fisiologi sistem respirasi

Oleh: dr. M Faiq SulaifiKuliah Ilmu Dasar KeperawatanProgram S1 Ilmu Keperawatan

STIKES MUHAMMADIYAH LAMONGAN

Fungsi Respirasi

Ventilasi ParuVentilasi paru adalah aliran gas keluar dan masuk

antara atmosfer dan alveoliSeperti air, gas pernapasan juga mengalir dari

tekanan tinggi menuju tekanan rendahMekanisme ini dapat diterangkan melalui

persamaan:F = ∆P/R

1.F: flow (aliran udara)2.∆P: perbedaan tekanan antara atmosfer dan

alveoli3.R: resistensi paru

Ventilasi Paru

Ketika P atmosfir > P alveoli maka udara akan masuk ke dalam paru

Ketika P atmosfir < P alveoli maka udara akan keluar dari paru

Otot-otot Pernapasan

Tekanan Alveolar pada Ventilasi

Tekanan Transpulmonal pada Respirasi

Volume Respirasi

Volume Respirasi

Kapasitas dan Volume Paru

Untuk mengukur kapasitas dan volume paru diperlukan Spirometer

Alat ini terdiri dari drum yang dimasukkan ke dalam bejana berisi air

Drum berisi udara pernapasan

Ketika ditiup maka drum akan naik turun

Proses ini disebut spirometri Hasilnya disebut spirogram

Fungsi Saluran Pernapasan

Gerakan Modifikasi Pernapasan

Membran Respirasi

Lapisan membran respirasi:

1. Fluid and surfactant layer

2. Epitel alveoli3. Membran basal alveoli 4. Interstisial space5. Membran basal kapiler6. Endotel kapiler

Hukum Fick

Menurut Hukum Fick, kecepatan difusi gas melalui suatu membran respirasi tergantung pada luas permukaan membran (A), konstanta difusi (D), selisih tekanan parsial gas di antara kedua sisi membran (P1 – P2) dan ketebalan membran (T)

Gangguan Difusi Gas

Kondisi turunnya kecepatan difusi gas dalam alveoli disebut diffusion limited problems

Difusi O2 dan CO2 dalam Alveoli

Kapasitas Difusi dalam AlveoliPada waktu latihan:1. Kecepatan difusi O2 adalah 65

ml/menit/mmHg2. Kecepatan difusi CO2 adalah

1200-1300 ml/menit/mmHgPeningkatan kecepatan ini

terjadi karena:1. Pembukaan kapiler paru yang

sebelumnya dormant2. Adanya rasio ventilasi/perfusi

Rasio Ventilasi/Perfusi

Idealnya, paru menerima ventilasi udara yang sebanding dengan aliran darah ke paru

Kenyataanya, ventilasi alveoli sekitar 4 L/menit dan aliran darah alveoli sekitar 5L/menit

Sehingga rasio V/Q sekitar 0,8

Rasio Ventilasi/Perfusi

Rasio V/Q akan meningkat di apex paru dan akan menurun jika semakin ke basal paru

Kelainan Rasio V/Q

Pada A, tidak ada ventilasi tetapi ada perfusi, sehingga rasio V/Q = 0

Ini disebut shunt unit Pada B, tidak ada

perfusi tetapi ada ventilasi, sehingga rasio V/Q = ~

Ini disebut dead space unit

Kelainan Rasio V/Q

1. Pulmonary disorders that increase the V/Q ratio include: pulmonary emboli, pneumothorax,etc.

2. Pulmonary disorders that decrease the V/Q ratio include: pneumonia, emphysema, bronchitis, asthma

Transpor Gas

Ada 3 tahap perjalanan gas dalam tubuh:

1.Pertukaran gas di alveoli (alveolar gas exchange)

2.Transpor gas dalam sirkulasi

3.Pertukaran gas di jaringan dan sel (systemic gas exchange)

Tekanan Parsial Gas dalam Sirkulasi

P O2 dari alveoli adalah 104 mmHgP O2 dalam aorta adalah 100 mmHg

Kenapa?Karena 2% PO2 masuk ke sirkulasi bronkialSisanya (98%) masuk ke atrium sinistra

Pertukaran Gas di Alveoli

Transpor Gas di Jaringan

Tekanan Parsial Gas

Gas O2 di Aorta

P O2 dari alveoli adalah 105 mmHg

P O2 dalam aorta adalah 100 mmHg

Kenapa?Karena 2% P O2 masuk ke sirkulasi bronkialSisanya (98%) masuk ke atrium sinistra

Analisa Gas Darah

Transpor O2 dalam Sirkulasi

Kurva Dissosiasi Hb-O2

Kurva Disosiasi Hb-O2

Dari kurva di atas:1.O2 di alveoli dengan saturasi 97% = 19,4

ml/100 ml darah2.O2 di jaringan dengan saturasi 75% =14,4

ml/100 ml darah3.Maka O2 yang dilepas ke jaringan = 19,4 -

14,4 = 5 ml/100 ml darah

Efek Bohr

Faktor-faktor yang dapat menggeser kurva disosiasi ke kanan (Efek Bohr):

kadar H+

kadar CO2

temperatur kadar difosfogliserat (DPG)Maksud “bergeser ke

kanan”: Hb semakin mudah mengikat O2 di alveoli dan semakin mudah melepas O2 ke jaringan.

Difusi O2 ke Jaringan

a. P O2 interstitial= 40 mmHg

b. P O2 intrasel= 23 mmHg Kenapa?1. Karena hanya P O2 1 – 3 mmHg yang

dibutuhkan untuk metabolisme sel2. Sehingga 23 mmHg lebih dari cukup.3. Penggunaan O2 oleh sel secara metabolik

tergantung kepada ADP.

Transpor CO2 dalam Sirkulasi

Transpor CO2 dalam Sirkulasi

Kurva Dissosiasi CO2

Dari kurva di atas:1. Volume CO2 pada P CO2: 45

mmHg (sebelum ke alveoli) = 52 ml/100 ml darah

2. Volume CO2 pada P CO2: 40 mmHg (dari alveoli) = 48 ml/100 ml darah

3. Jumlah CO2 yang dilepaskan ke alveoli = 52 – 48 = 4 ml/100 ml darah

Efek HaldaneProses dissosiasi

CO2 terjadi ketika P O2 = 40 mmHg (di jaringan) dan ketika P O2 = 100 mmHg (di alveoli)

Ini disebut Efek Haldane

Efek HaldaneIkatan Hb-O2 merupakan asam kuat

Memudahkan pelepasan CO2 dari darah ke alveoli melalui 2 cara:

Hb yang asam akan mengurangi afinitas dengan CO2 sehingga mudah lepas ke alveoli

Ion H+ (dari keadaan asam) + HCO3- = H2CO3

= H2O + CO2 (ke alveoli)

Mekanisme Regulasi Respirasi Ada 2 mekanisme pengaturan nafas:1. Nervous mechanisms (pengaturan saraf)2. Chemical mechanisms (pengaturan kimiawi)

Pengaturan SarafAda 3 pusat pengaturan

napas di batang otak:1. Kelompok respirasi

dorsal: t. u inspirasi2. Kelompok respirasi

ventral: t.u ekspirasi3. Pusat pneumotaksik:

untuk pola napas, kecepatan dan dalamnya pernapasan

Pengaturan Saraf

Pengaturan Saraf

Yang mempengaruhi pusat napas di batang otak:

1. Voluntary action2. Emotion3. Temperature4. Batuk5. Bersin6. Kerja fisik karena

adanya mekanosensor di sistem muskuloskeletal

Pengaturan Kimiawi

Selain 3 area di atas, terdapat area tambahan, yaitu?

Area Kemosensitif Pusat

Area ini sensitif terhadap:

1. CO2

2. H+

Area ini tidak sensitif terhadap O2

Pengaturan Kimiawi

Selain kemoreseptor pusat, juga terdapat kemoreseptor perifer yang sensitif terhadap O2 yaitu:

1. Badan aorta2. Badan karotis

Pengaturan Kimiawi

Keseimbangan Asam-Basa

Keseimbangan Asam-Basa

Asidosis : keadaan tubuh kelebihan ion H+

Alkalosis: keadaan tubuh kekurangan ion H+

Dibagi 4 macam:1. Asidosis metabolik2. Asidosis respiratorik3. Alkalosis metabolik4. Alkalosis respiratorik

Klasifikasi Hipoksia

Keadaan kekurangan oksigen pada tubuh, dibagi menjadi:

1.Hypoxemic hypoxia, contoh: hipoventilasi, O2 atmosfer, penyakit-penyakit pernapasan

2.Stagnant hypoxia, contoh: defisiensi sirkulasi, bendungan jantung

3.Anemic hypoxia, contoh: berbagai macam jenis anemia

4.Histotoxic hypoxia, contoh: keracunan sel karena sianida dsb

Penyebab Hipoksia

Jazakumullah Khairan