FISIOLOGI RESPIRATORI

Ventilasi PulmonariPertukaran Gas di Membran

RespiratoriPengambilan dan Penghantaran

Gas

Ventilasi PulmonariPengudaraan peparu

berlaku melalui proses pernafasan

Proses pernafasan terbahagi kepada dua:Inspirasi- udara diSEDUT secara aktif masuk ke peparu.Ekspirasi- udara diHEMBUS keluar dari peparu.

Alvoelus diselaputi beribu-ribu kapilari darahmembawa CO2 untuk proses penyerapan ke dalam alveolus dan membawa O2 ke sistem peredaran darah.

Sistem ventilasi yang baik akan menyediakan bekalan tetap O2 ke alveolus dan menyingkirkan CO2.Reseptor regangan dalam peparu membantu tindakan pernafasan.Fiber elastik dalam peparu membenarkan pengembangan optimum semasa inspirasi.

Otot interkostal luar menguncup.Otot interkostal dalam mengendur.

Sangkar rusuk di tolak ke atas dan ke arah luar

Otot diafragma menguncup.Diafragma bergerak ke bawah dan mendatar.

Isipadu ruang torasik bertambah

Tekanan udara di dalam peparu berkurang dan lebih rendah daripada takanan atmosfera.

Udara mula bergerak masuk ke peparu mengikut cerun tekanan udara.

Isipadu peparu bertambah.

Otot interkostal dalam menguncup.Otot interkostal luar mengendur.

Sangkar rusuk di tolak ke bawah dan ke arah dalam

Otot diafragma mengendur.Diafragma bergerak ke atas dan menbentuk seperti kubah.

Isipadu ruang torasik berkurang

Tekanan udara di dalam peparu bertambah dan lebih tinggi daripada takanan atmosfera.

Udara mula bergerak keluar dari peparu menuruni cerun tekanan udara.

Isipadu peparu berkurang.

Diafragma

InspirasiEkspirasi

SangkarRusuk

Peparu

Ruang Torasik

Pertukaran Gas Pada Membran Respirasi

Dikenali sebagai respirasi luar (external respiration)Berlaku melalui proses penyerapan gas antara udara di dalam alveolus dan darah di dalam kapilari pulmonari.Darah yang mengalir di dalam kapilari pulmonari mengandungi kepekatan CO2 yang tinggi daripada udara kapilari.CO2 di serap keluar daripada darah dan masuk ke alveolus.Darah yang datang dari kapilari pulmonari mengandungi kepekatan O2 yang rendah berbanding udara kapilari. O2 akan diserap daripada alveolus ke dalam kapilari.

Darah beroksigen ke jantung

Kapilari

Plasma

Darah terdeoksidadari jantung

Sel darah merah

Sel-sel aveolus

Bahagian dalam alveolus

Pengambilan dan PenghantaranGas

Pengangkutan Oksigen

• Pengangkutan O2 dari alveolus ke seluruh badan.

• O2 dari alveolus masuk ke pulmonari dan bergabung dgn Hemoglobin menbentuk oksihemoglobin. Hb.NH2 + O2 HbO2

(hemoglobin) (oksigen) (oksihemoglobin)

Merupakan protein konjugate yang berstruktur kuarter.Setiap molekul hemoglobin mengandungi 4 rantai polipeptida.(berbetuk sfera)

2 rantai alpha2 rantai beta.

Setiap rantai polipeptida mempunyai kumpulan ‘haem’ yng mengandungi 1 atom besi.Apabila O2 pertama terikat pada kumpulan haem, sedikit perubahan berlaku terhadap bentuk hemoglobin.

menyebabkan daya tarikan kumpulan-kumpulan heam yang lain terhadap O2 bertambah.

O2 diikat longgar bagi memudah proses perceraian.

1 hemoglobin = 4 molekul oksigen

1 sel darah = 250 milion hemoglobin

1 sel darah = 1 bilion molekul oksigen

Kepekatan O2 dalam hemoglobin bergantung kepada suhu dan keasidan persekitaran.

Dalam keadaan tekanan separa oksigen yang tinggi, hemoglobin akan bergabung dengan oksigen dengan cepat (di peparu)

Dalam keadaan tekanan separa O2 yang rendah, oksihemoglobin akan bercerai dan O2 di bebaskan ke dalam sel badan.

Hb.NH2 + O2 HbO2

(hemoglobin) (oksigen) (oksihemoglobin)

Tekanan separa oksigen tinggi (bergabung)

Tekanan separa oksigen rendah (bercerai)(kepekatan CO2 tinggi,suhu rendah)

Rantai Beta

Rantai Alpha

Kumpulan Haem

Kapilari

Kapilari

Tarik Hembus

Alveolus

Jantung

O2

CO2

Tisu Badan

O2

CO2

Pengangkutan Karbon Dioksida

Karbon dioksida dibawa di dalam darah melalui 3 cara:

5%- karbon dioksida larut

10%- bergabung dengan hemoglobin

85%- dalam bentuk ion hidrogenbikarbonat

Tisu badan Kapilari darah

Anhidrosa karbonik

CO2 bertindak balas dengan air untuk membentuk asid karbonik.

Asid karbonik bercerai dengan cepat kepada ion hidrogen (H+) dan ion hidrogen karbonat (HCO3-)

Ion hidrogen bikarbonat meresap keluar daripada eritrosit ke dalam plasma.Kepakatan ion hidrogen bertambah di dalam sel dan pH berkurang.

CO2 + H2O H2CO3(karbon dioksida) (air) (asid karbonik)

Anhidrase karbonic

H2CO3 H+ + HCO3-(asid karbonik) (ion hidrogen) (ion hidrogenbikarbonat)

Oksihemoglobin bercerai dan melepaskan oksigen ke dalam sel untuk respirasi sel.

Hemoglobin bertindak sebagai penstabil (buffer) dan beragabung dengan ion hidrogen membentuk asid hemoglobinik (H.Hb)

Keracunan karbon monoksida,Karbon monoksida bergabung dengan hemoglobin lebih kerap dan

cepat berbanding oksigen dan menukarkan pengoksidaan Ferum(II) dalam hemoglobin kepada Ferum(III). Karboksihemoglobin yang terbentuk tidak dicearikan. Oleh itu, jumlah hemoglobin yang

bergabung denagn oksigen berkurangan.

CO2 bergabung dengan hemoglobin membentuk karbaminohemoglobin.

Semasa darah mengalir melalui kapilari pulmonari pada alveolus, CO2 dibebaskan ke dalam alveolus dan akan dihembus keluar semasa ekspirasi.

Hb.NH2 + CO2 Hb.NHCOOH (hemoglobin) (karbon (karbaminohemoglobin) dioksida)

Tisu badan

Alveolus

KAWALAN RESPIRASI

Pusat Respiratori di Otak

Pusat respiratori terdiri daripada kumpulan saraf khusus yang terdapat dalam medula oblongata.

Medula oblongata terbahagi kepada dua bahagian.Pusat inspiratori(tengah)

-meningkatkan kadar inspirasi

Pusat ekspiratori(tepi dan bawah)

-merencatkan ekspirasi dan merangsang ekspirasi

Dalam keadaan normal, kepekatan dan tekanan separa CO2 dan kepekatan ion H+ bertindak sebagai perangsang.

Peripheral chemoreceptor, jasad karotid dan jasad aortik terletak dalam arteri karotid dan aorta.

Dirangsang oleh kepekatan CO2 dah ion H+ yang tinggi.

Impuls saraf dihantar dari peripheral chemoreceptor ke pusat respiratori.

Kemoreseptor pusat(central chemoreceptor) pada medula sensitif pada ion H+ sahaja, tidak pada kepada kepekatan CO2.

Apabila kepekatan CO2 pada arteri meningkat, beberapa molekul akan meresap masuk ke cecair cerebrospinal di sekeliling medula.

Ini akan menyebabkan kepekatan ion H+ bertambah dan pH berkurang.

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3

Kemoreseptor pusat dalam medula telah dirangsang dan impul dihantar ke pusat respiratori.

Pusat respiratori menghasilkan impuls dan dipancarkan melalui saraf motor.(saraf interkostal luar dan dan saraf pheric)

Mengawal otot interkostal luar dan diafragma serta meningkatkan kadar pernafasan.

Peripheral chemoreceptor menyebabkan rangsangan serta merta apabila kepekatan CO2 meningkat.

Kemoreseptor pusat bertanggungjawab untuk meningkatkan kadar pernafasan jika kepekatan CO2 dalam darah masih tinggi.Apabila CO2 dari darah meresap ke dalam alveolus paras CO2 dalam darah berkurang. Oleh itu, kurang CO2 yang meresao masuk ke dalam cecair cerebrospinal dan kepekatan H+ yang terhasil akan berkurang. Akhirnya, kadar pernafasan kemabli normal.Semasa inspirasi, peparu akan mengembang, reseptor regangan dalam dinding alveolus dan bronkiol dirangsang.

Impul saraf perencat dihantar melalui saraf vagus ke pusat ekspiratori di dalam medula.

Inspirasi akan terencat seketika dan ekspirasi berlaku.

Apabila paras CO2 kembali normal, kadar pernafasan juga akan menjadi normal.

Hormon adrenalena akan meningkatkan kadar pernafasanIni akan mengingkatkan penagmbialan oksigen untuk respirasi sel.

Ini membantu badan untuk bersedia semasa kecemasanatau tindakan pantas.

SISTEM RESRITORI DAN UMUR

Asma Empisima

Terjadi pada brokus dan bronkiolMenyebabkan semput, sesak nafas dan batuk.Laluan udara tidak sensitif kepada bahan-bahan yang menyebabkan iritasi, seperti debunga, bulu binatang, habuk, asap rokok dan asap kenderaan.Apabila didedahkan kepada bahan iritasi, otot lembut dalam bronkiol akan mengalami kekejangan.Akan menyebabkan diameter laluan udara tersebut mengecil dan akan menyebabkan serangan asma yng kronik.

Asma tidak boleh disembuhkan tetapi boleh dirawat.

Alat yang menghasilkan wap ubat untuk disedut(inhaler) khusus boleh mengawal radang dan mengelakkan serangan.

Espisima

• Sejenis penyakit paru-paru kronik (chronic obstructive pulmonary disease, COPD).

• Berlaku disebabkan pendedahan kepada bahan toksik atau pendedahan kepada asap tembakau dalam jangka masa panjang.

• Dinding alveolus yang nipis dan mudah pecah musnah.

• Kemusnahan ini tidak dapat dibalikkan. Ini menyebabkan pembentukan “lubang” kekal pada tisu-tisu di bahagian bawah paru-paru.

• Apabila alveolus musnah, paru-paru tidak berupaya untuk menghantar oksigen yang secukupnya ke salur-salur darah.

• Selain itu, paru-paru turut kehilangan keanjalannya yang menyebabkan pesakit sukar untuk menghembus nafas.

• Udara akan terperangkap di dalam paru-paru kerana tiub bronkiol mungkin runtuh.

Tanda-tanda Penyakit• Semput• Terasa mengah semasa bernafas• Batuk serta penghasilan kahak yang kronik

(bronkitis kronik)• Sakit dada yang berulang (chest colds)• Mata dan kulit menjadi kekuningan (jaundis)• Bahagian abdomen dan kaki membengkak• Keupayaan bersenam yang menurun• Penyakit asma dan alergi yang berpanjangan• Masalah organ hati atau enzim hati yang tidak dapat

dijelaskan

Soalan kuiz

1.Nyatakan dua bahagian proses respirasi.2.Apakah dua jenis rantai polipeptida yang

terdapat dalam molekul hemoglobin3.Berapakah jumlah molekul udara yang dibawa

oleh 1 molekul eritrosit?4.Majoriti karbon dioksida dibawa oleh darah

dalam bentuk ion _________5.Apakah enzim yang terlibat dalam tindak balas

antara karbon dioksida dan air didalam sel darah?

6.Pada bahagian manakah terletaknya pusat respiratori di dalam otak?

7.Selain daripada kepekatan karbon dioksida dan ion H+, apakah bahan lain yang turut mempengaruhi kadar respirasi?

8.Apakah nama bahan hasil gabungan kabon monoksida dengan hemoglobin?

9.Apakah yang akan terjadi sekiranya berlaku keracunan gas karbon monoksida?