Respirasi (Respiration Part 1)

Bagaimana aliran udara pada proses inspirasi dan ekspirasi dapat terjadi ?

Berdasarkan Hukum Boyle (tP1/V1 = P2/ V2) tekanan udara dalam system tertutup berbanding terbalik dengan volume, sehingga makin besar volume makin kecil tekanan udaranya dan sebaliknya.

Pada proses inspirasi dan ekspirasi terdapat perbedaan udara di dalam paru dan atmosfer sehingga terjadi aliran udara. Aliran udara ini dari tekanan udara yang tinggi ke tekanan udara yang rendah. Karena tekanan udara dan volume atsmofer tetap (760 mmHg) maka aliran udara dapat terjadi karena perubahan volume dan tekanan udara dalam paru.

Bagaimana tahapan proses inspirasi?

Sesaat sebelum inspirasi tekanan udara di dalam paru dan di luar paru sama besar sekitar 760 mmHg sehingga tidak terjadi aliran udara. Inspirasi adalah proses aktif karena membutuhkan kontraksi otot pernafasan. Otot pernafasan yang utama adalah diafragma dan intercostalis. Selanjutnya mengawali proses inspirasi terjadi tahapan sebagai berikut

1. Otot diafragma dan otot intercostals berkontraksi

2. Volume paru dan rongga dada bertambah sehingga tekanan udara paru berkurang
3. Tekanan udara di dalam paru 756 mmHg lebih rendah dari pada udara atmosfer 760 mmHg
4. Udara mengalir dari atsmosfer ke dalam paru

Pada kondisi pernafasan dipacu misalnya saat olahraga atau sesak nafas karena asma maka terjadi kontraksi tambahan dari otot-otot respirasi aksesoris. Otot respirasi aksesoris (tambahan) terdiri dari sternocleidomastoideum (elevasi sternum), scalene (elevasi 2 costa pertama), pectoralis minor (elevasi kosta ke 3 sampai ke 5). Kontraksi ini bertujuan meningkatkan volume rongga dada/paru sehingga makin cepat dan banyak aliran udaranya.

Bagaimana tahapan proses inspirasi?

Proses ekspirasi adalah proses pasif karena tidak memerlukan kontraksi otot. Penurunan volume udara dalam paru dan rongga dada terjadi karena elastic recoil dari jaringan paru dan rongga dada. Elastic recoil adalah kecenderungan untuk kembali ke posisi/bentuk semula setelah teregang. Hal ini dimungkinkan karena 1) Recoil serabut elastic yang teregang saat inspirasi, 2) tarikan kea rah dalam (inward pull) karena tegangan permukaan alveoli. Tahapan ekspirasi adalah sebagai berikut:

1. Otot diafragma dan otot intercostals eksterna berelaksasi

2. Volume paru dan rongga dada berkurang sehingga tekanan udara paru bertambah
3. Tekanan udara di dalam paru 762 mmHg lebih rendah dari pada udara atmosfer 760 mmHg
4. Udara mengalir dari paru ke atmosfer

Proses ekspirasi menjadi aktif pada saat pacuan pernafasan (forceful breathing) misalnya saat memainkan alat music tiup atau olahraga. Otot-otot ekspirasi yang berkontraksi misalnya adalah otot intercostalis interna dan otot abdomen.

Apakah peran dari cavum pleura dan tekanan negative intrapleura?

Paru dilapisi oleh pleura parietalis yang menempel pada rongga dada dan pleura visceralis yang menempel pada jaringan paru. Diantara pleura terdapat suatu ruangan yang disebut cavum interpleuralis. Rongga ini berisi cairan yang mengurangi friksi (pelumas) saat gerakan mengembang den mengempisnya paru. Selain itu, pada rongga ini terdapat tekanan intrapleura yang selalu lebih rendah dari tekanan udara atsmosfer (756 mmHg). Pada saat inhalasi, kontraksi diafragma dan otot intercostalis juga akan meningkatkan volume rongga dada dan juga volume rongga pleura. Karena volume naik maka tekanan intrapleura menurun menjadi 754 mmHg. Begitu juga sebaliknya, saat ekshalasi tekanan intrapleural kembali ke awal yaitu 756 mmHg. Tekanan intrapleura selain selalu lebih rendah dari udara atsmosfer, juga selalu lebih rendah dari udara dalam pulmo. Hal inilah yang menyebabkan gaya hisap/tarik jaringan paru sebagai mekanisme agar paru selalu mengembang dan tidak kolaps. Walaupun begitu, kadang tekanan intrapleura lebih tinggi sesaat disbanding tekanan udara atsmosfer misalnya saat batuk.