fisiologi respirasi

1
FISIOLOGI RESPIRASI
• APA RESPIRASI ITU ?
• MENGAPA RESPIRASI PERLU DIPELAJARI ?
• BAGAIMANA HUBUNGAN RESPIRASI DENGAN PRODUKSI
SEEKOR TERNAK?
Tujuan Respirasi merupakan suatu upaya dalam memasok
kebutuhan oksigen untuk kelancaran proses metabolisme dalam
tubuh
Respirasi :
a. Inspirasi, menghirup O2
b. Ekspirasi, mengeluarkan CO2
Ditinjau secara umum : Respirasi adalah transportasi
oksigen dari udara luar kedalam sel dan transport
carbon dioksida dari dalam sel ke udara luar
Respirasi perlu dipelajari :Hewan mendapatkan energy
dari hasil oksidasi molekul-molekul yang mengandung
karbon (C) dan sangat komplek
(mis,KH,Protein&Lemak).
Untuk keperluan oksidasi tersebut diperlukan O2 dari
sekeliling hewan tsb( dari luar). Sebagai hasil akhir oksidasi
terbentuklah a.l. energy, air, CO2 dsb.
CO2 harus dikeluarkan dari tubuh sehingga untuk
mempertahankan hidupnya, hewan memerlukan suplay O2
2
dan pengeluaran CO2 secara kontinyu. Sehingga jelas bahwa
respirasi ini merupakan suatu proses penyangga dalam
mempertahankan hidup.
Hubungan respirasi dengan produksi ternak : Metabolisme
dikaitkan dengan respirasi.
FUNGSI UTAMA RESPIRASI :
Menyediakan oksigen untuk darah dan mengambil karbon
dioksida dari dalam darah.
Fungsi lainnya (sekunder )adalah : Mengatur keasaman cairan
tubuh (C.ekstrasesuler), membantu pengendalian suhu tubuh,
ekaresi air dan fonasi (pembentukan suara).
Pada hewan berderajat tinggi terdapat 2 macam respirasi :
1. Respirasi Eksternal : Pertukaran gas dalam paru-paru,
dimana darah akan mendapatkan O2 dari udara dan udara
mengapatkan CO2 dari darah,shg darah Venous berubah
menjadi darah arterial.
Pada proses ini terjadi 2 fase :
- Inspirasi
- Expirasi
2. Respirasi Internal :Dikenal dengan nama respirasi seluler.
Pertukaran gas dalam jaringan, dimana darah arterial akan
memberikan O2 pada jaringan dan jaringan memberikan
3
CO2 pada darah, sehingga darah arterial berubah menjadi
darah venous
Tingginya tekanan CO2 dalam jaringan
menyebabkan
lepasnya O2.
Hb + O2
HbO2
HbO2 + CO2
Hb + CO2
Ada 3 tahap respirasi :
Pertukaran gas dalam organ respirasi
EXT
Tranport gas dari/ke paru-paru dan jaringan/sel,
melalui darah
Pertukaran gas antara jaringan dan darah
INT
ORGAN RESPIRASI :
1. Nostril (lubang ) hidung, rongga hidung, sinus, pharink,
larinks, trahea, brochi
semua organ ini sebagai
jalan yang menghubungkan udara luar dengan paru-paru.
2. Paru—paru
3. Thorax
4. Pleura
5. Urat-urat daging respirasi (ternasuk diapragma)
6. Syaraf-syaraf yang berhubungan dengan respirasi
4
FUNGSI DARI MASING-MASING ORGAN RESPIRASI :
Nostril (nares) : Untuk lewatnya udara, terdapat pada
moncong.
Pada kuda merupakan organ penyentuh utama untuk
mengamati benda-benda asing. Moncong tertutup oleh
rambut dan mengandung kelenjar tubular (keringat) dan
sebaseosa. Bagian yang tidak berambut disebut planum
nasale terdapat pada sapi,domba dan babi tidak
mengandung kel.sebaseosa, tetapi mempunyai banyak kel.
Keringat.
Rongga hidung : Bagian dalam diselimuti oleh mukosa dan
terdapat reseptor-reseptor dari syaraf olfactorius yang peka
terhadap gas-gas yang masuk. Bila ada gas/ debu yang
masuk, reseptor akan dirangsang dan terjadi bersin,
sehingga gas asing/ debu tidak masuk. Pemanasan Udara
Sinus : Merupakan rongga yang berisi udara dari tulangtulang cranial tertentu menuju ke rongga hidung. Semua
jenis ternak mempunyai sinus maksiler, frontal,afenoidal
dan palantin dalam tukang. Pada kuda sinus-sinus stenoid
dan palantin membentuk satu sinus yang disebut
sfenopalantin. Pada sapid an domba memiliki sinus
tambahan yaitu sinus lakrimal yang terdapat pada tulang
lakromal.
Pharinks : saluran yang memisahkan antara udara yang
masuk ke larinks dan makanan yang masuk ke oesophagus
5
Larinks (kotak suara) : Merupakan saluran yang terdapat
klep dan terdiri dari urat daging dan tulang rawan, berfungsi
mengatur banyaknya udara yang masuk (ekspirasi) dan
keluar ( inspirasi) dari dan ke paru-paru, mencegah bendabenda asing masuk, dan bersifat esensial untuk
pembentukan bunyi.
Trachea : Pada dindingnya terdapat cin-cin tulang rawan
yang menyebabkan trachea selalu terbuka rongganya.
Bagian dalam dilapisi oleh membrane mukosa yang
mempunyai banyak kelenjar-kelenjar mukosa dan epithel
bersilia. Kel. Mukosa menghasilkan sekreta yang bersamasama dengan silia menghalangi masuknya debu/ bendabenda asing lainnya. Trachea bergerak kearah kaudal
sampai jantung, kenudian terbagi 2 bronchi yang bercabang
makin kecil (bronchiol).
Bronchiol : - B. Intra lobular
- B. Terminal
- B. Respiratorius, bercabang menjadi duktus
alveolar dan berahir di alveolar
Organ respirasi pada burung dan ikan biasanya dilengkapi
dengangelembung/ kantong udara. Fungsinya mengatur
daya apung tubuh agar dapat bergerak naik/turun.
Pengaturan daya apung tubuh ikan dilakukan dengan cara
mensekresikan gas( oksigen) atau mengabsorpsinya kembali
sehingga gelembung udara akan menyusut/ mengembang.
Pada burung selain mengatur daya apung tubuh, kantong
6
udara juga berfungsi memperluas permukaan untuk
pertukaran gas terutama pada saat terbang.
Paru-paru : Terbagi 2, tiap paru menyerupai kerucut yang
dasarnya menempel pada sisi cranial diaphragma dan
apeksnya berada di dalam/dekat torasik.Paru akan
senantiasa mengisi ruangan yang tersedia di dalam rongga
dada baik pada saat ekspirasi maupun inspirasi. Pada sapi,
domba dan babi, paru sebelah kiri terbagi menjadi lobus
cranial (apical), tengah (kardiak) dan kaudal (diaphragma).
Gb. Paru-paru pada berbagai jenis hewan.
Toraks : Dibatasi pada sebelah cranial oleh pasangan rusuk
pertama, vertebra torasik pertana dan bagian cranial dari
sternum. Sebelah ventrak oleh sternum dan sebelah kaudal
okeh diaphragm.
Pleura : Terdiri dari dua kantung serosa yang lengkap.
Pertautan antara dua kantung didekat garis tengah toraks
membentuk suatu lapis ganda dari pleura yang disebut
mediastinum.
Pleura yang melapisi toraks disebut pleura parietal
Pleura yang menutupi paru disebut pleura visceral. Tiga
bagian pleura (parietal, visceral dan mediastinal) dilapisi
oleh lapisan epitel skuamosa sederhana yang disebut
mesotelium.
7
MEKANISME RESPIRASI :
1. INSPIRASI :
Paru-paru mengembang
Tulang rusuk terangkat ke atas
Diaphragma tertekan ke bawah
Rongga toraks mengembang/membesar
masuk
Otot yang bekerja :
- Otot diaphragma
- Otot Intercostal eksterna
- Otot Scaleni
- Otot Sternocleido mastoiedea
- Elevator scapula
- Otot Serrati anterior
- Otot Erectus
2. EKSPIRASI :
Otot di atas relaksasi
Otot abdominal kontraksi
Otot intercostals kontraksi
Otot serrati posterior kontraksi
Paru-paru mengecil
udara keluar
elastis
kembali pada posisi semula
Ekspirasi aktif : batuk, muntah, mengedan
udara
daya
8
JENIS-JENIS PERNAPASAN :
• Pernapasan Torakal : Pernapasan melalui dada
• Pernapasan Abdominal : Pernapasan melalui perut akibat
adanya diaphragma
• EUPNEA : Pernapasan normal dalam keadaan tenang
• DYSPNEA : Pernapasan yang sulit, sesak napas
• APNEA : Pernapasan berhenti/ tidak bernapas
• HYPERNEA : Pernapasan frekwensi tinggi/ dalam
• POLYPNEA : Pernapasan cepat tapi dangkal (panting).
KONTROL PERNAPASAN/PENGATURAN RESPIRASI
Pada dasarnya dimaksudkan untuk menjaga keseimbangan kadar
O2 dan CO2 dalam tubuh. Hal ini penting karena kekurangan 02
maupun kelebihan C02 dalam darah/cairan tubuh akan
mengganngu proses fisiologis secara keseluruhan.
System Syaraf pusat
Kandungan kimiawi udara respirasi
9
EFEKTOR
EFEREN
KEMORESEPTOR
(DI MEDULA)
SARAF
pC02 TINGGI
OTOT DADA
JANTUNG
PEMB. DARAH
LAJU
VENTILASI
MNINGKAT
FREK.
DENYUT
JANTUNG
MNINGKAT
VASODILATASI
pC02 normal
kembali
pC02 turun
PEMBUANGAN C02 YANG
CPT DARI
PARU2
PENGANGKU
TAN C02
YANG CPT
DARI PARU2
(DITEMPAT
TJADINYA
AKUMULASI C02)
PEMBUANGAN
C02 YANG CPT
DARI TMPT
AKUMULASI
Gambar pengendalian kadar/tekanan C02 dalam darah
(Boyle et al, 1980)
10
REFLEX PADA PERNAPASAN
TYPE
RECEPTOR
Herring
Regangan
Breuer
alveoli (stretch)
(HB)
(expr)
HB (insp) Rapidly
Adapting
Gessel
Rapidly
Adapting
Sinus
Baroceptor
Caroticus
Batuk
Larynx,
tracheabroncial
Bersin
Syaraf
EFEK PADA EFEK PADA
N.INSPIRASI N.EKSPIRASI
Vagus
Vagus
Vagus
Glossopharingeus
Vagus,
Glsph. Snp
Mucosa hidung Trigeminal
olfactory
Excitatory R.A.
Vagus
insp.
chemoceptor
+
-
-
-
+
-
-
-
1) +
2) -
1) 2) +
1) +
2) -
1) 2) +
+
+
11
PENGATURAN KIMIAWI :
1. Perubahan komposisi kimia (CO2) darah arteri
Medulla Oblongata
2. Ada Respiratori Chemo Refleks dari : Carotid & Aortic Body
terhadap H+, darah, neuron/ sel-sel pusat respirasi
Perubahan kimia darah terutama :
• P.CO2 >>
• P. O2 <<
• pH ,,
Pengaturan lain :
- Gerakan-gerakan persendian
- Temperatur tubuh
PERTUKARAN GAS
Yang perlu diperhatikan :
• Prinsip dasar pertukaran gas ( a.l.hukum Dalton, hukum
Boyle)
• DIfusi gas: Pergerakan pasif dari molekul konsentrasi tinggi
ke daerah konsentrasi rendah
Pertukaran gas (O2 & CO2) di paru-paru :
1. Difusi molekul di rongga satuan pernapasan terminal
Perpindahan gas di saluran udara trachebroncial
Alveolar Duct
lambat
fase difusi gas
12
2. Difusi O2 & CO2 melalui batas udara- darah:
Difusi melalui membrane
perbedaan konsentrasi gas
alveol dengan konsentrasi darah vena kapiler pulmonal
Reaksi cepat
3. Difusi disertai reaksi kimia dalam plasma dan sel darah
merah.
Difusi gas fase darah :
O2
masuk plasma
perbedaan konsentrasi
O2 plasma dan Hb
pergerakan dari plasna melewati
membrane sel darah merah dan bergabung dengan Hb.
(Lihat Gambar A)
Transpor gas dalam darah
02 : 98-98,5%
Hb
Hb0
Hb04
Hb06
1,5 -2 %
Eritrosit
+
+
+
+
02
02
02
02
Hb02
Hb04
Hb06
Hb08
berada dalam Plasma
13
Komposisi Gas pada Pernafasan
GAS
% dari volume
Nitrogen (N2)
78
O2
20
C02
0,03
Lain-lain
-
Komposisi Gas pada Inspirasi dan Ekspirasi
O2
C02
N2
Inspirasi (%)
20,94
0,04
79,02
Expirasi (%)
16,30
4,50
79,20
Alveolar (%)
14,00
5,60
80,20
Pernafasan
02 diabs > C02 keluar :
Diimbangi N2
02 tidak semua C02
dan begantung jenis pakan
14
Karbohidrat : RQ = 1
Lemak
: RQ = 0,7
Vol C 0 2 yang dikeluarka n per wkt tertentu
RQ =
Vol 0 2 yang diabsorpsi per wkt tertentu
Faktor yang mempengaruhi RQ pada wkt kerja :
1. Cardiac Output bertambah, kapiler di alveol bertambah
2. Konsentrasi 02/C02 darah
KEBUTUHAN OKSIGEN
HEWAN
Kucing
Tikus
Sapi
Anjing
Kelinci
Kambing/Domba
Kuda
BOBOT TUBUH
(Kg)
KONSUMSI 02
(mL/g BB/jam)
3
0,2
300
20
2,2
47
700
0,446
0,872
0,124
0,360
0,466
0,250
0,106
15
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KONSUMSI O2
UKURAN TUBUH : MAKIN KECIL UKURAN TUBUH
MAKA KONSUMSI 02 RELATIF MENINGKAT,
METABOLISME JUGA MENINGKAT
AKTIFITAS : AKTIVITAS MENINGKAT MAKA
KONSUMSI 02 MENINGKAT
SUHU LINGKUNGAN : SUHU LING TINGGI MAKA
KONSUMSI 02 MENINGKAT
SEX : JANTAN > BETINA
FAKTOR LAIN : NUTRISI
HORMONAL
RAS, DLL
RITME PERNAFASAN
Diukur dengan Pneumograph : tube berbentuk spt
Accordion
Teknik pengekurun :
- Dililitkan pada Dada (thorax)
- Dada (thorax) mengembang
Pneumograph
mengembang
- Respirasi dihitung
Respirasi = Inspirasi + Expirasi
16
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI RITME PERNAFASAN
BODY SIZE
UMUR
GARAKAN/AKTIFITAS
POSISI TUBUH
SUHU TUBUH/LINGKUNGAN
BUNTING
VOLUME RUMEN DAN LAMBUNG
SEX
FREKUENSI PERNAFASAN BEBERAP SPESIES
HEWAN
SPESIES
JUMLAH RESPIRASI/MENIT
MANUSIA
12 – 20
KUDA
SAPI JANTAN
SAPI BETINA
DOMBA/KAMBING
BABI
ANJING
8 – 16
10 – 30
18 – 28
12 – 20
8 -18
10 – 30
KUCING
UNGGAS
KELINCI
20 – 30
15 – 30
39
TIKUS
74
17
VOLUME DAN KAPASITAS PARU-PARU
DAPAT DIUKUR MELALUI : VOLUME, FREKUENSI,
DAN PERUBAHAN-PERUBAHAN YG TERJADI
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI :
a. Posisi : - Telentang : Berkurang
- Berdiri
: Bertambah
b. Umur : - Lahir sampai Dewasa : meningkat
- Tua
: Menurun
c. Penyakit : TBC dan Pneumonia : meningkat
d. Kerja Fisik : - Berat : meningkat
- Ringan : menurun
e. Kondisi darah : - Hb rendah : meningkat
Istilah :
a. Volume Tidal (TV) = volume udara yang dihirup
atau dihembuskan selama respirasi yang normal.
Volume ini meningkat ketika hewan terkejut dan
sedang aktif
b. Volume cadangan inspirasi (IRV) = jumlah udara
yang dpt dihirup di atas dan di bawah volume yang
normal dalam pernafasan yang tenang
c. Volume cadangan ekspirasi (ERV) = jumlah
udara maksimum yang dapat dihembuskan setelah
suatu pernafasan normal
18
d. Volume residual (RV) = jumlah udara yang
tertinggal di dalam paru-paru setelah ekspirasi
maksimal
e. Kapasitas paru total (TLC) = jumlah udara yang
terdapat di dalam paru pada akhir inspirasi
maksimal
TLC = IRV + TV + ERV + RV
f. Kapasital Vital (VC) = jumlah udara maksimal
yang dapat dihembuskan setelah suatu inspirasi
maksimal
VC = IRC + TV + ERV
g. Kapasita residula fungsional (FRC) = jumlah
udara yang tertinggal di dalam paru setelah
ekspirasi normal
FRC = ERC + RV
h. Kapasitas Inspirasi (IC) = jumlah udara maksimal
yang dapat dihirup setelah ekspirasi normal
IC = IRV + TV
PENYAKIT-PENYAKIT PERNAFASAN
PLEURITIS = RADANG PLEURA
PNEUMONITIS = PARU-PARU BASAH ATAU
RADANG PARU, DIMANA SEL-SEL DISEKITAR
PARU-PARU MENYERAP AKTIF AIR
BRONCHITIS = INFEKSI DI BRONCHUS, TERDAPAT
PERADANGAN ATAU NANAH
19
ASMA = SISTEM ADRENALIN TIDAK BETUL
(MISALNYA ADA SHOK), JIKA TIDAK DAPAT
DITANGGULANGI
MAKA
AKAN
TERJADI
KEKAKUAN.
ASMA
MENURUN
KARENA
ADENALIN MENURUN.
20
PERTUKARAN GAS
RESPRASI INTERNAL
C02
02
C02 + H20
H2C03
HC03-
H+ + HC03
C02 + Hb02
H+ + Hb02
C02 + H20
c.a.
c.a.
HbC02- + 02
HHb + 02
H2C02 + H+ + HC03
ClK+
RESPIRASI EKSTERNAL
HC03K+
Na+
Cl
-
02 + HbC0202 + HHb
Hb02- + C02
Hb02 + H+
HC03- + H20
H2C03 + H20 + C02
H+ + HC02-
H2C03
H20 + C02
02
C02
C02
ClNa+
21
Gambar. Organ Respirasi pada Mamalia
22
Gambar. Organ Respirasi pada Unggas
Gambar. Organ Respirasi pada Nematoda dan Ikan
23