Kompetensi Dasar Ke 7 SISTEM PERNAFASAN

Standar Kompetensi yang harus dicapai: Memahami struktur, fungsi dan proses serta kelainan yang dapat terjadi serta hubungannya dengan Salingtemas Kompetensi Dasar yang harus dikuasai: Mengkaitkan struktur, fungsi dan proses serta kelainan yang dapat terjadi pada sistem pernafasan manusia dan hewan tertentu (burung)

Organ-Organ Sistem Pernafasan Manusia Organ-organ pernafasan manusia terdiri dari : Hidung Faring Laring Trakea Bronkus Bronkiolus Alveolus Hidung Faring Laring Trakea Bronkus Paru-paru Gambar 1 : Organ-organ pernafasan manusia

Mekanisme Respirasi Meliputi proses : Inspirasi : yaitu pemasukan udara ke paru-paru Ekspirasi : yaitu pengeluaran udara dari paru-paru Proses inspirasi dan ekspirasi melibatkan kontraksi relaksasi otot-otot tulang rusuk dan otot diafragma.

Diaphragma berkontraksi Inspirasi – Pemasukan udara ke dalam paru-paru Mekanisme Inspirasi : Otot-otot interkostal berkontraksi akibatnya tulang rusuk terangkat. Kontraksi otot interkostal diikuti oleh kontraksi otot diafragma. Akibat kontraksi kedua otot ini, rongga dada menjadi membesar. Rongga dada yang bertambah besar menyebabkan tekanan udara di paru-paru menjadi kecil. Akibatnya udara masuk ke dalam paru-paru. Tulang rusuk terangkat karena kontraksi otot antar tulang rusuk Udara masuk Diaphragma berkontraksi (turun) Inspirasi

Diaphragma berelaksasi Ekspirasi – Pengeluaran udara dari dalam paru-paru Mekanisme Ekspirasi : Otot-otot interkostal berelaksasi akibatnya tulang rusuk turun. Relaksasi otot interkostal diikuti oleh berelaksasinya otot diafragma. Akibat relaksasi kedua otot ini, rongga dada menjadi menjadi mengecil. Rongga dada yang mengecil menyebabkan tekanan udara di paru-paru menjadi besar. Akibatnya udara keluar dari dalam paru-paru ke lingkungan. Udara keluar Tulang rusuk turun karena otot interkostal berelaksasi Diaphragma berelaksasi (naik) Ekspirasi

Kapasitas Volume Paru-Paru Volume tidal : banyaknya udara yang masuk dan keluar paru-paru selama pernafasan normal (500 ml) Volume tidal dipengaruhi Berat badan seseorang Jenis kelamin Usia Kondisi fisik Volume residu : Banyaknya udara yang tertinggal di dalam paru-paru (1200 ml) Tidal volume consists of: Dead space volume Air that remains in conducting zone and never reaches alveoli About 150 ml Functional volume Air that actually reaches the respiratory zone Usually about 350 ml

Lanjutan… Inspiratory reserve volume (IRV) Amount of air that can be taken in forcibly over the tidal volume Usually between 2100 and 3200 ml Expiratory reserve volume (ERV) Amount of air that can be forcibly exhaled beyond tidal volume Approximately 1200 ml Residual volume Air remaining in lung after expiration About 1200 ml important in keeping alveoli inflated, allows continuous gas exchange, even during exhalation Vital capacity The total amount of exchangeable air Vital capacity = TV + IRV + ERV Respiratory capacities are measured with a spirometer Gambar 4 : Kurva yang menunjukkan ukuran volume dalam kapasitas paru-paru.

Pertukaran Gas Oksigen dan Karbondioksida Di dalam Alveolus, udara yang mengandung oksigen dipertukarkan ke dalam darah. Sedangkan karbondioksida di dalam darah dikeluarkan ke alveolus. A. Pengikatan O2 Alveolus memiliki O2 lebih tinggi dari pada O2 di dalam darah. O2 masuk ke dalam darah melalui difusi melewati membran alveolus Di dalam darah, O2 sebagian besar (98%) diikat oleh Hb yang terdapat pada Eritrosit menjadi Oksihemoglobin (HbO2). Selain diikat oleh Hb, sebagian kecil O2 larut di dalam plasma darah (2%). Setelah berada di dalam darah, O2 kemudian masuk ke jantung melalui vena pulmonalis untuk diedarkan ke seluruh tubuh yang membutuhkan. Body cells have used oxygen, and depleted blood is returned to the lungs. O2 in Air in Alveoli>amt of O2 in blood. Diffusion down its gradient. Passive process. Oxygen moves across respiratory membrane into blood, into RBC and binds to hemoglobin. Binding affinity dependent on pH. Partial pressure of O2 is 160 mmHg, 21% in atmosphere at sea level. BUT, since not all air is exchanged with each breath (only about 1/8 of total capacity), the actual partial pressures in the alveoli are 104 mmHG O2 and 40 mmHg CO2. Oxygen movement into the blood alveoli (104 mmHg) always has more oxygen than blood entering lungs (40 mmHg) Oxygen moves by diffusion towards the area of lower concentration Pulmonary capillary blood gains oxygen, mostly bound to hemoglobin (100 mmHg) Carbon dioxide movement out of the blood Blood returning from tissues (46 mmHg) has higher concentrations of carbon dioxide than air in the alveoli (40mmHg) Again, because not all air is exchanged, CO2 in atimosphere is only .04%, but much higher in alveoli. Pulmonary capillary blood gives up carbon dioxide Blood leaving the lungs is oxygen-rich and carbon dioxide-poor Partial pressure of CO2 is almost neglible, as it is only .04% of atmospheric gases at sea level. BUT, since not all air is exchanged with each breath (only about 1/8 of total capacity), the actual partial pressures in the alveoli are 104 mmHG O2 and 40 mmHg CO2.

Pertukaran O2 Gambar 3 : Proses pertukaran oksigen dari alveolus ke dalam darah. Dan setelah berada di darah, oksigen dibawa ke sel-sel tubuh yang membutuhkan

Pengeluaran CO2 Di jaringan, CO2 lebih tinggi dibandingkan yang ada di dalam darah. Ketika O2 di dalam darah berdifusi ke jaringan, maka CO2 di jaringan akan segera masuk ke dalam darah. Ketika CO2 berada di dalam darah sebagian besar (70%) CO2 akan diubah menjadi ion bikarbonat(HCO3–) 20% CO2 akan terikat oleh Hb pada Eritrosit. Sedangkan 10% CO2 lainnya larut dalam plasma darah. Di dalam darah, CO2 di bawa ke jantung, kemudian oleh jantung CO2 dalam darah dipompa ke paru-paru melalui arteri pulmonalis. Di paru-paru CO2 akan dikeluarkan dari tubuh melalui ekspirasi. Most = 70% of CO2 is bicarbonate. Write equation showing CO2 + H2O -(carbonic anhydrase) - H2CO3 --HCO3 + H+ This reaction is done inside the RBC, which contains an enzyme that helps push the reaction. 20% OF CO2 BINDS TO HEMOGLOBIN, specifically, the globin . O2 binds to the heme (iron containing portion) So hemoglobin can carry both CO2 and Os at the same time. 10% of CO2 is directly dissolved in blood plasma. This is the first to diffuse out of the blood and into the alveoli in lungs. As this CO2 leaves, pulls equilibrium of HCO3 back to H2CO3 to CO2 and H2O, which diffuse out of blood, into alveoli.

Pertukaran CO2 CO2 moves into ca;illary, combines with H2O, forms H2CO3 inside RBCs (carbonic anhydrase enzyme) HCO3 moves out of the RBCs into plasma. Some H+ remain, binding to hemoglobin and weakening its bond with O2. Effect of this is to favor O2 binding to hemoglobin in the lungs and favor O2 release in tissues, where respiration has raised the CO2 level. Gambar 3 : Proses pertukaran karbondioksida dari sel-sel jaringan ke dalam darah. Setelah berada di dalam darah, karbondioksida di bawa ke alveolus untuk dikeluarkan.

Kontrol Pernafasan Pusat pengaturan pernafasan adalah medulla oblongata dan pons. Pons Medulla Otak Pusat pengaturan pernafasan Neuron motorik Otot interkostal Diafragma Jantung berdenyut lebih cepat / berdenyut lebih lambat Respirasi normal antara 12–15 kali per menit. Pada kondisi tertentu frekuensi respirasi dapat meningkat atau menurun bergantung kondisi. Yang menaikkan atau menurunkan kecepatan respirasi adalah medulla oblongata dan pons.

Kelainan / Penyakit pada Sistem Respirasi 1. Asma Penyempitan bronkiolus yang dipicu oleh zat alergen. Zat alergen dapat berupa debu, serbuk sari, asap, cuaca dll. Biasanya penderita asma akan mengalami kesulitan bernafas, serta disertai suara saat menarik nafas.

2. Kerusakan akibat Rokok Kerusakan pada paru-paru yang mengakibatkan kanker atau terbakarnya paru-paru. Kerusakan karena asap yang masuk ke paru-paru sangat panas. Selain itu karena senyawa toksik lain yang terkandung di dalam rokok (ada 4000 senyawa toksik pada rokok). Paru paru Jantung Allergens trigger immune system to produce lots of IgE, which triggers mast cells in lungs to secrete histamines, which cause inflammation response. Albuterol adminstered via inhalers, gets droplets of medication directly to lungs, cells lining bronchioles. Dilators, corticosteroids to reduce inflammation.

1/3 kematian orang di Amerika karena kanker paru 3. Kanker Paru-Paru 1/3 kematian orang di Amerika karena kanker paru Kanker paru berhubungan dengan merokok Rokok mengandung radikal bebas (nitrosamine) dan senyawa karsinogen lain yang memicu mutasi DNA 90% of lung cancer victims are smokers. 10% are not. Can also be due to other chemicals, such as radon or asbestos Prognosis not good: avg survival after diagnosis is 9 months. 5 yr survival is 7% of patients. Why do people smoke? Social, emotional reasons. Nicotine is addicting. Extremely. Damage caused by other chemicals in smoke, esp free radicals that cause mutations. Lung cells most heavily exposed, but these chemicals absorbed into blood, travel throughout body. Smoking also increases frequency of cancers in kidney, pancreas, bladder, and even cervical cancer. Doom and gloom? YES.