transport gas pernafasan

A. Ventilasi, Difusi, transportasi, perfusi

Ventilasi paru
Ventilasi merupakan proses untuk menggerakan gas ke dalam dan keluar paru-
paru.Ventilasi membutuhkan koordinasi otot paru dan thoraks yang elastis dan
pernapasan yang utuh. Otot pernapasan inspirasi utama adalah diafragma. Diafragma
dipersarafi oleh saraf frenik yang keluar dari medulla spinalis pada vertebra servical
keempat.
Perpindahan O2 di atmosfer ke alveoli,dari alveoli CO2 kembali ke atmosfer. Faktor
yang mempengaruhi proses oksigenasi dalam sel adalah :
a. Tekanan O2 atmosfer
b. Jalan nafas
c. daya kembang toraks dan paru)
d. Pusat nafas (Medula oblongata) yaitu kemampuan untuk meransang CO2 dalam
darah

Difusi gas
Difusi merupakan gerakan molekul dari suatu daerah dengan konsentrasi yang lebih
tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah.Difusi gas pernapasan terjadi di membran
kapiler alveolar dan kecepatan difusi dapat dipengaruhi oleh ketebalan membran
Peningkatan ketebalan membrane merintangi proses kecepatan difusi karena hal
tersebut membuat gas memerlukan waktu lebih lama untuk melewati membrane
tersebut. Klien yang mengalami edema pulmonar, atau efusi pulmonar Membrane memiliki ketebalan membrane alveolar kapiler yang meningkat akan mengakibatkan
proses difusi yang lambat, pertukaran gas pernapasan yang lambat dan menganggu
proses pengiriman oksigen ke jaringan.
Daerah permukaan membran dapat mengalami perubahan sebagai akibat suatu
penyakit kronik, penyakit akut, atau proses pembedahan. Apabila alveoli yang
berfungsi lebih sedikit maka darah permukaan menjadi berkurang
O2 alveoli berpindah ke kapiler paru, CO2 kapiler paru berpindah ke alveoli.
Faktor yang mempengaruhi difusi :
 Luas permukaan paru
 Tebal membrane respirasi
 Jumlah eryth/kadar Hb
 Perbedaan tekanan dan konsentrasi gas
 Waktu difusi
 Afinitas gas

Transportasi gas
Gas pernapasan mengalami pertukaran di alveoli dan kapiler jaringan tubuh. Oksigen
ditransfer dari paru- paru alveoli dan kapiler jaringan tubuh. Oksigen ditransfer dari
paru- paru ke darah dan karbon dioksida ditransfer dari darah ke alveoli untuk
dikeluarkan sebagai produk sampah. Pada tingkat jarinagn, oksigen ditransfer dari
darah ke jaringan, dan karbon dioksida ditransfer dari jaringan ke darah untuk kembali
ke alveoli dan dikeluarkan.Transfer ini bergantung pada proses difusi.

Transpor O2 :
Sistem transportasi oksigen terdiri dari system paru dan sitem kardiovaskular. Proses
pengantaran ini tergantung pada jumlah oksigen yang masuk ke paru-paru (ventilasi),
aliran darah ke paru-paru dan jaringan (perfusi), kecepatan divusi dan kapasitas
membawa oksigen. Kapasitas darah untuk membawa oksigen dipengaruhi oleh jumlah
oksigen yang larut dalam plasma, jumlah hemoglobin dan kecenderungan hemoglobin
untuk berikatan dengan oksigen (Ahrens, 1990).
Jumlah oksigen yang larut dalam plasma relatif kecil, yakni hanya sekitar 3%.
Sebagian besar oksigen ditransportasi oleh hemoglobin. Hemoglobin berfungsi
sebagai pembawa oksigen dan karbon dioksida. Molekul hemoglobin dicampur
dengan oksigen untuk membentuk oksi hemoglobin. Pembentukan oksi hemoglobin
dengan mudah berbalik (revesibel), sehingga memungkinkan hemoglobin dan oksigen
berpisah, membuat oksigen menjadi bebas.Sehingga oksigen ini bias masuk ke dalam
jaringan.
Transpor CO2
Karbon dioksida berdifusi ke dalam sel-sel darah merah dan dengan cepat di hidrasi
menjadi asam karbonat(H2 CO3 ) akibat adanya anhidrasi karbonat. Asam karbonat
kemudian berpisah menjadi ion hydrogen(H+ )dan ion bikarbonat (HCO3- )
berdifusi dalam plasma. Selain itu beberapa karbon dioksida yang ada dalam sel darah
merah bereaksi dengan kelompok asam amino membentuk senyawa karbamino.
Reaksi ini dapat bereaksi dengan cepat tanpa adanya enzim. Hemoglobin yang
berkurang (deoksihemoglobin) dapat bersenyawa dengan karbon dioksida dengan
lebih midah daripada oksi hemoglobin. Dengan demikian darah vena mentrasportasi
sebagian besar karbon doiksida.

perfusi
Perfusi pulmonal adalah aliran darah aktual melalui sirkulasi pulmonal
O2 diangkut dlm darah;
(oksi Hb) / Oksihaemoglobin (98,5%)dalam eritrosit bergabung dgn Hb
dalam plasma sbg O2 yg larut dlm plasma (1,5%)

CO2 dlm darah ditrasport sbg bikarbonat
Dalam eritosit sbg natrium bikarbonat
Dalam plasma sbg kalium bikarbonat
Dalam larutan bergabung dengan Hb dan protein plasma
C02 larut dalam plasma5 – 7 %
HbNHCO3 Carbamoni Hb (carbamate) 15 – 20 %
Hb + CO2 HbC0
bikarbonat60 – 80% HCO3
CO2 + H2O H2CO3 - H+ + CO3-

B. Pengukuran volume paru

Fungsi paru, yg mencerminkan mekanisme ventilasi disebut volume paru dan kapasitas paru

Volume paru dibagi menjadi :
volume tidal (TV) volume udara yang dihirup dan dihembuskan setiap kali bernafas.
Volume cadangan inspirasi (IRV) , volume udara maksimal yg dapat dihirup setelah inhalasi normal
Volume Cadangan Ekspirasi (ERV), volume udara maksimal yang dapat dihembuskan dengan kuat setelah exhalasi normal
Volume residual (RV) volume udara yg tersisa dalam paru-paru setelah ekhalasi maksimal

Kapasitas Paru
Kapasitas vital (VC), volume udara maksimal dari poin inspirasi maksimal
Kapasitas inspirasi (IC) Volume udara maksimal yg dihirup setelah ekspirasi normal
Kapasitas residual fungsiunal (FRC), volume udara yang tersisa dalam paru-paru setelah ekspirasi normal
Kapasitas total paru (TLC) volume udara dalam paru setelah inspirasi maksimal

Typical Values (young adult male of average size)
TV = 0.5-0.6 L (liters)
IRV = 3.0 L
ERV = 1.3 L
RV = 1.2 L

VC = 4.8 L ( 5 Liters) VC = TV + IRV + ERV
TLC = 6.0 L TLC = VC + RV
= TV + IRV + ERV + RV
FRC = 2.5 L FRC = RV + ERV
IC = 3.5 L  IC = TV + IRV

peran otot pernafasan

Otot-otot yang membantu dalam respirasi:
Inspirasi:
Utama: Diafragma & intercostalis eksterna
Tambahan: sternocleidomastoideus, scalenus
Ekspirasi: intercostalis interna & otot abdominalis (rectus transversus &
obliqus).

Mekanisme Bernafas
Inspirasi dan ekspirasi terjadi karena adanya kontraksi dan relaksasi otot-otot pernafasan
Selama inspirasi tenang, difragma dan m. interkonta ekterna berkontraksi dan volume thorax meningkat
Selam ekspirasi tenang. Otot-otot tersebut relaksasi dan recoil elastis paru-paru dan thorak yang menyebabkan penurunan volume thorax
Kekuatan inspirasi dan ekspirasi dibantu oleh kontraksi otot pernafasan asesoris

Mekanisme pernapasan diatur dan dikendalikan oleh dua faktor utama. (a) kimiawi, dan (b) pengendalian oleh saraf. Beberapa faktor tertentu merangsang pusat pernapasan yang terletak di dalam medula oblongata. Dan kalau dirangsang maka pusat itu mengeluarkan impuls yang disalurkan oleh saraf spinalis ke otot pernapasan- yaitu otot diafragma dan otot interkostalis.
Pengendalian oleh saraf. Pusat pernapasan ialah suatu pusat otomatik di dalam medula oblongata yang mengeluarkan impuls eferen ke otot pernapasan. Melalui beberapa radix saraf servikalis impuls ini diantarkan ke diafragma oleh saraf frenikus: dan di bagian yang lebih rendah pada sumsum belakang, impulsnya berjalan dari daerah torax melalui saraf interkostalis untuk merangsang otot interkostalis. Impuls ini menimbulkan kontraksi ritmik pada otot diafragma dan interkostal yang kecepatan kira-kira lima belas kali setiap menit.
Impuls aferen yang dirangsang oleh pemekaran gelembung udara, diantarkan oleh
saraf vagus ke pusat pernapasan di dalam medula.
Pengendalian secara kimiawi
Faktor kimiawi ini ialah faktor utama dalam pengendalian dan pengaturan frekuensi, kecepatan dan dalamnya gerakan pernapasan. Pusat pernapasan di dalam sumsum sangat peka pada reaksi : kadar alkali darah harus dipertahankan. Karbondioksida adalah produk asam dari metabolisme, dan bahan kimia yang asam ini merangsang pusat pernapasan untuk mengirim keluar impuls saraf yang bekerja atas otot pernapasan.
Kedua, pengendalian, melalui saraf dan secara kimiawi adalah penting. Tanpa salah satunya orang tak dapat bernafas terus. Dalam hal paralisa otot pernapasan (interkostal, dan diafragma), digunakan ventilasi paru-paru atau suatu alat pernapasan buatan lainnya untuk melanjutkan pernapasan, sebab dada harus bergerak supaya udara dapat dikeluarmasukkan paru-paru.

Inspirasi atau menarik nafas adalah proses aktif yang diselenggarakan oleh kerja otot. Kontraksi diafragma meluaskan rongga dada dari atas sampai bawah, yaitu vertikal. Penaikan iga-iga dan sternum yang ditimbulkan oleh kontraksi otot interkostalis, meluaskan rongga dada ke dua sisi dan dari belakang ke depan. Paru-paru yang bersifat elastik 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.
Pada ekspirasi, udara dipaksa keluar oleh pengendoran otot dan karena paru-paru kempes kembali, disebabkan sifat elastik 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.

mekanisme pernapasan inspirasi dan ekspirasi

Pernapasan adalah suatu proses yang terjadi secara otomatis walau dalam keadaan tertidur sekalipun karma sistem pernapasan dipengaruhi oleh susunan saraf otonom.
Menurut tempat terjadinya pertukaran gas maka pernapasan dapat dibedakan atas 2 jenis, yaitu pernapasan luar dan pernapasan dalam.
Pernapasan luar adalah pertukaran udara yang terjadi antara udara dalam alveolus dengan darah dalam kapiler, sedangkan pernapasan dalam adalah pernapasan yang terjadi antara darah dalam kapiler dengan sel-sel tubuh.
Masuk keluarnya udara dalam paru-paru dipengaruhi oleh perbedaan tekanan udara dalam rongga dada dengan tekanan udara di luar tubuh. Jika tekanan di luar rongga dada lebih besar maka udara akan masuk. Sebaliknya, apabila tekanan dalam rongga dada lebih besar maka udara akan keluar.
Sehubungan dengan organ yang terlibat dalam pemasukkan udara (inspirasi) dan pengeluaran udara (ekspirasi) maka mekanisme pernapasan dibedakan atas dua macam, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut. Pernapasan dada dan perut terjadi secara bersamaan.
a. Pernapasan Dada

Pernapasan dada adalah pernapasan yang melibatkan otot antartulang rusuk. Mekanismenya dapat dibedakan sebagai berikut.
1. 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.
2. 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.

Gambar 1
Mekanisme inspirasi dan ekspirasi pada manusia
b. Pernapasan Perut

Pernapasan perut merupakan pernapasan yang mekanismenya melibatkan aktifitas otot-otot diafragma yang membatasi rongga perut dan rongga dada.
Mekanisme pernapasan perut dapat dibedakan menjadi dua tahap yakni sebagai berikut.
1. Fase Inspirasi. Pada fase ini otot diafragma berkontraksi sehingga diafragma mendatar, akibatnya rongga dada membesar dan tekanan menjadi kecil sehingga udara luar masuk.
2. Fase Ekspirasi. Fase ekspirasi merupakan fase berelaksasinya otot diafragma (kembali ke posisi semula, mengembang) sehingga rongga dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar, akibatnya udara keluar dari paru-paru.