MEKANISME VENTILASI PERNAFASAN

1.DEFINISI VENTILASI
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. Namun secara volume pernapasan, ventilasi dibagi dua menjadi ventilasi per menit dan ventilasi alveolar.

1. Minute Ventilasi (MV) : udara yang keluar masuk paru dalam 1 menit.
Minute ventilasi dapat dihitung dengan rumus:
MV = Vol. Tidal (VT) x Respiratory rate (RR)
Volume tidal = volume sekali hembusan napas = 500 ml
RR = respiration rate = frekuensi pernapasan dalam 1 menit = 12-18x/menit

2. Alveolar ventilasi (AV)
AV = (VT – dead space)x RR
Dead space = ruang mati= volume udara yang tidak mengalami pertukaran gas (150 ml per hembusan napas).

2. FAKTOR-FAKTOR YANG BERPERAN DALAM PROSES VENTILASI

·          Saluran Pernapasan
Secara fungsional saluran pernapasan dibagi menjadi dua bagian, yaitu:
Zona Konduksi : terdiri atas hidung, faring, trakea, bronkus serta bronkiolus terminalis. Zona ini mempunyai fungsi untuk menyediakan sarana mengalirnya udara ke dan dari paru dan mempersiapkan udara yang masuk (pembersihan, pelembaban, penghangatan).

·         Elastisitas Sistem Pernapasan

Proses respirasi sangat diengaruhi oleh adanya pengembangan dan pengempisan paru dan rongga dada. Proses inspirasi dapat berlangsung apabila paru dan rongga dada mengembang dan begitu sebaliknya untuk proses ekspirasi. Kemampuan untuk mengembang dari jaringan paru dan dinding rongga dada disebut compliance. Sedangkan kemampuang untuk mengecil jaringan paru dan dinding rongga dada disebut elastisitas.

Elastisitas pada sistem respirasi dibagi menjadi dua macaam, yaitu: elastisitas paru dan elatisitas toraks. Selama fase inspirasi diperlukan daya elastisitas yang aktif, sedangkan pada fase ekspirasi diperlukan daya elastisitas yang pasif.

·         Otot-Otot Pernapasan

Inspirasi adalah proses aktif sehingga baik inspirasi biasa maupun inspirasi dalam selalu memerlukan aktifitas dari otot-otot inspirasi. Otot inspirasi utama yaitu diafragma. Otot-otot insirasi lainnya adalah m. intercostalis externus, m. levator costae, m. serratus posterior superior, m. intercartilagineus (otot reguler/ekstrinsik) dan m. scaleni, m. sternocleidomastoideus, m. serratus anterior, m. pectoralis mayor et minor, m. latissimus dorsi (otot auxiliar). Otot auxiliar merupakan otot yang terutama membantu proses insirasi atau ekspirasi dalam.
Proses ekspirasi biasa merupakan proses yang pasif dan terjadi karena daya elastis dari jaringan paru (recoil) dan tidak memerlukan aktifitas otot-otot ekspirasi. Otot-otot ekspirasi diperlukan pada proses ekspirasi dalam. Otot ekspirasi terdiri atas otot reguler/intrinsik (m. intercostalis internus, m. subcostalis, m. transversus thoracis, m. serratus posterior inferior) dan otot auxiliar (m. obliquus internus et eksternus abdominis, m. transversus abdominis, m. rectus abdominis).

3. MEKANISME VENTILASI

·         INSPIRAS

Pada prinsipnya, pertukaran/pengaliran gas terjadi apabila terdapat perbedaan tekanan pada dua tempat atau lebih yang mana gas/udara tersebut akan mengalir dari tempat dengan tekanan tinggi ke tempat dengan tekanan rendah. Inspirasi terjadi apabila terjadi perbedaan tekanan antara alveoli dan udara luar, dimana tekanan intraalveoli lebih rendah dari tekanan udara luar (atmosfer). Pada inspirasi biasa tekanan ini berkisar antara -1 sampai -3 mmHg. Pada inspirasi mendalam tekanan intraalveoli dapat mencapai -30 mmHg. Penurunan tekana intrapulmonal (intraalveoli) pada waktu inspirasi disebabkan oleh mengembangnya rongga toraks akibat kontraksi otot-otot inspirasi. Pada waktu inspirasi costa tertarik ke caudal, diafragma berkontraksi menyebabkan diafragma turun ke bawah dan menyebabkan rongga dada membesar/mengembang.

·         EKSPIRASI

Ekspirasi berlangsung bila tekanan intrapulmonal lebih tinggi daripada tekanan udara luar sehingga udara bergerak ke luar paru. Peningkatan tekanan di dalam rongga paru terjadi bila volume rongga paru mengecil akibat proses penguncupan yang disebabkan oleh daya elastis jaringan paru dan relaksasi diafragma dan otot-otot inspirasi. Pada proses ekspirasi biasa tekanan intrapulmonal berkisar antara +1 sampai +3 mmHg.
Tekanan Intrapleura
Tekanan intrapleura adalah tekanan di dalam rongga pleura (cavum pleura). Dalam keadaan normal ruang ini hampa udara dan mempunyai tekanan negatif (lebih rendah) kurang lebih -4 mmHg dibandingkan dengan tekanan intraalveoli.

4. VOLUME DAN KAPASITAS PARU

Volume dan kapasitas pernapasan merupakan gambaran fungsi ventilasi sistem pernapasan. Dengan mengetahui besarnya volume dan kapasitas pernapasan dapat diketahui besarnya kapasitas ventilasi maupun ada tidaknya kelainan fungsi ventilasi pada seseorang. Volume pernapasan terdiri atas:

1. Volume Tidal (VT)
VT adalah volume inspirasi/ekspirasi pada satu kali hembusan napas pada pernapasan biasa/normal. VT dalam keadaan normal rata-rata 500 ml.

2. Volume Cadangan Inspirasi (VCI)
VCI adalah volume udara yang masih dapat dihisap ke dalam paru setelah inspirasi biasa. Nilai normal antara 2500-3500 ml dengan nilai rata-rata 3000 ml.

3. Volume Cadangan Ekspirasi (VCE)
VCE adalah volume udara yang masih dapat dikeluarkan dari paru setelah ekspirasi biasa. Nilai normal antara 900-1.300 ml dengan nilai rata-rata 1.000 ml.

4. Volume Residual (VR)
VR adalah volume udara yang masih tertinggal/tetao di dalam paru sesudah ekspirasi maksimal. Nilai normal antara 1.000-1.400 ml dengan nilai rata-rata 1.200 ml.
5. Volume Ekspirasi Paksa (Forced Expiratory Volume, FEV)

FEV adalah volume udara yang dapat diekspirasi keluar paru dengan hembusan napas yang kuat, cepat dan tuntas setelah melakukan inspirasi sedalam-dalamnya. FEV1 adalah volume ekspirasi paksa selama 1 detik. Biasanya nilai FEV1 adalah sekitar 80%, artinya, dalam keadaan normal 80% udara yang dapat dipaksa keluar dari paru yang mengembang maksimum dapat dikeluarkan dalam 1 detik pertama.

Kapasitas Pernapasan merupakan penjumlahan dari dua volume atau lebih. Kapastias pernapasan terdiri atas:

1. Kapasitas inspirasi
Kapasitas inspirasi = volume tidal (VT) + Volume cadangan inspirasi (VCI)

2. Kapasitas Residu Fungsional (KRF)
KRF = Volume residual (VR) + Volume cadangan inspirasi (VCI)

3. Kapasitas Vital (VC)
VC adalah volume maksimum udara yang dapat dikeluarkan selama satu kali bernapas setelah inspirasi maksimum. VC = VT + VCI + VCE.

4. Kapasitas Paru Total (KPT)
KPT adalah volume udara maksimum yang dapat ditampung oleh paru. Nilai rata-ratanya 5.700 ml.
KPT = VT + VCI + VCE + VR

5. GANGGUAN VENTILASI PERNAPASAN

1. Hipoventilasi
Keadaan ini terjadi apabila CO2 yang dikeluarkan oleh paru lebih kecil dari CO2 yang dihasilkan oleh jaringan sehingga terjadi peningkatan kadar CO2 dalam darah (hiperkapnia). Hiperkapnia menyebabkan peningkatan produksi asam karbonat dan menyebabkan peningkatan pembentukan H+ yang akan menimbulkan keadaan asam yang disebut asidosis respiratorik.

2. Hiperventilasi
Keadaan ini terjadi apabila CO2 yang dikeluarkan oleh paru lebih besar dari CO2 yang dihasilkan oleh jaringan sehingga akan terjadi penurunan kadar CO2 dalam darah. Hiperventilasi dapat dipicu oleh keadaan cemas, demam dan keracunan aspirin. Hiperventilasi menyebabkan hipokapnia (PCO2 arteri di bawah normal karena PCO2 dipengaruhi oleh jumlah CO2 yang larut dalam darah). Pada hipokapnia jumlah H+ yang dihasilkan melalu pembentukan asam karbonat berkurang. Keadaan ini sering disebut dengan alkalosis respiratorik.