Sistem Pernapasan Pada Manusia Part II (Mekanisme dan Penyakit Pernapasan)

1.         Mekanisme Pernapasan

a.       Proses masuknya O₂ dan keluarnya CO₂

Urutan saluran pernapasan adalah sebagai berikut: rongga hidung > faring > trakea > bronkus > paru-paru (bronkiolus dan alveolus).

Proses pernapasan pada manusia dimulai dari hidung. Udara yang dihirup pada saat menarik napas (inspirasi) biasanya masuk melalui lubang hidung (nares) kiri dan kanan selain melalui mulut. Pada saat masuk, udara disaring oleh bulu hidung yang terdapat di bagian dalam lubang hidung. Setelah melewati rongga hidung (nasal cavities), udara masuk ke kerongkongan bagian atas (naro-pharinx) lalu kebawah untuk selanjutnya masuk ke pangkal tenggorokan (larynx).

Setelah melalui pangkal tenggorokan, udara masuk ke batang tenggorok atau trachea, dari sana diteruskan ke saluran yang bernama bronkus (bronchus). Saluran bronkus ini terdiri dari beberapa tingkat percabangan dan akhirnya menuju ke alveolus di paru-paru. 

Udara yang diserap / berdifusi melalui alveoli akan masuk ke dalam kapiler yang selanjutnya dialirkan ke vena pulmonalis atau pembuluh balik paru-paru. Gas oksigen diambil oleh darah. Dari sana darah akan dialirkan ke serambi kiri jantung dan seterusnya. Sedangkan udara yang mengandung gas karbon dioksida akan dikeluarkan melalui hidung kembali. 

b. Keluar / Masuknya Udara Pernapasan

Bernapas adalah proses keluar dan masuknya udara ke dan dari paru-paru. Pergerakan diafragma dan tulang rusuk menyebabkan perubahan tekanan dalam rongga dada yang menyebabkan udara bergerak masuk dan keluar dari paru-paru.

Pada saat menarik napas (inhalation), otot diafragma dan otot rusuk berkontraksi. Diafragma bergerak turun ke bawah, tulang-tulang rusuk naik ke atas sehingga rongga dada menjadi mengembang. Akibat mengembangnya rongga dada, maka tekanan udara dalam rongga dada menjadi berkurang (di bawah tekanan udara atmosfer), sehingga udara dari luar masuk melalui hidung selanjutnya melalui saluran pernapasan dan akhirnya udara masuk ke dalam paru-paru.

Pengeluaran napas (exhalation) disebabkan karena melemasnya (relaksasi) otot diafragma dan otot-otot rusuk dan juga dibantu dengan berkontraksinya otot perut. Diafragma menjadi naik / melengkung ke atas, tulang-tulang rusuk turun ke bawah dan bergerak ke arah dalam, akibatnya rongga dada mengecil sehingga tekanan udara dalam rongga dada naik (melebihi tekanan udara atmosfer). Dengan naiknya tekanan udara dalam rongga dada, maka udara dari dalam paru-paru keluar melewati saluran pernapasan.

c. Pertukaran gas O₂ dan CO₂ di Paru-paru

Pertukaran antara oksigen dan karbon dioksida terjadi melalui suatu proses yang dinamakan difusi. Proses difusi tersebut terjadi di alveolus dan di sel jaringan tubuh. Proses difusi berlangsung sederhana yaitu hanya dengan gerakan molekul-molekul secara bebas melalui membran sel dari konsentrasi tinggi atau tekanan tinggi ke konsentrasi rendah. 

Oksigen masuk ke dalam tubuh melalui inspirasi dari rongga hidung sampai alveolus. Di alveolus oksigen mengalami difusi ke kapiler arteri paru-paru. Masuknya oksigen dari luar menyebabkan tekanan parsial oksigen (PO₂) di alveolus lebih tinggi dibandingkan dengan PO₂ di kapiler arteri paru-paru. Karena proses difusi selalu terjadi dari daerah yang bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah, oksigen akan bergerak dari alveolus menuju kapiler arteri. Oksigen di kapiler arteri diikat oleh eritrosit yang mengandung hemoglobin sampai jenuh (selain diikat oleh Hb, sebagian kecil O₂ larut di dalam plasma darah (2%)). Makin tinggi tekanan parsial oksigen di alveolus, semakin banyak oksigen yang terikat oleh hemoglobin dalam darah. Oksigen yang berikatan dengan hemoglobin akan membentuk oksihemoglobin (HbO₂). Reaksi antara hemoglobin dan oksigen berlangsung secara bolak-balik yang dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu suhu, pH, konsentrasi oksigen dan karbon dioksida, serta tekanan parsial. Hemoglobin akan mengangkut oksigen ke jantung melalui vena pulmonalis untuk diedarkan ke seluruh jaringan tubuh yang membutuhkan, dan kemudian akan berdifusi masuk ke sel-sel tubuh untuk digunakan dalam proses respirasi.

Di dalam sel-sel tubuh atau jaringan tubuh, oksigen digunakan untuk proses respirasi di dalam mitokondria sel. Semakin banyak oksigen yang digunakan oleh sel-sel tubuh, semakin banyak karbon dioksida yang terbentuk dari proses respirasi. Hal tersebut menyebabkan tekanan parsial karbon dioksida atau PCO₂ dalam sel-sel tubuh lebih tinggi dibandingkan PCO₂ dalam kapiler vena sel-sel tubuh. Sehingga karbon dioksida dapat berdifusi dari sel tubuh ke kapiler vena sel tubuh atau darah (Ketika CO₂ berada di dalam darah sebagian besar (70%) CO₂ akan diubah menjadi ion bikarbonat (HCO₃^-), 20% CO₂ akan terikat oleh Hb pada Eritrosit, sedangkan 10% CO₂ lainnya larut dalam plasma darah). Setelah itu, CO₂ dibawa oleh eritrosit ke jantung dan kemudian oleh jantung CO₂ dalam darah dipompa ke paru-paru melalui arteri pulmonalis menuju paru-paru. Di paru-paru terjadi difusi CO₂ dari kapiler vena menuju alveolus. Proses tersebut terjadi karena tekanan parsial CO₂ pada kapiler vena lebih tinggi daripada tekanan parsial CO₂ dalam alveolus. Karbon dioksida akhirnya akan dikeluarkan dari tubuh melalui ekspirasi.

Proses Kimiawi Respirasi Pada Tubuh Manusia :

1. Pembuangan CO₂ dari paru-paru  : H⁺ + HCO₃^-  → H₂CO₃ → H₂ + CO₂

2. Pengikatan O₂ oleh hemoglobin   : Hb + O₂  →   HbO₂

3. Pemisahan O₂ dari hemoglobin ke cairan sel : HbO₂   →   Hb + O₂

4. Pengangkutan CO₂ di dalam tubuh : CO₂ + H₂O  →    H₂ + CO₂

3.         Penyakit yang berhubungan dengan sistem pernapasan

a.    Bronchitis

Bronchitis adalah suatu peradangan pada membran dari saluran bronkial (bronkus). 

    Peradangan dapat disebabkan oleh virus, bakteri, merokok atau menghirup polutan kimia atau debu.

b. Emfisema

Emfisema adalah penyakit yang gejala utamanya adalah penyempitan (obstruksi) saluran napas yang disebabkan karena alveoli yang membesar dan kaku (hilangnya elastisitas alveoli).

Pada penderita emfisema, volume paru-paru lebih besar dibandingkan dengan orang yang sehat karena karbondioksida yang seharusnya dikeluarkan dari paru-paru terperangkap di dalamnya.

Asap rokok dan kekurangan enzim alfa-1-antitripsin adalah penyebab kehilangan elastisitas pada paru-paru ini.

Adapun gejala emfisema, adalah sebagai berikut:

·    Sesak napas dalam waktu lama dan tidak dapat disembuhkan dengan obat pelega yang biasa digunakan penderita sesak napas.

·      Nafsu makan dan berat badan yang menurun.

Pencegahan dan solusi:

·       Berhenti merokok.

·   Hindari iritasi pernapasan, seperti menghirup asap rokok, asap knalapot, dll.

·       Berolahraga secara teratur.

·   Melindungi diri dari udara dingin. Udara dingin dapat menyebabkan kejang pada saluran bronkial yang  membuat lebih sulit untuk bernapas. Sehingga penyakit Emfisema Paru-paru bisa bertambah parah.

c. Asma

Asma adalah penyakit penyempitan saluran pernafasan yang ditandai dengan inflamasi (peradangan) di saluran napas dan spasme (kejang) akut otot polos bronkiolus. Penyakit ini menyebabkan produksi mukus yang berlebihan dan menumpuk, penyumbatan aliran udara, dan penurunan pertukaran udara di alveolus. Asma terjadi pada individu tertentu yang merespon secara agresif berbagai jenis iritan (penyabab iritasi) di saluran nafas.

Penyebab Penyakit Asma

Ada beberapa faktor penyebab penyakit ini, diantaranya yaitu:

·       Faktor Genetik/keturunan

Adanya riwayat asma atau alergi dalam keluarga, mengisyaratkan adanya kecederungan genetik/keturunan.

                         ·   Terpapar beberapa rangsangan berulang/terus menerus, seperti: debu, bulu.

Gejala Klinis Penyakit Asma

·       Sesak nafas

·       Batuk, terutama di malam hari

·       Napas yang dangkal dan cepat

·     Mengi (bunyi) yang dapat terjadi pada akultasi paru. Biasanya terjadi pada saat ekspirasi.

·  Peningkatan usaha pernapasan, ditandai dengan retraksi dada, disertai pemburukan kondisi napas cuping hidung.

·      Kecemasan yang berhubungan dengan ketidak mampuan mendapat udara yang cukup

·     Udara terperangkap karena obstruksi aliran darah, terutama terlihat selama ekspirasi.

Penanganan Penderita Asma

·  Langkah pertama dalam pengobatan adalah mengevaluasi derajat/stadium asma penderita. Asma terbagi menjadi 4 stadium yaitu ringan dan intermiten; ringan dan persisten; moderat/sedang; dan berat. Terapi yang diberikan harus sesuai stadium.

· Untuk keempat stadium asma, menghindari terpaan allergen (bahan penyebab alergi) yang telah diketahui adalah tindakan yang penting. Alergen contohnya: asap rokok, asap kayu, debu, dan bulu binatang

d.         TBC

Tuberkulosis atau TBC adalah penyakit yang sangat mudah menular. Seperti halnya penyakit flu biasa, penyakit TBC juga menular melalui udara. Penyakit TBC sangat mematikan apabila tidak segera dilakukan penanganan. Di Indonesia, penanganan sejak dini sudah dilakukan dengan memberikan paket imunisasi BCG pada balita. Namun demikian, belum sepenuhnya Indonesia 100% terbebas dari penyakit ini.

Mycobacterium Tuberculosis adalah bakteri penyebab penyakit TBC, bakteri ini berbentuk batang yang mengelompok atau berkoloni. Bakteri ini paling sering menyerang organ pernapasan atau paru-paru, walaupun sebenarnya dapat menyerang organ tubuh yang lainnya juga. Infeksi primer dapat terjadi pada individu yang belum memiliki kekebalan terhadap bakteri ini. Nama lain dari TBC adalah TB yang merupakan singkatan dari Tubercles Bacillus. Jadi antara TBC dan TB adalah penyakit yang sama.

Dengan penyebaran melalui udara, TBC dapat menyerang siapa saja. Penyakit ini dapat ditularkan melalui bersin, batuk, atau hembusan udara yang melalui hidung ataupun mulut. Bakteri yang bertebaran di udara akan terhisap oleh orang yang ada di sekitar penderita melalui saluran pernapasan dan masuk ke dalam paru-paru. Kemudian menyebar ke seluruh tubuh melalui aliran darah.

Selain menyerang organ paru, bakteri ini juga dapat menyerang organ-organ tubuh yang lainnya seperti sendi, otot, tulang, saluran kencing, sistem syaraf pusat, sumsum tulang, dan sistem limfa. Tidak semua organ yang terserang menimbulkan gejala yang secara langsung dapat kita rasakan, tergantung dari bagian mana yang diserang. Sebagai contoh apabila yang terserang bagian tulang belakang maka gejala yang dirasakan adalah rasa sakit pada bagian tulang belakang. Dan apabila bakteri menyerang bagian organ ginjal maka, penderita mungkin akan mengalami masalah kencing darah.

Pada dasarnya, manusia mempunyai sistem imun yang akan menjaga dari serangan bakteri ini, sistem imun akan menyerang bakteri TBC selepas 2-8 minggu dari mulai terjangkit Tuberculosis. Sel darah putih yang disebut makrofag, akan dihasilkan oleh tubuh untuk melawan bakteri tersebut. Jika bakteri ini mati, berarti kita akan terbebas sepenuhnya dari masalah TBC. Tetapi jika tidak, maka ia akan menjadi tidak aktif dan akan berada dalam tubuh selama beberapa tahun. Dalam hal ini kita dikategorikan terjangkit TBC tetapi tidak mengalami masalah dan tidak menulari orang lain.

Penularan TBC dan gejalanya

Penderita TBC biasanya mengalami batuk yang berkepanjangan sebagai gejala utama selama beberapa minggu yang diikuti dengan demam tinggi. Biasanya demam menyerang pada malam hari, namun ketika siang demam akan berkurang bahkan cenderung turun dan akan datang lagi bila mulai menjelang malam. Orang yang terkena TBC, daya tahan tubuhnya akan menurun secara drastis, nafsu makan berkurang, dan berat badan juga menurun dengan sangat cepat, rasa lelah dan batuk-batuk. Ini terjadi jika infeksi awal telah berkembang menjadi progressive tuberculosis yang menjangkiti organ paru dan organ tubuh lainnya.

Dalam kasus reactivation tuberculosis, infeksi awal tubercilosis (primary tuberculosis) mungkin telah lenyap tetapi bakterinya tidak mati melainkan hanya istirahat (dormansi) untuk sementara waktu. Bakteri ini akan aktif apabila kondisi tubuh sedang tidak fit dan dalam imunitas yang rendah. Bila penyakit ini semakin progresif maka bakteri yang aktif akan merusak jaringan paru-paru dan berbentuk rongga-rongga (lubang) pada paru-paru penderita, maka si penderita akan batuk-batuk dan memproduksi sputum (dahak) yang bercampur darah. Bila tidak segera dilakukan tindakan penanganan maka akan dapat menimbulkan kematian pada si penderita. Penderita yang tidak berobat dapat menularkan penyakitnya kepada orang disekitarnya.

Pada umumnya penularan TBC terjadi secara langsung ketika sedang berhadap-hadapan dengan si penderita, yaitu melalui ludah dan dahak yang keluar dari batuk dan hembusan nafas penderita. Secara tidak langsung dapat juga melalui debu, alat makanan dan minuman yang mengandung bakteri TBC. Melalui medium air, TBC juga bisa bertahan dan menyebar. Lamanya dari terkumpulnya bakteri sampai timbulnya gejala penyakit dari yang berbulan-bulan sampi tahunan membuat penyakit ini digolongkan penyakit kronis.

Gejala umum yang sering dirasakan adalah 

·     Batuk lama lebih dari 30 hari yang disertai ataupun tidak dengan dahak bahkan bisa disertai juga dengan batuk darah.

·       Demam lama dan berulang tanpa sebab yang jelas (bukan tifoid, malaria, atau infeksi saluran nafas akut), dan terkadang disertai dengan badan yang berkeringat di malam hari.

·     Berat badan menurun dengan drastis tanpa sebab yang jelas disamping karena nafsu makan yang menurun.

·    Adanya pembesaran kelenjar seperti di leher atau ketiak.

·   Pada anak yang primary pulmonary tuberculosis (infeksi pertama yang disebabkan oleh tuberculosis) tidak menampakan gejalanya meskipun dilakukan pemeriksaan dengan sinar X-ray.

Pencegahan dan Penanganan Pengobatan TBC

TBC bisa diobati, asalkan benar-benar mempunyai keinginan dan semangat yang besar untuk sembuh. Dorongan dari keluarga dan orang di sekitar penderita sangatlah diperlukan. Pemeriksaan yang intensif dan teliti serta disiplin minum obat yang diberikan dokter harus dilakukan penderita agar penyakit yang dideritanya segera sembuh. Pengobatan yang dilakukan dapat bertujuan untuk menyembuhkan, mencegah kematian, dan kekambuhan.

Adapun obat TBC yang utama adalah Isoniazid, Rifampisin, Pirazinamid, Streptomisin dan Etambutol. Sedangkan jenis obat tambahan yang sering digunakan adalah Kanamisin, Kuinolon, Makroloid, dan Amoksilin dikombinasikan dengan Klavulanat. Pengobatan ini dilakukan selama 12 bulan untuk keseluruhan. Faktor utama dari pada kesembuhan adalah perilaku dan lingkungan dimana penderita itu tinggal, kedisiplinan dalam minum obat dan dan dukungan orang-orang di sekitar penderita.

Dalam proses penyembuhan, penderita harus minum obat sesuai dengan petunjuk dan waktu yang telah ditentukan (6-12 bulan) berturut-turut tanpa putus serta mengkonsumsi makanan-makanan yang bergizi. Selain petugas kesehatan yang memantau dan mengawasi, keluarga juga diajak turut serta dalam mengawasi dan memastikan penderita TBC tersebut meminum obat yang telah diberikan. Jika penderita tidak disiplin dan teratur dalam meminum obat atau bahkan berhenti meminum obat sebelum waktunya, maka dapat mengakibatkan bakteri-bakteri yang ada di dalam tubuh akan menjadi kebal atau resisten terhadap obat yang diberikan sehingga penyakit tersebut akan sulit untuk disembuhkan.

Dilakukannya pengobatan selama 6-9 bulan karena bakteri-bakteri tuberkulosis memiliki daya tahan yang sangat kuat walaupun sudah terkena antibiotik. Kombinasi beberapa obat sangat diperlukan karena untuk menghadapi bakteri TBC yang berada dalam berbagai stadium dan fase pertumbuhan yang cepat. Walaupun gejala-gejala sudah hilang, namun pengobatan tidak boleh berhenti sampai batas waktu yang telah ditentukan.

e.         Pneumonia

Pneumonia merupakan infeksi yang terjadi pada jaringan paru (parenkim) yang disebabkan oleh bakteri, virus atau jamur. Umumnya disebabkan oleh bakteri streptokokus (Streptococcus) dan bakteri Mycoplasma pneumoniae yang dapat menyebabkan terjadinya bendungan cairan atau nanah pada rongga paru-paru  dan alveolus sehingga menyebabkan penderita pneumonia mengalami kesulitan bernafas.

Gejala:

Batuk berdahak dengan dahak kental dan berwarna kuning, sakit pada dada, dan sesak napas juga disertai demam tinggi.

Pencegahan dan solusi:

Selalu memelihara kebersihan dan menjaga daya tahan tubuh tetap kuat dapat mencegah agar bakteri tidak mampu menembus pertahanan kesehatan tubuh. Biasakan untuk mencuci tangan, makan makanan bergizi atau berolahraga secara teratur.

Pengobatan:

Apabila telah menderita pneumonia, biasanya disembuhkan dengan meminum antibiotik.