RESPIRASI

RESPIRASI

DASAR TEORI

Pernapasan mencakup dua proses , yaitu pernapasan luar (eksterna), yaitu penyerapan O2 dan pengeluaran CO2 dari tubuh secara keseluruhan ; serta pernapasan dalam (interna), yaitu penggunaan O2 dan pembentukan CO2 oleh sel-sel serta pertukaran gas antara sel-sel tubuh dengan media cair sekitarnya. Fungsi sistem pernapasan dalam proses pernapasan luar, yaitu proses pengambilan O2 dan pengeluaran CO2 dalam paru.
Pada keadaan istirahat, frekuensi pernapasan manusia normal berkisar antara 12-15 kali per menit. Satu kali bernapas sekitar 500 mL udara, tau 6-8 L udara per menit dimasukkan dan dikeluarkan dari paru. Udara ini akan bercampur dengan gas yang terdapat dalam alveoli, dan selanjutnya O2 masuk ke dalam darah di kapiler paru, sedangkan CO2 masuk ke dalam alveoli, melalui proses difusi sederhana.
Berbagai gas seperti metana dari usus halus dapat dijumpai di udara ekspirasi dalam jumlah kecil. Alkohol dan aseton akan dikeluarkan melelui udara ekspirasi apabila kadarnya dalam tubuh cukup memadai. Tekanan yang ditimbulkan oleh setiap gas (tekanan parsial gas) dalam suatu campuran gas dikalikan dengan tekanan total campuran gas. Komposisi udara kering adalah 20,98% O2, 0,04% CO2, 78,06% N2 dan 0.92% unsur inert lain, seperti argon, dan helium. Udara yang seimbang dengan air jenuh dengan uap air, dan udara inspirasi akan jenuh dengan uap air saat udara tersebut mencapai paru.
Gas berdifusi dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah, dan kecepatan difusi bergantung pada besar beda konsentrasi serta sifat sawar yang membatasi kedua daerah.

Anatomi paru
Setelah melalui saluran hidung dan faring, tempat udara pernapasan dihangatkan dan dilembabkan dengan uap air, udara inspirasi berjalan menuruni trakea, melalui bronkiolus, bronkiolus respiratorius dan duktus alveolaris sampai ke alveoli. Antara trakea dan sakus alveolaris terdapat 23 kali percabangan saluran udara. Adanya percabangan saluran udara majemuk ini sangat meningkatkan luas total penampang melintang saluran udara, dari 2,5 cm2 di trakea, menjadi 11.800 cm2 di alveoli. Akibatnya, kecepatan aliran udara di dalam saluran udara kecil sangat menurun mencapai nilai rendah.

Inspirasi dan ekspirasi
Paru dan dinding dada adalah struktur elastik. Tekanan di dalam “ruang” antara paru dan dinding dada (tekanan intrapleura) bersifat subatmosferik. Pada saat kelahiran, jaringan paru dikembalikan sehingga teregang, dan pada akhir ekspirasi tenang, kecenderungan daya rekoil jaringan paru untuk menjauhi dinding dada diimbangi oleh daya rekoil dinding dada ke arah yang berlawanan.
Inspirasi merupakan proses aktif. Kontraksi otot respirasi akan meningkatkan volume intratorakal. Tekanan intrapleura di bagian paru akan turun dari nilai nomal sekitar -2,5 mmHg pada awal respirasi , menjadi -6 mmHg. Selama pernapasan tenang, ekspirasi merupakan proses pasif yang tidak memerlukan kontraksi otot untuk menurunkan volume intratorakal. Namun pada awal ekspirasi, masih terdapat kontraksi ringan otot inspirasi. Kontraksi ini berfungsi sebagai perendam daya rekoil paru dan memperlambat ekspirasi.
Pada inspirasi kuat, tekanan intarpleura turun mencapai -30 mmHg, menimbulkan pengembangan jaringan paru yang lebih besar.

Volume paru
Jumlah udara yang masuk ke dalam paru setiap inspirasi (atau jumlah udara yang keluar dari paru setiap ekspirasi) dinamakan volume alun napas (tidal volume /TV). Jumlah udara yang masih dapat masuk ke dalam paru pada inspirasi maksimal, setelah inspirasi biasa disebut volume cadangan inspirasi (inspiratory reserve volume/ IRV). Jumlah udara yang dapat dikeluarkan secara aktif dari dalam paru melalui kontraksi otot ekspirasi setelah ekspirasi biasa disebut volume cadangan ekspirasi (ekspirasi reserve volume / ERV)., dan udara yang masih tertinggal dalam paru setelah ekspirasi maksimal disebut volume residu (residual volume / RV). Ruang di dalam saluran napas yang berisi udara yang tidak ikut serta dalam proses pertukaran gas dengan darah dalam kapiler paru disebut ruang rugi pernapasan. Pengukuran kapasitas vital, yaitu jumlah udara terbesar yang dapat dikeluarkan dari paru setelah inspirasi maksimal, seing kali disebut sebagai indeks fungsi paru. Pda keadaan normal , jumlah udara yang diinspirasikan selama satu menit (ventilasi paru, volume respirasi semenit) sekitar 6 L (500 mL/napas x 12 napas/menit). Ventilasi volunter maksimal (maximal voluntary ventilation/ MVV), atau yang dahulu disebut kapasitas pernapasan maksimum (maximal breahting capasity), adalah volume gas terbesar yang dapat dimasukkan dan dikeluarkan selama 1 menit secara volunter. Pada keadaan normal, MVV berkisar antara 125-170 L/menit.
Volume (L)
pria wanita
IRV
TV
ERV 3,3 1,9 Kapasitas
inspirasi
0,5 0,5
1,0 0,7 Kapasitas residu fungsional
RV 1,2 1,1
Kapasitas paru total 6,0 4,2

IRV : volume cadangan inspirasi RV : volume residu
TV : volume alun napas
ERV : volume cadangan ekspirasi
Volume respirasi semenit (istirahat) : 6 L/menit
Ventilasi alveolar (istirahat) : 4,2 L/menit
Ventilasi volunter maksimal (BTPS) : 125-170 L/menit
Kapasitas vitas berwaktu : 83% total dalam 1 detik; 97% dalam 3 detik
Kerja pernapasan tenang : 0,5 kg-m/menit
Kerja pernapasan maksimal : 10kg-m/menit

Tujuan :
• Memepelajari dan memahami proses respirasi.
• Menghitung kecepatan respirasi.
• Menegetahui volume tidal / inspirasi maksimal / ekspirasi / kapasitas total paru – paru.

Bahan dan Alat :
• Student Wet Respirometer
• Pipa peniup
Cara Kerja :
1. Menyiapkan tabung Wet Respirometer ( yang telah diisi dengan air ± 4,5 liter ).
2. Melalui pipa peniup, ambil nafas perlahan (catat angka yang ada pada piringan alat).
3. Ambil nafas sekuat – kuatnya, kemudian melalui pipa hembuskan nafas sekuat – kuatnya (catat angka yang ada piringan alat).
4. Ambil nafas biasa atau perlahan, kemudian melalui pipa peniup hembuskan nafas sekuat – kuatnya (catat angka yang ada pada piringan alat).
5. Ulangi percobaan di atas setelah praktikan melakukan gerakan olahraga (lari atau senam) lebih kurang selama 3 – 5 menit.

Hasil Pengamatan :
Kel V.tidal IRV ERV IC VC TLC = VC + RV
Sebelum berlari 1 1,1 1,9 2,4 3 5,4 6,6
2 0,9 2,3 1,4 3,2 4,6 5,8
3 0,8 0,3 1,4 1,1 2,5 3,7
4 1,1 0,8 1,3 1,9 3,2 4,4
5 1,4 2,6 2,2 4 6,2 7,4
6 1,1 1,9 1,4 3 4,4 5,6
7 1 1,8 1,3 2,8 4,1 5,3
8 0,8 2 1,6 2,8 4,4 5,6
9 0,8 1 1,3 1,8 3,1 4,3
10 0,5 1,6 1,2 2,1 3,3 4,5
11 1,1 1,5 1,2 2,6 3,8 4,0
12 1 1,8 1,2 2,8 4 5,2
Setelah berlari 1 2,1 0,6 1,5 2,7 4,2 5,4
2 2,1 1,5 0,6 3,6 4,2 5,4
3 1,1 0,2 1,3 1,3 2,6 3,8
4 1,2 0,9 1,3 2,1 3,4 4,6
5 2,3 0,8 1,2 3,1 4,3 5,5
6 2,1 1,6 1 3,7 4,7 5,9
7 1,4 2 1,5 3,4 4,9 6,1


8 0,9 2,2 1,9 3,1 5 6,2
9 0,5 1 1 1,5 2,5 3,7
10 0,8 1,8 1,3 2,6 3,9 5,1
11 1,4 1,9 1,4 3,3 4,7 5,9
12 1,1 1,9 1,4 3 4,4 5,6

Analisis Statistik




Keterangan:
Tidal = Volume Tidal sebelum beraktivitas (berlari)
Tidal _1 = Volume Tidal setelah beraktivitas (berlari)
ERV = Expiration Reserve Volume (Volume cadangan respirasi) sebelum beraktivitas (berlari)
ERV_1 = Expiration Reserve Volume (Volume cadangan respirasi) setelah beraktivitas (berlari)
IRV =Inspiration Reserve Volume (Volume cadangan inspirasi) sebelum beraktivitas (berlari)
IRV_1 =Inspiration Reserve Volume (Volume cadangan inspirasi) setelah beraktivitas (berlari)
IC = Inpiration Cavity (Kapasitas inspirasi) sebelum beraktivitas (berlari)
IC_1 = Inpiration Cavity (Kapasitas inspirasi) setelah beraktivitas (berlari)
VC = Vital Capacity ( Kapasitas vital) sebelum beraktivitas (berlari)
VC_1 = Vital Capacity ( Kapasitas vital) setelah beraktivitas (berlari)
TLC = Total Lung Capacity (Kapasitas total) sebelum beraktivitas (berlari)
TLC_1 = Total Lung Capacity (Kapasitas total) setelah beraktivitas (berlari)






 Volume Tidal (VT)
H0= Tidak ada perbedaan yang signifikan antara Volume Tidal sebelum beraktivitas dengan Volume Tidal setelah beraktivitas (berlari)
H1= Terdapat perbedaan yang signifikan antara Volume Tidal sebelum beraktivitas dengan Volume Tidal setelah beraktivitas (berlari)
Berdasarkan analisis statistik diperoleh t= 0,008, sedangkan dari tabel diperoleh t0,05= 1,796, karena t< t0,05 maka tolak H0 yang berarti terdapat perbedaan yang signifikan antara Volume Tidal sebelum beraktivitas dengan Volume Tidal setelah beraktivitas (berlari)

 Inspiration Reserve Volume (IRV=Volume cadangan inspirasi)
H0=Tidak ada perbedaan yang signifikan antara IRV sebelum beraktivitas dengan IRV setelah beraktivitas (berlari)
H1= Terdapat perbedaan yang signifikan antara IRV sebelum beraktivitas dengan IRV setelah beraktivitas (berlari)
Berdasarkan analisis statistik diperoleh t= 0,592, sedangkan dari tabel diperoleh t0,05= 1,796, karena t< t0,05 maka tolak H0 yang berarti terdapat perbedaan yang signifikan antara IRV sebelum beraktivitas dengan IRV setelah beraktivitas (berlari)

 Expiration Reserve Volume (ERV/ Volume cadangan respirasi)
H0=Tidak ada perbedaan yang signifikan antara ERV sebelum beraktivitas dengan ERV setelah beraktivitas (berlari)
H1= Terdapat perbedaan yang signifikan antara ERV sebelum beraktivitas dengan ERV setelah beraktivitas (berlari)
Berdasarkan analisis statistik diperoleh t= 0,246, sedangkan dari tabel diperoleh t0,05= 1,796, karena t< t0,05 maka tolak H0 yang berarti terdapat perbedaan yang signifikan antara ERV sebelum beraktivitas dengan ERV setelah beraktivitas (berlari)

 Inspiration Cavity (IC = Kapasitas inspirasi)
H0=Tidak ada perbedaan yang signifikan antara IC sebelum beraktivitas dengan IC setelah beraktivitas (berlari)
H1= Terdapat perbedaan yang signifikan antara IC sebelum beraktivitas dengan IC setelah beraktivitas (berlari)
Berdasarkan analisis statistik diperoleh t= 0,181, sedangkan dari tabel diperoleh t0,05= 1,796, karena t< t0,05 maka tolak H0 yang berarti terdapat perbedaan yang signifikan antara IC sebelum beraktivitas dengan IC setelah beraktivitas (berlari)

 Vital Capacity (VC = Kapasitas vital)
H0=Tidak ada perbedaan yang signifikan antara VC sebelum beraktivitas dengan VC setelah beraktivitas (berlari)
H1= Terdapat perbedaan yang signifikan antara VC sebelum beraktivitas dengan VC setelah beraktivitas (berlari)
Berdasarkan analisis statistik diperoleh t= 0,724, sedangkan dari tabel diperoleh t0,05= 1,796, karena t< t0,05 maka tolak H0 yang berarti terdapat perbedaan yang signifikan antara VC sebelum beraktivitas dengan VC setelah beraktivitas (berlari)


 Total Lung Capacity (TLC = Kapasitas total paru-paru) sebelum beraktivitas (berlari)
H0= Tidak perbedaan yang signifikan antara TLC sebelum beraktivitas dengan TLC setelah beraktivitas (berlari)
H1= Terdapat perbedaan yang signifikan antara TLC sebelum beraktivitas dengan TLC setelah beraktivitas (berlari)
Berdasarkan analisis statistik diperoleh t= 0,637, sedangkan dari tabel diperoleh t0,05= 1,796, karena t< t0,05 maka tolak H0 yang berarti terdapat perbedaan yang signifikan antara TLC sebelum beraktivitas dengan TLC setelah beraktivitas (berlari)

Pembahasan
Pada praktikum ini kami akan mengukur volume tidal , volume ekspirasi cadangan , volume inspirasi cadangan, serta kecepatan respirasi. Setelah itu akan dihitung atau ditentukan kapasitas total. Dalam percobaan pertama akan dibandingkan volume tidal , volume ekspirasi cadangan , volume inspirasi cadangan. Sedangkan pada percobaan kedua akan dibandingkan respirasi pada saat diam dan setelah melakukan aktivitas.
Literatur menyebutkan bahwa kapasitas vital paru-paru untuk laki-laki normal 4-5 liter, pada perempuan 3-4 liter, sedangkan kapasitas total paru-paru adalah sebesar 5800 ml atatau 5,8 liter dan volume respirasi per menit adalah sebesar 6000 ml atau 6 liter (Pearce, 1991) . Kapasitas vital bergantung pada banyak faktor, salah satunya kelenturan paru-paru. Paru-paru sebenarnya dapat menampung lebih banyak udara dibandingakan dengan kapaitas vitalnya, tetapi karena tidak mungkin untuk mengempiskan alveoli sepenuhnya, maka masih terdapat udara volume sisa (residual volume) dalam paru-paru sekalipun kita telah memaksa mengeluarkan sebanyak mungkin udara yang dapat kita keluarkan. Ketika paru-paru kehilangan kelenturannya karena penuan/penyakit, volume sisa meningkat dengan berkurangnya kapasitas vital (Campbell, 2003)
Dari hasil pengamatan diperoleh data VT sebelum beraktivitas= 0,9667 sedangkan VT setelah beraktivitas= 1,4167; IRV sebelum beraktivitas= 1,6250 sedangkan IRV setelah beraktivitas= 1,3667; ERVsebelum beraktivitas= 1,4917 sedangkan ERVsetelah beraktivitas= 1,2833; TLC sebelum beraktivitas= 5,2000 sedangkan TLCsetelah beraktivitas= 5,2667 (dalam satuan liter), dapat kita lihat bahwa rata-rata volume pernafasan sesudah beraktivitas lebih kecil bila dibandingkan sebelum beraktivitas. Hal ini dikarenakan pada saat beraktivitas laju metabolisme tubuh kita meningkat, pada saat seperti ini kebutuhan oksigen dan pembentukan karbondioksida meningkat. Pada saat berolahraga atau beraktivitas maka akan meningkatkan kegiatan paru-paru sehingga menyebabkan kapasitas difusi melalui membran semakin cepat. Karena kadar oksigen dalam darah menurun maka oksigen yang berdifusi dari alveolus ke darah semakin banyak sehingga sisa udara yang diekspirasikan setelah beraktivitas semakin kecil.

Kesimpulan
• Respirasi merupakan suatu proses yang sangat vital untuk kehidupan suatu organism karena menghasilkan energy yang dapat digunakan .
• Dari hasil pengamatan dapat kita lihat bahwa rata-rata volume pernafasan sesudah beraktivitas lebih kecil bila dibandingkan sebelum beraktivitas.
• Rata-rata volume respirasi berdasarkan hasil pengamatan (dalam satuan liter) :
VT sebelum beraktivitas= 0,9667 sedangkan VT setelah beraktivitas= 1,4167
IRV sebelum beraktivitas= 1,6250 sedangkan IRV setelah beraktivitas= 1,3667
ERVsebelum beraktivitas= 1,4917 sedangkan ERVsetelah beraktivitas= 1,2833
TLC sebelum beraktivitas= 5,2000 sedangkan TLCsetelah beraktivitas= 5,2667




Daftar Pustaka
Campbell, et al . 2003, Biologi, edisi kelima , jilid 2., Jakarta : Erlangga
Ganong, W. F., 2003, Fisiologi Kedokteran, penerbit Buku Kedokteran EGC . Jakarta
Kimbal, John W. 1983. Biologi Jilid 2. Penerbit Erlangga, Jakarta.
Pearce, Evelyn C. 2002. Anatomi dan Fisiologi untuk Paramedis. PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.