Makalah ini membahas tentang sistem pernafasan mulai dari organogenesis, organ-organ pernafasan seperti hidung, faring, laring, trakea, bronkus dan alveolus, ventilasi paru, sirkulasi paru, pertukaran gas, transport oksigen dan karbondioksida, pengaturan sistem pernafasan, serta insufisiensi pernafasan.

1. KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kehadirat Allah SWT, dimana atas segala rahmat dan izin-nya, kami
dapat menyelesaikan makalah tentang system pernafasan.
Shalawat serta salam tak lupa penulis haturkan kepada junjungan kita Nabi semesta
alam Muhammad SAW, keluarga, sahabat dan para pengikutnya hingga akhir zaman.
Alhamdulillah, kami dapat menyelesaikan makalah ini, walaupun penulis menyadari
bahwa masih banyak kekurangan dan kesalahan didalam makalah ini. Untuk itu kami
berharap adanya kritik dan saran yang membangun guna keberhasilan penulisan yang akan
datang.
Akhir kata, kami mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah
membantu hingga terselesainya makalah ini semoga segala upaya yang telah dicurahkan
mendapat berkah dari Allah SWT. Amin.
Sukabumi, 17 Maret 2014
Kelompok 5
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 1

2. DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR……………….…………………………………………………...…..1
DAFTAR ISI…………….……………………………………………………………………2
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang……………………………………………………….……….4
1.2 Rumusan Masalah………….…………..………………………………….….4
1.3 Tujuan…………...……………..………………….……………………….…5
1.4 Manfaat….……………………..……………………………………….…....5
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Organogenesis sistem pernafasan …………………………………….….…6
2.2 Organ-organ pernafasan ………...………………………………………….7
2.3 Ventilasi paru ………………..………………………………………….…11
2.4 Sirkulasi paru ……….………………………………………….………….14
2.5 Prinsip-prinsip pertukaran gas ……………………....…………………….15
2.6 Transport oksigen dan karbondioksida dalam darah dan cairan tubuh .......17
2.7 Pengaturan sistem pernafasan ………..………………………...………....19
2.8 Insufisiensi pernafasan …………………………………………………....21
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 2

3. BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan…………………………………………………………………….23
3.2 Saran…………………..……………………………………………………….23
DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………………………..24
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 3

4. BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pernafasan ( respirasi) adalah peristiwa menghirup udara dari luar yang mengandung
(oksigen) ke dalam tubuh serta menghembuskan udara yang banyak mengandung
CO2(karbondioksida) sebagai sisab dari oksidasi keluar dari tubuh. Penghisapan udara ini
disebut inspirasi dan menhembuskan disebut ekspirasi.
Jadi, dalam paru-paru terjadi pertukaran zat antara dan oksigen ditarik dari udara
masuk ke dalam darah dan CO2 akan dikeluarkan dari darah secara osmose. Seterusnya CO2
akan dikeluarkan melalui tractus respiratorius(jalan pernafasan) dan masuk ke dalam tubuh
melalui kapiler –kapiler vena pulmonalis kemudian masuk ken serambi kiri jantung (atrium
sinistra) kemudian ke aorta keseluruh tubuh disini terjadi oksidasi sebagai ampas dari
pembakaran adalah CO2 dan zat ini dikeluarkan melalui peredaran darah vena masuk ke
jantung, ke bilik kanan,dan dan dari sini keluar melalui arteri pulmonalis ke jaringan-jaringan
paru-paru akhirnya dikeluarkan menembus lapisan epitel dari alveoli. Proses pengeluaran
CO2 ini adalah sebagian dari sisa metabolisme sedangkan sisa dari metabolisme lainnya akan
dikeluarkan melalui traktus urogenitalis, dan kulit.
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana organogenesis pada sistem pernafasan ?
2. Apa sajakah organ-organ pernafasan ?
3. Apa yang dimaksud dengan ventilasi paru ?
4. Bagaimana terjadinya sirkulasi paru ?
5. Bagaimana prinsip-prinsip pertukaran gas ?
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 4

5. 6. Bagaimana transport oksigen dan karbondioksida dalam darah dan cairan tubuh ?
7. Bagaimana pengaturan sistem pernafasan ?
8. Apa yang dimaksud dengan insufisiensi pernafasan ?
1.3 Tujuan
Makalah ini di buat dengan tujuan agar mahasiswa, tenaga kesehatan atau
tenaga medis dapat memahami anatomi dan fisiologi sistem pernafasan.
1.4 Manfaat
Makalah ini di buat oleh kami agar meminimalisir kesalahan dalam tindakan
praktik keperawatan yang di sebabkan oleh ketidakpahaman dalam anatomi fisiologi
dalam sistem pernafasan sehingga berpengaruh besar terhadap kehidupan klien.
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 5

6. BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Organogenesis sistem pernafasan.
Paru-paru terbentuk dari lapisan lembaga endoderm, sama seperti pembentukan saluran
pencernaan. bahkan pembentukan trakea dan paru-paru berkaitan dengan pembentukan
saluran pencernaan. Berikut tahapan organogenesis paru-paru:
1. Pada usus depan di perbatasan faring dan esofagus terjadi evaginasi endoderm ke arah
ventral membentuk lekuk laringotrakea.
2. Lekuk laringotrakea memanjang, kemudian memisahkan diri dari usus depan dan akan
tumbuh ke arah posterior sebagai trakea yang terletak di sisi ventral esofagus. Endoderm
yang berasal dari usus depan membentuk bagian epitel trakea, sedangkan tulang rawan,
jaringan ikat dan ototnya berasal dari mesenkim disekitarnya.
3. Sementara memanjang, kedua ujung trakea menggelembung → menjadi tunas paru-paru.
4. Mesoderm akan menginduksi tunas paru-paru untuk terus tumbuh dan membentuk
percabangan bronkus dan bronkiolus. Di akhir percabangan, epitel akan menipis dan
terbentuklah alveolus.
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 6

7. 5. Epitel bronkus sampai dengan alveolus terbentuk dari endoderm, demikian pula dengan
kelenjar-kelenjarnya; sedangkan jaringan ikat dan otot pada paru-paru terbentuk dari
mesenkim. Pleura yang membungkus paru-paru berasal dari mesoderm splanknik.
Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar di bawah ini:
Perkembangan sistem respirasi manusia. A, tahap tunas paru-paru pada embrio 4
minggu; B, tahap lanjut; C, paru-paru kecil yang terbentuk melalui percabangan yang
berulang-ulang dari bumbung endoderm untuk membentuk cabang-cabang bronkial dan
alveoli, pada embrio 7 minggu. D, sekelompok alveoli dari paru-paru dewasa. E, dinding
alveolus ari paru-paru dewasa (Sumber: Majumdar, 1985 dalam http://goth-
id.blogspot.com/2012/04/organogenesis.html ).
2.2 Organ-organ sistem pernafasan.
Sistem pernapasan manusia memiliki organ-organ pernapasan yang menunjang proses
pernapasan. Organ-organ pernapasan tersebut memiliki struktur dan fungsi yang berbeda-
beda. Organ-organ pernapasan manusia terdiri atas hidung, faring, laring, trakea, bronkus,
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 7

8. dan alveous. Bagaimanakah struktur dan fungsi dari masing-masing organ pernapasan
tersebut? Perhatikan penjelasan berikut.
a. Organ Pernapasan Hidung
Hidung merupakan alat pernapasan pertama yang dilalui oleh udara. Ujung hidung
ditunjang oleh tulang rawan dan pangkal hidung ditunjang oleh tulang nasalis. Kedua tulang
hidung menghubungkan rongga hidung dengan atmosfer untuk mengambil udara. Rongga
hidung tersusun atas sel-sel epitel berlapis pipih dengan rambut-rambut kasar. Rambut-
rambut kasar tersebut berfungsi menyaring debu-debu kasar. Rongga hidung tersusun atas
sel-sel epitel berlapis semu bersilia yang memiliki sel goblet. Sel goblet merupakan sel
penghasil lendir yang berfungsi menyaring debu, melekatkan kotoran pada rambut hidung,
dan mengatur suhu udara pernapasan. Sebagai indra pembau, pada atap atau rongga hidung
terdapat lobus olfaktorius yang mengandung sel-sel pembau. Perjalanan udara memasuki
paru-paru dimulai ketika udara melewati lubang hidung. Di lubang hidung, udara disaring
oleh rambut-rambut di lubang hidung. Udara juga menjadi lebih hangat ketika melewati
rongga hidung bagian dalam. Di rongga hidung bagian dalam, terdapat juga ujung-ujung saraf
yang dapat menangkap zat-zat kimia yang terkandung dalam udara sehingga kita mengenal
berbagai macam bau. Ujung-ujung saraf penciuman tersebut kemudian akan mengirimkan
impuls ke otak.
Struktur organ pernapasan pada manusia
b. Organ Pernapasan Faring.
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 8

9. Setelah melalui rongga hidung, udara akan melewati faring. Faring adalah
percabangan antara saluran pencernaan (esofagus) dan saluran pernapasan (laring dan trakea)
dengan panjang kurang lebih 12,5–13 cm. Faring terdiri atas tiga bagian, yakni nasofaring,
orofaring, dan laringofaring. Faring merupakan pertemuan antara saluran pernapasan dan
saluran pencernaan. Oleh karena itu, ketika menelan makanan, suatu katup (epiglotis) akan
menutup saluran pernapasan (glotis) sehingga makanan akan masuk ke saluran pencernaan.
Pada percabangan ini, terdapat klep epiglotis yang mencegah makanan memasuki trakea.
Pada faring terdapat epiglotis
c. Laring
Setelah melewati faring, udara akan menuju laring. Laring sering disebut sebagai
kotak suara karena di dalamnya terdapat pita suara. Laring merupakan suatu saluran yang
dikelilingi oleh sembilan tulang rawan. Salah satu dari sembilan tulang rawan tersebut adalah
tulang rawan tiroid yang berbentuk menyerupai perisai. Pada laki-laki dewasa, tulang rawan
tiroid lebih besar daripada wanita sehingga membentuk apa yang disebut dengan jakun.
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 9

10. Struktur laring
d. Organ Pernapasan Trakea.
Dari faring, udara melewati laring, tempat pita suara berada. Dari laring, udara
memasukitrakea. Trakea disebut juga “pipa angin” atau saluran udara. Trakea memiliki
panjang kurang lebih 11,5 cm dengan diameter 2,4 cm. Trakea tersusun atas empat lapisan,
yaitu lapisan mukosa, lapisan submukosa, lapisan tulang rawan, dan lapisan adventitia.
Lapisan mukosa terdiri atas sel-sel epitel berlapis semu bersilia yang mengandung sel goblet
penghasil lendir (mucus). Silia dan lendir berfungsi menyaring debu atau kotoran yang
masuk. Lapisan submukosa terdiri atas jaringan ikat. Lapisan tulang rawan terdiri atas kurang
lebih 18 tulang rawan berbentuk huruf C. Lapisan adventitia terdiri atas jaringan ikat.
Dinding trakea dilapisi oleh epitel berlapis banyak palsu bersilia. Epitel ini menyekresikan
lendir di dinding trakea. Lendir ini berfungsi menahan benda asing yang pada membran sel
epitel.
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 10

11. (a) Bronkus akan bercabang-cabang menjadi bronkiolus. (b) Ujung-ujung bronkiolus
membentuk alveolus.
e. Bronkus dan Bronkiolus.
Setelah melalui trakea, saluran bercabang dua. Kedua cabang tersebut
dinamakan bronkus. Setiap bronkus terhubung dengan paru-paru sebelah kanan dan kiri.
Bronkus bercabang-cabang lagi, cabang yang lebih kecil disebut bronkiolus. Dinding
bronkus juga dilapisi lapisan sel epitel selapis silindris bersilia. Di sekitar alveolus terdapat
kapiler-kapiler pembuluh darah. Dinding kapiler pembuluh darah tersebut sangat berdekatan
dengan alveolus sehingga membentuk membran respirasi yang sangat tipis. Membran yang
tipis ini memungkinkan terjadinya difusi antara udara alveolus dan darah pada kapiler-kapiler
pembuluh darah. Bronkus, bronkious, dan alveolus membentuk satu struktur yang
disebut paru-paru.
Paru-paru manusia terdiri dari sekitar 300 juta alveoli, yang merupakan kantung
berbentuk cangkir dikelilingi oleh jaringan kapiler. Sel darah merah melewati kapiler dalam
file tunggal, dan oksigen dari setiap alveolus memasuki sel darah merah dan mengikat
hemoglobin. Selain itu, karbon dioksida yang terkandung dalam plasma dan sel darah merah
meninggalkan kapiler dan memasuki alveoli ketika napas diambil. Kebanyakan karbon
dioksida mencapai alveoli sebagai ion bikarbonat, dan sekitar 25 persen saja terikat longgar
pada hemoglobin.
e. Alveolus.
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 11

12. Bronkiolus bermuara pada alveoli (tunggal: alveolus), struktur berbentuk bola-bola
mungil yang diliputi oleh pembuluh-pembuluh darah. Epitel pipih yang melapisi alveoli
memudahkan darah di dalam kapiler-kapiler darah mengikat oksigen dari udara dalam rongga
alveolus.
Ketika seseorang menghirup, otot-otot tulang rusuk dan diafragma berkontraksi,
sehingga meningkatkan volume rongga dada. Peningkatan ini menyebabkan penurunan
tekanan udara di rongga dada, dan udara bergegas ke alveoli, memaksa mereka untuk
memperluas dan mengisi. Paru-paru pasif memperoleh udara dari lingkungan dengan proses
ini. Selama pernafasan, otot-otot tulang rusuk dan diafragma rileks, daerah rongga dada
berkurang, dan meningkatkan tekanan udara internal. Udara yang dikompresi memaksa
alveoli untuk menutup, dan udara mengalir keluar.
Aktivitas saraf yang mengontrol pernapasan muncul dari impuls diangkut oleh serabut
saraf yang lewat ke dalam rongga dada dan berakhir pada otot tulang rusuk dan diafragma.
Dorongan ini diatur oleh jumlah karbon dioksida dalam darah: tinggi konsentrasi karbon
dioksida menyebabkan peningkatan jumlah impuls saraf dan tingkat pernapasan yang lebih
tinggi.
2.3 Ventilasi paru.
Ventilasi merupakan proses pergerakan udara ke dan dari dalam paru. Proses ini
berfungsi untuk menyediakan/menyalurkan oksigen dari udara luar yang dibutuhkan sel
untuk metabolisme dan membuang karbondioksida hasil sisa metabolisme sel ke luar tubuh.
Proses terdiri atas dua tahap, yaitu inspirasi, pergerakan udara dari luar ke dalam paru dan
ekspirasi, pergerakan udara dari dalam ke luar paru. Udara yang masuk dan keluar terjadi
karena adanya perbedaan tekanan antara intrapleura dengan tekanan atmosfer, dimana pada
saat inspirasi tekanan intrapleural lebih negatif (752 mmHg) dari pada tekanan atmosfer (760
mmHg) sehingga udara akan masuk ke alveoli.
Hukum Boyle’s :
Jika volume meningkat maka tekanan menurun.
Jika volume menurun maka tekanan meningkat.
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 12

13. Inspirasi → bersifat aktif
Selama inspirasi terjadi kontraksi otot diafragma dan intercosta eksterna, hal ini akan
meningkatkan volume intrathorak → menurunkan tekanan intratorak → tekanan intrapleural
makin negatif → paru berkembang → tekanan intrapulmonary menjadi makin negatif →
udara masuk paru.
Ekspirasi → bersifat pasif
Selama ekspirasi terjadi relaksasi otot diafragma dan interkosta eksterna, hal ini akan
menurunkan volume intratorak → meningkatkan tekanan intratorak → tekanan intrapleural
makin positif → paru mengempis → tekanan intrapulmonal menjadi makin positif → udara
keluar paru.
Kepatenan ventilasi tergantung pada faktor :
 Kebersihan jalan nafas, adanya sumbatan atau obstruksi jalan nafas akan menghalangi
masuk dan keluarnya udara dari dan ke paru.
 Adekuatnya sistem saraf pusat dan pusat pernafasan.
 Adekuatnya pengembangan dan pengempisan paru-paru
 Kemampuan otot-otot pernafasan seperti diafragma, eksternal interkosta, internal
interkosta, otot abdominal.
Dalam sumber yang lain dikatakan bahwa :
Ventilasi adalah proses keluar masuknya udara dari paru-paru. Jumlahnya sekitar 500
ml ventilasi membutuhkan koordinasi otot paru dan thoraks yang elastic serta persyarafan
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 13

14. yang utuh. Otot pernafasan insprirasi utama adalah diafpragma. Diafpragma di persyaraf oleh
syaraf frenik, yang keluar dari medulla spinalis pada vetebra servikal ke empat.
Udara yang masuk dan keluar terjadi karna adanya perbedaan tekanan udara antara
intrapleura dengan tekanan atmosfer, dimana pada inspirasi tekanan interapleura. Salah satu
fase dari ventilasi paru adalah inspirasi yaitu gerakan perpindahan udara masuk ke dalam
paru-paru dan fase lainnya adalah ekspirasi yaitu gerakan perpindahan udara meninggalkan
paru-paru.
A. Prinsip dasar
1. Toraks adalah rongga tertutup kedap udara disekeliling paru-paru yang terbuka ke
atmosper hanya melalui jalur sistem pernapasan :
2. Pernafasan adalah proses inspirasi (inhalasi) udara kedalam paru-paru dan ekspirasi
(ekshalasi) udara dari paru-paru ke lingkungan luar tubuh.
3. Sebelum inspirasi dimulai, tekanan udara atmosper (sekitar 760 mmHg) sama dengan
tekanan udara dalam alveoli yang disebut sebagai tekanan intra-alveolar (intra pulmonar).
4. Tekanan intra poleura dalam rongga pleura (ruang antar pleura) adalah tekanan sub-
atmosper, atau kurang dari intra-alveolar.
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 14

15. 5. Peningkatan atau penurunan volume rongga toraks mengubah tekanan intra pleura dan
intra-alveolar yang secara mekanik menyebabkan pengembangan atau pengempisan paru-
paru.
B. INSPIRASI
Tepatnya proses inspirasi adalah sebagai berikut; diafragma berkontraksi, bergerak ke arah
bawah, dan mengembangkan rongga dada dari atas ke bawah. Otot-otot interkosta eksternal
menarik iga ke atas dan ke luar, yang mengembangkan rongga dada ke arah samping kiri dan
kanan serta ke depan dan ke belakang.
Dengan mengembangnya rongga dada, pleura parietal ikut mengembang. Tekanan
intrapleura menjadi makin negatif karena terbentuk isapan singkat antara membran pleura.
Perlekatan yang diciptakan oleh cairan serosa, memungkinkan pleura viseral untuk
mengembang juga, dan hal ini juga mengembangkan paru-paru.
Dengan mengembangnya paru-paru, tekanan intrapulmonal turun di bawah tekanan
atmosfir, dan udara memasuki hidung dan terus mengalir melalui saluran pernapasan sampai
ke alveoli. Masuknya udara terus berlanjut sampai tekanan intrapulmonal sama dengan
tekanan atmosfir; ini merupakan inhalasi normal. Tentu saja inhalasi dapat dilanjutkan lewat
dari normal, yang disebut sebagai napas dalam. Pada napas dalam diperlukan kontraksi yang
lebih kuat dari otot-otot pernapasan untuk lebih mengembangkan paru-paru, sehingga
memungkinkan masuknya udara lebih banyak.
Otot-otot inspirasi memperbesar rongga toraks dan meningkatkan volumenya dimana otot-
otot yang berkontraksi adalah :
a. Diafragma, yaitu otot berbentuk kubah yang jika sedang rileks akan memipih saat
berkontraksi dan memperbesar rongga toraks kearah inferior.
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 15

16. b. Otot intrerkostal eksternal mengangkat iga keatas dan kedepan saat berkontraksi sehingga
memperbesar rongga toraks kearah anterior dan superior.
c. Dalam pernafasan aktif atau pernafasan dalam, otot-otot sternokleidomastoid, pektoralis
mayor, serratus-anterior, dan otot skalena juga akan memperbesar rongga toraks.
C. EKSPIRASI
Ekspirasi atau yang juga disebut ekshalasi dimulai ketika diafragma dan otot-otot
interkosta rileks. Karena rongga dada menjadi lebih sempit, paru-paru terdesak, dan jaringan
ikat elastiknya yang meregang selama inhalasi, mengerut dan juga mendesak alveoli. Dengan
meningkatnya tekanan intrapulmonal di atas tekanan atmosfir, udara didorong ke luar paru-
paru sampai kedua tekanan sama kembali.
Perhatikan bahwa inhalasi merupakan proses yang aktif yang memerlukan kontraksi otot,
tetapi ekshalasi yang normal adalah proses yang pasif, bergantung pada besarnya regangan
pada elastisitas normal paru-paru yang sehat. Dengan kata lain, dalam kondisi yang normal
kita harus mengeluarkan energi untuk inhalasi tetapi tidak untuk ekshalasi.
Namun begitu kita juga dapat mengalami ekshalasi diluar batas normal, seperti ketika
sedang berbicara, bernyanyi, atau meniup balon. Ekshalasi yang demikian adalah proses aktif
yang membutuhkan kontraksi otot-otot lain.
Otot-otot ekspirasi menurunkan volume rongga toraks. Ekspirasi pada pernafasan yang
tenang dipengaruhi oleh relaksasi otot dan disebut proses pasif. Pada ekspirasi dalam, otot
interkostal internal menarik kerangka iga ke bawah dan otot abdomen berkontraksi sehingga
mendorong isi abdomen menekan diafragma.
Kepatenan Ventilasi tergantung pada empat factor :
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 16

17. 1. Kebersihan jalan nafas, adanya sumbatan atau obstruksi jalan nafas akan menghalangi
masuk dan keluarnya dari dan ke paru-paru
2. Adekuatnya system syaraf pusat dan pusat pernafasan
3. Adekuatnya pengembangan dan pengempesan peru-peru
4. Kemampuan oto-otot pernafasan seperti diafpragma, eksternal interkosa, internal
interkosa, otot abdominal.
Ventilasi paru mengacu kepada pergerakan udara dari atmosfir masuk dan keluar
paru. Ventilasi berlangsung secara bulk flow.Bulk flow adalah perpindahan atau pergerakan
gas atau cairan dari tekanan tinggi ke rendah.
Faktor-faktor yang mempengaruhi ventilasi antara lain :
1. Tekanan
2. Resistensi bronkus
3. Persyarafan bronkus
2.4 Sirkulasi paru.
Sirkulasi paru adalah sistim yang memiliki tekanan dan resistensi rendah, sedangkan
sirkulasi sistemik adalah sistim yang memiliki tekanan dan resistensi yang tinggi. Oleh
karena itu, walaupun sisi kiri dan kanan jantung memompa darah dalam jumlah yang sama,
sisi kiri melakukan kerja yang lebih besar karena ia memompa volume darah yang sama ke
dalam sistim dengan resistensi tinggi. Dengan demikian otot jantung di sisi kiri jauh lebih
tebal daripada otot di sisi kanan sehingga sisi kiri adalah pompa yang lebih kuat.
Sirkulasi paru adalah darah si oksigenesi yang mengalir pada arteri pulmonaris dari
sisi kanan jantung. Darah ini memperfusi paru bagian respirasi dan ikut seta dalam proses
pertukaran oksigen dan karbon dioksida di kapiler dan arveolus. Sirkulasi paru merupakan 8-
9% dari curah jantung total. Tekanan dan resistensi terhadap aliran di dalam sirkulasi paru
sangat rendah, dengan tekanan paru merata sekitar 12 mmHg dibandingkan dengan tekanan
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 17

18. sistemik merata yang besarnya sekitar 90 mmHg. Sirkulasi paru bersifat sangat fleksibel dan
dapat mengakomodasi variasi volume darah yang besar. Dengan demikian, sirkulasi paru
dapat berfungsi sebagai tempat penyimpanan darah yang dapat dipanggil sewaktu-waktu
apabila terjadi penurunan volume atau tekanan darah sistemik.
Sistem sirkulasi paru di mulai ketika darah kotor (darah yang tidak mengandung
oksigen( 02) tetapi mengandung banyak CO2, yang berasal dari vena cava inferior dan vena
cafa suferior) mengalir meninggalkan jantung kanan ventrikel/bilik kanan melalui arteri
pulmonalis menuju paru-paru (paru kanan-kiri) .kecepatan aliran darah,di dalam arteri
pulmonalis sebesar 18cm/detik, kecepatan ini lebih lambat, dari pada aliran darah di dalam
aorta ,di dalam paru kiri-kanan ,darah mengalir ke kapilaria .paru-paru dmna terjadinya
pertukaran zat dan cairan melalui proses filtrasi dan reobsorsbsi serta di fusi ,di kapilaria
,paru-paru terjadi pertukaran gas 02 dan co2 ,sehingga menghasilkan darah bersih (darah
yang mengandung banyak oksigen ) darah bersih selanjutnya keluar melalui vena pulmonalis
Kecepatan aliran darah bertambah kembali seperti hal nya aorta ,arteri pulmonalis
hingga kapilaria juga mengalami pulsasi (berdenyut).selanjutnya darah mengalir atrium kiri
melalui katup mitral (katup berdaun) memasuki ventrikel kiri,lalu keluar jantung melalui
aorta ,maka di mulailah sistem sirkulasi sistem matik (umum,)seterusnya secara
berkesinambungan.
2.5 Prinsip-prinsip pertukaran gas.
1. Pertukaran gas pulmonary
Pertukaran gas mencakup dua proses yang independen, pernapasan eksternal
pertukaran gas antara alveoli dengan aliran darah dan pernapasan pertukaran gas antara
kapiler dalam tubuh. Kedua proses tersebut perpindahan gas dari tempat mencakup
perpindahan gas melalui difusi yang berkonsentrasi tinggi ke tempat berkonsentrasi lebih
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 18

19. rendah. Kecepatan perpindahan gas ini bergantung pada konsentrasi (kepekatan) atau pada
tekanan yang dikeluarkan oleh gas (tekanan parsial). Secara umum udara yang kita hirup
(dari atmosfir bumi) sebenarnya merupakan campuran yang mengandung kira-kira 21%
oksigen, 0,04% karbon dioksida, dan 78% nitrogen. (Scanlon, 1995).
Tekanan parsial (yang juga dikenal dengan hukum Dalton) adalah tekanan yang
dikeluarkan oleh salah satu dari sembarang gas dalam suatu campuran gas-gas yang secara
langsung berhubungan dengan konsentrasi gas tersebut dalam campuran dan dengan tekanan
total campuran gas. Tekanan parsial, kadang cukup disebut tension mempunyai simbol P dan
satuan mm Hg.
Tekanan parsial suatu gas dapat dihitung dengan mengalikan persentase gas dimaksud
dengan tekanan total atmosfir dalam kondisi standar (760 mm Hg). Perhatikan contoh berikut
konsentrasi gas oksigen dalam atmosfir adalah 21 %, maka tekanan parsial oksigen [PO2]
adalah 21 % x 760 mm Hg = 159,6 mm Hg. Jadi dengan demikian tekanan parsial oksigen 21
% adalah 159,6 mm Hg.
Udara di dalam alveoli mempunyai kandungan PO2 tinggi dan PCO2 rendah. Darah
di dalam kapiler pulmonal, yang berasal langsung dari tubuh, mempunyai kandungan PO2
rendah dan PCO2 tinggi. Itulah sebabnya, dalam pernapasan eksternal oksigen akan berdifusi
dari udara di dalam alveoli ke dalam darah, dan karbon dioksida berdifusi dari darah ke
dalam udara di dalam alveoli. Darah yang kembali dari jantung sekarang mempunyai
kandungan PO2 yang tinggi dan PCO2 yang rendah dan dipompakan oleh ventrikel kiri ke
dalam sirkulasi sistemik.
Darah arteri yang mencapai kapiler sistemik mempunyai kandungan PO2 yang tinggi
dan PCO2 yang rendah. Sel tubuh dan cairan jaringan mempunyai PO2 rendah dan PC02
tinggi karena sel-sel secara kontinu menggunakan oksigen dalam pernapasan sel
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 19

20. (pembentukan energi) dan menghasilkan karbon dioksida. Itulah sebabnya, dalam pernapasan
internal, oksigen berdifusi dari darah ke cairan jaringan (sel-sel), dan karbon dioksida
berdifusi dari cairan jaringan ke dalam darah. Darah yang memasuki vena sistemik untuk
kembali ke jantung sekarang mempunyai kandungan PO2 rendah dan PCO2 tinggi dan
dipompakan oleh ventrikel kanan ke dalam paru-paru untuk turut serta dalam pernapasan
eksternal. Kelainan pertukaran gas yang sering melibatkan paru-paru, yaitu dalam pernapasan
eksternal seperti pada edema pulmonal dan pneumonia.
Besarnya oksigen yang berdifusi ke dalam darah setiap menit bergantung pada faktor:
a. gradien tekanan oksigen antara udara alveolar dan darah pulmonal yang masuk (PO2
alveolar-PO2 darah).
b. area permukaan fungsional total membran pernapasan.
c. volume pernapasan satu menit, dan.
d. ventilasi alveolar. Keempat faktor tersebut mempunyai hubungan langsung dengan difusi
oksigen. Apa saja yang menurunkan PO2 alveoli cederung akan menurunkan gradien
tekanan oksigen darah alveolar dan karenanya cenderung menurunkan jumlah oksigen
yang memasuki darah.
Membran respirasi, tempat berlangsungnya pertukaran gas, terdiri dari lapisan
sulfaktan, epitelium skuamosa simpel pada dinding alveolar, membran dasar pada dinding
alveolar ruang interestisial yang mengandung serabut jaringan ikat dan cairan jaringan,
membran dasar kapilar dan endotelium kapilar. Molekul gas harus melewati keenam lapisan
ini melalui proses difusi.
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 20

21. Oksigen, karbondioksida meurunkan gradien tekanan farsialnya saat melewati
membran respiratorik.
Faktor yang mempengaruhi difusi gas selain gradien tekanan farsialnya, antara lain :
a. Ketebalan membran respirasi. penyebab apapun yang meningkatkan ketebalan membran,
seperti edema dalam ruang interestisial atau infiltrasi fibrosa paru-paru akibat penyaki
pulmonar dapat mengurangi difusi.
b.Area permukaan membran respirasi pada penyakit seperti emfisema, sebagian besar
permukaan yang tersedia untuk pertukaran gas ,berkurang dan pertukaran gas mengalami
gangguan berat.
c. Solubilitas gas dalam membran respirasi. Solubilitas karbondioksida dua puluh kali lyebih
besar dari oksigen. Dengan demikian, karbondioksia dari .oksidenberdifusi melalui membran
dua puluh kali lebih cepat dari oksigen.
2.6 Transport oksigen dan karbondioksida dalam darah dan cairan tubuh.
1. Transpor oksigen.
Sekitar 97 % oksigen dalam darah dibawa eritrosit yang telah berikatandengan
hemoglobin (HB), 3 % oksigen sisanya larut dalam plasmanya. Sebagian besar oksigen yang
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 21

22. diangkut dalam darah berikatan dengan hemoglobin. Hemoglobin adalah protein quarterner
yang terbentuk dari empat rantai polipeptida yang berbeda yaitu dua rantai alfa (a) dan dua
rantai beta (P) yang masing-masing berikatan dengan “kelompok heme” yang mengandung
zat besi.
Ikatan oksigen-hemoglobin dibentuk dalam paru-paru dimana P02 tinggi. Ikatan
relatif takstabil, dan ketika darah melewati jaringan dengan PO2 yang rendah, ikatan tersebut
pecah, dan oksigen dilepaskan ke dalam jaringan. Makin rendah konsentrasi oksigen dalam
jaringan, makin banyak oksigen hemoglobin yang akan dilepaskan. Hal ini menjamin bahwa
jaringan aktif menerima oksigen sebanyak yang diperlukan untuk dapat melanjutkan
pernapasan sel. Faktor lain yang meningkatkan pelepasan oksigen dari hemoglobin adalah
PCO2 yang tinggi (pH yang rendah) dan suhu yang tinggi.
a) Setiap molekul dalam ke empat molekul besi dalam hemoglobin berikatan dengan satu
molekul oksigen untuk membentuk oksihemoglobin berwarna merah tua. Ikatan ini tidak kuat
dan refersibel. Hemoglobin tereduksi berwarna merah kebiruan.
b) Kapasitas oksigen adalah volume maksimum oksigen yang dapat berikatan dengan
sejumlah hemoglobin dakam darah.
Ø Setiap sel darah merah mengandung 280 juta molekul hemoglobin. Setiap garam
hemoglobin dapat mengikat 1,34 ml oksigen.
Ø 100 ml darah rata-rata mengandung 15 gram hemoglobin untuk maksimum 20 ml oksigen
per 100 ml darah (15 x 1,34). Konsentrasi hemoglobin ini biasanya dinyatakan sebagai
persentase volume ddan merupakan jumlah yang sesuai dengan kebutuhan tubuh.
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 22

23. c) Kejenuhan oksigen darah adalah rasio antara volume oksige aktual yang terikat pada
hemoglobin dan kapasittas oksigen.
2. Transpor karbon dioksida.
Transpor karbon dioksida (CO2) sedikit lebih rumit. Lebih dari dua pertiga CO2 yang
diangkut oleh darah terbawa dalam bentuk ion bikarbonat (HCO3~). Ketika CO2 larut dalam
air (seperti dalam plasma darah), sebagian dari molekul CO2 berasosiasi dengan H2O
membentuk asam karbonat (H2C03). Ketika terbentuk, sebagian dari molekul H2C03
berdisosiasi membentuk ion-ion H+ dan bikarbonat (HCO3-). Proses ini dikatalis oleh enzim
karbonat anhidrase yang terdapat dalam sel-sel darah merah.
Pembentukan bikarbonat. Karbon dioksida bereaksi dengan air membentuk asam
karbonat, yang reaksinya dikatalis oleh enzim SDM karbonat anhidrase. Asam karbonat
kemudian berdisosiasi membentuk ion bikarbonat dan hidrogen. Panah ganda menunjukkan
bahwa setiap reaksi bersifat reversibel, kecepatan aktual pada setiap arah diatur oleh
konsentrasi relatif setiap molekul. (Sumber: Wingerd, 1994, him. 459)
Makin banyak CO2 yang ditambahkan ke dalam plasma, makin banyak CO2 yang akan
diubah menjadi asam karbonat. Sebagai akibat konsentrasi asam karbonat meningkat, yang
membuat sistem bergerak ke arah bikarbonat, sehingga meningkatkan kecepatan
pembentukan bikarbonat. Hasil akhirnya adalah molekul-molekul CO2 yang berdiftisi ke
dalam plasma akan terus menerus dibuang dari larutan dan diubah menjadi bikarbonat. Hal
ini memungkinkan tempat yang lebih banyak untuk CO2 terlarut dalam plasma, dengan
demikian meningkatkan kapasitas pengangkutan CO2 darah.
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 23

24. Ketika ion-ion bikarbonat dibentuk, ion-ion tersebut berdifusi searah dengan gradien
konsentrasinya ke dalam plasma. Keluarnya ion-ion negatif ini (HCO3~) dari sel-sel darah
merah diimbangi oleh masuknya ion negatif lain yaitu ion klorida (Cl~). Transpor ion negatif
yang saling berlawanan ini disebut sebagai perpindahan klorida. Sesuai dengan hukum
kecepatan kimia di atas, ketika CO2 dikeluarkan dari plasma maka keseluruhan sistem
berpindah ke arah yang berlawanan. Dengan demikian, reaksi yang mengubah asam karbonat
untuk membebaskan CO2 menjadi dominan. Penurunan konsentrasi asam karbonat kemudian
mendorong perpindahan ke arah pengubahan bikarbonat menjadi asam karbonat.
Karbon dioksida yang berdifusi kedalam darah dari jaringan dibawa ke paru-paru melalui
cara berikut ini:
a) Sejumlah kecil karbon dioksida (7 % - 8 %) tetap terlarut dalam plasma.
b) Karbon dioksida yang tersisa bergerak kedalam sel darah merah, diimana 25 % nya
bergabung dalam bentuk repersibel yang tidak kuat dengan gugus amino di bagian globin
pada hemoglobin untuk membentuk karbaminohemoglobin.
c) Sebagian besar karbon dioksida dibawa dalam bentuk bikarbonnat terutama dalam
plasma.
d) Pergeseran klorida. Ion bikarbonat bermuatan negatif yang terbentuk dalam sel darah
merah berdifusi kedalam plasma dan hanya menyissakan ion bermuatan positif berlebihan.
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 24

25. e) Ion hidrogen bermuattan positif yang terlepas akibat disosiasi asam karbonat berikatan
dengan hemoglobin dalam sel darah merah untuk memkinimalisasikan perubahan ph.
2.7 Pengaturan system pernafasan.
1. Pengendalian Pernapasan Oleh Sistem Persarafan
Pengaturan pernapasan oleh persarafan dilakukan oleh korteks cerebri, medulla oblongata,
dan pons.
a. Korteks Cerebri
Berperan dalam pengaturan pernapasan yang bersifat volunter sehingga
memungkinkan kita dapat mengatur napas dan menahan napas. Misalnya pada saat bicara
atau makan.
b. Medulla oblongata
Terletak pada batang otak, berperan dalam pernapasan automatik atau spontan. Pada
kedua oblongata terdapat dua kelompok neuron yaitu Dorsal Respiratory Group (DRG) yang
terletak pada bagian dorsal medulla dan Ventral Respiratory Group (VRG) yang terletak pada
ventral lateral medula. Kedua kelompok neuron ini berperan dalam pengaturan irama
pernapasan. DRG terdiri dari neuron yang mengatur serabut lower motor neuron yang
mensyarafi otot-otot inspirasi seperti otot intercosta interna dan diafragma untuk gerakan
inspirasi dan sebagian kecil neuron akan berjalan ke kelompok ventral. Pada saat pernapasan
kuat, terjadi peningkatan aktivitas neuron di DRG yang kemudian menstimulasi untuk
mengaktifkan otot-otot asesoris inspirasi, setelah inspirasi selesai secara otomatis terjadi
ekspirasi dengan menstimulasi otot-otot asesoris.
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 25

26. Kelompol ventral (VRG) terdiri dari neuron inspirasi dan neuron ekspirasi. Pada saat
pernafasan tenang atau normal kelompok ventral tidak aktif, tetapi jika kebutuhan ventilasi
meningkat, neuron inspirasi pada kelompok ventral diaktifkan melalui rangsangan kelompok
dorsal. Impuls dari neuron inspirasi kelompok ventral akan merangsang motor neuron yang
mensyarafi otot inspirasi tambahan melalui N IX dan N X. Impuls dari neuron ekspirasi
kelompok ventral akan menyebabkan kontraksi otot-otot ekspirasi untuk ekspirasi aktif.
c. Pons
Pada pons terdapat 2 pusat pernapasan yaitu pusat apneutik dan pusat pnumotaksis.
Pusat apneutik terletak di formasio retikularis pons bagian bawah. Fungsi pusat apneutik
adalah untuk mengkoordinasi transisi antara inspirasi dan ekspirasi dengan cara mengirimkan
rangsangan impuls pada area inspirasi dan menghambat ekspirasi. Sedangkan pusat
pneumotaksis terletak di pons bagian atas. Impuls dari pusat pneumotaksis adalah membatasi
durasi inspirasi, tetapi meningkatkan frekuensi respirasi sehingga irama respirasi menjadi
halus dan teratur, proses inspirasi dan ekspirasi berjalan secara teratur pula.
2. Kendali Kimia
Banyak faktor yang mempengaruhi laju dan kedalaman pernapasan yang sudah diset
oleh pusat pernapasan, yaitu adanya perubahan kadar oksigen, karbon dioksida dan ion
hidrogen dalam darah arteri. Perubahan tersebut menimbulkan perubahan kimia dan
menimbulkan respon dari sensor yang disebut kemoreseptor. Ada 2 jenis kemoreseptor, yaitu
kemoreseptor pusat yang berada di medulla dan kemoreseptor perifer yang berada di badan
aorta dan karotid pada sistem arteri.
a. Kemoreseptor pusat, dirangsang oleh peningkatan kadar karbon dioksida dalam darah
arteri, cairan serebrospinal peningkatan ion hidrogen dengan merespon peningkatan frekuensi
dan kedalaman pernapasan.
b. Kemoreseptor perifer, reseptor kimia ini peka terhadap perubahan konsentrasi oksigen,
karbon dioksida dan ion hidrogen. Misalnya adanya penurunan oksigen, peningkatan karbon
dioksida dan peningkatan ion hidrogen maka pernapasan menjadi meningkat.
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 26

27. 3. Pengaturan Oleh Mekanisme Non Kimiawi
Beberapa faktor non kimiawi yang mempengaruhi pengatuan pernapasan di antaranya
pengaruh baroreseptor, peningkatan suhu tubuh, hormon epineprin, refleks hering-breuer.
a. Baroreseptor, berada pada sinus kortikus, arkus aorta atrium, ventrikel dan pembuluh
darah besar. Baroreseptor berespon terhadap perubahan tekanan darah. Peningkatan tekanan
darah arteri akan menghambat respirasi, menurunnya tekanan darah arteri dibawah tekanan
arteri rata-rata akan menstimulasi pernapasan.
b. Peningkatan suhu tubuh, misalnya karena demam atau olahraga maka secara otomatis
tubuh akan mengeluarkan kelebihan panas tubuh dengan cara meningkatkan ventilasi.
c. Hormon epinephrin, peningkatan hormon epinephrin akan meningkatkan rangsangan
simpatis yang juga akan merangsang pusat respirasi untuk meningkatkan ventilasi.
2.8 Insufisiensi pernafasan.
Insufisiensi Pernapasan dimana paru-paru tidak dapat menerima cukup oksigen atau
mengusir cukup karbondioksida untuk memenuhi kebutuhan sel-sel tubuh. Juga disebut
insufisiensi paru. Insufisiensi pernafassan atau Kegagalan pernapasan panjang,
di kedokteran , digunakan untuk menggambarkan memadai pertukaran gas oleh sistem
pernapasan , dengan hasil bahwa oksigen arteri dan atau tingkat karbondioksida tidak dapat
dipertahankan dalam rentang normal. Penurunan dalam darah oksigenasi dikenal
sebagai hipoksemia , sebuah kenaikan arteri karbon dioksida tingkat disebut
hypercapnia . Nilai referensi normal adalah: oksigen Pa O 2 lebih besar dari 80 mmHg (11
kPa), dan karbondioksida Pa CO2 kurang dari 45 mmHg (6.0 kPa). Klasifikasi ke dalam aku
jenis atau tipe II berkaitan dengan tidak adanya atau kehadiran hypercapnia masing-masing.
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 27

28. Jenis-jenis insufisiensi pernafasan
Tipe 1 kegagalan pernafasan didefinisikan sebagai hipoksemia tanpa hypercapnia ,
dan memang P CO 2 dapat normal atau rendah. Hal ini biasanya disebabkan oleh perfusi /
ventilasi ( V / Q ) mismatch, volume udara mengalir masuk dan keluar dari paru-paru tidak
diimbangi dengan aliran darah ke paru-paru. Cacat dasar dalam tipe 1 gagal pernapasan
adalah kegagalan oksigenasi ditandai dengan:
P 2 O rendah (<60 mmHg (8,0 kPa))
P CO 2 normal atau rendah
P Aa O
2
Meningkat
Jenis kegagalan pernafasan disebabkan oleh kondisi yang mempengaruhi oksigenasi seperti:
1. Penyakit parenkim ( V / Q mismatch)
2. Penyakit vaskuler dan pirau: ke-kiri shunt kanan , pulmonary embolism
3. penyakit paru-paru interstisial: ARDS , pneumonia , emfisema.
Tipe 2 Cacat dasar dalam kegagalan pernafasan tipe 2 ditandai oleh:
P 2 O menurun
P CO 2 meningkat
P Aa O
2
normal
pH menurun
Tipe 2 kegagalan pernafasan ini disebabkan oleh peningkatan resistensi jalan napas, baik
oksigen dan karbon dioksida yang terpengaruh.Ditetapkan sebagai membangun tingkat
karbon dioksida (P CO 2) yang telah dihasilkan oleh tubuh. Penyebab yang mendasari
meliputi:
1. Mengurangi usaha bernapas (dalam pasien lelah)
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 28

29. 2. Penurunan di bidang paru-paru yang tersedia untuk pertukaran gas (seperti
dalam emphysema).
Penyebab insufisiensi pernafasan dapat dibagi menjadi 3 kelompok yaitu:
1. Kondisi yang menyebabkan hipoventilasi alveolus.
2. Kelainan yang menurunkan kapasitas difusi paru.
3. Kondisi yang menyebabkan terganggunya pengangkutan oksigen dari paru-paru
kejaringan.
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan.
Pernafasan ( respirasi) adalah peristiwa menghirup udara dari luar yang mengandung
(oksigen) ke dalam tubuh serta menghembuskan udara yang banyak mengandung
CO2(karbondioksida) sebagai sisab dari oksidasi keluar dari tubuh. Penghisapan udara ini
disebut inspirasi dan menhembuskan disebut ekspirasi.
3.2 Saran.
Dari pemaparan diatas, kami memberikan saran agar dalam ilmu kesehatan maupun
ilmu alam lainnya penting sekali memahai anatomi sistem pernafasan secara tepat agar
terhindar dari kesalahan dalam tindakan baik itu dirumah sakit maupun di alam yang
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 29

30. berkaitan dengan perubahan fungsi tubuh akibat kurangnya aktifitas positif untuk
memberikan kesehatan terhadap paru-paru sebagai pusat metabolisme udara yang masuk
kedalam tubuh.
DAFTAR PUSTAKA
Sloane, ethel. 1994. Anatomi dan fisiologi. Penerbit buku kedokteran. Jakarta.
Leonhardt, helmut. 1988. Atlas dan buku teks anatomi manusia. Penerbit buku kedokteran.
Jakarta.
Setiadi, 2007. Anatomi dan Fisiologi Manusia. Graha Ilmu, Yogyakarta.
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 30

31. http://nursecerdas.wordpress.com/sistem-pernapasan
(diakses pada tanggal 23 Maret 2014 Pukul 09.00)
http://id.wikipedia.org/wiki/sistem_pernapasan
(diakses pada tanggal 23 Maret 2014 Pukul 09.00)
SISTEM PERNAFASAN (ILMU DASAR KEPERAWATAN III). 31