FISIOLOGI
PENERBANGAN
Fisiologi
penerbangan merupakan ilmu pengetahuan tentang berbagai respons fisiologis
tubuh dalam lingkungan penerbangan atau aviasi. Terbang akan menimbulkan
sejumlah efek yang besar pada tubuh melalui gaya akselerasi dan gravitasi yang
terjadi pada saat melakukan manuver dalam penerbangan. Pilot dan awak pesawat
sudah terlatih untuk mengatasi akibat yang ditimbulkan oleh kedua gaya ini.
A.
Gaya
Akselerasi
Akselerasi
berarti perubahan pada kecepatan. Terbang lurus dalam posisi horizontal dan
kecepatan yang konstan tidak banyak berpengaruh bagi tubuh. Akan tetapi,
perubahan kecepatan akan membawa akibat fisiologis yang serius. Gaya akselerasi
dalam penerbangan akan terjadi pada akselerasi linier, radial atau sentripetal
dan angular.
B.
Gaya
Gravitasi
Gaya gravitasi
(G force) merupakan faktor utama yang menimbulkan gaya akselerasi. G force dan
arah di mana tubuh menerima gaya tersebut menjadi penyebab terjadinya perubahan
fisiologis dalam tubuh selama akselerasi.
G dianggap
sebagai gaya atau kekuatan ‘tarikan’ gravitasi pada tubuh . Di permukaan bumi,
kekuatan tarikan tersebut menjadi penyebab adanya berat badan. Gaya gravitasi pada saat duduk, berdiri atau
berbaring dianggap sama dengan berat badan dan disebut 1G. Satuan G akan
meningkat pada akselerasi. Jika kita mengatakan bahwa satuan G meningkat
menjadi 5G selama akselerasi, maka perkataan ini berarti kalau gaya gravitasi pada
tubuh di saat itu sama dengan lima kali lipat berat badan.
Ketika naik
pesawat udara, elevator atau mobil dan terjadi perubahan kecepatan atau arah
yang mendadak, maka penumpangnya akan terlempar atau terputar pada arah yang
berlawanan. Hal ini terjadi karena perubahan pada satuan G. Satuan G dapat
meningkat atau menurun. Peningkatan satuan g dinamakan G positif dan penurunan
satuan G dinamakan G negatif. G positif terjadi ketika kecepatan ditingkatkan
(akselerasi). G negatif terjadi ketika kecepatan dikurangi (
diperlambat-deselerasi). Satuan G juga berubah jika terjadi perubahan arah.
Selama terbang,
baik G positif maupun G negatif akan menimbulkan perubahan fisiologis dalam
tubuh.
1.
Akibat
Gaya Gravitasi Pada Tubuh
a)
Efek
G Positif
Efek utama yang
ditimbulkan oleh G positif selama akselerasi terlihat pada sirkulasi darah.
Ketika satuan G meningkat menjadi sekitar 4 hingga 5G, darah akan dipaksa
mengalir ke bagian bawah tubuh, termasuk abdomen. Jadi, curah jantung akan
berkurang sehingga terjadi penurunan pasokan darah ke otak dan mata.
Selanjutnya penurunan aliran darah akan mengurangi pasokan oksigen (hipoksia)
ke kepala dan menimbulkan gangguan berikut ini :
Ø Grayout
Grayout
merupakan pengelihatan yang berubah menjadi abu-abu ketika aliran darah ke mata
berkurang. Keadaan ini terjadi kerena retina lebih sensitif terhadap hhipoksia
ketimbang otak. Meskipun gangguan fisik tidak terjadi, namun gejala grayout
dianggap sebagai tanda peringatan akan penurunan aliran darah ke otak.
Ø Blackout
Blackout
merupakan kehilangan total pengelihatan yang terjadi ketika fungsi retina
terkena hipoksia. Kesadaran dan aktivitas muskular masih terdapat. Akan tetapi,
gejala blackout mengindikasikan risiko kehilangan kesadaran.
Ø Kehilangan
Kesadaran
Ketika gaya
gravitasi meningkat melebihi 5G, hipoksia sudah mencapai tingkat kritis yang
akan menimbulkan kehilangan kesadaran. Keadaan ini dapat disertai dengan
konvulsi. Keadaan tidak sadarkan diri dapat berlangsung sekiatar 15 detik.
Sesudah pulih dari keadaan tidak sadar, pasien masih memerlukan 10-15 menit
lagi untuk pemulihan daya orientasinya. Jika pasien itu kebetulan seorang pilot
yang terbang sendiri, maka dia akan kehilangan kontrol atas pesawatnya.
Ø Fraktur Tulang
Ketika gaya
gravitasi meningkat hingga sekitar 20G, tulang khususnya vertebrata akan
menjadi rentan terhadap fraktur bahkan dalam postur tubuh duduk.
b)
Efek
G Negatif
G negatif
terjadi pada saat terbang ke bawah (terbang terbalik). Keadaan ini menimbulkan
gangguan sebagai berikut :
Ø Hiperemia
Ketika gaya
gravitasi menurun hingga -4 sampai -6G, maka akan terjadi hiperemia dalam
kepala (karena peningkatan abnormal aliran darah) lantaran darah didorong ke
kepala. Kadang-kadang darah akan bertumpuk dalam kepala sehingga terjadi edema
serebri.
Pada keadaan ini
terdapat kongesti, flushing wajah dan sakit kepala yang ringan. G negatif pada
tingkat ini masih dapat ditolerir dan efek yang ditimbulkannya hanya bersifat
sementara. Otak juga dapat bertahan terhadap hiperemia pada keadaan semacam
ini.
Kecenderungan
aliran darah ke organ otak pada saat terjun bebas dengan posisi berdiri atau
flat spin, menjadikan pembuluh darah otak mengalami vasodilasi untuk menampung
peningkatan volume darah yang mengalir ke organ otak (hyperemia). Serta merta
pula tekanan hidrostatis dalam pembuluh kapiler otak meningkat yang diikuti
dengan perembesan cairan plasma ke jaringan otak di sekitar pembuluh darah
kapiler otak. Dengan demikian terjadi edema otak dengan memberikan sensasi rasa
berat atau penuh pada daerah kepala.
Pada individu tertentu, edema otak memunculkan gangguan psikosis
berupa disorientasi dimana individu tidak menyadari fenomena atau gangguan
kesehatan yang sedang menimpa dirinya. Selain itu, peningkatan aliran darah ke
otak memicu kemoreseptor pada otak untuk meningkatkan aliran darah ke ginjal
dengan maksud eksresi urine ditingkatkan untuk mengurangi volume cairan total
tubuh yang sesungguhnya mengarah ke dehidrasi.
Karena organ mata tidak terlindung oleh tulang kepala secara
penuh, hyperemia dapat pula melanda bagian dalam mata. Akibatnya, rongga mata
dan bola mata penuh dengan darah, sehingga menyebabkan mata tampak merah
seperti pada penyakit konjungtivitis. Juga organ keseimbangan (vestibular)
sehingga penerjun mengalami gangguan keseimbangan tubuh beberapa saat sebelum
berhasil mencapai keseimbangan tubuhnya kembali.
Ø
Red-out dan Sakit Kepala
Red-out merupakan pengelihatan yang menjadi kabur (tidak jelas) dan
warna merah yang timbulmendadak pada lapang pengelihatan sebagai akibat dari
penggembungan pembuluh darah di dalam kepala. Ketika G negatif mencapai sekitar
-15 hingga -20, maka akan terjadi dilatasi dan kongesti pembuluh darah dalam
kepala dan mata sehingga timbul gejala red-out serta sakit kepala.
Pembuluh darah
dalam otak mungkin tidak banyak terpengaruh karena adanya cairan serebrospinal.
Ketika darah menumpuk dalam otak, pada saat yang sama akan terjadi pooling
cairan serebrospinal dalam kranium. Dan tekanan tinggi yang ditimbulkan oleh
cairan serebropinal ini bertindak sebagai bantalan (pendapar) dan melindungi
pembuluh darah otak.
Ø Kehilangan
Kesadaran
Akan tetapi, G
negatif akan mempengaruhi tubuh dengan cara lain. G negatif akan meningkatkan
tekanan dalam pembuluh darah dada dan leher. Peningkatan tekanan ini
menyebabkan bradikardia atau irama jantung yang tidak teratur sehingga menambah
stagnasi darah di dalam kepala. Semua faktor ini pada akhirnya akan menimbulkan
kehilangan kesadaran.
2.
Pencegahan
Akibat Gaya G Pada Tubuh
Tubuh dapat
dilindungi dari akibat atau efek yang ditimbulkan oleh gaya G khususnya G
positif melalui metode berikut :
Ø Dengan
Menggunakan Ikat Pinggang
Penumpukan darah
dalam pembuluh darah abdomen dapat dicegah dengan mengenakan ikat pinggang dan membungkukuan
tubuh ketika duduk dalam pesawat. Prosedur ini akan menunda gejala grayout atau
pun blackout.
Ø Dengan
Menggunakan Pakaian Anti-G
Pakaian anti-G
memberikan tekanan positif pada ekstremitas bawah serta abdomen dan mencegah
penumpukan darah di bagian bawah tubuh.
3.
Efek
Medis Yang Disebabkan Oleh Gaya Gravitasi Pada Tubuh
Beberapa efek medis yang penting dari
gravitasi adalah terbentuknya varises di tungkai,
terbentuknya penyakit haemoroid (wasir), bertambah beratnya penyakit hernia,
bengkak (odem) pada tumit dan tungkai bawah pada penderita gagal jantung dan
masih banyak lagi contoh-contoh lainnya. Varises bukan sekedar masalah kosmetik karena
dapat menimbulkan berbagai penyulit.
Vena permukaan yang melebar ditungkai terjadi akibat
kegagalan katup satu arah di vena. Tekanan (gaya
per satuan luas) di vena tungkai sekitar 90 mmHg akibat adanya kolom
darah di atasnya. Kontraksi otot mendorong darah vena kembali ke jantung. Diberbagai
titik disepanjang perjalanan vena terdapat
katup-katup satu arah yang mencegah darah mengalir balik. Apabila katup
mengalami gangguan dan akhirnya darah
mengalir balik, darah akan menumpuk di vena dan vena akan mengalami pelebaran
(varises).
Pada penderita gagal jantung (heart failure), jantung
gagal memberikan tekanan guna mengalirkan darah secukupnya keseluruh tubuh dan kembali lagi ke jantung untuk
memenuhi kebutuhan sirkulasi tubuh. Pada waktu berdiri maupun melakukan aktivitas aliran balik akan melawan gravitasi,
khususnya pada waktu aliran darah
dari vena di daerah kaki akan kembali menuju ke jantung. Dalam
keadaan normal pompa jantung dan pompa otot (pada waktu kontraksi otot) mampu
mengalirkan darah kembali ke jantung meskipun harus melawan gravitasi.
Pada penderita gagal jantung kanan atau kongestif,
fungsi tersebut tidak bisa dijalankan secara sempurna atau bahkan gagal sama
sekali. Keadaan inilah yang menyebabkan sebagian darah vena gagal kembali ke
jantung dan menetap di daerah pergelangan kaki sehingga menyebabkan odem tumit dan tungkai bawah.
Wasir adalah varikositis akibat
dilatasi vena pleksushaemoroidalis,
mekanismenya mirip varises. Pada penderita penyakit
haemoroid (wasir) biasanya disarankan untuk buang air besar secara teratur, makan makanan berserat dan dilarang jongkok
atau duduk terlalu lama, atau mengangkat barang-barang yang berat. Tujuannya
untuk mengurangi tekanan (gaya per satuan luas)
pada vena pleksus haemoroidalis di daerah perianal.
Disamping itu keadaan yang menyebabkan
tekanan intra abdominal meningkat (kegemukan, kehamilan,
konstipasi, tumor abdomen) akan memperberat
penyakit. Tekanan yang kuat dan terus-menerusa akan menyebabkan dilatasi vena menjadi semakin parah dan permanen. Demikian juga pada kasus-kasus hernia, mengedan,
mengangkat barang-barang berat,
kenaikan tekanan intra abdominal
sangat berpotensi memperberat penyakit. Gaya gravitasi pada kerangka tulang juga sedikit banyak bermanfaat
bagi kesehatan tulang. Apabila seseorang kehilangan beratnya (seightless), seperti
pada astronot yang mengorbit, ia akan kehilangan sebagian mineral tulang.
Hal ini dapat menjadi masalah serius pada perjalanan di luar angkasa yang lama.
Tirah baring yang berkepanjangan juga
serupa, yaitu bahwa sebagian gaya berat tubuh tidak bertumpu pada tulang
sehingga dapat terjadi kehilangan
mineral tulang yang serius. Di lain
pihak pada manusia yang massa tubuh besar (berat), gaya gravitasi akan menjadi masalah. Massa tubuh
yang besar akan menyebabkan gaya gesek pada daerah persendian meningkat
dan ini akan berakibat munculnya penyakit
artritis.
Tekanan terbesar di tubuh, yang biasanya disebut dengan stres, terdapat di sendi-sendi penyangga berat
tubuh. Apabila semua berat tubuh ditumpukan pada satu tungkai, tekanan
pada lutut bisa mencapai 10 atm. Apabila
luas permukaan sendi tidak terlalu
besar, tekanan akan semakin besar. Untungnya sendi memiliki struktur sedemikian sehingga semakin
tinggi tekanan, semakin baik
pelumasannya. Pada kasus traumatologi (fraktur), gaya gravitasi
dimanfaatkan untuk melakukan traksi.
Secara umum traksi dilakukan dengan menempatkan beban dengan tali pada ekstermitas pasien.
Tempat tarikan disesuaikan sedemikian rupa sehingga arah tarikan segaris dengan sumbu panjang tulang yang patah. Tujuannya
adalah mengurangi nyeri akibat spasme otot, memperbaiki dan mencegah deformitas, immobilisasi, difraksi penyakit dan
mengencangkan pada perlekatannya. Di
lain pihak gaya gravitasi (gaya berat, gaya gesek) bisa juga menjadikan faktor penyulit proses penyembuhan
terutama padatahap fiksasi/imobilisasi. Misalnya fraktur pada daerah
penyangga berat badan atau ektremitas bawah
(femur, tibia, fibula, dsb). Sehingga
penanganan fraktur tulang penyangga tubuh agak berbeda dengan penanganan
fraktur tulang yang bukan penyangga tubuh.
Semua orang pernah melihat seorang
anak memasukkan jempol ke dalam mulutnya.
Tindakan ini merupakan bagian dari tumbuh kembang dan hampir semua anak
melakukannya walaupun akhirnya kebiasaan ini
akan terhenti. Mengisap jempol secara berlebihan dapat mengubah bentuk
mulut karena tindakan ini dapat menyebabkan
gigi-gigi depan bergeser. Biasanya dua gigi seri tengah terdorong keluar dan merenggang yang dapatmenyebabkan overbite (tongos). Untuk mengatasi kondisi tersebut biasanya dokter
gigimembuat suatu penghubung mekanis
ke gigi yang perlu digeser dan
diberikan gaya melalui headgear
eksternal.
Metode lain, misalnya penambahan pita karet untuk menghasilkan tegangan
diantara gigi agar gigi dapat digeser
bersama-sama, tergantung kondisi awal gigi. Kadang-kadang sebuah gigi
perlu digeser sedikit, hal ini sering dapat
dilakukan dengan penggunaan kawat pegas yang sesuai. Ternyata gaya yang
diperlukan sangat kecil, yaitu sekitar
1 N.
DAFTAR PUSTAKA
