modul respirasi dr. fio

1. PENGATURAN
PERNAFASAN
Dr.Fionaliza,MKM

2. TUJUAN
 Untuk menghindari keadaan hipoksia atau
hiperkapnea
- kadar oksigen darah & jaringan tetap konstan,
- kadar CO2 darah & jaringan tetap dlm batas
normal
 shg metabolisme dapat terlaksana & tidak
menggangu homeostasis

3. PUSAT PERNAFASAN
• Bernafas adalah kerja otonom yg
dikendalikan oleh SSP (medulla
oblongata & pons)
• Terletak di bilateral Medula
Oblongata dan Pons

4. SEREBRUM
SEREBELUM
MEDULA OBLONGATA
OTAK

6. PENGATURAN
PERNAFASAN

7. 3 KELOMPOK NEURON YG BERPERAN:
1. Kel. pernafasan dorsal/DRG (Dorsal
Respiratory Group)
Jk tereksitasi menimbulkan inspirasi
2. Kel. pernafasan ventral/VRG (Ventral
Respiratory Group)
Jk terkesitasi menimbulkan inspirasi &
ekspirasi
3. Pusat pneumotaksik (Kel.neuron di bag.
Atas pons )
 Mengontrol kecepatan & pola nafas

8. PUSAT PERNAFASAN

9. • Menempati sebag.besar panjang medula
• Sebag besar terletak dlm nc.tractus
solitarius yg merupakan akhir dr n.vagus &
n.glosofaringeus yg memindahkan sinyal
sensorisnya dari kemoreseptor perifer,
baroreseptor & berbagai reseptor di paru
ke dalam pusat nafas
KELOMPOK NEURON PERNAFASAN DORSAL

10. DRG
• Merupakan kumpulan neuron yang
mengatur kerja otot eksternal interkostal
dan otot diafragma.
• Irama dasar pernafasan t.u berasal dari
kelp perfasan dorsal

11. • Fungsi:
- Pencetus irama inspirasi  btk “ramp
signal” (gel potensial aksi berangsur2
progresif & berhenti, kmd mulai lagi)
- Ramp signal mengakibatkan penghentian
perangsangan diagfragma & timbul daya
lenting elastisitas dinding dada & paru 
ekspirasi
- Keuntungan ramp signal: peningkatan vol
paru yg mantap selama inspirasi shg tdk
mengalami terengah2 (mengeluarkan nafas
inspirasi yg penghabisan/ gaps)

12. • Cara pengaturan ramp signal:
1.Mengatur kecepatan peningkat sinyal
landai dgn cepat selama pernafasan aktif
shg paru dpt terisi dgn cepat
2.Mengatur titik batasan dimana sinyal
landai tiba2 berakhir
 Semakin dini sinyal landai berhenti ,
semakin singkat waktu inspirasi

13. KELOMPOK NEURON PERNAFASAN VENTRAL
• Terletak di sepanjang MO bag ventral 5 mm
ant.lateral kelompok dorsal di ujung
nc.retroambigus kaudalis & nc.ambigus
rostralis
• merupakan kumpulan neuron yang mengatur
kerja otot respirasi aksesori, yang
berfungsi saat bernapas dengan kuat, yaitu
saat inhalasi maksimal dan ekshalasi aktif.
• Tidak aktif selama respirasi normal dan
tenang
• Tidak mengatur irama

14. • Fungsi:
- Saat ispirasi & ekspirasi biasa tdk
menimbulkan potensial aksi
- Pot.aksi tjd saat level pernafasan
meningkat (jika O2 rendah atau CO2
tinggi) kelompok pernapasan dorsal
terangsang kuat dan akan diteruskan ke
kolompok pernapasan ventral dan ke otot
inspirasi-ekspirasi sehingga respirasi
menjadi kuat

15. - Rangsang listrik pd beberapa neuron
kelompok ventral menimbulkan efek
inspirasi & ekspirasi t.u untuk
menghasilkan signal ekspirasi yg kuat ke
otot2 abdomen selama ekspirasi
 mekanisme pendorong bila dibutuhkan
ventilasi yg lbh besar

16. a. Aktivitas DRG meningkat selama periode 2
detik, sehingga menstimulasi otot-otot
inspirasi, lalu terjadilah proses inhalasi
b. Setelah 2 detik, DRG berubah menjadi
inaktif, lalu dibutuhkan waktu 3 sekon
untuk “quite” dan memungkinkan otot-otot
inspirasi berelaksasi. Maka terjadilah
ekshalasi normal (pasif)
Selama respirasi normal

17. Selama bernapas dengan kuat
a. Meningkatnya aktivitas DRG, yang
menstimulasi aktivasi VRG pada otot-
otot inspirasi
b. Di akhir inhalasi, otot-otot ekspiratori
menstimulasi otot aksesori sehingga
mampu melakukan ekshalasi aktif

18. PUSAT PNEUMOTAKSIK
• Letak: di bag.dorsal nc parabrachialis pons
bag atas
• Berfungsi: membatasi kerja pusat neuron
bag.dorsal shg inspirasi dpt dihentikan
fase pengisian alveoli dibatasi
• Perangsangan akan mempercepat
frekuensi nafas

19. Pneumotaksik
• Sinyal pneumotaksik yg kuat dpt
meningkatkan pernafasan 30-40 kali
permenit
• Sinyal pneumotaksik yg lemah dapat
menurunkan kecepatan menjadi hanya
beberapa kali permenit

20. PUSAT APNEUSTIC
• Terletak di bag bawah pons
• Membantu mekanisme inspirasi
• Dalam keadaan normal fungsinya tak terlihat
(tertutup fungsi pusat pneumotaksik)
• Selama pernapasan normal, stimulasi dari
pusat apneustik membantu peningkatan
intensitas inhalasi sampai 2 sekon.
• Pada pernapasan kuat, pusat apneustik dapat
merespon input sensori dari nervus vagus
sehingga meningkatkan laju respirasi

21. MEKANISME RESPIRASI
NORMAL/ISTIRAHAT
PROSES INSPIRASI
 rangsangan otomatis datang dari pusat
pernafasan dorsal medula oblongata. Sinyal
dibawa n. splanknikus ke diafragma  diafragma
berkontraksi perluasan volume thorak & paru ,
penurunan tekanan intra thorak  udara
atmosfer mengalir masuk ke paru

22. PROSES EKSPIRASI
rangsang dari pusat pernafasan dorsal di
medula oblongata dihentikan oleh pusat
pneumotaksik di medula oblongata  sinyal
terhenti , diafragma relaksasi, rongga
thorak menyempit tekanan naik  udara
keluar

23. MEKANISME PERANGSANGAN PUSAT NAFAS
1. Kontrol kimiawi oleh ion hidrogen
2.Kontrol oleh tekanan oksigen yg
rendah
3.Kontrol oleh impuls sensorik
perifer
4.Kontrol oleh korteks serebri

24. I. KONTROL KIMIAWI OLEH ION HIDROGEN
• Melalui area sensitif di batang otak yg
terletak bilateral 1/5 mm dr kelp neuron
ventral (area khemosensitif)
• Jk area ini terangsang oleh ion
hidrogentjd potensial aksi yg mengimbas
ke daerah neuron klp ventral yg berfungsi
merangsang inspirasi & ekspirasi

25. a. Peran CO2 dlm mengontrol pusat nafas:
- CO2 dlm eritrosit berikatan dgn air
menghasilkan ion karbonat & ion hidrogen
shg peningkatan CO2 akan
meningkatkan ion hidrogen
- Ion Hidrogen mudah melewati barrier
darah otakmasuk ke lCS merangsang
area kemoreseptor  rangsangan
diteruskan ke pusat nafas tjd
perubahan inspirasi & ekspirasi

26. b. Efek konsentrasi CO2 & ion hidrogen
terhadap ventilasi alveoli
• CO2 tinggi
- Kadar ion H meningkat merangsang
- pH darah meningkat pusat nafas
ventilasi alveoli
meningkat
kadar O2 kontans

27. • Oksigen tdk berpengaruh langsung
terhadap pusat nafas
- Ventilasi meningkat jk tek partial O2 <60
mmHg shg merangsang reseptor perifer di
bulbus aorta & bulbus karotis  impuls
diteruskan ke saraf sensorik yg berjalan
bersama N IX & X  medula oblongata
merangsang pusat nafas  pola nafas
berubah
2. KONTROL OLEH TEKANAN OKSIGEN

28. 3. KONTROL OLEH RESEPTOR SENSORIK
PERIFER
• Di paru tdpt bbrp reseptor sensorik:
a.Reseptor J
- Tdpt di juxta dinding alveoli
- terangsang dgn bhn kimia dlm darah, saat
kapiler pulmonum penuh dgn darah atau pd
edem pulmonum pd gagal jtg
- Rangsangan pd reseptor dpt menimbulkan
percepatan nafas & dypsnoe

29. b. Reseptor regang di ddg bronchus &
bronchiolus
- Terangsang oleh inflasi yg maksimal dr
alveoli
- Untuk menghambat inspirasi maksimal yg
dapat membahayakan robekan paru
- Impuls dibawa oleh saraf sensorik
bersama N X ke batang otak &
merangsang kelp neuron dorsal MO  tjd
umpan balik ramp signal dihambat,
inspirasi dihentikan (Hering-Breuer
Reflek)

30. • Refleks Hering-Breuer tjd Apabila
tidal volume besar (> 1,5 liter),
 dipicu untuk mencegah pengembangan
paru berlebihan

31. c. Reseptor bersifat iritan di saluran
nafas
- Epitel trachea, bronchus & bronchiolus
mempunyai reseptor sensorikyg dapat
mengubah pola nafas berupa bersin &
batuk

32. Refleks Bersin
• Bersin dipicu oleh iritasi pada dinding nasal cavity
akibat partikel yang dianggap toksik, iritan kimia,
atau stimulasi mekanik.
• Glotis tertutup ketika paru-paru penuh oleh
udara.
• Otot perut dan otot internal interkostal
berkontraksi mendadak, menciptakan tekanan
yang mendorong udara keluar dari saluran
pernapasan ketika glotis terbuka.
• Udara yang keluar dari laring berkecepatan 160
km/jam membawa mukus, partikel asing, dan gas
iritan keluar dari saluran pernapasan melalui
hidung.

33. Refleks Batuk
• Refleks ini merupakan usaha untuk mempertahankan
udara yang masuk ke paru-paru tetap dalam keadaan
bersih dari benda-benda asing.
• Saat udara masuk, udara mengisi paru-paru dan
epiglotis menutup untuk menjebak udara dalam paru-
paru.
• Adanya zat asing di saluran pernapasan menyebabkan
kontraksi otot perut, diafragma, dan otot ekspirasi
lain  tekanan udara di dalam paru-paru
meningkatpita suara dan epiglotis tiba-tiba terbuka
lebar sehingga udara di dalam paru-paru seperti
“meledak” membawa benda asing yang berada di
sepanjang saluran pernapasan terbawa keluar melalui
mulut.

34. 4. KONTROL PUSAT NAFAS OLEH KORTEKS
SEREBRI
• Tjd jk ada rangsangan:
- sensorik (emosi takut)
- motorik ( exsercise)

35. A.Pengaktifan pusat nafas melalui korteks
sensorik
Rangsangan Emosi
Merangsang Korteks sensorik
Impuls diteruskan ke sist.limbik & MO
merangsang kelp neuron dorsal & ventral
(pusat nafas)

36. B. Pengaturan Pernafasan Selama Latihan
• Latihan berat, pemakaian O2 s/d 20X
• Pd atlet sehat:
- Peningkatan ventilasi alveoli hampir
sama dgn peningkatan tingkat
metabolisme
 PO2, PCO2, pH arteri tetap hampir
mendekati normal

37. Perubahan pola nafas saat excercise
Disebabkan oleh:
1.Kiriman impuls yg berasal dari korteks ke
MO  permulaan eksercise
Saat latihan dimulai, ventilasi alveoli segera
meningkat tanpa didahului oleh peningkatan
PCO2 arteri otak melakukan antisipasi dgn
peningkatan ventilasi ekstra dgn cara
disamping mengirimkan impuls ke otot untuk
berkontraksi jg mengirimkan impuls
kolateral ke batang otak untuk merangsang
pusat pernafasan
tek.arteri meningkat, ventilasi meningkat

38. Pengaktifan pusat nafas saat exercise
Exercise  kortek motorik serebri aktif
Tract.piramidalis medula oblongata
Tract ekstrapiramidalis
mengaktifkan neuron MO
Medula spinalis (dorsal & ventral)
Mengaktifkan otot rangka Perubahan pola nafas

39. 2. Penurunan kadar O2 & penumpukan CO2
 saat exercise metab meningkat 
pemakaian O2 banyak  O2 CO2
• Kontraksi otot butuhkan ATP
pembentukkan ATP O2 darah , CO2
darah .
- Penurunan O2 darah merangsang
kemoreseptor di bulbus aorta & bulbus
karotis n. vagus pusat pernafasan dorsal
MO & pusat pernafasan ventral MO 
peningkatan sinyal ke diafragma & otot-otot
inspirasi & ekspirasi  pernafasan cepat dan

40. - Peningkatan CO2 darah berdifusi melalui
sawar darah otak ke cairan serebrospinal
& terjadi reaksi CO2 + H2O H2CO3
- H+
+ HCO3
-
(kadar ion H+
akan merangsang
kemosensitif MO) rangsangan ke pusat
pernafasan ventral & dorsal peningkatan
frekuensi & kekuatan inspirasi dan
ekspirasi

41. 3. Refleks perangsangan proprioseptif.
Selama latihan, gerakan tubuh t.u lengan &
tungkai dianggap merangsang proprioseptif
sendi & otot menjalarkan impuls ke pusat
nafas ventilasi meningkat.
Jk saraf sensorik dari tungkai di
hambatventilasi tdk meningkat meski ada
gerakan dari lengan & tungkai

42. Pengaruh Temperatur Terhadap Sistem
Respirasi
• Perubahan temperature mempengaruhi tingkat saturasi
(pengikatan O2 oleh Hb) hemoglobin.
• Jika temperature naik maka saturasi Hb turun sehingga
oksigen banyak dilepas.
• Jika temperature turun, Hb akan mengikat oksigen lebih
kuat sehingga oksigen akan sulit dilepas ke jaringan.
• Temperatur ini mempengaruhi sistem pernapasan secara
signifikan pada jaringan aktif yang panasnya terus
ditingkatkan. Contoh, otot skelet aktif meningkatkan
panas, dan panas ini menghangatkan darah yang mengalir
melalui organ.
• Karena darah menjadi hangat, molekul Hb melepaskan
lebih banyak oksigen.