Pengaruh Kafein Terhadap Kapasitas Vital Paru Pria Dewasa Normal.
Universitas Kristen Maranatha
ABSTRAK
PENGARUH KAFEIN TERHADAP KAPASITAS VITAL PARU
PRIA DEWASA NORMAL
Aldi Ishwara, 2009. Pembimbing Utama : Jo Suherman, dr.MS.,AIF Kafein umumnya dikonsumsi karena manfaatnya sebagai stimulan terhadap daya pikir dan konsentrasi. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk mengetahui pengaruh kafein terhadap fungsi paru. Tujuan penelitian kali ini adalah untuk mengetahui pengaruh kafein terhadap kapasitas vital paru (VC). Penelitian ini bersifat eksperimental prospektif uji klinis memakai Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan desain pre-test dan post-test. 35 pria dewasa normal diukur kapasitas vital parunya dengan spirometer Minato Model AS 700 sebelum dan sesudah mengkonsumsi kafein 150 mg. Analisis data menggunakan uji t berpasangan dengan α = 0.05. Hasil penelitian didapatkan VC observasi 4.44 L sebelum mengkonsumsi kafein, 4.47 L pada 30 menit sesudah mengkonsumsi kafein dan 4.51 L pada 60 menit sesudah mengkonsumsi kafein. Kesimpulannya adalah kafein dosis 150 mg tidak meningkatkan kapasitas vital paru secara signifikan (p > 0.05).
(2)
Universitas Kristen Maranatha
ABSTRACT
THE EFFECT of CAFFEINE To VITAL CAPACITY On
NORMAL ADULT MALE
Aldi Ishwara, 2009. Main Supervisor : Jo Suherman, dr.MS.,AIF Caffeine is generally used for its stimulant effect for concentration and thought flow. Early studies reported that caffeine affect lung function. The purpose of this research is to know the effect of caffeine to vital capacity (VC). The prospective experimental research uses completed randomised design with pre-test and
post-test design. 35 healthy men’s vital capacity were measured using spirometer
Minato Model AS 700 before and after taking 150 mg of caffeine orally. Data analysis using paired samplet “t” test with α = 0.05. VC Observation 4.44 L before taking caffeine, 4.47 L 30 minutes after, and 4.51 L 60 minutes after. The conclusion is that 150 mg of caffeine is not increase vital capacity significantly (p > 0.05).
(3)
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING………ii
HALAMAN PERNYATAAN MAHASISWA………...iii
ABSTRAK...iv
ABSTRACT...v
PRAKATA...vi
DAFTAR ISI...viii
DAFTAR TABEL...xi
DAFTAR GAMBAR...xii
DAFTAR LAMPIRAN...xiii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang...1
1.2 Identifikasi Masalah...2
1.3 Maksud dan Tujuan...2
1.4 Manfaat Penelitian...2
1.4.1 Manfaat Akademis...2
1.4.2 Manfaat Praktis...2
1.5 Kerangka Pemikiran dan Hipotesis Penelitian...3
1.5.1 Kerangka Pemikiran...3
1.5.2 Hipotesis Penelitian...5
1.6 Metode Penelitian...5
1.7 Lokasi dan Waktu Penelitian...5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sistem Respirasi...6
2.1.1 Saluran Nafas Atas dan Saluran Nafas Bawah……….7
(4)
Universitas Kristen Maranatha
2.1.3 Dinding Toraks...10
2.2 Mekanisme Pernafasan...11
2.2.1 Mekanisme Ventilasi Paru...11
2.2.1.1 Otot-Otot Toraks...13
2.2.1.1.1 Diafragma...14
2.2.1.1.2 Muskulus Interkostalis Eksternus...14
2.2.1.1.3 Otot – otot Ekspirasi...14
2.2.2 Faktor – Faktor Lain Yang Mempengaruhi Ventilasi Paru...15
2.3 Volume dan Kapasitas Paru……….16
2.4 Kapasitas Vital……….18
2.5 Spirometer...18
2.6 Kafein...20
2.6.1 Farmakodinamik Kafein...21
2.6.2 Mekanisme Kerja Kafein Pada Tahap Seluler...23
2.6.3 Farmakokinetik Kafein...24
2.6.4 Indikasi Penggunaan Kafein...24
2.6.5 Efek Samping...25
2.6.7 Intoksikasi...25
2.6.8 Sediaan Kafein...26
2.6.9. Pengaruh Kafein Terhadap Kapasitas Vital Paru...27
BAB III BAHAN / SUBJEK DAN METODE PENELITIAN 3.1 Bahan / Subjek Penelitian...28
3.1.1 Bahan Penelitian...28
3.1.2 Subjek Penelitian...28
3.1.3 Tempat dan Waktu Penelitian...29
3.2 Metode Penelitian...29
3.2.1 Desain Penelitian...29
3.2.2 Variabel Penelitian...29
3.2.2.1 Definisi Konsepsional Variabel...29
(5)
Universitas Kristen Maranatha
3.2.3 Besar Sampel Penelitian...30
3.2.4 Prosedur Kerja...31
3.2.5 Cara Pemeriksaan...31
3.2.6 Metode Analisis...32
3.2.7 Aspek Etik Penelitian...33
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian...34
4.2 Pembahasan...36
4.3 Uji Hipotesis Penelitian...37
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan...38
5.2 Saran...38
DAFTAR PUSTAKA...39
LAMPIRAN...41
(6)
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR TABEL
Tabel 2.6.8. Sediaan Kafein……….26
Tabel 4.1 Nilai Kapasitas Vital Paru Sebelum dan Sesudah
(7)
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sistem Respirasi Manusia………6
Gambar 2.1.1 Saluran Nafas Atas dan Saluran Nafas Bawah………8
Gambar 2.1.2 Paru Kiri dan Paru Kanan………..10
Gambar 2.1.3 Dinding Toraks………..11
Gambar 2.2 Otot – Otot Pernafasan dan Mekanisme Kontraksinya...15
Gambar 2.3 Spirogram...17
(8)
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR LAMPIRAN
Data Hasil Percobaan………...41
Lembar Hasil Penghitungan Statistik………...44
Lembar Persetujuan Penelitian...45
(9)
Universitas Kristen Maranatha
41
LAMPIRAN
DATA HASIL PERCOBAAN
Kapasitas Vital Paru Sebelum Mengkonsumsi Kafein
No.
Usia (tahun)
Tinggi
Badan (cm) VC Pred VC % (1) VC % (2) VC % (3)
1 20 171 4.35 88 84 85
2 20 163 4.15 84 84 83
3 21 168 4.27 103 103 106
4 21 170 4.3 89 87 86
5 19 165 4.22 86 88 80
6 20 166 4.23 84 83 83
7 20 170 4.33 84 81 81
8 20 167 4.26 89 92 95
9 20 173 4.41 112 111 109
10 20 183 4.66 81 82 83
11 20 176 4.48 90 90 88
12 21 168 4.25 87 88 86
13 22 165 4.15 82 79 77
14 21 164 4.15 102 106 104
15 20 178 4.53 85 85 83
16 20 183 4.66 86 86 85
17 21 173 4.38 83 83 82
18 20 168 4.27 92 92 86
19 20 167 4.25 87 85 84
20 22 177 4.47 86 85 80
21 20 172 4.38 86 90 86
22 20 178 4.53 95 100 99
23 21 174 4.4 104 103 104
24 20 170 4.33 85 86 84
25 22 182 4.59 85 85 84
26 22 157 3.95 93 95 94
27 21 162 4.1 84 84 83
28 21 168 4.25 94 94 93
29 22 174 4.3 81 86 78
30 21 175 4.44 81 81 80
31 21 172 4.35 86 87 84
32 20 176 4.51 82 85 82
33 20 174 4.23 80 80 79
34 21 178 4.54 78 83 82
(10)
Universitas Kristen Maranatha
42
Kapasitas Vital Paru 30 Menit Setelah Mengkonsumsi Kafein
No.
Usia (tahun)
Tinggi
Badan (cm) VC Pred VC % 1 VC % 2 VC % 3
1 20 171 4.35 83 82 83
2 20 163 4.15 84 84 83
3 21 168 4.27 99 97 91
4 21 170 4.3 96 96 91
5 19 165 4.22 83 88 84
6 20 166 4.23 86 83 83
7 20 170 4.33 82 82 80
8 20 167 4.26 95 91 90
9 20 173 4.41 108 111 116
10 20 183 4.66 83 86 83
11 20 176 4.48 95 95 94
12 21 168 4.25 88 80 86
13 22 165 4.15 97 104 105
14 21 164 4.15 106 107 108
15 20 178 4.53 81 86 83
16 20 183 4.66 77 82 82
17 21 173 4.38 83 84 82
18 20 168 4.27 82 77 83
19 20 167 4.25 89 88 87
20 22 177 4.47 78 89 84
21 20 172 4.38 92 97 88
22 20 178 4.53 98 100 104
23 21 174 4.4 87 97 98
24 20 170 4.33 78 75 83
25 22 182 4.59 82 82 84
26 22 157 3.95 91 90 91
27 21 162 4.1 84 84 83
28 21 168 4.25 94 93 92
29 22 174 4.3 90 93 95
30 21 175 4.44 83 83 86
31 21 172 4.35 88 88 84
32 20 176 4.51 84 88 86
33 20 174 4.23 82 80 80
34 21 178 4.54 83 82 82
(11)
Universitas Kristen Maranatha
43
Kapasitas Vital Paru 60 Menit Setelah Mengkonsumsi Kafein
No.
Usia (tahun)
Tinggi
Badan (cm) VC Pred VC % 1 VC % 2 VC % 3
1 20 171 4.35 85 84 81
2 20 163 4.15 77 80 80
3 21 168 4.27 104 107 99
4 21 170 4.3 103 107 95
5 19 165 4.22 77 80 81
6 20 166 4.23 85 86 88
7 20 170 4.33 78 80 82
8 20 167 4.26 92 97 95
9 20 173 4.41 102 105 112
10 20 183 4.66 89 93 96
11 20 176 4.48 95 97 96
12 21 168 4.25 79 80 81
13 22 165 4.15 104 103 101
14 21 164 4.15 101 100 99
15 20 178 4.53 80 81 80
16 20 183 4.66 83 82 83
17 21 173 4.38 88 85 89
18 20 168 4.27 80 89 83
19 20 167 4.25 86 84 84
20 22 177 4.47 93 87 87
21 20 172 4.38 90 84 86
22 20 178 4.53 101 100 96
23 21 174 4.4 93 96 99
24 20 170 4.33 79 82 81
25 22 182 4.59 86 83 89
26 22 157 3.95 93 94 93
27 21 162 4.1 86 84 84
28 21 168 4.25 94 91 90
29 22 174 4.3 92 93 95
30 21 175 4.44 84 86 86
31 21 172 4.35 88 88 84
32 20 176 4.51 84 88 88
33 20 174 4.23 83 82 82
34 21 178 4.54 84 83 84
(12)
Universitas Kristen Maranatha
44
LAMPIRAN
LEMBAR HASIL PENGHITUNGAN STATISTIK
Paired Samples Test
Paired Samples Statistics
Mean N Std. Deviation
Std. Error Mean Pair 1 VC Observasi
Sebelum Perlakuan
3.8081 35 .35019 .05919
VC Observasi 30 Menit Setelah Perlakuan
3.8353 35 .34640 .05855
Pair 2 VC Observasi Sebelum Perlakuan
3.8081 35 .35019 .05919
VC Observasi 60 Menit Setelah Perlakuan
3.8624 35 .35533 .06006
Paired Differences
t df
Sig. (2-tailed) Mean Std. Deviation Std. Error Mean 95% Confidence Interval of the
Difference Lower Upper Pair 1 VC Observasi
Sebelum Perlakuan - VC Observasi 30 Menit Setelah Perlakuan
-.0273 .24516 .04144 -.1115 .0569 -.658 34 .515
Pair 2 VC Observasi Sebelum Perlakuan - VC Observasi 60 Menit Setelah Perlakuan
(13)
Universitas Kristen Maranatha
45
LAMPIRAN
(14)
Universitas Kristen Maranatha
46
LAMPIRAN
SURAT PERNYATAAN PERSETUJUAN UNTUK IKUT SERTA DALAM PENELITIAN
(INFORMED CONSENT)
Yang bertanda tangan dibawah ini: N a m a :
U s i a : Alamat : Pekerjaan : No. KTP/lainnya:
Dengan sesungguhnya menyatakan bahwa:
setelah mendapat keterangan sepenuhnya menyadari, mengerti, dan memahami tentang tujuan, manfaat dan risiko yang mungkin timbul dalam penelitian, serta sewaktu-waktu dapat mengundurkan diri dari keikut sertaannya, maka saya setuju ikut serta dalam penelitian yang berjudul: Pengaruh Kafein Terhadap Kapasitas Vital Paru Pria Dewasa Normal.
Demikian surat pernyataan ini kami buat dengan sesungguhnya dan tanpa paksaan.
Bandung,
Mengetahui, Yang menyatakan
Penanggung jawab penelitian, Peserta penelitian,
( ) ( )
Saksi-saksi:
1. ……… ( )
(15)
1 Universitas Kristen Maranatha
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kafein merupakan senyawa alkaloid derivat xantin yang mengandung gugus metil. Sejak dulu kafein ini diperoleh dari ekstrak tumbuh-tumbuhan berupa biji kopi, teh, dan coklat (kakao) (Sunaryo, 2005). Saat ini masyarakat mengkonsumsi kafein dalam bentuk minuman kopi, teh, coklat, dan minuman ringan seperti cola. Kebanyakan orang mengkonsumsi kafein karena efeknya sebagai stimulan terhadap daya pikir dan konsentrasi disamping memberikan kenikmatan jika dikonsumsi dalam bentuk makanan coklat atau minuman teh, kopi, dan cola. Namun, efek stimulasi terhadap daya pikir dan konsentrasi tersebut bukan merupakan satu-satunya efek yang dapat diberikan oleh kafein kepada tubuh kita.
Beberapa penelitian mengemukakan bahwa kafein memiliki pengaruh terhadap sistem respirasi manusia. Kafein akan mempengaruhi fungsi ventilasi paru khususnya pada kapasitas vital paru dengan efek relaksasi terhadap otot polos bronkus dan stimulasi terhadap otot pernafasan untuk meningkatkan kapasitas kerjanya. Peneliti melakukan eksperimen pemberian kafein terhadap penderita asma bronkial dan terjadi peningkatan dari fungsi paru penderita asma bronkial tersebut (Bara E, Barley E, 2003). Kelelahan dan perbaikan kontraktilitas diafragma pada orang normal maupun penderita COPD dapat terjadi jika kafein diberikan dalam kadar terapi (100 – 150 mg) sehingga fungsi ventilasi dapat diperbaiki (Sunaryo, 2005).
Berdasarkan hasil dari beberapa penelitian tersebut, kafein dapat digunakan sebagai pengobatan tambahan bagi penderita yang mengalami penurunan kapasitas vital paru seperti pada penyakit asma bronkiale dan COPD. Berdasarkan hal tersebut pula penulis ingin mengetahui pengaruh kafein terhadap kapasitas vital paru jika diberikan kepada orang dewasa normal khususnya pria.
(16)
Universitas Kristen Maranatha
2
1.2 Identifikasi Masalah
Apakah kafein meningkatkan kapasitas vital paru pria dewasa normal
1.3 Maksud dan Tujuan
Maksud dari penelitian ini adalah memberikan informasi bahwa kafein berpengaruh terhadap kapasitas vital paru sehingga dapat digunakan sebagai terapi tambahan bagi penderita yang mengalami penurunan kapasitas vital paru.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh kafein terhadap kapasitas vital paru pria dewasa normal .
1.4 Manfaat Penelitian
1.4.1 Manfaat Akademis
Penelitian ini menambah pengetahuan mengenai pengaruh kafein terhadap kapasitas vital paru.
1.4.2 Manfaat Praktis
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi kepada masyarakat umum mengenai pengaruh kafein terhadap kapasitas vital paru agar tidak dikonsumsi sebelum menjalani pemeriksaan fungsi paru disamping penggunaanya yang tepat sebagai terapi tambahan terhadap penyakit paru dengan penurunan kapasitas vital paru.
Penelitian ini juga dapat memberikan informasi kepada masyarakat umum mengenai kesehatan sistem pernafasannya yang dapat diketahui melalui pemeriksaan menggunakan spirometer.
(17)
Universitas Kristen Maranatha
3
1.5 Kerangka Pemikiran dan Hipotesis Penelitian
1.5.1 Kerangka Pemikiran
Tujuan dari proses respirasi adalah menyediakan oksigen bagi jaringan tubuh dan mengeluarkan karbondioksida sebagai hasil metabolisme. Untuk mencapai tujuan tersebut, mekanisme ventilasi paru menjadi salah satu faktor penting (Guyton, 2006). Mekanisme ventilasi paru akan mempengaruhi ekspansi paru sehingga paru dapat mengembang sempurna. Ekspansi paru tersebut mengakibatkan sejumlah udara yang mengandung oksigen masuk ke dalam paru (sesuai dengan kapasitasnya) dan memenuhi kebutuhan jaringan tubuh manusia. Kondisi ventilasi paru dapat dinilai dengan spirometer yang mengukur kapasitas vital paru.
Kapasitas vital paru merupakan jumlah maksimal udara yang dapat diinspirasi dan diekspirasi secara maksimal. Kapasitas vital paru ini didapat dengan menjumlahkan volume tidal, volume cadangan inspirasi dan volume cadangan ekspirasi (Guyton, 2006). Terdapat beberapa hal atau kondisi yang mempengaruhi kapasitas vital paru seseorang yaitu : (1) Compliance of the lungs. Hal ini berkenaan dengan usaha yang diperlukan untuk mengembangkan / ekspansi paru dan dinding dada. Semakin tinggi compliance paru maka paru semakin mudah untuk mengembang. Elastisitas paru dan tegangan permukaan (surface tension) merupakan 2 hal utama yang mempengaruhi compliance paru. Dengan adanya serat elastis pada jaringan paru dan surfaktan pada cairan alveolus yang menurunkan tegangan permukaan, maka paru akan mudah untuk mengembang. (2) Struktur toraks. Terdiri dari komponen tulang yang membatasi rongga dada (12 vertebra thoracica, sternum, dan 12 pasang costae) dan otot (diafragma, m.intercostalis, m.rectus abdominis, m.sternoclediomastoideus, dan m.scaleni). Dengan adanya kontraksi otot diafragma dan m.intercostalis eksternus yang mengangkat costa pada saat inspirasi, maka rongga dada akan membesar dan memungkinkan paru mengembang maksimal sehingga mengoptimalkan
(18)
Universitas Kristen Maranatha
4
pengisian udara ke paru. Hal yang sebaliknya terjadi ketika terjadi kontraksi dari m.rectus abdominis dan m.intercostalis internus pada saat ekspirasi. (3) kondisi neuromuscular. Fungsi persarafan motorik (n.phrenicus dan n.intercostalis) serta kondisi otot pernafasan yang utuh memungkinkan otot pernafasan tersebut berkontraksi dan berelaksasi secara normal sehingga mekanisme ventilasi paru dapat berfungsi dengan baik. Hal lain yang mempengaruhi kapasitas vital paru antara lain jenis kelamin, kebiasaan berolahraga, proporsi tubuh, dan posisi tubuh (Tortora, 2006; Brashers, 2006). Beberapa penelitian dilakukan untuk menguji pengaruh senyawa golongan metilxantin khususnya kafein terhadap sistem respirasi khususnya kapasitas vital paru. Dari penelitian tersebut didapatkan hasil bahwa senyawa golongan metilxantin berpengaruh terhadap otot saluran pernafasan sehingga sistem respirasi secara keseluruhan menjadi lebih optimal. Mekanisme kerja metilxantin belum diketahui secara jelas. Namun beberapa penelitian mengemukakan bahwa metilxantin (kafein) memiliki 3 macam dasar kerja pada taraf seluler yaitu : (1) berhubungan dengan translokasi ion kalsium (Ca2+) intrasel, (2) meningkatkan akumulasi senyawa nukleotida siklik terutama cAMP dan cGMP, dan (3) blokade terhadap reseptor adenosin.(Sunaryo, 2005). Mekanisme translokasi ion Ca2+ intrasel berhubungan dengan kuat kontraksi otot skelet. Pada sistem respirasi, diafragma dan musculus intercostalis merupakan salah satu otot skelet penting yang berperan dalam mekanisme ventilasi paru. Kuat kontraksi diafragma dan musculus intercostalis akan mempengaruhi kapasitas vital paru tiap orang. Mekanisme translokasi ion Ca2+ intrasel tersebut memicu pelepasan ion Ca2+ dari retikulum sarkoplasma otot skelet yang diperlukan dalam proses kontraksi otot skelet. Jumlah ion Ca2+ dalam proses potensial aksi akan bertambah dari biasanya dan dapat mengaktivasi miofilamen secara langsung lebih dini sehingga seolah meningkatkan kuat kontraksi otot dan mengurangi persepsi kelelahan otot skelet (masking effect) (Goodman, 1996). Peningkatan kuat kontraksi diafragma dan musculus intercostalis akan mengoptimalkan mekanisme ventilasi paru sehingga terjadi peningkatan kapasitas vital paru.
(19)
Universitas Kristen Maranatha
5
1.5.2 Hipotesis Penelitian
Kafein meningkatkan kapasitas vital paru pria dewasa normal.
1.6 Metode Penelitian
Penelitian ini bersifat prospektif eksperimental sungguhan, bersifat komparatif dan memakai Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan desain pre-test dan post-pre-test.
Data yang diukur adalah kapasitas vital paru yang tercatat pada spirometer Minato Model AS 700 sebelum dan sesudah pemberian kafein 150 mg.
Analisis data menggunakan uji t berpasangan dengan α = 0.05.
1.7 Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Faal Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Maranatha Bandung, pada bulan Desember tahun 2008 sampai dengan bulan Desember tahun 2009.
(20)
38 Universitas Kristen Maranatha
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Kafein 150 mg tidak meningkatkan kapasitas vital paru pria dewasa normal secara signifikan.
5.2 Saran
Konsumsi kafein sebaiknya dihindarkan sebelum menjalani pemeriksaan kapasitas vital paru.
Penelitian ini merupakan penelitian pendahuluan dan masih dapat dilakukan penelitian lanjutan seperti :
- Penelitian dilakukan dengan variasi dosis kafein yang diukur berdasarkan berat badan subjek penelitian sehingga akhirnya diperoleh dosis yang paling baik dalam meningkatkan kapasitas vital paru terutama bagi subjek penelitian yang fungsi parunya tidak normal
(21)
39 Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR PUSTAKA
Bara A.,Barley E. 2003. Caffeine for Asthma (Review). http://www.thecochranelibrary.com., December 4th, 2008.
Brasher L., 2006. The Pulmonary System. In : Pathophysiology The Biologic Basis for Disease in Adults and Children 5th Edition. Missouri : Elsevier p.1181-1193
Chawla.J. 2008. Neurologic Effects of Caffeine.
http://www.emedicine.medscape.com/article/1182710-overview. 10 Oktober 2008.
Dekhuijzen P.N.R et al. 1999. Athletes and doping : effects of drugs on the respiratory system. 1999 ;54:1041-1046.
Drake L. 2005. Thoracic Wall. In : Gray’s Anatomy for Students. Philadelphia : Elsevier Inc. p. 118-135.
Ganong W.F. 2003. Fungsi Paru. Dalam : Buku ajar fisiologi kedokteran. Edisi 20. Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC. h. 623-631.
Guyton A. and Hall E.J. 2006. Pulmonary Ventilation. In : Textbook of Medical Physiology 11th Edition. Philadelphia : Elsevier Inc. p. 471-476.
Rall W.T. 1980. Central Nervous System Stimulants. In : Goodman and Gilman’s The pharmacological basis of therapeutics. New York : Macmillan Publishing. p.592-603.
Sherwood L. 2007. Respiratory Mechanics. In : Human Physiology From Cells to Systems 6th Edition. Belmont : Thomson Brooks. p. 455-475.
(22)
Universitas Kristen Maranatha
40
Sunaryo R. 2005. Perangsang susunan saraf pusat. Dalam : Farmakologi dan terapi FKUI. Jakarta : Gaya Baru. h.231-233.
Tortora G, Derrickson B. 2006. Respiration system. In : Principles of anatomy and physiology. 11th Ed. John Wiley & Sons Inc. p.846-866.
Tarnopolsky M, Cupido C. Caffeine potentiates low frequency skeletal muscle force in habitual and nonhabitual caffeine consumers.
(1)
Universitas Kristen Maranatha 3
1.5 Kerangka Pemikiran dan Hipotesis Penelitian
1.5.1 Kerangka Pemikiran
Tujuan dari proses respirasi adalah menyediakan oksigen bagi jaringan tubuh dan mengeluarkan karbondioksida sebagai hasil metabolisme. Untuk mencapai tujuan tersebut, mekanisme ventilasi paru menjadi salah satu faktor penting (Guyton, 2006). Mekanisme ventilasi paru akan mempengaruhi ekspansi paru sehingga paru dapat mengembang sempurna. Ekspansi paru tersebut mengakibatkan sejumlah udara yang mengandung oksigen masuk ke dalam paru (sesuai dengan kapasitasnya) dan memenuhi kebutuhan jaringan tubuh manusia. Kondisi ventilasi paru dapat dinilai dengan spirometer yang mengukur kapasitas vital paru.
Kapasitas vital paru merupakan jumlah maksimal udara yang dapat diinspirasi dan diekspirasi secara maksimal. Kapasitas vital paru ini didapat dengan menjumlahkan volume tidal, volume cadangan inspirasi dan volume cadangan ekspirasi (Guyton, 2006). Terdapat beberapa hal atau kondisi yang mempengaruhi kapasitas vital paru seseorang yaitu : (1) Compliance of the
lungs. Hal ini berkenaan dengan usaha yang diperlukan untuk
mengembangkan / ekspansi paru dan dinding dada. Semakin tinggi
compliance paru maka paru semakin mudah untuk mengembang. Elastisitas
paru dan tegangan permukaan (surface tension) merupakan 2 hal utama yang mempengaruhi compliance paru. Dengan adanya serat elastis pada jaringan paru dan surfaktan pada cairan alveolus yang menurunkan tegangan permukaan, maka paru akan mudah untuk mengembang. (2) Struktur toraks. Terdiri dari komponen tulang yang membatasi rongga dada (12 vertebra thoracica, sternum, dan 12 pasang costae) dan otot (diafragma, m.intercostalis, m.rectus abdominis, m.sternoclediomastoideus, dan m.scaleni). Dengan adanya kontraksi otot diafragma dan m.intercostalis eksternus yang mengangkat costa pada saat inspirasi, maka rongga dada akan membesar dan memungkinkan paru mengembang maksimal sehingga mengoptimalkan
(2)
Universitas Kristen Maranatha 4
pengisian udara ke paru. Hal yang sebaliknya terjadi ketika terjadi kontraksi dari m.rectus abdominis dan m.intercostalis internus pada saat ekspirasi. (3) kondisi neuromuscular. Fungsi persarafan motorik (n.phrenicus dan n.intercostalis) serta kondisi otot pernafasan yang utuh memungkinkan otot pernafasan tersebut berkontraksi dan berelaksasi secara normal sehingga mekanisme ventilasi paru dapat berfungsi dengan baik. Hal lain yang mempengaruhi kapasitas vital paru antara lain jenis kelamin, kebiasaan berolahraga, proporsi tubuh, dan posisi tubuh (Tortora, 2006; Brashers, 2006). Beberapa penelitian dilakukan untuk menguji pengaruh senyawa golongan metilxantin khususnya kafein terhadap sistem respirasi khususnya kapasitas vital paru. Dari penelitian tersebut didapatkan hasil bahwa senyawa golongan metilxantin berpengaruh terhadap otot saluran pernafasan sehingga sistem respirasi secara keseluruhan menjadi lebih optimal. Mekanisme kerja metilxantin belum diketahui secara jelas. Namun beberapa penelitian mengemukakan bahwa metilxantin (kafein) memiliki 3 macam dasar kerja pada taraf seluler yaitu : (1) berhubungan dengan translokasi ion kalsium (Ca2+) intrasel, (2) meningkatkan akumulasi senyawa nukleotida siklik terutama cAMP dan cGMP, dan (3) blokade terhadap reseptor adenosin.(Sunaryo, 2005). Mekanisme translokasi ion Ca2+ intrasel berhubungan dengan kuat kontraksi otot skelet. Pada sistem respirasi, diafragma dan musculus intercostalis merupakan salah satu otot skelet penting yang berperan dalam mekanisme ventilasi paru. Kuat kontraksi diafragma dan musculus intercostalis akan mempengaruhi kapasitas vital paru tiap orang. Mekanisme translokasi ion Ca2+ intrasel tersebut memicu pelepasan ion Ca2+ dari retikulum sarkoplasma otot skelet yang diperlukan dalam proses kontraksi otot skelet. Jumlah ion Ca2+ dalam proses potensial aksi akan bertambah dari biasanya dan dapat mengaktivasi miofilamen secara langsung lebih dini sehingga seolah meningkatkan kuat kontraksi otot dan mengurangi persepsi kelelahan otot skelet (masking effect) (Goodman, 1996). Peningkatan kuat kontraksi diafragma dan musculus intercostalis akan mengoptimalkan mekanisme ventilasi paru sehingga terjadi peningkatan kapasitas vital paru.
(3)
Universitas Kristen Maranatha 5
1.5.2 Hipotesis Penelitian
Kafein meningkatkan kapasitas vital paru pria dewasa normal.
1.6 Metode Penelitian
Penelitian ini bersifat prospektif eksperimental sungguhan, bersifat komparatif dan memakai Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan desain pre-test dan post-pre-test.
Data yang diukur adalah kapasitas vital paru yang tercatat pada spirometer Minato Model AS 700 sebelum dan sesudah pemberian kafein 150 mg.
Analisis data menggunakan uji t berpasangan dengan α = 0.05. 1.7 Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Faal Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Maranatha Bandung, pada bulan Desember tahun 2008 sampai dengan bulan Desember tahun 2009.
(4)
38 Universitas Kristen Maranatha BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Kafein 150 mg tidak meningkatkan kapasitas vital paru pria dewasa normal secara signifikan.
5.2 Saran
Konsumsi kafein sebaiknya dihindarkan sebelum menjalani pemeriksaan kapasitas vital paru.
Penelitian ini merupakan penelitian pendahuluan dan masih dapat dilakukan penelitian lanjutan seperti :
- Penelitian dilakukan dengan variasi dosis kafein yang diukur berdasarkan berat badan subjek penelitian sehingga akhirnya diperoleh dosis yang paling baik dalam meningkatkan kapasitas vital paru terutama bagi subjek penelitian yang fungsi parunya tidak normal
(5)
39 Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR PUSTAKA
Bara A.,Barley E. 2003. Caffeine for Asthma (Review). http://www.thecochranelibrary.com., December 4th, 2008.
Brasher L., 2006. The Pulmonary System. In : Pathophysiology The Biologic
Basis for Disease in Adults and Children 5th Edition. Missouri : Elsevier
p.1181-1193
Chawla.J. 2008. Neurologic Effects of Caffeine.
http://www.emedicine.medscape.com/article/1182710-overview. 10 Oktober 2008.
Dekhuijzen P.N.R et al. 1999. Athletes and doping : effects of drugs on the
respiratory system. 1999 ;54:1041-1046.
Drake L. 2005. Thoracic Wall. In : Gray’s Anatomy for Students. Philadelphia : Elsevier Inc. p. 118-135.
Ganong W.F. 2003. Fungsi Paru. Dalam : Buku ajar fisiologi kedokteran. Edisi 20. Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC. h. 623-631.
Guyton A. and Hall E.J. 2006. Pulmonary Ventilation. In : Textbook of Medical
Physiology 11th Edition. Philadelphia : Elsevier Inc. p. 471-476.
Rall W.T. 1980. Central Nervous System Stimulants. In : Goodman and Gilman’s
The pharmacological basis of therapeutics. New York : Macmillan Publishing.
p.592-603.
Sherwood L. 2007. Respiratory Mechanics. In : Human Physiology From Cells to
(6)
Universitas Kristen Maranatha 40
Sunaryo R. 2005. Perangsang susunan saraf pusat. Dalam : Farmakologi dan
terapi FKUI. Jakarta : Gaya Baru. h.231-233.
Tortora G, Derrickson B. 2006. Respiration system. In : Principles of anatomy
and physiology. 11th Ed. John Wiley & Sons Inc. p.846-866.
Tarnopolsky M, Cupido C. Caffeine potentiates low frequency skeletal muscle
force in habitual and nonhabitual caffeine consumers.