Metode “Napas Ritme” dan Imunitas Tubuh

METODE “NAPAS RITME” DAN IMUNITAS TUBUH

Oleh: Mas Gunggung
(Instruktur Olah Napas Kebugaran TNI AL)


Tubuh manusia tersusun atas trilyunan sel yang terkelompok menjadi beberapa bagian sistem. Ada kurang lebih 11 (sebelas) sistem pada tubuh manusia yang sudah dipetakan. Diantara semua pemetaan tersebut Sistem Syaraf disebut sebagai “master system”.

Sistem Syaraf terdiri dari jutaan sel syaraf (neuron) yang berfungsi menghantarkan impuls listrik yang terbentuk akibat adanya suatu stimulus/rangsangan. Sel pada sistem syaraf berkomunikasi dengan sel lainnya menggunakan molekul pembawa pesan kimiawi yang disebut dengan “Neurotransmitter”. Sinyal molekul ini dapat bersifat autocrine (mempengaruhi sel yang mengeluarkannya), paracrine (mempengaruhi sel terdekat), dan endokrine (mempengaruhi sel terjauh).

Salah satu organ yang berisi banyak sekali kumpulan sel syaraf adalah Otak.

Otak manusia terdiri dari milyaran sel syaraf yang juga bekerja dengan impuls listrik. Meski demikian, tidak seperti kelistrikan otak yang cenderung mudah untuk dipelajari, mekanisme komunikasi antara sel otak dengan sel lain terus menerus diteliti. Ketika terjadi impuls listrik akibat dari stimulus, otak melepaskan molekul kimiawi yang disebut dengan “neurochemical”. Namun molekul ini belum dapat dikategorikan sebagai “neurotransmitter” karena dianggap belum memenuhi kriteria. Meski demikian ilmuwan sepakat bahwa molekul kimia yang dihasilkan otak ini dianggap sebagai “second messenger” yang bekerja dengan cara menyiarkan sinyal yang akan ditangkap oleh reseptor sel. Berikutnya, reseptor inilah yang akan meneruskan sinyal untuk memproduksi kondisi yang bersesuaian.

Molekul kimiawi pada otak agar dapat masuk pada kriteria “neurotransmitter” perlu memenuhi 6 (enam) persyaratan ketat yakni 1) di-sintesis pada syaraf, 2) disimpan disana, 3) dilepaskan dalam jumlah cukup untuk menghasilkan efek fisik, 4) ketika dilakukan percobaan maka harus menghasilkan efek yang sama pada jaringan yang hidup, 5) harus ada reseptor spesifik molekul tersebut, dan 6) ketika efek fisik dimatikan maka molekul akan terserap kembali ke dalam sel.

Satu molekul yang memenuhi kriteria ketat diatas adalah Acetylcholine (ACh). Ia tersebar luas di seluruh sistem syaraf pusat. Acetylcholine memiliki fungsi rangsang, tetapi bisa juga sebagai penghambat, bergantung pada kondisi yang terjadi pada lokasi reseptor. Acetylcholine dapat bekerja dengan sangat cepat dan cocok sebagai pemancar neuron motorik. Acetylcholine juga bekerja dalam sistem syaraf otonom, dimana ia bertanggung jawab untuk fungsi-fungsi tertentu seperti misalnya menyempitkan pupil mata, memperlambat detak jantung, dan menstimulasi air liur dan pencernaan.

Seiring dengan Acetylcholine, pemancar lain yang banyak ditemui di seluruh sistem saraf adalah Norepinephrine (juga dikenal sebagai Noradrenalin). Dalam sistem saraf pusat, fungsi Norepinephrine biasanya melengkapi fungsi Acetylcholine. Dalam sistem syaraf otonom, Norephineprihe akan melebarkan pupil mata, mempercepat detak jantung, dan menghambat proses pencernaan. Mekanisme Norephinephrine sering disebut sebagai respons stres “Fight or Flight or Freeze” sedangkan mekanisme Acetylcholine cenderung ke arah fungsi restoratif/perbaikan.

Salah satu bagian dari Sistem Syaraf Pusat adalah sesuatu yang disebut dengan Sistem Syaraf Otonom. Ia terdiri dari Syaraf Simpatik dan Syaraf Parasimpatik. Pada Otak terdapat 12 (dua belas) jalur syaraf Cranial (CN). Syaraf Parasimpatik menempati 4 (empat) posisi pada jalur tersebut yakni CN.III (Oculomotor), CN.VII (Facial), CN.IX (Glossopharingeal), dan CN.X (Vagus).

Neurotransmitter yang dilepaskan oleh Syaraf Simpatik adalah Epinephrine (EPI) dan Norepinephrine (NE). Sedangkan neurotransmitter yang dilepaskan oleh Syaraf Parasimpatik adalah Acetylcholine (ACh).

Terdapat korelasi antara sistem syaraf dan imunitas. Korelasi ini dapat dijelaskan dengan konsep Neuroimunologi.

Di dalam tubuh manusia terdapat sistem imun atau sistem kekebalan tubuh. Sistem imun adalah sekelompok sel, protein, jaringan, dan organ khusus yang bekerja sama melawan segala hal yang berbahaya bagi tubuh (virus, bakteri, jamur, patogen, kelainan tertentu). Imunitas pada tubuh manusia terdiri dari 2 (dua) bagian yakni imunitas bawaan dan imunitas adaptif.

Meski sistem imun terdiri dari banyak komponen, mulai dari sel hingga organ namun salah satu jenis sel yang paling penting dalam sistem tersebut adalah sel darah putih (leukosit).

Leukosit dihasilkan atau disimpan pada berbagai tempat di tubuh. Di antaranya yaitu timus, limpa, dan sumsum tulang, di mana organ-organ ini dikenal sebagai organ limfoid. Kadang leukosit juga disimpan dalam gumpalan jaringan limfoid (kelenjar limpa) yang tersebar di seluruh tubuh.

Leukosit bergerak di seluruh tubuh melalui pembuluh limpatik dan pembuluh darah seperti berpatroli, memantau adanya kemungkinan penyerang yang berbahaya.

Ada dua tipe leukosit utama yang bekerja sama untuk mencari dan membunuh organisme atau zat penyebab penyakit, yaitu:

  1. Limfosit adalah sel-sel yang membantu tubuh mengingat dan mengenali penyerbu sebelumnya. Limfosit juga membantu menghancurkan penyerbu tersebut. Ada dua macam limfosit, yaitu limfosit B dan limfosit T. Dihasilkan di sumsum tulang, limfosit akan menetap dan berkembang menjadi sel B, atau berpindah ke kelenjar timus dan berkembang menjadi sel T.
  2. Fagosit adalah sel-sel yang memakan penyerbu. Ada berbagai macam sel yang tergolong sebagai fagosit. Setiap jenis fagosit memiliki tugasnya masing-masing. Sebagai contoh, tipe yang paling umum adalah neutrofil, yang bertugas melawan bakteri.

Setiap dari sel imun, khususnya Limfosit, memiliki reseptor pada permukaannya. Dan reseptor ini akan bereaksi (terstimulasi) terhadap neurotransmitter dan neurochemical yang melekat kepadanya.

Reseptor yang teridentifikasi pada Limfosit adalah sebagai berikut:

  1. Reseptor Adrenergic (α dan β), untuk perlekatan Epinephrine dan Norepinephrine. Target sel imun: Macrophage, monocyte, dendritic cells, natural killer cells, T lymphocytes, B lymphocytes. (Wu et al., 2018)
  2. Reseptor Muscarinic dan Nicotinic, untuk perlekatan Acetylcholine. Target sel imun: Macrophage, dendritic cells, T lymphocytes, B lymphocytes. (Fujii et al., 2017a)
  3. Reseptor D2, D3, D4, D5, untuk perlekatan Dopamine. Target sel imun: Macrophage, natural killer, T lymphocytes, B lymphocytes. (Talhada et al., 2018)
  4. Reseptor 5HT1, 5HT1A, 5-HT1B, 5-HT2A, 5-HT3, 5-HT3A and 5-HT7, untuk perlekatan Serotonin. Target sel imun: Macrophage, dendritic cells, eosinophils, platelets, T lymphocytes, B lymphocytes. (Herr et al., 2017)
  5. Reseptor mGluR1, mGluR5, AMPA, NMDA, untuk perlekatan Glutamate. Target sel imun: Dendritic cells, T lymphocytes. (Fallarino et al., 2010)
  6. Reseptor GABA-Alpha, untuk perlekatan GABA. Target sel imun: Monocyte, macrophage, neutrophil, T lymphocytes, B lymphocytes. (Jin et al., 2013)
  7. Reseptor NK1, untuk perlekatan Substance-P. Target sel imun: Macrophages, T lymphocytes, B lymphocytes. (Mashaghi et al., 2016)
  8. Reseptor CGRP, untuk perlekatan CGRP. Target sel imun: Antigen presenting cells, mast cells, T & B lymphocytes. (Assas et al., 2014, Holzmann, 2013, Mikami et al., 2011)
  9. Reseptor μ, δ, κ, untuk perlekatan Endorphins. Target sel imun: Monocytes, dendritic cells, natural killer cells, T lymphocytes, B lymphocytes. (Bidlack, 2000)
  10. Reseptor CB2, untuk perlekatan Endocannabinoids. Target sel imun: Macrophages, mast cells, activated T lymphocytes, B lymphocytes. (Chiurchiu, 2016)
  11. Reseptor A2A, untuk perlekatan Adenosine. Target sel imun: Macrophage, dendritic cells, neutrophils, mast cells, T lymphocytes. (Hasko et al., 2008)

Berdasarkan pemahaman tersebut diatas terdapat hubungan antara sistem imun dan sistem syaraf. Aktivasi Syaraf Simpatik menghasilkan pelepasan neurotransmitter Epinephrine yang akan menghasilkan dampak menekan imunitas (Immuno-Suppressive) sedangkan aktivasi Syaraf Parasimpatik menghasilkan pelepasan neurotransmitter Acetylcholine yang akan menghasilkan dampak merangsang imunitas (Immuno-Stimulant).

Komunikasi antara sistem imun dan sistem syaraf bersifat dua arah (bidirectional) yakni Limfosit mempengaruhi sistem syaraf, demikian juga sebaliknya.

HUBUNGAN FREKWENSI, SYARAF OTONOM, DAN LAJU PERNAPASAN

Menggunakan analisa Power Spectral Density (PSD) berbasis algoritma Fast Fourier Transform (FFT) disepakati bahwa Syaraf Simpatik dan Syaraf Parasimpatik memiliki rentang frekwensi tertentu yakni sebagai berikut:

  1. Neuro-hormonal, berada pada Very Low Frequency, <0.04 Hz.
  2. Syaraf Simpatik, berada pada Low Frequency, 0.04-0.15 Hz.
  3. Syaraf Parasimpatik, berada pada High Frequency, 0.15-0.4 Hz.

Artinya, stimulasi akan terjadi apabila ada suatu kondisi yang mampu menghasilkan frekwensi pada rentang tersebut. Misalnya, apabila ada kondisi yang mampu menghasilkan frekwensi 0.17 Hz maka Syaraf Parasimpatik akan terstimulasi dan neurotransmitter Acetylcholine akan dilepaskan. Juga, apabila ada kondisi yang mampu menghasilkan frekwensi 0.10 Hz maka Syaraf Simpatik akan terstimulasi dan neurotransmitter Epinephrine akan dilepaskan.

Tubuh manusia mampu menghasilkan frekwensi yang dapat mengenai neurohormonal, mengenai syaraf simpatik dan mengenai syaraf parasimpatik dengan cara mengatur Respiration Rate (laju pernapasan) menggunakan paru-paru. Artinya, aktivitas bernapas dengan laju pernapasan tertentu akan menghasilkan frekwensi tertentu juga.

Pernapasan adalah proses di mana Oksigen dan CO2 diangkut ke dan dari paru-paru. Aktivitas yang melingkupinya terdiri dari Tarik Napas (Inhale), Tahan Napas (Hold/Retention), dan Buang Napas (Exhale).

Respiration Rate (laju pernapasan) adalah jumlah bernapas selama satu menit. Umumnya sebanyak 12-20 RR per menit (Royal College of Physicians, 2017) yang dikenal dengan cycle-per-minute atau ‘cpm’. Sedangkan Hertz adalah satuan dasar frekuensi sistem internasional yang didefinisikan sebagai satu siklus per detik atau cycle-per-second (cps).

Terdapat hubungan antara cycle-per-minute terhadap frekwensi yang dinyatakan dengan Hertz. Periode 1 menit sama dengan 1/60 Hz. Dengan pemahaman ini maka frekwensi pada laju pernapasan dapat dihitung dan dikonversi menjadi Hertz.

Beberapa contoh laju pernapasan dengan frekwensinya dapat dilihat sebagai berikut:

  • Laju Pernapasan 30x | Frekwensi 0.50 Hz
  • Laju Pernapasan 15x | Frekwensi 0.25 Hz
  • Laju Pernapasan 10x | Frekwensi 0.17 Hz
  • Laju Pernapasan 6x | Frekwensi 0.10 Hz
  • Laju Pernapasan 3x | Frekwensi 0.05 Hz
  • Laju Pernapasan 2.5x| Frekwensi 0.04 Hz
  • Laju Pernapasan 2x | Frekwensi 0.03 Hz
  • Laju Pernapasan 1x | Frekwensi 0.02 Hz

Cara sederhana untuk mendapatkan nilai Respiration Rate (RR) yakni:

60 / (I+E)

I = Inspirasi, yakni detik saat tarik napas
E = Ekspirasi, yakni detik saat buang napas

I+E itu disebut dengan “Total Cycle Time” atau TCT. Jadi nilai RR juga dapat diubah sedikit menjadi:

RR = 60 / TCT

Terlihat meskipun kita tahu Laju Pernapasan seseorang sebanyak sekian kali namun kita belum tahu berapa detik tarik napas dan berapa detik buang napas. Untuk dapat mengetahui berapa jumlah detik tarik napas dan jumlah detik buang napas maka digunakanlah Rasio I:E.

Rasio I:E didefinisikan sebagai perbandingan durasi detik tarik napas (T(i)) dan detik buang napas (T(e)). Ia didapat dengan rumus:

T(i) / T(i) : T(e) / T(i)

Misalnya, pada contoh dimana seseorang bernapas dengan pola tarik napas 5 detik dan buang napas 5 detik akan didapati nilai Rasio I:E sebagai berikut:

1. Dapatkan nilai TCT

TCT = I+E = 5+5 = 10 detik

2. Dapatkan nilai RR

RR = 60 / TCT = 60 / 10 = 6x per menit

3. Cari Rasio I:E

T(i) = 5 detik
T(e) = 5 detik
T(i) / T(i) : T(e) / T(i)
5 / 5 : 5 / 5
1:1

Maka nilai Rasio I:E diatas adalah 1:1.

Rasio I:E normal berada pada 1:2. Beberapa populasi dapat berada antara 1:3 hingga 1:4 untuk nilai rasionya. Saat tidur atau istirahat nilai Rasio I:E umumnya 1:2 atau normal. Sedangkan saat sedang mengerahkan tenaga Rasio I:E menjadi 1:1. Bahkan pada saat anestesi (pembiusan) umumnya menggunakan rasio 1:1.

Apabila Rasio I:E = 1 artinya Tarik napas dan Buang napas berada pada detik yang sama (Simetris). Apabila Rasio I:E > 1 artinya detik Tarik napas lebih panjang dibandingkan Buang napas (Asimetris, Long-Inhale). Sedangkan apabila Rasio I:E < 1 artinya detik Buang napas lebih panjang dibandingkan Tarik napas (Asimetris, Long-Exhale).

Dengan pemahaman tersebut diatas maka Laju Pernapasan dapat berada pada ritme Simetris, Asimetris-Long-Inhale, dan Asimetris-Long-Exhale.

Penggunaan rasio I:E yang menghasilkan ritme napas Asimetris-Long-Exhale menyebabkan terjadinya aktivasi pada Syaraf Vagus (CN.X, Syaraf Parasimpatik). Mekanisme ini dapat dijabarkan lebih lanjut dengan konsep Polyvagal untuk memahami adanya Vagal Paradox. Polyvagal membagi syaraf Vagus menjadi Dorsal Vagus dan Ventral Vagus. Kapan waktu nanti akan dibahas terpisah.

Ketika perubahan ritme napas pada Laju Pernapasan ini dilakukan maka akan terjadi hubungan neuroimunologi seperti dijelaskan diatas menggunakan prinsip pengaruh dua arah antara Neurotransmitter dan Limfosit.

Perubahan ritme napas pada Laju Pernapasan disebut dengan METODE “NAPAS RITME“. Terminologi ini digunakan oleh Mas Gunggung untuk memperkenalkan aspek olah napas secara logis kepada masyarakat.

Metode ini memiliki potensi kuat untuk dikembangkan lebih lanjut dan sekaligus mudah untuk dilakukan dan dilatih oleh siapa saja yang ingin belajar mempengaruhi imunitas tubuh via olah napas.

Penerapan optimal METODE NAPAS RITME pada imunitas dapat dikombinasikan dengan Intermittent Stres dalam bentuk-bentuk tertentu seperti Menahan Napas, Membentuk Postur, Menahan Beban, Perubahan Temperatur, Pengaturan Layer Abstraksi, dan banyak lagi yang akan dijelaskan pada tulisan yang akan datang.

Semoga bermanfaat.

Salam hangat,
MG

REFERENSI:

[1]. Interaction of neurotransmitters and neurochemicals with lymphocytes. (https://www.sciencedirect.com/…/artic…/pii/S0165572819300852)

[2]. Guideline for the application of heart rate and heart rate variability in occupational medicine and occupational science. Sammito, et all. (DOI: 10.17147/ASUI.2015-06-09-03)

[3]. An Overview of Heart Rate Variability Metrics and Norms. Fred Shaffer, and J. P. Ginsberg. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5624990/)

[4]. Heart Rate Variability: An Indicator of Self-Regulatory Capacity, Autonomic Function and Health. Institute of HeartMath. (https://www.heartmath.org/…/science…/heart-rate-variability/)

[5]. Physiology, Respiratory Rate. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK537306/)

[6]. List of systems of the human body. Wikipedia. (https://en.wikipedia.org/…/List_of_systems_of_the_human_body)

[7]. Ventilation, Ventilators and Humidfication. (http://www.anaesthesia.med.usyd.edu.au/…/v…/ventilation.html)

[8]. Inverse Ratio Ventilation. Erik Sembroski, Abhishek Bhardwaj. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK535395/)

[9]. Discovering the Brain. Ackerman S. Washington (DC): National Academies Press (US); 1992. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK234149/)

[10]. The polyvagal theory: New insights into adaptive reactions of the autonomic nervous system. STEPHEN W. PORGES, PhD. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3108032/)

Avatar

About MG

He is martial artist in Pencak Silat Merpati Putih. He develops health and wealth program in pencak silat based on breathing exercises. Individuals who are not scientists or engineers, but believe in the importance of science.

View all posts by MG →