Sistem Pernapasan




Anatomi sistem pernapasan
Proses inspirasi dan
ekspirasi
Definisi pernapasan
 Eksternal
 Internal

Mekanik pernapasan
 Inspirasi dan ekspirasi
 Peran otot pernapasan

Transport gas pernapasan
 Ventilasi, difusi, transportasi,
perfusi
 Pengukuran volume paru

Pengaturan pernapasan
 Jenis-jenis dan lokasi pusat
pernapasan
Sistem Pernapasan - 2

Istilah pernapasan
mencakup 2 proses,
yaitu:
 Pernapasan luar
(external respiration).
 Pernapasan dalam
(internal respiration).

Pernapasan luar
 Meliputi proses
penyerapan O2 serta
pengeluaran CO2 dari
tubuh secara
keseluruhan.

Pernapasan dalam
 Ialah proses pertukaran
gas antara sel jaringan
dengan cairan sekitarnya.
Sistem Pernapasan - 3

Proses pernapasan
(respirasi) dibagi
menjadi empat
mekanisme:
 Ventilasi paru yang
berarti masuk dan
keluarnya udara antara
atmosfer dan alveoli,
 Difusi dari O2 dan CO2
antara alveoli dan kapiler
paru,
 Transportasi O2 dan
CO2 antara darah dan
cairan tubuh dengan sel
jaringan,
 Pengaturan ventilasi
paru.
Sistem Pernapasan - 4

Ventilasi paru adalah
proses mekanikal
yang tergantung
pada perubahan
volume didalam
rongga thoraks
 Perubahan volume
berperan terhadap
perubahan tekanan,
dan berperan
terhadap aliran gas
untuk menyamakan
tekanan.

Proses ventilasi paru
meliputi dua fase,
yaitu:
 Inspirasi (inhalasi),
bila udara mengalir
kedalam paru.
 Ekspirasi (ekshalasi),
bila udara bergerak
keluar dari paru.
Sistem Pernapasan - 5

Inspirasi merupakan
proses aktif akibat
kontraksi otot-otot
inspirasi.

Ekspirasi merupakan
proses pasif
 Tergantung pada sifat
elastisitas paru
 Otot-otot diaphragma dan

intercostal berkontraksi
 Ukuran rongga thoraks
meningkat
 Udara eksternal didorong
kedalam paru-paru
sehingga meningkatkan
volume intrapulmonal

Karena otot-otot relaks,
maka udara terdorong
keluar dari paru-paru
Ekspirasi kuat (paksa)
dapat dapat terjadi
dengan
mengkontraksikan otototot interkostalis internal
Sistem Pernapasan - 6
Sistem Pernapasan - 7
 Adekuasi
ventilasi paru tergantung
pada beberapa faktor:
 Kebersihan jalan napas.
 Keutuhan sistem saraf pusat dan
pusat pernapasan.
 Keutuhan kemampuan rongga thoraks
untuk mengembang dan kontraksi.
 Adekuasi compliance dan recoil paru.
Sistem Pernapasan - 8

Otot inspirasi
 Pada inspirasi
tenang, pembesaran
rongga toraks
disebabkan oleh
kontraksi:
● Diafragma (utama)
● Muskulus
interkostalis
eksternus.
 Pada pernapasan
kuat dan darurat
(misalnya sesak
napas waktu
serangan asma
bronkiale), terjadi
kontraksi otot
inspirasi tambahan
yaitu:
● Muskulus skalenus,
muskulus sternokleidomastoideus,
muskulus pektoralis
minor, muskulus
levator kostarum
dan muskulus
seratus postikus
superior.
Sistem Pernapasan - 9

Otot ekspirasi
 Pada pernapasan
tenang (eupneu),
ekspirasi merupakan
gerak pasif, bukan
oleh kontraksi otot.
 Jaringan paru dan
toraks yang teregang
pada waktu inspirasi
akan kembali ke
kedudukan semula,
setelah kerutan otot
inspirasi terhenti,
karena adanya gaya
rekoil paru dan
toraks.
 Pada ekspirasi kuat
terjadi kontraksi otototot ekspirasi.
 Otot utama ekspirasi
ialah otot dinding
anterior abdomen,
antara lain:
● Muskulus rektus
abdominalis dan
muskulus
transversus
abdominis.
● Otot-otot ekspirasi
tambahan lainnya
ialah muskulus
interkostalis
internus.
Sistem Pernapasan - 10
Sistem Pernapasan - 11
 Setelah
alveoli di ventilasi, fase kedua
dari proses pernapasan adalah difusi
oksigen dari alveoli dan kedalam
pembuluh darah pulmonal dimulai.
 Difusi adalah pergerakan gas atau partikel
lain dari area dengan tekanan atau
konsentrasi lebih tinggi ke area dengan
tekanan atau konsentrasi yang lebih
rendah.
Sistem Pernapasan - 12

Perbedaan tekanan gas
pada setiap sisi dari
membran respiratori
sangat mempengaruhi
difusi.
 Bila oksigen lebih besar
 Tekanan parsial oksigen
dalam alveoli daripada
dalam darah, maka
oksigen berdifusi
kedalam darah.
 Tekanan parsial (tekanan
mendesak oleh setiap
gas dalam campuran gas
sesuai dengan
konsentrasinya dalam
campuran).
(PO2) didalam alveoli ±
100 mm Hg, sedangkan
PO2 dalam darah arteri
pulmonari ± 60 mm Hg.
 Tekanan parsial karbon
dioksida (PCO2) dalam
kapiler pulmonal ± 45 mm
Hg, sedangkan PCO2
dalam alveoli ± 40 mm
Hg.
Sistem Pernapasan - 13
Sistem Pernapasan - 14

Bagian ketiga dari
proses pernapasan
melibatkan transport
gas pernapasan.
 Oksigen harus di
transport dari paruparu ke jaringan, dan
karbon dioksida
harus di transport
dari jaringan ke paruparu.
 Normalnya, sebagian
besar (97%) oksigen
ditransport dalam
bentuk kombinasi
dengan hemoglobin
dalam sel darah
merah, dan dibawa
ke jaringan sebagai
oxyhemoglobin
[HbO2].
 Oksigen sisanya
terlarut dan
ditransport dalam
cairan plasma dan
sel-sel.
Sistem Pernapasan - 15
Sistem Pernapasan - 16

Beberapa faktor
yang mempengaruhi
kecepatan transport
oksigen dari paruparu ke jaringan:
 Cardiac output.
 Jumlah erythrocyte
dan hematocrit
darah.
 Latihan.

Beberapa kondisi
patologik yang
menurunkan cardiac
output (misal.,
kerusakan otot
jantung, kehilangan
darah, akumulasi
darah dalam
pembuluh darah
perifer), dapat
menurunkan jumlah
oksigen yang di
kirim ke jaringan.
Sistem Pernapasan - 17

Faktor kedua yang
mempengaruhi
transport oksigen
adalah jumlah
erythrocyte dan
hematocrit (prosentasi erythrocit
dalam darah).
 Pada pria, jumlah
erythrocyte yang
bersirkulasi ± 5 juta
per mL3, dan
hematocrit ± 40 –
45%.
 Pada wanita, ± 4.5
juta per mL3, dan
hematocrit ± 37 –
48%.
● Peningkatan
hematocrit darah
akan meningkatkan
viskositas darah,
menurunkan cardiac
output sehingga
menurunkan transport
oksigen.
● Penurunan hematokrit
(misal., anemia),
dapat juga
menurunkan transport
oksigen.
Sistem Pernapasan - 18

Latihan juga memiliki
pengaruh langsung
pada transport oksigen.
 Pada atlit yang berlatih
dengan baik, transport
oksigen dapat meningkat
sampai 20 kali dari
kecepatan normal.
● Hal ini karena terjadinya
peningkatan cardiac
output dan peningkatan
penggunaan oksigen
oleh sel-sel.

Karbon dioksida, secara
terus-menerus
diproduksi dalam proses
metabolisme sel.
 Di transport dari sel ke
paru-paru melalui tiga
cara:
● 65% dibawa ke kapiler
dalam bentuk
bicarbonate (HCO3-).
● 30% dalam bentuk
carbaminohemoglobin.
● 5% ditransport dalam
bentuk terlarut dalam
plasma dan sebagai
carbonic acid (H2CO3).
Sistem Pernapasan - 19

Didalam kapiler alveoli, bikarbonat bergabung dengan ion hidrogen
(proton) untuk membentuk asam karbonat, yang selanjutnya akan
dipecah menjadi karbon dioksida dan air. Karbon dioksida
kemudian berdifusi kedalam alveoli dan keluar dari tubuh melalui
ekshalasi.
Sistem Pernapasan - 20

Pulmonary Function
Tests (PFT):
 Tidal Volume (Vt):
Volume udara yang
masuk dan keluar
paru dengan
pernapasan biasa.
● Besar tidal volume
pada pria dan wanita
0.5 liter. Volume ini
akan meningkat bila
ada keaktifan fisik.
 Inspiratory Reserve
Volume (IRV):
Volume udara yang
masih dapat
dimasukkan ke
dalam paru pada
inspirasi maksimal,
setelah inspirasi
biasa.
● Normal pada pria 3,3
liter dan pada wanita
1,9 liter.
Sistem Pernapasan - 21

Expiratory Reserve
Volume (ERV):
Volume udara yang
dapat dikeluarkan
dari paru dengan
ekspirasi maksimal,
setelah ekspirasi
biasa.

Residual Volume
(RV): Volume gas
yang tersisa dalam
paru-paru setelah
ekspirasi maksimal.
 Normal pada pria 1,2
liter dan wanita 1,1
liter.
 Normal pada pria 1,0
liter dan wanita 0,7
liter.
Sistem Pernapasan - 22



Forced Vital Capacity (FVC):
Volume gas yang dapat
dikeluarkan dengan ekspirasi
maksimal setelah inspirasi
maksimal (Vt + IRV + ERV).
Forced Expiratory Volume
dalam 1 detik (FEV1):
Volume gas yang dikeluarkan
dalam satu detik pertama
dari FVC.
Total Lung Capacity (TLC):
Volume gas dalam paru-paru
setelah inspirasi maksimal.

Functional Residual Capasity
(FRC): Jumlah udara yang
masih tertinggal di dalam
paru setelah ekspirasi biasa.
 (RV + ERV).

Inspiratory Capasity (IC):
Volume udara yang dapat di
inspirasi setelah akhir
ekspirasi biasa.
 (Vt + IRV).
 FVC + RV
 Normal pada pria 6,0 liter
dan wanita 4,2 liter.
Sistem Pernapasan - 23
Sistem Pernapasan - 24

Regulasi pernapasan
dilakukan oleh neural
maupun chemical, untuk
memelihara konsentrasi
yang tepat dari oksigen,
karbon dioksida dan ion
hidrogen dalam cairan
tubuh.
 Sistem saraf mengatur
kecepatan ventilasi
alveolar untuk memenuhi
kebutuhan tubuh
sehingga PO2 dan PCO2
relatif konstan.
● Pusat pernapasan
tepatnya adalah
sekelompok saraf yang
terletak dalam medulla
oblongata dan pons dari
otak.
 Pusat chemosensitive
dalam medulla oblongata,
sangat responsif
terhadap peningkatan
konsentrasi CO2 atau ion
hidrogen dalam darah.
Sistem Pernapasan - 25

Disamping itu, terdapat
reseptor saraf
(chemoreceptor) yang
sensitif terhadap
penurunan konsentrasi
O2 yang terletak dalam
carotid bodies (diatas
percabangan arteri
carotid) dan aortic
bodies.
 Penurunan konsentrasi
oksigen arterial,
menstimulasi
chemoreceptor ini 
menstimulasi pusat
pernapasan untuk
meningkatkan ventilasi.
Sistem Pernapasan - 26


Dari ketiga gas darah (H+, O2 dan CO2), yang dapat
mentrigger chemoreceptor  konsentrasi karbon
dioksida yang normalnya dapat menstimulasi
pernapasan.
Akan tetapi, pada pasien dengan penyakit paru
(emphysema), maka konsentrasi oksigen, bukan
konsentrasi karbon dioksida, yang memainkan peran
penting dalam mengendalikan pernapasan  disebut
hypoxic drive.
 Peningkatan konsentrasi oksigen akan menekan kecepatan
pernapasan.
 Oleh karena itu, diperlukan supplemen konsentrasi oksigen
yang rendah pada pasien tersebut.
Sistem Pernapasan - 27
Sistem Pernapasan - 28