SISTEM RESPIRASI

Tujuan Instruksional Umum Mengetahui dan memahami manfaat dan kegunaan fisiologi latihan dalam intervensi fisioterapi

Tujuan Instruksional Khusus Mahasiswa mampu memahami tentang pengaruh latihan terhadap paru. Mahasiswa mampu memahami tentang pengaruh latihan terhadap pernafasan. Mahasiswa mampu memahami dan menginterpretasikan cara mengoptimalisasikan pernafasan pada exercise

Sistem Respirasi Fungsi utama sistem respirasi  menjamin tersedianya O2 untuk kelangsungan metabolisme sel tubuh, serta mengeluarkan CO2 hasil metabolisme. Respirasi terbagi 2 : Respirasi Luar (External Respiratory) Respirasi Dalam (Internal Respiratory)

External Respiratory Meliputi pertukaran O2 dan CO2 antara sel dalam tubuh dengan lingkungan luar. External respiratory terbagi 4 bagian : Pertukaran O2 dan CO2 antara udara luar dengan udara alveol Pertukaran O2 dan CO2 antara udara alveol dengan darah di dalam pembuluh kapiler melalui proses difusi Pengangkutan O2 dan CO2 oleh sistem peredaran darah dari paru ke jaringan dan sebaliknya Pertukaran O2 dan CO2 darah dan pembuluh kapiler jaringan dan sel jaringan melalui proses difusi

Internal Respiratory Internal Respiratory  proses metabolik intraseluler yang terjadi di mitokondria meliputi konsumsi O2 dan produksi CO2 selama pengambilan energi dari molekul nutrient

Fungsi Lain Sistem Respirasi Membantu pengeluaran panas dan air dari dalam tubuh Membantu meningkatkan aliran balik darah vena Membantu proses bicara Mengaktifkan / menonaktifkan bahan yang melewati sirkulasi pulmonal

Sistem Saluran Udara Hidung  Laring  Trakea bercabang menjadi 2 (kanan & kiri)  disebut bronkus primer Dalam paru bronkus primer bercabang menjadi bronkus kecil  bronkiolus  bronkiolus terminalis  bronkus respiratorius  ductus alveolaris  sakus alveolaris  alveolus

Trakea dan bronkus primer merupakan tabung udara yang kaku, terdiri dari tulang rawan berbentuk C dan jaringan fibrosa  cegah kolaps  berfungsi sebagai saluran udara Pertukaran gas dimulai pada bronkus respiratorius Bronkiolus tidak mengandung tulang rawan, tapi mengandung otot polos yang dipersarafi saraf otonom  dapat dipengaruhi hormon dan zat kimia tertentu

Peredaran Darah Dalam Paru Sirkulasi pulmonal dan sirkulasi sistemik Sirkulasi pulmonal berfungsi membawa gas hasil pertukaran darah kapiler dan udara alveol Sirkulasi bronkial berfungsi menyediakan nutrien bagi jaringan paru (1 % dari curah jantung)

Persarafan Paru Dipengaruhi sistem simpatis dan parasimpatis serta kadar CO2 darah Simpatis  bronkodilatasi (adrenalin, efedrin) Parasimpatis  bronkostriksi (asetilkholin, histamin) Peningkatan CO2  bronkodilatasi

Mekanisme Pernafasan Paru dilapisi pleura parietal dan paru visceral Dalam keadaan normal tekanan intrathorakal dan tekanan intrapleura lebih rendah daripada tekanan atmosfer Proses inspirasi Inspirasi adalah proses aktif, akibat kontraksi otot-otot inspirasi Otot inspirasi utama : M. Interkostalis Eksternus Otot inspirasi tambahan : M. Sternokleidomastoideus, M. Pectoralis Mayor dan Minor, M. Levator Kostarum, M.Scalenus, M. Serratus

Proses Ekspirasi Ada 2 jenis Pernafasan : Ekspirasi adalah proses pasif akibat relaksasi otot inspirasi Otot Ekspirasi : M. Rektus Abdominalis, M.Transversus Abdominalis, M.Interkostalis Internus Ada 2 jenis Pernafasan : Pernafasan Dada ♀ Pernafasan Abdominal ♂

Elastisitas Jaringan Paru Disebabkan oleh 2 faktor, yaitu : Daya Rekoil dan Compliance Daya Rekoil  Kemampuan jaringan paru ke bentuk semula  volume paru ke tingkat resting level Compliance  kemudahan paru untuk diregangkan Compliance dipengaruhi : Perubahan Elastisitas jaringan paru Tegangan permukaan alveol Volume paru saat pengukuran Iritasi jaringan paru, kongesti, udema paru  compliance menurun

Volume Dan Kapasitas Paru Volume paru selama pernafasan diukur dengan spirometer Berbagai volume dan kapasitas paru : Tidal Volume  udara yang keluar-masuk paru pada pernafasan biasa. N  ± 500 ml. Volume Cadangan Inspirasi (IRV)  volume udara yang masih dapat masuk ke paru pada inspirasi maksimal setelah inspirasi biasa ♀:±1900 ml, ♂ :±3300 ml

Volume Cadangan Ekspirasi (ERV)  volume udara yang masih dapat dikeluarkan secara aktif dari dalam paru, setelah ekspirasi biasa ♀:±700 ml, ♂:±1000 ml Volume Residu (RV)  udara yang masih tersisa dalam paru setelah ekspirasi maksimal  ♀:±1100 ml, ♂: ± 1200 ml Kapasitas Inspirasi (IC)  Jumlah udara maksimal yang dapat dimasukkan ke dalam papru setelah akhir ekspirasi biasa ( IC = TV + IRV)

Kapasitas Residu Fungsional (FRC)  jumlah udara dalam paru pada akhir ekspirasi biasa ( FRC = ERV + RV ). Fungsi  untuk mempertahankan kadar O2 dan CO2 yang relatif stabil dalam alveol Kapasitas Vital (VC)  volume udara maksimal yang dapat masuk / keluar paru selama satu siklus pernafasan, yaitu : setelah inspirasi maksimal s/d ekspirasi maksimal. (VC = IRV + TV + ERV) Kapasitas Paru Total (TLC)  Jumlah udara maksimal yang dapat di kandung paru (TLC = VC+RV). ♀:4200 ml, ♂:6000 ml

Ruang Rugi Ruang Rugi Anatomik Ruang Rugi Fisiologik Ruang dalam sistem pernafasan yang tidak ikut pada proses pertukaran gas (hidung/mulut s/d bronkus terminalis)  N.= ±150 ml Ruang Rugi Fisiologik Volume udara total dalam saluran pernafasan yang tidak ikut aktif dalam pertukaran gas (jumlah ruang rugi anatomik + ruang rugi alveolar)

Ventilasi Pulmonal  jumlah udara keluar/masuk paru dalam 1 menit Ventilasi pulmonal = TV X Frek. Pernafasan ml/menit ml/nafas nafas /menit Ventilasi Alveolar  Jumlah udara keluar/masuk alveoli dalam 1 menit Ventilasi pulmonal dapat ditingkatkan dengan menaikan TV atau mempercepat frekuensi pernafasan Pada exercise peningkatan TV lebih baik daripada peningkatan frekuensi pernafasan

Berbagai jenis pernafasan akan memberikan berbagai variasi ventilasi alveolar walaupun volume nafas semenit sama Contoh : Kesimpulan : Bila diperlukan pertukaran gas yang besar lebih baik meningkatkan TV   A B C Frekuensi Nafas / menit 40 12 5 TV (ml) 150 500 1200 Vol. Ruang Rugi Vol. Nafas / menit 6000 Ventilasi Alveolar 4200 5250

Ventilasi Sewaktu Exercise Meningkatkan kebutuhan O2 dan produksi CO2 jaringan Ventilasi lebih dipengaruhi kadar CO2 dari pada O2. Trained mempunyai ventilasi permenit lebih kecil pada beban kerja yang sama dibandingkan untrained Ventilasi maksimal dapat mencapai 130-180 lt/menit. Meningkat 25-30 kali daripada ventilasi istirahat Peningkatan ventilasi permenit disebabkan peningkatan TV & Frek. Nafas Terdapat efisiensi ventilasi permenit pada trained sewaktu istirahat, sebelum, selama dan sesudah exercise

Perubahan Ventilasi Selama Exercise Sebelum Exercise Peningkatan ventilasi disebabkan stimulasi Cortex Cerebri sebagai antisipasi akan melakukan exercise Selama Exercise Terdapat 2 perubahan : Peningkatan yang cepat hanya dalam beberapa detik setelah memulai exercise disebabkan stimulasi persarafan sendi dan otot Peningkatan cepat, peningkatan lambat sampai level mendatar (steady state) oleh karena rangsangan CO2 jaringan

Masa Recovery / Pemulihan Exercise stop  ventilasi menurun cepat oleh karena aktifitas motorik dan rangsangan reseptor di sendi dan otot berhenti Penurunan bertahap sampai ke level istirahat oleh karena menurunnya produksi CO2

Ambang Anaerobik / Anaerobik Threshold Intensitas kerja yang memungkinkan konsumsi oksigen tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan metabolisme aerobik atau intensitas kerja yang memungkinkan. Bisa dilihat dari kadar asam laktat ( ±20 mg%)

Second Wind Perasaan lega kembali dari rasa tidak enak (dada tertekan, fatique, bicara terputus-putus, dyspneu, nafas pendek, sakit dada) disebabkan beralihnya metabolisme anaerobik pada awal exercise menjadi metabolisme aerobik Terjadi 2 – 10 menit exercise

Proses Difusi Gas Dalam Paru Kecepatan Difusi bergantung : Suhu Beda tekanan / Konsentrasi Gas Tebal membran Berat molekul gas Daya larut gas dalam air

Proses difusi gas antara udara alveol dan darah kapiler dibagi dalam 3 fase : Fase Gas  O2 lebih cepat berdifusi daripada CO2 Fase membran Fase cairan (darah)

Ventilasi istirahat Besarnya ventilasi istirahat : 4 – 15 lt/menit Bergantung : ukuran badan & jenis kelamin TV : 400-600 ml O2 Frekuensi : 12-16 kali/menit

Perubahan di Paru Sewaktu Olahraga Aliran darah yang masuk ke dalam paru akan meningkat akibat vasodilatasi kapiler paru dan peningkatan curah jantung PO2 darah vena sistemik yang masuk ke dalam paru turun dari 40 mmHg sampai 25 mmHg Peningkatan jumlah aliran paru dan beda PO2 alveol-kapiler menyebabkan jumlah total O2 yang berdifusi ke dalam darah meningkat

Peningkatn ambilan O2 darah sebanding dengan berat kerja yang dilakukan Jumlah CO2 yang dikeluarkan oleh paru meningkat Perbedaan perfusi antara bagian apeks dan basis paru akibat pengaruh gravitasi akan hilang Volume pernafasan semenit meningkat dari 6 L/menit menjadi 100-150 L/menit

Perubahan Respirasi Bertambahnya ventilasi maksimal permenit Peningkatan efisiensi ventilasi, artinya jumlah udara terventilasi pada tingkat konsumsi oksigen yang sama akan lebih rendah pada orang yang terlatih Berbagai volume paru meningkat Kapasitas difusi paru meningkat, karena latihan akan meningkatkan luas permukaan difusi alveoli-kapiler

Perubahan Lain Perubahan komposisi tubuh Perubahan kadar kolesterol dan trigliserida darah Perubahan tekanan darah Perubahan aklimatisasi suhu lingkungan