FISIOLOGI RESPIRASI dr. Attiya Istarini Bagian Fisiologi Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Jambi

TOPIK PEMBAHASAN Fungsi respirasi Anatomi Sistem respirasi Ventilasi Pulmonal Sirkulasi Pulmonal Pertukaran gas Transport O2 dan CO2 di darah dan jaringan Pengaturan Respirasi

FUNGSI RESPIRASI UTAMA : Pertukaran gas O2 masuk CO2 keluar SEKUNDER Regulasi pH Pengendalian suhu udara pernafasan Eliminasi air Fungsi bicara

Anatomi Sistem Respirasi Traktus Respiratorius sup. Hidung/mulut, faring dan struktur sekitarnya Traktus Respiratorius inf Laring, trakea, bronchi, alveolus

FUNGSI HIDUNG 1. MENHANGATKAN 2. MELEMBABKAN 3. FILTER 4. KEKEBALAN PENYESUAIAN SUHU UDARA LUAR KE SUHU DALAM PARU DENGAN ADANYA STRUKTUR CONCHAE DAN SEPTUM 2.    MELEMBABKAN PENYESUAIAN KELEMBABAN UDARA DARI RENDAH KE 98 % 3.    FILTER MELAKSANAKAN FILTER TERHADAP DEBU YANG BERUKURAN 5 MIKRON KE ATAS 1-3 MERUPAKAN FUNGSI AIR CONDITIONING 4.   KEKEBALAN KEKEBALAN TERHADAP MASUKNYA BAKSIL YANG IKUT MASUK BERSAMA UDARA. 5. INDERA PENGHIDU Trakeostomi atau bernapas melalui mulut : tidak memeiliki efek tsb diatas, sehingga udara yang masuk dingin dan kering  paru menjadi kering dan infeksi (tu bagian bawah). Filter pada hidung terjadi karena adanya prespitasi turbulen. Udara yang masuk ke hidung akan menabrak conchae septum dan dinding faring, sehingga menimbulkan aliran turbulen.Partikel memiliki masa dan momentum lebih besar dibandingka udara, sehingga tidak dapat mengikuti gerakan udara  terperangkap dalam mukus  keluar atau transport oleh silia ke dalam farings

Faring dan Laring JALAN NAPAS Laring anterior JALAN NAPAS FARING : NASOFARING, OROFARING, LARINGOFARING Pertemuan Jalur Udara Dan Makanan LARING  Mempetahankan pembukaan jalan nafas Epiglotis mencegah makanan masuk ke dalam larynx Terdapat pita suara, yang berfungsi : 2. Batuk 3. Pengaman Gas Racun 4. Bicara Laring posterior

Vocal Folds

Percabangan Tracheobronchial Terdiri dari : bronkhus primer dan carina (refleks batuk) Terdapat cincin kartilago untuk mempertahankan agar tidak kolaps (5/6 panjang)  epitel berlapis mukus bersilia  bersama mukus mbantu mbersihkan saluran tsb  gerak silia ke arah faring

Percabangan Tracheobronchial

Percabangan Tracheobronchial Zona Konduktif Trakea sampai ke bronchiolus terminal Bersilia  membersihkan debris Memiliki cincin tulang rawan Saluran napas (death space/ruang rugi) Kartilago  terbukanya sistem Otot polos  kontrol diameter saluran Zona respirasi : unit respiratorik Bronchioles Respiratorius s/d alveoli Tempat pertukaran gas

Alveolus dan membran respiratorius   TERDIRI DARI : 1.    DUCTUS ALVEOLARIS 2.    SACCUS ALVEOLARIS 3.    SEPTUM ALVEOLARIS LUAS ALVEOL = 100 m2 DIAMETER = 0.3 mm

Paru Paru-paru (2): Terdiri dari Paru kanan: 3 lobus Paru kiri : 2 lobus Terdiri dari Lobus, segment bronchopulmonar, lobulus

Mekanika ventilasi paru Inspirasi >< ekspirasi terjadi melalui 2 cara: Pergerakan diafragma utk memperbesar/kecil rongga dada Depresi dan elevasi tulang iga utk memperbesar/kecil diameter AP thorax

Proses Inspirasi dan Ekspirasi

INSPIRASI Otot utama: - Otot diafragma - m. Intercotalis externus Otot tambahan: - m. Sternocleido mastoideus m. Scalenus M. Serratus anterior

Inspirasi Otot utama: Diafragma n phrenicus (Cervical 3,4,5) m. intercotalis externus  n intercosta Otot tambahan  Jika inspirasi dalam m. Sternocleido mastoideus  mengangkat sternum ke atas m. Scalenus  mengangkat costa 1,2

EKSPIRASI Diafragma relaksasi Otot-otot di abdomen : a.l m rectus abdominis menarik ke arah bawah pd costa bag bawah M. Intercostalis internus menarik kebawah dan ke dalam

Pleura Cairan pleura berisi protein yg dihasilkan oleh membran pleura yang berfungsi sebagai : Pelumas Mempertahankan pleura parietal dan visceral agar tetap bersama

Pergerakan udara ke dalam dan luar paru Tekanan pleura Tekanan alveolus compliance paru Surfaktan

Tekanan pleura Tekanan cairan antara pleura parietal dan visceral Tekanan negatif agar paru bisa mengembang Tekanan pleura awal inspirasi -5 cmH2O Selama inspirasi akan terjadi elevasi otot rangka  tekanan menjadi lebih negatif ( -7,5) agar udara masuk

Tekanan alveolus Tekanan bagian dalam alveoli Selama fase akhir ekspirasi dan awal inspirasi tidak ada udara yang mengalir sehingga tekanan alveoli = tek. Atmosfer Awal inspirasi tek. Alveloli lebih negatif (-1) Tekanan negatif  udara masuk 500 ml selama inspirasi Sewaktu ekspirasi setelah udara masuk tek alveoli meningkat (+1) sehingga tekanan ini mendorong udara keluar

Tekanan alveolus Surfaktan :bahan aktif permukaan Fungsi:  tegangan permukaan Disekresi oleh sel epitel alveolus tipe II

Perubahan Volume Alveolar Recoil paru Menyebabkan alveoli kolaps akibat Recoil Elastic dan tegangan permukaan surface tension Surfaktan: mengurangi kecenderungan paru untuk kolaps Tekanan pleura Tekanan negatif pada pleura menyebabkan alveoli mengembang Pneumothorax adalah terdapatnya hubungan antara rongga pleura dan udara sehingga kehilangan tekanan pleura

Tekanan transpulmoner Perbedaan tek. pleura dan tek. Alveoli Selisih tekanan ini membuat paru mengempis setelah mengembang  Tekanan daya lenting paru

Compliance Paru Usaha untuk mengembangkan paru Semakin besar tek. Transpulmoner semakin besar pengembangan paru Semakin besar compliance, perubahan tekanan semakin mudah  ekpansi lebih mudah Compliance kecil atau dibawah normal  ekpansi lebih sulit Kondisi yang menyebabkan menurunnya compliance Fibrosis Pulmonary Edema Pulmonary Respiratory distress syndrome

Compliance paru dipengaruhi - daya elastisitas jaringan alveoli  serat elastin dan kolagen surfaktan  tegangan permukaan Pengembangan paru juga dipengaruhi oleh resistensi  saraf simpatik dan parasimpatik

Surfaktan Dihasilkan oleh oleh sel epitel alveolus tipe 2 ; fosfolipid, protein, ion calcium Fungsi : menurunkan tegangan permukaan  menjaga tek transpulmoner tetap rendah agar paru bisa mengempis Berfungsi untuk menjaga tegangan permukaan agar paru dapat mengempis  daya elastis tegangan permukaan

Volume dan kapasitas pulmonal Volume Tidal vol udara masuk atau keluar pada saat inspirasi & ekspirasi biasa (± 500 ml) IRV : Inspiratory reserve volume vol udara ekstra yg dpt di inspirasikan di atas TV normal (± 3000 ml) ERV : Expiratory reserve volume vol udara ekstra yg msh dpt dikeluarkan dg ekspirasi kuat (± 1100 ml) Residual volume vol sisa yg ada di paru stlah ekspirasi kuat (± 1200 ml) RV ini ptg k/ di alv akan tetap ada udara, shg kdr O2 & CO2 di drh tidak berubah dg cepat setiap kali bernapas

Kapasitas Pulmonal Inspiratory capacity Functional residual capacity VT + IRV Functional residual capacity ERV + RV Vital capacity IRV + TV + ERV Kapasitas Paru Total IRV + ERV + TV + RV

Volume dan Kapasitas Pulmonal

Pertukaran Gas Udara berpindah dari tekanan parsial tinggi ke rendah Perbedaan tekanan parsial dalam darah kapiler dan tekanan parsial dalam alveoli menyebabkan pertukaran udara Unit respirasi Terjadi melalui membran respirasi (alveoli)

Membran pernafasan Cairan mengelilingi alveoli Epitel alveoli Membran basalis eputel alveloli Membran epitel kapiler Membran endotel kapiler

Faktor yang mempengaruhi difusi : Ketebalan membran respirasi Luas permukaan Koefisien difusi gas dalam substansi membran Perbedaan tekanan antara kapiler-aveoli ( 2 sisi membran ) Kapasitas difusi : vol gas yang mengalami pepindahan difisi tiap menitsetiap perbedaan tekanan 1 mm

Gradient Diffusi Oksigen dan Karbondioksida Berpindah dari alveoli menuju darah. Darah telah tersaturasi penuh dengan oksigen ketika meninggalkan kapiler. P02 pada darah menurun karena tercampur dengan darah deoksigenasi Oxygen berpindah dari kapiler jaringan masuk ke dalam jaringan Karbondioksida Berpindah dari jaringan menuju ke kapiler jaringan Berpindah dari kapiler pulmonal ke alveoli

Perubahan Tekanan Parsial gas

Hemoglobin dan Transport Oxygen Oxygen akan ditransport oleh hemoglobin (98.5%) dan larut dalam plasma (1.5%) Kurva disosiasi : menggambarkan ikatan Hb-O2 saat tekanan parsial O2 tinggi Kurva disosiasi Oxygen-hemoglobin menunjukkan bahwa hemoglobin akan tersaturasi penuh jika P02 adalah 80 mm Hg atau lebih. Pada tekanan parsial yang lebih rendah, hemoglobin akan melepaskan oxygen.

Pada darah arteri dimana O2 bertekanan tinggi (>80 mmHg) kurva disosiasi akan menunjukkan O2 tersaturasi sekitar 95% Sedangkan di kapiler vena dimana PaO2 sekitar 40 mmHg kurva menunjukkan saturasi oksigen 75%

Pergeseran kurva Hb + O2 HbO2 Pergeseran kurva ke kiri, terjadi karena peningkatan pH, penurunan carbon dioxide, atau penurunan temperatur menyebabkan peningkatan kemampuan hemoglobin untuk mengikat oksigen Pergersaran kurva ke kanan terjadi karena penurunan pH, peningkatan carbon dioxide, atau peningkatan temperatur menyebabkabkan menurunnya kemampuan hemoglobin untuk mengikat oxygen

Hemoglobin dan Transport Oxygen Zat 2.3-bisphosphoglycerate meningkatkan kemampuan hemoglobin melepaskan oxygen Hemoglobin Fetal memiliki afinitas lebih tinggi dibandingkan dengan maternal

Transport Carbon Dioxide Carbon dioxide ditranspor dalam bentuk ion bikarbonat (70%), kombinasi dengan Hb darah (23%) dan terlarut pada plasma (7%) Hemoglobin yang telah melepaskan oksigen akan lebih mudah mengikat karbondioksida dibandingkan dengan hemoglobin yanh masih terikat dengan oksigen (efek Haldane) Pada kapiler jaringan, karbondioksida berikatan dengan air membentuk asam karbonat, didalam eritrosit, asam karbonat akan berdisosiasi membentuk ion bikarbonat dan ion hidrogen

Transport Karbondioksida Pada kapiler paru, ion cl keluar ion H akan masuk ke eritrosit. Ion bikarbonat berikatan dengan ion H untuk membentuk asam karbonat dan air. Asam karbonat diubah kembali menjadi CO2 dan air kemudian berdifusi keluar dari eritrosit. Peningkatan karbondioksida plasma akan menurunkan pH. Sistem respirasi akan mengatur keasaman darah dengan mengatur kadar CO2 plasma

Pengaturan Pernafasan Pusat respirasi medulla oblongata Grup Dorsal stimulasi diaphragma  inspirasi Grup Ventral stimulasi neuron inspirasi dan neuron ekspirasi  m. intercostal internus dan m. abdominal  ekpirasi kuat Grup Respirasi Pontine (pneumotaxic) Terlibat dalam perubahan inspirasi dan ekspirasi terutama mengatur kecepatan dan dalamnya inspirasi

Medulla Oblongata Menghasilkan pola pernafasan berirama, mengatur otot pernafasan Pusat pneumotaksik mematikan (swicht off )/inhibisi neuron inspirasi  penghambatan otot inspirasi Pusat apneustik mengaktivasi neuron inspirasi Keseimbangan irama inspirasi dan ekspirasi Refleks Hearing – Breuer  terjadi bila vol.tidal > 1 liter  terangsangnya reseptor regang dlm otot polos  sinyal ke pusat pneumotaksik untuk menghambat imspirasi berlebihan

Struktur Area Respirasi pada Batang Otak

Modifikasi Ventilasi Kontrol kimia Sistem Cerebral dan limbik Zat pengatur utama : CO2 Peningkatan atau penurunan pH dapat menstimulasi area kemo-sensitif  kecepatan dan dalamnya pernapasan ↑ Kadar O2 pada darah akan memberikan efek pada respirasi jika jumlahnya menurun 50% dari normal. Sistem Cerebral dan limbik Respirasi dapat dikontrol secara volunter dan dimodifikasi dengan emosi

Thank you