Tubuh manusia beroperasi dengan cara-cara yang kompleks—terkadang, gerakan tertentu begitu halus sehingga kita mudah melewatkan bagaimana mereka dapat menimbulkan ketidaknyamanan. Dengan demikian, jaringan permukaan di paru-paru kita sebenarnya "melawan" ekspansi dan kontraksi paru-paru saat kita menghirup atau mengembuskan napas.
Biasanya, cairan di dalam paru-paru membantu mengurangi tensi ini, tetapi sebuah studi baru mengindikasikan bahwa cairan itu sendiri juga dapat mengalami gerakan serupa yang dapat mengganggu kelancaran pernapasan. Namun demikian, solusi ilmiah untuk kekacauan fluida ini ternyata sangat sederhana: tarik napas dalam-dalam, dan hembuskan keluhan panjang. Eksperimen yang mencapai kesimpulan ini, yang baru-baru ini diterbitkan di Science Advances, berfokus secara eksklusif pada gerakan fisik cairan paru ketika diregangkan dan dikompresi ulang di laboratorium.
Secara spesifik, film tipis yang dibentuk oleh cairan paru untuk memperlancar proses pernapasan sebenarnya terdiri dari beberapa lapisan. Menarik napas dalam secara berkala membantu "mengembalikan lapisan ideal ini," jelas para peneliti dalam sebuah pernyataan.
Itu memungkinkan cairan untuk melapisi "seluruh permukaan, membuat paru-paru lebih mudah berubah bentuk atau—dengan istilah yang lebih teknis—lebih compliant," tambah Jan Vermant, penulis senior studi dan seorang ilmuwan material di ETH Zurich, Swiss, dalam rilis tersebut.
Kepatuhan Paru-Paru
Para peneliti berusaha mengkarakterisasi "stres mekanis di dalam cairan," atau interaksi antara berbagai lapisan film cairan paru selama pernapasan. Stres-stres ini mempengaruhi "seberapa patuh paru-paru itu," jelas Vermant.
Untuk eksperimen mereka, para peneliti membangun sebuah aparatus mirip gelembung yang diisi dengan surfaktan paru, menghubungkannya ke sebuah jarum suntik untuk mereplikasi kondisi fisik yang terjadi di paru-paru selama bernapas. Secara mengejutkan, mereka menemukan bahwa napas dalam mengurutkan kembali film multilayer dengan cara yang meningkatkan kepatuhan paru-paru, menurut makalah tersebut.
"Tepat di batas dengan udara, terdapat lapisan permukaan yang sedikit lebih kaku," jelas Maria Novaes-Silva, penulis pertama studi dan seorang mahasiswa doktoral di ETH Zurich, dalam pernyataannya. "Di bawahnya, terdapat beberapa lapisan yang seharusnya lebih lunak daripada lapisan permukaan."
Hembuskan Rasa Sakitnya
Menghela napas mengompresi cairan paru, yang "menurunkan stres permukaan untuk menyeimbangkan tensi yang tersisa dan dengan demikian memfasilitasi pernapasan," catat makalah itu. Proses mekanis ini konsisten dengan observasi klinis yang telah menyatakan bahwa konsisten mengambil napas pendek dapat menyebabkan kesulitan bernapas, tambah para penulis.
Mengingat temuan baru ini, perawatan terapeutik untuk kegagalan paru mungkin perlu direvisi. Misalnya, mengembangkan material untuk meniru atau membantu struktur berlapis cairan paru secara artifisial mungkin dapat lebih efektif mengobati pasien dewasa yang mengalami kesulitan bernapas. Sebagai alternatif jangka pendek, temuan ini menggambarkan—dalam istilah ilmiah—"perasaan lega yang dialami di dada yang sering terjadi setelah sebuah helaan napas dalam," kata para peneliti.
Tentu saja, eksperimen ini dilakukan pada sebuah alat, bukan pada paru-paru sungguhan. Dalam kehidupan nyata, jelas, paru-paru pasien rentan terhadap rangsangan dari lebih banyak hal selain pernapasan dangkal. Meski demikian, para peneliti berargumen bahwa eksperimen laboratorium dengan kuat mengindikasikan "kami telah menangkap sifat-sifat nyata dengan setup eksperimental kami," menurut Novaes-Silva. Bagaimanapun juga, investigasi lebih lanjut harus menerangi apakah temuan ini akan mengarah pada panduan yang tangible bagi pasien dalam kehidupan nyata.
Namun, kita sekarang memiliki penjelasan ilmiah mengapa menghela napas terasa sangat melegakan. Jadi, tidak ada salahnya untuk berhenti sebentar beberapa kali setiap hari untuk menarik napas dan mengeluarkan keluhan panjang demi ilmu pengetahuan—dan untuk kesehatan Anda.