BAB VI PARU – PARU DAN SISTEM RESPIRASI MANUSIA

(1)

53

PARU

PARU DAN SISTEM RESPIRASI MANUSIA

Obyektif :

1. Mahasiswa dapat menjelaskan tentang sistem respirasi dan penggolongannya 2. Mahasiswa dapat menjelaskan tentang organ-organ dalam proses respirasi 3. Mahasiswa dapat menjelaskan tentang mekanisme respirasi

4. Mahasiswa dapat menjelaskan tentang pemodelan sistem respirasi. 5. Mahasiswa dapat menjelaskan tentang volume dan kapasitas paru – paru. 6. Mahasiswa dapat menjelaskan tentang parameter respirasi.

6.1. Pendahuluan

Proses produksi energi dalam tubuh memerlukan oksigen dan menghasilkan karbon dioksida. Karena itu makhluk hidup pasti memerlukan sistem untuk mengantarkan oksigen ke seluruh sel tubuh dan mengambil karbon dioksida sisa metabolisme. Terjadilah proses respirasi.

Secara garis besar respirasi didefinisikan sebagai pertukaran zat antar jaringan / organ hidup. Pernapasan adalah suatu proses yang terjadi secara otomatis walau dalam keadaan tertidur sekalipun karena sistem pernapasan dipengaruhi oleh susunan syaraf otonom. Fungsi utama dari sistem respirasi adalah untuk memberikan oksigen ke seluruh sel tubuh dan membuang gas karbon dioksida hasil metabolisme sel ke luar tubuh, serta menjaga derajad keasaman darah.

6.2. Penggolongan sistem respirasi

Proses respirasi dipengaruhi oleh perbedaan tekanan udara dalam rongga dada dengan tekanan udara di luar tubuh. Jika tekanan di luar rongga dada lebih besar maka udara akan masuk. Sebaliknya, apabila tekanan dalam rongga dada lebih besar maka udara akan keluar. Menurut tempat terjadinya pertukaran gas maka respirasi dapat dibedakan atas 2 jenis, yaitu: respirasi internal dan respirasi ekternal.


(2)

Respirasi internal adalah pertukaran gas antara aliran darah (pembuluh darah kapiler) dan sel tubuh di dekatnya. Selama respirasi ini darah akan memberikan 5 – 7 % volume oksigen yang dikandungnya dan mengambil 4 – 6 % volume karbon dioksida dari sel tubuh. Semakin tinggi suhu tubuh, jumlah oksigen yang dilepas ke dalam sel tubuh semakin besar. Di dalam darah oksigen berkombinasi dengan hemoglobin membentuk

oxyhemoglobin dalam sel darah merah, dan berfungsi dalam proses metabolisme tubuh. Karbon dioksida sebagai sisa metabolisme akan bereaksi dengan air (H2O) di dalam

tubuh untuk membentuk asam karbon (H2CO3), yang kemudian terurai menjadi H+ dan

bikarbonat (HCO

-3) dan diangkut sel darah merah menuju paru-paru. Di dalam paru –

paru, H+ dan HCO

-3 bercampur lagi membentuk air (H2O) dan CO2. Proses ini

ditunjukkan dalam gambar 6.1.

Gambar 6.1. Reaksi kimia dalam proses respirasi

Sedang respirasi eksternal adalah pertukaran gas antara paru – paru dengan aliran darah. Respirasi ini terjadi karena pengaruh kimiawi pada aktifitas syaraf tidak sadar. Ada dua macam otot mekanis yang mempengaruhi proses respirasi yaitu musculo membranousdiaphragma yang memisahkan rongga dada dengan rongga perut (bergerak atas – bawah) dan otot intercostal (mengelilingi rongga dada) yang menyebabkan dada mengembang – mengempis. Aktifitas syaraf tadi akan menimbulkan kontraksi otot yang mengubah volume rongga dada. Aktifitas syaraf sadar juga mungkin menyebabkan


(3)

respirasi meskipun hanya terjadi kadang-kadang, dan dibatasi oleh internal body homeostasis.

Ada dua macam respirasi eksternal yaitu inspirasi ( memasukkan udara luar ke dalam paru – paru), dalam kondisi normal terdiri atas 79% nitrogen, 20.96% oksigen, 0.04% karbondioksida), dan ekspirasi (mengeluarkan udara dari paru – paru), dalam kondisi normal terdiri atas 79% nitrogen, 17% oksigen, 4% karbondioksida).

Pusat respirasi ada dalam medulla and pons pada batang otak. Sel pada otak akan memberikan impuls yang akan menstimulasi otot diaphragma dan otot intercostal untuk berkontraksi. Terjadilah inspirasi. Membesarnya rongga dada menyebabkan tekanan dalam dada berkurang (-3 mm Hg), udara dari luar akan masuk ke dalam paru-paru. Karena paru-paru merupakan organ pasif (tanpa otot), maka paru-paru akan mengembang menurut rongga dada.

Pusat pneumotaxic dalam pons menerima impuls dari pusat inspiratori dalam

medulla bahwa inspirasi telah mencapai puncak. Informasi ini diteruskan ke pusat ekspiratori (dalam medulla), dan kemudian segera mengirim impuls untuk mengakhiri inspirasi. Otot inspirasi (diaphragma dan intercostal) mengalami relaksasi, proses ekspirasi mulai berlangsung. Tekanan dalam rongga dada meningkat (+ 3 mm Hg) sehingga udara akan didorong keluar, dan paru – paru akan menyempit.

Kecepatan dan kedalaman respirasi selain dikontrol oleh sistem syaraf dan konsentrasi oksigen dan karbon dioksida dalam darah., juga dipengaruhi proses kimia dan suhu darah yang melewati otak. Selama kondisi normal, respirasi dilakukan dengan tenang (eupnea), rata – rata kecepatan respirasi (respiratory rate = RR) sekitar 12-14 siklus per menit. Bertambahnya konsentrasi CO2 (penurunan konsentrasi O2) dalam darah

akan meningkatkan kecepatan respirasi yang artinya permintaan udara segar yang kaya oksigen semakin meningkat. Keseimbangan asam basa darah (pH 7.4) akan meningkat karena adanya reaksi kimia antara air dalam plasma darah dengan CO2 hasil

metabolisme. Sehingga kecepatan respirasi akan meningkat. Jika CO2 sudah dilepaskan,

konsentrasi akan berkurang dalam darah. Terjadi negatif feedback loop dan pH darah kembali normal.


(4)

Gambar 6.2. Pengaruh konsentrasi CO2– O2 terhadap kecepatan respirasi

6.3. Organ respirasi

Organ – organ respirasi berfungsi untuk memberikan area permukaan maksimum pada proses difusi oksigen dan karbon dioksida (dalam paru-paru), melindungi permukaan membran difusi dari faktor lingkungan yang berbahaya (perubahan temperatur yang ekstrim, partikel racun, mikroorganisme dll), dan juga berfungsi untuk selalu memperbarui gas yang berhubungan dengan area permukaan diffusi (daerah ventilasi). Organ respirasi seperti gambar 6.3, dipisahkan menjadi dua bagian:

- Bagian konduksi : berupa hidung, pharynx, larynx, trachea, bronchi dan bronchioles (dibatasi oleh dinding yang tebal sehingga tidak terjadi pertukaran gas)

- Bagian respirasi : berupa alveolar, atria dan kapiler paru-paru yang dibatasi oleh dinding yang tipis sehingga terjadi pertukaran gas secara difusi.

Organ utama dalam respirasi adalah paru – paru. Istilah medis yang sering digunakan dan berhubungan dengan paru-paru adalah pulmo yang berasal dari bahasa latin pulmonarius yang berarti ‘tentang paru-paru’. Paru–paru memiliki tekstur yang

spongy (berongga seperti busa). Paru-paru terdiri atas dua bagian, paru–paru kanan terdiri atas tiga bagian sedang paru-paru kiri ada dua bagian. Paru-paru kiri lebih besar dibandingkan bagian kanan.

Respiration rate

PCO2

PO2

Partial pressure (mmHg)


(5)

Gambar 6.3 Organ – organ respirasi

Bagian dalam paru-paru terdiri atas kumpulan alveolar yang berfungsi memberikan area permukaan untuk pertukaran udara. Adanya alveolar menyebabkan permukaan paru-paru internal lebih luas dibandingkan permukaan eksternal. Pada permukaan membran alveolar terdapat jaringan pembuluh darah kapiler. Oksigen dalam

alveolar akan berdifusi ke dalam pembuluh kapiler, dan sebaliknya karbon dioksida dalam pembuluh kapiler akan berdifusi ke dalam alveolar.

Gambar 6.4 Anatomi paru-paru

Selain fungsi respirasi, paru-paru juga memiliki fungsi non respirasi yaitu menjadi lapisan lunak yang melindungi jantung dan mengubah konsentrasi zat –zat biologis aktif dan obat – obatan dalam pembuluh darah arteri.


(6)

6.4 Mekanisme respirasi

Sehubungan dengan organ yang terlibat dalam proses respirasi, mekanisme pernapasan dibedakan atas dua macam, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut. Kedua mekanisme ini terjadi secara bersamaan.

6.4.1 Respirasi Dada

Respirasi dada adalah pernapasan yang melibatkan otot antar tulang rusuk. Mekanismenya dapat dibedakan sebagai berikut:

- Fase inspirasi respirasi dada.

Fase ini berupa berkontraksinya otot antar tulang rusuk sehingga rongga dada membesar, akibatnya tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya oksigen masuk.

- Fase ekspirasi respirasi dada.

Fase ini merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot antara tulang rusuk ke posisi semula yang dikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan luar, sehingga udara dalam rongga dada yang kaya karbon dioksida keluar.

6.4.2 Pernapasan Perut

Pernapasan perut merupakan pernapasan yang mekanismenya melibatkan aktifitas otot-otot diaphragma yang membatasi rongga perut dan rongga dada. Mekanisme pernapasan perut dapat dibedakan menjadi dua tahap yakni sebagai berikut.

- Fase inspirasi respirasi perut.

Pada fase ini otot diaphragma berkontraksi sehingga diafragma mendatar, akibatnya rongga dada membesar dan tekanan menjadi kecil sehingga udara luar masuk.


(7)

Fase ekspirasi merupakan fase berelaksasinya otot diaphragma (kembali ke posisi semula, mengembang) sehingga rongga dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar, akibatnya udara keluar dari paru-paru.

6.5. Pemodelan Sistem Respirasi

Untuk mengetahui bagaimana cara kerja sistem respirasi biasanya dimodelkan dalam model matematik ataupun secara verbal. Tidak hanya variabel-variabel saja yang akan diukur dengan model tersebut namun model tersebut juga digunakan untuk menentukan karakteristik parameter fungsi respirasi. Pemodelan sistem respirasi ini dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu :

- pemodelan transportasi gas dalam paru-paru (termasuk saluran udara extrapulmonary dan pulmonary kapiler)

- pemodelan sistem mekanis paru-paru dan rongga dada

6.5.1. Pemodelan transportasi gas

Pemodelan ini menggambarkan transportasi gas karena adanya perubahan konsentrasi gas dan berhubungan dengan tekanan, volume, dan kecepatan perubahan volume paru-paru. Pemodelan transportasi gas baik dalam fase gas maupun saat gas sudah terikat dengan darah terjadi karena adanya kesetimbangan sistem pulmonary. Organ yang berhubungan pada transportasi ini adalah volume alveolar (gas sudah berdifusi sempurna dalam darah), volumenya variabel dan volume deadspace (saluran respirasi) yang konstan. Gas bergerak secara konveksi dalam saluran respirasi. Bentuk dasar transportasi gas dalam paru – paru ada dalam gambar 6.5.

(AWOx •QAWO)in V A

(bx•Qb)in

(bx•Qb)out


(8)

Gambar 6.5 Pemodelan transportasi gas

Jika X adalah massa kimia tertentu, maka persamaan kesetimbangan massa zat X tersebut ditunjukkan dalam persamaan 6.1

 

X U Q X dt X N d b AW O AW O

L  

.

 6.1

dimana:

dt X N d L

= kecepatan akumulasi massa X dalam paru-paru

X

AW O

 = jumlah mol X tiap unit unit volume diukur pada katup saluran respirasi AW O

Q = volume X tiap satuan waktu, diukur pada pembukaan saluran respirasi

X

Ub = kecepatan diffusi X keluar dari alveolar masuk ke dalam darah

AW O AW OX.Q

 = kecepatan aliran (konveksi) molar X melalui katup saluran respirasi menuju alveolar

b bX.Q

 = kecepatan aliran molar X melalui jaringan pembuluh darah kapiler

VA, VD = volume alveolar, volume saluran respirasi

6.5.2. Pemodelan sistem mekanis

Pemodelan mekanis pada sistem respirasi merupakan kombinasi unsur pneumatic dan mekanik. Secara garis besar ditunjukkan dalam gambar 6.6 dimana PAWO adalah

tekanan pada katup saluran respirasi, PPL adalah tekanan pada permukaan pleural

paru-paru, QAWO adalah volume aliran gas ke dalam paru-paru, VL adalah volume gas dalam

paru-paru, PA adalah tekanan gas dalam alveolar.

V

L

P

A

P

PL

AWO


(9)

Gambar 6.6 Pemodelan mekanis sistem respirasi

Sistem mekanis pada respirasi menggambarkan korelasi antara perbedaan tekanan pada beberapa sub sistem respirasi serta perubahan volume dan aliran gas yang melaluinya. Dan apabila dihubungkan dengan kondisi mekanis rongga dada maka proses respirasi dapat digambarkan seperti gambar 6.7.a dan b.

Gambar 6.7 a. Sistem mekanis paru-paru b. rangkaian ekivalen dan rongga dada

Dimana : AW O

P adalah tekanan pada katup saluran udara

PAadalah tekanan dalam alveolar

PPL adalah tekanan pada interpleural

PBSadalah tekanan pada permukaan tubuh

PMUS adalah beda tekanan pada otot respirasi

QAWO adalah volume aliran gas pada saluran respirasi

VL adalah volume gas dalam paru-paru

RAW adalah resistansi saluran respirasi

CstL adalah kapasitansi statis paru-paru

CstW adalah kapasitansi statis pada dinding rongga dada

CstW

pMUS

CstL

pPL

RAW

L

pA

qAWO

pAWO

pBS

pAWO

pP

pA LqAWO

pMUS

RA

CstL

+

pB


(10)

Adanya kontraksi otot respirasi akan mengakibatkan adanya perubahan tekanan otot respirasi. mempengaruhi besarnya tekanan gas. Tekanan gas yang melewati paru-paru adalah sebesar

PL AW O

L P P

P   6.2

Persamaan yang dapat mewakili respirasi normal dalam atmosfir ada dalam persamaan 6.3.

CstW v p p p CstL v p p q R p p L BS PL MUS L PL A AW O AW O A AW O         . 6.3

Penggunaan huruf kecil digunakan untuk menunjukkan perubahan pada besaran yang dimaksud.

6.6 Volume Respirasi

Volume gas yang digunakan selama respirasi dibedakan dalam beberapa kelompok (gambar 6.8), sebagai berikut :

- Tidal volume (VT) yaitu volume udara pada respirasi normal, kondisi istirahat. Pada laki-laki normal 70 kg volumenya sekitar 500ml.

- Inspiratory reserve volume (IRV) adalah volume udara yang dihirup diatas tidal volume pada kondisi latihan, nilainya berkisar 2000 – 3000ml pada laki-laki normal standard.

- Expiratory reserve volume (ERV) adalah volume udara yang dihembus pada respirasi normal tidak relaks, nilainya berkisar 1100 ml.

- Residual volume (RV) adalah volume gas sisa dalam paru – paru sesudah menghembus nafas maksimal. Pada laki-laki normal sekitar 1200ml, sedang pada kondisi kolaps minimal volume adalah sekitar 500 – 600 ml.


(11)

Macam–macam volume paru–paru diatas menunjukkan kapasitas paru-paru. Secara garis besar kapasitas paru-paru dibedakan menjadi :

- Vital capacity (VC) yaitu volume udara pada respirasi maksimal (menghirup udara maksimal dan melepaskan udara maksimal). Jadi VC merupakan total volume dari tidal volume, inspiratory reserve dan ekspiratory reserve volume.

- Functional residual capacity (FRC) yaitu jumlah dari expiratory reserve dan tidal volume.

- Inspiratory capacity (IC) yaitu jumlah dari inspiratory reserve dan tidal volume - Total lung capacity (TLC) yaitu jumlah dari semua volume respirasi (IRV, ERV, VT

dan RV)

Gambar 6.8 Volume gas dalam sistem respirasi

Pada laki-laki dewasa sehat, (berat badan 70kg) dengan respirasi santai, besaran – besaran volume diatas akan memiliki nilai sekitar : VT 500ml, IRV 3600ml, ERV 1200ml, RV 1200ml, TLC 6000ml, VC 4800ml, IC 3600ml, FRC 2400ml.

Normal TLC

TLC

Normal FRC

Slope of linear approximation to curve (static compliance)

V

L

Stiffer lung TLC FRC

FRC

Less stiff

Normal

RV

Normal RV Normal

VC

VC

VT

RV

VC


(12)

Gambar 6.9 Volume paru – paru pada perubahan tekanan

Terlihat pada gambar 6.9, kondisi paru-paru normal (sehat) akan memiliki kapasitas maksimal paling besar. Pada respirasi yang cepat/kencang maupun respirasi lambat, kapasitas vital dan kapasitas total lebih sedikit dari respirasi normalnya.

6.6. Parameter Respirasi

Parameter respirasi adalah pengukuran yang mengindikasikan kondisi dan fungsi paru-paru, meliputi: volume dan kapasitas paru–paru, resistansi saluran respirasi,

compliance (kemampuan paru-paru untuk mengembang pada inspirasi) dan elastisitas (kemampuan paru–paru kembali ke ukuran semula pada ekspirasi) serta tekanan

intrathoracic. Pengukuran fungsi paru-paru yang penting dilakukan untuk mendapatkan parameter respirasi adalah :

- Maximum Voluntary Ventilation yaitu pengukuran volume respirasi dalam-dalam secara cepat dengan menggunakan spirometer.

- Forced expiratory volume timed adalah pengukuran pengukuran volume respirasi (tarik dan hembus nafas) dengan cepat menggunakan spirometer.

- Maximum expiratory flow rate adalah pengukuran kekuatan respirasi (tarik dan hembus nafas) dengan menggunakan pneumotachometer.

- Intraalveolar pressure adalah tekanan alveolar.

- Blood gas measurement adalah pengukuran tekanan oksigen dan tekanan karbon dioksida secara terpisah.

- Acid base balance adalah pengukuran jumlah karbon dioksida dalam darah dengan menggunakan pHmeter.

Dari pengukuran parameter respirasi tersebut dapat diketahui kondisi respirasi dalam keadaan seimbang atau tidak. Kondisi respirasi tidak seimbang meliputi :

- Hyperventilation yaitu adanya ventilasi alveolar sebagai akibat pergantian karbon dioksida. Tekanan parsial karbon dioksida jatuh dibawah 40 mmHg. Hal ini terjadi karena reaksi syaraf sadar dan tidak sadar secara cepat. Kecepatan dan kedalaman


(13)

bernapas meningkat sehingga karbondioksida lebih cepat dibuang daripada diproduksi. Ion hidrogen dipindahkan dari cairan tubuh sehingga pH menjadi tinggi. - Hypoventillation yaitu ventilasi pada alveolar tidak cukup untuk pergantian karbon

dioksida, sehingga tekanan parsial karbon dioksida naik lebih dari 40 mmHg. Paru – paru gagal membuang karbondioksida secepat saat karobondioksida terbentuk. Kenaikan formasi dari hasil asam karbon dalam jaringan ion hidrogen, mengakibatkan turunnya pH dalam cairan tubuh.

Keadaan tidak seimbang ini akan menyebabkan keadaan tidak normal pada sistem respirasi, diantaranya adalah :

- Hypoxia yaitu jumlah oksigen yang rendah dalam darah sehingga tekanan parsial oksigen dalam darah rendah mendekati titik kematian. Hal ini dapat disebabkan karena kerusakan syaraf respirasi, kerusakan alveolar, kerusakan jaringan respirasi atau transportasi oksigen yang kurang.

- Apnea yaitu berhentinya respirasi, biasanya terjadi secara temporer. Terjadi karena adanya kerusakan otak sehingga terjadi penurunan stimulus pada pusat respirasi. - Hyperpnea yaitu peningkatan volume tidal dengan atau tanpa peningkatan kecepatan

respirasi yang akan mengurangi tekanan parsial oksigen dalam alveolar dan darah. - Dyspnea adalah gangguan respirasi karena rendahnya pH darah, pneumonia,

kegagalan jantung dll.

- Polypnea (tachypnea) adalah peningkatan kecepatan respirasi tanpa adanya peningkatan tarik-hembus udara, tapi karena adanya penyakit hypoxia.

- Hypercapnia adalah pengurangan tekanan parsial CO2 dalam darah karena kerusakan


(1)

Gambar 6.5 Pemodelan transportasi gas

Jika X adalah massa kimia tertentu, maka persamaan kesetimbangan massa zat X tersebut ditunjukkan dalam persamaan 6.1

 

X U Q

X dt

X N d

b AW O AW O

L  

.

 6.1

dimana:

dt X N

d L

= kecepatan akumulasi massa X dalam paru-paru

X

AW O

 = jumlah mol X tiap unit unit volume diukur pada katup saluran respirasi

AW O

Q = volume X tiap satuan waktu, diukur pada pembukaan saluran respirasi

X

Ub = kecepatan diffusi X keluar dari alveolar masuk ke dalam darah

AW O AW OX.Q

 = kecepatan aliran (konveksi) molar X melalui katup saluran respirasi menuju alveolar

b bX.Q

 = kecepatan aliran molar X melalui jaringan pembuluh darah kapiler

VA, VD = volume alveolar, volume saluran respirasi

6.5.2. Pemodelan sistem mekanis

Pemodelan mekanis pada sistem respirasi merupakan kombinasi unsur pneumatic dan mekanik. Secara garis besar ditunjukkan dalam gambar 6.6 dimana PAWO adalah

tekanan pada katup saluran respirasi, PPL adalah tekanan pada permukaan pleural

paru-paru, QAWO adalah volume aliran gas ke dalam paru-paru, VL adalah volume gas dalam

paru-paru, PA adalah tekanan gas dalam alveolar.

V

L

P

A

P

PL

AWO


(2)

Gambar 6.6 Pemodelan mekanis sistem respirasi

Sistem mekanis pada respirasi menggambarkan korelasi antara perbedaan tekanan pada beberapa sub sistem respirasi serta perubahan volume dan aliran gas yang melaluinya. Dan apabila dihubungkan dengan kondisi mekanis rongga dada maka proses respirasi dapat digambarkan seperti gambar 6.7.a dan b.

Gambar 6.7 a. Sistem mekanis paru-paru b. rangkaian ekivalen dan rongga dada

Dimana :

AW O

P adalah tekanan pada katup saluran udara

PAadalah tekanan dalam alveolar PPL adalah tekanan pada interpleural PBSadalah tekanan pada permukaan tubuh

PMUS adalah beda tekanan pada otot respirasi QAWO adalah volume aliran gas pada saluran respirasi VL adalah volume gas dalam paru-paru

RAW adalah resistansi saluran respirasi CstLadalah kapasitansi statis paru-paru

CstW adalah kapasitansi statis pada dinding rongga dada

CstW

pMUS

CstL

pPL

RAW

L

pA

qAWO

pAWO

pBS

pAWO

pP pA

LqAWO

pMUS

RA

CstL

+

pB


(3)

Adanya kontraksi otot respirasi akan mengakibatkan adanya perubahan tekanan otot respirasi. mempengaruhi besarnya tekanan gas. Tekanan gas yang melewati paru-paru adalah sebesar

PL AW O

L P P

P   6.2

Persamaan yang dapat mewakili respirasi normal dalam atmosfir ada dalam persamaan 6.3.

CstW v p

p p

CstL v p

p

q R p p

L BS

PL MUS

L PL A

AW O AW O A

AW O

 

 

 

 .

6.3

Penggunaan huruf kecil digunakan untuk menunjukkan perubahan pada besaran yang dimaksud.

6.6 Volume Respirasi

Volume gas yang digunakan selama respirasi dibedakan dalam beberapa kelompok (gambar 6.8), sebagai berikut :

- Tidal volume (VT) yaitu volume udara pada respirasi normal, kondisi istirahat. Pada laki-laki normal 70 kg volumenya sekitar 500ml.

- Inspiratory reserve volume (IRV) adalah volume udara yang dihirup diatas tidal volume pada kondisi latihan, nilainya berkisar 2000 – 3000ml pada laki-laki normal standard.

- Expiratory reserve volume (ERV) adalah volume udara yang dihembus pada respirasi normal tidak relaks, nilainya berkisar 1100 ml.

- Residual volume (RV) adalah volume gas sisa dalam paru – paru sesudah menghembus nafas maksimal. Pada laki-laki normal sekitar 1200ml, sedang pada kondisi kolaps minimal volume adalah sekitar 500 – 600 ml.


(4)

Secara garis besar kapasitas paru-paru dibedakan menjadi :

- Vital capacity (VC) yaitu volume udara pada respirasi maksimal (menghirup udara maksimal dan melepaskan udara maksimal). Jadi VC merupakan total volume dari tidal volume, inspiratory reserve dan ekspiratory reserve volume.

- Functional residual capacity (FRC) yaitu jumlah dari expiratory reserve dan tidal volume.

- Inspiratory capacity (IC) yaitu jumlah dari inspiratory reserve dan tidal volume - Total lung capacity (TLC) yaitu jumlah dari semua volume respirasi (IRV, ERV, VT

dan RV)

Gambar 6.8 Volume gas dalam sistem respirasi

Pada laki-laki dewasa sehat, (berat badan 70kg) dengan respirasi santai, besaran – besaran volume diatas akan memiliki nilai sekitar : VT 500ml, IRV 3600ml, ERV 1200ml, RV 1200ml, TLC 6000ml, VC 4800ml, IC 3600ml, FRC 2400ml.

Normal TLC

TLC

Normal FRC

Slope of linear approximation to curve (static compliance)

V

L

Stiffer lung TLC FRC

FRC

Less stiff

Normal

RV

Normal RV Normal

VC

VC

VT

RV

VC


(5)

Gambar 6.9 Volume paru – paru pada perubahan tekanan

Terlihat pada gambar 6.9, kondisi paru-paru normal (sehat) akan memiliki kapasitas maksimal paling besar. Pada respirasi yang cepat/kencang maupun respirasi lambat, kapasitas vital dan kapasitas total lebih sedikit dari respirasi normalnya.

6.6. Parameter Respirasi

Parameter respirasi adalah pengukuran yang mengindikasikan kondisi dan fungsi paru-paru, meliputi: volume dan kapasitas paru–paru, resistansi saluran respirasi,

compliance (kemampuan paru-paru untuk mengembang pada inspirasi) dan elastisitas (kemampuan paru–paru kembali ke ukuran semula pada ekspirasi) serta tekanan

intrathoracic. Pengukuran fungsi paru-paru yang penting dilakukan untuk mendapatkan parameter respirasi adalah :

- Maximum Voluntary Ventilation yaitu pengukuran volume respirasi dalam-dalam secara cepat dengan menggunakan spirometer.

- Forced expiratory volume timed adalah pengukuran pengukuran volume respirasi (tarik dan hembus nafas) dengan cepat menggunakan spirometer.

- Maximum expiratory flow rate adalah pengukuran kekuatan respirasi (tarik dan hembus nafas) dengan menggunakan pneumotachometer.

- Intraalveolar pressure adalah tekanan alveolar.

- Blood gas measurement adalah pengukuran tekanan oksigen dan tekanan karbon dioksida secara terpisah.

- Acid base balance adalah pengukuran jumlah karbon dioksida dalam darah dengan menggunakan pHmeter.

Dari pengukuran parameter respirasi tersebut dapat diketahui kondisi respirasi dalam keadaan seimbang atau tidak. Kondisi respirasi tidak seimbang meliputi :

- Hyperventilation yaitu adanya ventilasi alveolar sebagai akibat pergantian karbon dioksida. Tekanan parsial karbon dioksida jatuh dibawah 40 mmHg. Hal ini terjadi karena reaksi syaraf sadar dan tidak sadar secara cepat. Kecepatan dan kedalaman


(6)

diproduksi. Ion hidrogen dipindahkan dari cairan tubuh sehingga pH menjadi tinggi. - Hypoventillation yaitu ventilasi pada alveolar tidak cukup untuk pergantian karbon

dioksida, sehingga tekanan parsial karbon dioksida naik lebih dari 40 mmHg. Paru – paru gagal membuang karbondioksida secepat saat karobondioksida terbentuk. Kenaikan formasi dari hasil asam karbon dalam jaringan ion hidrogen, mengakibatkan turunnya pH dalam cairan tubuh.

Keadaan tidak seimbang ini akan menyebabkan keadaan tidak normal pada sistem respirasi, diantaranya adalah :

- Hypoxia yaitu jumlah oksigen yang rendah dalam darah sehingga tekanan parsial oksigen dalam darah rendah mendekati titik kematian. Hal ini dapat disebabkan karena kerusakan syaraf respirasi, kerusakan alveolar, kerusakan jaringan respirasi atau transportasi oksigen yang kurang.

- Apnea yaitu berhentinya respirasi, biasanya terjadi secara temporer. Terjadi karena adanya kerusakan otak sehingga terjadi penurunan stimulus pada pusat respirasi. - Hyperpnea yaitu peningkatan volume tidal dengan atau tanpa peningkatan kecepatan

respirasi yang akan mengurangi tekanan parsial oksigen dalam alveolar dan darah. - Dyspnea adalah gangguan respirasi karena rendahnya pH darah, pneumonia,

kegagalan jantung dll.

- Polypnea (tachypnea) adalah peningkatan kecepatan respirasi tanpa adanya peningkatan tarik-hembus udara, tapi karena adanya penyakit hypoxia.

- Hypercapnia adalah pengurangan tekanan parsial CO2 dalam darah karena kerusakan