SISTEM PERNAPASAN

SISTEM PERNAPASAN MANUSIA

Manusia membutuhkan suply oksigen secara terus-menerus untuk proses respirasi sel, dan membuang kelebihan karbondioksida sebagai limbah beracun produk dari proses tersebut.

Pertukatan gas antara oksigen dengan karbondioksida dilakukan agar proses respirasi sel terus berlangsung. Oksigen yang dibutuhkan untuk proses respirasi sel ini berasal dari atmosfer, yang menyediakan kandungan gas oksigen sebanyak 21% dari seluruh gas yang ada. Oksigen masuk kedalam tubuh melalui perantaraan alat pernapasan yang berada di luar. Pada manusia, alveolus yang terdapat di paru-paru berfungsi sebagai permukaan untuk tempat pertukaran gas.

A.    Jalannya Udara Pernapasan

1.     Udara masuk melalui lubang hidung;

2.     Melewati nasofaring;

3.     Melewati oralfarink;

4.     Melewati glottis;

5.     Masuk ke trakea;

6.     Masuk ke percabangan trakea yang disebut bronchus;

7.     Masuk ke percabangan bronchus yang disebut bronchioles;

8.     Udara berakhir pada ujung bronchus berupa gelembung yang disebut alveolus (jamak: alveoli).

Pertukaran udara yang sebenarnya hanya terjadi di alveoli. Dalam paru-paru orang dewasa terdapat sekitar 300 juta alveoli, dengan luas permukaan sekitar 160 m2 atau sekitar 1 kali luas lapangan tenis, atau luas 100 kali dari kulit kita.

B.    Organ pernafasan

1.     Nasal (Hidung)

Hidung merupakan organ pernapasan yang pertama dilalui udara luar. Didalam rongga hidung terdapat rambut dan selaput lendir berguna untuk menyaring udara yang masuk, lendir berguna untuk melembabkan udara, dan konka untuk mengangatkan udara pernapas.

2.     Faring

Faring merupakan percabangan dua saluran, yaitu saluran tenggorokan (nasofaring) yang merupakan saluran pernapasan, dan saluran kerongkongan (oralfaring) yang merupakan saluran pencernaan.

3.     Laring (pangkal tenggorokkan)

Merupakan bagian pangkal dari saluran pernapasan (trakea). Laring tersusu atas tulang rawan yang berupa lempengan dan membentuk struktur jakun. Diatas laring terdapat katup (epiglotis) yang akan menutup saat menelan. Katup berfungsi mencegah makanan dan minuman masuk ke saluran pernapasan. Pada pangkal larink terdapat selaput suara. Selaput suara akan bergetar jika terhembus udara dari paru-paru.

4.     Trakea (tenggorokan)

Batang tenggorokan terletak di daerah leher didepan kerongkongan. Batang tenggorokkan berbentuk pipa dengan panjang 10 cm. Dinding trakea terdiri atas 3 lapisan, lapisan dalam berupa epithel bersilia dan berlendir. Lapisan tengah tersusun atas cincin tulang rawan dan berotot polos. Lapisan luar tersusun atas jaringan ikat.

Cincin tulang rawan berfungsi untuk mempertahankan bentuk pipa dari batang tenggorokkan, sedangkan selaput lendir yang sel-selnya berambut getar berfungsi menolak debu dan benda asing yang masuk bersama udara pernapasan. Akibat tolakan secara paksa tersebut kita akan batuk atau bersin.

5.     Bronchus (cabang tenggorokkan)

Ujung tenggorokkan bercabang dua disebut bronchus, yaitu bronchus kiri dan bronchus kanan. Struktur bronchus kanan lebih pendek dibandingkan bronchus sebelah kiri. kedua bronchus masing-masing masuk kedalam paru-paru. Didalam paru-paru bonchus bercabang menjadi bronchiolus yang menuju setiap lobus (belahan) paru-paru.

Bronchus sebelah kanan bercabang menjadi 3 bronchiolus, sedangkan sebelah kiri bercabang menjadi 2 bronchiolus. Cabang bronchiolus yang paling kecil masuk ke dalam gelembung paru-paru yang disebut alveolus. Dinding alveolus mengandung banyak kapiler darah. melalui kapiler darah oksigen yang berada dalam alveolus berdifusi masuk ke dalam darah.

6.     Pulmo (alveolus)

Paru-paru terletak dalam rongga dada diatas diafraghma. Diafraghma adalah sekat rongga badan yang membatasi rongga dada dengan rongga perut.

Paru-paru terdiri dari dua bagian yaitu paru-paru sebelah kiri dan paru-paru sebelah kanan. Paru-paru kanan memiliki tiga gelambir sedangkan paru-paru kiri terdiri atas 2 gelambir.

Paru-paru dibungkus oleh 2 buah selaput yang disebut selaput pleura. Selaput pleura sebelah luar yang berbatasan dengan dinding bagian dalam rongga dada disebut pleura parietal, sedangkan yang membungkus paru-paru disebut pleura visceral. Diantara kedua selaput terdapat rongga pleura yang berisi cairan pleura yang berfungsi untuk mengatasi gesekan pada saat paru-paru mengembang dan mengempis.

C.    Bernafas

Bernafas berkaitan dengan keluar masuknya udara melalui alat-alat pernapasan. Bernapas meliputi proses inspirasi (memasukkan udara) dan ekspirasi (mengeluarkan udara).

Untuk dapat terlaksananya proses inspirasi dan ekspirasi, kita perlu mengenal beberapa organ tubuh diluar alat pernapasan yang berkaitan dengan proses pernapasan, diantaranya:

1.     Diafraghma

Merupakan sekat rongga dada yang membatasi antara rongga dada dengan rongga perut. Rongga dada berisi paru-paru dan jantung, sedangkan rongga perut berisi lambung dan alat-alat pencernaan lainnya).

2.     Otot antar tulang rusuk (muskulus intercostalis)

Merupakan otot tempat melekatnya tulang rusuk. otot ini akan berkontraksi atau relasasi saat terjadi proses pernapasan.
permukaan bagian dalan rongga dada dan permukaan luar dari paru-paru dilapisi oleh membran pleura. membran pleura yang melapisi bagian dalam rongga dada disebut pleura parietal, sedangkan yang melapisi paru-paru disebut pleura visceral. Diantara kedua membran terdapat rongga pleura yang berisi cairan getah bening.

D.    Mekanisme bernapas

Pernapasan manusia dibedakan atas pernapasan dada dan pernapasan perut. Pernapasan dada terjadi melalui fase inspirasi dan ekspirasi, demikian juga untuk pernapasan perut.

1.     Mekanisme pernapasan dada

a.     Fase Inspirasi pernapasan dada

Otot antar tulang rusuk (muskulus intercostalis eksternal) berkontraksi --> tulang rusuk terangkat (posisi datar) --> Paru-paru mengembang --> tekanan udara dalam paru-paru menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan udara luar --> udara luar masuk ke paru-paru.

b.    Fase ekspirasi pernapasan dada

Otot antar tulang rusuk relaksasi --> tulang rusuk menurun --> paru-paru menyusut --> tekanan udara dalam paru-paru lebih besar dibandingkan dengan tekanan udara luar --> udara keluar dari paru-paru.

2.     Mekanisme pernapasan perut

a.     Fase inspirasi pernapasan perut

Sekat rongga dada (diafraghma) berkontraksi --> posisi dari melengkung menjadi mendatar --> paru-paru mengembang --> tekanan udara dalam paru-paru lebih kecil dibandingkan tekanan udara luar --> udara masuk.

b.    Fase ekspirasi pernapasan perut

Otot diafraghma relaksasi --> posisi dari mendatar kembali melengkung --> paru-paru mengempis --> tekanan udara di paru-paru lebih besas dibandingkan tekanan udara luar --> udara keluar dari paru-paru.

E.     Udara pernapasan

Oksigen yang masuk dan keluar melalui alat-alat pernapasan disebut udara pernapasan. Udara pernapasan pada manusia dibedakan menjadi enam macam, yaitu:

1.     Udara cadangan inspirasi (udara komplementer) --> UK

Merupakan udara yang masih dapat dimasukkan ke dalam paru-paru secara maksimal, setelah melakukan inspirasi normal. Besarnya udara komplementer adalah 2500 - 3000 ml.

2.     Udara pernapasan biasa (volume tidal) --> VT

Merupakan udara yang masuk dan keluar paru-paru pada saat pernapasan biasa. Volume udara yang masuk dan keluar sebanyak 500 ml.

3.     Udara cadangan ekspirasi (udara suplementer) --> US

Merupakan udara yang masih dapat dikeluarkan dari paru-paru secara maksimal setelah melakukan ekspirasi biasa. Besarnya udara suplementer adalah 1250 - 1300 ml.

4.     Udara residu --> UR

Merupakan udara yang tersisa di dalam paru-paru, yang berfungsi untuk menjaga agar paru-paru tetap dalam keadaan mengembang. besarnya udara residu adalah 1200 ml.

F.     Volume udara pernapasan

1.     Volume udara pernapasan berkisar 500 - 3500 ml

2.     Dari 500 ml udara yang dihirup, hanya 350 ml yang sampai di alveolus, sisanya hanya sampai saluran pernapasan.

3.     Jumlah oksigen yang diperlukan sehari untuk tiap individu sebesar 300 cc.

G.   Kapasitas paru-paru

1.     Kapasitas vital --> KV

Merupakan kemampuan paru-paru mengeluarkan udara secara maksimal setelah melakukan inspirasi secara maksimal. Kapasitas paru-paru dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

KV = VT + UK + US

Berdasarkan rumus di atas kapasitas vital paru-paru adalah sebesar 4750 ml

2.     Kapasitas total --> KT

Merupakan udara yang dapat tertampung secara maksimal di paru-paru secara keseluruhan. Kapasitas total paru-paru dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

KT = KV + UR

Berdasarkan rumus di atas dapat dihitung kapasitas total paru-paru adalah sebesar 5800 ml.

H.   Frekuensi pernafasan

Frekuensi pernapasan adalah intensitas memasukkan atau mengeluarkan udara per menit. Pada umumnya intensitas pernapasan pada manusia berkisar antara 16 - 18 kali.

Faktor yang mempengaruhi kecepatan frekuensi pernapasan adalah:

        1.    Usia

Balita memiliki frekuensi pernapasan lebih cepat dibandingkan manula. Semakin bertambah usia, intensitas pernapasan akan semakin menurun.

        2.    Jenis kelamin

Laki-laki memiliki frekuensi pernapasan lebih cepat dibandingkan perempuan.  

        3.    Suhu tubuh

Semakin tinggi suhu tubuh (demam) maka frekuensi pernapasan akan semakin cepat.

        4.    Posisi tubuh

Frekuensi pernapasan meningkat saat berjalan atau berlari dibandingkan posisi diam. frekuensi pernapasan posisi berdiri lebih cepat dibandingkan posisi duduk. Frekuensi pernapasan posisi tidur terlentar lebih cepat dibandingkan posisi tengkurap.

        5.    Aktivitas

Semakin tinggi aktivitas, maka frekuensi pernapasan akan semakin cepat.

I.       Gangguan pada alat pernapasan

Kelainan Dan Penyakit Pada Sistem Pernapasan Alat-alat pernapasan merupakan organ tubuh yang sangat penting. Jika alat ini terganggu karena penyakit atau kelainan maka proses pernapasan akan terganggu, bahkan dapat menyebabkan kematian.Berikut akan diuraikan beberapa macam gangguan yang umum terjadi pada saluran pernapasan manusia.

1.     Influenza (flu), penyakit yang disebabkan oleh virus influenza. Gejala yang ditimbulkan antara lain pilek, hidung tersumbat, bersin-bersin, dan tenggorokan terasa gatal.

2.     Asma atau sesak napas, merupakan suatu penyakit penyumbatan saluran pernapasan yang disebabkan alergi terhadap rambut, bulu, debu, atau tekanan psikologis. Asma bersifat menurun.

3.     Tuberkulosis (TBC), penyakit paru-paru yang diakibatkan serangan bakteri mycobacterium tuberculosis. Difusi oksigen akan terganggu karena adanya bintil-bintil atau peradangan pada dinding alveolus. Jika bagian paru-paru yang diserang meluas, sel-selnya mati dan paru-paru mengecil. Akibatnya napas penderita terengah-engah.

4.     Macam-macam peradangan pada sistem pernapasan manusia:

a.     Rinitis, radang pada rongga hidung akibat infeksi oleh virus, missal virus influenza. Rinitis juga dapat terjadi karena reaksi alergi terhadap perubahan cuaca, serbuk sari, dan debu. Produksi lendir meningkat.

b.    Faringitis, radang pada faring akibat infeksi oleh bakteri Streptococcus. Tenggorokan sakit dan tampak berwarna merah. Penderita hendaknya istirahat dan diberi antibiotik.

c.      Laringitis, radng pada laring. Penderita serak atau kehilangan suara. Penyebabnya antara lain karena infeksi, terlalu banyak merokok, minum alkohol, dan terlalu banyak serak.

d.    Bronkitis, radang pada cabang tenggorokan akibat infeksi. Penderita mengalami demam dan banyak menghasilkan lendir yang menyumbat batang tenggorokan.

e.     Sinusitis, radang pada sinus. Sinus letaknya di daerah pipi kanan dan kiri batang hidung. Biasanya di dalam sinus terkumpul nanah yang harus dibuang melalui operasi.

5.     Asfikasi, adalah gangguan pernapasan pada waktu pengangkutan dan penggunaan oksigen yang disebabkan oleh: tenggelam (akibat alveolus terisi air), pneumonia (akibatnya alveolus terisi cairan lendir dan cairan limfa), keracunan CO dan HCN, atau gangguan sitem sitokrom (enzim pernapasan).

6.     Asidosis, adalah kenaikan adalah kenaikan kadar asam karbonat dan asam bikarbonat dalam darah, sehingga pernapasan terganggu.

7.     Difteri, adalah penyumbatanpada rongga faring atau laring oloeh lendir yang dihasilkan kuman difteri.

8.     Emfisema, adalah penyakit pembengkakan karena pembuluh darahnya kemasukan udara.

9.     Pneumonia, adalah penyakit infeksi yang disebabkan oleh virus atau bakteri pada alveolus yang menyebabkan terjadinya radang paru-paru.

10.   Wajah adenoid (kesan wajah bodoh), disebabkan adanya penyempitan saluran napas karena pembengkakan kelenjar limfa atau polip, pembengkakan di tekak atau amandel.

11.   Kanker paru-paru, mempengaruhi pertukaran gas di paru-paru. Kanker paru-paru dapat menjalar ke seluruh tubuh. Kanker paru-paru sangat berhubungan dengan aktivitas yang sering merokok. Perokok pasif juga dapat menderita kanker paru-paru. Penyebab lainnya yang dapat menimbulkan kanker paru-paru adalah penderita menghirup debu asbes, radiasi ionasi, produk petroleum, dan kromium.

SISTEM PERNAPASAN HEWAN

A.    Sistem pernapasan pada Pisces

Ikan bernafas dengan insang. Ikan bertulang rawan, misalnya pada hiu, insangnya tidak memiliki penutup. Ikan berrtulang keras (sejati) sudah memiliki tutup insang (operkulum), misalnya pada ikan mas.

Insang terdiri atas lengkung insang. Inssang mengandung pembuluh darah kapiler yang ditutupi oleh lapisan epitel yang tipis. Pembuluh kapiler ini memudahkan terjadinya pertukaran gas antara oksigen dan karbon dioksida.

Pada ikan, fase inspirasi terjadi pada saat mulut terbuka dan tutup insang menutup. Adapun pada fase ekspirasi terjadi sebaliknya, yaitu ketika mulut tertutup dan tutup insang membuka. Akibatnya, air keluar melalui celah insang dengan membawakan karbon dioksida.

B.    Sistem pernapasan pada Amphibia

Amphibian menggunakan paru-paru sebagai organ utama pernapasannya. Contoh hewan ini adalah katak. Namun pada masa kecebong, katak hidup di air dan bernafas menggunakan insang yang letaknya di luar tubuh. Setelah menjadi katak, organ pernapasan yang digunakan adalah paru-paru dam permukaan kulit. Katak melepaskan karbon dioksida 2,5 kali lebih cepatmelalui kulitnya daripada melalui paru-parunya.

Paru-paru katak berjumlah sepasang. Fase inspirasi pada katak terjadi pada saat otot rahang bawah mengendur dan rongga mulut membesar sehingga udara masuk melalui lubang hidung dan menuju paru-paru. Di dalam paru-paru inilah ksigen diikat oleh darah di pembuluh kapiler.

Fase ekspirasi terjadi pada saat otot rahang bawah berkontraksi sehingga rongga mulut mengecil. Mengecilnya rongga mulut ini menyebabkan udara dalam paru-paru yang mengandung karbon dioksida keluar melalui lubang hidung.

C.    Sistem pernapasan pada Aves

Aves atau burung memiliki alat pernapasan berupa paru-paru. Selain itu, burung juga memiliki pundi-pundi udara atau sakus pneumatikus.

Burung meiliki 4 pasang pundi-pundi udara, yaitu pundi udara leher, dada depan, dada belakang, dan perut, serta satu pundi udara antartulang selangka. Paru-paru dan pundi-pundi udara ini sangat berperan bagi burung dalam hal pernapasan. Meskipun demikian, penyerapan oksigen oleh darah terjadi di dalam paru-paru. Adapun fungsi pundi-pundi udara adalah sebagai berikut.

1.     Alat pernapasan, terutama saat terbang.

2.     Mengatur berat tubuh pada saat terbang (mampu meringankan tubuh).

3.     Mencegah hilangnya panas tubuh yang terlalu banyak.

4.     Memberbesar ruang sirink sehingga dapat membantu bersuara.

Fase inspirasi ada saat burung terbang terjadi pada saat burung mengangkat sayap. Pundi udara antartulang selangka terjepit dan pundi udara dada depan mengembang. Akibatnya, udara akan masuk menuju paru-paru. Adapun fase ekspirasi terjadi pada saat pundi-pundi udara depan terjepit dan pundi udara antartulang sekangka mengembang. Ini menyebabkan udara dalam pau-paru keluar.

SISTEM PERNAPASAN TUMBUHAN

Pernafasan pada tumbuhan dapat dibedakan menjadi dua yaitu aerob dan anaerob, pernafasan aerob memerlukan oksigen O2, sedangkan pernafasan anaerob tiidak memerlukan oksigen, untuk pernafasan anaerob dibedakan menjadi obligatif dan fakultatif, pernafasan anaerob obligatif mutlak memerlukan oksigen sedangkan anaerob fakultatif dapat berlangsung tanpa atau dengan oksigen.

1. Pernafasan tumbuhan tingkat tinggi

Pernafasan pada tumbuhan tingkat tinggi berlangsung secara aerob, pada pernafasan ini terjadi proses pembebasan energi dari sari makanan di dalam sel tubuh melalui proses oksidasi biologis, Oksidasi biologis ada;ah suatu reaksi antara sari makanan dengan oksigen yang menghasilkan karbon dioksida ( CO2 ), air ( H2O) dan energi.Reaksikiia ini merupakan reaksi enzimatis, enzim berperan sebagai katalisator ( pemercepat proses reaksi ).

             Energi yang dihasilkan dari pernafasan digunakan oleh tumbuhan untuk mewlakukan berbagai kegiatan hidupnya, misalnya untuk pertumbuhan dan melakukan kegiatan di dalam hidupnya, misalnya untuk pertumbuhan,, pembentukan protein mengangkut mineral dari dalam tanah, berkembang biak,serta melakukan proses fotosintesis.

2. Pernafasan pada tumbuhan tingkat rendah

Pernafasan pada tumbuhan tingkat rendah ada yang aaerob dan ada yang anaerob.Pernafasan anaerob disebut juga dengan fermentasi (proses pengubahan senyawa utama menjadi senyawa bentuk lain dengan bantuan enzim) , misalnya proses pembentukan alkohol dari glukosa denganbantuan jamur ragi (Saccharomyces) seperti pembuatan tempe.