Sistem Pernafasan

PERNAFASAN

Pernafasan adalah proses pertukaran gas yang berasal dari mahkluk hidup dengan gas yang ada di lingkungannya. Sedangkan respirasi adalah proses perombakan makanan menggunakan oksigen sehingga diperoleh energi dan gas sisa pembakaran berupa karbon dioksida.

Sistem Pernafasan Manusia

Alat Pernafasan

Urutan masuknya udara ke dalam tubuh adalah sebagai berikut :

Hidung → Faring → Laring → Trakea → Bronkus → Bronkiolus → Paru-paru

Video masuknya udara pada sistem pernafasan manusia:

Keterangan:

  1. 1.      Hidung

Memiliki 3 fungsi utama yaitu:

-          Menghangatkan udara yang masuk

-          Melembapkan udara

-          Menyaring udara dengan rambut-rambut hidung

  1. 2.      Faring (tekak)

Faring terletak pada bagian belakang rongga hidung, dan berfungsi untuk meneruskan udara dari rongga hidung ke laring.

  1. 3.      Laring (pangkal tenggorokan)

Laring terdiri dari glotis (lubang penghubung faring dengan trakea) dan epiglotis (anak tekak) yang hanya menutup jika ada makanan yang masuk ke dalam kerongkongan. Selain itu, pada laring juga terdapat pita suara yang bergetar jika dilalui udara.

 

  1. 4.      Trakea (batang tenggorokan)

Trakea tersusun atas tulang rawan membentuk pipa. Bagian dalamnya dilapisi oleh selaput berlendir dan sel silia yang berfungsi untuk menahan debu dalam udara agar tidak masuk ke dalam paru-paru.

  1. 5.      Bronkus (cabang batang tenggorokan)

Bronkus merupakan cabang kiri dan kanan dari trakea, dan dindingnya terdiri dari otot halus. Bronkus terdiri dari lempengan tulang rawan.

  1. 6.      Bronkiolus

Bronkiolud merupakan cabang dari bronkus dan menghubungkan bronkus dengan paru-paru. Dinding bronkiolus tipis dan tidak bertulang rawan.

 

  1. 7.      Paru-paru (pulmo)

Paru-paru terletak dalam rongga dada dan diatas diafragma. Selaput elastis yang membungkus paru-paru disebut dengan pleura. Paru-paru dibagi menjadi 2, yaitu paru-paru kanan (3 gelambir) dan kiri (2 gelambir). Proses pertukaran oksigen dengan karbon dioksida terjadi dalam alveolus (gelembung paru-paru). Dindingnya sangat tipis, namun elastis dan mengandung kapiler darah.

Mekanisme Pernafasan

Ada 2 jenis mekanisme pernafasan pada manusia, yaitu:

  1. Pernafasan dada (pernafasan tulang rusuk)

 

Pada saat inspirasi (menghirup udara), otot muskulus interkostalis (otot antartulang rusuk) berkontraksi sehingga tulang rusuk pun terangkat. Lalu, rongga dada membesar dan paru-paru mengembang, sehingga tekanan udara dalam tubuh lebih rendah dari luar tubuh. Dengan demikian, udara masuk dari luar ke paru-paru.

Saat ekspirasi (menghembuskan udara), otot tulang rusuk pun berelaksasi sehingga menjadi turun kembali. Jadi, rongga dada dan volume paru-paru mengecil, sehingga tekanan udara dalam paru-paru lebih tinggi daripada tekanan udara luar dan menyebabkan udara keluar dari paru-paru.

  1. 2.      Pernafasan perut (pernafasan diafragma)

 

 

Inspirasi diawali dengan berkontraksinya diafragma (menjadi datar). Keadaan ini membuat rongga dada dan paru-paru mengembang, sehingga tekanan udara dalam tubuh lebih rendah daripada di luar tubuh. Oleh karena itu, udara masuk ke dalam paru-paru.

Sedangkan proses ekspirasi berjalan dengan relaksasi diafragma (kembali melengkung) sehingga rongga dada dan paru-paru mengecil. Tentu saja keadaan ini membuat tekanan dalam paru-paru mengecil sehingga udara keluar dari paru-paru.

Volume dan Kapasitas Paru-paru

Pada orang dewasa, volume paru-paru normal sekitar 5-6 liter, yang tersusun dari:

-          Volume tidal (VT)

Volume udara inspirasi atau ekspirasi normal (sekitar 500mililiter).

 

-          Volume cadangan inspirasi (VCI)

Volume udara cadangan yang dapat diihirup setelah volume tidal (biasanya 3000 miliiter).

-         Volume cadangan ekspirasi (VCE)

Volume ekstra yang dapat  dihembuskan setelah ekspirasi normal (sekitar 1100 mililiter).

-          Volume residu (VR)

Volume udara yang tetap berada dalam paru-paru setelah ekspirasi kuat (kira-kira 1200 mililiter).

Kombinasi dari volume paru-paru disebut dengan kapasitas paru-paru.  Jenisnya:

-          Kapasitas inspirasi (KI)

Kapasitasi inspirasi adalah kapasitas udara yang dapat dihirup seseorang mulai inspirasi atau ekspirasi normal lalu mengembangkan paru-parunya hingga maksimum. Kira-kira sebanyak 3500 mililiter (KI = VT + VCI).

-          Kapasitas residu fungsional (KRF)

KRF adalah jumlah udara yang tersisa dalam paru-paru setelah ekspirasi normal. Sekitar 2300 mililiter (KRF = VCE + VR).

 

-          Kapasitas vital

Kapasitas ini merupakan jumlah udara maksimum yang dapat dikeluarkan paru-paru setelah mengisinya secara maksimum hingga mengeluarkannya sebanyak-banyaknya. Kira-kira jumlahnya 4600 mililiter (KV = VCI + VT + VCE).

-          Kapasitas total

Kapasitas paru-paru total adalah jumlah udara maksimum paru-paru yang dapat dihirup maksimum (5800 mililiter). KPT = KV +VR.

Spirometer adalah metode sederhana untuk mencatat volume udara yang masuk dan keluar dari paru-paru.

Frekuensi Pernafasan

Frekuensi pernafasan adalah cepat lambatnya manusia melakukan pernafasan, yang dipengaruhi oleh berbagai faktor;

  1. 1.    Umur

Makin tua seseorang, frekuensi yang dilakukan oleh orang tersebut semakin lambat. Hal tersebut karena pada usia lanjut, energi yang dibutuhkan lebih sedikit daripada masa pertumbuhan, sehingga oksigen yang diperlukan pun lebih sedikit.

  1. 2.    Jenis kelamin

Biasanya, laki-laki membutuhkan oksigen lebih banyak dari wanita, karena energi yang diperlukan juga lebih banyak.

  1. 3.    Suhu tubuh

Apabila suhu tubuh menurun, kebutuhan oksigen akan meningkat, karena tubuh akan meningkatkan metabolismenya saat suhu menurun.

 

  1. 4.    Posisi tubuh

Jika otot yang bekerja lebih banyak (dipengaruhi oleh posisi tubuh), maka kebutuhan oksigen pun akan semakin meningkat.

Mekanisme Pertukaran Oksigen dan Karbon Dioksida

Video mekanisme pertukaran gas :

Pertukaran oksigen dan karbon dioksida terjadi secara difusi (gerakan molekul bebas melalui membran sel dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Hal ini terjadi di alveolus dan sel jaringan tubuh.

Di alveolus, oksigen mengalami difusi ke kapiler arteri pori-pori. Hemoglobin akan mengangkut oksigen ke jaringan tubuh yang kemudian akan dipakai untuk proses respirasi. Selanjutnya, hasil respirasi berupa karbon dioksida akan dibawa kembali ke paru-paru melalui vena.

Kelainan dan Penyakit pada Sistem Pernafasan Manusia

-          Faringritis, merupakan peradangan pada faring yang disebabkan infeksi bakteri atau virus, serta terlalu banyak merokok.

-          Pneumonia, ialah peradangan pada alveolus yang berisi cairan dan eritrosit berlebihan. Awalnya, alveolus akan mengalami peradangan sehingga berlubang dan cairan pun akan masuk ke dalam alveolus. Infeksi antaralveolus disebabkan oleh bakteri.

-          Emfisema paru-paru, merupakan jumlah udara berlebihan dalam paru-paru. Dapat disebabkan oleh tembakau (rokok), kelebihan mukus, dan gangguan saluran pernafasan.

Emfisema paru-paru; membesarnya volume paru-paru.

 

-          Asma, biasanya disebabkan oleh hipersensitivitas bronkiolus terhadap benda-benda asing di udara. Kontraksi kaku dari bronkiolus ini menyebabkan kesukaran bernafas.

-          Asidosis, oleh karena meningkatnya kadar asam karbonat dan bikarbonat dalam darah sehingga pernafasan pun terganggu.

-          Sianosis, adalah kebiruan pada kulit karena jumlah hemoglobin deoksigenisasi berlebihan dalam pembuluh darah kulit, terutama kapiler.

Sistem Pernafasan Hewan

Sistem Pernafasan Porifera

Porifera bernafas melalui pori-pori pada tubuhnya. Oksigen yang terlarut dalam air akan masuk melalui koanosit (sel-sel permukaan tubuhnya) secara difusi. Setelah mengalami respirasi, karbon dioksida akan menuju spongosol dan dikeluarkan melalui oskulum.

Sistem Pernafasan Coelenterata

Coelenterata tersusun atas 2 lapisan sel; lapisan luar ektoderm (epidermis) dan lapisan dalam endoderm (gastrodermis). Pertukaran gas terjadi secara difusi pada sel permukaan tubuh yang bersentuhan dengan air. Coelenterata juga mempunyai alat bantu pernafasan berupa lekukan jaringan yang terdapat pada gastrodermis (sifonoglifa).

Sistem Pernafasan Cacing

Oksigen dan karbon dioksida keluar masuk melalui permukaan kulit cacing yang lembab. Oleh karena itu, pernafasan cacing disebut juga pernafasan integumenter.

Sistem Pernafasan Serangga

Serangga bernafas dengan trakea (sistem pembuluh trakea). Cabang dari trakea adalah trakeola. Pertukaran udara dilakukan melalui spirakel atau stigma (lubang-lubang pernafasan). Spirakel ini dilindungi bulu-bulu halus yang gunanya menahan debu dari udara sebelum masuk ke trakea. Dari trakea, udara masuk ke trakeola kemudian seluruh tubuh dan sampai ke membran plasma sel untuk berdifusi. Selanjutnya, karbon dioksida dikeluarkan melalui spirakel saat otot relaksasi sehingga trakea mengempis. Oleh karena itu, sistem pernafasan tidak melalui darah, melainkan pembuluh trakea.

Sistem Pernafasan Ikan

Ikan bernafas dengan insang yang terdiri dari; lengkung insang, rigi-rigi insang, dan lembaran insang. Ikan bertulang sejati memiliki operkulum (tutup insang) yang berfungsi untuk melindungi insang. Fase inspirasi insang diawali dengan masuknya air ke dalam mulu ikan, kemudian tutup insang menutup sehingga air yang telah disaring oleh gerigi pada lengkung insang mengalir ke dalam insang. Sedangkan fase ekspirasi terjadi saat mulut ikan tertutup, operkulum membuka dan air mengalir melalui celah insang, sehingga menyentuh lembaran insang dan terjadilah pertukaran gas.

Sistem Pernafasan Katak

Katak bernafas dengan insang, kulit, dan paru-paru. Pada saat masih berudu, katak bernafas dengan insang. Tetapi pada saat dewasa, katak menggunakan paru-paru untuk bernafas. Selain dengan paru-paru, katak juga bernafas dengan kulit saat di air. Mekanisme pernafasan katak dilakukan oleh otot rahang bawah, otot sterno hioideus dan otot genio hioideus yang bekerja secara antagonis. Saat inspirasi, otot rahang bawah mengendur. Otot sterno hioideus pun berkontraksi sehingga rongga mulu membesar dan udara masuk melalui koane menuju tenggorokan. Dalam paru-paru terjadi pertukaran gas. Ekspirasi diawali dengan kontraksi otot sterno hioideus dan otot perut sehingga rongga perut mengecil dan paru-paru tertekan. Lalu, udara keluar dari paru-paru melalui koane.

Sistem Pernafasan Reptil

Alat pernafasan reptil adalah paru-paru yang dilindungi oleh tulang rusuk yang dapat merapat dan merenggang bergantian. Saat inspirasi, tulang rusuk merenggang dan volume udara meningkat, sehingga udara masuk. Saat ekspirasi, tulang rusuk akan merapat dan udara akan terdesak keluar.

Sistem Pernafasan Burung

Alat pernafasan burung terdiri dari lubang hidung (nares) yang berhubungan dengan trakea, bronkus, dan paru-paru. Pada trakea, terdapat siring (kantung suara) yang memiliki selaput yang akan bergetar dan manghasilkan bunyi jika ada udara yang lewat. Paru-paru burung dibungkus dengan pleura dan berhubungan dengan pundi-pundi udara (sakus pneumatikus). Karena tidak memiliki alveoli, burung mempunyai pembuluh udara (parabronki). Saat terbang, burung menggunakan kantung udara untuk bernafas. Inspirasi terjadi saat sayap diangkat, kantung udara lengan mengembang, sehingga udara masuk ke kantung perut. Selanjutnya, udara dialirkan ke paru-paru dan sebagian ke kantung udara. Saat ekspirasi (sayap diturunkan), kantung udara lengan mengempis, sehingga kantung udara dada mengembang dan mendorong udara keluar. Saat burung istirahat, pernafasan dilakukan dengan otot tulang rusuk .

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s