[Ringkasan] Sistem pernapasan terdiri dari alveoli dan kapiler darah yang saling berhubungan. Proses pertukaran gas Oksigen dan Karbondioksida terjadi melalui membran alveoli dan sel darah. Oksigen masuk ke darah dan diangkut ke seluruh tubuh, sedangkan Karbondioksida keluar dari darah ke alveoli dan dikeluarkan. Mekanisme pernapasan terjadi karena kontraksi dan relaksasi otot pernapasan seperti otot dada dan diafragma.

1. Anatomi dan Fisiologi
Sistem Pernapasan/Respirasi
Oleh: Tahyatul Bariroh

8. Alveoli
Alveoli terdiri dari :
 Membran alveolar :
 Small alveolar cell dengan ekstensi
ektoplasmik ke arah rongga alveoli.
 Large alveolar cell mengandung inclusion
bodies yang menghasilkan surfactant.
 Anastomosing capillary, merupakan system
vena dan arteri yang saling berhubungan
langsung, ini terdiri dari : sel endotel, aliran
darah dalam rongga endotel.

9. Alveoli
 Aliran Pertukaran Gas
Proses pertukaran gas berlangsung sebagai berikut: alveoli  epitel alveoli
membran dasar  endotel kapiler  plasma  eitrosit.
Membran  sitoplasma eritrosit  molekul hemoglobin
 Surfactant
Mengatur hubungan antara cairan dan gas. Dalam keadaan normal
surfactant ini akan menurunkan tekanan permukaan pada waktu
ekspirasi, sehingga kolaps alveoli dapat dihindari.

10. Sirkulasi Paru
Mengatur aliran darah
vena – vena dari
ventrikel kanan ke
arteri pulmonalis dan
mengalirkan darah
yang bersifat arterial
melalui vena
pulmonalis kembali
ke ventrikel kiri.

11. Rongga dan Dinding Dada
Rongga ini terbentuk oleh:
 Otot –otot interkostalis
 Otot – otot sternokleidomastoid
 Otot –otot skalenus
 Kosta- kosta dan kolumna vertebralis
 Kedua hemi diafragma
Yang secara aktif mengatur mekanik respirasi.

12.  Terdapat otot-otot yang menempel pada rangka dada
yang berfungsi penting sebagai otot pernafasan. Otot-
otot yang berfungsi dalam bernafas adalah sebagai
berikut :
- interkostalis eksterrnus (antar iga luar) yang
mengangkat masing-masing iga.
- sternokleidomastoid yang mengangkat sternum
(tulang dada).
- skalenus yang mengangkat 2 iga teratas.
- interkostalis internus (antar iga dalam) yang
menurunkan iga-iga.
- otot perut yang menarik iga ke bawah sekaligus
membuat isi perut mendorong diafragma ke atas.
- otot dalam diafragma yang dapat menurunkan
diafragma.

13. Pertukaran gas O2 dan CO2
Pertukaran O2
Sebagian besar diangkut oleh Hb dalam sel
darah merah
Hb4 + 4O2
DALAM PARU-PARU
DALAM JARINGAN
4HbO2
Proses pengikatan dan pelepasan O2 dipengaruhi oleh
kadar O2, CO2, dan tekanan O2

14. Pertukaran Gas Oksigen dan Karbondioksida
◦ Alveolus memiliki O2 lebih tinggi dari pada O2 di dalam darah.
◦ O2 masuk ke dalam darah melalui difusi melewati membran alveolus
◦ Di dalam darah, O2 sebagian besar (98%) diikat oleh Hb yang terdapat
pada Eritrosit menjadi Oksihemoglobin (HbO2).
◦ Selain diikat oleh Hb, sebagian kecil O2 larut di dalam plasma darah
(2%).
◦ Setelah berada di dalam darah, O2 kemudian masuk ke jantung
melalui vena pulmonalis untuk diedarkan ke seluruh tubuh yang
membutuhkan.
A. Pengikatan O2
Di dalam Alveolus, udara yang mengandung oksigen
dipertukarkan ke dalam darah. Sedangkan karbondioksida di
dalam darah dikeluarkan ke alveolus.

15. Pertukaran O2
Proses pertukaran oksigen dari alveolus ke dalam darah. Dan setelah berada di
darah,oksigen dibawa ke sel-sel tubuh yang membutuhkan

16. Pertukaran CO2
Ada 3 cara pengangkutan CO2
1. CO2 larut dalam plasma, membentuk asam karbonat.
CO2 + H2O H2CO3
Cara ini hanya : 5%
2. Dalam bentuk senyawa karbomino.
CO2 berdifusi ke dalam sel darah merah,
berikatan dengan Amin (-NH2)
Cara ini : 30%

17. 3. Dalam bentuk ion HCO3
- melalui proses berantai
yang disebut pertukaran klorida. CO2 masuk ke
dalam sel darah merah yang mengandung enzim
karbonat anhidrase.
enzim karbonat
CO2 + H2O H2CO3
anhidrase
H+
HCO3
H2 CO3
Keluar dari sel darah merah masuk
plasma darah. Kedudukan HCO3 diganti Ion
klorida.
Dengan cara ini : 65% (terbanyak)

18. Pengeluaran CO2
◦ Di jaringan, CO2 lebih tinggi dibandingkan yang ada di dalam darah.
◦ Ketika O2 di dalam darah berdifusi ke jaringan, maka CO2 di jaringan
akan segera masuk ke dalam darah.
◦ Ketika CO2 berada di dalam darah sebagian besar (70%) CO2 akan
diubah menjadi ion bikarbonat(HCO3–)
◦ 20% CO2 akan terikat oleh Hb pada Eritrosit.
◦ Sedangkan 10% CO2 lainnya larut dalam plasma darah.
◦ Di dalam darah, CO2 dibawa ke jantung, kemudian oleh jantung CO2
dalam darah dipompa ke paru-paru melalui arteri pulmonalis.
◦ Di paru-paru CO2 akan dikeluarkan dari tubuh melalui ekspirasi.

19. Pertukaran CO2
Proses pertukaran karbondioksida dari sel-sel jaringan ke dalam darah. Setelah berada di dalam darah,
karbondioksida di bawa ke alveolus untuk dikeluarkan.

20. MEKANISME PERTUKARAN CO2 dan O2
Hb + O2 Hb (O2)4
O2 tinggi CO2 rendah
CO2 tinggi O2 rendah
netral
asam

22. Mekanisme Respirasi
 Meliputi proses :
◦ Inspirasi : yaitu pemasukan udara ke paru-paru
◦ Ekspirasi : yaitu pengeluaran udara dari paru-paru
 Proses inspirasi dan ekspirasi melibatkan
kontraksi relaksasi otot-otot tulang rusuk
dan otot diafragma.

23. Tulang
rusuk
terangkat karena
kontraksi otot
antar tulang rusuk
Udara
masuk
Diaphragma berkontraksi
(turun)
Inspirasi
Inspirasi – Pemasukan udara ke
dalam paru-paru
Mekanisme Inspirasi :
• Otot-otot interkostal berkontraksi akibatnya
tulang rusuk terangkat.
• Kontraksi otot interkostal diikuti oleh kontraksi
otot diafragma.
• Akibat kontraksi kedua otot ini, rongga dada
menjadi membesar.
• Rongga dada yang bertambah besar
menyebabkan tekanan udara di paru-paru
menjadi kecil.
• Akibatnya udara masuk ke dalam paru-paru.

24. Tulang rusuk
turun karena
otot interkostal
berelaksasi
Udara
keluar
Diaphragma berelaksasi
(naik)
Ekspirasi
Ekspirasi – Pengeluaran udara dari
dalam paru-paru
Mekanisme Ekspirasi :
• Otot-otot interkostal berelaksasi akibatnya
tulang rusuk turun.
• Relaksasi otot interkostal diikuti oleh
berelaksasinya otot diafragma.
• Akibat relaksasi kedua otot ini, rongga dada
menjadi menjadi mengecil.
• Rongga dada yang mengecil menyebabkan
tekanan udara di paru-paru menjadi besar.
• Akibatnya udara keluar dari dalam paru-
paru ke lingkungan.

25. Mekanisme Pernapasan

26. Mekanisme Pernapasan Dada
1. Fase Inspirasi pernapasan dada
Mekanisme inspirasi pernapasan dada sebagai
berikut:
Otot antar tulang rusuk (muskulus intercostalis
eksternal) berkontraksi --> tulang rusuk terangkat
(posisi datar) --> Paru-paru mengembang --> tekanan
udara dalam paru-paru menjadi lebih kecil
dibandingkan tekanan udara luar --> udara luar masuk
ke paru-paru.
2. Fase ekspirasi pernapasan dada
Mekanisme ekspirasi pernapasan dada adalah
sebagai berikut:
Otot antar tulang rusuk relaksasi --> tulang rusuk
menurun --> paru-paru menyusut --> tekanan udara
dalam paru-paru lebih besar dibandingkan dengan
tekanan udara luar --> udara keluar dari paru-paru.

27. Mekanisme Pernapasan Perut
1. Fase inspirasi pernapasan perut
Mekanisme inspirasi pernapasan perut sebagai
berikut:
sekat rongga dada (diafraghma) berkontraksi--> posisi
dari melengkung menjadi mendatar --> paru-paru
mengembang --> tekanan udara dalam paru-paru
lebih kecil dibandingkan tekanan udara luar --> udara
masuk.
1. Fase ekspirasi pernapasan perut
Mekanisme ekspirasi pernapasan perut sebagai
berikut:
otot diafraghma relaksasi --> posisi dari mendatar
kembali melengkung --> paru-paru mengempis -->
tekanan udara di paru-paru lebih besas dibandingkan
tekanan udara luar--> udara keluar dari paru-paru.

28. Tulang rusuk
terangkat karena
kontraksi otot
antar tulang rusuk
Udara
masuk
Pernapasan Dada
Volume Rongga
Dada Membesar
INSPIRASI
Udara
Keluar
Tulang rusuk
turun karena
Otot interkosta
berelaksasn
Volume Rongga
Dada Mengecil
EKSPIRASI

29. Otot Diafragma Kontraksi,
diafragma mendatar
Volume Rongga Dada
Membesar
Udara
masuk
Pernapasan Perut
INSPIRASI
Udara
Keluar
Otot Diafragma
Relaksasi, Otot Perut
Kontraksi, Diafragma
melengkung ke
rongga dada.
Volume rongga dada
mengecil
EKSPIRASI

30. VOLUME & KAPASITAS PARU-PARU
• Setiap orang berbeda
• Tergantung pada ukuran paru-paru, kekuatan
bernapas, cara bernapas
• Volume paru-paru orang dewasa: 5-6 liter,
terdiri dari:
– Volume tidal (VT)
– Volume cadangan inspirasi (VCI)
– Volume cadangan ekspirasi (VCE)
– Volume residu (VR)

31. VOLUME & KAPASITAS PARU-PARU
• Volume tidal (VT): volume udara hasil
inspirasi/ekspirasi pada setiap kali bernapas
normal, ± 500cc/ml pada rata-rata orang
dewasa muda
• Volume cadangan inspirasi (VCI): volume
udara ekstra yang dapat diinspirasi setelah
volume tidal, ± mencapai 3000cc/ml

32. VOLUME & KAPASITAS PARU-PARU
• Volume cadangan ekspirasi (VCE): volume
udara yang masih dapat diekspirasi kuat pada
akhir ekspirasi normal, ± mencapai 1100cc/ml
• Volume residu (VR): volume udara yang masih
tetap berada dalam paru-paru setelah
ekspirasi kuat, ± sebanyak 1200cc/ml

33. VOLUME & KAPASITAS PARU-PARU
• Kapasitas Inspirasi (KI)= VT+VCI
• Kapasitas residu fungsional (KRF)= VCE+VR
• Kapasitas vital (KV)= VCI+VT+VCE
• Kapasitas total paru-paru= KV+VR
• Spirometri: metode yang digunakan untuk
mencatat volume udara yang masuk dan
keluar dari paru-paru

34. VOLUME & KAPASITAS PARU-PARU

35. VOLUME & KAPASITAS PARU-PARU
spirometer

36. Udara Pernapasan
• Oksigen yang masuk dan keluar melalui alat-alat
pernapasan disebut udara pernapasan. Udara pernapasan
pada manusia dibedakan menjadi empat macam, yaitu:
1. Udara pernapasan biasa (volume tidal) --> VT
Merupakan udara yang masuk dan keluar paru-paru pada
saat pernapasan biasa. Volume udara yang masuk dan
keluar sebanyak 500 ml
2. Udara cadangan inspirasi (udara komplementer) --> UK
Merupakan udara yang masih dapat dimasukkan ke dalam
paru-paru secara maksimal, setelah melakukan inspirasi
normal. Besarnya udara komplementer adalah 2500 – 3000
ml

37. 3. Udara cadangan ekspirasi (udara suplementer) --> US
Merupakan udara yang masih dapat dikeluarkan dari paru-
paru secara maksimal setelah melakukan ekspirasi biasa.
Besarnya udara suplementer adalah 1250 - 1300 ml
4. Udara residu --> UR
merupakan udara yang tersisa di dalam paru-paru, yang
berfungsi untuk menjaga agar paru-paru tetap dalam
keadaan mengembang. besarnya udara residu adalah 1200
ml.

39. Volume udara pernapasan
• Volume udara pernapasan berkisar 500 - 3500
ml
• Dari 500 ml udara yang dihirup, hanya 350 ml
yang sampai di alveolus, sisanya hanya sampai
saluran pernapasan.
• Jumlah oksigen yang diperlukan sehari untuk
tiap individu sebesar 300 cc.

40. Kapasitas paru-paru
1. Kapasitas vital --> KV
Merupakan kemampuan paru-paru mengeluarkan udara secara
maksimal setelah melakukan inspirasi secara maksimal.
Kapasitas paru-paru dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
KV = VT + UK + US
– Berdasarkan rumus di atas kapasitas vital paru-paru adalah sebesar
4750 ml
2. Kapasitas total --> KT
– Merupakan udara yang dapat tertampung secara maksimal di paru-
paru secara keseluruhan.
– Kapasitas total paru-paru dapat dihitung dengan rumus sebagai
berikut:
KT = KV + UR
– Berdasarkan rumus di atas dapat dihitung kapasitas total paru-paru
adalah sebesar 5800 ml

41. Frekuensi pernapasan
• Frekuensi pernapasan adalah intensitas memasukkan
atau mengeluarkan udara per menit. Pada umumnya
intensitas pernapasan pada manusia berkisar antara 16 -
18 kali.
• Faktor yang mempengaruhi kecepatan frekuensi
pernapasan adalah:
1. Usia
• Balita memiliki frekuensi pernapasan lebih cepat dibandingkan
manula. Semakin bertambah usia, intensitas pernapasan akan
semakin menurun
2. Jenis kelamin.
• Laki-laki memiliki frekuensi pernapasan lebih cepat dibandingkan
perempuan
3. Suhu tubuh
• Semakin tinggi suhu tubuh (demam) maka frekuensi pernapasan
akan semakin cepat

42. 4. Posisi tubuh
• Frekuensi pernapasan meningkat saat berjalan atau
berlari dibandingkan posisi diam. frekuensi pernapasan
posisi berdiri lebih cepat dibandingkan posisi duduk.
Frekuensi pernapasan posisi tidur terlentar lebih cepat
dibandingkan posisi tengkurap.
5. Aktivitas
• Semakin tinggi aktivitas, maka frekuensi pernapasan
akan semakin cepat

43. Kontrol Pernafasan
1. Respirasi normal antara 12–
15 kali per menit.
2. Pada kondisi tertentu
frekuensi respirasi dapat
meningkat atau menurun
bergantung kondisi.
3. Yang menaikkan atau
menurunkan kecepatan
respirasi adalah medulla
oblongata dan pons.
Pons
Medulla
Otak
Pusat pengaturan
pernafasan
Neuron
motorik
Otot interkostal
Diafragma
Jantung berdenyut
lebih cepat /
berdenyut lebih
lambat
Pusat pengaturan pernafasan
adalah medulla oblongata dan pons.

44. Kelainan / Penyakit pada Sistem Respirasi
 Penyempitan bronkiolus yang dipicu oleh zat alergen.
 Zat alergen dapat berupa debu, serbuk sari, asap,
cuaca dll.
 Biasanya penderita asma akan mengalami kesulitan
bernafas, serta disertai suara saat menarik nafas.
1. Asma

45. 2. Kerusakan
akibat Rokok
 Kerusakan pada paru-paru yang mengakibatkan kanker
atau terbakarnya paru-paru.
 Kerusakan karena asap yang masuk ke paru-paru sangat
panas. Selain itu karena senyawa toksik lain yang
terkandung di dalam rokok (ada 4000 senyawa toksik pada
rokok).
Paru
paru
Jantung

46. 3. Kanker Paru-Paru
 1/3 kematian orang di Amerika karena kanker
paru
 Kanker paru berhubungan dengan merokok
 Rokok mengandung radikal bebas (nitrosamine)
dan senyawa karsinogen lain yang memicu
mutasi DNA

47. KELAINAN DAN PENYAKIT PADA SISTEM
RESPIRASI MANUSIA
 Faringitis (peradangan pada faring)
 Pneumonia (peradangan paru-paru)
 Emfisema (udara berlebihan di paru-paru)
 Asma (kontraksi kaku dari
bronkeolus/hipersensitivitas bronkiolus)
 TBC (paru-paru dan tulang siserang oleh
bakteri Mycobacterium tuberculosis)
 Hipoksia (O2 kurang di dalam jaringan)

48. KESIMPULAN

49. TERIMA KASIH
Next:
Anatomi dan Fisiologi Sistem Integumen