Pulmonary Gas Exchange (BAGIAN 1)

PENDAHULUAN

Kita sudah cukup mengetahui bahwa fungsi utama respiratory system adalah   mempertahan tekanan partiel O2 dan CO2 sedekat  mungkin kearah normal, dalam berbagai keadaan tertentu.

Disamping itu paru-paru juga punya fungsi yang lain seperti blood reservoir, filter, fluid and solute exchange.

Paru-paru merupakan satu mata rantai dalam system mata rantai yang komplex dalam mentransfer O2 dan CO2 antara darah dan udara.

Adekuat tidaknya fungsi sistem respirasi diukur dari normal tidaknya tekanan partiel O2 dan CO2 darah arteri, observasi fungsi pernafasan dengan cara lain hanya dapat menentukan tidak adekuatnya tetapi tak menjamin adekuatnya fungsi respirasi.

Tiga faktor utama yang telibat dalam fungsi pernafasan yaitu ventilasi, pulmonary blood flow dan diffusi gas antara alveoli dan darah dalam kapiler pulmonalis.

Ventilasi bukan sekedar mampu mendorong volume darah yang cukup tetapi juga harus mampu mendistribusikan keseluruh paru sesuai dengan distribusi dan jumlah pulmonary blood flow dan pada akhirnya setiap gas harus bisa dengan mudah berdifussi  melalui membran alveolaris. 

Dengan perkataan lain adanya keseimbangan antara ventilasi, perfusi dan diffusi.

2. VENTILASI

Pertukaran udara antara alveoli dan udara luar disebut ventilasi.

A.TIDAL VOLUME :

Udara yang keluar masuk alveoli dalam satu kali pernafasan disebut udara tidal(tidal volume). Tidak semua udara tidal sampai ke alveoli dan ikut terlibat berdiffusi.

Volume tidal yang ikut dalam pertukaran gas disebut effective tidal volume.

Dalam satu penelitian sekumpulan pasien yang dianestesi dengan paru-paru yang sehat dilakukan ventilasi terkontrol selama 24 jam dengan tidal volume yang konstan kira-kira 7cc/kgBB hanya dilakukan passive hyperinflasi dalam interval tertentu ternyata tidak dijumpai perubahan gradient antara tekanan partiel O2 dalam alveoli dan arteriel [;P (A-a)] O2.

Dengan volume tidal yang lebih besar terjadi penurunan P(A-a)O2.

Pada pasien-pasien yang sadar dengan volume tidal 7cc/kgBB walaupun dilakukan secara manual  pernafasan yang dalam selama 24 jam ternyata kurang bisa ditolerir karena menimbulkan kesan tak enak berupa dyspnoe walaupun tekanan partiel O2 dan CO2 arteri normal.

Dengan volume tidal sebesar 10-15cc/kgBB beratus ribu pasien yang diventilasi tak pernah dijumpai kerusakan paru-paru

B. MINUTE VOLUME :

Volume udara yang keluar masuk paru dalam satu menit disebut minute volume.

Ini diperoleh dengan mengalikan tidal volume dan frekuensi pernafasan.

Kalau dijabarkan melalui satu rumus maka :

      VE = VT x  f

      VE = minute volume

      VT = tidal volume

         f =  frekuensi pernafasan

Minute volume bisa diukur dengan spirometer dalam satu menit dan tidal volume  diperoleh dengan membaginya dengan frekuensi respirasi.

Minute volume bisa menurun dalam berbagai keadaan 
seperti high spinal anesthesia, halothan, cyclopropan, thiopentone dan ether yang dalam.

Penurunan minute volume ini mungkin tak mengganggu oksigenasi pasien tetapi tak mampu mengeluarkan CO2 secara adekuat.

C. DEAD SPACE VOLUME :

Bagian dari tidal volume yang tak ikut dalam pertukaran gas disebut dead space volume.

Bermacam-macam dead space :

1.ANATOMICAL SPACE

Saluran nafas yang tak ikut serta dalam pertukaran gas mulai dari hidung mulut, laryng, trachea sampai bronchioles terminalis.

Bervariasi menurut berat badan, umur, volume paru dan tidal volume.

Faktor yang memegang peranan penting mempengaruhi dead space volume(VD) adalah tidal volume(VT).

Menurut REDFORD besarnya VD pada dewasa dan neonatus = 1/3 VT atau 20-40% dari VT atau diperkirakan kira-kira 2,2 cc/kgBB.

Depressi rahang bawah, flexi kepala akan mengurangi anatomy dead space lebih kurang 30cc sebaliknya extensi kepala akan meningkatkan kira-kira 40 cc.

Pneumectomy, tracheostomy, intubasi akan jelas menurunkan dead space volume atropin,insersi oral airway akan meningkatkan dead space volume.

2. ALVEOLAR  DEAD  SPACE

Alveoli yang baik ventilasinya tapi non perfdused disebut wasted ventilation.

Pada keadaan paru overventilasi walaupun perfusi normal hal ini bisa menambah dead space volume.

Pada orang normal alveolar dead space ini minimal sehingga bisa diabaikan.

3.PHYSIOLOGICAL DEAD SPACE :

Ini merupakan penjumlahan anatomical dan alveolar dead space. Tapi dalam keadaan normal physiological dead space dianggap sama dengan anatomical dead space. Namanya seharusnya bukan physiological dead space tetapi pathological dead space. Oleh karena alveolar dead space hanya bermakna dalam keadaan pathologis.

Physiological dead space akan meninggi pada tidal volume yang besa, respiratoy rate yang cepat, induksi anestesi, atropin dan penyakit paru bila saja hubungan ventilasi  berubah, umpama penyakit bronchitis atau  asthma bronchiale,VD nya bisa mencapai  50-80% dari tidal volume.

Oleh Frumin dan Nunn (1963)  diketahui akibat perdarahan VD nya akan meninggi dan selama kontrol hipotensi terutama bila pasien dalam posisi head up juga akan meninggi (Ashroff et all 1964).

Selama intermitten positive pressure ventilation (IPPV)  kenaikan VD ini hampir dapat dikompensasi oleh intubasi yang dapat mengurangi dead space sd 50% (7).

Oleh karena hubungan antara dead space dan tidal volume agak konstan bila VT berubah,VD phys sering dinyatakan sebagai fraksi dari tidal volume (VD/VT) ratio, normalnya  0,25/0,4.

Pengaruh anestesi pada VD phys kelihatan sangat variabel tetapi biasanya baik VD phys  maupun VD/VT ratio akan meninggi (normal =0,3).

Pasien yang dianestesi dengan kontrol ventilasi ratio VD/VT akan menjadi 0,3/0,45 tetapi bila efek intubasi dikoreksi maka VD/VT ratio menjdi 0,4/0,6.

Penelitian Keinn et all (1969), efek intubasi pada total fungsional dead space selama anestesi dengan halotan dan pernafasan spontan dengan memakai mask dan Frumin valve total dead space meningkat  sangat hebat (mean VD/VT=0,68,SD 0,062).

Ini bisa diturunkan dengan intubasi menjadi (mean VD/VT=0,51).

Sehingga perbedaan yang nyata total dead space antara mask dan intubasi kira-kira 82 cc.

Coopen  1967 telah menetapkan bahwa VD phys selama anestesi dengan passive ventilasi secara kasar dihitung dari formula :

                                                                                                 


                                                                   

                                                                
                                             umur
                 VD/VT   =  33 + --------------  %

                                                3                      
                                                                            

Kenaikan VD/VT > 0,65 kemungkinan gagal nafas akut.

Penyebab yang tersering kenaikan VD/VT ratio ini adalah hipotensi oleh sebab  rendahnya tekanan arteri pulmonal.


Pengukuran VD phys biasanya dengan memakai Enghoffs modification dari Bohrs  equation:

                                   ( PaCO2  -   PECO2 )
  VD phys    =              ----------------------------    -  VD apparatus

                                           PaCO2

            
PaCO2 =    tekanan partial CO2 dalam darah arteri

PECO2 =    tekanan partiel CO2 dalam udara expirasi

VD apparatus = Dead space volume karena apparatus anestesi.

Kenapa CO2 yang digunakan dalam rumus ini ?

Karena eliminasi CO2 dipengaruhi ventilasi. Caranya dengan mengumpulkan sample udara expirasi campuran dalam kantong Douglas beberapa kali pernafasan dan mengukur CO2 content serta total volume dan selama pengumpulan tersebut PaCO2 diukur. Nilai yang diperoleh untuk PECO2 dan VT lalu disubsitusikan dalam persamaan dan VD phys dihitung sebagai fraksi dari VT maupun nilai absolut VD phys.

4.APPARATUS DEAD SPACE : 

Merupakan volume udara yang terkandung dalam apparatus anestesi diantara pasien dan mesin anestesi (expiatory valve pada Magil System).


Ini memerlukan perhatian yang serius terutama bila yang dianestesi anak atau bayi.

Pada Magil system dead space bisa bertambah lebih kurang 125 cc.

Bersambung

Posted in: Kedokteran Umum,Paru-Paru,Pulmonary