Fisiologi respirasi
Dalam fisiologi manusia, respirasi adalah transportasi oksigen dari udara bersih untuk sel-sel jaringan dan pengangkutan karbon dioksida dalam arah yang berlawanan. Ini hanya bagian dari proses memberikan oksigen ke tempat yang membutuhkan dalam tubuh manusia dan menghapus limbah karbon dioksida. Tidak semua oksigen menghirup digantikan oleh karbon dioksida, sekitar 15% sampai 18% dari apa yang kita hirup keluar masih oksigen. Jumlah yang tepat dari dihembuskan oksigen dan karbon dioksida bervariasi sesuai dengan kebugaran, pengeluaran energi dan diet dari orang tertentu.
Bernapas manusia, respirasi oksigen meliputi empat tahap:
- Ventilasi dari udara ambien ke dalam alveoli paru-paru.
- Pertukaran gas paru dari alveoli ke dalam kapiler paru.
- Transportasi gas dari kapiler paru melalui sirkulasi ke kapiler perifer di organ.
- Pertukaran gas perifer dari jaringan kapiler ke dalam sel dan mitokondria.
Hal ini dianggap unggul untuk pernapasan mulut karena beberapa alasan. Bernapas melalui hidung memiliki banyak manfaat kesehatan karena fakta bahwa udara mengalir ke dan dari lingkungan eksternal dan paru-paru melalui sinus sebagai lawan mulut. Sinus melakukan pekerjaan yang lebih baik penyaringan udara saat memasuki paru-paru.
Selain itu, diameter lebih kecil dari sinus menciptakan tekanan dalam paru-paru selama pernafasan, memungkinkan paru-paru untuk memiliki lebih banyak waktu untuk mengekstrak oksigen dari mereka. Ketika ada pertukaran oksigen-karbon dioksida yang tepat, darah akan mempertahankan pH seimbang. Jika karbon dioksida hilang terlalu cepat, seperti pada pernapasan mulut, penyerapan oksigen menurun.
Nasal pernapasan sangat penting dalam situasi tertentu seperti dehidrasi, cuaca dingin, radang tenggorokan, dan ketika tenggorokan sakit atau kering karena tidak kering tenggorokan sebanyak.
Pernapasan hidung di depan umum dianggap lebih diterima secara sosial dan menarik dari pernapasan mulut.
Fungsi utama dari proses pernafasan adalah pertukaran gas. Seperti terjadi pertukaran gas, keseimbangan asam-basa tubuh dipertahankan sebagai bagian dari homeostasis. Jika ventilasi tidak dipertahankan dua kondisi yang berlawanan bisa terjadi: 1) asidosis pernafasan, kondisi yang mengancam hidup, dan 2) alkalosis pernapasan.
Paru-paru adalah organ manusia respirasi.
Tubuh manusia memiliki dua paru-paru, dengan kiri terbagi menjadi dua lobus dan kanan menjadi tiga lobus. Bersama-sama, paru-paru mengandung sekitar 1500 mil (2.400 km) dari saluran udara dan 300-500000000 alveoli, yang memiliki luas permukaan total sekitar 75 m2 pada orang dewasa - sekitar area yang sama dengan lapangan tenis. Selain itu, jika semua kapiler yang mengelilingi alveoli yang dibatalkan dan meletakkan ujung ke ujung, mereka akan memperpanjang selama sekitar 620 mil.
Kapasitas paru-paru tergantung pada usia seseorang, tinggi, berat, jenis kelamin, dan biasanya berkisar antara 4.000 dan 6.000 cm3 (4 sampai 6 L). Sebagai contoh, perempuan cenderung memiliki kapasitas 20-25% lebih rendah daripada laki-laki. Orang tinggi cenderung memiliki kapasitas paru total lebih besar daripada orang yang lebih pendek. Perokok memiliki kapasitas lebih rendah dibandingkan non-perokok. Kapasitas paru-paru juga dipengaruhi oleh ketinggian.
Orang yang lahir dan hidup di permukaan laut akan memiliki kapasitas paru-paru yang lebih kecil daripada orang yang menghabiskan hidup mereka di dataran tinggi. Hal ini karena suasana kurang padat di ketinggian yang lebih tinggi, dan karena itu, volume yang sama dari udara mengandung molekul lebih sedikit dari semua gas, termasuk oksigen. Dalam menanggapi ketinggian yang lebih tinggi, kapasitas respirasi difusi tubuh meningkat agar dapat memproses lebih banyak udara.
Ketika seseorang yang tinggal di atau dekat permukaan laut perjalanan ke lokasi di dataran tinggi (misalnya Andes, Denver, Colorado, Tibet, Himalaya, dll) s / ia dapat mengembangkan kondisi yang disebut penyakit ketinggian karena paru-paru mereka tidak bisa respirate cukup dalam udara tipis.
Paru-paru manusia sampai batas tertentu 'overbuilt' dan memiliki volume cadangan yang luar biasa dibandingkan dengan persyaratan pertukaran oksigen saat istirahat. Ini adalah alasan bahwa individu bisa merokok selama bertahun-tahun tanpa penurunan nyata dalam fungsi paru-paru saat masih atau bergerak perlahan, dalam situasi seperti ini hanya sebagian kecil dari paru-paru sebenarnya perfusi dengan darah untuk pertukaran gas. Seperti kebutuhan oksigen meningkat karena berolahraga, volume yang lebih besar dari paru-paru perfusi, memungkinkan tubuh untuk mencapai persyaratan respirasi pertukaran CO2/O2 nya.
Mekanisme respirasi
Dalam kondisi normal, manusia tidak dapat menyimpan banyak oksigen dalam tubuh. Apnea lebih dari durasi sekitar satu menit karena menyebabkan kekurangan berat oksigen dalam sirkulasi darah. Kerusakan otak permanen dapat terjadi setelah sesedikit tiga menit dan kematian pasti akan terjadi setelah beberapa menit kecuali ventilasi dipulihkan. Namun, dalam kondisi khusus seperti hipotermia, oksigenasi hiperbarik, oksigenasi apneic (lihat di bawah), atau membran extracorporeal oksigenasi, periode banyak apnea dapat ditoleransi tanpa konsekuensi berat.
Manusia terlatih tidak dapat mempertahankan apnea sukarela untuk lebih dari satu atau dua menit. Alasan untuk ini adalah bahwa laju pernapasan dan volume setiap napas yang diatur secara ketat untuk mempertahankan nilai konstan ketegangan CO2 dan pH darah. Dalam apnea, CO2 tidak dikeluarkan melalui paru-paru dan terakumulasi dalam darah. Konsekuen peningkatan ketegangan CO2 dan penurunan hasil pH dalam stimulasi pusat pernapasan di otak yang akhirnya tidak dapat diatasi secara sukarela.
Ketika seseorang direndam dalam air, perubahan fisiologis akibat refleks menyelam mamalia memungkinkan toleransi agak lama apnea bahkan pada orang yang tidak terlatih. Toleransi dapat selain dilatih. Teknik kuno selam bebas membutuhkan napas-holding dan kelas dunia bebas-penyelam memang bisa menahan nafas di bawah air mereka hingga kedalaman 214 meter dan selama lebih dari sembilan menit. Apneists, dalam konteks ini, adalah orang-orang yang bisa menahan nafas untuk waktu yang lama.
Hiperventilasi
Banyak orang telah menemukan, pada mereka sendiri, bahwa hiperventilasi sukarela sebelum memulai apnea sukarela memungkinkan mereka untuk menahan nafas mereka untuk jangka waktu lama. Beberapa orang salah atribut efek ini untuk meningkatkan oksigen dalam darah, tidak menyadari bahwa itu sebenarnya karena penurunan CO2 dalam darah dan paru-paru.
Darah meninggalkan paru-paru biasanya sepenuhnya jenuh dengan oksigen, sehingga hiperventilasi udara normal tidak dapat meningkatkan jumlah oksigen yang tersedia.
Menurunkan konsentrasi CO2 meningkatkan waktu sebelum pusat pernapasan menjadi dirangsang, seperti dijelaskan di atas. Kesalahan ini menyebabkan beberapa orang untuk menggunakan hiperventilasi sebagai sarana untuk meningkatkan waktu menyelam mereka, tidak menyadari bahwa ada bahaya bahwa tubuh mereka mungkin akan kehabisan oksigen sementara air, sebelum mereka merasa dorongan untuk bernapas, dan bahwa mereka bisa tiba-tiba kehilangan kesadaran - pemadaman air dangkal - sebagai hasilnya. Jika seseorang kehilangan kesadaran bawah air, khususnya di air tawar, ada bahaya yang cukup besar bahwa mereka akan tenggelam. Mitra diving peringatan akan berada dalam posisi terbaik untuk menyelamatkan orang tersebut.
Apnea, adalah istilah teknis yang berarti suspensi pernapasan eksternal. Selama apnea tidak ada gerakan otot-otot respirasi dan volume paru-paru awalnya tetap tidak berubah. Tergantung pada patensi (keterbukaan) dari saluran udara mungkin ada atau mungkin tidak ada aliran gas antara paru-paru dan lingkungan hidup; pertukaran gas di dalam paru-paru dan respirasi selular tidak terpengaruh. Apnea dapat dicapai secara sukarela (misalnya, "menahan nafas"), imbas obat (misalnya, toksisitas opiat), mekanis diinduksi (misalnya, pencekikan), atau dapat terjadi sebagai akibat dari penyakit neurologis atau trauma.
Respirasi apneic dan pengambilan oksigen
Karena pertukaran gas antara darah dan udara dari paru-paru adalah independen dari gerakan gas ke dan dari paru-paru, cukup oksigen dapat dikirim ke sirkulasi bahkan jika seseorang apneic. Fenomena ini (oksigenasi apneic) dijelaskan sebagai berikut:
Dengan terjadinya apnea, tekanan di bawah berkembang di wilayah udara paru-paru, karena lebih banyak oksigen diserap daripada CO2 dilepaskan. Dengan saluran udara tertutup atau terhalang, hal ini akan menyebabkan runtuhnya bertahap dari paru-paru. Namun, jika saluran udara yang paten (terbuka), setiap gas yang dipasok ke saluran napas atas akan mengikuti gradien tekanan dan mengalir ke paru-paru untuk menggantikan oksigen yang dikonsumsi.
Jika oksigen murni diberikan, proses ini akan berfungsi untuk mengisi toko oksigen di paru-paru. Penyerapan oksigen ke dalam darah akan tetap pada tingkat biasa dan fungsi normal dari organ-organ tidak akan terpengaruh.
Namun, tidak ada CO2 dilepaskan selama apnea. Tekanan parsial CO2 di wilayah udara paru-paru akan cepat menyeimbangkan dengan darah. Seperti darah yang sarat dengan CO2 dari metabolisme, CO2 semakin banyak akan terakumulasi dan akhirnya menggantikan oksigen dan gas lainnya dari wilayah udara. CO2 juga akan terakumulasi dalam jaringan tubuh, sehingga asidosis pernapasan.
Dalam kondisi ideal (yaitu, jika oksigen murni bernapas sebelum timbulnya apnea untuk menghapus semua nitrogen dari paru-paru, dan oksigen murni insufflated), oksigenasi apneic bisa secara teoritis cukup untuk menyediakan oksigen yang cukup untuk bertahan hidup durasi lebih dari satu jam di dewasa yang sehat. Namun, akumulasi karbon dioksida (dijelaskan di atas) akan tetap faktor pembatas.
DAFTAR PUSTAKA
http://www.oxygen-review.com/respiration.html (TERJEMAHAN BEBAS) diakses 11/10/2013 jam 5:07 PM
