Terjadinya Sesak Nafas

Pendahuluan

             Sesak napas merupakan keluhan subyektif (keluhan yang dirasakan oleh pasien) yang berupa rasa tidak nyaman, nyeri atau sensasi berat selama proses pernapasan. Pada sesak napas, frekuensi pernapasan meningkat di atas 24 kali per menit. Sesak napas juga merupakan gejala dari suatu penyakit serius yang tidak boleh diremehkan karena dapat menyebabkan kematian. Pada kasus sesak napas sendiri ada napas yang tidak disertai dengan bunyi dan ada pula napas yang disertai bunyi yang biasa kita kenal dengan nama asma. Sesak napas juga dapat terjadi pada seseorang yang berada di ketinggian, misalnya seperti di Gunung. Pernapasan itu sendiri memiliki makna yang  luas, yaitu mengacu kepada proses metabolisme intrasel yang berlangsung di dalam mitokondria, yang menggunakan O₂ dan menghasilkan CO₂ selama penyerapan energi dari molekul nutrien. Pernapasan nantinya akan melibatkan dua bagian penting, yaitu bagian atas sebagai saluran udara dimana belum terjadi pertukaran gas, dan bagian bawah sebagai tempat pertukaran gas.

                     Pernapasan sendiri adalah suatu proses yang terjadi secara otomatis walau dalam keadaan tertidur sekalipun karena sistem pernapasan dipengaruhi oleh susunan saraf otonom. Oleh karena itu harus dicari penyebab awalnya dan harus segera diatasi. Untuk  mengetahui lebih dalam tentang bagaimana cara terjadinya sesak napas, makalah ini akan membahasnya lebih lanjut.

Sesak Napas.¹

Definisi : Perasaan yang dirasakan oleh seseorang mengenai ketidaknyamanan atau kesulitan dalam bernapas.
Sesak napas dapat disebabkan oleh gangguan dalam sistem pernapasan (hidung, tenggorokan, paru-paru) atau gangguan yang berasal dari luar paru-paru (jantung).

Tanda-tanda dari sesak napas dapat berupa :

• Peningkatan jumlah frekuensi napas (dewasa >20X/menit; anak >30X/menit; bayi >40X/menit)
• Kebiruan pada sekitar bibir, ujung-ujung jari
• Adanya suara napas tambahan seperti ngorok, serak.

Penyebab kegawatdaruratan karena sesak napas dapat berupa :

• Asma: batuk
• Infeksi paru (pneumonia): batuk, panas, sesak napas
• Alergi (pembengkakan pada tenggorok yang menyebabkan terjadinya sumbatan): riwayat makan makanan yang menyebabkan alergi (seafood, kacang, telur, dll)
• Sakit jantung (disertai nyeri dada)
• Trauma dada (kecelakaan yang mengenai dada): riwayat benturan keras di daerah dada, sesak napas, nyeri dada, ada kerusakan pada dada (patah tulang), pendarahan.

Sesak napas itu sendiri juga dapat terjadi saat kita berada di ketinggian, nama penyakit ketinggian itu sendiri adalah High Altitude Pulmonary Edema atau HAPE, penyakit ini merupakan  penyebab kematian paling umum yang terjadi di ketinggian dan bisa dicegah jika terdeteksi lebih dini.
Pada dasarnya HAPE  ini disebabkan karena bocornya saluran darah di paru - paru lalu paru - paru akan terisi cairan sehingga orang tersebut akan mengalami kesulitan dalam bernafas. Tanda paling awal dari HAPE sendiri adalah menurunnya exercixe tolerance dan meningkatnya waktu recovery. Biasanya akan timbul batuk kering, kuku dan bibir berubah warna menjadi  biru / abu - abu.

Struktur Saluran Pernapasan Secara Makro

Lubang hidung (cavum nasalis)

Hidung dibentuk oleh tulang sejati dan tulang rawan. Bagian dalam hidung merupakan suatu lubang yang dipisahkan menjadi lubang kiri dan kanan oleh sekat (septum). Rongga hidung mengandung rambut (fimbriae) yang berfungsi sebagai penyaring kasar terhadap benda asing yang masuk. Terdapat sel goblet pada permukaan hidung yang mengeluarkan lendir agar dapat menangkap benda asing yang masuk ke dalam saluran pernapasan. Terdapat reseptor bau yang terletak di dalam lubang hidung tepatnya pada cribriform plate, di dalamnya terdapat ujung dari saraf kranial I (nervus olfaktorius). Hidung berfungsi sebagai jalan napas, pengatur udara, pengatur kelembapan udara, pengatur suhu, pelindung dan penyaring udara, indra pencium, dan resonator udara. Fungsi hidung sebagai pelindung dan penyaring ini dilakukan oleh vibrissa, lapisan lendir, dan enzim lisozim.²

Sinus paranasalis

Sinus paranasalis merupakan daerah yang terbuka pada tulang kepala. Dinamakan sesuai dengan tulang tempat dia berada yaitu sinus frontalis, sinus ethmoidalis, sinus sphenoidalis, dan sinus maxilarris. Sinus berfungsi untuk membantu menghangatkan dan mengatur kelembapan udara, meringankan berat tulang tengkorak, dan mengatur bunyi suara manusia dengan ruang resonansi.²

Faring

Merupakan pipa berotot berbentuk cerobong yang letaknya bermula dari dasar tengkorak sampai persambungannya dengan esofagus pada ketinggian tulang rawan (kartilago) krikoid. Berperan saat menelan seperti pada saat bernapas. Sesuai letaknya, faring dibagi menjadi tiga daerah yaitu di belakang hidung (nasofaring), belakang mulut (orofaring), dan belakang laring (laringofaring). Nasofaring terdapat pada superior di area yang terdapat epitel bersilia dan tonsil (adenoid), serta merupakan muara tuba eustachius.

 Adenoid atau faringeal tonsil berada di langit-langit nasofaring. Tenggorokan dikelilingi oleh tonsil, adenoid, dan jaringan limfoid lainnya. Orofaring berfungsi untuk menampung udara dari nasofaring dan makanan dari mulut. Terdapat tonsila palatina (posterior) dan tonsila lingualis (dasar lidah). Laringofaring adalah bagian terbawah dari faring yang berhubungan dengan esofagus dan pita suara yang berada dalam trakea. Berfungsi saat proses menelan dan respirasi. Terletak di bagian depan pada laring, sedangkan trakea terdapat di belakang.²

Laring

Dibentuk oleh struktur epitelium-lined yang berhubungan dengan faring dan trakea. Laring terletak di anterior tulang belakang (vertebrae) ke-4 dan ke-6. Bagian atas dari esofagus berada di posterior laring. Fungsi utama adalah untuk pembentukan suara, sebagai proteksi jalan napas bawah dari benda asing dan untuk memfasilitasi proses terjadinya batuk. Laring terdiri atas: epiglotis yaitu katup kartilago yang menutup dan membuka selama menelan, glotis yaitu lubang antara pita suara dan laring, kartilago-tiroid yaitu kartilago yang terbesar pada trakea, terdapat bagian yang membentuk jakun, kartilago krikoid yaitu cincin kartilago yang utuh di laring (terletak di bawah kartilago tiroid), kartilago aritenoid yaitu digunakan pada pergerakan pita suara bersama dengan kartilago tiroid, dan pita suara yaitu sebuah ligamen yang dikontrol oleh pergerakan otot yang menghasilkan suara dan menempel pada lumen laring

Alveoli

Parenkim paru-paru merupakan area yang aktif bekerja dari jaringan paru-paru. Parenkim tersebut mengandung berjuta-juta unit alveolus. Alveoli adalah kantong udara yang berukuran sangat kecil, dan merupakan akhir dari bronkhiolus respiratorius sehingga memungkinkan pertukaran O₂ dan CO₂ di antara kapiler pulmoner dan alveoli. diperkirakan terdapat 24 juta alveoli pada bayi yang baru lahir. Seiring dengan pertambahan usia, jumlah alveoli pun bertambah dan akan mencapai jumlah yang sama dengan orang dewasa pada usia 8 tahun, yakni 300 juta alveoli. Setiap unit alveoli menyuplai 9-11 prepulmonari dan pulmonari kapiler.^{2, 3}

Paru-paru

-          Paru-paru memiliki area permukaan alveolar kurang lebih seluas 40 m² untuk pertukaran udara.

-          Tiap paru memiliki apeks yang mencapai ujung sternal kosta ke-1 permukaan kostovertebral yang melapisi dinding dada basis yang terletak di atas diafragma dan permukaan mediastinal yang menempel dan membentuk struktur mediastinal disebelahnya.

-          Struktur: paru kanan terbagi menjadi lobus atas tengah dan bawah oleh fisura oblikus dan horizontal. Paru kiri hanya memilki fisura oblikus sehingga tidak ada lobus tengah. Segmen lingular merupakan sisi kiri yang ekuivalen dengan lobus tengah kanan. Namun, secara anatomis lingula merupakan bagian dari lobus atas kiri. Struktur yang masuk dan keluar dari paru-paru melewati hilus paru yang seperti telah disebut sebelumnya diselubungi oleh kantong pleura yang longgar.

-          Pasokan darah: bronki dan jaringan parenkim paru-paru mendapat pasokan darah dari a. bronkialis cabang-cabang dari aorta torakalis desendens. V. bronkialis, yang juga berhubungan dengan v. pulmonalis mengalirkan darah ke v. azigos dan v. hemiazigos. Alveoli mendapat darah deoksigenasi dari cabang-cabang terminal a. pulmonalis dan darah yang teroksigenasi mengalir kembali melalui cabang–cabang v. pulmonalis. Dua v. pulmonalis mengalirkan darah kembali dari tiap paru ke atrium kiri jantung.

-          Drainase limfatik paru-paru: limfe mengalir kembali dari perifer menuju kelompok kelenjar getah bening trakeobronkial hilar dan dari sini menuju trunkus limfatikus mediastinal.

-          Persarafan paru-paru: pleksus pulmonalis terletak di pangkal tiap paru. Pleksus ini terdiri dari serabut simpatis (dari trunkus simpatikus) dan serabut parasimpatis (dari n. vagus). Serabut eferen dari pleksus mempersarafi otot-otot bronkus dan serabut aferen diterima dari membran mukosa bronkioli dan alveoli.²

Pleura

-          Pleura terdiri dari dua lapisan yaitu lapisan viseralis yang melekat pada paru dan lapisan parietalis yang membatasi aspek terdalam dinding dada, diafragma, serta sisi perikardium dan mediastinum.

-          Pada hilus paru kedua lapisan pleura ini berhubungan. Hubungan ini bergantung longgar di atas hilus dan disebut ligamentum pulmonale. Adanya ligamentum ini memungkinkan peregangan vv. pulmonalis dan pergerakan struktur hilus selama respirasi.

-          Kedua rongga pleura tidak berhubungan.

-          Rongga pleura mengandung sedikit cairan pleura yang berfungsi sebagai pelumas untuk mengurangi friksi antara kedua pleura.

-          Selama inspirasi masksimal paru-paru hampir mengisi seluruh rongga pleura. Pada inspirasi tenang paru-paru tidak mengembang sepenuhnya, melainkan menyisakan ruang sisa kostodiafragmatikus dan kostomediastinal dari rongga pleura.

-          Pleura parietalis sensitif terhadap nyeri dan raba (melalui n. interkostalis dan n. frenikus). Pleura viseralis hanya sensitif terhadap regangan (melalui serabut aferen otonom dari plexus pulmonalis).

-          Udara bisa masuk ke rongga pleura bila terjadi fraktur kosta atau robekan paru (pneumotoraks). Kejadian ini akan menghilangkan tekanan negatif pleura normal, sehingga menyebabkan kolaps pleura.

-          Peradangan pleura (pleuritis) terjadi akibat infeksi pada bagian paru yang melekat ke pleura (pneumonia). Bila terjadi proses peradangan menyebabkan pleura menjadi lengket. Dalam keadaan ini bisa terdengar pleural rub pada regio yang terkena saat inspirasi dan ekspirasi. Pus dalam rongga pleura (sekunder akibat proses infektif) disebut empiema.³

Trakea

-          Perjalanan: trakea berawal setinggi kartilago krikoid di leher (C6) dan berakhir setinggi angulus Lodivici (T4/5) di mana terjadi bifurkasio menjadi bronki utama dekstra dan sinistra.

-          Struktur: trakea adalah struktur fibroelastik yang kaku. Kartilago hialin berbentuk setengah cincin yang saling menyambung mempertahankan bentuk lumen trakea. Bagian dalam trakea dibatasi oleh epitel kolumnar bersilia.

-          Batas-batas: di belakang trakea berjalan esofagus. Cincin trakea ke-2, ke-3, dan ke-4 dilewati oleh istimus tiroid di sebelah anterior.

-          Pasokan darah: trakea menerima pasokan darah dari cabang-cabang aa. tiroidea inferior dan bronkial.³

Bronki dan segmen bronkopulmonalis

-          Bronkus utama kanan lebih pendek, lebih lebar, dan lebih vertikal letaknya daripada yang kiri. Oleh karena itu benda asing yang terhirup lebih cenderung masuk ke bronki kanan dan terus ke lobus kanan tengah dan lobus bawah bronki.

-          Bronkus utama kiri memasuki hilus dan terbagi menjadi bronkus lobus superior dan inferior. Bronkus utama kanan bercabang menjadi bronkus ke lobus atas sebelum memasuki hilus dan begitu masuk hilus terbagi menjadi bronki lobus medial dan inferior.

-          Tiap bronkus lobus bercabang menjadi bronki segmen bronkopulmonalis.

-          Tiap segmen bronkopulmonalis berbentuk piramid dengan apeks ke arah hilus. Segmen merupakan unit struktural lobus yang memiliki bronkus segmental, arteri, dan sistem limfatikus sendiri. Jika suatu segmen bronkopulmonalis terkena penyakit bisa dilakukan reseksi segmen dengan mempertahankan bagian lobus yang lain. Darah dari tiap segmen mengalir ke vv. intersegmental.^{4, 5}

Dada dan diafragma

-          Tulang dada (sternum) berfungsi melindungi paru-paru, jantung, dan pembuluh darah besar. Bagian luar rongga dada terdiri atas 12 pasang tulang iga (costae). Bagian atas dada pada daerah leher terdapat dua otot tambahan inspirasi yaitu otot scalenus dan otot sternocleidomastoideus. Otot scalenus menaikkan tulang iga ke-1 dan ke-2 selama inspirasi untuk memperluas rongga dada dan menstabilkan dinding dada, sedangkan otot sternocleidomastoideus mengangkat sternum. Otot parasternal, trapezius, dan pectoralis juga merupakan otot tambahan inspirasi dan berguna untuk meningkatkan kerja napas. Di antara tulang iga terdapat otot interkostal. Otot interkostal eksternus menggerakkan tulang iga ke atas dan ke depan sehingga akan meningkatkan diameter anteroposterior dinding dada.

-          Diafragma terletak di bawah rongga dada. Diafragma berbentuk seperti kubah pada keadaan relaksasi. Pengurutan saraf diafragma oleh nervus phrenicus terdapat pada susunan saraf spinal pada tingkat C3, sehingga jika terjadi kecelakaan pada saraf C3 akan menyebabkan gangguan ventilasi.^3,

Struktur Saluran Pernapasan Secara Mikro

Sistem pernapasan merupakan sistem yang berfungsi untuk mengabsorbsi oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida dalam tubuh yang bertujuan untuk mempertahankan homeostasis. Fungsi ini disebut sebagai respirasi. Sistem pernapasan dimulai dari rongga hidung/mulut hingga ke alveolus, di mana pada alveolus terjadi pertukaran oksigen dan karbon dioksida dengan pembuluh darah. Sistem pernapasan biasanya dibagi menjadi 2 daerah utama:

1. Bagian konduksi, meliputi rongga hidung, nasofaring, laring, trakea, bronkus, bronkiolus dan bronkiolus terminalis.
2. Bagian respirasi, meliputi bronkiolus respiratorius, duktus alveolaris dan alveolus.⁶

Saluran pernapasan, secara umum dibagi menjadi pars konduksi dan pars respirasi. Sebagian besar bagian konduksi dilapisi epitel respirasi, yaitu epitel bertingkat silindris bersilia dengan sel goblet. Dengan menggunakan mikroskop elektron dapat dilihat ada 5 macam sel epitel respirasi yaitu sel silindris bersilia, sel goblet mukosa, sel sikat (brush cells), sel basal, dan sel granul kecil.⁵

Rongga hidung

Rongga hidung terdiri atas vestibulum dan fosa nasalis. Pada vestibulum di sekitar nares terdapat kelenjar sebasea dan vibrisa (bulu hidung). Epitel di dalam vestibulum merupakan epitel respirasi sebelum memasuki fosa nasalis. Pada fosa nasalis (cavum nasi) yang dibagi dua oleh septum nasi pada garis medial, terdapat konka (superior, media, inferior) pada masing-masing dinding lateralnya. Konka media dan inferior ditutupi oleh epitel respirasi, sedangkan konka superior ditutupi oleh epitel olfaktorius yang khusus untuk fungsi menghidu/membaui. Epitel olfaktorius tersebut terdiri atas sel penyokong/sel sustentakuler, sel olfaktorius (neuron bipolar dengan dendrit yang melebar di permukaan epitel olfaktorius

dan bersilia, berfungsi sebagai reseptor dan memiliki akson yang bersinaps dengan neuron olfaktorius otak),  sel basal (berbentuk piramid) dan kelenjar Bowman pada lamina propria. Kelenjar Bowman menghasilkan sekret yang membersihkan silia sel olfaktorius sehingga memudahkan akses neuron untuk membaui zat-zat. Adanya vibrisa, konka dan vaskularisasi yang khas pada rongga hidung membuat setiap udara yang masuk mengalami pembersihan, pelembapan dan penghangatan sebelum masuk lebih jauh.⁷

Sinus paranasalis

Terdiri atas sinus frontalis, sinus maksilaris, sinus ethmoidales dan sinus sphenoid, semuanya berhubungan langsung dengan rongga hidung. Sinus-sinus tersebut dilapisi oleh epitel respirasi yang lebih tipis dan mengandung sel goblet yang lebih sedikit serta lamina propria yang mengandung sedikit kelenjar kecil penghasil mukus yang menyatu dengan periosteum. Aktivitas silia mendorong mukus ke rongga hidung.^{6, 7}

Faring

Nasofaring dilapisi oleh epitel respirasi pada bagian yang berkontak dengan palatum mole, sedangkan orofaring dilapisi epitel tipe skuamosa/gepeng.⁶

Laring

Laring merupakan bagian yang menghubungkan faring dengan trakea. Pada lamina propria laring terdapat tulang rawan hialin dan elastin yang berfungsi sebagai katup yang mencegah masuknya makanan dan sebagai alat penghasil suara pada fungsi fonasi. Epiglotis merupakan juluran dari tepian laring, meluas ke faring dan memiliki permukaan lingual dan laringeal. Bagian lingual dan apikal epiglotis ditutupi oleh epitel gepeng berlapis, sedangkan permukaan laringeal ditutupi oleh epitel respirasi bertingkat bersilindris bersilia. Di bawah epitel terdapat kelenjar campuran mukosa dan serosa. Di bawah epiglotis, mukosanya membentuk dua lipatan yang meluas ke dalam lumen laring: pasangan lipatan atas membentuk pita suara palsu (plika vestibularis) yang terdiri dari epitel respirasi dan kelenjar serosa, serta di lipatan bawah membentuk pita suara sejati yang terdiri dari epitel berlapis gepeng, ligamentum vokalis (serat elastin) dan muskulus vokalis (otot rangka). Otot muskulus vokalis akan membantu terbentuknya suara dengan frekuensi yang berbeda-beda.^{6, 7}

Trakea

Permukaan trakea dilapisi oleh epitel respirasi. Terdapat kelenjar serosa pada lamina propria dan tulang rawan hialin berbentuk C (tapal kuda), yang mana ujung bebasnya berada di bagian posterior trakea. Cairan mukosa yang dihasilkan oleh sel goblet dan sel kelenjar membentuk lapisan yang memungkinkan pergerakan silia untuk mendorong partikel asing. Sedangkan tulang rawan hialin berfungsi untuk menjaga lumen trakea tetap terbuka. Pada ujung terbuka (ujung bebas) tulang rawan hialin yang berbentuk tapal kuda tersebut terdapat ligamentum fibroelastis dan berkas otot polos yang memungkinkan pengaturan lumen dan mencegah distensi berlebihan.⁸

Bronkus

Mukosa bronkus secara struktural mirip dengan mukosa trakea, dengan lamina propria yang mengandung kelenjar serosa , serat elastin, limfosit dan sel otot polos. Tulang rawan pada bronkus lebih tidak teratur dibandingkan pada trakea; pada bagian bronkus yang lebih besar, cincin tulang rawan mengelilingi seluruh lumen, dan sejalan dengan mengecilnya garis tengah bronkus, cincin tulang rawan digantikan oleh pulau-pulau tulang rawan hialin.⁸

Bronkiolus

Bronkiolus tidak memiliki tulang rawan dan kelenjar pada mukosanya. Lamina propria mengandung otot polos dan serat elastin. Pada segmen awal hanya terdapat sebaran sel goblet dalam epitel. Pada bronkiolus yang lebih besar, epitelnya adalah epitel bertingkat silindris bersilia, yang makin memendek dan makin sederhana sampai menjadi epitel selapis silindris bersilia atau selapis kuboid pada bronkiolus terminalis yang lebih kecil. Terdapat sel Clara pada epitel bronkiolus terminalis, yaitu sel tidak bersilia yang  memiliki granul sekretori dan mensekresikan protein yang bersifat protektif. Terdapat juga badan neuroepitel yang kemungkinan berfungsi sebagai kemoreseptor.⁹

Bronkiolus respiratorius

Mukosa bronkiolus respiratorius secara struktural identik dengan mukosa bronkiolus terminalis, kecuali dindingnya yang diselingi dengan banyak alveolus. Bagian bronkiolus respiratorius dilapisi oleh epitel kuboid bersilia dan sel Clara, tetapi pada tepi muara alveolus, epitel bronkiolus menyatu dengan sel alveolus tipe 1. Semakin ke distal alveolusnya semakin bertambah banyak dan silia semakin jarang/tidak dijumpai. Terdapat otot polos dan jaringan ikat elastis di bawah epitel bronkiolus respiratorius.⁹

Duktus alveolaris

Semakin ke distal dari bronkiolus respiratorius maka semakin banyak terdapat muara alveolus, hingga seluruhnya berupa muara alveolus yang disebut sebagai duktus alveolaris. Terdapat anyaman sel otot polos pada lamina proprianya, yang semakin sedikit pada segmen distal duktus alveolaris dan digantikan oleh serat elastin dan kolagen. Duktus alveolaris bermuara ke atrium yang berhubungan dengan sakus alveolaris. Adanya serat elastin dan retikulin yang mengelilingi muara atrium, sakus alveolaris dan alveoli memungkinkan alveolus mengembang sewaktu inspirasi, berkontraksi secara pasif pada waktu ekspirasi secara normal, mencegah terjadinya pengembangan secara berlebihan dan pengrusakan pada kapiler-kapiler halus dan septa alveolar yang tipis.⁸

Alveolus.⁹

Alveolus merupakan struktur berongga tempat pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida antara udara dan darah. Septum interalveolar memisahkan dua alveolus yang berdekatan, septum tersebut terdiri atas 2 lapis epitel gepeng tipis dengan kapiler, fibroblas, serat elastin, retikulin, matriks dan sel jaringan ikat. 

Terdapat sel alveolus tipe 1 yang melapisi 97% permukaan alveolus, fungsinya untuk membentuk sawar dengan ketebalan yang dapat dilalui gas dengan mudah. Sitoplasmanya mengandung banyak vesikel pinositotik yang berperan dalam penggantian surfaktan (yang dihasilkan oleh sel alveolus tipe 2) dan pembuangan partikel kontaminan kecil. Antara sel alveolus tipe 1 dihubungkan oleh desmosom dan taut kedap yang mencegah perembesan cairan dari jaringan ke ruang udara.

Sel alveolus tipe 2 tersebar di antara sel alveolus tipe 1, keduanya saling melekat melalui taut kedap dan desmosom. Sel tipe 2 tersebut berada di atas membran basal, berbentuk kuboid dan dapat bermitosis untuk mengganti dirinya sendiri dan sel tipe 1. Sel tipe 2 ini memiliki ciri mengandung badan lamela yang berfungsi menghasilkan surfaktan paru yang menurunkan tegangan alveolus paru.

Septum interalveolar mengandung pori-pori yang menghubungkan alveoli yang bersebelahan, fungsinya untuk menyeimbangkan tekanan udara dalam alveoli dan memudahkan sirkulasi kolateral udara bila sebuah bronkiolus tersumbat.

Pleura

Pleura merupakan lapisan yang memisahkan antara paru dan dinding toraks. Pleura terdiri atas dua lapisan: pars parietal dan pars viseral. Kedua lapisan terdiri dari sel-sel mesotel yang berada di atas serat kolagen dan elastin.^{8, 9}

Mekanisme Respirasi

Tekanan negatif intrapleura membuat paru-paru selalu dalam keadaan setengah inflasi. Selama inspirasi normal kontraksi m. interkostalis eksternal atas memperbesar diameter A-P dari toraks atas, kontraksi m. interkostalis eksternal bawah dan kontraksi diafragma memperpanjang toraks internal ke arah vertikal. Perubahan-perubahan ini meningkatkan volume paru dan oleh karena itu menyebabkan reduksi tekanan intrapulmonal sehingga udara terisap ke dalam paru-paru. Pada inspirasi dalam m. sternokleidomastoideus, mm. skalenus anterior dan medius, m. serratus anterior serta mm. pektoralis mayor dan minor semua membantu memaksimalkan kapasitas toraks. Semua otot ini bersama-sama disebut sebagai otot-otot bantu pernapasan. Ekspirasi sebagian besar terjadi akibat relaksasi pasif otot-otot inspirasi dan daya rekoil elastis dari paru-paru. Pada ekspirasi paksa otot-otot abdomen membantu mengangkat diafragma.¹⁰

Alat pernafasan dari manusia sendiri terdiri atas bagian-bagian sebagai berikut:

-          Rongga hidung (cavum nasalis): di dalam rongga hidung terdapat rambut dan selaput lendir yang berguna untuk menyaring udara yang masuk, lendir berguna untuk melembabkan udara, dan konka untuk menghangatkan udara pernapasan.

-          Faring: dibawahnya terdapat pangkal tenggorok yang disebut laring yang di dalamnya terdapat selaput suara.  Di atas laring terdapat katup (epiglotis) yang akan menutup saat menelan. Katup berfungsi mencegah makanan dan minuman masuk ke saluran pernapasan.

-          Trakea (batang tenggorok): lapisan tengah tersusun atas cincin tulang rawan dan berotot polos. Lapisan luar tersusun atas jaringan ikat. Cincin tulang rawan berfungsi untuk mempertahankan bentuk pipa dari batang tenggorokan, sedangkan selaput lendir yang sel-selnya berambut getar berfungsi menolak debu dan benda asing yang masuk bersama udara pernapasan. Akibat tolakan secara paksa tersebut kita akan batuk atau bersin.

-          Bronkus (cabang dari batang tenggorok)

-          Bronkiolus (cabang dari bronkus): bercabang lagi sampai halus, dengan dinding semakin tipis dan pada brokiolus ini cincin tulang rawan tidak terdapat lagi.

-          Alveolus: dinding tipis, elastis, terdiri dari satu lapis, mempunyai banyak pembuluh  kapiler dan merupakan tempat terjadinya pertukaran O₂ dan CO₂ .

-          Paru-paru (pulmo).¹¹

Pernapasan manusia dibedakan atas pernapasan dada dan pernapasan perut. Pernapasan dada terjadi melalui fase inspirasi dan ekspirasi, demikian juga untuk pernapasan perut.¹¹

Mekanisme pernapasan dada.¹¹
1. Fase Inspirasi pernapasan dada
Mekanisme inspirasi pernapasan dada sebagai berikut:
Otot antar tulang rusuk (muskulus intercostalis eksternal) berkontraksi --> tulang rusuk terangkat (posisi datar) --> Paru-paru mengembang --> tekanan udara dalam paru-paru menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan udara luar --> udara luar masuk ke paru-paru
2. Fase ekspirasi pernapasan dada
Mekanisme ekspirasi pernapasan perut adalah sebagai berikut:
Otot antar tulang rusuk relaksasi --> tulang rusuk menurun --> paru-paru menyusut --> tekanan udara dalam paru-paru lebih besar dibandingkan dengan tekanan udara luar --> udara keluar dari paru-paru.

Mekanisme pernapasan perut.¹²
1. Fase inspirasi pernapasan perut
Mekanisme inspirasi pernapasan perut sebagai berikut:
sekat rongga dada (diafraghma) berkontraksi --> posisi dari melengkung menjadi mendatar --> paru-paru mengembang --> tekanan udara dalam paru-paru lebih kecil dibandingkan tekanan udara luar --> udara masuk.
2. Fase ekspirasi pernapasan perut
Mekanisme ekspirasi pernapasan perut sebagai berikut:
otot diafraghma relaksasi --> posisi dari mendatar kembali melengkung --> paru-paru mengempis --> tekanan udara di paru-paru lebih besar dibandingkan tekanan udara luar -->udara keluar dari paru-paru.

MEKANISME TRANSPORT O2 &CO2

Transportasi gas pernafasan.¹³
a. Ventilasi
Selama inspirasi, udara mengalir dari atmosfir ke alveoli. Selama ekspirasi sebaliknya udara yang masuk ke dalam alveoli mempunyai suhu dan kelembaban atmosfir. Udara yang dihembuskan jenuh dengan uap air dan mempunyai suhu sama dengan tubuh
b.  Difusi
Yaitu proses dimana terjadi pertukaran O₂ dan CO₂ pada pertemuan udara – darah. Tempat difusi yang ideal yaitu di membran alveolar-kapilar karena permukaannya luas dan tipis. Pertukaran gas antara alveoli dan darah terjadi secara difusi. Tekanan  O₂ parsial O₂ (PaO₂) dalam alveolus lebih tinggi daripada dalam darah  dari alveolus ke dalam darah. Sebaliknya (PaCO₂) darah > (PaCO₂) alveolus.
Perpindahan gas sendiri tergantung pada luas permukaan dan ketebalan dinding alveolus.

Transportasi  gas  dalam  darah.¹⁴

O₂ perlu ditransport dari paru-paru ke jaringan dan CO₂ harus ditransport kembali dari

jaringan ke paru-paru.

     Beberapa faktor yang mempengaruhi dari paru ke jaringan :

\     Cardiac out put

\     Jumlah eritrosit

\     Exercise

\     Hematokrit darah, akan meningkatkan vikositas darah

A.  PERTUKARAN O₂ DAN CO₂ DALAM PERNAPASAN

Jumlah oksigen yang diambil melalui udara pernapasan tergantung pada kebutuhan dan hal tersebut biasanya dipengaruhi oleh jenis pekerjaan, ukuran tubuh, serta jumlah maupun jenis bahan makanan yang dimakan. Pekerja-pekerja berat termasuk atlit lebih banyak membutuhkan oksigen dibandingkan dengan pekerja ringan. Demikian juga seseorang yang memiliki ukuran tubuh lebih besar dengan sendirinya membutuhkan oksigen lebih banyak. Selanjutnya, seseorang yang memiliki kebiasaan memakan lebih banyak daging akan membutuhkan lebih banyak oksigen daripada seorang vegetarian. Dalam keadaan biasa, manusia membutuhkan sekitar 300 cc oksigen sehari (24 jam) atau sekitar 0,5 cc tiap menit. Kebutuhan tersebut berbanding lurus dengan volume udara inspirasi dan ekspirasi biasa kecuali dalam keadaan tertentu saat konsentrasi oksigen udara inspirasi berkurang atau karena sebab lain, misalnya konsentrasi hemoglobin darah berkurang. Oksigen yang dibutuhkan itu akan berdifusi masuk ke darah dalam kapiler darah yang menyelubungi alveolus. Selanjutnya, sebagian besar oksigen diikat oleh zat warna darah atau pigmen darah (hemoglobin) untuk diangkut ke sel-sel jaringan tubuh. Hemoglobin yang terdapat dalam butir darah merah atau eritrosit ini tersusun oleh senyawa hemin atau hematin yang mengandung unsur besi dan globin yang berupa protein.¹⁵   

       B. PERTUKARAN O₂ DAN CO₂ ANTARA ALVEOLUS DAN PEMBULUH

           DARAH YANG  MENYELUBUNG.¹⁵

Secara sederhana, pengikatan oksigen oleh hemoglobin dapat diperlihatkan menurut persamaan reaksi bolak-balik berikut ini :

Hb₄ + O₂ 4 Hb O₂ (oksihemoglobin)

berwarna merah jernih

Reaksi di atas dipengaruhi oleh kadar O2, kadar CO2, tekanan O2 (P O2), perbedaan kadar O2 dalam jaringan, dan kadar O2 di udara. Proses difusi oksigen ke dalam arteri demikian juga difusi CO2 dari arteri dipengaruhi oleh tekanan O2 dalam udara inspirasi. Tekanan seluruh udara lingkungan sekitar 1 atmosfir atau 760 mmHg, sedangkan tekanan O2 di lingkungan sekitar 160 mmHg. Tekanan oksigen di lingkungan lebih tinggi daripada tekanan oksigen dalam alveolus paru-paru dan arteri yang hanya 104 mmHg. Oleh karena itu oksigen dapat masuk ke paru-paru secara difusi. Dari paru-paru, O2 akan mengalir lewat vena pulmonalis yang tekanan O2 nya 104 mm; menuju ke jantung. Dari jantung O2 mengalir lewat arteri sistemik yang tekanan O2 nya 104 mmHg menuju ke jaringan tubuh yang tekanan O2 nya 0 - 40 mmHg. Di jaringan, O2 ini akan dipergunakan. Dari jaringan CO2 akan mengalir lewat vena sistemik ke jantung. Tekanan CO2 di jaringan di atas 45 mmHg, lebih tinggi dibandingkan vena sistemik yang hanya 45 mmHg. Dari jantung, CO2 mengalir lewat arteri pulmonalis yang tekanan O2 nya sama yaitu 45 mmHg. Dari arteri pulmonalis CO2 masuk ke paru-paru lalu dilepaskan ke udara bebas.

 Berapakah minimal darah yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan oksigen pada

 jaringan?

Setiap 100 mm³ darah dengan tekanan oksigen 100 mmHg dapat mengangkut 19 cc oksigen. Bila tekanan oksigen hanya 40 mmHg maka hanya ada sekitar 12 cc oksigen yang bertahan dalam darah vena. Dengan demikian kemampuan hemoglobin untuk mengikat oksigen adalah 7 cc per 100 mm³ darah. Pengangkutan sekitar 200 mm³ C02 keluar tubuh umumnya berlangsung menurut reaksi kimia berikut:

                                  C02 + H20 Þ (karbonat anhidrase) H2CO3

 Tiap liter darah hanya dapat melarutkan 4,3 cc CO2 sehingga mempengaruhi pH darah menjadi 4,5 karena terbentuknya asam karbonat.

 Pengangkutan CO2 oleh darah dapat dilaksanakan melalui 3 cara yakni sebagai berikut :

1.  Karbon dioksida larut dalam plasma dan membentuk asam karbonat dengan enzim anhidrase (7% dari seluruh CO2).

2.   Karbon dioksida terikat pada hemoglobin dalam bentuk karbomino hemoglobin (23% dari seluruh CO2).

3.   Karbon dioksida terikat dalam gugus ion bikarbonat (HCO3) melalui proses berantai,  pertukaran klorida (70% dari seluruh CO2). Reaksinya adalah sebagai berikut.

                                CO2 + H2O Þ H2CO3 Þ H+ + HCO-3

Gangguan terhadap pengangkutan CO2 dapat mengakibatkan munculnya gejala asidosis karena turunnya kadar basa dalam darah. Hal tersebut dapat disebabkan karena keadaan Pneumoni. Sebaliknya apabila terjadi akumulasi garam basa dalam darah maka muncul gejala alkalosis.

Pengukuran volume paru.¹⁴
Fungsi paru, yang mencerminkan mekanisme ventilasi disebut volume paru dan kapasitas paru. Volume paru dibagi menjadi :
- Volume tidal (TV):  volume udara yang dihirup dan dihembuskan setiap kali bernafas.
- Volume cadangan inspirasi (IRV): volume udara maksimal yang dapat dihirup setelah inhalasi normal.
- Volume Cadangan Ekspirasi (ERV):  volume udara maksimal yang dapat dihembuskan dengan kuat setelah exhalasi normal.
- Volume residual (RV):  volume udara yang tersisa dalam paru-paru setelah ekhalasi maksimal.

Kapasitas Paru.¹⁴
- Kapasitas vital (VC):  volume udara maksimal dari poin inspirasi maksimal.
- Kapasitas inspirasi (IC):  volume udara maksimal yg dihirup setelah ekspirasi normal.
- Kapasitas residual fungsional (FRC):  volume udara yang tersisa dalam paru-paru setelah ekspirasi normal.
- Kapasitas total paru (TLC):  volume udara dalam paru setelah inspirasi maksimal.

Pengaturan pernafasan.¹³
    Mekanisme pernafasan diatur oleh 2 faktor utama :
1. Pengendalian oleh saraf
    Pusat ritminitas di medula oblongata langsung mengatur otot otot pernafasan

    Aktivitas medula dipengaruhi pusat apneuistik dan pnemotaksis

    Kesadaran bernafas dikontrol oleh korteks serebri

 2. Pusat Respirasi
                    a. Medullary Rhythmicity Area:
                                - Area Inspirasi dan ekspirasi
                                - Mengatur ritme dasar respirasi
                     b. Pneumotaxic Area:
                                - Di bagian atas pons
                                - Membantu koordinasi transisi antara inspirasi dan
                                  ekspirasi
                                - Mengirim impuls inhibisi ke area inspirasi 
                                  paru-paru terlalu mengembang

                       c. Apneustic Area:
                                - Membantu koordinasi transisi antara inspirasi dan
                                  ekspirasi
                                - Mengirim impuls ekshibisi ke area inspirasi.

Kesimpulan

                Jadi, kesimpulan yang saya dapatkan adalah sesak napas dapat terjadi karena adanya gangguan pada struktur, fungsi dan mekanisme  pernapasan, juga mekanisme transport O₂ dan CO₂.  Khusus untuk sesak napas yang terjadi pada seseorang yang sedang mengadakan ekspedisi pendakian gunung dapat disimpulkan bahwa hal ini umum terjadi di ketinggian. Nama penyakit ini adalah  High Altitude Pulmonary Edema  atau HAPE. Hipotesis kelompok pun diterima.

Daftar Pustaka

1.      Pengertian dan penjelasan sesak nafas beserta penyebabnya. Diunduh dari www.g-excess.com/.../pengertian-dan-penjelasan-sesak-nafas-beserta-penyebabnya.html.com, 7 Mei 2012.

2.      Wibowo S. D, Paryana W. Anatomi tubuh manusia. Edisi 1. Yogyakarta: Graha Ilmu; 2009.h.75-6.

3.      Wibowo S. D. Anatomi tubuh manusia. Jakarta: Grasindo; 2002.h.87.

4.      Gunardi S. Anatomi sistem pernafasan. Ed 2. Jakarta: Balai Penerbit FKUI; 2009.h.1-102.

5.      Faiz O, Moffat D, alih bahasa. Rahmalia A. At a glance anatomi. Jakarta: Erlangga; 2002.h.142-3.

6.      Junqueira LC, Carneiro J. Histologi dasar teks dan atlas. 10th ed. Jakarta: EGC; 2007.p. 335-54.

7.      Kuehnel. Color atlas of cytology, histology, and microscopic anatomy. 4th ed Stuttgart: Thieme; 2003.p. 340-51.

8.      Eroschenko V. P, alih bahasa. Tambayong J. Atlas histologi di Fiore dengan korelasi fungsional. Edisi 9. Jakarta: EGC; 2003.h.241-2.

9.      Tadeus. Sistem respirasi. Diunduh dari www.histologidrgtadeus.blogspot.com/.../13-sistem-respirasi.html.com, 8 Mei 2012.

10.  Alvyanto E. S. Sistem pernafasan manusia. Diunduh dari www.alvyanto.blogspot.com/.../sistem-pernafasan-manusia.html.com, 8 Mei 2012.

11.  Teddy. Sistem pernafasan (Respirasi). Diunduh dari www.multiply.com, 8 Mei 2012.

12.  Mekanisme pernafasan. Diunduh dari www.bebas.ui.ac.id/v12/sponsor/Sponsor.../0077%20Bio%202-8d.html.com, 9 Mei 2012.

13.  Sloane E. Veldman J, penerjemah. Widyastuti P, editor Edisi Bahasa Indonesia. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: EGC; 2004.h.90.

14.  Anderson P. D. Anatomi fisiologi tubuh manusia. Jakarta: EGC; 2009.h.219.

15.  Murray R. K, Granner D. K, Roadwell V. W. Biokimia harper. 27^th ed. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran ECG;2006.h.46-51.