SISTEM RESPIRATORI

FISIOLOGI RESPIRASI,KAWALAN RESPIRASI, SISTEM RESPIRASI DAN

UMUR.

Fatahulhanif JumliNaqya Hanim Nazari

Asraf Suhaimi

PENDAHULUAN

• Proses pernafasan merupakan satu proses di mana berlakunya pertukaran gas.

• Proses ini harus berlaku secara terus menerus bagi membekalkan oksigen pada tubuh manusia dan menyingkirkan gas karbon dioksida dari tubuh.

• Udara yang mengandungi oksigen akan meresap dari udara alveolus ke dalam darah dan karbon dioksida meresap dari darah ke alveolus.

• Darah yang mengalami pengudaraan harus mengalir pada setiap minit.

• Organ utama yang terlibat adalah:-– Paru-paru– Saluran udara– Saluran udara konduksi / pergerakan udara di

paru-paru– Saluran udara pernafasan

PARU-PARU• Organ berpasangan dan masing-masing terletak pada sisi

rerongga toraks.• Paru-paru kanan terdiri daripada tiga lobus, manakala paru-paru

kiri mempunyai dua lobus.• Paru-paru diselaput oleh pleura, satu selaput berlapis dua yang

diantaranya terdapat ruang tertutup yang disebut ruang pleura.• Lapisan pleura luar (pleura parietal) meliputi permukaan dalam

rongga toraks dan permukaan atas diafragma.• Lapisan dalam pleura viseral meliputi keseluruhan paru-paru

kecuali hilumnya.• Satu lapisan cait terdapat diantara kedua lapisan pleura. Ia

membolehkan lapisan pleura bergesel antara satu sama lain.

SALURAN UDARA

SALURAN HIDUNG

- Berfungsi sebagai penapis. Menangkap zarah besar dan

- Zarah kecil akan terperangkap dalam salur.

- Gas udara akan terus masuk ke dalam saluran trakea manakala zarah bukan gas yang lebih berat akan terus menuju ke nasal dan akan melekat ke situ dan kemudiannya akan dibuang bersama mukus.

MULUT DAN LARINKS

- Mulut merupakan salur udara tambahan sekira memerlukan kadar aliran udara yang lebih tinggi.

- Larinks bertinak sebagai injap untuk melindungi paru-paru dan juga mengandungi mekanisme pembentukan suara.

SALURAN UDARA KONDUKSI• Trakea

– Panjang 10-12cm berdiameter 2.0-2.5cm.– Memanjang ke bawah melalui bawah leher

dan mediastinum superior toraks.– Sentiasa terbuka kerana terdapat 20 tulang

rawan yang berbentuk ladam menghubungkan antara satu sama lain melalui otot licin.

– Pengecutan dan pengenduran otot licin akak mempengaruhi saiz cincin berawan ini juga mempengaruhi panjang trakea. Penurunan ini meningkatkan halaju udara.

– Contohnya apabila batuk.– Penting utk menghangatkan dan

melembabkan udara yang disedut bagi mengelakkan alveolus kering.

• Bronkus– Terbahagi kepada dua bahagian

utama iaitu kiri dan kanan.– Bronkus utama kanan membahagi

kepada tiga bronkus lobar– Bronkus utama kiri membahagi

kepada bronkus segmen yang akan bercabang-cabang hingga garis pusatnya kurang dari 2mm/kurang.

– Menjadi semakin kurang rawan dan sedikit kelenjar mukus bila bronkus menjadi bronkiol dan memasuki tisu paru-paru.

• Bronkiol– Tidak mengandungi rawan dan jumlah otot licin

semakin meningkat.

SALURAN UDARA PERNAFASAN

• Lobul primer– Tempat berlakunya pertukaran gas.– Boleh mengembung dan memampat dengan

mudah.– Di sepanjang dindingnya terdapat alveolus bagi

membenarkan proses pertukaran gas berlaku.– Berakhir di duktus alveolus.

• Alveolus– Tempat udara diserapkan ke dalam darah.– Orang dewasa puratanya mempunyai 300juta.– Berdinding tipis dan dikelilingi kapilari yang juga

berdinding tipis.

Proses Respirasi

• Respirasi adalah proses pertukaran gas dalam

badan

• Respirasi berlaku dalan 3 langkah asas

Ventilasi Pulmonari

Respirasi Eksternal

Respirasi Internal

Ventilasi Pulmonari

• Ventilasi pulmonari adalah proses pernafasan di

mana gas mengalir/bergerak di antara

atmosfera dan paru-paru.

• Pergerakan udara ini adalah disebabkan oleh

perubahan tekanan udara dalam paru-paru.

• Sistem ventilasi yang baik akan menyediakan bekalan

tetap O₂ ke alveolus dan menyingkirkan CO₂.

2 fasa penting dalam ventilasi pulmonari;

◦ Sedutan nafas – Proses pergerakan udara masuk

ke paru-paru.

◦ Hembusan nafas – proses pergerakan udara

keluar dari paru-paru

Perbezaan tekanan yang disebabkan oleh

perubahan isipadu paru-paru akan

memaksa udara masuk ketika sedutan

nafas dan keluar ketika hembusan nafas.

Sedutan nafas / inspirasi Proses di mana udara masuk ke dalam paru-paru

Untuk membolehkan udara masuk ke paru-paru,

tekanan di alveoli mestilah rendah daripada tekanan di

atmosfera.

Keadaan ini boleh dicapai dengan meningkatkan

isipadu paru-paru.

Paru-paru mestilah mengembang untuk meningkatkan

isipadu paru-paru dan merendahkan tekanan udara di

dalam paru-paru.

Otot yang terlibat;

1. Diafragma

– Pengecutan otot diafragma akan

menyebabkan ia mendatar. Dan

meningkatkan dimensi rongga toraks

– Dalam pernafasan normal, diafragma akan

menurun sebanyak 1cm, dan menghasilkan

tekanan udara sebanyak 1-3mmHg.

– 75% udara yang masuk ketika sedutan nafas

adalah hasil daripada pengecutan otot

diafragma.

2. External intercostal

◦ Apabila otot external intercostal mengecut,

tulang rusuk akan terangkat ke atas.

◦ Ini akan meningkatkan diameter rongga

toraks.

◦ 25% udara yang masuk ketika sedutan nafas

adalah hasil daripada pengecutan otot

external intercostal

Apabila kapasiti rongga toraks meningkat,

isipadu paru-paru juga meningkat

Apabila isipadu paru-paru meningkat, tekanan

alveolar pun menurun.

760-758mmHg

Perubahan tekanan akan menyebabkan udara

bergerak dari luar ke dalam paru-paru.

Selagi ada perbezaan tekanan, maka udara

akan terus masuk ke dalam paru-paru

Otot Interkostal luar megucup. Otot

interkostal dalam mengendur.

Sangkar rusuk ditolak 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

tekanan atmosfera.

Udara mula bergerak masuk ke paparu mengikut cerun tekanan udara.

Isipadu perparu bertambah.

Hembusan nafas / ekspirasi Proses pergerakan udara keluar dari

paru-paru

berlaku disebabkan oleh perubahan

tekanan

Tekanan di dalam paru-paru lebih tinggi

daripada tekanan di atmosfera

Tidak ada pengecutan otot berlaku

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 membentuk seperti

kubah.

Isipadu ruang toksik berkurang

Tekanan udara di dalam peparu

bertambah dan lebih tinggi daripada tekanan

atmosfera.

Udara mula bergerak keluar dari peparu

menuruni cerun tekanan udara.

Isipadu peparu berkurang.

Hembusan nafas adalah hasil daripada ‘elastic

recoil’ yang berlaku pada dinding toraks dan

paru-paru

Ia mempunyai kecenderungan untuk kembali

ke bentuk asal selepas mengembang.

Apabila otot external intercostals mengendur,

tulang rusuk akan menurun. Oleh itu tekanan

dalam paru-paru akan meningkat.

Maka udara akan bergerak keluar; dari kawasan

tekanan tinggi ke kawasan tekanan rendah.

Perbezaan Antara Respirasi dan Ekspirasi

Pertukaran Gas Pada Membran Respirasi

• Dikenali sebagai respirasi luar (external respiration)• Berlaku melalui proses penyerapan gas antara udara

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.

Pengambilan Dan Penghantaran Gas1) Pengangkutan Oksigen • Pengangkutan O₂ dari alveolus ke seluruh badan. • O₂ dari alveolus masuk ke pulmonari dan bergabung dengan

Hemoglobin membentuk oksihemoglobin.

Hb. NH2 + O2 = HbO2

(hemoglobin) (oksigen) (oksihemoglobin)• Merupakan protein konjugate yang berstruktur kuarter. • Setiap molekul hemoglobin mengandungi 4 rantai polipeptida.

(berbentuk sfera).

- 2 rantai alpha

- 2 rantai beta• Setiap rantai polipeptida mempunyai kumpulan ‘haem’ yang

mengandungi 1 atom besi.

• Apabila O₂ pertama terikat pada kumpula haem, sedikit perubahan berlaku terhadap bentuk hemoglobin.

- menyebabkan daya tarikan kumpulan-kumpulan haem 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 O₂ yang tinggi,

hemoglobin akan bergabung dengan oksigen dengan cepat (di peparu).

• Dalam tekanan separa O₂ yang rendah, oksihemoglobin akan bercerai dan O₂ dibebaskan ke dalam sel badan.

2) Pengangkutan Karbon Dioksida

• Karbon dioksida dibawa di dalam darah melalui 3 cara :

a. 5% - karbon dioksida larut

b. 10% - bergabung dengan hemoglobin

c. 85% - dalam bentuk ion hidrogenbikarbonet

• CO₂ bertindak balas dengan air untuk membentuk asid karbonik.

Anhdrase karbonic

CO₂ + H₂O = H₂CO₃

(karbon (air) (asid karbonik)

dioksida)• Asid karbonik bercerai dengan cepat kepada ion

hidrogen (H ) dan ion hidrogen karbonat (HC0₃ ). ₊ ₋

H₂CO₃ = H + HCO₃₊ ₋(asid (ion (ion

karbonik) hidrogen) hidrogenbikarbonat)

Kawalan Respiratori

Pusat respiratori di otak • Pusat respiratori terdiri daripada kumpulan saraf

khusus yang terdapat dalam medula oblongata. • Medula oblongata terbahagi kepada dua

bahagian :

a. Pusat inspiratori (tengah)

- meningkatkan kadar inspirasi

b. 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 jasa aortik terletak dalam arteri karotid dan aorta.

- dirangsang oleh kepekatan CO₂ dan 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

• Kemoreseptor pusat dalam medula telah dirangsang dan impuls 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 meresap masuk ke dalam cecair cerebrospinal dan kepekatan H+ yang terhasil akan berkurang. Akhirnya, kadar pernafasan kembali 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.

Sistem Respiratori Dan Umur

Pengurangan keanjalan paru-

paru

Artritis di artikulasi tulang rusuk

Empisima

1) Pengurangan keanjalan paru-paru

• Pengurangan keanjalan paru-paru adalah disebabkan pengurangan kolagen dalam tubuh manusia.

• Kolagen adalah sejenis protein berserabut, merupakan tisu penghubunga utama yang terdapat 1/3 daripada jumlah protein dalam tubuh badan manusia.

• Kolagen adalah komponen utama dalam tubuh dan orang dewasa mempunyai 3kg kolagen dalam tubuh badan.

• Penghasilan kolagen berkurangan pada kadar 1.5% setiap tahun apabila mencapai usia 25 tahun, selepas usia 40-50 tahun, badan kita akan kehilangan hampir separuh daripada kolagen dalam tubuh.

• Faktor inilah yang menyebabkan masalah kesihatan dan kulit mula berkedut. Kajian menunjukkan pengambilan kolagen pada sukatan yang betul selama 8-12 minggu mampu memperbaiki kulit sehingga 80%.

• Wujud terutamanya di dalam otot kulit, rawan, tulang, gigi, organ dalaman (e.g. perut, usus, jantung, peparu, saluran darah dan mata)

• Kolagen adalah komponen yang ke 2 terbanyak dalam tubuh manusia. 75% pembinaan kulit terdiri daripada kolagen.

• Semakin meningkat usia seseorang semakin kurang kandungan kolagen di dalam badannya; dianggarkan bahawa selepas umur 40 tahunakan berlaku pengurangan sebanyak 50% . Ia mengakibatkan kekeringan & penipisan kulit,kehilangan keanjalan dan Kolagen juga penting untuk mengelakkan tulang daripada menjadi rapuh,sakit artritis dan penyakit sengal2 tulang

Pengurangan kolagen

mengurangkan kedut, menambahkan keanjalan kelicinan kulit

2. melindungi organ-organ & saluran darah

3. menguatkan struktur gigi & tulang

4. menguatkan tulang tendon dan rawan di antara sendi-sendi terutamanya lutut

5. mempercepatkan penyembuhan luka

6. memperbaiki kesihatan rambut, menjadikannya lebih kuat dan bersinar

Artritis di artikulasi tulang rusuk

• Definisi dan Penyebab Arthritis

Arthritis adalah kelainan sendi yang meliputi peradangan. Sendi adalah kawasan tubuh dimana dua tulang-tulang yang berbeza bertemu. Sendi berfungsi untuk menggerakan bahagian-bahagian tubuh yang dihubungkan oleh tulang-tulangnya. Arthritis secara harafiah bererti peradangan dari satu atau lebih sendi-sendi.

• Arthritis seringkali disertai oleh nyeri sendi. Nyeri sendi dirujuk sebagai arthralgia.

• Ada banyak jenis arthritis (lebih dari 100 dan terus bertambah). Jenis-jens ini mencakupi yang berhubungan dengan kerosakkan tulang rawan yang disebabkan pemakaian (seperti osteoarthritis) yang berhubungan dengan peradangan akibat dari suatu sistem imun yang aktif berlebihan (seperti rheumatoid arthritis). Bersama-sama, banyak jenis dari arthritis membentuk penyakit kronik yang paling umum di Amerika.

Gejala-gejala Arthritis

1. Peradangan dari sendi-sendi dari arthritis dikatogorikan kepada kekakuan, pembengkakan, kemerahan, dan kehangantan sendi. Kepekaan dari sendi yang meradang dapat hadir.

2. fungsi yang terbatas dari sendi-sendi

Empisima

• Sejenis penyakit paru-paru kronik (chronicobstructive pulmonary disease, COPD). Berlaku disebabkan pendedahan kepada bahan toksik atau pendedahan kepada asap tembakau dalam jangka masa panjang.

Tanda-tanda Penyakit

a.Semput : terasa mengah semasa bernafas.

b.Batuk serta menghasilkan kahak yang kronik (bronkitis kronik)

c. Sakit dada yang berulang (chest colds)

d.Mata dan kulit menjadi kekuningan (jaundis)

e.Bahagian Abdomen dan kaki membengkak

f. Keupayaan bersenam yang menurun

g.Penyakit asma dan alergi yang berpanjangan

h.Masalah organ hati atau enzim hati yang tidak dapat dijelaskan

• 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.

Pengangkutan Oksigen Oksigen diangkut dalam bentuk

◦ Oksihemoglobin (98.5%) – oksigen bergabung dengan hemoglobin

dalam sel darah merah

Larut dalam plasma darah (1.5%)

Oksihemoglobin adalah satu kompoun yang tidak stabil. Oleh

itu, ia mudah untuk menguraikan oksigen tersebut.

Faktor yang mempengaruhi penguraian tersebut adalah

◦ Tahap O2 yang rendah

◦ pH rendah

◦ Suhu tinggi

◦ Peningkatan penghasilan CO2 dan haba

Pengangkutan Karbon Dioksida

Pengangkutan Karbon Dioksida

• Gas karbon dioksida diangkut dalam

bentuk:

– Ion bikarbonat (HCO3-)(70%)

– Karbaminohemoglobin (23%) – di mana

karbon dioksida bergabung dengan

hemoglobin dalam sel darah merah

– Larut dalam plasma darah (7%)

Proses pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida

Hutang oksigen

• Seorang dewasa

– dapat menyimpan 6200-7400 milimeter padu udara di

dalam paru-paru pada satu-satu ketika.

– Oksigen yang diambil ialah 3.0-3.5 liter dalam 1 minit

• Atlit

– Oksigen yang diambil ialah 4.5-6.0 liter dalam 1 minit.

– Ketika memecut 100 m, atlit memerlukan 8-10 liter

oksigen dalam masa 10 saat

– Lebih banyak oksigen diperlukan untuk

memenuhi keperluan kekurangan

oksigen

– Semasa memecut, pelari tersebut

dikatakan berhutang oksigen

– Selepas tamat larian, pernafasan akan

menjadi sangat kencang kerana pelari

tersebut membayar hutang oksigen

Latihan Aerobik

Definisi Latihan Aerobik

• Merupakan aktiviti fizikal atau senaman progresif

dan regular melibatkan otot-otot besar.

• Ia dijalankan dalam tempoh yang panjang dan

memberikan peningkatan kepada kecekapan

sistem pengangkutan dan penggunaan oksigen.

• Menghasilkan adaptasi fizikal dan fisiologikal iaitu

penyesuaian pada badan ketika latihan aerobik.

Prinsip-prinsip Latihan Aerobik

Prinsip tambah beban

Prinsip kekhususan

Prinsip perbezaan individu

Prinsip pengunduran

Jenis Latihan Aerobik

Tujuan: meningkatkan daya tahan sistem tenaga yang

melibatkan jantung, peparu (sistem kardiorespiratori)

Latihan spesifik LSD, fartlek, latihan jeda, merentas desa dan larian berterusan.

Tujuan: meningkatkan daya tahan otot aerobik.

Latihan litar beratan dan latihan beban

dalam tempoh masa yang berterusan.

Kesan positif latihan Aerobik• Peningkatan dalam pengambilan oksigen.• Peningkatan pada struktur dan fungsi jantung dan peparu.• Peningkatan pada pengeluaran oleh jantung.• Peningkatan pada isi padu strok.• Peningkatan keupayaan membawa dan menggunakan oksigen.• Peningkatan peredaran darah.• Penurunan kadar nadi rehat dan tekanan darah.

Latihan Anaerobik

Definisi Latihan Anareobik• Merupakan latihan yang melibatkan

kemampuan melakukan pergerakan sepenuh tenaga dalam tempoh kurang dari 2minit.

• Sistem latihan ini bergantung kepada pengeluaran tenaga anaerobik.

• Prinsip latihan adalah sama dengan latihan aerobik.

• Terdapat 2 tahap latihan:i. Anaerobik alaktik (sistem tenaga simpanan)ii. Anaerobik laktik (sistem tenaga glikolisis)

Jenis-jenis Latihan

Anaerobik

Kuasa kekuatan

Kuasa bertahan

Daya tahan kuasa

Kuasa puncak, pengekalan kuasa

puncak dan kemampuan

Kesan senaman ke atas sistem pernafasan

• Memberi kesan terhadap penggunaan

oksigen dan penghasilan karbon dioksida

– Peningkatan oksigen terjadi kerana edaran

darah pulmonari dan pengudaraan

palmonari telah meningkat

– Meningkatkan kadar pernafasan dan isi padu

setiap pernafasan

• Otot-otot yang terlibat dengan pernafasan

dapat diperkuatkan

– Dada mengembang membolehkan paru-paru diisi

dengan lebih sempurna

– Membuka lebih banyak rerambut darah di dinding

pundi udara

– Lebih banyak hemoglobin terdedah kepada oksigen

• Menjadikan paru-paru berkeupayaan

mengambil lebih banyak udara, lebih kerap dan

lebih banyak oksigen dibawa masuk ke dalam

darah