ANATOMY and PHYSIOLOGY

of RESPIRATORY

System

General Functions

1. Circulations cellular of gas O2 & CO2

2. The Compressions abdominal for eliminations urine, faeces & labour

3. Coughing & sneezing process

4. Vocalization & resonance product

Udara masuk ke dalam sistem pernapasan dengan melalui proses filtrasi, penghangatan dan pelembabanPenyaringan dilakukan oleh rambut dan silia di rongga hidung serta silia di trakheaUdara dihangatkan oleh pembuluh darah dan dilembabkan oleh permukaan saluran napas yang selalu basah

ANATOMY StructureBerdasarkan letaknya : Saluran Nafas Atas: Hidung, Faring, laring Saluran Nafas Bawah: Trakea, Bronkus, Bronkiolus dan Alveolus

Berdasarkan Cara Kerja : Conducting portions: atmosphere …to alveolus.

Struktur yg menyalurkan udara inspirasi menuju Alveolus di paru dan membawa udara ekspirasi dari paru ke atmosfir. Disebut “Dead Space” karena tidak terjadi pertukaran gas. (hidung– faring–laring–trakhea–bronkus-bronchiolus terminal)

Respirations portions: circulations gas in “alveolus” sebagai unit fungsional paru dan merupakan tempat pertukaran gas

Struktur berongga yg Berhubungan dengan dunia luar terpisah sekat antara kiri-kanan

Proses Filtrasi, Penghangatan, Pelembaban Penerimaan sensasi bau bag. Medial rongga hidung

epithellium olfactory Rongga Hidung : Ruang resonansi pembentukan

suara fonetik Anterior Nares (cuping hidung), Posterior

Nasofaring melalui nares posterior. Permukaannya dilapisi oleh kulit yg memilliki kelenjar

sebasea, kelenjar keringat, folikel rambut yg kaku & besar.

HIDUNG/Nasal/NASO

HIDUNG/Nasal/NASO Merupakan organ pertama tempat keluar masuknya udara Mempunyai 2 lubang (kavum nasi) yang dipisahkan oleh sekat

hidung (septum nasi) Di dalam lubang hidung terdapat bulu-bulu yang berfungsi

untuk menyaring udara, debu dan kotoran yang masuk melalui hidung

Dasar rongga hidung adalah sinus paranasalis (sinus maksilaris, sinus frontalis, sinus sfenoidalis, sinus etmoidalis)

Lapisan mukosa/permukaan dalam lubang hidung mempunyai serabut saraf atau reseptor penciuman (nervus olfaktorius)

Di bagian dalam hidung terdapat lubang yang me’hubungkan hidung dgn telinga tengah, laring dan faring (disebut : tuba auditiva eustachi)

HIDUNG/Nasal/NASO Struktur Hidung :

- lapisan luar dinding yang terdiri dari kulit- lapisan tengah terdiri dari otot dan tulang rawan- lapisan dalam terdiri dari selaput lendir yang berlipat-lipat (disebut : karang hidung/konka nasalis) di bagian bawah (konka nasalis inferior); di bagian tengah (konka nasalis media); di bagian atas (konka nasalis superior).

Fungsi Hidung :- Sebagai tempat masuknya udara (O2 dan CO2)- Sebagai filter/penyaring udara - Sebagai penghangat udara - Sebagai Barier atau penahan masuknya mikroorganisme ke dalam paru-paru (lendir hidung mengandung leukosit yang dapat membunuh kuman)

Nasal

Merupakan tempat persimpangan antara udara dengan makanan (istmus fausium)Terdapat di bawah dasar tengkorak, di belakang rongga hidung dan mulut sebelah depan ruas tulang leher.Di bawah faring terdapat laring dan epiglotis, disamping epiglotis terdapat 2 buah tonsil kiri dan kanan.Bagian-bagian faring :

1. Bagian sebelah atas yang sama tingginya dengan koana (lubang hidung) disebut nasofaring

2. Bagian tengah yang sama tingginya dengan istmus fausium (tempat persimpangan udara dengan makanan) disebut orofaring

3. Bagian paling bawah disebut laringofaring → Pernafasan bag.depan/laring, pencernaan bag.belakang/oesafagus

Larynx

Merupakan tabung pendek yang disusun oleh jaringan kartilago (tulang rawan) → Letak : C4 – C6

Tersusun dari 9 (6 kartilago kecil & 3 kartilago besar).

Jenis tulang kartilago pada laring antara lain (1 K’tiroid, 2 K’aritenoid, 1 K’krikoid, 1 K’epiglotis, K’Kornikulate, K’Kurneiform)

Semua bagian laring dilapisi selaput lendir kecuali pita suara dan epiglotis.

Pita suara terdiri dari 2 bagian yaitu bagian atas/ventrikularis (pita suara palsu) dan bagian bawah/vokalis (pita suara sejati)

Larynx

Memiliki katup yg berguna saat menelan dan batuk

Saat menelan: katup menutup cegah terjadi aspirasi ke dalam trakheobronchial.

Saat batuk pita suara tertutup tekanan batang trakcheobronchial tinggi.

Pita suara untuk vokalisasi

Larynx

Trachea Saluran rigid panjang 11-12 cm,

diameter 2,5 cm Tulang rawan berbentuk C

sebanyak 16-20 Bagian belakang terbuka menyatu

dg oesafagus melalui membran fibroelastik & otot polos.

Karina : Tempat cabang Trachea menjadi bronchus kanan & kiri

Pseudostratified ciliated columnar epithelium memiliki sel goblet fungsi: sekresi mucus.

Cilia yg berfungsi memicu refleks batuk

Bronchus kanan: lebih pendek & memiliki lumen besar, terdiri dari lobus atas, tengah & bawah. Bronchus kiri: terdiri dari lobus atas & bawah.Bronchus bercabang menjadi bronchiolus untuk mensuplai segmen bronchopulmoner.Setiap segmen bronchus memiliki > 50 terminal bronchiolus Dinding bronchus : cartilago & otot-otot polosKontraksi Otot polos : bronchospasme lumen sempit resistensi jalan nafas meningkat

Bronchus

Bronchiolus

Setiap Bronchiolus membentuk >2 ductus alveolus

Ductus alveolus lebih dari 14 juta

Perlu 16 X percabangan dari Bronkhus sampai Bronchiolus terminal. Jika sampai Kantung alveolus perlu 23 X percabangan

Pulm oOrgan yg terdapat dlm rongga thoraxTerdiri dari paru kiri ( 2 lobus) & paru kanan (3 lobus) Lobus paru terbagi menjadi lobulus yang didalamnya

terdapat bronchiolus yang berhubungan langsung dengan banyak alveolus

Pleura visceral membungkus paru sedangkan Dinding thorax dilapisi oleh pleura parietal

Antara k-2 pleura ada rongga berisi cairan: ± 10-20 cc fungsi untuk menurunkan gaya gesek permukaan pleura saat bernafas.

Tekanan rongga pleura lebih rendah dari tekanan atmospir

RESPIRATIO NS PO RTIO NS

The Pulm o

Paru-paru diperdarahi/disuplai darah oleh 1. Arteri bronchial (membawa makanan pd bagian

paru-paru yg tidak terlibat dlm pertukaran gas). Darah kembali melalui vena-vena bronchial.

2. Arteri dan Vena Pulmonal (membawa makanan untuk bagian paru yg terlibat dlm pertukaran gas)

Paru-paru dapat bekerja dengan di atur oleh sistem saraf (nervus prenikus & nervus spinal toraksik) dan dipersarafi oleh serabut saraf simpatis dan parasimpatis.

The Pulm o

Alveolus 300 juta unit fungsional Dinding alveolus mengandung membran alveolar &

cairan interstitial (serabut kolagen) yang dikelilingi kapiler darah

Tipe sel membran alveolar :a. Small alveolar cell sitoplasma tipis, banyak

ditemukan pd membran alveolar b. Large alveolar cell sel yg mengandung zat

tertentu & tempat sintesis surfactanc. Alveolar macrofag sel yg penting dlm pertahanan

thd infeksi paru Surfaktan : lipoprotein untuk mempertahankan tegangan

permukaan alveolus agar tidak kolaps

Definisi pernafasan/respiration

Respiration, a da la h p e rtuka ra n g a s a nta ra ind iv idu da n Ling kung a n. (ko z ie r : 1 9 9 1 )

“ Keseluruhan proses pertukaran gas antara udara atmosfir dan darah dan antara darah dengan sel-sel tubuh.”

1. Respirasi Eksternal: proses pertukaran O2 & CO2 ke dan dari paru ke dalam darah. O2 masuk ke dalam darah dan CO2 + H2O masuk ke paru paru kemudian dikeluarkan dari tubuh

2. Respirasi internal/respirasi sel: proses pertukaran O2 & CO2 di tingkat sel peristiwa biokimiawi untuk proses kehidupan u. membentuk ATP

Pembersihan Darah dg resp. Ekternal

Respirasi ekternal melibatkan pertukaran gas dalam alveolus dan gas dalam darah kapiler2 paruPO2 and PCO2 Adalah simbol untuk menggambarkan tekanan partial karena proses pertukaran gas tersebutPCO2 dalam kapiler paru lebih tinggi dari udara atmospirCO2 ditranportasi sebagai ion bicarbonate (HCO3

-)

(H+) + (HCO3-) → H2CO3 → H2O + CO2 ↑ bicarbonate ionPanah ke atas menunjukan carbondioksida meninggalkan tubuh

Respirasi Internal

Sel darah mengandung oxyhemoglobin yaitu ikatan Hb dengan OksigenOxyhemoglobin mengantar O2 masuk ke dalam jaringan (sel) dg proses difusi

HbO2 → Hb + O2 oxyhemoglobin deoxyhemoglobin oxygen

CO2 berdiffusi masuk ke dalam darah berikatan dengan Hb membentuk ikatan Carbaminohemoglobin.Dalam jumlah banyak CO2 berikatan dg air membentuk Carbonic acid (H2CO3) yg selanjutnya terurai menjadi ion Hidrogen (H+) dan ion Bicarbonat (HCO3

-)

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-

Carbon water carbonic hydrogen bicarbonateDioxide acid ion ion

Tahap Proses pernafasan,1. Ventilasi pulmonal yaitu keluar

masuknya aliran udara atmosfir dari/menuju ke alveoli paru yg terjadi melalui proses bernafas (inspirasi dan ekspirasi).

2. Diffusi gas (oksigen dan karbondioksida) antara gas di alveoli dgn gas di kapiler pulmonal

3. Transport O2 & CO2 melalui darah ke dan dari sel jaringan

VENTILASI• Ventilasi merupakan proses memasukkan udara dari

luar ke dalam saluran pernapasan (inspirasi) dan sebaliknya (ekspirasi).

• Proses ventilasi identik dgn “kembang kempis paru”• Proses kembangkempis dapat terjadi dengan 2 cara :

1. Diafragma bergerak turun naik untuk memperbesar/memperkecil rongga dada

2. Depresi (penurunan) dan elevasi (pengangkatan) tulang iga dengan bantuan otot pernapasan.

• Otot-otot yg mengangkat rongga dada shg paru-paru mengembang (OTOT INSPIRASI) antara lain : otot interkostalis eksterna yg dibantu oleh otot

1. sternokleidomastoid : mengangkat sternum ke atas

2. serratus anterior : mengangkat sebagain besar iga

3. skalenus : mengangkat 2 iga pertama• Otot-otot yg menurunkan rongga dada/menarik tulang iga ke

bawah sehingga paru-paru mengempis (OTOT EKSPIRASI) antara lain :

1. O’Rektus abdominis : menarik iga bagian bawah dengan sangat kuat sehingga menekan isi abdomen (perut) ke arah atas ke bagian diafragma

2. O’interkostalis internus

• Ventilasi paru dapat terjadi dengan adanya :1.Tekanan Pleura : tekanan cairan dalam ruang

sempit/rongga (kavum) pleura2.Tekanan alveolus : tekanan di bagian dalam

alveoli paru3.Tekanan transpulmoner : perbedaan tekanan

pleura dengan tekanan alveolus dan merupakan nilai yang menunjukan kecenderungan paru-paru untuk kembang kempis (daya elastisitas paru).

Daya elastisitas paru = c o m p lie nc e paru

• Udara yg dihasilkan oleh proses ventilasi dapat diukur dalam satuan volume.

Inspiration: • Rib cage moved up and out.• Diaphragm contraction and

moved down.• Pressure in the lung decrease,

and air comes rushing in

Expiration:• Rib cage moved down and in.• Diaphragm releases and

moved up.• Pressure in the lung increase,

and air pushed out.

DIFUSI• Mrpkn proses pertukaran oksigen dari alveoli ke

pembuluh darah paru dan karbondioksida dari pembuluh darah paru ke alveoli.

• Proses difusi terjadi melalui membran sel paru/membran pernapasan

• Membran pernapasan disusun oleh lapisan :1. Lapisan cairan yang melapisi alveolus, berisi surfaktan2. Epitel tipis pada alveolus3. Membran basal epitel4. Ruang interstitial tipis antara epitel alveolus dan membran

kapiler darah5. Membran basalis kapiler darah yang bersatu dengan membran

basalis epitel di beberapa tempat6. Membran endotel kapiler darah

• Proses difusi dapat berlangsung dengan cepat tergantung pada :1.Tebalnya membran pernapasan2.Luas permukaan membran 3.Koefisien difusi dalam substansi membran4.Perbedaan tekanan antara kedua sisi membran

Pertukaran gas alveolar dan selular

Darah dalam kapiler paru mengandung oksigen yg rendah sedangkan udara dalam alveolus memiliki tekanan partial oksigen lebih tinggi

Selanjutnya O2 berdiffusi masuk ke dalam darah di paru-paru.Hemoglobin berikatan dengan oksigen membentuk oxyhemoglobin

Hb + ↓ O2 → HbO2deoxyhemoglobin oxyhemoglobin

Panah ke bawah menunjukan bahwa oksigen masuk ke dalam tubuh

TRANSPORTASI• Mrpkn proses pendistribusian atau penyebaran

oksigen yang sudah berdifusi ke dalam darah untuk disebarkan ke seluruh tubuh dan proses pengangkutan karbondioksida dalam tubuh untuk disalurkan ke alveolus sehingga dapat keluar melalui saluran pernapasan.

• Alat transportasi oksigen dalam tubuh adalah Hemoglobin (Hb)

• Hb berasal dari sel darah merah yang dipecah dalam bentuk sederhana

• Karbondioksida dapat berjalan sendiri dalam darah karena bentuknya dapat larut dalam cairan plasma

O2 diangkut dlm darah;

Oksihaemoglobin (98,5%) : ikatan dg Hb dalam Eritrosit

O2 yg larut dlm plasma (1,5%)

CO2 dlm darah ditransport sbg bikarbonat

Dalam eritosit sbg Natrium Bikarbonat Dalam plasma sbg Kalium Bikarbonat Dalam larutan berikatan dgn Hb & protein plasma

5 – 7 % C02 larut dalam plasma

15 – 20 % Carbamoni Hb (carbamate) HbNHCO3

Hb + CO2 HbC0

60 – 80% bikarbonat HCO3

CO2 + H2O H2CO3 - H+ + CO3-

PUSAT PENGATURAN RESPIRASI

a. Medullary Rhythmicity Area: - Area Inspirasi & ekspirasi- Mengatur ritme dasar respirasi

b. Pneumotaxic Area:- Di bagian atas pons- Membantu koordinasi transisi antara inspirasi & ekspirasi- Mengirim impuls inhibisi ke area inspirasi mencegah paru-paru terlalu mengembang

c. Apneustic Area:- Membantu koordinasi transisi antara inspirasi & ekspirasi- Mengirim impuls ekshibisi ke area inspirasi

Receptor Respiration

*Respiratory center in the medulla oblongata consist neuron that exhibit an automatic rhythmic discharge that triggers inspiration. Stimulated by CO2 + H+ *Chemoreceptors: -Carotid bodies: located in carotid arteries. -Aortic bodies: located in the aorta stimulated by CO2 + H+ , O2

Otot-otot Respirasi

Inspirasi: Utama: Diafragma & intercostalis eksterna Otot Tambahan: sternocleidomastoideus,

scalenus

Ekspirasi: intercostalis interna & otot abdominalis (rectus transversus & obliqus).

Diagram overall regulation of breathing

Cerebral cortex

Mechanoreceptor Chemoreceptor Respiratory center, medulla

nerve impulsesSpinal cord

nerve impulses

Respiratory muscles

Lung and chest wallventilation

Alveolocapillary barrierDiffusion

Perfusion BloodpCO2,pO2,pH

Pengukuran volume paru

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

Volume paru dibagi menjadi :1. volume tidal (TV) volume udara yang dihirup dan dihembuskan

setiap kali bernafas.2. Volume cadangan inspirasi (IRV) , volume udara maksimal yg

dapat dihirup setelah inhalasi normal3. Volume Cadangan Ekspirasi (ERV), volume udara maksimal yang

dapat dihembuskan dengan kuat setelah exhalasi normal4. Volume residual (RV) volume udara yg tersisa dalam paru-paru

setelah ekhalasi maksimal

Kapasitas Paru

1. Kapasitas vital (VC), volume udara maksimal dari poin inspirasi maksimal

2. Kapasitas inspirasi (IC) Volume udara maksimal yg dihirup setelah ekspirasi normal

3. Kapasitas residual fungsiunal (FRC), volume udara yang tersisa dalam paru-paru setelah ekspirasi normal

4. Kapasitas total paru (TLC) volume udara dalam paru setelah inspirasi maksimal

Typical Values (young adult male of average size)• Tidal Volume = 0.5-0.6 L (liters)• Inspirasi Residual Volume = 3.0 L• Ekspirasi Residual Volume = 1.3 L• Residual Volume = 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• Note: "normal" values depend upon age, sex, and

sizeSumber : www.acbrown.com/lung