ANATOMI FISIOLOGI SISTEM RESPIRASI

ANATOMI FISIOLOGI SISTEM RESPIRASI

Oleh : Sandra Mustika Ningtyas

Fungsi        : untuk memperoleh oksigen agar dapat dipergunakan oleh sel  tubuh dan mengeluarkan CO2 yg dihasilkan oleh sel

è Sehingga yang dimaksud Anatomi Fisiologi Sistem Respirasi adalah cabang dari biologi yang berhubungan dengan struktur dan organisasi makhluk hidup berikut mempelajari tentang asal-usul dan kajian dari berbagai metode ilmiah tentang system pernafasan dalam tubuh manusia.

A.    STRUKTUR RESPIRASI

1.   Saluran nafas bagian atas

                              i.   Hidung

Hidung adalah bangunan berongga yang terbagi oleh sebuah sekat di tengah menjadi rongga hidung kiri dan kanan. Lubang hidung kanan dan kiri masing-masing memiliki fungsi yang berbeda. Menghembuskan napas dari masing-masing lubang pun memiliki khasiat penyembuhan yang berbeda. Setiap lubang hidung ketika beroperasi secara independen dapat mempengaruhi kimia tubuh dengan cara yang berbeda. Ketika kedua lubang hidung bekerja secara bersamaan, kimia tubuh juga mengalami perubahan.

Baik lubang hidung kanan dan kiri berhubungan dengan sisi berlawanan dari belahan otak dan lobus penciuman. Hidung berada dalam kontak langsung dengan hipotalamus melalui jalur dengan lobus pencium di otak. Hipotalamus adalah bagian dari sistem limbik, yang terkait dengan emosi dan motivasi.

Bernapas melalui lubang hidung kiri mempengaruhi aktivitas kortikal otak di sisi kanan, dan sebaliknya. Belahan otak kanan yang dipengaruhi oleh dominasi lubang hidung sebelah kiri, terkait dengan kemampuan emosional, visual, relaksasi dan kegiatan yang bersifat feminin.

Sedangkan belahan otak kiri, yang dirangsang oleh dominasi lubang hidung kanan, dihubungkan dengan kegiatan verbal, lebih energik dan rasional.

Fungsi masing-masing lubang hidung bisa dirasakan pada saat proses penyembuhan. Contoh masing-masing fungsi lubang hidung antara lain:

Bernapas dominan lubang hidung kanan

1. Meredakan sakit kepala
2. Dapat membantu menyembuhkan gangguan pencernaan kronis

Bernapas dominan lubang hidung kiri

1. Dapat meredakan stres
2. Mengatasi kesulitan tidur (insomnia). Caranya, berbaring di sisi kanan dan bernapas dengan lubang hidung kiri (menurup lubang hidung kanan) selama 25 sampai 30 menit.

Masing-masing rongga di bagian depan berhubungan kelau melalui nares (cuping hidung) anterior dan di belakang berhubungan dengan bagian atas faring(nasofaring). Masing-masing rongga hidung dibagi menjadi bagian vestibulum, yaitu bagian lebih lebar tepat di belakang nares anterior, dan bagian respirasi.

Permukaan luar hidung ditutupi oleh kulit yang memiliki cirri adanya kelenjar sebasea besar, yang meluas ke dalam vestibulum nasi tempat terdapat kelenjar sebasea, kelenjar keringat, dan folikel rambut dengan rambutnya yang kaku dan besar. Rambutnya kasar itu berfungsi menapis benda-benda kasar yang terdapat di dalam inspirasi. Bagian yang lebih dalam dari vestibulum adalah bagian respirasi.

Pada potongan frontal, rongga hidung berbentuk seperti buah alpukat, terbagi dua oleh sekat (septum mediana). Dari dinding lateral menonjol tiga lengkungan tulang yang dilapisis mukosa. Bangunan ini adalah konka nasalis superior, medius, dan inferior. Terutama pada konka nasalis inferior terdapat pleksus vena besar, berdinding tipis, dekat permukaan yang disebut jaringan kavernosus atau jaringan erektil. Melebarnya pleksus vena ini berakibat membengkaknya konka inverior ini, sehingga hidung tetutup yang menyukarkan bernafas dari hidung (pada orang yang alergi). Di atas konka nasalis superior serta sekat hidung di dekatnya terdapat daerah berwarna coklat-kekuningan. Daerah ini mengandung reseptor penghidu dan disebut daerah olfaktoria (mukosa olfaktoria).

Sinus paranasal adalah rongga berisi udara yang terdapat dalam tulang-tulang tengkorak dan berhubungan dengan rongga hidung. Macam-macam sinus yang ada adalah sinus maksilaris, sinus frontalis, sinus etmoidalis, dan sinus sfenoidalis.

  i.      Faring

                             Faring dapat dibagi menjadi nasofaring terletak di bawah dasar tengkorak, belakang dan atas palatum molle; orofairng, di belakang rongga mulut dan permukaan belakang lidah, dan alaringofaring di belakang faring. Tuba Eustachii bermuara pada nasofaring. Tuba ini berfungsi menyeimbangkan tekanan udara pada kedua sisi membrane timpani. Bila tidak sama, telinga terasa sakit. Misalnya naik pesawat terbang. Untuk membuka tuba ini, orang harus menelan.

Hubungan faring dengan proses respirasi. Faring yang sering disebut-sebut adalah bagian dari sistem pencernaan dan juga bagian dari sistem pernafasan. Hal ini merupakan jalan dari udara dan makanan. Udara masuk ke dalam rongga mulut atau hidung melalui faring dan masuk ke dalam laring. Nasofaring terletak di bagian posterior rongga hidung yang menghubungkannya melalui nares posterior. Udara masuk ke bagian faring ini turun melewati dasar dari faring dan selanjutnya memasuki laring.
Kontrol membukanya faring, dengan pengecualian dari esofagus dan membukanya tuba auditiva, semua pasase pembuka masuk ke dalam faring dapat ditutup secara volunter. Kontrol ini sangat penting dalam pernafasan dan waktu makan, selama membukanya saluran nafas maka jalannya pencernaan harus ditutup sewaktu makan dan menelan atau makanan akan masuk ke dalam laring dan rongga hidung posterior.

                           i.      Laring

Laring(kotak suara) bukan hanya jalan udara dari faring ke saluran nafas lainnya, namun juga menghasilkan sebagian besar suara yang dipakai berbicara dan bernyanyi. Fungsi laring, yaitu mengatur tingkat ketegangan dari pita suara yang selanjutnya mengatur suara. Laring juga menerima udara dari faring diteruskan ke dalam trakhea dan mencegah makanan dan air masuk ke dalam trakhea. Kedua fungsi ini sebagian besar dikontrol oleh muskulus instrinsik laring.Laring ditunjang oleh tulang-tulang rawan di antaranya yang terpenting adalah tulang rawan tiroid (Adam’s Apple), yang khas nyata pada pria, namun kurang jelas pada wanita. Di bawahnya terdapat tulang rawan krikoid, yan berhubungan dengan trakea. Epiglottis adalah sekeping tulang rawan elastic yang menutupi lubang ke laring sewaktu menelan, dan terbuka kembali sesudahnya. Mamalia menghasilkan suasa oleh getaran dari pita suara pada dasar laring. Pembentukan suara adalah proses rumit. Suara bas berat sampai 1700 Hz untuk soprano tinggi. Selain pada frekuensi getaran, tinggi rendah suara juga tergantung panjang dan tebalnya pita suara itu sendiri. Pita lebih panjang dan tebal pada pria sehingga menghasilkan suara lebih berat, sedangkan pada wanita pita suara lebih pendek. Hasil akhir suara masih ditentukan perubahan posisi bibir, lidah, dan palatum molle. Bentuk rongga hidung dan sinus menghasilkan suara khas seseorang. Intensitas, volume, atau “keras”-nya suara diatur oleh jumlah udara yang  melalui pita suara, dan ini pada gilirannya diatur oleh tekanan paru oleh otot abdomen.

1.   Saluran nafas bagian bawah

         i.      Trakea

Trakea adalah tabung terbuka berdiameter 2,5 cm dan panjang 10-12 cm. ia meluas

dari laring sampai puncak paru, tempat ia bercabang menjadi bronkus kiri dan

kanan. Tetapi terbukanya trakea disebabkan tunjangan sederetan tulang rawan

(16-20 buah) yang berbentuk tapal kuda, dengan bagian terbuka mengarah ke

posterior (esophagus). Trakea dilapisi epitel bertingkat dengan silia dan sel goblet.

Sel goblet menghasilkan mucus dan silia berfungsi menyapu partikel dan berhasil lolos dari saringan di hidung, ke arah faring untuk kemudian ditelan atau diludahkan atau dibatukkan. Potongan melintang trakea khas berbentuk huruf D.

 Fungsi Trakea adalah menyediakan tempat bagi udara yang di bawa masuk dan udara yang dikeluarkan.
Trakhea juga bersifat :
- Sangat fleksibel 
- Berotot 

ü Jalan Napas Trakea

Trakea bercabang menjadi dua Bronkus Utama; dindingnya mengandung segmen kartilago (tulang rawan) berbentuk U yan gmenghubungkan dengan otot polos. Saat memasuki paru, bronkus akan bercabang berulang kali menjadi bronkus lobaris, bronkus segmental (percabangan generasi 3 dan 4), dan bronkus kecil (percabangan generasi 5-11), yang terkecil memiliki diameter ~1 mm. semuanya memiliki lempeng kartilago irregular dan pita heliks otot polos. Bronkiolus (percabangan generasi 12-16) hanya sedikit sekali mengandung kartilago dan tetap terbuka karena jaringan paru disekitarnya. Bronkiolus terkecil (terminal) akan bercabang menjadi bronkiolus respiratorius (percabangan generasi 17-19), dan kemudian menjadi duktus dan sakus alveolaris (percabangan generasi 23), di mana dindingnya membentuk alveoli dan hanya mengandung sel-sel epitel. Pori kecil (pori alveolar, pori kohn) memungkinkan terjadinya tekanan yang sama besar antar-alveoli. Paru mengandung ~17 juta cabang dan ~300 juta alveoli, yang memberikan permukaan pertukaran seluas ~85 m². Sirkulai bronchial memasok jalan napas turun hingga ke bronkiolus terminalis; bronkiolus respiratorius dan percabangannya mendapat nutrient dari sirkulasi pulmonalis.

ü Epitel dan bersihin jalan napas

Jalan napas dari trakea sampai bronkiolus respiratorius dilapisi oleh sel epitel kolumnar bersilia. Sel-sel goblet dan kelenjar submukosa menyekresi mucus seperti gel dengan tebal 10-15 µm yang mengapung pada fase sol yang lebih cair. Denyutan sinkron dari silia menggerakan mucus dan debris ke arah mulut (bersihan mukosiliaris). Faktor-faktor yang meningkatkan ketebalan atau visikositas (kekentalan) mucus (missal asma, fibrosis kistik) atau mengurangi aktivitas silia (misalnya merokok) dapat mengganggu bersihan mukolisiaris dan menyebabkan infeksi berulang. Mucus mengandung zat-zat yang melindung jalan napas dari pathogen (misalnya antitrypsin, lisozim, imunpglobulin A).

Sel-sel epitel yang membentuk dinding alveoli dan duktus alveolaris tidak bersilia, dan umumnya merupakan pneumosit alveolar tipe I (sel-sel alveolar; epitel skuamosa) yang sangat tipis. Sel-sel ini membentuk permukaan pertukaran gas dengan endotel kapiler (membrane alveolar-kapiler). Beberapa pneumosit tipe II menyekresi surfaktan yang mengurangi tegangan permukaan dan mencegah kolaps alveolar. Mikrofag (fagosit mobil) di jalan napas mengingesti benda asing dan megnhancurkan bakteri; di alveoli, makrofag ini menggantikan fungsi silia dengan membersihkan debris.

ü Otot pernapasan

Otot pernapasan utama adalah otot inspirasi, yang terpenting adalah diafragma; kontraksi diafragma akan mendatarkan kubah, mengurangi tekanan rongga toraks, sehingga menarik udara masuk ke paru-paru. Otot interkostalis eksterna membantu dengan cara menaikkan iga dan meningkatkan dimensi rongga toraks. Pernapasan yang tenang normalnya adalah pernapasan diafragma; otot inspirasi aksesorius (misalnya skalenus, sternomastoideus) membantu inspirasi jika terdapat tahanan jalan napas atau ventilasi yang tinggi. Ekspirasi dicapai dengan recoil pasif paru dan dinding dada namun, pada laju ventilasi yang tinggi, ekspirasi dibantu oleh kontraksi otot abdomen yang mempercepat recoil diafragma dengan meningkatkan tekanan abdomen (misalnya olahraga).

ü Volume dan tekanan paru

Volume tidal adalah volume udara yang keluar dan mausk paru saat pernapasan normal; volume tdak istirahat normal adalah ~500 mL, namun, seperti volume paru lainnya, volume ini bergantung pada usia, jenis kelamin, dan tinggi badan, kapasitas vital adalah volume tidal maksimum, yaitu ketika seseorang menarik napas sedalam-dalamnya dan menghembuskan napas sehabis-habisnya. Perbedaan volume antara ekspirasi istirahat dan ekspirasi maksimumm disebut volume cadangan ekspirasi; hal yang sama pada inspirasi disebut volume cadangan inspirasi. Volume paru setelah inspirasi maksimum adalah kapasitas paru total, sedangkan colume paru setelah ekspirasi maksimum adalah volume residu.

Kapasitas residu fungsional (fungtional residu capacity, FRC) adalah volume paru pada akhir pernapasan normal, ketika otot-otot respirasi berelaksasi. Besar FRC ditentukan oleh keseimbangan antara recoil elastic kea rah luar oleh dinding dada dan recoil elastic ke arah dalam oleh paru. Keduanya dikoupling oleh cairan di dalam rongga pleura dada yang kecil, sehingga terjadi tekanan itu, perforasi dada menyebabkan udara tersedot ke dalam rongga pleura, dan dinding dada akan mengembang, sementara paru kolaps (pneoumotoraks). Penyakit yang mempengaruhi recoil elastic paru akan mengubah FRC; fibrosis akan meningkatkan recoil sehingga mengurangi FRC, sedangkan emfisema, dimana terjadi kerusakan struktur paru, recoil berkurang dan FRC meningkat.

Selama inspirasi, perluasan rongga toraks membuat tekanan intrapleura menjadi lebih negative, menyebabkan paru dan alveoli mengembang dan mengurangi tekanan alveoli. Hal ini memunculkan gradient tekanan antara alveoli dengan mulut, dan menarik udara ke paru. Selama ekspirasi, tekanan intrapleura dan tekanan alveolar meningkat, walaupun, kecuali saat ekspirasi paksa (missal; batuk), tekanan intrapleura tetap negative pada keseluruhan siklus karena ekspirasi normalnya adalah pasif.

Ruang rugi (dead space) adalah volumr jalan napas yang tidak berperan dalam pertukaran gas. Ruang rugi anatomis mencakup saluran napas dan turun hingga ke bronkiolus terminalis; normalnya ~150 mL. ruang rugi alveolar adalah alveoli yan gtidak mampu mengadakan pertukaran gas; dalam kesehatan, hal ini tidaklah penting. Ruang rugi fisiologis adalah jumlah ruang rugi anatomis dan alveolar.

Otot-otot respirasi harus mampu mengatasi gaya tahan selama bernapas. Tahanan ini terutama adalah resistensi elastic dinding dada dan paru, resistensi terhadap aliran udara (resistensi jalan napas paru).

 i.      Paru

ü Percabangan bronkus

Trakea bercabang menjadi bronkus utama (primer) kiri dan kanan. Bronkus kanan bercabang lagi menjadi bronkus (sekunder) lobus atas dan baeah. Setiap bronkus lobaris bercabang lagi menjadi bronkus tersier (segmental). Setelah Sembilan atau dua  belas generasi percabangan, ukuran saluran telah mengecil sampai berdiameter 1mm. saluran ini disebut bronkiolus, yang turut menyusun lobules paru. Bronkiolus memasuki lobules pada bagian puncaknya, bercabang-cabang lagi membentuk empat sampai tujuh bronkiolus terminalis dan masing-masing bercabang lagi menjadi dua bronkiolus respiratorius. Bagian ini bercabang lagi lebih dari tiga kali menjadi duktus alveolaris, yang lebih lanjut masih dapat bercabang dua sebelum menjadi sakus alveolaris dan alveoli. Pertukaran gas berlangsung mulai dari bronkiolus respiratorius sampai alveoli (bagian respirasi system pernafasan).

Bronkus ekstra-pulmoner susunannya sama dengan trakea, hanya lebih kecil. Bronkus intra-pulmoner berbeda dari bronkus ekstra pulmoner, karena tampak bulat. Hal ini disebabkan tidak lagi terdapat tulang rawan berbentuk C, melainkan terdiri atas lempeng-lempeng tulang rawan hialin. Bronkiolus tidak lagi memiliki tulang rawan, namunu otot polosnya lebih banyak.

Alveolus adalah unit fungsional paru. Setiap paru mengandung lebih 350 juta alveoli, masing-masing dikelilingi banyak kapiler darah. Alveoli berkelompok mirip anggur dan menyediakan permukaan yang amat luas bagi pertukaran gas, yaitu 60-70 m² lebih luas dari permukaan kulit. Setiap kali menarik nafas, anda Memaparkan daerah paru kira-kira seluas lapangan tenis terhadap udara segar.

Alveoli bentuknya polygonal atau heksagonal; masing-masing alveolus dilapisi oleh epitel gepeng yang sangat tipis. Ada dua jenis sel pelapis alveoli, yaitu tipe I (sel alveolar gepeng) dan tipe II (sel septa). Sel tipe II berbentuk kuboid dan menonjol ke dalam ruang alveoli. Sel tipe II ini mengkasilkan surfaktan, yang ikut menahan agar alveoli tidak kolaps. Pada awal alveolus terdapat pula makrofag alveolar (disebut juga sel debu), yang terdapat di dalam septum interalveolaris atau bebas di dalam ruang alveolus. Sel ini makan dan musnahkan mikroorganisme dan partikel asing lainnya.

Banyak septa interaveolaris memiliki satu atau lebih pori, yang menghubungkan alveoli bersebelahan. Fungsinya untuk memelihara keseimbangan tekanan antar alveoli, terutama dengan yang berasal dari bronkiolus lain, yang memungkinkan terjadinya kolateral bila slah satu bronkiolus tersumbat.