 100 mm Hg dan pada tingkat ini hemogloinnya 95% oksigen jenuh.

Di dalam paru-paru, karbondioksida salah satu hasil buangan metabolisme menembus membran alvioler- kapiler dari kapiler darah ke alveoli dan setelah melalui pipa bronkhial dan trakhea dikeluarkan melalui hidung dan mulut.

Proses yang berhubungan dengan pernafasan pulmoner atau pernafasan externa:

1.      Ventilasi pulmoner atau gerak pernafasan yang menukar udara dalam alveoli dengan udara luar

2.      Arus darah melalui paru-paru

3.      Distribusi arus udara dan arus darahsedemikian sehingga jumlah tepat dari setiapnya dapat mencapai semua bagian tubuh

4.      Difusi gas yang menembus membran pemisah alveoli dan kapiler,CO2 lebih mudah berdifusi daripada oksigen

Semua proses ini diatur sedemikian shingga darah yang meninggalkan paru-paru menerima jumlah tepat CO2 dan 02. Pada waktu gerak badan lebih banyak darah datang di paru-paru membawa terlalu banyak CO2 dan terlampau sedikit O2,jumlah CO2 itu tidak dapat dikeluarkan, maka konsentrasinya dalam darah arteri bertambah. Hal ini merangsang pusat pernafasan dalam otak untuk memperbesar kecepatan dan dalamnya pernapasan. Penambahan ventilasi yang dengan dmikian terjadi mengeluarkan CO2 dan lebih banyak mengambil O2.

PERNAFASAN JARINGAN ATAU PERNAFASAN INTERNA

Darah yang telah menjenuhkan hemoglobinnya dengan oksigen (oxyhemoglobin)    mengelilingi seluruh tubuh dan akhirnya mencapai kapiler, dimana darah bergerak sangat lambat. Sel jaringan memungut oksigen dari hemoglobin untuk memungkinkan oksigen berlangsung dan darah menerima sebagai gantinya hasil buangan oksidasi yaitu karbondioksida.

Daya muat udara oleh paru-paru

Besar daya muat udara oleh paru-paru ialah 4500 ml sampai 5.000 ml atau 4 ½ sampai 5 liter udara. Hanya sebagian kecil dari udara ini kira-kira 1/10 nya atau 500 ml adalah udara pasang surut (tidal air) yaitu yang dihirup masuk dan dihembuskan ke luar pada pernapasan biasa dengan tenang.

Kapasitas vital. Volume udara yang dapat dicapai masuk dan keluar paru-paru pada penarikan napas dan pengeluaran napas paling kuat. Disebut kapasitas vital paru-paru. Diukurnyadengan alat spirometer. Pada laki-laki, normal 4-5 liter dan pada perempuan 3-4 liter.kapasitas itu berkurang pada penyakit paru-paru ,pada penyakit jantung (yang menimbulkan kongesti paru-paru) dan pada kelemahan otot pernapasan.

KECEPATAN DAN PENGENDALIAN PERNAPASAN

Mekanisme pernapasan diatur dan dikendalikan oleh dua faktor utama,yaitu kimiawi dan pengendalian oleh saraf. Beberapa faktor tertentu merangsang pusat pernapasan yang terletak di dalam medula oblongata dan jika dirangsang maka pusat itu mengeluarkan impuls yang disalurkan olehsaraf spinalis ke otot pernapasan yaitu otot diafragma dan otot interkostalis.

Pengendalian oleh saraf

Pusat pernapasan adalah suatu pusat otomatik di dalam medula oblongata yang mengeluarkan impuls eferen ke otot pernapasan. Melalui beberapa radix saraf servikalis implus ini diantarkan ke diafragme oleh saraf frenikus, dan dibagian yang lebih rendah pada sumsum belakang  impulsnya berjalan dari daerah torax melalui saraf interkostalis untuk merangsang otot interkostalis. Impuls ini meni mbulkan kontraki ritmik pada otot diafragma dan interkostal yang kecepatan kira-kira 15 kali setiap menit. Impuls aferen yang dirangsang oleh pemekaran gelembung udara diantarkan oleh saraf vagus ke pudat pernapasan di dalam medula.

Pengendalian secara kimiawi

Faktor kimiawi ini adalah faktor utama dalam pengendalian dan pengaturan frekuensi, kecepataan dan dalamnya gerakan pernapasan. Pusat pernapasan di dalam sumsum sangat peka paada reaksi kadar alkali darah. Karbondioksida adalah produk asam dari metabolisme dan bahan kimia yang asam ini merangsang pusat pernapasan untuk mengirim keluar impuls saraf yang bekerja atas otot pernapasan.

Kedua pengendalian baik melalui saraf dan secara kimiawi adalah oenting. Tanpa salah satunya orang tak dapat bernapas secara terus menerus. Dala hal paralisa otot pernapasan (interkostal dan diafragma) digunakan ventilasi paru-paru atau suatu alat pernapasan buatan lainnya untuk melanjutkan pernapasan, sebab dada harus bergerak supaya udara dapat keluar masuk paru-paru.

Faktor tertentu lainnya menyebabkan penambahan kecepatan dan dalamnya pernapasan. Gerakan badan yang kuat memakai banyak oksigen dalam otot umtuk memberi energi yang diperlukan untuk pekerjaan, akan menimbulkan kenaikan pada jumlah karbondioksida di dalam darah dan akibatnya pembesaran ventilasi paru-paru. Emosi, rasa sakit dan takut misalnya menyebabkan impuls yang merangsang pusat pernapasan dan menimbulkan penghirupan udara secara kuat.

Impuls aferen dari kulit menghasilkan efek serupa bila badan dicelup dalam air dingin atau menerima guyuran air dingin maka akan menarik napas secara kuat. Pengendalian secara sadar atas gerakan pernapasan mungkin, tetapi tidak dapat dijalankan lama, sebab gerakannya adalah otomatik. Suatu usaha untuk menahan napas untuk waktu lama akan gagal karena pertambahan karbondioksida yang melebihi normal di dalam darah akan menimbulkan rasa tak enak.

Kecepatan pernapasan

Kecepatan pernapasan pada wanita lebih tinggi daripada pria. Kalau bernapas secaara normal maka ekspirasi akan menyusulinspirasi, dan kemudian ada istirahat sebentar(inspirasi-ekspirasi-istirahat). Pada bayi yang sakit urutan ini ada kalanya terbalik dan urutannya menjadi: inspirasi-istirahat-ekspirasi. Hal ini disebut pernapasan terbalik.

Kecepatan normal setiap menit:

Bayi baru lahir                    : 30-40

Dua belas bulan                  : 30

Dua sampai lima tahun       :24

Orang dewasa                     : 10-20

Gerakan pernapasan

Gerakan pernapasan memiliki 2 teknik yang terjadi sewaktu bernapas:

1.      Inspirasi

Inspirasi atau menarik napas adalahproses aktif yang diselenggarakan oleh kerja otot. Kontraksi diafragma meluaskan rongga dada dari atas sampai ke bawah (ventrikel). Penaikan iga-iga dan sternum yang ditimbulkan oleh kontraksi otot interkostalis, meluaskan rongga dada ke kedua sisi dan dari belakang ke depan. Paru-paru yang bersifat elastik mengembang untuk mengisi ruang yang membesar itu dan udara ditarik masuk ke dalam saluran udara. Otot interkostal externa diberi peran sebagai otot tambahan, hanya bila inspirasi menjadi gerak sadar.

2.      Ekspirasi

Udara dipaksa keluar oleh otot dan paru-paru akan mengempis kembali,yang disebabkan sifat elastik paru-paru. Gerakan ini adalah proses pasif. Ketika pernapasan sangat kuat gerakan dada bertambah otot leher dan bahu membantu menarik iga-iga dan sternum ke atas,otot sebelah belakang fdan abdomen juga dibawa bergerak dan alae nasi (cuping atau sayap hidung)dapat mengembang dan mengempis.