Fungsi System Respirasi Dalam Latihan Fisik

Fungsi System Respirasi Dalam Latihan Fisik
Fungsi System Respirasi Dalam Latihan Fisik
Sistem respirasi membantu menyatukan tubuh sebagai susatu kesatuan dan sebagai alur nutrisi dan oksigen yang berlangsung terus menerus melalui aliran darah, sehingga energi yang diperlukan dalam periode waktu tertentu dapat dipertahankan. Sebaliknya, limbah metabolisme dengan cepat diangkut melalui sirkulasi dari tempat energi dikeluarkan.
Selama melakukan latihan yang berat frekuensi bernafas pada orang yang muda dan sehat, biasanya meningkat antara 35-45 kali per menit, sehingga volume tidal bisa mencapai 20 liter bahkan lebih. Sebagai akibatnya dengan meningkatnya frekuensi bernafas dan volume tidal, maka ventilasi semenit dapat dengan mudah mencapai 100 liter atau sekitar 17 kali lebih besar daripada waktu istirahat. Pada atlet daya tahan (laki-laki) dalam kondisi yang baik, ventilasi semenit dapat mencapai 160 liter permenit selama melakukan latihan maksimal. Malahan, Wilmore, dkk (1972) melaporkan bahwa ventilasi semenit sebesar 208 liter permenit yang dicapai oleh seorang pemain sepak bola profesional pada waktu melakukan latihan maksimal dengan sepeda ergocycle. Walaupun ventilasi semenit sebesar itu, namun volume tidal sangat jarang melebihi 55% dari kapasitas vital, baik pada orang yang terlatih maupun yang tidak terlatih.
Berikut ini adalah tabel devinisi volume dan kapasitas paru dan perubahannya selama latihan fisik
Volume dan Kapasitas Paru
Definisi
Perubahan Selama Latihan
Volume
Total Volume (VT)
Volume Tidal
Jumlah udara yang dihirup dan akan melakukan setiap daur pernafasan.
Meningkat
Inspiratory Reserve Volume (IRV)
Volume Cadangan Inspirasi
Jumlah maksimal udara yang dapat dihirup setelah inspirasi biasa
Menurun
Expiratory Reserve Volume (ERV)
Volume Cadangan Ekspirasi
Jumlah maksimal udara yang dapat dihembuskan pada akhir ekspirasi biasa.
Sedikit menurun
Residual Volume (RV)
Volume Residu
Jumlah udara yang tetap tinggal didalam paru pada akhir ekpirasi maksimal
Sedikit meningkat
Kapasitas
Total Lung Capacity (TLC)
Kapasitas Total Paru
Jumlah udara di dalam paru setelah inspirasi maksimal
Sedikit menurun
Vital Capacity (VC)
Kapasitas Vital
Jumlah udara maksimal pada ekspirasi yang kuat, setelah inspirasi maksimal
Sedikit menurun
Inspiratory Capacity (IC)
Kapasitas Inspirasi
Jumlah udara inspirasi maksimal, setelah ekspirasi biasa
Meningkat
Functional Residual Capacity (FRC)
Kapasitas Fungsi Residu
Jumlah udara yang tetap tinggal di dalam paru pada akhir ekspirasi dalam keadaan istirahat
Sedikit meningkat

Peningkatan volume tidal selama latihan mempunyai andil terhadap meningkatnya ventilasi semenit. Selama melakukan latihan yang maksimal, volume tidal mungkin bisa mencapai 5-6 kali kebih besar daripada waktu istirahat. Ini merupakan hasil pemakaian volume cadangan dengan inspirasi (inspiratory reserve volume - IRV) dan volume cadangan ekspirasi (Ekspirasi reserve volume – ERV), tetapi kemungkinannya lebih besar dari pada pemakaian volume cadangan inspirasi daripada volume cadangan ekspirasi.
Beberapa volume paru diukur dalam keadaan istirahat (kecuali volume tidal) yang lebih besar pada orang yang terlatih dari pada yang tidak terlatih. Berdasarkan hasil beberapa penelitian bahwa ukuran tubuh proporsional terhadap kapasitas total paru dan terutama kapasitas vital, dan kelompok atlet umumnya lebih tinggi dan lebih besar daripada non-atlet. Perenang biasanya telah mengembangkan kapasitas vital yang besar daripada kapasitas vital sebelumnya. Karena bentuk latihan tahanan yang dilakukan oleh perenang ketika memngluarkan nafas di dalam air, akan mengakibatkan kapasitas vital yang lebih besar.

Respon dan Adaptasi Latihan Pada Sistem Respirasi
Respon pada permulaan latihan (dan bahkan sebelum latihan dimulai), perubahan kardiovaskular dimulai dari syaraf pusat di atas bagian medulla. Penyesuaian ini memberikan peningkatan yang berarti di dalam meningkatkan laju dan kekuatan pemompaan jantung,seperti perubahan yang dapat diramalkan di dalam aliran darah regional yang berbanding dengan beratnya latihan, seperti halnya latihan terus-menerus.

Tabel respon dan adaptasi latihan pada sistem respirasi
Variabel

Efek Latihan


Istirahat
Latihan Submaksimal
Latihan Maksimal
Denyut nadi
menurun
menurun
menurun
Hipertrofi jantung
meningkat
-
-
Isi sekuncup
meningkat
meningkat
meningkat
Curah jantung
tetap
tetap
meningkat
Ventilasi paru
meningkat
menurun
meningkat
Efisiensi respirasi
meningkat
meningkat
meningkat
Konsumsi oksigen
tetap
menurun
meningkat
Perubahan kardiorespiratori yang disebabkan oleh latihan daya tahan aerobik, juga termasuk sistem transport oksigen. Sistem transport oksigen melibatkan juga sistem sirkulatori, respiratori, dan jaringan mereka bekerja bersama-sama untuk satu tujuan, yaitu melepaskan menyampaikan oksigen ke otot yang sedang bekerja. Karena dengan latihan daya tahan aerobik dapat meningkatkan respon jantung tehadap kegiatan dan juga dapat diharapkan bahwa orang-orang yang terlatih dapat bekerja lebih efisien pada semua pekerjaan. Pembuluh darah kapiler pada otot bertambah banyak, sehingga memungkinkan difusi oksigen di dalam otot menjadi lebih mudah. Akibatnya mempunyai kemampuan untuk mengangkut dan mempergunakan rata-rata oksigen lebih besar daripada orang yang tidak terlatih. Karena oksigen dipergunakan oleh semua jaringan-jaringan tubuh, maka orang yang memiliki ukuran tubuh lebih besar, juga memiliki konsumsi oksigen yang lebih besar daripada orang yang lebih kecil, baik pada waktu istirahat maupun pada waktu latihan. Karena ukuran tubuh merupakan dasar bagi pengukuran nilai konsumsi oksigen maksimal, dan biaanya dinyatakan dalam mililiter oksigen per kilogram berat badan.

Perubahan dan Transport Gas PO2 dan PCO2 Dalam Latihan
Suplai oksigen yang kita perlukan tergantung pada konsentrasi dan tekanan oksigen udara sekitar. Udara sekitar atau udara atmosfir komposisinya relatif tetap konstan, yaitu hampir 20.93% oksigen, 79.04% nitrogen, 0.03% karbondioksida, dan biasanya uap air dalam jumlah ynag sedikit. Molekul gas bergerak dalam kecepatan relatif sangat tinggi dengan mempergunakan tekanan melawan semua permukaan.
Pertukaran gas pada membran kapiler dengan alveolar dan kapiler dengan jaringan terjadi molekul proses difusi. Difusi dapat didefinisikan sebagai gerakan molekul tanpa aturan, dalam hal ini molekul gas. Gerakan tanpa aturan ini yang disebabkan oleh energi kinetik molekul. Gas cenderung berdifusi dari daerah yang berkonsentrasi tinggi ke arah yang konsentrasinya ledih rendah, atau karena adanya perbedaan tekanan.
Karena gas cenderung derdisfusi daerah yang berkonsentrasi atau bertekanan tinggi ke daerah yang bertekanan rendah, maka oksigen bergerak dari alveoli paru masuk ke darah pabila tekanan oksigen dalam alveoli paru lebih tinggi daripada tekanan oksigen dalam alveoli paru lebih tinggi daripada tekanan oksigen di dalam darah. Proses ini sama dengan proses yang terjadi antara darah dan kapiler jaringan. Misalnya karena terjadi metabolisme di dalam sel-sel jaringan, oksigen dipergunakan(tekanan oksigen menjadi rendah) dan karbon dioksida diproduksi ( tekanan karbon dioksida naik). Akibatnya darah bergerak melewati sel-sel jaringan oksigen keluar dari darah dan masuk ke sel-sel dan karbon dioksida keluar daari sel-sel dan masuk ke darah.
Pada waktu istirahat tekanan molekul oksigen dalam alveoli adalah sekitar 60 mm Hg, lebih besar dari pada tekanan pada pembuluh darah vena yang masuk ke kapiler pulmoner. Akibatnya, oksigen larut dan berdisfusi ke darah melalui membran kapiler. Katbon dioksida di pihak lain tekanannya sedikit lebih besar pada yang kembali ke pembuluh darah vena, dari pada tekanan di alveoli. Karena itu terjadi difusi karbon dioksida dari darah ke paru. Walaupun perbedaan tekanan 6 mm Hg. Untuk difusi karbondioksida ini kecil bila dibandingkan dengan perbedaan tekanan oksigen tetapi cukup memadai untuk mentransfer gas ini dalam keadaan larut.
Selanjutnya kita ingin mengetahui lebih jauh tentang konsep difusi terutama apa yang dinamakan tekanan parsial oksigen (PO2) dan tekanan parsial karbon dioksida (PCO) yang berkaitan dengan pertukaran gas. Gas terdiri dari molekul-molekul yang sangat kecil sekali, walaupun dipisah oleh jarak yang relatif jauh, kadang-kadang saling bertabrakan satu dengan yang lain. Gas mempergunakan tekanan tergantung kepada jumlah molekul-molekul yang bertabrakan (aktivitas molekul), sehingga makin banyak jumlah molekul yang yang bertabrakan (aktif) semakin besar pula tekanannya. Untuk menyatakan tekanan setiap gas di dalam campuran gas, seperti yang ada pada alveoli atau dalam cairan, seperti darah, dipergunakan istilah tekanan parsial.

Pertukaran Gas di Dalam Paru dan Jaringan
Seperti yang telah dikatakan, bahwa pertukaran gas berlangsung secara difusi. Begitu juga pertukaran gas yang terjadi di dalam paru dan jaringan. Gambar berikut ini akan menggambarkan laju perbedaan tekanan parsial oksigen (PO2) dan tekanan parsial karbon dioksida (PCO2) di dalam tubuh atau laju perbrdaan transfer gas di dalam tubuh dalam keadaan istirahat.
Pada waktu istirahat, tekanan molekul oksigen di dalam alveoli adalah sekitar 60 mm Hg, lebih besar dari pada tekanan pada pembuluh darah vena yang masuk ke kapiler pulmoner. Pertukaran gas ini begitu cepat pada paru cenderung sehat sehingga keseimbangan antara gas dalam darah dan gas dalam alveolar dapat berlangsung dalam waktu kurang dari 1 detik, atau pada pertengahan jalan darah menuju ke paru. Sehingga pada waktu darah meninggalkan paru yang selanjutnya mengalir ke seluruh tubuh mengandung oksigen dengan tekanan hampir 100 mm Hg dan tekanan karbon dioksida sekitar 40 mm Hg.