Sistem Respirasi

1. Anatomi dan Fisiologi Sistem Pernapasan
   1. 1.      Pengertian Pernapasan

 Definisi Pernapasan :

• Pernapasan adalah proses keluar dan masuknya udara ke dalam & keluar paru
• Pernapasan adalah proses ganda, yaitu terjadinya pertukaran gas dalam jaringan atau “pernafasan dalam” dan yang terjadi di dalam paru-paru yaitu “pernapasan luar”

Manusia membutuhkan suply oksigen secara terus-menerus untuk proses respirasi sel, dan membuang kelebihan karbondioksida sebagai limbah beracun produk dari proses tersebut. Pertukaran gas antara oksigen dengan karbondioksida dilakukan agar proses respirasi sel terus berlangsung. Oksigen yang dibutuhkan untuk proses respirasi sel ini berasal dari atmosfer, yang menyediakan kandungan gas oksigen sebanyak 21% dari seluruh gas yang ada. Oksigen masuk kedalam tubuh melalui perantaraan alat pernapasan yang berada di luar. Pada manusia, alveolus yang terdapat di paru-paru berfungsi sebagai permukaan untuk tempat pertukaran gas.
Proses pembakaran zat makanan secara singkat ditunjukan pada bagan berikut:
Zat Makanan(gula) + Oksigen  kabon doiksida + uap air + energi

1. 2.      Fungsi dan Struktur Respirasi

Respirasi adalah pertukaran gas, yaitu oksigen (O²) yang dibutuhkan tubuh untuk metabolisme sel dan karbondioksida (CO²) yang dihasilkan dari metabolisme tersebut dikeluarkan dari tubuh melalui paru.
a. Berdasarkan anatomi:
Saluran nafas bagian atas : rongga hidung, faring dan laring
Saluran nafas bagian bawah; trachea, bronchi, bronchioli dan percabangannya sampai alveoli
b.Berdasar fungsionalnya:
o    Area konduksi: sepanjang saluran nafas berakhir sampai bronchioli terminalis,   tempat    lewatnya udara pernapasan, membersihkan, melembabkan & menyamakan udara dg suhu tubuh hidung, faring, trakhea, bronkus, bronkiolus terminalis.
o    Area fungsional atau respirasi: mulai bronchioli respiratory sampai alveoli, proses pertukaran udara dengan darah.

1. 3.       Anatomi Pernapasan
2. Hidung

  Nares Anterior
Nares anterior adalah saluran – saluran di dalam lubang hidung. Saluran-saluran itu bermuara ke dalam bagian yang dikenal sebagai vestibulum (rongga) Hidung. Vestibulum ini dilapisi epitelium bergaris yang bersambung dengan kulit. Lapisan nares anterior memuat sejumlah kelenjar sebaseus yang ditutupi bulu kasar. Kelenjar-kelenjar itu bermuara ke dalam rongga hidung.
  Rongga Hidung
Rongga hidung dilapisi selaput lendir yang sangat kaya akan pembuluh darah, bersambung dengan lapisan faring dan selaput lendir semua sinus yang mempunyai lubang yang masuk ke dalam rongga hidung. Hidung Berfungsi: penyaring, pelembab, dan penghangat udara yang dihirup. Septum nasi memisahkan kedua cavum nasi. Struktur ini tipis terdiri dari tulang dan tulang rawan, sering membengkok kesatu sisi atau sisi yang lain, dan dilapisi oleh kedua sisinya dengan membran mukosa. Dinding lateral cavum nasi dibentuk oleh sebagian maxilla, palatinus, dan os. Sphenoidale. Tulang lengkung yang halus dan melekat pada dinding lateral dan menonjol ke cavum nasi adalah : conchae superior, media, dan inferior. Tulang-tulang inidilapisi oleh membrane mukosa.
Dasar cavum nasi dibentuk oleh os frontale dan os palatinus sedangkan atap cavum nasi adalah celah sempit yang dibentuk oleh os frontale dan os sphenoidale. Membrana mukosa olfaktorius, pada bagian atap dan bagian cavum nasi yang berdekatan, mengandung sel saraf khusus yang mendeteksi bau. Dari sel-sel ini serat saraf melewati lamina cribriformis os frontale dan kedalam bulbus olfaktorius nervus cranialis I olfaktorius.
Sinus paranasalis adalah ruang dalam tengkorak yang berhubungan melalui lubang kedalam cavum nasi, sinus ini berfungsi : memperingan tulang tengkorak, memproduksi mukosa serosa dan memberikan resonansi suara. Sinus ini juga dilapisi oleh membrana mukosa yang bersambungan dengan cavum nasi. Lubang yang membuka kedalam cavum nasi :
1.         Lubang hidung
2.         Sinus Sphenoidalis, diatas concha superior
3.         Sinus ethmoidalis, oleh beberapa lubang diantara concha superior dan media dan diantara concha media dan inferior
4.         Sinus frontalis, diantara concha media dan superior
5.         Ductus nasolacrimalis, dibawah concha inferior. Pada bagian belakang, cavum nasi membuka  kedalam nasofaring melalui appertura nasalis posterior.

1. Saluran Pernapasan

  Faring
adalah pipa berotot yang berjalan dari dasar tengkorak sampai persambungannya dengan oesopagus pada ketinggian tulang rawan krikoid. Maka letaknya dibelakang hidung (nasofaring) dibelakang mulut (orofaring) dan dibelakang laring (faring-laringeal)
  Laring
                  Laring (tenggorokan) terletak didepan bagian terendah faring yang memisahkannya dari kolumna vertebra. Berjalan dari faring sampai ketinggian vertebrae servikalis dan masuk ke dalam trakea dibawahnya.
Laring terdiri atas kepingan tulang rawan yang diikat bersama oleh ligamen dan membran. Yang terbesar diantaranya ialah tulang rawan tiroid, dan disebelah depannya terdapat benjolan subkutaneas yang dikenal sebagai jakun, yaitu disebelah depan leher. Laring terdiri atas dua lempeng atau lamina yang bersambung di garis tengah. Di tepi atas terdapat lekukan berupa V. Tulang rawan krikoid terletak dibawah tiroid, berbentuk seperti cincin mohor dengan mohor cincinnya disebelah belakang ( ini adalah tulang rawan satu-satunya yang berbentuk lingkaran lengkap). Tulang rawan lainnya ialah kedua tulang rawan aritenoid yang menjulang disebelah belakang krikoid., kanan dan kiri tulang rawan kuneiform, dan tulang rawan kornikulata yang sangat kecil.
            Terkait di puncak tulang rawan tiroid terdapat epiglotis, yang berupa katup tulang rawan dan membantu menutup laring sewaktu menelan. Laring dilapisi jenis selaput lendir yang sama dengan yang di trakea, kecuali pita suara dan bagian epiglotis yang dilapisi sel epitelium berlapis.
            Pita Suara terletak disebelah dalam laring, berjakan dari tulang rawan tiroid di sebelah depan sampai dikedua tulang rawan aritenoid. Dengan gerakan dari tulang rawan aritenoid yang ditimbulkan oleh berbagai otot laringeal, pita suara ditegangkan atau dikendurkan. Dengan demikian lebar sela-sela anatara pita-pita atau rima glotis berubah-ubah sewaktu bernapas dan berbicara.
            Suara dihasilkan karena getaran pita yang disebabkan udara yang melalui glotis. Berbagai otot yang terkait pada laring mengendalikan suara, dan juga menutup lubang atas laring sewaktu menelan.
  Trakea
      
            Trakea atau batang teggorokan kira-kira 9 cm panjangnya. Trakea berjalan dari laring sampai kira-kira ketinggian vertebra torakalis kelima dan ditempat ini bercabanf menjadi dua bronkus (bronki). Trakea tersusun atas 16 sampai 20 lingkaran tak sempurna lengkap berupa cincin tulang rawan yang diikat bersama oleh jaringan fibrosa dan yang melengkapi lingkaran di sebelah belakang trakea; selain itu juga memuat beberapa jaringan otot. Trakea dilapisi selaput lendir yang terdiri atas epitelium bersilia dan sel cangkir. Silia ini bergerak menuju keatas ke arah laring, maka dengan gerakan ini debu dan butir-butir halus lainnya yang turut masuk bersama dengan pernapasan dapat dikeluarkan. Tulang rawan berfungsi mempertahankan agar trakea tetap terbuka; karena itu, disebelah belakngnya tidak bersambung, yyaitu di tempat trakea menempel pada esofagus, yang memisahkannya dari tulang belakang.
            Trakea servikalis yang berjalan melalui leher disilang oleh istmus kelenjar tiroid, yaitu belahan kelenjar yang melingkari sisi-sisi trakea. Trakea torasika berjalan melintasi mediastenum (lihat gambar 5), di belakang sternum, menyentuh arteri inominata dan arkus aorta. Usofagus terletak dibelakang trakea.
         Kedua bronkus
yang terbentuk dari belahan dua trakea pada ketinggian kira-kira vertebra torakalis kelima mempunyai struktur serupa dengan trakea dan dilapisi oleh jenis sel yang sama. Bronkus-bronkus itu berjalan ke bawah dan kesamping ke arah tampak paru-paru. Bronkus kanan lebih pendek dan lebih lebar dari pada yang kiri; sedikit lebih tinggi daripada arteri pulmonalis dan mengeluarkan sebuah cabang yang disebut bronkus lobus atas; cabang kedua timbul setelah cabang utama lewat dibawah arteri, disebut bronkus lobus bawah.(lihat gambar 3)
           Bronkus kiri lebih panjang dan lebih langsing daripada yang kanan, dan berjalan dibawah arteri pulmonalis sebelum dibelah menjadi beberapa cabang yang berjalan ke lobus atas dan bawah.

1. Ronga thoraks

            Batas-Batas yang membentuk rongga di dalam toraks :
  Sternum dan tulang rawan iga-iga di depan,
  Kedua belas ruas tulang punggung beserta cakram antar ruas ( diskus intervertebralis) yang terbuat dari tulang rawan di belakang.
  Iga-Iga beserta otot interkostal disamping
  Diafragma di bawah
  Dasar leher di atas,


Isi ;
Sebelah kanan dan kiri rongga dada terisi penuh oleh paru-paru beserta pembungkus pleuranya. Pleura ini membungkus setiap belah, dan memebentuk batas lateral pada mediastinum
Mediastinum adalah ruang di dalam rongga dada diantara kedua paru-paru. Isinya jantung dan pembuluh-pembuluh dara besar, usofagus, duktus torasika, aorta descendens, vena kava superior, saraf vagus dan frenikus dan sejumlah besar kelenjar limfe.

1. Paru-paru

            Paru-Paru ada dua, merupakan alat pernapasan utama. Paru-paru mengisi rongga dada. Terletak disebelah kanan dan kiri dan tengah dipisahkan oleh jantung beserta pembuluh darah besarnya dan struktur lainnya yang terletak didalam mediastinum . Paru-paru adalah organ yang berbentuk kerucut dengan apeks (puncak) diatas dan muncul sedikit lebih tinggi daripada klavikula di dalam dasar leher. Pangkal paru-paru duduk di atas landai rongga toraks, diatas diafragma. Paru-paru mempunyai permukaan luar yang menyentuh iga-iga, permukaan dalam yang memuat tampak paru-paru, sisi belakang yang menyentuh tulang belakang, dan sisi depan yang menutupi sebagian sisi depan jantung.
  Lobus paru-paru (belahan paru-paru ).
Paru-paru dibagi menjadi beberapa belahan atau lobus oleh fisura. Paru-paru kanan mempunyai tiga lobus dan paru-paru kiri dua lobus. Setiap lobus tersusun atas lobula. Sebuah pipa bronkial kecil masuk ke dalam setiap lobula dan semakin bercabang. Semakin menjadi tipis dan akhirnya berakhir menjadi kantong kecil-kecil, elastis, berpori, dan seperti spons. Di dalam air, paru-paru mengapung karena udara yang ada di dalamnya.
  Bronkus Pulmonaris
            Trakea terbelah mejadi dua bronkus utama. Bronkus ini bercabang lagi sebelum masuk paru-paru (lihat gambar 3). Dalam perjalanannya menjelajahi paru-paru, bronkus-bronkus pulmonaris bercabang dan beranting banyak. Saluran besar yang mempertahankan struktur serupa dengan yang dari trakea mempunyai dinding fibrosa berotot yang mengandung bahan tulang rawan dan dilapisi epitelium bersilia. Makin kecil salurannya, makin berkurang tulang rawannya dan akhirnya tinggal dinding fibrosa berotot dan lapisan bersilia.
Bronkus Terminalis masuk ke dalam saluran yang disebut vestibula. Dan disini membran pelapisnya mulai berubah sifatnya; lapisan epitelium bersilia diganti dengan sel epitelium yang pipih, dan disinilah darah hampir langsung bersentuhan dengan udara – suatu jaringan pembuluh darah kepiler mengitari alveoli dan pertukaran gas pun terjadi.
  Pembuluh Darah dalam Paru-Paru
            Arteri Pulmonalis membawa darah yang sudah tidak mengandung oksigen dari ventrikel kanan jantung ke paru-paru; cabang-cabangnya menyentuh  saluran-saluran bronkial, bercabang dan bercabang lagi sampai menjadi arteriol halus; arteriol itu membelah-belah dan membentuk kapiler dan kapiler itu menyentuh dinding alveoli atau gelembung udara.
Kapiler halus itu hanya dapat memuat sedikit, maka praktis dapat dikatakan sel-sel darah merah membuat baris tunggal. Alirannya bergerak lambat dan dipisahkan dari udara dalam alveoli hanya oleh dua membran yang sangat tipis, maka pertukaran gas berlangsung dengan difusi, yang merupakan fungsi pernapasan.
Kapiler paru-paru bersatu lagi sampai menjadi pembuluh darah lebih besar dan akhirnya dua vena pulminaris meninggalkan setiap paru-paru membawa darah berisi oksigen ke atrium kiri jantung untuk didistribusikan ke seluruh tubuh melalui aorta.
            Pembuluh darah yang dilukis sebagai arteria bronkialis membawa darah berisi oksigen langsung dari aorta toraksika ke paru-paru guna memberi makan dan menghantarkan oksigen ke dalam jaringan paru-paru sendiri. Cabang akhir arteri-arteri ini membentuk pleksus kapiler yang tampak jelas dan terpisah dari yang terbentuk oleh cabang akhir arteri pulmonaris, tetapi beberapa dari kapiler ini akhirnya bersatu dalam vena pulmonaris dan darahnya kemudian dibawa masuk ke dalam vena pulmonaris. Sisa darah itudiantarkan dari setiap paru-paru oleh vena bronkialis dan ada yang dapat mencapai vena kava superior. Maka dengan demikian paru-paru mempunyai persediaan darah ganda.
  Hiilus (Tampuk)Paru-Paru dibentuk struktur berikut:

• Arteri Pulmonalis, yang mengembalikan darah tanpa oksigen ke dalam paru-paru untuk diisi    oksigen
• Vena Pulmonalis yang mengembalikan darah berisi oksigen dari paru – paru ke jantung
• Bronkus yang bercabang dan beranting membentuk pohon bronkial, merupakan jalan udara utama.
• Arteri bronkialis, keluar dari aorta dan menghantarkan darah arteri ke jaringan paru – paru.
• Vena bronkialis, mengembalikan sebagian darah dari paru – paru ke vena kava superior.
• Pebuluh limfe, yang masuk – keluar paru – paru, sangat banyak,
• Persarafan. Paru- paru mendapat pelayanan dari saraf vagus dan saraf simpati.
• Kelenjar limfe . semua pembuluh limfe yang menjelajahi struktur paru – paru dapat menyalurkan ke dalam kelenjar yang ada di tampak paru – paru.
• Pleura. Setiap paru –paru dilapisi membran serosa rangkap dua, yaitu pleura. Pleura viseralis erat melapisi paru – paru, masuk ke dalam fisura, dan dengan demikian memisahkan lobus satu dari yang lain. Membran ini kemudian dilipat kembali di sebelah tampuk paru – paru dan membentuk pleura parietalis, dan melapisi bagian dalam dinding dada. Pleura yang melapisi iga-iga ialah pleura kostalis, bagian yang menutupi diafragma ialah pleura diafragmatika, dan bagian yang terletak di leher ialah pleura servikalis. Pleura ini diperkuat oleh membran yang kuat bernama membran suprapleuralis (fasia Sibson) dan di atas membran ini terletak arteri subklavia.

         
Di antara kedua lapisan pleura itu terdapat sedikit eksudat untuk meminyaki permukaannya dan menghindarkan gesekan antara paru-paru dan dinding dada yang sewaktu bernapas bergerak. Dalam keadaan sehat kedua lapisan itu satu dengan yang lain erat bersentuhan. Ruang atau rongga pleura itu hanyalah ruang yang tidak nyata, tetapi dalam keadaan tidak normal udara atau cairan memisahkan kedua pleura itu dan ruang di antaranya menjadi jelas.

1. 4.      Fisiologi Pernapasan

Fungsi paru – paru ialah pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida.
Pada pernapasan melalui paru-paru atau pernapasan eksterna, oksigen dipungut melalui hidung dan mulut pada waktu bernapas; oksigen masuk melalui trakea dan pipa bronkial ke alveoli, dan dapat berhubungan erat dengan darah di dalam kapiler pulmonaris.
Hanya satu lapis membran, yaitu membran alveoli-kapiler, yang memisahkan oksigen dari darah. Oksigen menembus membran ini dan dipungut oleh hemoglobin sel darah merah dan dibawa ke jantung. Dari sini dipompa di dalam arteri ke semua bagian tubuh. Darah meninggalkan paru – paru pada tekanan oksigen 100 mm Hg dan pada tingkat ini hemoglobinnya 95 persen jenuh oksigen.
Di dalam paru-paru, karbon dioksida, salah satu hasil buangan metabolisme, menembus membran alveoler-kapiler dari kapiler darah ke alveoli dan setelah melalui pipa bronkial dan trakea, dinapaskan keluar melalui hidung dan mulut.
          
Empat proses yang berhubungan dengan pernapasan pulmoner atau pernapasan eksterna :

• Ventilasi pulmoner, atau gerak pernapasan yang menukar udara dalam alveoli dengan udara luar.
• Arus darah melalui paru – paru
• Distribusi arus udara dan arus darah sedemikian sehingga dalam jumlah tepat dapat mencapai semua bagian tubuh
• Difusi gas yang menembusi membran pemisah alveoli dan kapiler. CO2 lebih mudah berdifusi drpd oksigen.

Semua proses ini diatur sedemikian sehingga darah yang meninggalkan paru-paru menerima jumlah tepat CO2 dan O2. Pada waktu gerak badan, lebih banyak darah datang di paru – paru membawa terlalu banyak CO2 dan terlampau sedikit O2; jumlah CO2 itu tidak dapat dikeluarkan, maka konsentrasinya dalam darah arteri bertambah. Hal ini merangsang pusat pernapasan dalam otak unutk memperbesar kecepatan dan dalamnya pernapasan. Penambahan ventilasi ini mngeluarkan CO2 dan memungut lebih banyak O2.
            Pernapasan jaringan atau pernapasan interna. Darah yang telah menjenuhkan hemoglobinnya dengan oksigen (oksihemoglobin) megintari seluruh tubuh dan akhirnya mencapai kapiler, di mana darah bergerak sangat lambat. Sel jaringan memungut oksigen dari hemoglobin untuk memungkinkan oksigen berlangsung, dan darah menerima, sebagai gantinya, yaitu karbon dioksida.
        Perubahan – perubahan berikut terjadi pada komposisi udara dalam alveoli, yang disebabkan pernapasan eksterna dan pernapasan interna atau pernapasan jarigan.
Udara (atmosfer) yang di hirup:
Nitrogen …………………………………………………………… 79 %
Oksigen ……………………………………………………………. 20 %
Karbon dioksida ……………………………………………….. 0-0,4 %
Udara yang masuk alveoli mempunyai suhu dan kelembapan atmosfer
Udara yang diembuskan:
nitrogen…………………………………………………………….. 79 %
Oksigen…………………………………………………………….. 16 %
Karbon dioksida ……………………………………………….. 4-0,4 %

Daya muat udara oleh paru-paru. Besar daya muat udara oleh paru – paru ialah 4.500 ml sampai 5000 ml atau 41/2 sampai 5 literudara. Hanya sebagian kecil dari udara ini, kira-kira 1/10nya atau 500 ml adalah udara pasang surut (tidal air), yaitu yang di hirup masuk dan diembuskan keluar pada pernapasan biasa dengan tenang.
            Kapasitas vital. Volume udara yang dapat di capai masuk dan keluar paru-paru pada penarikan napas paling kuat disebut kapasitas vital paru-paru. Diukurnya dengan alat spirometer. Pada seoranng laki-laki, normal 4-5 liter dan pada seorang perempuan, 3-4 liter. Kapasitas itu berkurang pada penyakit  paru-paru, penyakit jantung (yang menimbulkan kongesti paru-paru) dan kelemahan otot pernapasan.

1. a.      Proses Pernapasan Manusia

Urutan saluran pernapasan adalah sebagai berikut: rongga hidung > faring > trakea > bronkus > paru-paru (bronkiolus dan alveolus).
Proses pernapasan pada manusia dimulai dari hidung. Udara yang diisap pada waktu menarik nafas (inspirasi) biasanya masuk melalui lubang hidung (nares) kiri dan kanan selain melalui mulut. Pada saat masuk, udara disaring oleh bulu hidung yang terdapat di bagian dalam lubang hidung.
Pada waktu menarik napas, otot diafragma berkontraksi. Semula kedudukan diafragma melengkung keatas sekarang menjadi lurus sehingga rongga dada menjadi mengembang. Hal ini disebut pernapasan perut. Bersamaan dengan kontraksi otot diafragma, otot-otot tulang rusuk juga berkontraksi sehingga rongga dada mengembang. Hal ini disebut pernapasan dada.
Akibat mengembangnya rongga dada, maka tekanan dalam rongga dada menjadi berkurang, sehingga udara dari luar masuk melalui hidung selanjutnya melalui saluran pernapasan akhirnya udara masuk ke dalam paru-paru, sehingga paru-paru mengembang.
Setelah melewati rongga hidung, udara masuk ke kerongkongan bagian atas (naro-pharinx) lalu kebawah untuk selanjutnya masuk tenggorokan (larynx).
Setelah melalui tenggorokan, udara masuk ke batang tenggorok atau trachea, dari sana diteruskan ke saluran yang bernama bronchus atau bronkus. Saluran bronkus ini terdiri dari beberapa tingkat percabangan dan akhirnya berhubungan di alveolus di paru-paru.
Udara yang diserap melalui alveoli akan masuk ke dalam kapiler yang selanjutnya dialirkan ke vena pulmonalis atau pembuluh balik paru-paru. Gas oksigen diambil oleh darah. Dari sana darah akan dialirkan ke serambi kiri jantung dan seterusnya.
Selanjutnya udara yang mengandung gas karbon dioksida akan dikeluarkan melalui hidung kembali. Pengeluaran napas disebabkan karena melemasnya otot diafragma dan otot-otot rusuk dan juga dibantu dengan berkontraksinya otot perut. Diafragma menjadi melengkung ke atas, tulang-tulang rusuk turun ke bawah dan bergerak ke arah dalam, akibatnya rongga dada mengecil sehingga tekanan dalam rongga dada naik. Dengan naiknya tekanan dalam rongga dada, maka udara dari dalam paru-paru keluar melewati saluran pernapasan.
Ringkasan jalannya Udara Pernapasan:

1. Udara masuk melalui lubang hidung
2. melewati nasofaring
3. melewati oral farink
4. melewati glotis
5. masuk ke trakea
6. masuk ke percabangan trakea yang disebut bronchus
7. masuk ke percabangan bronchus yang disebut bronchiolus
8. udara berakhir pada ujung bronchus berupa gelembung yang disebut alveolus (jamak: alveoli)

1. b.      Jenis-Jenis Pernapasan Pada Manusia

Jenis-jenis pernapasan pada manusia dibagi menjadi dua jenis. Yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut.
1)      Pernapasan Dada
Pernapasan dada adalah pernapasan yang melibatkan otot antara tulang rusuk. Mekanismenya dapat dibedakan sebagai berikut.

• Fase inspirasi. Fase ini berupa berkontraksinya otot antartulang rusuk sehingga rongga dada membesar, akibatnya tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya oksigen masuk.
• Fase ekspirasi. Fase ini merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot antara tulang rusuk ke posisi semula yang dikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan luar, sehingga udara dalam rongga dada yang kaya karbon dioksida keluar.

Mekanisme inspirasi pernapasan dada sebagai berikut:
Otot antar tulang rusuk (muskulus intercostalis eksternal) berkontraksi –> tulang rusuk terangkat (posisi datar) –> Paru-paru mengembang –> tekanan udara dalam paru-paru menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan udara luar –> udara luar masuk ke paru-paru.
Mekanisme ekspirasi pernapasan dada adalah sebagai berikut:
Otot antar tulang rusuk relaksasi –> tulang rusuk menurun –> paru-paru menyusut –> tekanan udara dalam paru-paru lebih besar dibandingkan dengan tekanan udara luar –> udara keluar dari paru-paru.
2)      Pernapasan Perut
Pernapasan perut adalah pernapasan yang melibatkan otot diafragma. Mekanismenya dapat dibedakan sebagai berikut.
1.         Fase inspirasi. Fase ini berupa berkontraksinya otot diafragma sehingga rongga dada membesar, akibatnya tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya oksigen masuk.
2.         Fase ekspirasi. Fase ini merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot diaframa ke posisi semula yang dikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan luar, sehingga udara dalam rongga dada yang kaya karbon dioksida keluar.
Mekanisme inspirasi pernapasan perut sebagai berikut:
sekat rongga dada (diafraghma) berkontraksi –> posisi dari melengkung menjadi mendatar –> paru-paru mengembang –> tekanan udara dalam paru-paru lebih kecil dibandingkan tekanan udara luar –> udara masuk
Mekanisme ekspirasi pernapasan perut sebagai berikut:
otot diafraghma relaksasi –> posisi dari mendatar kembali melengkung –> paru-paru mengempis –> tekanan udara di paru-paru lebih besas dibandingkan tekanan udara luar –> udara keluar dari paru-paru.

1. c.       Transportasi Gas

Transportasi gas adalah perpindahan gas dari paru ke jaringan dan dari jaringan ke paru  dengan bantuan darah( aliran darah). Masuknya o2 kedalam sel darah yang bergabung dengan hemoglobin yang kemudian membentuk oksihemoglobin debanyak 97% dan sisanya 3% ditransportasikan kejaringan plasma dan sel
Inspirasi
Inspirasi terjadi bila tekanan intrapulmonal(intra alveoli) lebih rendah dari tekanan udara luar. Pada inspirasi biasa tekanan ini berkisar antara -1mmhg sampai -3mmhg . Pada inspirasi dalam, tekanan intra-alveoli mencapai 30mmhg.

Kontraksi otot diafragma dan intrakostalis

Volume thoraks membesar

Tekanan intrapleura menurun

Parunya mengembung

Tekanan intra-alveoli menurun

Udara masuk kedalam paru

Ekspirasi

Berlangsung bila tekanan pulmonal lebih tinggi dari tekanan udara luar, sehingga udara bergerak kelur paru.Meningkatnya tekanan dalam rongga paru terjadi bila volue rongga paru mengecil akibat proses pengucapan yang disebabkan daya elastisitas jaringan paru. Pengucapan paru terjadi bila otot-otot inspirasi mulai berelaksasi. Pada proses ekspirasi biasa tekanan intra-alveoli sekitar +1mmhg sampai +3mmhg

Otot ekspirasi relaksai

Volume thoraks mengecil

Tekana intrapleura meningkat

Volume paru mengecil

Tekanan intra-alveoli meningkat

Udara bergerak keluar paru

1. d.      Pengendalian Pernapasan

Mekanisme pernafasan diatur dan di kendalikan dua faktor utama,
(a). pengendalian oleh saraf, 
(b). Kimiawi. Beberapa faktor tertentu merangsang pusat pernafasan yang terletak di dalam mendula oblongata, dan kalau dirangsang, pusat itu mengeluarkan impuls yang disalurkan saraf spinalis ke otot pernafasan yaitu otot diafragama dan otot interkostalis.

• Pengendalaian oleh saraf

Pusat pernafasan ialah suatu pusat otomatik di dalam medula oblongata yang mengeluarkan impuls eferen ke otot pernapasan. Melalui beberapa radiks saraf servikalis impuls ini di antarrkan ke diafragma oleh saraf frenikus: Dibagian yang lebih rendah pada sumsum belakang ,impulsnya berjalan dari daerah toraks melalui saraf interkostalis untuk merangsang otot interkostalis. Impuls ini menimbulkan kontraksi ritmik pada otot diafragma dan interkostal yang berkecepatan kira-kira lima belas setiap menit.
Impuls aferen yang dirangsang pemekaran gelembung udara diantarkan saraf vagus ke pusat pernapasan di dalam medula.

• Pengendalian secara kimiawi

Faktor kimiawi ini adalah faktor utama dalam pengendalian dan pengaturan frekuensi, kecepatan,& kedalaman gerakan pernapasan. Pusat pernapasan di dalam sumsum sangat peka pada reaksi: kadar alkali daah harus dipertahankan.    Karbon dioksida adalah produksi asam dari metabolisme, dan bahan kimia yang asam ini merangsang pusat pernapasan untuk mengirim keluar impuls saraf yang bekerja atas otot pernapasan.
Kedua pengendalian, baik melalui saraf maupun secara kimiawi, adalah penting. Tanpa salah satunya orang tak dapat bernapas terus. Dalam hal paralisa otot pernapasan ( interkostal dan diafragma) digunakan ventilasi paru-paru atau suatu alat pernapasan buatan yang lainnya untuk melanjutkan pernapasan, sebab dada harus bergerak supaya udara dapat dikeluarmasukkan paru-paru.
Faktor tertentu lainnya menyebabkan penambahan kecepatan dan kedalaman pernapasan. Gerakan badan yang kuat yang memakai banyak oksigen dalam otot untuk memberi energi yang diperlukan dalam pekerjaan akan menimbulkan kenaikan pada jumlah karbon dioksida di dalam darah dan akibatnya pembesan ventilasi paru-paru.
Emosi, rasa sakit,dan takut,misalnya, menyebabkan impuls yang merangsang pusat pernapasan dan menimbulkan penghirupan udara secara kuat-hal yang kita ketahui semua.
Impuls aferen dari kulit mengasilkan efek serupa—bila badan di celup dalam air dingin atau menerima guyuran air dingin, penarikan pernapasan kuat menyusul.
Pengendalian secara sadar atas gerakan pernapasan mungkin, tetapi tidak dapat dijalankan lama karena gerakannya otomatik. Suatu usaha untuk menahan napas dalam waktu lama akan gagal karena pertambahan karbon dioksida yang melebihi normal di dalam darah akan menimbulkan rasa tak enak.

1. e.       Kecepatan Pernapasan

Pada wanita lebih tinggi dari pada pria. Kalau bernapas secara normal, ekspirasi akan menyusul inspirasi, dan kemudian ada istirahat sebentar. Inspirasi-ekspirasi-istirahat. Pada bayi yang sakit urutan ini ada kalanya terbalik dan urutannya menjadi : inspirasi-istirahat-ekspirasi. Hal ini disebut pernapasan terbalik.
    Kecepatan normal setiap menit:
        Bayi baru …………………………………………………… 30-40
        Dua belas bulan ………………………………………….. 30
        Dari dua sampai lima tahun  ………………………… 24
        Orang dewasa…………………………………………….. 10-20

1. f.       Gerakan Pernapasan

Ada dua saat terjadi pernapasan: (a) inspirasi dan (b) ekspirasi.

1. Inspirasi atau menarik napas

adalah proses aktif yang diselengarakan kerja otot. Kontraksi diafragma meluaskan rongga dada dari atas sampai ke bawah, yaitu vertikel. Penaikan iga-iga dan sternum, yang ditimbulkan kontraksi otot interkostalis , meluaskan rongga dada kedua sisi dan dari belakang ke depan. Paru-paru yang bersifat elastis mengembang untuk mengisi ruang yang membesar itu dan udara ditarik masuk ke dalam saluran udara. Otot interkostal eksterna diberi peran sebagai otot tambahan, hanya bila inspirasi menjadi gerak sadar.

1. Ekspirasi,

udara dipaksa keluar oleh pengenduran otot dan karena paru-paru kempis kembali yang disebabkan sifat elastis paru-paru itu. Gerakan ini adalah proses pasif.
Ketika pernapasan sangat kuat, gerakan dada bertambah. Otot leher dan bahu membantu menarik iga-iga dan sternum ke atas. Otot sebelah belakang dan abdomen  juga dibawa bergerak, dan alae nasi (cuping atau sayap hidung) dapat kembang kempis.

1. g.      Kebutuhan Tubuh akan Oksigen

Dalam banyak keadaan, termasuk yang telah disebut, oksigen dapat diatur menurut keperluan . Orang tergantung pada oksigen untuk hidupnya; kalau tidak mendapatkannya selama lebih dari empat menit akan mengakibatkan kerusakan pada otak yang tak dapat diperbaiki dan biasanya pasien meninggal. Keadaan genting timbul bila misalnya sorang anak menudungi kepala dan mukannya  dengan kantung pelastik dan menjadi mati lemas. Tetapi  penyediaan oksigen hanya berkurang, pasien menjadi kacau pikiran—ia menderita anoksia serebralis. Hal ini terjadi pada orang bekerja dalam ruang sempit, tertutup, seperti dalam ruang kapal, di dalam tank, dan ruang ketel uap; oksigenyang ada mereka habiskan dan kalau mereka tidak diberi oksigen untuk pernapasan atau tidak dipindahkan ke udara yang normal, mereka akan meninggal karena anoksemia atau disingkat anoksia.
Bila oksigen di dalam darah tidak mencukupi, warna merahnya hilang dan menjadi kebiru-biruan dan ia disebut menderita sianosis.
Orang yang berusaha bunuh diri dengan memasukkan kepalanya ke dalam oven gas, bukan saja terkena anoksia, tetapi jaga menghirup karbon monoksida yang bersifat racun dan yang segera bergabung dengan hemoglobin sel darah, menyingkirkan isi normal oksigen. Dalam hal ini bibir tidak kebiru-biruan , melainkan merah ceri yang khas. Pengobatan yang diperlukan ialah pengisapan dan pemberian oksigen dalam konsentrasi sampai lima kali jumlah oksigen udara atmosfir atau lima atmosfir.

1. 5.      Gangguan pada Sistem Pernapasan                                                               

Beberapa kelainan dan penyakit pada sistem pernapasan manusia antara lain sebagai
berikut:
  Asma
Asma ditandai dengan kontraksi yang kaku dari bronkiolus yang menyebabkan kesukaran bernapas. Asma biasanya disebabkan oleh hipersensitivas bronkiolus (disebut asma bronkiale) terhadap benda-benda asing di udara. penyebab penyakit ini juga dapat terjadi dikarenakan faktor psikis dan penyakit menurun.
 Tuberkulosis (TBC)
Tuberkulosis merupakan penyakit spesifik yang disebabkan oleh bakteri Mycobacterium tuberculosae. Bakteri ini dapat menyerang semua organ tubuh, tetapi yang paling sering adalah paru-paru dan tulang. Penyakit ini menyebabkan proses difusi oksigen yang terganggu karena adanya bintik-bintik kecil pada dinding alveolus.

Keadaan ini menyebabkan :
1)      Peningkatan kerja sebagian otot pernapasan yang berfungsi untuk pertukaran udara paru-paru
2)      Mengurangi kapasitas vital dan kapasitas pernapasan
3)      Mengurangi luas permukaan membran pernapasan, yang akan meningkatkan ketebalan membran pernapasan sehingga menimbulkan penurunan kapasitas difusi paru-paru
  Faringitis
Faringitis merupakan peradangan pada faring sehingga timbul rasa nyeri pada waktu menelan makanan ataupun kerongkongan terasa kering. Gangguan ini disebabkan oleh infeksi bakteri atau virus dan dapat juga disebabkan terlalu banyak merokok. Bakteri yang biasa menyerang penyakit ini adalah Streptococcus pharyngitis.
 Bronkitis
Penyakit bronkitis karena peradangan pada bronkus (saluran yang membawa udara menuju paru-paru). Penyebabnya bisa karena infeksi kuman, bakteri atau virus. Penyebab lainnya adalah asap rokok, debu, atau polutan udara.
 Pneumonia
Pneumonia adalah peradangan paru-paru dimana alveolus biasanya terinfeksi oleh cairan dan eritrosit berlebihan. Infeksi disebarkan oleh bakteri dari satu alveolus ke alveolus lain hingga dapat meluas ke seluruh lobus bahkan seluruh paru-paru. Umumnya disebabkan oleh bakteri streptokokus (Streptococcus), Diplococcus pneumoniae, dan bakteri Mycoplasma pneumoniae.

  Emfisema Paru-paru
Emfisema disebabkan karena hilangnya elastisitas alveolus. Alveolus sendiri adalah gelembung-gelembung yang terdapat dalam paru-paru. Pada penderita emfisema, volume paru-paru lebih besar dibandingkan dengan orang yang sehat karena karbondioksida yang seharusnya dikeluarkan dari paru-paru terperangkap didalamnya. Asap rokok dan kekurangan enzim alfa-1-antitripsin adalah penyebab kehilangan elastisitas pada paru-paru ini.
  Dipteri
Dipteri merupakan penyakit infeksi yang disebabkan oleh bakteri Corynebacterium diphterial yang dapat menimbulkan penyumbatan pada rongga faring (faringitis) maupun laring (laringitis) oleh lendir yang dihasilkan oleh bakteri tersebut.
  Asfiksi
Asfiksi adalah gangguan dalam pengangkutan oksigen ke jaringan yang disebabkan terganggunya fungsi paru-paru, pembuluh darah, ataupun jaringan tubuh. Misalnya alveolus yang terisi air karena seseorang tenggelam. Gangguan yang lain adalah keracunan karbon monoksida yang disebabkan karena hemoglobin lebih mengikat karbon monoksida sehingga pengangkutan oksigen dalam darah berkurang.
 Kanker Paru-paru
Penyakit ini merupakan pertumbuhan sel kanker yang tidak terkendali di dalam jaringan paru-paru. Kanker ini mempengaruhi pertukaran gas di paru-paru dan menjalar ke seluruh bagian tubuh. Merokok merupakan penyebab utama dari sekitar 90% kasus kanker paru-paru pada pria dan sekitar 70% kasus pada wanita. Semakin banyak rokok yang dihisap, semakin besar resiko untuk menderita kanker paru-paru. Tetapi tidak menutup kemungkinan perokok pasif pun mengalami penyakit ini. Penyebab lain yang memicu penyakit ini adalah penderita menghirup debu asbes, kromium, produk petroleum, dan radiasi ionisasi.

 Daftar Pustaka

Smeltzer S.C dan Bare Brenda G (2002). Buku Ajar Keperawatan Medikal Bedah Brunner & Suddarth(Ed. 8 Vol 2), EGC, Jakarta.
Elyn, C Pearce . 2007.Anatomi dan Fisiologi untuk paramedis.PT.Gramedia,Jakarta
Syaifudin, H. 1997. Anatomi fisiologi untuk siswa Perawat  . Jakarta: EGC. Edisi 2
Syaifudin. 2010. Atlas Berwarna Tiga Bahasa Anatomi Tubuh Manusia. Jakarta : Salemba Medika