1.0       PENGENALAN

Badan manusia sememangnya salah satu ciptaan yang unik. Pelbagai fungsi dapat dilakukan dengan adanya anggota badan yang sempurna. Anggota badan manusia mempunyai keunikkan tersendiri kerana mempunyai bahagian seperti tulang, otot, sendi dan sebagainya. Tidak dilupakan mempunyai pelbagai proses yang mampu memberikan manusia bertenaga dan mendapatkan bekalan asas untuk hidup. Dalam subjek PJM 3106 ini, peluang mempelajari anggota badan manusia telah diberi. Anatomi dan fisiologi manusia dipelajari untuk menambahkan ilmu pengetahuan terhadap tubuh badan manusia.

            Selain itu, tugasan kali ini juga mengajar tentang analisis denyutan nadi selepas melakukan ujian Multi Stage Run. Ujian Multi Stage Run dijalankan untuk menguji daya tahan kardiovaskular disamping mengaitkannya dengan denyutan nadi. Tugasan ini banyak memberi maklumat dan pengalaman yang bermakna dalam subjek anatomi dan fisiologi.

2.0       KITARAN SISTEMIK DAN KITARAN PULMONARI

Manusia memerlukan oksigen dalam meneruskan kehidupan seharian. Oksigen memainkan peranan yang penting dalam mengerakkan tubuh badan. Oksigen yang diperoleh daripada proses penukaran gas di paru-paru. Oleh demikian, proses kitaran darah dari seluruh tubuh badan yang mengangkut darah yang kaya dengan oksigen dan kaya dengan karbon dioksida mengalami kitaran melalui jantung ke paru-paru. Kitaran yang berlaku dalam proses ini ialah kitaran sistemik dan kitaran pulmonari.

2.1       Kitaran Sistemik

Kitaran sistemik membolehkan darah beroksigen serta nutrient dibawa ke organ-organ badan dan membawa darah nyahoksigen kembali ke jantung. Kitaran sistemik berlaku apabila atrium kiri menerima darah beroksigen daripada paru-paru. Ventrikel kiri mengepam darah yang kaya dengan oksigen tersebut ke seluruh tubuh melalui aorta. Oksigen dibekalkan kepada tisu-tisu tubuh dan karbon dioksida diangkut keluar.

2.2       Kitaran Pulmonari

Peredaran darah dalam kitaran pulmonari bermula apabila  darah nyahoksigen dibawa ke paru-paru untuk pertukaran gas sebelum darah beroksigen dikembalikan ke jantung. Proses peredaran kitaran pulmonari bermula apabila atrium kanan menerima darah yang nyahoksigen daripada tisu-tisu badan. Ventrikel kanan mengepam darah tersebut ke paru-paru melalui arteri pulmonari. Di paru-paru, darah mengalami proses penukaran gas iaitu mengambil oksigen dan melepaskan karbon dioksida.

Peredaran ini membawa darah beroksigen dan nutrien ke seluruh badan melalui aorta dan membawa darah nyahoksigen kembali ke jantung. Atrium kiri menerima darah beroksigen daripada paru-paru. Ventrikel kiri mengepam darah tersebut ke seluruh tubuh melalui aorta. Oksigen dibekalkan kepada tisu-tisu tubuh dan karbon dioksida diangkut keluar.

Peredaran ini membawa darah tidak beroksigen (nyahoksigen)  dari jantung melalui arteri pulmonari ke paru-paru dan balik ke jantung melalui vena pulmonary. Atrium kanan menerima darah daripada tisu-tisu badan. Ventrikel kanan mengepam darah tersebut ke paru-paru melalui batang pulmonary. Di paru-paru, darah mengambil oksigen dan melepaskan karbon dioksida.

 

                                                                                                               

                                                           Rajah 1.1     

                                                           Rajah 1.2

3.0       ARTERI, VENA DAN KAPILARI

Darah di dalam badan manusia disalurkan ke seluruh bahagian dengan pembuluh darah. Pembuluh darah yang terdapat  dalam badan manusia berperanan sebagai bahagian yang mengangkut darah yang kaya dengan oksigen ke seluruh anggota sasaran dan mengangkut darah yang kaya dengan carbon dioksida ke paru-paru untuk proses penukaran gas carbon dioksida ke oksigen. Pembuluh darah yang terdapat dalam badan manusia mempunyai tiga jenis. Jenis-jenis tersebut ialah arteri, vena dan kapilari. Berikut ialah ciri-ciri yang terdapat pada ketiga-tiga jenis pembuluh darah yang terdapat pada badan manusia :

            Pembuluh darah amat penting kepada sistem badan manusia. Penjagaan terhadap pembuluh darah amat penting kerana tanpa pembuluh darah, pastinya tubuh badan akan mengalami kesukaran menerima oksigen. Lemak serta kerosakan pada pembuluh darah boleh menyebabkan berlakunya masalah pembuluh darah yang tersumbat dan menyebabkan strok. Jika dalam kes yang lebih serius, pembuluh darah yang tersumbat terutama di jantung boleh menyebabkan penyakit jantung yang boleh menyebabkan kematian. Oleh itu, penjagaan diri terutamanya dalam pemakanan haruslah dijaga untuk mengelakkan kerosakan pada pembuluh darah.

4.0       FISIOLOGI RESPIRATORI

Sel-sel yang hidup di dalam badan kita memerlukan oksigen untuk menjalankan aktiviti seharian dan menghasilkan karbon dioksida sebagai satu hasil akhirnya. Dua sistem yang membekalkan karbon dioksida ialah sistem kardiovaskular dan sistem pernafasan.

Rajah 3.1  :  Anatomi Sistemrespirasi

 

4.1       Jenis-jenis Respirasi

Dalam fisiologi pernafasan, terdapat dua jenis pernafasan. Jenis pertama adalah pernafasan melalui paru-paru atau pernafasan eksternal. Jenis yang kedua pula adalah pernafasan tisu atau pernafasan internal.

4.1.1    Pernafasan Eksternal

Pertukaran oksigen dan karbon dioksida adalah berlaku di paru-paru. Semasa bernafas, oksigen akan disalurkan melalui hidung dan mulut. Oksigen ini akan melalui trakea dan tiub bronkial ke alveoli. Proses ini mempunyai kaitan rapat dengan darah dalam kapilari pulmonari.

            Membran alveolar-kapilari merupakan satu-satunya lapisan yang memisahkan oksigen dari darah. Bagaimanakah membran ini memisahkan oksigen dari darah? Oksigen akan menembusi membran ini dan hemoglobin sel darah merah akan membawa oksigen tersebut ke jantung. Kemudian, darah akan dipam ke seluruh tubuh melalui arteri. Pada keadaan ini, darah yang keluar dari paru-paru mempunyai tekanan oksigen 100mmHg. Pada ketika ini juga, bacaan hemoglobin adalah 95% tepu oksigen.

            Karbon dioksida yang terhasil akan menembusi aveolar-kapilari dari kapilari darah, kemudian melalui tiub bronkial dan trakea seterusnya dihembus keluar melalui hidung dan mulut. Pernafasan eksternal mempunyai empat proses. Proses-proses tersebut adalah:

    (i)        Ventilasi pulmonari – menggantikan udara dalam alveoli dengan udara luar;

   (ii)        Aliran darah melalui paru-paru;

  (iii)        Pengagihan aliran udara dan aliran darah sedemikian sehingga jumlah tepat dari setiapnya dapat sampai ke semua bahagian tubuh; dan

 (iv)        Penggabungan gas yang menembusi membran pemisah alveolar kapilari. Karbon dioksida lebih mudah bergabung dengan darah berbanding oksigen.

            Semasa melakukan aktiviti senaman, darah yang datang ke paru-paru mengandungi lebih banyak karbon dioksida berbanding oksigen. Justeru itu, karbon dioksida itu tidak dapat dikumuhkan, maka pengecutan dalam arteri darah bertambah. Hal ini akan merangsang pusat pernafasan dalam otak untuk mempercepat dan memperdalamkan pernafasan. Dengan ini, karbon dioksida dapat dikumuh dan paru-paru dapat mengambil oksigen dengan lebih banyak.

4.1.2    Pernafasan Internal

Pernafasan internal berlaku pada semua tisu tubuh. Darah yang sampai di kapilari bergerak dengan lambat. Darah tersebut juga hemoglobinnya tepu dengan oksigen. Pengoksigenan akan berlaku apabila sel tisu mengambil oksigen dari hemoglobin dan hasilnya adalah karbon dioksida.

Rajah 4.1: Pernafasan Eksternal dan Internal

 

4.2       Komponen dan Fungsi Sistem Respiratori

Sistem pernafasan terjadi dengan adanya organ-organ tertentu. Organ-organ yang terlibat di dalam sistem pernafasan adalah hidung, farinks, larinks, trakea, bronkus dan paru-paru.

Rajah 4.2: Sistem Pernafasan

           

Rajah 4.3: Larinks, Trakea dan Bronkus

Organ		Fungsi
Hidung	·         Bahagian hidung boleh terbahagi kepada dua iaitu bahagian internal dan bahagian eksternal. ·         Bahagian eksternal terletak pada permukaan muka. Ia terbentuk daripada tulang dan rawan yang berbentuk rangka penyokong. ·         Rangka hidung ini dilitupi oleh kulit di bahagian luar dan membran mukus di lapisan dalamnya. ·         Lubang hidung atau nares eksternal adalah dua bukaan yang terdapat di bawah hidung eksternal. ·         Bahagian internal pula terletak di atas mulut dan di antara dua kaviti orbit. ·         Septum hidung membahagi hidung kepada bahagian kanan dan kiri. ·         Membran mukus yang melapisi kaviti hidung dipenuhi dengan pembuluh darah.	·         Bulu hidung menapis debu dan mikroorganisma dari udara yang masuk. ·         Lapisan mukus pula memerangkap debu dan mikroorganisma. ·         Membran mukus menerima bekalan darah yang banyak dan berfungsi untuk mengawal udara yang masuk menjadi hampir sama dengan suhu badan dan melembapkannya. ·         Untuk membau kerana terdapat reseptor bau di bahagian atas hidung. ·         Membantu menghasilkan bunyi dengungan (fonasi).
Farinks	·         Dikenali juga sebagai tekak. ·         Mempunyai kira-kira 12 hingga 13 cm panjang tiub berotot. ·         Merupakan satu salur yang bermula dari dasar tengkorak dan tamat di belakang peti suara di aras vertebra leher keenam. ·         Bahagian paling atas farinks dikenali sebagai nasofarinks. ·         Bahagian tengah pula dikenali sebagai orofarinks dan bahagian paling bawah dikenali sebagai laringofarinks.	·         Menyediakan laluan bagi keluar masuk udara dan juga makanan dan minuman. ·         Menyediakan ruang dengungan (resonasi) untuk bunyi percakapan. ·         Memberi perlindungan daripada mikroorganisma yang masuk bersama udara, makanan dan minuman.
Larinks	·         Juga dikenali sebagai peti suara. ·         Merupakan laluan pendek yang menghubungkan laringofarinks dengan trakea. ·         Terdapat beberapa tulang rawan di larinks. ·         Tiga daripada tulang rawan ini tidak berpasangan dan tiga lagi berpasangan. ·         Rawan yang berpasangan adalah aritenoid, kornikulat dan kuneiform. ·         Manakala rawan yang tidak berpasangan adalah tiroid, epiglotis dan krikoid.	·         Penghasilan suara. ·         Laluan udara. ·         Menghalang kemasukan bahan asing ke trek pernafasan bawah melalui lipatan-lipatan epiglotis dan vokal.
Trakea	·         Merupakan satu salur berukuran 12cm panjang. ·         Terbentuk daripada rawan-rawan yang berbentuk C. ·         Permukaan belakang salur dilapisi dengan selaput. ·         Otot bebas terdapat di ruang antara rawan-rawan.	·         Menyediakan tempat laluan bagi udara yang masuk dan keluar.
Bronkus	·         Trakea akan bercabang dan membentuk bronkus kiri dan kanan. ·         Dilapisi oleh tisu epitelium. ·         Bronkus kanan lebih pendek dan lebar daripada bronkus kiri. ·         Bronkus kiri lebih panjang dan nipis. ·         Terdapat banyak pencabangan pada bronkus dan membentuk seperti batang pokok dan sering dirujuk sebagai pepokok bronkus.	·         Menyediakan tempat laluan bagi pengagihan keluar dan masuk udara.
Paru-paru	·         Berbentuk kon dan berpasangan. ·         Jantung dan struktur lain memisahkan paru-paru dari pasangannya. ·         Paru-paru kiri mempunyai dua lobus, manakala paru-paru kanan tiga lobus. ·         Dikelilingi oleh dua membran serosa yang dipanggil sebagai pleura.	·         Pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida.

5.0       VENTILASI PULMONARI

Respirasi adalah dapat diertikan sebagai proses pertukaran gas dalam badan, iaitu oksigen (O²) yang diperlukan tubuh untuk metabolisme sel dengan karbon dioksida (CO²) yang dihasilkan dari metabolisme tersebut dikeluarkan dari tubuh melalui paru-paru. Respirasi boleh berlaku dalam tiga langkah asas iaitu Ventilasi Pulmonari, Respirasi Eksternal dan Respirasi Internal. Ventilasi Pulmonari adalah di mana udara akan disedut masuk dan dihembus keluar dari paru-paru supaya udara yang berada dalam paru-paru akan sentiasa mengalir. Proses ini juga dikenali sebagai pernafasan.

            Robert Boyle telah mengemukakan Hukum Boyle yang menyatakan bahawa tekanan berkadar songsang dengan isipadu. Ini bermakna apabila isipadu bekas tinggi, tekanan akan menurun manakala sebaliknya apabila isipadu bekas kurang tekanan akan meningkat. Ventilasi Pulmonari yang merupakan proses pernafasan di mana gas atau udara mengalir atau bergerak antara atmosfera dan paru-paru disebabkan oleh perubahan tekanan udara dalam paru-paru. Terdapat dua fasa penting dalam Ventilasi Pulmonari iaitu sedutan nafas (inhalation), proses pergerakan udara masuk ke paru-paru dan yang kedua adalah hembusan nafas (exhalation), proses pergerakan udara keluar dari paru-paru. Perbezaan tekanan yang disebabkan oleh perubahan isipadu paru-paru akan memaksa udara masuk semasa fasa sedutan nafas dan keluar ketika fasa hembusan nafas.

            Alveoli merupakan salah satu struktur dalam sistem respiratori. Alveoli turut dikenali sebagai beg udara. Ia diselaputi oleh beribu-ribu kapilari darah yang membawa CO² untuk proses penyerapan ke dalam alveoli dan membawa O² ke sistem peredaran darah. Ciri-ciri yang terdapat pada alveoli adalah kecil, lembap, berdinding nipis, dan setiap kapilari mempunyai banyak beg udara. Fasa sedutan nafas adalah merupakan proses di mana udara masuk ke dalam paru-paru. Justeru itu, untuk membolehkan udara masuk ke dalam paru-paru, tekanan di alveoli mestilah rendah daripada tekanan di atmosfera. Keadaan ini boleh dicapai dengan meningkatkan isipadu paru-paru. Paru-paru pula mestilah mengembang untuk meningkatkan isipadu paru-paru dan merendahkan tekanan udara di dalam paru-paru. Salah satu otot yang terlibat adalah diafragma di mana pengecutan otot diafragma akan menyebabkan ia mendatar dan meningkatkan dimensi toraks rongga. Dalam pernafasan normal, diafragma akan menurun sebanyak 1 cm, dan menghasilkan tekanan udara sebanyak 1 hingga 3 mmHg. 75% udara yang masuk ketika sedutan nafas adalah terhasil daripada pengecutan otot diafragma.

           

            Otot kedua yang terlibat dalam fasa sedutan nafas adalah external intercostal. Apabila otot external intercostal mengecut, tulang rusuk akan terangkat ke atas. Ini akan meningkatkan diameter rongga toraks. 25% udara yang masuk ketika sedutan nafas adalah hasil daripada pengecutan otot external intercostal. Apabila kapasiti rongga toraks meningkat, maka isipadu paru-paru juga akan meningkat sekaligus tekanan alveoli akan menurun. Tekanan udara adalah sebanyak 760 – 758 mmHg. Perubahan tekanan akan menyebabkan udara bergerak dari luar ke dalam paru-paru. Selagi ada perbezaan tekanan, maka udara akan terus masuk ke dalam paru-paru. Fasa hembusan nafas merupakan proses pergerakan udara keluar dari paru-paru. Ia juga berlaku disebabkan oleh perubahan tekanan. Fasa ini berlaku apabila tekanan di dalam paru-paru adalah lebih tinggi daripada tekanan di atmosfera. Tidak ada pengecutan otot berlaku semasa fasa ini terjadi.

Hembusan nafas adalah hasil daripada ‘elastic recoil’ yang berlaku pada dinding toraks dan paru-paru. Ia mempunyai kecenderungan untuk kembali ke bentuk asal selepas mengembang. Apabila otot external intercostals mengendur, tulang rusuk akan menurun. Oleh itu, tekanan dalam paru-paru akan meningkat. Maka, udara akan bergerak keluar; dari kawasan tekanan tinggi ke kawasan tekanan rendah.

6.0       MEKANISME PENGAMBILAN DAN PENGHANTARAN GAS DALAM SISTEM RESPIRATORI

6.1       Mekanisme pernafasan

Mekanisme pernafasan melibatkan dua proses fizikal, iaitu tarikan nafas (inspirasi) dan hembusan nafas (ekspirasi). Mekanisme pernafasan melibatkan otot-otot interkosta (luar dan dalam) dan otot diafragma. Perubahan yang berlaku semasa mekanisme tarikan dan hembusan nafas ditunjukkan dalam jadual di bawah.

Rajah 5.1    Mekanisma Respirasi Inspirasi

Rajah 5.2    Mekanisma Respirasi Ekspirasi

Perubahan yang berlaku semasa mekanisme tarikan dan hembusan

Tarikan nafas (inspirasi)	Hembusan nafas (ekspirasi)
Otot interkosta luar mengecut	Otot interkosta luar mengendur
Otot interkosta dalam mengendur	Otot interkosta dalam mengecut
Sangkar rusuk tertarik ke atas dan ke luar	Sangkar rusuk tertarik ke bawah dan ke dalam
Otot diafragma mengecut	Otot diafragma mengendur
Diafragma menjadi kurang melengkung	Diafragma melengkung ke atas seperti  bentuk kubah
Pergerakan otot-otot di atas menyebabkan isi padu rongga toraks bertambah dan tekanan udara di dalamnya berkurang	Pergerakan otot-otot di atas menyebabkan isi padu rongga toraks berkurang dan tekanan udara di dalamnya bertambah
Akibatnya udara dari luar masuk ke dalam peparu	Akibatnya udara  dari peparu ditolak ke luar

Apabila kita menarik nafas, otot diafragma akan menguncup sekali gus menjadikan ruang toraks lebih luas. Pada masa ini, juga paru-paru akan mengembung dan menjadikan tekanan udara dalam paru-paru berkurangan. Akibat daripada tindakan itu, udara akan disedut masuk melalui salur udara ke dalam paru-paru.

Semasa menghembus nafas, ruang dada menjadi lebih kecil. Ini berlaku kerana otot diafragma naik ke atas dan tulang rusuk ditarik ke bawah oleh otot interkosta dalam. Tekan udara menjadi lebih tinggi di dalam paru-paru dan ini menyebabkan udara berasak keluar dari paru-paru.

Terdapat beberapa gerakan pernafasan yang dianggap istimewa kerana ia berbeza daripada gerakan pernafasan biasa. Ia berlaku pada keadaan;

            (i)        Mengeluh dan menguap – gerakan menarik nafas yang panjang.

           (ii)        Batuk dan bersin – gerakan menghembus nafas yang terpaksa.

          (iii)        Tersedu – gerakan menarik nafas dengan mengejut kerana sentakan otot diafragma. Bunyi tersedu terjadi kerana udara dihirup dengan segera melalui pita suara.

6.2       Kawalan Pernafasan

Dalam sehari kita menarik dan menghembus nafas tanpa henti. Pada setiap satu minit, orang dewasa melakukan gerakan pernafasan sebanyak 16 hingga 18 kali. Ada dua faktor yang mengawal pernafasan iaitu kawalan saraf dan kawalan kimia.

    (i)        Kawalan saraf

Sistem saraf mengawal gerakan pernafasan menjadikannya gerakan otomatik. Namun begitu manusia boleh mengawal gerakan pernafasan dengan kuasa kawalan pada jangka masa yang pendek sahaja.  Pusat kawalan pernafasan yang terletak di medula oblongata bertanggungjawab menjadikan gerakan pernafasan menjadi gerakan otomatik. Di pusat inilah utusan saraf mengalir melalui gentian-gentian saraf khas dan sampai ke otot diafragma dan ke lain-lain otot pernafasan.

   (ii)        Kawalan kimia

Kepekaan pusat kawalan pernafasan terhadap kehadiran karbon dioksida dalam darah adalah sangat tinggi. Pusat kawalan pernafasan akan terangsang apabila penghasilan karbon dioksida bertambah. Ini akan menyebabkan pengaliran utusan pernafasan ke otot-otot pernafasan untuk mempercepatkan dan memanjangkan gerakan pernafasan untuk menyingkirkan karbon dioksida. Secara amnya boleh dikatakan bahawa pusat kawalan pernafasan mengawal atur jumlah karbon dioksida di dalam darah serta menentukan bilangan dan panjangnya sesuatu pernafasan.

7.0       RUMUSAN

Subjek anatamoni dan fisiologi banyak memberi maklumat tentang tubuh badan manusia. Manusia mempunyai keunikan yang berbeza berbanding hidupan yang lain di dunia ini. Segala anggota badan daripada sekecil sel hinggalah menjadi satu anggota badan, semuanya amat penting untuk kelansungan hidup. Manusia perlu menjaga tubuh badan untuk memastikan kehidupan penuh dengan rasa cergas dan bebas dari sebarang penyakit. Namun begitu, kesibukan rutin harian membuatkan mansia leka daripada menjaga tubuh badan. Senaman dan penjagaan makanan amat penting kerana kedua-dua faktor ini mempengaruhi kesihatan manusia. Jika tidak dijaga, jangka hayat manusia akan berkurangan dan penyakit yang dihidap akan merosakkan tubuh badan.

            Tambahan pula, tugasan ini juga berkaitan dengan ujian amali Multi Stage Run atau pun lebih dikenali sebagai bleep test. Oleh itu, semasa melakukan amali ini terdapat pergerakan yang melibatkan otot-otot, tulang-tulang, sendi-sendi dan organ-organ lain yang berkaitan. Jelaslah, otot-otot, tulang-tulang dan sendi-sendi sangat penting dalam melakukan pergerakan seperti ujian amali Multi Stage Run. Seterusnya, menerangkan kadar nadi yang diambil selepas melakukan ujian amali Multi Stage Run. Kadar nadi sangat penting untuk mengetahui kadar nadi rehat seseorang individu selepas melakukan aktiviti seperti ujian amali Multi Stage Run. Tambahan lagi, tugasan ini juga menerangkan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi sistem kardiovaskular dan respiratori.

            Selain itu, tugasan ini juga juga menerangkan tentang pelbagai aktiviti yang sesuai untuk masyarakat Malaysia seperti aktiviti yang boleh memberi kesihatan dan dapat menjaga jantung agar sihat sentiasa. Aktiviti seperti senaman mestilah dilakukan sekurang-kurangnya tiga kali seminggu dan mestilah lebih daripada 30 minit ianya dilakukan agar dapat memberi kesan ke atas tubuh badan. Oleh demikian, kita perlulah bijak dalam mengurus diri untuk menjaga dan menghargai kurniaan tubuh badan yang sihat ini. Rutin harian perlulah diseimbangkan dengan gaya hidup sihat. Kesedaran yang timbul dalam diri perlu bermula dengan awal sebelum terlambat.