Bagaimana caranya agar udara dapat masuk
diparu-paru? Paru-paru tidak mempunyai jalan untuk menarik udara melalui
hidung. Tetapi udara dapat dibawa masuk ke dalam paru-paru melalui kegiatan
otot tertentu. Otot-otot ini menambah ukuran dada setiap seorang bernapas.
Sementara ukuran dada seseorang bertambah, paru-paru bertambah luas, dan udara
akan segera mengisi ruangan yang telah tersedia. Dengan demikian saat otot
menjadi rileks, dada kembali kepada ukurannya semula, dan udara dipaksakan
untuk keluar melalui jalan masuknya.
Otot yang menambah ukuran dada (otot
pernapasan) adalah diafragma, otot yang terletak diantara tulang iga dan otot
tertentu di leher. Otot-otot inilah yang digunakan pada saat memasukan udara ke
dalam paru-paru. Diafragma otot yang berbentuk kubah (dome) terletak pada tingkatan bawah dari tulang iga, yang
memisahkan dada dari abdomen (perut). Jantung dan paru-paru terletak di atas
diafragma, sedangkan hati, perut, dan limfa kecil dan organ abdomen lainnya
terletak dibawah diafragma. Bila diafragma berkontraksi, ia akan menarik ke
bawah menentang organ yang ada di abdomen. Ini yang menyebabkan paru-paru
menjadi lebih luas. Otot antara tulang iga juga akan berkontraksi pada saat
yang sama dengan kontraksinya diafragma, sebab itu menolong untuk lebih
memperluas paru-paru.
Otot yang berada di dinding abdomen bila
berkontraksi akan menghasilkan akibat yang berlawanan dari apa yang dilakukan
oleh diafragma dan otot diantara tulang iga. Bila otot di dinding abdomen
berkontraksi, organ-organ abdomen dan diafragma akan merapat ke atas. Ini akan menyebabkan
udara terdorong ke atas untuk meninggalkan paru-paru dengan cepat. Bila mana
hal ini tidak terjadi akan mengakibatkan timbulnya suatu tekanan di dalam dada.
Sama seperti seluruh otot dalam tubuh
manusia, aksi dari otot pernapasan dikontrol oleh urat syaraf. Sebagaimana anda
ketahui, anda dapat bernapas lebih cepat, lebih dalam atau menahan napas untuk
sementara. Hal ini disebabkan oleh syaraf pengontrol sadar yang anda miliki dan
otot yang berhubungan dengan pernapasan. Akan tetapi umumnya proses pernapasan
dikontrol secara otomatis oleh syaraf pusat yang berada di sebelah bawah dari
otak. Syaraf pusat ini mengirimkan getaran syaraf ke otot-otot pernapasan
hingga mereka dapat berkontraksi dan mengendorkan secara bergantian. Pusat
syaraf tersebut bahkan dapat mengontrol seberapa cepat dan seberapa dalam anda
bernapas. Ketika anda berolahraga , syaraf pusat pernapasan mengirimkan
getarannya dengan irama yang lebih cepat daripada saat anda beristirahat.
Gambar 1. Otot-Otot Pernafasan
PROSES
MASUK DAN KELUARNYA UDARA PERNAPASAN
Proses pertukaran gas dari atmosfer ke
paru-paru dan sebaliknya terjadi karena adanya pergerakan tulang-tulang rusuk
dan otot diafragmayang diatur oleh pusat pernapasan yang terdapat di otak. Pada
mulanya, otot-otot antar tulang rusuk menegang (kontraksi) sehingga menarik
tulang rusuk ke atas dan pada saat yang bersamaan otot diafragma juga menegang
sehingga diafragma menjadi datar. Akibatnya, rongga dada membesar, paru-paru
mengembang, tekanan udara dalam kantung-kantung paru-paru turun menjadi lebih
rendah daripada tekanan udara atmosfer sehingga udara mengalir masuk ke
paru-paru. Peristiwa masuknya udara pernafasan ke paru-paru disebut inspirasi. Setelah
inspirasi, otot-otot antar tulang rusuk akan mengendor (relaksasi) sehingga
tulang rusuk kembali pada posisi semula dan pada saat yang bersamaan otot
diafragma juga mengendor sehingga diafragma melengkung ke rongga dada. Akibatnya,
rongga menyempit, paru-paru terdesak mengecil sehingga tekanan udara dalam
paru-paru naik lebih tinggi dari tekanan atmosfer dan akibatnya udarta mengalir
keluar dari paru-paru. Proses penghembusan udara pernapasan dari paru-paru
disebut ekspresi.
Gambar 2. Mekanisme Pernapasan Inspirasi dan Ekspirasi
TAHAPAN
RESPIRASI
Proses inspirasi dan ekspirasi disebut
pernafasan luar. Mengapa demikian? Karena proses tersebut hanya merupakan
pertukaran gas di alveolus paru-paru, sedangkan oksigen digunakan untuk
pembakaran di jaringan tubuh. Oleh karena itu, pernafasan pada manusia dapat
dibedakan menjadi 3 (tiga) tahapan, yaitu :
1.
Respirasi luar merupakan pertukaran gas
dari atmosfer ke paru-paru dan sebaliknya. Masuknya udara dari atmosfer ke
paru-paru disebut inspirasi dan proses sebaliknya disebut ekspirasi. Perpindahan
gas dari suatu tempat ke tempat lain dapat terjadi jika ada perbedaan tekanan
udara. Pada inspirasi otot diafragma kontraksi (menjadi datar), demikian juga
otot intercostalis sehingga mengangkat tulang rusuk akibatnya volum erongga
dada semakin membesar dan tekanan udaranya turun. Penurunan tekanan rongga dada
yakni lebih rendah 1 rtm dibanding tekanan udara luar (atmosfer) tersebut akan
mengakibatkan udara mengalir dari luar ke paru-paru. Setelah berkontraksi maka
otot diafragma dan antar iga (intercotalis) akan relaksasi sehingga posisi
tulang rusuk dan diafragma akan kembali seperti semula, akibatnya volume rongga
dada mengecil dan tekanan meningkat dengan demikian udara akan keluar dari
paru-paru ke atmosfer atau disebut ekspirasi. Perpindahan gas O2 dari
alveolus ke kapiler alveoli melalui membran respirasi yang terjadi secara
disfusi. Oleh karena itu proses tersebut tergantung pada : tekanan parsiil gas,
permiabilitas epitel (membran respirasi), luas permukaan membran respirasi,
kecepatan sirkulasi darah di kapiler paru-paru.
2. Transport gas Oksigen (O2) dari
kapiler paru-paru diangkut ke jaringan menggunakan hemoglobin (Hb) yang
terdapat di dalam sel darah merah. Perpindahan oksigen dari alveolus paru-paru
ke kapiler paru-paru terjadi secara disfusi, oleh karena itu tergantung pada tekanan
oksigen parsial pada darah arteriil yaitu 100 mmHg dan tekanan CO2 yaitu
40 mmHg. Pada tekanan tersebut 96% Hb tersaturasi dengan oksigen menjadi HbO2.
Pada jaringan tekanan oksigen 35 mmHg dan tekanan CO2 50 mmHg,
maka sebagai konsekuensinya oksigen akan berdisfusi dari eritrosit ke
sel/jaringan melalui cairan plasma dan kemudian cairan interstitial. Sementara CO2
juga berdisfusi dari jaringan ke eritrosit. Darah vena memiliki tekanan
CO2 46 mmHg, sedangkan tekanan oksigennya 40 mmHg. Pada olahraga (latihan)
tekanan O2 di jaringan turun sedang tekanan CO2
meningkat, hal ini akan menaikkan kebutuhan oksigen.
3.
Respirasi seluler atau interna adalah
pemanfaatan oksigen untuk oksidasi seluler di dalam mitokondria sehingga dihasilkan
energi (ATP), panas, air, CO2.
FREKUENSI
PERNAPASAN
Pada umumnya manusia melalukan pernapasan
antara 15-18 kali (insprirasi dan ekspirasi). Cepat atau lambatnya manusia
bernapas dipengaruhi oleh beberapa faktor baik dari dalam maupun dari luar,
antara lain:
1. Umur, umumnya makin bertambah umur
seseorang, irama pernafasannya semakin lambat. Hal ini makin berkurangnya
kebutuhan energi.
2. Jenis kelamin, laki-laki umumnya
beraktivitas lebih banyak dan bekerja lebih keras daripada perempuan. Hal ini
akan mengakibatkan semakin tinggi kebutuhan energi, sehingga membutuhkan banyak
oksigen untuk meningkatkan laju metabolisme tubuh.
3. Suhu tubuh, semakin rendah suhu semakin
cepat pernafasan, sebaliknya semakin tinggi suhu semakin lambat pernafasan. Tetapi
hal ini yang demikian tidak berlangsung secara linier.
4.
Posisi tubuh, hal ini menentukan sedikit
banyak otot dan organ tubuh yang bekerja. Hal ini berarti menentukan kebutuhan
energi untuk mendukungnya.
5. Aktivitas tubuh, semakin bnyak organ tubuh
yang bekerja dan semakin berat kerja organ tersebut, semakin tinggi kebutuhan
energi yang diperlukan, sehingga laju metabolisme dan irama pernafasan semakin
cepat.
OKSIGEN
DIGUNAKAN UNTUK APA?
Untuk apa oksigen (O2)? Oksigen
digunakan oleh tubuh untuk pembakaran (oksidasi) zat-zat makanan terutama
glukosa menjadi sumber tenaga, air CO2 dan panas. Apakah manfaat
dari hasil pembakaran?
1.
Energi digunakan oleh tubuh untuk
melakukan kegiatan tubuh agar tetap dapat hidup.
2. Karbondioksida bersifat sangat beracun dan
dianggap sebagai limbah oleh karenanya harus di keluarkan dari dalam tubuh.
3. Air dapat digunakan oleh tubuh atau jika
berlebihan dapat dikeluarkan. Cobalah hembuskan nafas pada sebuah permukaan
cermin, apakah yang dapat anda amati ?
Panas yang dihasilkan oleh pembakaran
digunakan agar proses-proses kehidupan di dalam tubuh berjalan normal. Sebagai petunjuk
jika proses tubuh tidak normal, maka suhu tubuh akan terasa dingin. Hal ini
biasa terjadi pada orang pingsan.
PENGANGKUTAN
GAS KARBONDIOKSIDA
Proses pengangkutan gas karbondioksida
dari jaringan ke paru-paru melalui 3 cara yaitu :
1. Transpor karbondioksida lewat plasma
sebagai H2CO3. CO2 memeliki sifat lebih mudah
larut dalam air dibandingkan O2 sehingga dapat diangkut lewat plasma
sebagai H2CO3. Darah venosa mengandung CO2
sekitar 50 mL CO2 dari jaringan ke pulmo. Karbondioksida di dalam
darah berada pada berbagai kondisi. Bikarbonat di dalam eritrosit dan plasma
merupakan bagian terbanyak. Karbondioksida berdisfusi dari jaringan ke dalam
plasma darah akan bereaksi dengan H2O membentuk H2CO3.
H2CO3 berfungsi menurunkan pH dalam eritrosit.
2. Sebagai karbaminohemoglobin. Pada jaringan
tekanan CO2 tinggi dan tekanan O2 rendah sehingga HbO2
mengalami disosiasi menjadi Hb + O2. Oksigen berdisfusi ke cairan
interstitial dan CO2 berikatan dengan Hb membentuk karbamino
hemoglobin (karbamiHb).
3. Sebagai HCO3-. CO2
akan berekasi dengan H2O yang terdapat dalam plasma darah
dengan pengaruh enzim karbonik anhidrase membentuk h2CO3 yang
secara spontan akan mengalami disosiasi menjadi ion H+ (proton) dan
HCO3-. Dengan demikian, darah venosa mengandung HCO3-
60 %, karbaminoHb 32% dan sisanya sebagai H2CO3 dalam
etrosit.
PENGUKURAN
UDARA PERNAFASAN
Banyaknya udara yang keluar masuk masuk
paru-paru pada pernafasan normal dapat diukur dengan spirometer.
1. Kapasitas vital adalah banyaknya udara
yang dapat dikeluarkan dari paru-paru setelah diambil nafas sedalam mungkin.
2. Death
space (udara mati) adalah jumlah udara yang berada dalam
saluran pernafasan antara hidung dan paru-paru, volumenya kurang lebih 150 ml.
3. Udara tidal adalah volume udara yang
keluar masuk paru-paru dalam satu kali respirasi (ekspirasi dan inspirasi). Volume
pada laki 500 ml, wanita 380 ml.
4. Kapasitas inspirasi adalah banyaknya udara
yang dapat dihirup pada inspirasi maksimal, volumenya pada laki-laki 3800 ml,
pada wanita 2400 ml.
5. Volume cadangan inspirasi adalah banyaknya
udara yang dapat dihirup setelah inspirasi maksimal, volumenya pada laki-laki
1000 ml, pada wanita 700 ml.
6. Volume cadangan
ekspirasi adalah banyaknya udara yang dapat dikeluarkan setelah ekspirasi normal, volumenya
pada laki-laki 1000 ml, wanita 700 ml.
No comments:
Post a Comment