BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Anatomi dan fisiologi paru-paru
Fungsi utama paru-paru adalah untuk pertukaran gas antara udara atmosfer dan darah. Dalam menjalankan fungsinya, paru-paru ibarat sebuah pompa mekanik
yang berfungsi ganda, yakni menghisap udara atmosfer ke dalam paru inspirasi dan mengeluarkan udara alveolus dari dalam tubuh ekspirasi. Untuk melakukan
fungsi ventilasi, paru-paru mempunyai beberapa komponen penting, antara lain Guyton, 1983 ; Wenzel dan Larsen, 1996 :
a. Dinding dada yang terdiri dari tulang, otot, saraf perifer.
b. Parenkim paru yang terdiri dari saluran napas, alveoli, dan pembuluh
darah. c.
Dua lapisan pleura, yakni pleura viseralis yang membungkus erat jaringan parenkim paru, dan pleura parietalis yang menempel erat ke dinding toraks
bagian dalam. Di antara kedua lapisan pleura terdapat rongga tipis yang normalnya tidak berisi apapun.
d. Beberapa reseptor yang berada di pembuluh darah arteri utama.
Volume paru-paru dibagi menjadi empat macam, yakni Guyton, 1983 : a.
Volume tidal merupakan volume udara yang diinspirasikan dan diekspirasikan pada setiap pernapasan normal;
b. Volume cadangan merupakan volume tambahan udara yang dapat
diinspirasikan di atas volume tidal normal; c.
Volume cadangan ekspirasi merupakan jumlah udara yang masih dapat dikeluarkan dengan ekspirasi kuat setelah akhir suatu ekspirasi;
d. Volume residual adalah volume udara yang masih tersisa di dalam paru-
paru setelah melakukan ekspirasi kuat. Dalam menguraikan peristiwa-peristiwa pada siklus paru-paru, juga
diperlukan kapasitas paru-paru yaitu Guyton, 1983: 1. Kapasitas inspirasi
2. Kapasitas residual fungsional
Universitas Sumatera Utara
3. Kapasitas vital paksa 4. Kapasitas total paru-paru.
2.2. Latihan fisik
Latihan fisik olah raga adalah pergerakan tubuh yang dilakukan oleh otot dengan terencana dan berulang yang menyebabkan peningkatan pemakaian energi dengan
tujuan untuk memperbaiki kebugaran fisik Committee on sports medicine and fitness, 1994.
Pada umumnya, latihan fisik menggambarkan proses metabolik yang menyediakan energi untuk kontraksi otot seperti aerobik dengan oksigen
ataupun anaerobik tanpa oksigen Homsby, 2005. Derajat beratnya latihan fisik dibuat berdasarkan:
a. keluaran energi energy expenditure menit. Pemakaian energi adalah
besarnya oksigen yang digunakan O
2
uptake per menit; b.
kekuatan Watt; c.
nadi pulse rate. Tabel 2.1. Gradasitingkatan latihan fisik
Jenis latihan fisik
O2 uptake litermenit
Kekuatan Watt
Nadi pulse rate.
Maksimal 2,5
≥ 850 175
Sangat berat 2-2,5
700-850 150-175
Berat 1,5-2
500-700 120-150
Sedang 1-1,5
350-500 100-120
Ringan Sampai 1
170-350 Sampai 100
Sumber: Chaudhuri SK 2004
2.2.1. Treadmill
2.2.1.1 Pengertian
Menurut Wilmore 2008, treadmill merupakan salah satu alat ergometer yang paling sering digunakan. Ergometer adalah alat olahraga yang intensitas kerjanya
dapat dikontrol dan diukur. Treadmill secara umum memiliki nilai kepercayaan tinggi dalam memperlihatkan nilai denyut jantung, kebutuhan oksigen serta
ventilasi.
Universitas Sumatera Utara
Menurut Suyono 2004 dalam Makmur 2008, kerja treadmill ditandai oleh adanya peningkatan pada setiap kemiringan yang dinyatakan sebagai persen
, kecepatan treadmill atau keduanya. Derajat kemiringan menunjukkan jumlah elevasi jarak dengan menggunakan satuan kaki feet untuk setiap 100 kaki jarak
perjalanan.
2.2.1.2 Langkah kerja
Menurut Jones 2007, treadmill test dapat dibagi menjadi beberapa tahap. Tahap pertama digunakan untuk menentukan kebutuhan oksigen dan respon denyut
jantung terhadap rentang kecepatan berlari. Dimana setiap tahapan berdurasi 3 menit dan ditingkatkan 1,0 km per jam untuk setiap tahapan. Subjek minimal
dapat menyelesaikan 5 tahapan pertama dan maksimal 9 tahapan. Menurut Brown 2006, protokol Bruce merupakan salah satu protokol
treadmill yang paling sering digunakan. Menurut protokol ini, kecepatan dan tingkatan diubah setiap 3 menit. Keuntungan dari protokol ini, test yang dilakukan
relatif singkat. Protokol Bruce yang dimodifikasi berfungsi agar individu tersebut dapat melakukan pemanasan sebelum masuk ke tahap pertama.
Menurut Brown 2006, protokol Balke digunakan untuk kecepatan berjalan yang spontan dengan penambahan tingkatan 2,5 setiap 2 menit.
Protokol Balke merupakan alat test diagnostik terbaik untuk individu dengan kapasitas fungsional yang rendah. Selain itu terdapat juga protokol Balke
modifikasi, dimana kecepatan treadmill dimulai dengan kecepatan 2,0 kmjam dan penambahan setiap tingkatan 3,5 untuk setiap tingkatan pada lima tingkat
pertama.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2. Protokol Bruce Tahap
Kecepatan kmjam
Tingkatan Durasi
menit Metabolic
equivalent 1,7
3 1,7
0,5 1,7
5 3
2,9 1
1,7 10
3 4,7
2 2,5
12 3
7,1 3
3,4 14
3 10,2
4 4,2
16 3
13,5 5
5,0 18
3 20,4
6 5,5
20 3
20,4 7
6,0 22
3 23,8
tahap 0 dan 0,5 disebut sebagai protokol bruce modifikasi Sumber : Brown 2006
Tabel 2.3. Protokol Balke Tahap
Kecepatan kmjam
Tingkatan Durasi
menit Metabolic
equivalent 1
3,0 2,5
2 4,3
2 3,0
5,0 2
5,4 3
3,0 7,5
2 6,4
4 3,0
10,0 2
7,4 5
3,0 12,5
2 8,5
6 3,0
15,0 2
9,5 7
3,0 17,5
2 10,5
8 3,0
20,0 2
11,6 9
3,0 22,5
2 12,6
Sumber : Brown 2006 Tabel 2.4. Protokol Balke modifikasi
Tahap Kecepatankmjam Tingkatan
Durasimenit Metabolic
Equivalent 1
2,0 3
2,5 2
2,0 3,5
3 3,5
3 2,0
7,0 3
4,5 4
2,0 10,5
3 5,4
5 2,0
14,0 3
6,4 6
2,0 17,5
3 7,4
7 3,0
12,5 3
8,5 8
3,0 15,0
3 9,5
9 3,0
17,5 3
10,5 10
3,0 20,0
3 11,6
11 3,0
22,5 3
12,6 Sumber : Brown 2006
Universitas Sumatera Utara
2.3. Pengaruh latihan fisik terhadap sistem pernapasan respirasi
Selama latihan fisik, jumlah oksigen yang masuk ke aliran darah pada paru meningkat karena jumlah oksigen yang ditambahkan pada tiap unit darah dan
aliran darah paru per menit meningkat Ganong, 2003 ; Shepherd, 1963. Pada permulaan latihan fisik, terdapat kenaikan ventilasi yang tiba-tiba,
selanjutnya diikuti oleh kenaikan yang perlahan. Pada latihan fisik sedang, peningkatan ventilasi terutama disebabkan dalamnya pernapasan, kemudian
diikuti oleh peningkatan kecepatan pernapasan pada latihan fisik berat. Peningkatan yang mendadak pada permulaan latihan fisik diduga disebabkan
karena rangsangan psikis dan impuls aferen propioreseptor dalam otot, tendon dan sendi. Peningkatan ventilasi sebanding dengan peningkatan konsumsi oksigen,
tetapi mekanisme yang bertanggung jawab untuk perangsangan pernapasan ini tetap merupakan masalah yang masih banyak dipertentangkan. Peningkatan suhu
tubuh mungkin berperan. Mungkin sensitivitas pusat pernapasan terhadap CO
2
meningkat sehingga walaupun PCO
2
rata-rata tidak meningkat, CO
2
inilah yang bertanggung jawab untuk peningkatan ventilasi. Oksigen juga berperan sebagian
walaupun kekurangan oksigen menurunkan PO
2
arteri Shepherd, 1963 ; Hargeaves, 2003 ; Mcllroy, 1963.
Pada saat latihan fisik berat, pendaparan buffer karena peningkatan jumlah asam laktat yang dihasilkan mengeluarkan lebih banyak CO
2
dan lebih lanjut hal ini meningkatkan vemtilasi. Dengan meningkatnya pembentukan asam,
ventilasi meningkat dan pembentukan CO
2
tetap sebanding. Jadi, CO
2
alveolar dan CO
2
arteri relatif hanya sedikit berubah dan PO
2
alveolar juga turun, demikian juga PCO
2
arteri Ganong, 2003.
2.3.1. Respons paru pada saat aktivitas fisik olahraga
Jika seseorang melakukan latihan fisik tentu akan mempengaruhi fungsi paru selama latihan oleh karena peningkatan penggunaan oksigen dalam darah.
Karbondioksida dalam darah yang meningkat tersebut perlu dikeluarkan melalui paru-paru. Penilaian fungsi paru setelah latihan fisik sering memberikan arti klinis
Goubalt et al, 2001 ; Sabapathy et al, 2004. Perubahan yang terjadi dalam paru-
Universitas Sumatera Utara
paru ini dapat diukur. Spirometer digunakan untuk mengukur kapasitas vital dan subdivisinya serta kecepatan aliran ekspirasi atau inspirasi. Ada banyak penilaian
yang biasa dilakukan salah satunya adalah volume ekspirasi paksa dalam satu detik VEP1 dan kapasitas vital paksa KVP Haddad, 2003.
2.4. Uji fungsi paru
Volume ekspirasi paksa pada detik pertama dan KVP adalah pemeriksaan uji fungsi paru yang sederhana dan relatif murah dimana KVP merupakan jumlah
udara yang dapat dikeluarkan pada suatu ekspirasi paksa sesudah suatu inspirasi maksimal, sedangkan VEP1 adalah jumlah udara yang dapat dikeluarkan pada
satu detik pertama suatu ekspirasi paksa sesudah suatu inspirasi maksimal. Pemeriksaan ini bermanfaat untuk konfirmasi diagnosis, menentukan faktor
pencetus serta menilai beratnya kelainan dan respons pengobatan Anderson, 2002; Panditi dan Silverman, 2003; Martin, Landau, dan Phelan, 1980.
Nilai VEP1 80 atau VEP1KVP 80 menunjukkan indikasi obstruksi jalan napas. Perbandingan VEP1 dan KVP 80 mengindikasikan
fungsi jalan napas yang normal. Dikatakan asma episodik jarang jika nilai VEP1KVP 80, episodik sering jika nilai VEP1KVP 60 - 80 dan asma
persisten jika VEP1KVP 60 Rahajoe, 2004. Spirometri merupakan suatu metode sederhana yang dapat mengukur
sebagian besar volume dan kapasitas paru-paru dengan menggunakan alat spirometer American Thoracic Society, 1987. Spirometer elektronik dapat
mengukur berbagai macam parameter fungsi paru, misalnya VEP1, KVP, dan lain sebagainya
Hodgkin, 1984;
Higenbottam, 1986;
American Thoracic
Society,1991. Pada pemeriksaan ini diperlukan latihan fisik smapai submaksimal selama
6-8 menit. Biasanya bronkokonstriksi muncul segera setelah latihan fisik dihentikan, maksimal sesudah 3-5 menit dan kembali ke keadaan sebelumnya
dalam 1-2 jam. Keadaan bronkokonstriksi setelah latihan ini biasanya didahului bronkokonstriksi sebentar selama 1-2 menit pertama latihan Munasir, 1996.
Universitas Sumatera Utara
2.5. Minuman beroksigen 2.5.1.Transpor oksigen
Kategori