Anatomi dan Fisiologi Sistem Respirasi Dr.Rustam Amiruddin, Sp.PD Bagian Ilmu Penyakit Dalam FKIK UNTAD

Anatomi Saluran Pernapasan

HIDUNG (NASAL) Udara masuk disaring, dihangatkan dan dilembabkan oleh mukosa respirasi. Partikel kasar disaring oleh rambut hidung halus: terjerat dalam lapisan mukus. Udara masuk faring: bebas debu, suhu sebanding suhu tubuh, kelembaban hampir 100 %

Rongga torax Paru adalah organ elastis terletak pada rongga dada/torax. Paru dilapisi oleh lapisan tipis kontinu yg mengandung kolagen & jar elastis yg disebut PLEURA Pleura Parietalis melapisi rongga dada sedang Pleura viseralis melapisi paru . Rongga pleura: ruangan yg memisahkan pleura parietalis & viseralis Cairan pleura: lapisan tipis antara pleura parietalis dg viseralis berfungsi memudahkan kedua permukaan tersebut bergerak selama pernapasan & untuk mencegah pemisahan torax & paru. Tekanan rongga pleura < tekanan atmosfer: untuk mencegah kolaps paru.

Rongga torax 3 faktor yg mempertahankan tekanan negatif intrapleura normal: Jaringan elastis paru memberikan kekuatan kontinu yg cenderung menarik paru menjauh dr rangka torax. Kekuatan osmotik yg terdapat di seluruh membran pleura. Kekuatan pompa limfatik. Diafragma: otot berbentuk kubah yg membentuk dasar rongga torax & memisahkan rongga tersebut dari rongga abdomen.

Anatomi Saluran Pernapasan

Alveoli Terdapat 2 tipe sel alveolar: Pneumosit tipe I: lap tipis menyebar & menutupi > 90% daerah permukaan. Pneumosit tipe II: tanggung jawab pada sekresi surfaktan. Alveolus: suatu gelembung gas yang dikelilingi oleh jaringan kapiler batas antara cairan & gas membentuk tegangan muka yang cenderung mencegah pengembangan saat inspirasi & cenderung kolaps saat ekspirasi. Alveolus dilapisi zat lipoprotein (surfaktan) dapat mengurangi tengangan permukaan & resistensi saat inspirasi & mencegah kolaps alveolus (expirasi).

LUNGS 2 Bronchopulmonary segments Lobules Alveolar wall cell types respiratory bronchiole terminal bronchiole pulmonary artery branch simple squamous epithelial cell macrophage (dust cell) septal cell (produces surfactant) Type I alveolar cell Type II alveolar cell making surfactant blood capillary endothelial cell macrophage surfactant respiratory membrane alveolar sac

Alveoli Pembentukan & pengeluaran surfaktan oleh pneumosit tipe II disintesis secara cepat dari asam lemak yang diekstraksi dari darah, dg kecepatan pergantian yg cepat. Bila aliran darah ke paru terganggu (emboli) akibatnya jumlah surfaktan pada daerah tersebut berkurang. Produksi surfaktan dirangsang oleh ventilasi aktif, volume tidal yg memadai, hiperventilasi periodik (cepat & dalam) yg dicegah oleh kons O2 yang tinggi (inspirasi). Pemberian O2 kons tinggi jangka lama (pasien dg ventilasi mekanik) menurunkan produksi surfaktan & menyebabkan kolaps alveolar.

Pernafasan terdiri dari 4 proses : Ventilasi : Keluar masuknya udara karena adanya selisih tekanan yang terdapat antara atmosfer dan alveolus Distribusi : Pembagian udara ke cabang -cabang bronkhus Transportasi dan Difusi - Transport O2 dan CO2 dalam darah dan cairan tubuh ke dan dari sel - Difusi O2 dan CO2 antara darah dan alveoli Pertukaran gas-gas antara alveoli dan kapiler dipengaruhi oleh tekanan parsial O2 & CO2 dalam atmosfer Perfusi : Aliran darah yang membawa O2 ke jaringan

JENIS RESPIRASI RESPIRASI EXTERNAL O2 DIBAWA DARI UDARA LUAR SAMPAI KE KAPILER 2. RESPIRASI INTERNAL O2 DARI KAPILER SAMPAI KE SEL PADA JARINGAN.

RESPIRASI EXTERNAL

RESPIRASI INTERNAL

INSPIRATION Active process Boyle’s Law Inspiratory muscles thoracic volume pleural volume intrapleural pressure lung volume intrapulmonic pressure air flow into the lungs 760 mmHg 758 mmHg BEFORE INSPIRATION DURING INSPIRATION Process Active process Boyle’s Law FORCED INSPIRATION Inspiratory muscles Phrenic nerves (C3-5) Thoracic nerves (T1 – T11)

EXPIRATION Passive process at rest Process Forced expiration elastic recoil surface tension internal intercostals (11 pairs) thoracic volume pleural volume intrapleural pressure lung volume intrapulmonic pressure air flow of the lungs Process external abdominal oblique internal abdominal oblique transversus abdominis rectus abdominis internal intercostals (11 pairs) rectus abdominis abdominal obliques transversus abdominis Forced expiration 760 mmHg 762 mmHg

Perubahan diafragma saat inspirasi & ekspirasi

Otot Pernapasan

COMPLIANCE Compliance is the ease with which the lungs and thoracic wall can be expanded during inspiration. Related to two factors: elasticity surface tension Compliance is decreased with any condition that: destroys lung tissue (emphysema) fills lungs with fluid (pneumonia) produces surfactant deficiency (premature birth, near-drowning) interferes with lung expansion (pneumothorax)

PULMONARY VOLUMES, CAPACITIES, AND RATES tidal volume (500 ml) anatomical dead space (150 ml) alveolar ventilation (350 ml) physiological dead space inspiratory reserve volume (3000 ml) expiratory reserve volume (1200 ml) residual volume (1300 ml) maximum inspiration 6000 ml 5000 ml IRV VC TLC 4000 ml 3000 ml TV Capacities total lung capacity (TV+IRV+ERV+RV) vital capacity (TV+IRV+ERV) (4700 ml) inspiratory capacity (TV+IRV) functional residual capacity (RV+ERV) 2000 ml ERV 1000 ml maximum expiration RV SPIROGRAM Rates maximum voluntary ventilation = TV x breaths/minute alveolar ventilation rate = alveolar ventilation x breaths/minute

Kontrol Pernapasan Otot pernapasan diatur oleh neuron & reseptor pada pons & medula oblongata. Faktor utama pengaturan pernapasan: respon dari pusat kemoreseptor dalam pusat pernapasan terhadap tekanan persial CO2 dan pH darah arteri

Kontrol Pernapasan Persarafan parasimpatis/ kolinergik (mll nervus fagus) menyebabkan kontraksi otot polos bronkus shg menyebabkan bronkokonstriksi & peningkatan sekresi kel mukosa & sel goblet. Rangsangan simpatis ditimbulkan epinefrin mll reseptor adrenergik-beta2 menyebabkan relaksasi otot polos bronkus, bronkodilatasi, & berkurangnya sekresi bronkus. Sistem saraf nonkolinergik non adrenergik (NANC): melibatkan berbagai mediator seperti ATP, oksida nitrat, substance P, dan VIP (vasoactive intestinal peptide) respon penghambatan, meliputi bronkodilatasi, dan diduga berfungsi sebagai penyeimbang terhadap fungsi pemicuan oleh sistem kolinergik.

Kontrol Pernapasan