SISTEM PERNAFASAN A. Judul : Volume Pernafasan B. Tujuan juan : Mengukur Volume Udara Pernafasan C. Dasar Dasar Teori: ori:
Istilah bernapas, seringkali diartikan dengan respirasi, walaupun secara harfiah sebenarnya kedua istilah tersebut berbeda. Pernapasan (breathing ( breathing ) artinya menghi menghirup rup dan menghe menghemb mbusk uskan an napas. napas. leh leh karena karena itu, itu, bernap bernapas as diartik diartikan an sebagai sebagai proses proses memasuk memasukkan kan udara udara dari dari lingku lingkunga ngan n luar luar ke dalam dalam tubuh tubuh dan mengeluarkan udara sisa dari dalam tubuh ke lingkungan. !ementara, respirasi (respiration) respiration) berarti suatu proses pembakaran (oksidasi) senyawa organik (bahan makanan) di dalam sel sehingga diperoleh energi. "nerg "nergii yang yang dihasil dihasilkan kan dari respira respirasi si sangat sangat menun# menun#ang ang sekali sekali untuk untuk melakukan beberapa aktifitas. Misalnya sa#a, mengatur suhu tubuh, pergerakan, pertumbuhan dan reproduksi. leh karena itu, kegiatan pernapasan dan respirasi sebenarnya saling berhubungan. Pernafasan (respirasi) adalah peristiwa menghirup udara dari luar yang mengan mengandun dung g oksige oksigen n serta serta menghm menghmbus buskan kan udara udara yang yang banyak banyak mengan mengandun dung g karbondioksida sebagai sisa dari oksidasi keluar dari tubuh. Pengisapan udara ini disebu disebutt dengan dengan inspir inspirasi asi dan penghe penghembu mbusan san udara udara disebu disebutt dengan dengan ekspira ekspirasi si (!yaifuddin, $%%&).
Mekanisme pernapasan ('inariani, $%). $%). !istem respirasi melibatkan se#umlah organ seperti hidung, mulut, faring, trach trachea ea,, bron bronch chus, us, dan dan paru paru.. ung ungsi si siste sistem m respi respira rasi si adal adalah ah memf memfasi asili litas tasii pertukaran gas antara atmosfer, paru*paru dan sel*sel #aringan dalam tubuh. +iga proses dasar das ar terlibat terl ibat dalam dala m pertukaran gas tersebut. ter sebut. Proses pertama entilasi paru adalah pengaturan pengaturan inspirasi dan ekspirasi ekspirasi udara antara atmosfer dan paru. Proses kedu keduaa respi respira rasi si ekst ekstern ernal al (resp (respir irasi asi paru paru)) adala adalah h pert pertuk ukar aran an oksig oksigen en dan dan
1
karbondioksida antara paru dan kapiler darah paru. Proses ketiga respirasi internal (respirasi #aringan) adalah pertukaran oksigen dan karbondioksida antara kapiler darah #aringan dan sel*sel #aringan (-anong, /). ungsi utama paru*paru yaitu untuk pertukaran gas antara darah dan atmosfer ('est, 01). Pertukaran gas tersebut bertu#uan untuk menyediakan oksigen bagi #aringan dan mengeluarkan karbon dioksida. 2ebutuhan oksigen dan karbon dioksida terus berubah sesuai dengan tingkat aktiitas dan metabolisme seseorang, tapi pernapasan harus tetap dapat memelihara kandungan oksigen dan karbon dioksida tersebut (-uyton 3 4all, &). Untuk melaksanakan fungsi tersebut, pernapasan dapat dibagi men#adi . $. 7.
empat mekanisme dasar, yaitu5 Ventilasi paru, yang berarti masuk dan keluarnya udara antara aleoli dan atmosfir 6iffusi dari oksigen dan karbon dioksida antara aleoli dan darah +ransport dari oksigen dan karbon dioksida dalam darah dan cairan tubuh ke dan
1.
dari sel Pengaturan entilasi Paru*paru berfungsi dalam pertukaran gas antara udara luar dan darah yaitu oksigen dari udara masuk ke darah, dan karbondioksida dari darah ke luar ke udara. Proses pertukaran gas ter#adi melalui lapisan yang terdiri dari epitel aleoli, membran basalis, cairan antarsel endotel kapiler, plasma, membran sel darah merah, dan cairan intrasel darah merah. 6i samping itu, terdapat selapis cairan tipis surfaktan di permukaan aleoli yang men#aga supaya aleoli tetap menggelembung. Proses pertukaran gas ter#adi secara pasif, bergantung kepada selisih bagian gas yang ada di tiap kompartemen. Proses pertukaran gas ter#adi dengan cara difusi (!etiad#i, et al. $%%8). Proses pernapasan sangat penting untuk dapat mensuplai oksigen ke semua #aringan tubuh dan untuk mengeluarkan karbondioksida yang dihasilkan oleh darah melalui paru*paru (9rian, $%%8). Udara masuk ke paru*paru melalui sistem berupa pipa yang menyempit (bronchi dan bronkiolus) yang bercabang di kedua belah paru*paru utama (trachea). Pipa tersebut berakhir di gelembung* gelembung paru*paru (aleoli) yang merupakan kantong udara terakhir dimana oksigen dan karbondioksida dipindahkan dari tempat dimana darah mengalir. :da lebih dari 7%% #uta aleoli di dalam paru*paru manusia bersifat elastis. ;uang
2
udara tersebut dipelihara dalam keadaan terbuka oleh bahan kimia surfaktan yang dapat menetralkan kecenderungan aleoli untuk mengempis (Mc:rdle, et al. 8&). Volume tidal (+V) olume udara yang dihirup dan dihembuskan setiap kali bernafas. Volume cadangan inspirasi (I;V) , olume udara maksimal yg dapat dihirup setelah inhalasi normalVolume
Isipadu pasang surut (tidal volume) (+V)5 isipadu udara pernafasan biasa seseorang itu.
•
Isipadu pernafasan simpanan (inspiratory reserve volume) (I;V)5 isipadu maksima udara yang boleh disedut, tambahan kepada isipadu sedutan biasa.
•
Isipadu simpanan hembusan (expiratory reserve volume) (";V)5 isipadu maksima udara yang boleh dihembus, tambahan kepada isipadu hembusan biasa.
•
Isipadu baki (residual volume) (;V)5 #umlah udara yang tinggal di dalam paru* paru dan tidak dapat disingkirkan (Isipadu udara yang kekal dalam paru*paru selepas hembusan maksima).
•
2apasiti paru*paru sepenuhnya (total lung capacity) (+><)5 isipadu paru*paru sepenuhnya (isipadu udara dalam paru*paru selepas sedutan maksima). TLC = IRV + TV + ERV + RV
•
2apasiti baki berfungsi ( functional residual capacity) (;<)5 #umlah udara tinggal di dalam paru*paru selepas pernafasan normal dihembus keluar. FRC = ERV + RV
D. Alat dan Bahan
3
. !pirometer $. :ir E. Prosedur Kerja
SPIR,METER Menarik nafas dalam*dalam kemudian menghembuskannya pada pipa?selang yang dihubungkan dengan spirometer.
Menghitung
olume
udara
yang
ditiupkan
dengan
#alan
menghitung letak perubahan skala pada penyungkup spirometer.
Menarik nafas secara biasa dan melakukan hal yang sama kemudian menghembuskan ke dalam spirometer melalui selang.
Melakukan percobaan tersebut beberapa kali dengan sikap duduk, berdiri, dan sesudah lari*lari untuk semua praktikan.
F. asil Pen!a"atan Ta#el asil Pen!a"atan Se#elu" #erolahra!a Berdiri
Dudu$
Na"a Mersi Sitti
Tidal &'( &'*
%ital ) )
tidal &'* &'+
%ital ) )
4
Na#ila elin
&'+ &'/
&'&'0
&'* &'+
&'&'-
Setelah #erolahra!a Berdiri
Dudu$
Na"a Tidal Mersi Sitti Na#ila elin
%ital
&'+ &'2 &'* &'+
&'/ ) ) &'2
tidal &'1 &'/ &'1 &'/
%ital )') )'( )'* &'2
3. Pe"#ahasan
9erdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukandiperoleh bahwa perbedaan kapasitas besarnya olume udara pernapasan pada setiap praktikan ialah berbeda*beda. Pernapasan adalah suatu proses yang ter#adi secara otomatis walau dalam keadaan tertidur sekalipun, karena sistem pernapasan dipengaruhi oleh susunan saraf otonom.!etiap orang yang memilki kecepatan pernapasan dan kedalaman pernapaan berbeda antara yang satu dengan lainnya. :lat untuk mengukur kapasitas paru menggunakan alat !pirometer. !pirometer adalah suatu piranti untuk mengukur olume udara yang diilhami dan yang berakhir oleh paru* paru. Ini merupakan suatu ketepatan tekanan diferensial transducer untuk pengukuran la#u alir pernapasan. Praktikan yang memiliki olume udara tidal ataupun ital yang tertinggi yaitu !itti, sedangkan yang kedua 'elin, @abila yang terakhir adalah Mersi. 9esarnya olume udara pernapasan tersebut dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain ukuran organ pernapasan, kemampuan, kebiasaan bernapas dan posisi bernapas ( berdiri ataupun duduk ), #enis kelamin serta kondisi kesehatan. 2apasitas Vital adalah olume udara maksimum yang dapat dikeluarkan seseorang setelah mengisi paru*parunya secara maksimum.orced Vital
5
"=piratory Volume in irst !econd adalah olume udara yang dikeluarkan pada detile pertama dimulai dengan hembusan nafas kuat pada pernafasan penuh. Volume statis daripada paru*paru dapat diukur dengan spirometer yaitu5 tidal olume dan kapasitas ital (ital capacity). +idal olume adalah olume pernapasan normal yaitu dengan menghembuskan udara ekspirasi biasa ke dalam spirometer setelah inspirasi biasa. 2apasitas ital adalah olume ekspirasi maksimal setelah inspirasi maksimal (!iregar, $%%$).
Volume udara pernapasan setiap orang berbeda-beda. Hal ini disebabkan volume paru-paru setiap orang berbeda-beda. Volume paru-paru dipengaruhi oleh faktor genetik aktitas olahraga, kondisi lingkungan, dan enis kelamin. 9erdasarkan hasil pengamatan dapat dibedakan dimana olume udara lebih besar dari pada olume udara perempuan. !elain itu, nilai kapasitas ital paru*paru #uga sangat dipengaruhi oleh karakteristik fisik seperti tinggi badan, berat badan dan luas permukaan tubuh. Menurut 9rian ($%%1), olume paru berhubungan dengan ukuran badan, dimana seorang yang tubuhnya besar mempunyai paru yang besar. Volume paru ditentukan #uga oleh luas permukaan tubuh untuk pertukaran gas dimana, pada laki*laki cenderung memiliki luas permukaan tubuh yang besar sehingga ukuran paru*parunya besar pula, yang menyebabkan olume udara pernapasanya besar pula. Paru*paru yang besar ini akan mempengaruhi #umlah dan ukuran aleolus dalam melakukan pertukaran oksigen dan karbondioksida. Perbadaan olume udara #uga terlihat #elas mengalami perbedaan pada posisi tubuh, dimana pada posisi tubuh pada saat duduk olume udaranya akan menurun dan pada posisi berdiri akan meningkat. 4al ini sebabkan karena pada posisi berdiri otot*otot kaki akan berkontraksi sehingga diperlukan tenaga untuk men#aga tubuh tetap tegak berdiri. Pada saat berdiri oksigen yang dibutuhkan untuk proses oksidasi di dalam tubuh men#adi lebih banyak. 4al inilah yang menakibatkan frekuensi inspirasi dan ekspirasi men#adi lebih sering dilakukan. !edangkan pada posisi duduk, otot*otot di dalam tubuh cenderung berelaksasi dan beban berat tubuh disangga oleh sebagian besar bagian tubuh sehingga ter#adi penyebaran beban. 4al ini mengakibatkan #umlah energi yang diperlukan untuk
!
menyangga tubuh tidak terlalu besar sehingga kebutuhan akan oksigenpun tidak sebanyak pada saat posisi tubuh dalam keadaan berdiri. Pada saat berolahraga olume udara yang diperlukan #uga berbeda, dimana olume udara saat sesudah berolahraga meningkat dari pada sebelum berolah raga. -erakan pernapasan diatur oleh pusat pernapasan yang ada di otak dan disebut medula oblongata. 6imana saraf pernapasan ini dipacu oleh kadar karbon dioksida yang ada di dalam darah. 9ila kadar karbon dioksida dalam darah naik maka akan timbul rangsangan untuk segera menghirup udara pernapasan dalam* dalam. 2etika darah melalui aleolus, kandungan karbon dioksidanya sama dengan di aleolus. 6arah kemudian mencapai medula oblongata yang mengandung sel*sel yang sangat peka terhadap konsentrasi karbon dioksida dalam darah. Aika kandungan karbon dioksida ini naik di atas normal, medula oblongata menanggapinya dengan meningkatkan banyaknya impuls saraf dan la#u impuls saraf yang mengontrol aksi otot*otot pernapasan (otot diafragma dan otot interkosta). :kibatnya ialah peningkatan pertukaran udara yang ter#adi di dalam paru*paru. 4al inilah yang menyebabkan olume udara pada saat setelah berolahraga lebih tinggi dari pada olume udara pada orang yang tidak berolahraga. !elain itu, sebelum berolahraga #antung dan paru*paru kita masih berkontraksi dengan normal, peredaran darahpun masih normal sehingga udara yang keluar seperti biasa (normal), tetapi setelah berolahraga olume inspirasi meningkat. 4al ini disebabkan #antung telah berdetak dengan cepat dan untuk meenyeimbangkannya
paru*paru
berkontraksi
dengan
cepat
pula
karena
kebutuhan oksigen telah meningkat. Volume ekspirasi cadangan atau olume suplementer diukur dengan cara praktikan menghirup napas normal, namun menghembuskan napas sekuat*kuatnya pada spirometer. Volume suplementer pada keadaan normal B 0%% ml untuk wanita. !edangkan olume inspirasi cadangan atau olume komplementer normal biasanya mencapai B 7%%% ml. Untuk menghitung kapasitas ital sama dengan olume cadangan inspirasi ditambah dengan olume tidal dan olume cadangan ekspirasi. 2apasitas ital ini adalah #umlah udara maksimum yang dapat dikeluarkan dari paru*paru seseorang setelah terlebih dahulu mengisi paru*paru "
secara maksimum dan kemudian mengeluarkan sebanyak*banyaknya. Pada keadaan normal kapasitas ital B 1&%% ml. Pada saat bernafas normal, olume udara yang dihasilkan kecil, hal ini dikarenakan pada saat pernapasan normal dan tenang biasanya hanya memakai gerakan dari diafragma. !elama inspirasi, kontraksi dari diafragma akan menarik permukaan bawah paru*paru ke bawah. 2emudian selama ekspirasi, diafragma akan berelaksasi dan sifat elastis daya lenting paru*paru, dinding dada dan perut akan menekan paru*paru. !edangkan !elama bernapas dengan kuat, tenaga elastik tidak cukup untuk menyebabkan ekspirasi cepat yang diperlukan, sehingga perlu kontraksi otot perut, yang mendorong isi perut ke atas mendorong dasar dari diafragma. Untuk mengembangkan paru*paru yaitu dengan mengangkat rangka iga. tot yang berperan untuk mengangkat iga adalah M.Intercostalis eksterna.
. Kesi"4ulan 9erdasarkan pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa olume
pernafasan setiap praktikan berbeda*beda. Pada posisi berdiri otot*otot kaki akan berkontraksi sehingga diperlukan tenaga untuk men#aga tubuh tetap tegak berdiri sehingga oksigen yang dibutuhkan untuk proses oksidasi di dalam tubuh men#adi lebih banyak :ktifitas Volume pernafasan pada orang yang setelah berolahraga lebih tinggi dari pada sebelum berolahraga.
#
I. Ja5a#an Pertan6aan . Volume udara yang masih tinggal di dalam paru*paru setelah melakukan
respirasi maksimum. Volume residu ini rata*rata $%% ml. Udara ini diperlukan dalam menyeimbangkan udara yang dari luar yang akan masuk yang memiliki tekanan tinggi dengan olume yang lebih besar lagi. !elain itu #uga untuk men#aga keseimbangan paru*paru dalam mengatur metabolismenya. $. Cang dimaksud dengan olume udara ital, suplemen, komplemen dan kapasitas ital adalah 5 Volume udara ital adalah #umlah dari olume udara tidal D olume udara cadangan inspiratori D olume udara cadangan ekspiratori yaitu
sebesar 1.0%% ml. Volume udara suplemen adalah #umlah udara yang dikeluarkan dengan
kuat sebanyak .$%%. Volume udara komplement adalah udara yang masuk sebanyak 7.%%% ml di atas udara tidal yang kita hirup kuat*kuat.
$
2apasitas ital udara pernapasan adalah #umlah udara maksimun yang dapat dikeluarkan seseorang setelah mengisi.
7AMPIRAN
Proses pengukuran olume udara pernapasan dari beberapa praktikan
1%
DAFTAR P8STAKA
'inariani. $%. Sistem Respirasi. (nline) +ersedia 6i rahadiandimas.staff.uns.ac.id/files/20/0/Respirasi.pdf . 6iakses 8 :pril $%7. -uyton, 4all. &. !ext "ook of Medical #hysiology. @ew Cork 5 ' 9 !aunders ife !ciences 5 Mathematical Model of the ;espiratory !ystemF ung Impedance in the :dult and @eonatal >ung. Uniersity of Medical !ciences5 Iran !yaifuddin. $%%&. )natomi $isiologi *ntuk %emahasis+aan %epera+atan. 2edokteran "-<5 Aakarta
11
12