RESPIRASI
Laporan Praktikum Untuk memenuhi tugas matakuliah Anatomi Fisiologi Manusia yang dibina oleh Dra. Hj. Susilowati, M.Si dan Dr. H.Abdul Ghofur, M.Kes
Oleh: Kelompok 2 – Off Off B Gupita Laksmi P. (120341421990) Humila Ainun N. (120341421995) Nadhia Kirana D. (120341421996) Nisaul Lauziah S. (120341421967) Noviana Tri L.
(100342404646)
Rizky Alfarizy
(120341421984)
UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN BIOLOGI
Oktober 2014
A. Topik
Respirasi
B. Tanggal Praktikum
6 Oktober 2014 C. Tujuan
1. Menentukan volume tidal, volume cadangan ekspirasi, kapasitas vital, volume cadangan inspirasi 2. Mengetahui frekuensi pernapasan, faktor-faktor yang mempengaruhi irama pernapasan 3. Mendapatkan kandungan CO2 dalam udara ekspirasi
D. Dasar Teori
Respirasi berarti satu inspirasi dan satu ekspirasi. Seorang dewasa normal melakukan 14-18 kali respirasi setiap menit, dan dalam keadaan istirahat sebanyak 12-15 kali. Selama ini paru-paru mempertukarkan udara di dalamnya
denagn
atmosfir.
Untuk
mengukur
volume
udara
yang
dipertukarkan, dipergunakan spirometer (respirometer) (Basuki, 2000). Selama proses bernapas normal, kira-kira 500ml udara bergerak ke saluran napas dalam setiap inspirasi, dan jumlah yang sama bergerak keluar dalam setiap ekspirasi. Hanya kira-kira 350 ml volume tidal benar-benar mencapai alveoli, sedangkan yang 150ml tetap berada di hidung, faring, trakhea, dan bronkhi, yang disebut sebagai volume udara mati (Soewolo, 2003). Dengan bernapas sangat kuat, kita dapat menghisap lebih dari 500ml udara. Kelebihan udara yang dihirup ini, yang disebut volume udara cadangan inspiratori, rata-rata 3.100ml. Dengan demikian sistem pernapasan dapat menarik 3.100ml (volume cadangan respiratori) + 500ml (volume udara tidal) = 3.600ml (Soewolo, 2003).
Bila kita melakukan inspirasi normal dan kemudian melakukan ekspirasi sekuat-kuatnya, kita akan dapat mendorong keluar 1.200ml udara, volume udara ini disebut volume cadangan ekspiratori. Susudah volume udara cadangan ekspiratori dihembuskan, sejumlah udara masih tetap berada dalam paru-paru karena tekanan intrapleural lebih rendah sehingga udara yang tinggal ini dipakai untuk mempertahankan agar alveoli tetap sedikit menggembung, juga beberapa udara masih tetap ada pada saluran udara pernapasan. Udara ini disebut udara residu, jumlahnya kira-kira 1.200ml (Soewolo, 2003). Kapasitas paru-paru dapat dihitung dengan menjumlah semua volume udara paru-paru. Kapasitas inspiratori adalah keseluruhan kemampuan inspiratori paru-paru, yaitu jumlah volume udara tidal dan volume udara cadangan inspiratori = 500ml + 3.100ml = 3.600 ml. Kapasitas residu fungsional adalah jumlah volume udara residu dan volume udara cadangan ekspiratori = 2.400 ml. Kapasitas vital adalah volume udara cadangan inspiratori + volume udara tidal + volume udara cadangan ekspiratori = 4.800ml. Akhirnya, kapasitas total paru merupakan jumlah semua volume udara, yaitu = 6.000ml (Soewolo, 2003). Frekuensi
pernapasan
adalah
intensitas
memasukkan
atau
mengeluarkan udara per menit. Pada umumnya intensitas pernapasan pada manusia berkisar antara 16 - 18 kali. Frekuensi respirasi dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti: usia, jenis kelamin, aktifitas, kondisi fisik, suhu tubuh dan posisi tubuh (Anonim, 2009). Menurut Basoeki (2000), respirasi seorang dewasa normal adalah 1418 kali per menit, sedangkan dalam keadaan istirahat 12-15 kali. Irama dasar respirasi dikendalikan oleh sistem saraf dalam medula oblongata dan spons (Soewolo, 2003). Usia: makin tambah usia, makin kecil frekuensi respirasi seseorang. Anak-anak lebih banyak frekuensi pernafasannya daripada orang dewasa. Hal ini disebabkan anak-anak masih dalam usia pertumbuhan sehingga banyak
memerlukan energi. Oleh sebab itu, kebutuhannya akan oksigen juga lebih banyak dibandingkan orang tua (Anonim, 2009). Jenis Kelamin: laki-laki lebih banyak frekuensi pernafasannya daripada perempuan. semakin banyak energi yang dibutuhkan, berarti semakin banyak pula O2 yang diambil dari udara. Hal ini terjadi karena lakilaki umumnya beraktivitas lebih banyak daripada perempuan (Anonim, 2009). Aktifitas dan kondisi fisik: makin terlatih fisik seseorang, makin kecil frekuensi respirasinya. Jika diperhatikan, orang yang melakukan aktivitas kerja membutuhkan energi, memiliki frekuensi pernapasan yang besar pula. Berarti, semakin berat kerjanya maka semakin banyak kebutuhan energinya, sehingga frekuensi pernapasannya semakin cepat (Anonim, 2009). Setelah melakukan aktivitas (misalnya: berlari), metabolisme dalam tubuh meningkat terutama untuk metabolisme asam laktat dalam sel yang banyak menghasilkan CO2 dan panas. Selama berlari, penggunaan O2 oleh otot yang bekerja bertambah. Sehingga PO2 dalam jaringan dan dalam darah menurun. Difusi O2 dan darah ke jaringan bertambah sehingga PO2 darah pada otot berkurang dan pelepasan O2 dari hemoglobin meningkat. Selama olahraga, penggunaan oksigen dapat meningkat sampai sebanyak 30 kali lipat. Harus ada mekanisme untuk menyesuaikan usaha respirasi terhadap tuntutan metabolik (Soewolo, 2003). Suhu tubuh: suhu yang tinggi, meningkatkan frekuensi respirasi. Semakin tinggi suhu tubuh (demam) maka frekuensi pernapasan akan semakin cepat. Di lingkungan yang panas tubuh mengalami peningkatan metabolisme untuk mempertahankan suhu agar tetap stabil. Untuk itu tubuh harus lebih banyak mengeluarkan keringat agar menurunkan suhu tubuh. Aktivitas ini membutuhkan energi yang dihasilkan dari peristiwa oksidasi dengan menggunakan oksigen sehingga akan dibutuhkan oksigen yang lebih banyak untuk meningkatkan frekuensi (Anonim, 2009). Posisi tubuh, posisi berbaring frekuensi respirasi 13/menit, dan pada posisi duduk 18/menit dan 22/menit pada posisi berdiri. Frekuensi pernapasan
meningkat saat berjalan atau berlari dibandingkan posisi diam. frekuensi pernapasan posisi berdiri lebih cepat dibandingkan posisi duduk. Frekuensi pernapasan posisi tidur terlentang lebih cepat dibandingkan posisi tengkurap (Anonim, 2009). Namun, masih banyak factor-faktor lain yang lebih dominan mempengaruhi frekuensi pernapasan yaitu. 1. Emosi seseorang 2. Perasaan seseorang 3. Kejiwaan seseorang. 4. Energi dan aura seseorang 5. Latihan dan kebatinan seseorang Dalam keadaaan normal, kegiatan inspirasi dan ekpirasi atau menghirup dan menghembuskan udara dalam bernapas hanya menggunakan sekitar 500 cc volume udara pernapasan (kapasitas tidal = ± 500 cc). Fase ekspirasi merupakan fase berelaksasinya otot diafragma (kembali ke posisi semula, mengembang) sehingga rongga dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar, akibatnya udara keluar dari paru-paru (Mrwaldi, 2009). Sel-sel tubuh terus menerus menggunakan O2 untuk reaksi metabolik yang melepaskan energi dari molekul nutrien dan menghasilkan ATP. Pada saat yang sama, reaksi ini juga melepaskan Karbon dioksida. Karena jumlah karbondioksida yang berlimpah akan menghasilkan keasaman yang bersifat racun bagi tubuh, maka CO2 yang berlimpah harus dibuang dengan cepat dari sel tubuh (Soewolo, 2003). Pusat kontrol yang ada di medulla oblongata juga membantu mempertahankan homeostasis dengan cara memonitor kadar CO2 dalam darah dan mengatur jumlah CO2 yang dibuang oleh alveoli saat ekspirasi. Petunjuk utama mengenai konsentrasi CO2 datang dari munculnya sedikit perubahan pH darah dan cairan jaringan yang menggenangi otak. CO2 bereaksi dengan H2O untuk membentuk H2CO3, yang akan menurunkan pH. Ketika pusat
control yang ada di medulla oblongata mendeteksi adanya penurunan pH, pusat control tersebut akan meningkatkan kedalaman dan laju pernapasan.n Kelebihan CO2 dibuang dalam udara ekspirasi. Peningkatan konsentrasi CO2 umumnya merupakan indikasi kuat mengenai adanya penurunan konsentrasi O2, karena CO2 dihasilkan melalui proses yang sama dengan proses konsumsi O2, yakni respirasi seluler (Alvyanto, 2009).
E. Alat dan Bahan
Alat: Spirometer, pipa tiup, kantung plastik, buret, statif, labu erlenmeyer 125ml, karet gelang, sedotan, pipa kaca Bahan: Alkohol 70%, aquades, phenolpthalen (PP), NaOH 0,1 M
F. Langkah Kerja
1. Mengukur volume pernapasan Persiapan: pipa tiup dicuci dengan alkohol 70% setiap akan dipakai; pipa tiup dipasang pada spirometer; skala diatur menunjukkan angka 0 (nol) sebelum spirometer digunakan; udara pernapasan ditiup melalui mulut. a. Menghirup udara dengan inspirasi normal, kemudian menghembuskan sekuat mungkin pada spirometer yang terbaca menunjukkan volume tidal dan volume cadangan ekspirasi. Diulangi ti a kali dan dimabil rata-ratan a.
b. Menghembuskan udara dengan ekspirasi normal, kemudian menghembuskan lagi udara sekuat mungkin. Ini adalah volume cadangan ekspirasi. Diulangi tiga kali dan diambil rata-ratanya.
c. Hasil langkah 1 dikurangkan hasil langkah 2. Ini adalah volume tidal.
d. Menghembuskan sebanyak mungkin udara setelah bernapas dalam-dalam. Ini adalah kapasitas vital. Diulangi tiga kali dan
e. Hasil langkah 4 dikurangi langkah 1 diperoleh volume cadangan inspirasi.
2. Irama pernapasan a. Pelaku duduk santai, frekuensi pernapasan dihitung dalam 1 menit
b. Pelaku diminta bernapas cepat selama 1 menit, setelah ditu diminta bernapas normal selama 1 menit. Frekuensi pernapasan dihitung setelah bernapas normal per menit.
c. Pelaku memegang kantong plastik sedemikian rupa sehingga mulut dan hidung berada di dalam kantong. Pelaku diminta bernapas selama 2 menit. Kemudian bernapas normal di luar kantong plastik. Frekuensi pernapasan dihitung pe r menit setelah berna as normal di luar kanton lastik.
d. Pelaku lari di tempat 60 langkah, setelah itu duduk di kursi, frekuensi pernapasan dihitung per menit.
e. Langkah 1-4 diulangi setiap kali selesai melakukan kegiatan pelaku menarik napas panjang, menutup hidung, menahan selama mungkin sampai pelaku harus bernapas lagi. Waktu dicatat.
f. Perlakuan 5 diulang tetapi pelaku menghembuskan napas panjang. Hasil dicatat.
3. Kandungan CO2 dalam udara ekspirasi a.Mengisi 2 labu Erlenmeyer dengan 100ml aquades
b. Pada tiap labu Erlenmeyer ditambahakan 3-5 tetes phenolptalin dan kemudian 5 tetes 0,1 M NaOH. Larutan menjadi bewarna merah delima dan ditutup rapat-rapat kedua labunya.
c. Sedotan dimasukkan pada salah satu labu. Udara pernapasan ke dalam labu melalui pipa sampai warna merah hilang. Waktu yang diperlukan dicatat.
d. Pelaku lari di tempat 60 langkah, kemudian menghembuskan udara ke dalam labu sampai warna hilang. Waktu yang diperlakukan dicatat.
e. Melakukan titrasi dengan cara:
Buret diisi dengan larutan 0,1 M NaOH. Batas volume larutan dicatat.
Labu Erlenmeyer berisi larutan diletakkan tepat di bawah ujung bawah buret dengan memberi landasan kertas utih.
Larutan dalam buret diteteskan ke dalam labu setetes demi setetes dengan perlahan-lahan, setiap tetes labu digoyang.
Ditetesi dan digoyang tersu sambil diamati dengan cermat bila terjadi perubahan warna dari tidak berwarna men adi merah.
Bila sudah nampak ada perubahan warna, penetesan dihentikan. Ini berarti titik ekivalen sudah terlewati, angka batas volume pada buret dicatat.
Titik ekivalensi ditentukan terletak pada pertengahan antara angka volume NaOH saat mulai namapk terjadi perubahan warna dengan satu angka sebelumnya.
Volume zat pentiter (NaOH) yang terpakai dihitungsehingga tercapai titik ekivalen tadi dengan pedoman 1ml 0,1 M NaOH setara dengan 10µmol CO2
G. Data Pengamatan
H. Analisis Data
1. Mengukur Volume Pernapasan Dari hasil praktikum, diperoleh data bahwa volume tidal dan volume cadangan ekspirasi pelaku adalah 2550 cc pada ulangan pertama, 1600 cc pada ulangan kedua, dan 1700 cc pada ulangan ketiga. Jadi rata-rata volume tidal dan volume cadangan ekspirasi adalah 1950 cc. Sementara itu, volume cadangan ekspirasi adalah 1100 cc pada ulangan pertama, 600 cc pada ulangan kedua, dan 700 cc pada ulangan ketiga. Diperoleh rata-rata volume cadangan ekspirasi pelaku adalah 800 cc. Volume tidal didapatkan dari selisih hasil yaitu volume tidal dan volume cadangan ekspirasi dikurangi volume cadangan ekspirasi. Dari hasil pengurangan tersebut, diperoleh data 1450 cc pada ulangan pertama, 1000 cc pada ulangan kedua, dan 1000 cc pada ulangan ketiga. Rata-rata volume tidal pelaku adalah 1150 cc. Jadi dapat disimpulkan bahwa diperoleh volume tidal pelaku adalah 1150 cc. Kesimpulan sementara dipeeroleh bahwa volume udara yang dihirup atau dihembuskan oleh pelaku adalah 1150 cc. Pada praktikum langkah yang ke empat yaitu kapasitas vital pelaku diperoleh data 2800 cc untuk ulangan pertama, 1800 cc pada ulangan kedua, dan 1900 cc pada ulangan ketiga. Kapasitas vital rata-ratanya adalah 2167 cc. Kapasitas vital merupakan sejumlah cadangan ekspirasi dengan volume tidal dan volume cadangan ekspirasi. Pada praktikum langkah yang terakhir dilakukan perhitungan volume cadangan inspirasi yang dapat diperoleh dengan pengurangan hasil langkah yang ke 4 yaitu kapasitas vital dikurangi langkah ke 1 yaitu volume tidal dan volume cadangan ekspirasi. Dari hasil pengurangan tersebut, diperoleh volume cadangan inspirasinya yaitu 250 cc untuk ulangan pertama, 200 cc pada ulangan kedua, dan 200 cc pada ulangan ketiga. Jadi, rata-rata volume cadangan inspirasi pelaku adalah 217 cc. Dari hasil data yang diperoleh menunjukkan bahwa volume yang paling besar adalah kapasitas vital.
Di bawah ini merupakan grafik dari hasil pengukuran volume pernapasan pelaku, yaitu ulangan 1 (Nadhia), ulangan 2 (Humila), dan ulangan 3 (Nisaul).
Ulangan 1 (Nadhia) 3000 2500 ) 2000 c c ( e m1500 u l o V1000
500 0 Volume tidal dan volume cadangan ekspirasi
Cadangan ekspirasi
Volume tidal dan volume cadangan ekspirasi
Kapasitas Vital
Volume Cadangan Inspirasi
Volume Pernapasan
Ulangan 2 (Humila) 2000 1800 1600 ) 1400 c c 1200 ( e m1000 u l o 800 V
600 400 200
0 Volume tidal dan volume cadangan ekspirasi
Cadangan ekspirasi
Volume tidal dan volume cadangan ekspirasi
Kapasitas Vital
Volume Pernapasan
Volume Cadangan Inspirasi
Ulangan 3 (Nisaul) 2000 1800 1600 ) 1400 c c 1200 ( e m1000 u l o 800 V
600 400 200
0 Volume tidal dan volume cadangan ekspirasi
Cadangan ekspirasi
Volume tidal dan volume cadangan ekspirasi
Kapasitas Vital
Volume Cadangan Inspirasi
Volume Pernapasan
Dari beberapa hasil data pengukuran volume pernapasan dari beberapa pelaku, yaitu ulangan 1, ulangan 2, dan u langan 3. Maka, dapat diperoleh ratarata volume pernapasan pelaku seperti ditunjukkan pada grafik di bawah ini. 2500 2000 ) c c 1500 ( e m u l o 1000 V
500 0 Volume tidal dan volume cadangan ekspirasi
Cadangan ekspirasi
Volume tidal dan volume cadangan ekspirasi
Kapasitas Vital
Volume Pernapasan
Volume Cadangan Inspirasi
2. Irama Pernapasan
Pada praktikum irama pernafasan ini terdiri dari 4 macam perlakuan dan 3 ulangan dengan dilakukan 3 subjek yang berbeda, yaitu Rizky (laki-laki) dengan usia 21 tahun, Noviana (perempuan) dengan usia 22 tahun dan Gupita (perempuan) dengan usia 20 tahun. Pada perlakuan pertama, subjek duduk santai kemudian dihitung frekuensi pernafasan selama 1 menit dan diperoleh hasilnya. Frekuensi pernafasan yang diperoleh Rizky, Noviana, Gupita selama 1 menit berturut-turut yaitu 33, 37 dan 25 kali. Perlakuan kedua yaitu subjek bernafas cepat selama 1 menit kemudian bernafas normal kembali selama 1 menit. Frekuensi pernafasan yang diperoleh setelah bernafas cepat kemudian bernafas normal yaitu berturut-turut dari Rizky, Noviana dan Gupita selama 1 menit adalah 31, 25 dan 22 kali. Perlakuan ketiga yaitu subjek bernafas di dalam kantong plastik selama 2 menit dan dipastikan bahwa hidung serta mulut subjek berada di dalam kantong plastik kemudian subjek bernafas normal selama 1 menit. Setelah itu, 1 menit berikutnya dihitung frekuensi pernafasannya, diperoleh hasil berturut-turut dari Rizky, Noviana dan Gupita yaitu 38, 43 dan 31. Perlakuan yang keempat yaitu subjek lari ditempat sebanyak 60 kali kemudian dihitung frekuensi pernafasannya selama 1 menit dan diperoleh hasil Rizky sebanyak 53 kali, Noviana sebanyak 53 kali dan Gupita sebanyak 47 kali. Pada ulangan selanjutnya dengan perlakuan yang sama namun setelah dihitung frekuensi pernafasannya selama 1 menit, subjek menahan nafas dan dicatat waktunya. Pada perlakuan pertama, subjek duduk santai dan dihitung frekuensi pernafasannya. Diperoleh frekuensi pernafasan Rizky yaitu 33 kali, Noviana 26 kali dan Gupita 25 kali. Pada saat menahan nafas diperoleh waktu yaitu pada Rizky selama 35detik, Noviana 38 detik dan Gupita selama 50 detik. Pada perlakuam kedua, subjek bernafas cepat selama 2 menit kemudian bernafas normal selama 1 menit dan dihitung frekuensi pernafasannya. Frekuensi pernafasan Rizky yaitu 1 menit 3 detik, Noviana 59 detik dan
Gupita 1 menit 23 detik. Pada perlakuan ketiga yaitu subjek bernafas di dalam kantong plastik selama 2 menit dan dipastikan bahwa hidung serta mulut subjek berada di dalam kantong plastik kemudian subjek bernafas normal selama 1 menit. Setelah itu, 1 menit berikutnya dihitung frekuensi pernafasannya dan subjek menahan nafas lalu dicatat waktunya. Perolehan data yaitu frekuensi pernafasan Rizky selama 1 menit yaitu 38 kali dan waktu yang diperoleh saat menahan nafas yaitu 42 detik. Frekuensi pernafasan Noviana yaitu 43 kali dan waktu yang diperoleh saat menahan nafas yaitu 31 detik. Dan frekuensi pernafasan Gupita selama 1 menit yaitu 33 kali dan waktu yang diperoleh saat menahan nafas yaitu selama 30 detik. Pada perlakuan keempat yaitu subjek berlari di tempat sebanyak 60 kali dan dihitung frekuensi pernafasannya selama 1 menit. Kemudian subjek menahan nafas dan dicatat waktunya. Diperoleh data yaitu frekuensi pernafasan Rizky adalah 50 kali dan waktu yang diperoleh selama menahan nafas yaitu 18 detik. Frekuensi pernafasan Noviana adalah 52 kali dan waktu yang diperoleh saat menahan nafas yaitu 12 detik, dan frekuensi pernafasan Gupita yaitu 47 kali dan waktu yang diperoleh saat menahan nafas yaitu 12 detik. Pada ulangan yang terakhir yaitu dengan dilakukan perlakuan yang sama namun subjek menghembuskan nafas pada setiap perlakuan dan dicatat waktunya. Pada perlakuan pertama diperoleh hasil frekuensi pernafasan pada Rizky adalah 35 kali dan waktu yang diperoleh saat menghembuskan nafas yaitu 5,04 detik. Frekuensi pernafasan Noviana adalah 38 kali dan waktu yang diperoleh saat menghembuskan nafas adalah 4 detik. Dan frekuensi pernafasan Gupita adalah 26 kali dan waktu
yang diperoleh
saat
menghembuskan nafas adalah 1,06 detik. Pada perlakuan kedua diperoleh hasil frekuensi pernafasan pada Rizky yaitu 32 kali dan waktu yang diperoleh saat menghembuskan nafas yaitu 3,05 detik. Frekuensi pernafasan Noviana yaitu 32 dan waktu yang diperoleh saat menahan nafas yaitu 3,05 detik. Dan frekuensi pernafasan pada Gupita yaitu 24 kali dan waktu yang diperoleh saat
menahan nafas yaitu 1,16 detik. Pada perlakuan ketiga diperoleh frekuensi pernafasan
Rizky
yaitu
37
kali
dan
waktu
yang
dibutuhkan
saat
menghembuskan nafas yaitu 4,03 detik. Frekuensi pernafasan Noviana yaitu 40 kali dan waktu yang dibutuhkan saat menghembuskan nafas yaitu 3,05 detik. Dan frekuensi pernafasan Gupita yaitu 32 kali dan waktu yang diperoleh saat menghembuskan nafas yaitu 1,50 detik. Sedangkan pada perlakuan terakhir, frekuensi pernafasan yang diperoleh risky yaitu 53 kali dan waktu yang diperoleh saat menghembuskan nafas yaitu 4,06 detik. Frekuensi pernafasan Noviana yaitu 51 kali dan waktu yang diperoleh saat menghembuskan nafas yaitu 4,05 detik. Dan frekuensi pernafasan Gupita yaitu 46 kali dan wakktu yang diperoleh saat menghembuskan nafas yaitu 2,20 detik.
60 50 40 30
Rizky Noviana
20
Gupita 10 0 Duduk santai
Bernafas cepar 1 Bernafas di dalam Lari di tempat 60 menit, bernafas kantong plastik 2 kali normal 1 menit menit, bernafas normal 1 menit
3. Kandungan CO2 dalam Udara Pernapasan
Sebelum melakukan praktikum, praktikan telah mengisi 2 labu Erlenmeyer dengan 100 ml air lalu menambahkan 3-5 tetes phenoptalin dan 5 tetes 0,1 M NaOH sehingga warna larutan dalam labu berwarna merah delima. Selanjutnya memasukkan sedotan ke dalam salah satu labu dan subjek yang duduk diam meniupkan udara pernapasan ke dalam labu sampai warna merah delima menjadi bening. Pada saat praktikum, diketahui bahwa waktu yang dibutuhkan oleh subjek dalam mengubah warna labu dari merah delima menjadi bening adalah 21 detik. Perubahan warna ini terjadi kemungkinan karena terjadi perubahan kondisi larutan dari basa yaitu dengan penambahan NaOH 0,1 M menjadi asam (penambahan CO2 yang dihasilkan oleh udara pernafasan sebagai hasil peniupan). Akibatnya warna larutan yang berwarna merah delima diberi CO2 dari peniupan, warna larutan menjadi bening. Setelah labu Erlenmeyer bening, praktikan melakukan titrasi dengan menambahkan larutan NaOH 0,1 M pada buret. Lalu membiarkan larutan NaOH menetes dari buret ke dalam labu Erlenmeyer sambil menggoyangkan labu Erlenmeyer sehingga terjadi perubahan warna dari bening menjadi merah. Dari pengamatan diketahui bahwa titrasi pada subjek memerlukan 0,1 M NaOH sebanyak 0,3 ml yang setara dengan 3 µ mol CO2. Setelah subjek melakukan lari di tempat 60 langkah, waktu yang dibutuhkan oleh subjek untuk mengubah warna larutan dalam labu dari merah delima menajdi bening adalah 27 detik. Waktu yang diperlukan subjek untuk mengubah warna larutan dari merah menjadi bening setelah perlakuan lari di tempat 60 langkah, lebih lambat daripada saat subjek hanya duduk diam (tidak ada perlakuan. Pada saat titrasi volume NaOH yang dibutuhkan untuk mengubah larutan dalam labu yang bening menjadi merah pada kedua subjek adalah 0,2 ml atau setara dengan 2 µ mol CO2.
3.5 3 2.5 2 1.5
Kadar CO2 (µmol)
1 0.5 0 Sebelum Lari
Setelah lari 60 langkah
I. Pembahasan 1. Mengukur Volume Pernapasan
Pada perlakuan pertama adalah pelaku menghirup udara dengan inspirasi normal, kemudian pelaku menghembuskan udara sekuat mungkin pada spirometer. Angka pada spirometer saat itu menunjukkan 2550 cc pada ulangan pertama, 1600 cc pada ulangan kedua, 1700 cc pada ulangan ketiga, sehingga rata-rata udara yang dapat dikeluarkan sekuat mungkin setelah melakukan inspirasi normal adalah 1950 cc. 1950 cc tersebut merupakan gabungan volume tidal dan volume cadangan ekspirasi. Hal ini sesuai dengan pernyataan Basoeki (2000) menyatakan bahwa udara yang dihembuskan sekuat mungkin setelah menghirup udara dengan inspirasi normal merupakan volume tidal dan volume cadangan ekspirasi. Pada pengamatan pelaku ekspirasi normal, lalu menghembuskan udara secara normal, lalu menghembuskan udara lagi sekuat mungkin pada spirometer. Menurut Basoeki (2000) menyatakan bahwa langkah tersebut digunakan untuk mengetahui volume cadangan ekspirasi. Berdasarkan pengamatan pada ulangan pertama, jarum spirometer menunjukkan angka
1100 cc, ulangan kedua 600 cc, ulangan ketiga 700 cc, sehingga rata-rata volume cadangan ekspirasi pelaku sebesar 800 cc. Menurut Soewolo, dkk. (1999) volume cadangan ekspirasi adalah sebesar 1200 ml. Dari analisis yang diperoleh bahwa angka 800 cc termasuk
masih dalam kisaran
normal volume cadangan ekspirasi, yaitu 1200 ml. Angka 800 cc merupakan angka yang masih berada pada kisaran normal dari angka 1200 ml. Sehingga dapat dikatakan bahwa volume cadangan ekspirasi pelaku adalah masih berada di batas normal. Volume tidal dapat diperoleh dengan mengurangi nilai volume yang diperoleh pada tahap pertama dikurangi nilai volume yang diperoleh dari nilai cadangan ekspirasi. Basoeki, dkk. (2003). Berdasarkan pengamatan, pelaku memiliki volume tidal sebesar 1150 cc. Nilai volume tidal tersebut kurang sesuai dengan volume tidal menurut Soewolo, dkk. (1999) yang menyebutkan bahwa selama proses bernafas normal, kira-kira 500 ml udara bergerak ke saluran napas dalam setiap inspirasi dan jumlah yang sama bergerak keluar dalam setiap ekspirasi, dan jumlah tersebut disebut volume tidal. Dari pembahasan ini terlihat bahwa baik volume cadangan ekspirasi maupun volume tidal pelaku berada pada kisaran yang kurang normal, sehingga volume yang terukur melibihi kisaran normal. Hal ini dimungkinkan karena ada beberapa faktor yang dapat menyebabkan jarum spirometer kurang sesuai, contohnya pengaturan skala awal oleh pengamat yang kurang tepat, kurangnya ketelitian dari pengamat,
sehingga
pergerakan jarum kurang valid. Pengamatan selanjutnya yaitu pelaku bernafas dalam-dalam kemudian menghembuskan udara sebanyak mungkin untuk mengetahui kapasitas vital pelaku. Berdasakan pengamatan, pada saat ulangan pertama 2800 cc, ulangan kedua 1800 cc, ulangan ketiga jarum menunjukkan nilai sebesar 1900 cc, sehingga rata-rata kapasitas paru-paru pelaku adalah 2167 cc. Hal ini tidak sesuai dengan pernyataan menurut Soewolo, dkk. (2003) yang menyatakan bahwa kapasitas vital yang merupakan sejumlah volume
cadangan inspiratori dengan volume tidal dan volume cadangan ekspirasi adalah sebesar 4800 ml. Dari pembahasan ini terlihat bahwa kapasitas vital pelaku berada pada kisaran yang tidak normal, namun nilai kapasitas vital lebih besar dari volume tidal dan cadangan ekspirasi. Hal ini dimungkinkan karena ada beberapa faktor yang dapat menyebabkan jarum spirometer kurang sesuai, contohnya pengaturan skala awal oleh pengamat yang kurang tepat, kurangnya ketelitian dari pengamat,
sehingga
pergerakan jarum kurang valid. Menurut Soewolo, dkk. (1999) menyatakan bahwa volume cadangan inspiratori dapat diperoleh dengan bernapas sangat kuat, sehingga dapat menghisap lebih dari 500 ml udara. Kelebihan udara yang dihirup tersebut merupakan volume cadangan inspiratori. Rata-rata volume cadangan inspiratori adalah rata-rata 3100 ml. Dari pembahasan ini terlihat bahwa baik volume cadangan inspirasi kisaran yang kurang normal. Hal ini dimungkinkan karena ada beberapa faktor yang dapat menyebabkan jarum spirometer kurang sesuai, contohnya pengaturan skala awal oleh pengamat yang kurang tepat, kurangnya ketelitian dari pengamat,
sehingga
pergerakan jarum kurang valid. Angka 217 cc merupakan angka yang hampir melenceng jauh dari angka 3100 ml. Sehingga dapat dikatakan bahwa volume cadangan inspirasi pelaku adalah di bawah batas normal.
2. Irama Pernapasan
Pada percobaan kali ini, perlakuan yang diberikan yaitu dengan subjek duduk santai dan bernafas cepat selama 1 menit kemudian bernafas normal selama 1 menit, dimana diketahui terdapat perbedaan frekuensi pernafasan pada saudara Rizky (21 th), saudari Noviana (22 th), dan saudari Gupita (20 th). Dalam 1 menit, frekuensi pernafasan saudari Gupita terlihat paling rendah dibandingkan yang lainnya, namun memiliki kemampuan menahan nafas paling baik, dan waktu penghembusan nafas
paling singkat. Hal ini karena udara yang tersimpan dalam paru-paru sebagai cadangan respirasi cukup banyak dan cukup. Noviana memiliki frekuensi pernafasan yang hampir sama dengan Rizki, karena secara usia Noviana memiliki usia yang lebih tua, namun secara jenis kelamin Rizky berkelamin laki-laki. Perbedaan ini terjadi karena beberapa faktor, seperti yang diketahui Rizki memiliki jenis kelamin laki-laki dengan usia 21 tahun, sedangkan Gupita berkelamin perempuan dengan usia paling muda yaitu 20 tahun dan bertubuh kecil, begitu juga dengan Noviana berkelamin perempuan dengan usia 22 tahun. Perlakuan selanjutnya yaitu dengan bernafas di dalam plastik selama 2 menit kemudian bernafas secara normal selama 1 menit. Berdasarkan data juga diketahui bahwa Gupita memiliki frekuensi pernafasan paling rendah dibandingkan Rizky dan Noviana, sedangkan frekuensi pernafasan paling tinggi yaitu pada Noviana. Ketika bernafas di dalam plastik, maka ketersediaan oksigen sangat terbatas hanya pada lingkungan di dalam plastik tersebut. Ketika sekian kali respirasi, maka ketersediaan oksigen di dalam plastik semakin berkurang berganti dengan karbondioksida karena hasil dari ekshalasi berupa karbondioksida. Dalam keadaan seperti ini akan semakin sulit untuk mengambil oksigen pada inhalasi karena plastik semakin berisi dengan karbondioksidadan ketersediaan oksigen semakin berkurang sehingga irama pernafasan yang terjadi semakin pelan karena sesak. Jika hal ini terus berlanjut maka akan menyebabkan sesak nafas. Hal ini diperkuat dengan pernyataan bahwa pernafasan paru merupakan pertukaran oksigen dan karbondioksida yang terjadi pada paru. Fungsi paru adalah tempat pertukaran gas oksigen dan karbondioksida pada
pernafasan melalui paru/pernafasan eksterna. Oksigen dipungut
melalui hidung dan mulut. Saat bernafas, oksigen masuk melalui trakea dan pipa bronchial ke alveoli, dan dapat erat berhubungan dengan darah di dalam kapiler pulmonalis. Pernafasan dapat berarti pengangkutan oksigen
ke sel dan pengangkutan CO2 dari sel kembali ke atmosfer (Syaifudin, 1997:92). Perlakuan terakhir yaitu dengan subjek lari di tempat sebanyak 60 kali dan dihitung frekuensi pernafasannya. Dalam perlakuan ini, irama frekuensi respirasi yang terjadi baik pada Noviana, Rizky, dan Gupita semakin bertambah lebih cepat dan banyak jika dibandingkan dengan perlakuan sebelumnya. Ketika tubuh sedang bekerja keras (berlari), maka irama pernafasan yang terjadi tidak teratur. Hal ini dikarenakan waktu inhalasi dan ekshalasi yang tidak optimal ketika tubuh sedang berlari, dan irama respirasi akan menjadi lebih cepat setelah subjek beristirahat untuk mengembalikan tenaga yang terpakai selama berlari. Hal ini sesuai dengan sumber yang menyatakan bahwa kapasitas vital paru dapat dipengaruhi oleh kebiasaan seseorang melakukan olahraga (dalam hal ini berlari). Olah raga dapat meningkatkan aliran darah melalui paru-paru sehingga menyebabkan oksigen dapat berdifusi ke dalam kapiler paru dengan volume yang lebih besar atau maksimum. Kapasitas vital pada seorang atletis lebih besar daripada orang yang tidak pernah berolahraga. Kebiasaan olah raga akan meningkatkan kapasitas paru dan akan meningkat 30-40 % (Guyton & Hall, 1997: 605). Perbedaan frekuensi irama pernafasan dapat disebabkan karena faktor usia, jenis kelamin dan berat tubuh. Hal ini sesuai dengan sumber yang menyatakan bahwa irama dasar respirasi ditentukan oleh sistem saraf dalam medulla dan pons. Ukuran rongga dada dipengaruhi oleh kegiatan otot pernafasan. Otot-otot ini berkontraksi dan relaksasi sebagai respon impuls saraf yang ditransmisi kepadanya dari pusat di otak (Soewolo, 2003). Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi pernafasan antara lain:
1. Jenis kelamin Volume dan kapasitas seluruh paru pada wanita kira-kira 20 sampai 25 persen lebih kecil daripada pria, dan lebih besar lagi pada atletis dan orang yang bertubuh besar daripada orang yang bertubuh kecil dan astenis (Guyton & Hall, 1997:605). Kapasitas paru pada pria lebih besar yaitu 4,8 L dibandingkan pada wanita yaitu 3,1 L (Tambayong, 2001). 2. Usia Usia berhubungan dengan proses penuaan atau bertambahnya umur. Semakin tua
usia
kemungkinan
penurunan
terjadi
seseorang
maka
semakin
besar
fungsi paru
(Suyono,
1995).
Kebutuhan zat tenaga terus meningkat sampai akhirnya menurun setelah usia 40 tahun berkurangnya kebutuhan tenaga tersebut dikarenakan normal,
telah menurunnya kekuatan
usia
juga mempengaruhi
fisik. Dalam keadaan
frekuensi
pernapasan
dan
kapasitas paru. Frekuensi pernafasan pada orang dewasa antara 16-18 kali permenit, pada anak-anak sekitar 24 kali permenit sedangkan pada bayi sekitar 30 kali permenit. Walaupun pada orang dewasa
pernapasan
frekuensi
pernafasan
lebih
kecil
dibandingkan dengan anak-anak dan bayi, akan tetapi KVP pada orang dewasa lebih besar dibanding anak-anak dan bayi. Dalam kondisi tertentu hal tersebut akan berubah misalnya akibat dari suatu penyakit,
pernafasan
bisa
bertambah
cepat
dan
sebaliknya
(Syaifudin, 1997). 3. Kebiasaan olah raga Kesegaran jasmani berkenaan dengan kondisi fisik seseorang dalam melaksanakan tugas sehari-hari secara efisien dalam waktu yang relatif lama tanpa mengalami
kelelahan
yang
berarti
dan
masih memiliki cadangan tenaga untuk melakukan aktivitas lainnya. Kapasitas vital paru dapat dipengaruhi oleh kebiasaan seseorang
melakukan olahraga. Olah
raga dapat meningkatkan aliran darah
melalui paru-paru sehingga menyebabkan oksigen dapat berdifusi ke dalam kapiler paru dengan volume yang lebih besar atau maksimum. Kapasitas vital pada seorang atletis lebih besar daripada orang yang
tidak
pernah
berolahraga.
Kebiasaan
olah raga
akan
meningkatkan kapasitas paru dan akan meningkat 30 – 40 % (Guyton & Hall, 1997).
3. Kandungan CO2 dalam Udara Pernapasan
Respirasi eksternal adalah pertukaran oksigen dan karbondioksida antara paru-paru dan karbondioksida antara paru-paru dan kapiler darah paru-paru (Soewolo, dkk. 2003). Berdasarkan
hasil
analisis
dapat
diketahui
bahwa
peniupan
berpengaruh terhadap terjadinya perubahan warna larutan dalam tabung erlenmeyer, yaitu dari merah delima menjadi bening. Terjadinya perubahan warna dari merah delima menjadi bening, disebabkan akibat perubahan kondisi pada larutan dari basa menjadi asam. Hal ini karena di dalam udara pernafasan terkandung CO2 yang akan bereaksi dengan H2O (akuades) yang membentuk asam karbonat, sehingga larutan berubah menjadi asam (berwarna bening). Menurut reaksi CO2 + H2O ↔ H2CO3. Dari hasil praktikum dapat diketahui bahwa pada peniupan saat subjek duduk santai, waktu yang dibutuhkan untuk terjadinya perubahan warna dari merah delima menjadi bening lebih cepat dibandingkan dengan peniupan setelah perlakuan lari 60 langkah, yaitu 21 detik dibanding dengan 27 detik. Hal tersebut tidak sesuai dengan teori yang berhubungan dengan pengaruh aktivitas. Semakin banyak aktivitas maka semakin tinggi metabolisme sehingga semakin banyak CO2 yang dihasilkan. Pada kenyataannya
akan
terjadi
peningkatan
frekuensi
pernafasan
saat
beraktivitas. Semakin banyak O2 yang dihirup selama inspirasi maka jumlah CO2 yang diekspirasikan semakin meningkat. Soewolo (2005),
menyatakan bila dalam tubuh terdapat sedikit kenaikan PCO2 maka akan merangsang area kemosensitif dalam medulla dan aretehemoreseptor sehingga menyebabkan area respirastori menjadi sangat aktif dan kecepatan respirasi meningkat. Pada bernafas normal larutan NaOH yang dibutuhkan untuk mengubah warna pada titrasi adalah 0,3 ml. Sedangkan pada saat bernafas setelah lari 60 langkah larutan NaOH yang dibutuhkan juga sama 0,2 ml. Hal tersebut juga tidak sesuai dengan teori di mana seharusnya volume larutan NaOH yang dibutuhkan untuk mengubah warna titrasi adalah lebih banyak ketika bernafas setelah berlari, karena setelah berlari kadar CO2 yang dikeluarkan oleh subjek ketika meniup larutan lebih banyak daripada yang bernafas normal. Hal ini terjadi karena adanya kesalahan sewaktu melakukan praktikum. Tidak berwarnanya larutan (bening) akibat peniupan yang menghasilkan CO2 sehingga kondisi larutan menjadi asam akan kembali menjadi basa setelah ditambah dengan larutan 0,1 M NaOH dari hasil penitrasian dengan perubahan warna menjadi merah delima kembali. Sehingga penetrasian dapat menunjukkan terjadinya perubahan kondisi pada larutan dari asam menuju basa kembali karena terjadi penetralan larutan yang bersifat asam (akibat pengaruh CO2) oleh larutan basa NaOH 0,1 M.
J. Kesimpulan
1. Berdasarkan praktikum diketahui volume cadangan ekspirasi adalah 800cc (sumber: 1200ml), volume tidal 1150cc (sumber: 500ml), kapasitas paru paru 2167cc (sumber: 4800ml), volume cadangan inspiratori 217cc (sumber: 3100ml). 2. Berdasarkan praktikum diketahui frekuensi pernapasan setiap orang berbeda-beda, dipengaruhi oleh faktor jenis kelamin, usia, dan kebiasaan olah raga.
3. Berdasarkan praktikum diketahui bahwa ketika lelah, kadar CO2 dalam udara ekspirasi lebih rendah daripada saat normal (sumber: kadar CO2 dalam udara ekspirasi lebih tinggi ketika lelah daripada saat normal).
K. Daftar Pustaka
Alvyanto. 2009. Sistem pernapasan manusia, [online]. http: //alvyanto. blogspot.com/2010/01/sistem-pernafasan-manusia.html. Diakses pada tanggal 12 Oktober 2014 Anonim. 2009. Frekuensi Pernafasan dan Faktor yang Berpengaruh. [online]. http://bas-life.blogspot.com/2009/10/faktor-yang-mempengaruhikecepatan.html' rel='canonical'/>. Diakses pada tanggal 12 Oktober 2014 Basoeki, Soedjono,dkk. 2000. Petunjuk Praktikum Anatomi dan Fisiologi Manusia. Malang: IMSTEP JICA. Basoeki, Soedjono,dkk. 2003. Petunjuk Praktikum Anatomi dan Fisiologi Manusia. Malang: IMSTEP JICA. Guyton, Arthur C & Hall, John E. 1997. Fisiologi Kedokteran, Terjemahan Irawati Setiawan. Jakarta: EGC. Mrwaldi. 2009. Sistem Respirasi Pada Manusia. [online]. http://doc/ 23376022/Sistem-Pernafasan-Inspirasi-Dan-Ekspirasi. Diakses pada tanggal 12 Oktober 2014 Soewolo. 1999. Fisiologi Manusia. Malang: Universitas Negeri Malang. Soewolo. 2003. Fisiologi Manusia. Malang: Universitas Negeri Malang. Soewolo. 2005. Fisiologi Manusia. Malang: UM Press Suyono, Joko. 1995. Deteksi Dini Penyakit Akibat Kerja. Jakarta : EGC. Syaifudin. 1997. Anatomi Fisiologi Untuk Siswa Perawat . Jakarta: EGC.
Tambayong, Jan. 2001. Anatomi Fisiologi untuk Keperawatan. Jakarta: Rineka Cipta.
