2019 Sistem Pernapasanraysha.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/70862/5...Respirasi seluler merupakan penggunaan oksigen pada metabolisme karbohidrat, yaitu konversi glukosa menjadi

2019

Sistem Pernapasan Pengantar Biopsikologi

Editor:

Raysha Agustini., S.Psi., M.Si

SISTEM PERNAPASAN Raysha Agustini., S.Psi., M.Si

SISTEM PERNAPASAN

A. Sistem Pernapasan Manusia

Energi yang diperoleh manusia dapat dihasilkan dari respirasi. Respirasi

merupakan proses pembakaran (oksidasi) senyawa organik (bahan makanan) di

dalam sel. Untuk menunjang proses tersebut, diperlukan adanya oksigen sebagai

zat pengoksidasi. Penyediaan bahan bakar untuk sel-sel tubuh memerlukan

pertukaran gas-gas dengan lingkungan. Manfaat respirasi pada manusia adalah

untuk meningkatkan fungsi paru-paru, membuat tekanan darah stabil, membuang

toksin (racun) di dalam tubuh, dan melancarkan aliran limfatik.

Respirasi dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu Respirasi luar dan

respirasi dalam. Respirasi luar merupakan pertukaran oksigen (O2) dan

karbondioksida (CO2) yang terjadi di antara darah dan udara. Sedangkan respirasi

dalam merupakan pertukaran oksigen (O2) dan karbondioksida (CO2) dari aliran

darah ke sel-sel di seluruh tubuh. Pernapasan (respirasi) manusia terdiri dari

respirasi selular dan respirasi paru-paru.

1. Respirasi Seluler

Respirasi seluler merupakan penggunaan oksigen pada metabolisme

karbohidrat, yaitu konversi glukosa menjadi ATP di dalam sel. Respirasi

seluler terbagi menjadi tiga tahapan utama yaitu glikolisis, siklus kreb, dan

rantai transpor electron.

Oksigen diperlukan untuk membantu proses pemecahan glukosa

menjadi ATP. Langkah pelepasan awal hanya dua molekul ATP untuk setiap

glukosa, selanjutnya melepaskan lebih banyak ATP.

2. Respirasi Paru

Respirasi paru merupakan pertukaran oksigen (O2) dan karbondioksida

(CO2) antara organisme dan lingkungan eksternalnya.


B. Mekanisme Respirasi

Respirasi adalah seluruh rangkaian proses sejak pengambilan oksigen serta

pengeluaran karbondioksida dan uap air. Proses respirasi terdiri dari empat

mekanisme, yaitu:

1. Ventilasi paru-paru yang berarti masuk dan keluarnya udara antara atmosfer

dan alveoli (gelembung paru-paru). Udara luar masuk ke dalam tubuh dari

tekanan tinggi ke tekanan rendah.

2. Pertukaran Gas Melalui Proses Difusi

Setelah udara masuk ke saluran pernapasan dan sampai ke alveoli,

kemudian terjadi proses difusi dari alveoli ke pembuluh kapiler paru, dan

difusi karbondioksida dari kapiler darah ke alveoli. Terjadinya difusi antara

lain karena adanya perbedaan konsentrasi atau perbedaan tekanan dari gas

oksigen dan karbondioksida diantara kapiler darah dan alveoli. Difusi terjadi

di daerah yang bertekanan tinggi ke daerah yang bertekanan rendah.

3. Transportasi Oksigen (O2) dan Karbondioksida (CO2)

a. Transportasi Oksigen (O2)

Pada keadaan normal, pengangkutan oksigen dari paru-paru ke

jaringan dibawa oleh oksihemoglobin (97%) dan sisanya (3%) dibawa

sisanya (terlarut) dibawa dalam bentuk cairan plasma eritrosit. Pada

orang normal tiap-tiap 100 garam aterial mengandung hampir 15 gram

hemoglobin (Hb), dan tiap gram hemoglobin (Hg) dapat berikatan

maksimal kira-kira 1,34 ml oksigen. Jika seseorang kekurangan

hemoglobin (Hb), berarti jumlah oksigen yang diangkut ke sel dan

jaringan tubuh berkurang sehingga dapat menimbulkan hipoksia pada

jaringan (jaringan kekurangan oksigen).

b. Transportasi Karbondioksida (CO2)

Pada orang normal, dalam keadaan istirahat rata-rata 4 ml

karbondioksida diangkut dari jaringan ke paru-paru pada setiap 100 ml


darah. Pengangkutan karbondioksida dalam darah dilakukan dengan

tiga cara, yaitu:

1) Pengangkutan karbondioksida dalam bentuk terlarut. Kira-kira

7% karbondioksida diangkut dalam bentuk terlarut dalam cairan

darah.

2) Pengangkutan karbondioksida dalam bentuk ion dikarbonat.

Karbondioksida yang larut dalam plasma eritrosit bereaksi

dengan air untuk membentuk asam karbonat.

3) Pengangkutan karbondioksida dengan karbaminohemoglobin.

Kurang lebih 23% karbondioksida juga diangkat dengan

hemoglobin yang disebut karbaminohemoglobin.

4. Kontrol Respirasi

Sistem kontrol respirasi diatur oleh kerja sistem saraf pusat, yang

meliputi pengontrolan secara sadar (volunter) dan secara tidak sadar

(involunteer).

a. Secara sadar, pusat pengontrolan respirasi berada di pusat kesadaran

pada korteks.

b. Secara tidak sadar, pusat pengontrolan respirasi berada di medulla

oblongata dan pons varolli.

C. Homeostasis

Homeostasis merupakan kemampuan tubuh untuk mempertahankan

lingkungan di dalam tubuh secara konstan. Homeostasis pada saluran pernapasan

dilakukan dengan pertukaran gas dan regulasi pH darah.

1. Pertukaran Gas

Pertukaran gas dilakukan oleh paru-paru dengan menghilangkan

karbondioksida dan menggantinya dengan oksigen yang dibutuhkan oleh

organ. Energy yang dihasilkan dari pertukaran gas berguna untuk

menjalankan fungsi-fungsi tubuh seperti kondusif saraf dan kontraksi otot.


2. Regulasi pH Darah

Darah masuk ke kapiler dalam paru-paru, kemudian ion bikarbonat dan

ion hidrogen diubah menjadi asam karbonat (H2CO3), lalu kembali menjadi

karbondioksida dan air.

Hilangnya ion tersebut membuat darah memiliki pH netral sehingga

hemoglobin (Hb) dapat mengikat oksigen. pH darah normal ditetapkan

sebesar 7,4 yang sedikit alkali. Jika pH darah turun dibawah 7,2 atau naik

diatas 7,6 maka otak akan berhenti berfungsi normal dan akan dalam masalah.

Tingkat pH darah dibawah 6,9 atau diatas 7,9 biasanya fatal.

D. Mekanisme Sistem Pernapasan Manusia

Dalam proses respirasi, terdapat dua siklus yaitu inspirasi (proses masuknya

udara ke dalam tubuh) dan ekspirasi (proses pengeluaran udara dari dalam tubuh).

Proses inspirasi merupakan proses aktif yang dilakukan oleh kerja otot

(memerlukan kontraksi otot), sedangkan proses ekspirasi merupakan proses pasif

karena tidak memerlukan kontraksi otot). Terdapat dua mekanisme pernapasan

pada manusia, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut.

1. Pernapasan Dada

Pernapasan dada merupakan proses naik (elevasi) dan turun (depresi)

tulang rusuk yang memperbesar atau memperkecil diameter anteroposterior

rongga dada.

a. Proses Inspirasi

Pada fase inspirasi pernapasan dada, terdapat kontraksi otot antar

tulang rusuk (otot interkostalis eksternal). Kontraksi ini membuat rusuk

naik terangkat. Mekanisme inspirasi pernapasan dada adalah sebagai

berikut:

Otot interkostalis eksternal berkontraksi → tulang rusuk

terangkat (elevasi) → volume rongga dada membesar → paru-paru

mengembang → tekanan udara dalam paru-paru menjadi lebih kecil

dari tekanan udara di luar → udara luar masuk ke paru-paru.


b. Proses Ekspirasi

Proses ekspirasi merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot

antar tulang rusuk (otot interkostalis eksternal) ke posisi semula. Pada

fase ini, tulang rusuk menurun sehingga rongga dada menjadi kecil.

Mekanisme ekspirasi pernapasan dada adalah sebagai berikut:

Otot interkostalis eksternal relaksasi → tulang rusuk menurun

(depresi) → volume rongga dada mengecil → paru-paru menyusut →

tekanan udara dalam paru-paru lebih besar dari tekanan udara di luar →

udara keluar dari paru-paru.

2. Pernapasan Perut

Mekanisme pernapasan perut melibatkan aktifitas otot-otot diafragma

yang membatasi rongga perut dan rongga dada.

a. Proses Inspirasi

Pada fase ini terjadi kontraksi otot diafragma sehingga rongga

dada membesar. Kontraksi otot diafragma mengakibatkan tekanan di

dalam rongga dada menjadi lebih kecil dari tekanan di luar, sehingga

udara luar yang kaya oksigen masuk ke dalam tubuh. Mekanisme

inspirasi pernapasan perut adalah sebagai berikut:

Otot diafragma berkontraksi → otot diafragma yang melengkung

menjadi mendatar → volume rongga dada membesar → paru-paru

mengembang → tekanan udara dalam paru-paru lebih kecil dari tekanan

udara di luar → udara masuk.

b. Proses Ekspirasi

Fase ekspirasi merupakan fase relaksasi otot diafragma (kembali

ke bentuk semula), yang diikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga

rongga dada menjadi kecil. Mekanisme ekspirasi pernapasan perut

adalah sebagai berikut:


Otot diafragma relaksasi → otot diafragma yang mendatar

kembali melengkung → volume rongga dada mengecil → paru-paru

mengempis→ tekanan udara di paru-paru lebih besar dari tekanan udara

di luar → udara keluar dari paru-paru.

E. Anatomi Sistem Pernapasan pada Manusia

Anatomi sistem pernapasan terdiri atas saluran dan organ pernapasan, serta

pompa ventilasi paru-paru. Saluran pernapasan adalah tabung atau pipa yang

mengangkut udara dari atmosfer ke kantong udara (alveolus) organ paru-paru.

Saluran pernapasan dibagi menjadi saluran pernapasan atas (hidung, mulut, faring,

laring) dan saluran pernapasan bawah (trakea, bronki, bronkiolus, paru-paru).

Pompa ventilasi paru-paru terdiri atas dinding dada, otot pernapasan, pusat saraf

pernapasan diotak. Serta saraf yang menghubungkan pusat pernapasan dengan otot

pernapasan. Organ sistem pernapasan manusia, yaitu :

1. Organ-organ Sistem Pernapasan

a. Hidung (Nasal)

Hidung (nasal atau naso) merupakan saluran utama yang dilapisi

dengan selaput lendir, di dalamnya terdapat kelenjar minyak (kelenjar

sebasea) dan kelenjar keringat (kelenjar sudorifera). Selaput lendir

berfungsi menangkap benda asing yang masuk lewat saluran

pernapasan. Selain itu, terdapat juga rambut pendek dan tebal yang

berfungsi menyaring partikel kotoran yang masuk bersama udara.

Selain itu terdapat konka yang terdiri dari banyak kapiler darah,

fungsinya adalah untuk menghangatkan udara yang masuk ke dalam

paru-paru.

Hidung terdiri dari dua lubang yang di pisahkan oleh sekat

hidung. Hidung berbentuk piramida yang tersusun dari tulang keras,

tulang rawan hialin, dan jaringan vibroaerolar.

Rongga hidung (cavum nasalis) memiliki bagian internal dan

eksternal. Bagian eksternal hidung mengandung folikel rambut,

kelenjar keringat, dan sebasea (lemak). Bagian internal dipisahkan


menjadi rongga hidung kanan dan kiri, masing-masing rongga hidung

terdapat tiga ruang kecil yaitu meatus superior, media, dan inferior.

Bagian internal rongga hidung juga memiliki rambut-rambut halus

(vibrissae).

b. Tekak (Faring)

Faring adalah daerah dimana terjadi persilangan antara jalur

untuk sistem pernapasan dan pencernaan. Faring memiliki panjang

kurang lebih 5 inci memanjang dari dasar tenggorokan sampai

esofagus. Fungsi utama faring adalah menyediakan saluran bagi udara

yang keluar masuk dan juga sebagai jalan makanan dan minuman yang

ditelan. Selain itu, faring juga berfungsi sebagai penyaring, pengatur

tekanan, dan juga dapat mengatur kelembaban udara yang masuk.

Udara ini akan diteruskan ke batang tenggorokan (trakea). Faring

terletak di depan cervical vertebrata dan terdiri atas tiga bagian yaitu:

1) Nasofaring

Nasofaring adalah bagian faring yang terletak pada bagian

belakang rongga hidung. Nasofaring merupakan satu-satunya

bagian faring yang hanya dapat dilalui oleh udara, sedangkan

bagian faring lainnya dapat dilalui oleh udara maupun makanan.

Nasofaring berasal dari dua kata, yaitu naso yang artinya hidung

dan faring yang artinya tenggorokan, oleh karena itu nasofaring

juga dikenal sebagai saluran hidung-tenggorok. Nasofarig

memiliki ukuran lebar dan panjang masing berkisar antara 2-4

cm. Nasofaring berfungsi untuk mengatur tekanan udara dari

lingkungan luar dan membunuh bakteri yang terbawa dari

lingkungan luar.

2) Orofaring

Orofaring merupakan bagian faring yang terletak di

belakang rongga mulut. Orofaring dapat dilewati udara dan

makanan sehingga berperan dalam sistem pernapasan dan sistem


pencernaan. Selain itu orofaring memiliki klep yang berfungsi

mengatur makanan agar tidak masuk ke saluran pernapasan, klep

ini disebut epiglotis. Epiglottis dapat menutup saluran pernapasan

(terbukanya saluran pencernaan) saat menelan makanan dan

membuka saluran pernapasan (tertutupnya saluran pencernaan)

saat proses bernapas. Pada bagian dinding lateral (kiri dan kanan)

orofaring terdapat tonsil platina yang merupakan massa jaringan

limfatik, tonsil ini berfungsi untuk melindungi dari infeksi.

3) Laringofaring

Laringofaring adalah bagian paling akhir dari faring.

Laringofaring sering juga disebut dengan hipofaring. Bagian ini

juga dapat dilewati oleh udara dan makanan. Laringofaring

dilapisi oleh sel epitel skuamosa berlapis. Laringofaring

merupakan tempat pertemuan antara saluran pernapasan dengan

saluran pencernaan. Pada saat proses menelan maka saluran

pernapasan tertutup, hal ini yang menyebabkan bahwa manusia

tidak dapat menelan sambil bernapas.

c. Kotak Suara (Laring)

Laring adalah saluran udara yang terletak dari bagian depan

faring hingga bagian bawah trakea. Fungsi utama laring adalah

menghasilkan suara dan juga sebagai tempat keluar masuknya udara.

Laring terdiri atas kepingan tulang rawan, ligamen, dan membran. Pada

laring terdapat tonjolan jakun, epiglotis, dan pita suara. Pita suara

merupakan jaringan elastik yang melintang dipintu masuk laring. Pita

suara berjumlah dua buah, pita suara palsu yang terletak dibagian atas

dan pita suara sejati yang terletak dibagian bawah. Suara dihasilkan

pada saat otot-otot pita suaraberfibrasi dan menggetarkan udara yang

masuk melalui pita suara.


Struktur laring, laring terdiri dari sembilan buah tulang rawan

yang tersusun sedemikian rupa sehingga serupa kotak. Dari sembilan

tulang rawan tersebut, terdapat tiga tulang yang sangat penting, yaitu:

1) Tulang rawan tiroid atau jakun (Adam’s Apple), merupakan

tulang rawan terbesar. Pada laki-laki, tulang rawan ini lebih besar

dibandingkan dengan wanita. Tulang rawan tiroid berfungsi

untuk melindungi pita suara.

2) Epiglotis atau tulang rawan penutup, yaitu tulang rawan yang

kecil. Satu sisi dari epiglottis melekat pada tulang rawan tiroid

dan sisi lainnya bebas. Epiglotis berfungsi sebagai penutup

lubang menuju laring agar makanan tidak masuk ke saluran

pernapasan.

3) Tulang rawan krikoid, berbentuk seperti cincin stempel dan

terletak di bagian paling bawah pada laring. Bagian stempelnya

merupakan dinding posterior laring.

d. Batang Tenggorokan (Trakea)

Trakea merupakan saluran lanjutan dari laring, memiliki panjang

9-11 cm, dan dibentuk oleh 16-20 cincin tulang rawan. Trakea

berbentuk seperti huruf C. Tulang rawan pada trakea berfungsi

mempertahankan agar trakea tetap terbuka. Pada bagian dalam saluran

dilapisi oleh selaput lendir dari sel-sel epitel bersilia dan sel goblet. Silia

hanya bergerak menuju ke arah laring, sehingga dapat mengeluarkan

debu dan butiran benda asing halus yang masuk bersama udara

pernapasan. Silia-silia ini berfungsi untuk menyaring benda-benda

asing yang masuk ke saluran pernapasan.

e. Cabang Batang Tenggorokan (Bronkus)

Bronkus merupakan cabang kanan dan kiri dari trakea, serta

memiliki struktur yang sama dengan trakea. Fungsi utama bronkus

adalah menyediakan jalan bagi udara yang masuk dan keluar paru-paru.


Setiap bronkus bermuara pada suatu paru-paru. Bronkus sebelah kanan

lebih pendek dan lebih besar daripada bronkus sebelah kiri. Bronkus

kanan masuk ke paru-paru kanan, dan bronkus kiri masuk ke paru-paru

kiri. Cabang-cabang bronkus disebut bronkiolus. Pada bronkiolus tidak

terdapat cincin kartilago, tetapi tetap mengandung sel-sel bersilia.

Diujung bronkiolus terminal terdapat alveolus.

f. Paru-paru (Pulmo)

Paru-paru merupakan organ pernapasan utama berbentuk kerucut,

terdiri atas jaringan elastik yang berpori-pori seperti spons dan berisi

udara. Paru-paru terletak di dalam rongga toraks (dada) sebelah kanan

dan kiri yang dipisahkan oleh jantung, diatas diafragma.

Struktur paru-paru tersusun dari 300 juta alveolus. Setiap alveolus

mengandung 1 lapisan sel epitel skuamosa (pipih) dan dikelilingi oleh

pembuluh kapiler. Di dalam paru-paru, bronki bercabang menjadi

tubulus-tubulus kecil yang dikenal sebagai bronkiolus. Bronkiolus terus

bercabang menjadi pembuluh lebih kecil dan akhirnya membentuk

cabang terkecil yaitu bronkiolus terminal. Bronkiolus terminal

bercabang lagi membentuk duktus alveoralis dan berakhir pada sarkus

alveoralis.

Paru-paru terdiri dari dua bagian yaitu paru-paru kanan (pulmo

dekster) dan paru-paru kiri (pulmo sinister). Paru-paru kanan terdiri dari

lobus superior, lobus intermedia, dan lobus inferior. Paru-paru kiri

terdiri dari lobus superior dan inferior.

Paru-paru dibungkus oleh selaput pleura, sedangkan

pleuraparietalis melekat pada dinding rongga koraks. Paru-paru

mengembang karena ada udara masuk, maka selaput pleura yang basah

dan halus kemudian bergeser satu sama lain dengan mudah, sehingga

terhindar dari kerusakan akibat gesekan.

2. Tabung Udara


Ruang mati anatomi (anatomic dead space) merupakan ruang dalam

saluran pernapasan bawah yang tidak mengalami pertukaran gas karena tetap

berada di saluran udara penghantar atau mencapai alveolus yang tidak perfusi

atau perfusi yang buruk. Ruang mati anatomi dalam saluran pernapasan yaitu

zona konduksi. Volume ruang mati anatomi adalah ±150 ml.

F. Gangguan pada Sistem Pernapasan

T erdapat beberapa penyakit pada sistem pernapasan manusia, yaitu sebagai

berikut:

1. Infeksi Saluran Pernapasan Akut (ISPA), peradangan pada saluran

pernapasan mulai dari hidung sampai paru-paru. ISPA disebabkan oleh virus

atau bakteri yang mudah menular.

2. Asma, penyakit yang terjadi karena penyempitan saluran pernapasan.

Penyebabnya biasanya adalah alergi terhadap debu, pasir, bulu, serangga,

kecil ataupun rambut.

3. Tuberkulosis (TBC), penyakit yang disebabkan oleh bakteri Mycobacterium

tuberculosis. Bakteri ini menyerang paru-paru dan menimbulkan bintil-bintil

pada dinding alveolus. Karena ada bintil-bintil tersebut, proses difusi oksigen

terganggu.

4. Kanker paru-paru, merupakan salah satu penyakit berbahaya yang dapat

dialami oleh semua umur, baik dari yang tua hingga yang muda. Penyakit ini

disebabkan karena sel kanker paru-parudan terus tumbuh tidak terkendali.

G. Studi Kasus

Terdapat dua studi kasus yang berkaitan dengan sistem pernapasan, yaitu

asma, psikosomatis, dan dipnea.

1. Asma

a. Aspek Fisik

Asma adalah gangguan pada rongga saluran pernapasan yang

diakibatkan oleh kontraksi otot polos pada trakea dan mengakibatkan

penderita sulit bernapas. Ditandai dengan kontraksi yang kaku dari


bronkiolus.Asma biasanya disebabkan oleh hipersensitivas bronkiolus

terhadap benda-benda asing di udara.

b. Aspek Psikologis

Stres menimbulkan perubahan psikologis pada tubuh seseorang.

Perubahan tersebut kemudian memaksa tubuh mereka memproduksi

histamin dan leukotrin dalam jumlah besar. Reaksi inilah yang

kemudian menyebabkan penegangan otot-otot di sekitar saluran nafas

yang memicu timbulnya serangan asma. Perubahan keadaan emosi

yang cepat bisa pula memaksa tubuh untuk berkoordinasi dengan cepat.

Hal ini menempatkan tubuh pada situasi yang sulit dan dengan beban

mental yang berat. Keadaan psikologis tersebut bisa memicu serangan

asma yang drastis, bahkan pada seseorang yang cenderung tenang

sekalipun.

2. Psikosomatis

a. Aspek Fisik

Psikosomatis dapat menyebabkan terjadinya sakit kepala,

berkeringat, nyeri lambung dan dapat menyebabkan seseorang terkena

penyakit asma.

b. Aspek Psikologis

Psikosomatik adalah suatu kondisi atau gangguan ketika pikiran

mempengaruhi tubuh, hingga memicu munculnya keluhan fisik..

3. Dipnea

a. Aspek Fisik

Dipnea menurut definisi American Thoracic Society (ATS)

didefinisikan sebagai pengalaman subyektif ketidaknyamanan dalam

bernapas yang terdiri dari berbagai sensasi yang bervariasi dalam

intensitas secara kualitatif.


b. Aspek Psikologis

Penelitian sejauh ini memperlihatkan emosi dikaitkan dengan

penurunan keakuratan pada persepsi dipnea yang membutuhkan

pengobatan yang tepat. Terlihat bahwa setelah menghirup zat placebo,

yang diyakini sebagai zat bronchoconstiritf, pasien asma yang

menderita emosionalitas negatif yang tinggi lebih merasakan gejala

dispneik ketimbang gejala emosi negatif yang rendah. Demikian pula,

data memperlihatkan bahwa orang-orang yang memiliki

kecenderungan negatif yang tinggi lebih rentan dibandingkan dengan

orang-orang yang memiliki kecenderungan negatif yang rendah dalam

merasakan gejala dipneatik.

REFERENSI

Harlan, J. (2018). Biopsikologi. Depok: Universitas Gunadarma.

Editor:

Raysha Agustini, S.Psi., M.Si

Disusun Oleh:

Deo Christo R Annisa Daffa A Adzania Nur A

Desy Wulandari Devi Monica S Ahmad Rafif

Raden Larazati C.P Hasna Nur I Dinda Astriansyah

Talisha Rahmi R Marcell Yohama F.A Fadhilah Umaira A

Winda Nurmayanti Primaulia Anamaya Laura Annissa S

Reyna Rosephine A

2019 Sistem Pernapasanraysha.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/70862/5...Respirasi seluler merupakan penggunaan oksigen pada metabolisme karbohidrat, yaitu konversi glukosa menjadi

Documents