VOLUME DAN KAPASITAS PARU-PARU

Volume udara respirasi pada setiap orang berbeda-beda, tergantung pada ukuran paru-paru, kekuatan bernapas, dan cara bernapas. Pada orang dewasa, volume paru-paru berkisar antara 5 – 6 liter yang terdiri dari: 

a. Volume Tidal (VT). Volume udara tidal adalah volume udara hasil inspirasi atau ekspirasi pada setiap kali bernapas normal. Volume udara tidal bervariasi tergantung pada tingkat kegiatan seseorang. Pada kondisi tubuh istirahat, volume udara tidal sebanyak kira-kira 500 mililiter pada rata-rata orang dewasa muda, dan besarnya akan meningkat bila kegiatan tubuh meningkat. Dari 500 mililiter udara tidal yang dipernapaskan pada kondisi istirahat tersebut hanya 350 mililiter saja yang dapat sampai di alveolus, sedang yang 150 mililiter mengisi ruang yang terdapat pada saluran respirasi (disebut ruang rugi). 

b. Volume Cadangan Inspirasi (VCI), adalah volume udara yang dapat dihisap dengan kekuatan inspirasi yang lebih kuat setelah volume tidal dilakukan, pada keadaan normal sebanyak kira-kira 3000 mililiter. 

c. Volume Cadangan Ekspirasi (VCE), adalah volume udara ekstra yang dapat dikeluarkan (dihembuskan) dengan ekspirasi kuat pada akhir ekspirasi normal, pada keadaan normal sebanyak kira-kira 1000 mililiter. 

d. Volume Residu (VR), yaitu volume udara yang masih tetap berada dalam paru-paru setelah ekspirasi kuat, kira-kira sebanyak 1500 mililiter. 

Dalam menguraikan proses respirasi terkadang diperlukan penyatuan dua atau lebih jenis-jenis volume di atas. Kombinasi dari jenis-jenis volume itu disebut kapasitas paru-paru. Beberapa jenis kapasitas paru-paru sebagai berikut. 

a. Kapasitas Inspirasi (KI), sama dengan volume tidal ditambah dengan volume cadangan inspirasi. Kapasitas inspirasi merupakan jumlah udara yang dapat dihirup oleh seseorang mulai ekspirasi normal dan mengembangkan paru-parunya sampai jumlahnya maksimum (kira-kira 3500 ml). 

b. Kapasitas Residu Fungsional (KRF), sama dengan volume cadangan ekspirasi ditambah dengan volume residu. Besarnya kapasitas residu fungsional adalah udara yang tersisa dalam paru-paru pada akhir ekspirasi normal (kira-kira 2500 ml). 

c. Kapasitas Vital (KV), sama dengan volume cadangan inspirasi ditambah dengan volume tidal dan volume cadangan ekspirasi. Kapasitas vital ini adalah jumlah udara maksimum yang dapat dikeluarkan dari paru-paru seseorang setelah terlebih dahulu mengisi paru-paru secara maksimum dan kemudian mengeluarkan sebanyak-banyaknya (kira-kira 4500 ml). 

d. Kapasitas total paru-paru, adalah volume maksimum dimana paru-paru dapat dikembangkan sebesar mungkin dengan inspirasi paksa atau sama dengan kapasitas vital ditambah dengan volume residu (kira-kira 6000 ml). 

Ø KI = VT + VCI 

Ø KRF = VCE + VR 

Ø KV = VCI + VT + VCE 

VT = volume tidal 

VCI = volume cadangan inspirasi 

VCE = volume cadangan ekspirasi 

VR = volume residu 

KI = kapasitas inspirasi 

KRF = kapasitas residu fungsional 

KV = kapasitas vital 

Gambar  Volume dan kapasitas paru-paru pada manusia 

 FAKTOR YANG MEMPENGARUHI RESPIRASI

 

Cepat-lambatnya manusia melakukan respirasi dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya sebagai berikut.

Umur, bertambahnya umur seseorang mengakibatkan frekuensi respirasi menjadi semakin lambat. Pada usia lanjut, energi yang digunakan lebih sedikit dibandingkan pada saat usia pertumbuhan, sehingga oksigen yang diperlukan relatif lebih sedikit.

Jenis Kelamin, pada umumnya, laki-laki lebih banyak membutuhkan energi, sehingga memerlukan oksigen yang lebih banyak dari pada perempuan.

Suhu Tubuh, manusia memiliki suhu tubuh yang konstan (berkisar antara 36- 37 0C) karena manusia mampu mengatur produksi panas tubuhnya dengan cara meningkatkan laju metabolisme. Jika suhu tubuh turun, maka tubuh akan meningkatkan metabolismenya, sehingga kebutukan akan oksigen meningkat.

Aktifitas, posisi tubuh akan mempengaruhi banyaknya otot yang bekerja. Misalnya pada saat berlari, otot akan berkontraksi, sehingga oksigen yang dibutuhkan lebih banyak dan laju respirasi pun akan meningkat dibandingkan pada saat orang berdiri.

 Gambar Pusat Respirasi pada Manusia 

1 Pusat Respirasi

Seperti halnya dengan otot-otot tubuh yang lain, maka otot respirasi juga dikendalikan oleh sistem saraf pusat. Pusat respirasi terdapat pada bagian atas dari medula oblongata, terdiri atas pusat ekspirasi dan pusat inspirasi. Impul motoris dikirim menuju:

· Otot antar rusuk melalui serabut saraf spinal dada

· Otot diafragma melalui serabut saraf phrenik yang merupakan percabangan dari serabut saraf spinal leher.

2 Regulasi neural dari pusat respirasi 

Pada permukaan dinding paru-paru terdapat reseptor-reseptor yang bila terangsang akan mengirimkan impuls sensori melalui saraf afferent dari nervus vagus menuju pusat respirasi.

· Reseptor regangan

Reseptor regangan terangsang oleh pengembangan paru-paru selama inspirasi. Sesampainya impuls saraf di pusat ekspirasi, maka pusat ekspirasi mengirimkan impuls inhibisi menuju pusat inspirasi dan inspirasi akan berhenti.

· Reseptor deflasi

Reseptor deflasi terangsang oleh pengempisan paru-paru pada saat berlangsung proses ekspirasi yang kuat. Impuls saraf yang dikirim ke pusat respirasi akan merangsang pusat inspirasi dan berlangsunglah proses inspirasi.

Regulasi neural dari pusat respirasi dengan perantaraan reseptor regangan dan reseptor deflasi tersebut dikenal sebagai mekanisme vagal, sebab proses tersebut melibatkan nervus vagus untuk menghantar impuls sensori maupun motoris. Selain itu dikenal pula mekanisme pneumotaksis yaitu suatu mekanisme yang mengatur berlangsungnya mekanisme respirasi secara bergantian antara inspirasi dan ekspirasi. Mekanisme pneumotaksis dapat dijelaskan sebagai berikut.

8 Mekanisme Pneumotaksis

· Aktivitas pusat respirasi mengirimkan impuls ke pusat pneumotaksis (terletak di rona varoli dari otak belakang). Impuls tersebut memacu pusat ekspirasi dan sekaligus mencegah aktivitas pusat inspirasi.

· Bila aktivitas dari pusat inspirasi telah terhenti maka impuls mengalir menuju pusat pneumotaksis dan pusat inspirasi kini bebas mengirimkan impuls menuju otot-otot inspirasi dan berlangsunglah proses inspirasi

Demikian proses inspirasi dan ekspirasi berlangsung secara bergantian menurut irama yang teratur sepanjang kehidupan berlangsung.

6.3 Regulasi kimiawi pada pusat respirasi

Pusat respirasi dirangsang oleh tiga macam kondisi kimiawi dari darah yaitu:

· Tekanan CO2 di dalam darah

Stimulus yang paling penting bagi pusat respirasi, adalah meningkatnya tekanan CO2 di dalam darah (hipercapnia). Sedikit saja terjadi peningkatan kadar CO2 di dalam darah akan meningkatkan tekanan CO2 dan hal ini merupakan rangsangan yang memacu kegiatan pusat respirasi sehingga berlangsung proses respirasi yang cepat dan dalam. Sebagai contoh, penambahan sebanyak 0.22 % volume CO2 ke dalam darah alveolar, akan meningkatkan tekanan CO2 dari darah (normalnya adalah 40 mmHg) menjadi 41.5 mmHg. Peningkatan ini akan mengakibatkan peningkatan aktivitas respirasi sebanyak dua kali lipat.

· Kadar O2 di dalam darah

Berkurangnya kadar O2 di dalam darah akan segera merangsang pusat respirasi. Reaksi kekurangan O2 ini telah terlihat pada perubahan kadar udara respirasi dari 21% - 18 % (respirasi cepat dan dalam).

Bila kadar O2 dari udara respirasi telah mencapai 13% maka reaksi kekurangan O2 menjadi lebih nyata. Tetapi bila udara respirasi hanya mengandung O2 sebanyak 10%, maka timbul cyanosis dan pada kadar 4% maka berhentilah proses respirasi.

· PH darah

Meningkatnya kadar CO2 dalam darah akan menyebabkan meningkatnya kadar H2CO3 (CO2 + H2O H2CO3).

Peningkatan kadar H2CO3 di dalam darah mengakibatkan meningkatnya kadar ion H, sehingga pH darah menurun. Penurunan pH darah merupakan rangsangan terhadap pusat respirasi di medula oblongata, dan meningkatlah kegiatan respirasi.