REGULASI AKTIVITAS PUSAT PERNAPASAN

Pengaturan pernapasan manusia dibagi menjadi 2 tempat, yaitu regulasi lokal dan regulasi di pusat pernapasannya.  Regulasi local akan diperankan oleh otot polos bronkioli. Sedangkan regulasi di pusat (pusat napas) berada di batang otak, yaitu tepatnya di medulla oblongata dan pons. Medulla oblongata merupakan pusat pernapasan primer dimana ada 2 area yang mengatur respirasi. Pertama, dikenal sebagai area dorsal respiratory group. Dorsal respiratory group atau sering disingkat DRG. Kedua, disebut dengan Ventral Respiratory Group atau VRG.

Regulasi Lokal

Kontrol lokal digunakan untuk menyeimbangkan aliran udara (ventilasi) dan aliran darah (perfusi). Ketika aliran darah lebih besar daripada aliran udara, maka yang terjadi adanya peningkatan kadar CO2 setempat dan penurunan kadar O2 setempat.

Untuk menaikkan kadar O2 setempat, maka otot polos saluran pernapasan akan mengalami relaksasi. Sehingga terjadi dilatasi saluran pernapasan lokal. Saluran napas yang mengalami dilatasi (volume membesar), tekanan mengecil, akan terjadi penurunan resistensi saluran napas. Penurunan resistensi ini akan menyebabkan banyaknya CO2 yang keluar dan O2 yang masuk ke dalam alveolus.

Untuk menurunkan kadar CO2 setempat, maka otot polos arteriol paru lokal akan mengalami kontraksi sehingga pembuluh darah lokal mengalami konstriksi (volume mengecil), tekanan membesar, sebagai akibatnya ada peningkatan resistensi. Maka, peningkatan resistensi ini akan mengakibatkan penurunan aliran darah.

Pusat Pernapasan

Pusat respirasi merupakan sekelompok neuron yang tersebar luas dan terletak bilateral di dalam substansia retikularis medula oblongata dan pons. Pusat respirasi dibagi menjadi DRG (Dorsal Respiratory Group) dan VRG (Ventral Respiratory Group). 

1.      Medulla Oblongata :

• DRG merupakan kumpulan neuron yang mengatur kerja otot eksternal interkostal dan otot diafragma. DRG ini berfungsi pada seluruh proses respirasi normal (berperan pada quiet breathing)

·         VRG merupakan kumpulan neuron yang mengatur kerja otot respirasi aksesori, yang berfungsi saat bernapas dengan kuat, yaitu saat inhalasi maksimal dan ekshalasi aktif (berperan pada saat pernapasan kuat dan inaktif pada pernapasan tenang).

Kelompok dorsal terutama terdiri atas neuron inspirasi yang serat desendensnya berakhir pada motor neuron di medula yang mempersarafi otot-otot inspirasi. Kelompok ventral terdiri atas neuron inspirasi dan neuron ekspirasi yang keduanya tidak aktif selama pernapasan tenang. Apabila kebutuhan ventilasi meningkat, neuron I pada kelompok ventral diaktifkan melalui rangsang dari kelompok dorsal. Impuls melalui serat saraf yang keluar dari neuron I kelompok ventral akan merangsang motor neuron yang mempersarafi otot-otot inspirasi. 

Selama respirasi normal :

·         meningkatnya aktivitas DRG selama periode 2 detik, sehingga menstimulasi otot-otot inspirasi, lalu terjadilah proses inhalasi. Setelah 2 detik, DRG berubah menjadi inaktif, lalu dibutuhkan waktu 3 detik untuk “quite” dan memungkinkan otot-otot inspirasi berelaksasi. Maka terjadilah ekshalasi normal (pasif).

Selama bernapas dengan kuat :

·         meningkatnya aktivitas DRG, yang menstimulasi aktivasi VRG pada otot-otot inspirasi

·         di akhir inhalasi, otot-otot ekspiratori menstimulasi otot aksesori sehingga mampu melakukan ekshalasi aktif

2.      Pons :

·         area pneumotaksik : membantu switch off  inspirasi (mengatur lamanya inspirasi)

·         area apnustik : mencegah switch off  inspirasi (berlawanan fungsi kerja dengan area pneumotaksik)

Pusat Apneustik dan Pneumotaxic

Apneustik dan pneumotaxic center merupakan sepasang nuceli yang mempengaruhi output respirasi Pusat pneumotaxic berfungsi membatasi lama inspirasi dan meningkatkan laju respirasi, dengan menginhibisi apneustik neuron dan membantu proses ekshalasi normal atau kuat.Pusat pneumotaksik mengirim impuls ke DRG yang menghambat neuron I, membatasi durasi inspirasi. Sebaliknya, pusat apneustik mencegah penghambatan neuron I dan memberikan kekuatan ekstra untuk inspirasi. Pada sistem ini, pusat pneumotaksik mendominasi, membantu menghentikan inspirasi dan memberikan kesempatan ekspirasi. Bila pengaruh pusat pneumotaksik dan n. vagus dihilangkan, pengaruh tonik pusat apneustik terhadap pusat respirasi menjadi dominan, sehingga terjadi apneusis (henti napas pada fase inspirasi). Sedangkan apabila pengaruh hambatan n. vagus masih ada, terjadi irama pernapasan yang lebih lambat dan dalam. Selama pernapasan normal, stimulasi dari pusat apneustik membantu peningkatan intensitas inhalasi sampai 2 sekon. Sedangkan pada pernapasan kuat, pusat apneustik dapat merespon input sensori dari nervus vagus sehingga meningkatkan laju respirasi.

Pengaturan respirasi dipengaruhi oleh :

1.      Korteks serebri yang dapat mempengaruhi pola respirasi.

2.      Zat-zat kimiawi : dalam tubuh terdapat kemoresptor yang sensitif terhadap perubahan konsentrasi O2, CO2 dan H+ di aorta, arkus aorta dan arteri karotis.

3.      Gerakan : perubahan gerakan diterima oleh proprioseptor.

4.      Refleks Heuring Breur : menjaga pengembangan dan pengempisan paru agar optimal.

5.      Faktor lain : tekanan darah, emosi, suhu, nyeri, aktivitas spinkter ani dan iritasi saluran nafas.