Sistem Respirasi Manusia Istilah bernapas, seringkali diartikan dengan respirasi, walaupun secara harfiah sebenarnya kedua istilah tersebut berbeda. Pernapasan (breathing) artinya menghirup dan menghembuskan napas. Oleh karena itu, bernapas diartikan sebagai proses memasukkan udara dari lingkungan luar ke dalam tubuh dan mengeluarkan udara sisa dari dalam tubuh ke lingkungan. Sementara, respirasi (respiration) berarti suatu proses pembakaran (oksidasi) senyawa organik (bahan makanan) di dalam sel sehingga diperoleh energi. Energi yang dihasilkan dari respirasi sangat menunjang sekali untuk melakukan beberapa aktifitas. Misalnya saja, mengatur suhu tubuh, pergerakan, pertumbuhan dan reproduksi. Oleh karena itu, kegiatan pernapasan dan respirasi sebenarnya saling berhubungan. 1. Struktur Pernafasan Manusia a. Hidung Hidung merupakan alat pernapasan yang terletak di luar dan tersusun atas tulang rawan. Pada bagian ujung dan pangkal hidung ditunjang oleh tulang nasalis. Rongga hidung dibagi menjadi dua bagian oleh septum nasalis, yaitu bagian kiri dan kanan. Bagian depan septum ditunjang oleh tulang rawan, sedangkan bagian belakang ditunjang oleh tulang vomer dan tonjolan tulang ethmoid. Bagian bawah rongga hidung dibatasi oleh tulang palatum, dan maksila. Bagian atas dibatasi oleh ethmoid, bagian samping oleh tulang maksila, konka nasalis inferior, dan ethomoid sedangkan bagian tengah dibatasi oleh septum nasalis. Pada dinding lateral terdapat tiga tonjolan yang disebut konka nasalis superior, konka media dan konka inferior. Melalui celah-celah pada ketiga tonjolan ini udara inspirasi akan dipanaskan oleh darah di dalam kapiler dan dilembapkan oleh lendir yang disekresikan oleh sel goblet. Lendir juga dapat membersihkan udara pernapasan dari debu. Bagian atas dari rongga hidung terdapat daerah olfaktorius, yang mengandung sel-sel pembau. Sel-sel ini berhubungan dengan saraf otak pertama (nervus olfaktorius). Panjangnya sekitar 10 cm. Udara yang akan masuk ke dalam paru-paru pertama kali akan masuk melalui hidung terlebih dahulu. Sekitar 15.000 liter udara setiap hari akan melewati hidung.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Sistem Respirasi Manusia
Istilah bernapas, seringkali diartikan dengan respirasi, walaupun secara harfiah sebenarnya kedua
istilah tersebut berbeda. Pernapasan (breathing) artinya menghirup dan menghembuskan napas.
Oleh karena itu, bernapas diartikan sebagai proses memasukkan udara dari lingkungan luar ke
dalam tubuh dan mengeluarkan udara sisa dari dalam tubuh ke lingkungan. Sementara, respirasi
(respiration) berarti suatu proses pembakaran (oksidasi) senyawa organik (bahan makanan) di
dalam sel sehingga diperoleh energi.
Energi yang dihasilkan dari respirasi sangat menunjang sekali untuk melakukan beberapa aktifitas.
Misalnya saja, mengatur suhu tubuh, pergerakan, pertumbuhan dan reproduksi. Oleh karena itu,
kegiatan pernapasan dan respirasi sebenarnya saling berhubungan.
1. Struktur Pernafasan Manusia
a. Hidung
Hidung merupakan alat pernapasan yang terletak di luar dan tersusun atas tulang rawan. Pada
bagian ujung dan pangkal hidung ditunjang oleh tulang nasalis. Rongga hidung dibagi menjadi dua
bagian oleh septum nasalis, yaitu bagian kiri dan kanan. Bagian depan septum
ditunjang oleh tulang rawan, sedangkan bagian belakang ditunjang oleh tulang vomer dan tonjolan
tulang ethmoid.
Bagian bawah rongga hidung dibatasi oleh tulang palatum, dan maksila. Bagian atas dibatasi oleh
ethmoid, bagian samping oleh tulang maksila, konka nasalis inferior, dan ethomoid sedangkan
bagian tengah dibatasi oleh septum nasalis.
Pada dinding lateral terdapat tiga tonjolan yang disebut konka nasalis superior, konka media dan
konka inferior. Melalui celah-celah pada ketiga tonjolan ini udara inspirasi akan dipanaskan oleh
darah di dalam kapiler dan dilembapkan oleh lendir yang disekresikan oleh sel goblet. Lendir juga
dapat membersihkan udara pernapasan dari debu. Bagian atas dari rongga hidung terdapat daerah
olfaktorius, yang mengandung sel-sel pembau. Sel-sel ini berhubungan dengan saraf otak pertama
(nervus olfaktorius). Panjangnya sekitar 10 cm. Udara yang akan masuk ke dalam paru-paru
pertama kali akan masuk melalui hidung terlebih dahulu. Sekitar 15.000 liter udara setiap hari akan
melewati hidung.
b. Faring
udara dan makanan. Faring merupakan percabangan 2 saluran, yaitu saluran
pernapasan (nasofaring) pada bagian depan dan saluran pencernaan (orofaring) pada bagian
belakang. Udara dari rongga hidung masuk ke faring. Faring berbentuk seperti tabung corong,
terletak di belakang rongga hidung dan mulut, dan tersusun dari otot rangka. Faring berfungsi
sebagai jalannya udara dan makanan. Faring merupakan percabangan 2 saluran, yaitu saluran
pernapasan (nasofaring) pada bagian depan dan saluran pencernaan (orofaring) pada bagian
belakang.
c. Laring
Dari faring, udara pernapasan akan menuju pangkal tenggorokan atau disebut juga
laring. Laring tersusun atas kepingan tulang rawan yang membentuk jakun. Jakun tersebut
tersusun oleh tulang lidah, katup tulang rawan, perisai tulang rawan, piala tulang rawan, dan
gelang tulang rawan.
Pangkal tenggorokan dapat ditutup oleh katup pangkal tenggorokan (epiglotis). Jika udara menuju
tenggorokan, anak tekak melipat ke bawah, dan ketemu dengan katup pangkal tenggorokan
sehingga membuka jalan udara ke tenggorokan. Saat menelan makanan, katup tersebut menutupi
pangkal tenggorokan dan saat bernapas katup tersebut akan membuka.
Pada pangkal tenggorokan terdapat pita suara yang bergetar bila ada udara melaluinya. Misalnya
saja saat kita berbicara.
d. Trakea
Tenggorokan berupa pipa yang panjangnya ± 10 cm, terletak sebagian di leher dan sebagian di
rongga dada. Dinding tenggorokan tipis dan kaku, dikelilingi oleh cincin tulang rawan, dan pada
bagian dalam rongga bersilia. Silia-silia ini berfungsi menyaring benda-benda asing yang masuk ke
saluran pernapasan.
e. Bronkus
Bronkus tersusun atas percabangan, yaitu bronkus kanan dan kiri. Letak bronkus kanan dan kiri agak
berbeda. Bronkus kanan lebih vertikal daripada kiri. Karena strukturnya ini, sehingga bronkus kanan
akan mudah kemasukan benda asing. Itulah sebabnya paru-paru kanan
seseorang lebih mudah terserang penyakit bronkhitis.
Pada seseorang yang menderita asma bagian otot-otot bronkus ini berkontraksi sehingga akan
menyempit. Hal ini dilakukan untuk mencegah masuknya lebih banyak benda asing yang
menimbulkan reaksi alergi. Akibatnya penderita akan mengalami sesak napas. Sedangkan pada
penderita bronkitis, bagian bronkus ini akan tersumbat oleh lendir. Bronkus kemudian bercabang
lagi sebanyak 20–25 kali percabangan membentuk bronkiolus. Pada ujung bronkiolus inilah
tersusun alveolus yang berbentuk seperti buah anggur.
f. Paru-paru
Organ yang berperan penting dalam proses pernapasan adalah paru-paru. Paru-paru merupakan
organ tubuh yang terletak pada rongga dada, tepatnya di atas sekat diafragma. Diafragma adalah
sekat rongga badan yang membatasi rongga dada dan rongga perut. Paru-paru terdiri atas dua
bagian, paru-paru kanan dan paru-paru kiri. Paru-paru kanan memiliki tiga gelambir yang
berukuran lebih besar daripada paru-paru sebelah kiri yang memiliki dua gelambir.
Paru-paru dibungkus oleh dua lapis selaput paru-paru yang disebut pleura. Semakin ke dalam, di
dalam paru-paru akan ditemui gelembung halus kecil yang disebut alveolus. Jumlah alveolus pada
paru-paru kurang lebih 300 juta buah. Adanya alveolus ini menjadikan permukaan paru-paru lebih
luas. Diperkirakan, luas permukaan paruparu sekitar 160 m2. Dengan kata lain, paru-paru memiliki
luas permukaan sekitar 100 kali lebih luas daripada luas permukaan tubuh.
Dinding alveolus mengandung kapiler darah. Oksigen yang terdapat pada alveolus berdifusi
menembus dinding alveolus, lalu menem bus dinding kapiler darah yang mengelilingi alveolus.
Setelah itu, masuk ke dalam pembuluh darah dan diikat oleh hemoglobin yang terdapat di dalam
sel darah merah sehingga terbentuk oksihemoglobin (HbO2). Akhirnya, oksigen diedarkan oleh
darah ke seluruh tubuh. Setelah sampai ke dalam sel-sel tubuh, oksigen dilepaskan sehingga
oksihemoglobin kembali menjadi hemoglobin. Oksigen ini digunakan untuk oksidasi.
Karbon dioksida yang dihasilkan dari respirasi sel diangkut oleh plasma darah melalui pembuluh
darah menuju ke paru-paru. Sesampai di alveolus, CO2 menembus dinding pembuluh darah dan
din ding
alveolus. Dari alveolus, karbondioksida akan disalurkan menuju hidung untuk dikeluarkan. Jadi
proses pertukaran gas sebenarnya berlangsung di alveolus.
2. Mekanisme Pernafasan Manusia
Pernapasan adalah suatu proses yang terjadi secara otomatis walau dalam keadaan tertidur
sekalipun, karena sistem pernapasan dipengaruhi oleh susunan saraf otonom. Menurut tempat
terjadinya pertukaran gas maka pernapasan dapat dibedakan atas 2 jenis, yaitu pernapasan luar dan
pernapasan dalam.
Pernapasan luar adalah pertukaran udara yang terjadi antara udara dalam alveolus dengan
darah dalam kapiler. Pernapasan dalam adalah pernapasan yang terjadi antara darah dalam kapiler
dengan sel-sel tubuh. Masuk keluarnya udara dalam paru-paru dipengaruhi oleh perbedaan
tekanan udara dalam rongga dada dengan tekanan udara di luar tubuh. Jika tekanan di luar rongga
dada lebih besar, maka udara akan masuk. Sebaliknya, apabila tekanan dalam rongga dada lebih
besar maka udara akan keluar.
Sehubungan dengan organ yang terlibat dalam pemasukkan udara ( inspirasi) dan pengeluaran
udara ( ekspirasi) maka mekanisme pernapasan dibedakan atas dua macam, yaitu pernapasan
dada dan pernapasan perut. Pernapasan dada dan perut terjadi secara bersamaan.
1. Pernafasan Dada
Apabila kita menghirup dan menghempaskan udara menggunakan pernapasan dada, otot yang
digunakan yaitu otot antartulang rusuk. Otot ini terbagi dalam dua bentuk, yakni otot antartulang
rusuk luar dan otot antartulang rusuk dalam.
Saat terjadi inspirasi, otot antartulang rusuk luar berkontraksi, sehingga tulang rusuk menjadi
Pertukaran udara berlangsung di dalam avelous dan pembuluh darah yang mengelilinginya. Gas oksigen
dan karbon dioksida akan berdifusi melalui sel-sel yang menyusun dinding avelous dan kapiler darah.
Udara aveolus mengandung zat oksigen yang lebih tinggi dan karbon dioksida lebih rendah dari pada
gas di dalam darah pembuluh kapiler. Oleh karena itu molekul cenderung berpindah dari konsentrasi
yang lebih tinggi ke rendah, maka oksigen berdifusi dari udara aveolus ke dalam darah, dan karbon
dioksida akan berdifusi dari pembuluh darah ke avelous. Pengangkutan CO₂ oleh darah dapat
dilaksanakan melalui 3 cara yaitu : (1) Karbondioksida larut dalam plasma dan membentuk asam
karbonat dengan enzim anhydrase. (2) Karbondioksida terikat pada hemoglobin dalam bentuk
karbomino hemoglobin (3) Karbondioksida terikat dalam gugus ion bikarbonat (HCO₂) melalui proses
berantai pertukaran klorida.
Energi Dan Pernafasan
Energi yang dihasilkan oleh proses pernapasan akan digunakan untuk membentuk molekul berenergi,
yaitu ATP (Adenosin Tri Phospate). Selanjutnya,molekul ATP akan disimpan dalam sel dan merupakan
sumber energy utama untuk aktivitas tubuh. ATP berasal dari perombakan senyawa organik seperti
karbohidrat, protein dan lemak. Gula (glukosa) dari pemecahan karbohidrat dalam tubuh diubah terlebih
dahulu menjadi senyawa fosfat yang dikatalisis oleh bantuan enzim glukokinase. Selanjutnya senyawa
fosfat diubah menjadi asam piruvat dan akhirnya dibebaskan dalam bentuk H₂O dan CO₂ sebagai hasil
samping oksidasi tersebut. Proses respirasi sel dari bahan glukosa secara garis besar, meliputi tiga
tahapan, yaitu proses glikosis, siklus Krebs, dan transfer elektron.
Pada pekerja berat atau para atlit yang beraktivitas tinggi, pembentukan energy dapat dilakukan secara
anaerobic. Hal ini disebabkan bila tubuh kekurangan suplai oksigen maka akan terjadi proses
perombakan asam piruvat menjadi asam laktat yang akan membentuk 2 mol ATP.
Frekuensi Pernafasan
Jumlah udara yang keluar masuk ke paru-paru setiap kali bernapas disebut sebagai frekuensi
pernapasan. Pada umumnya,frekuensi pernapasan manusia setiap menitnya sebanyak 15-18 kali. Cepat
atau lambatnya frekuensi pernapasan dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya :
Usia. Semakin bertambahnya usia seseorang akan semakin rendah frekuensi pernapasannya.Hal ini
berhubungan dengan energy yang dibutuhkan.
Jenis kelamin. Pada umumnya pria memiliki frekuensi pernapasan yang lebih tinggi dibandingkan
dengan wanita.Kebutuhan akan oksigen serta produksi karbondioksida pada pria lebih tinggi
dibandingkan wanita.
Suhu tubuh. Semakin tinggi suhu tubuh seseorang maka aka semakin cepat frekuensi pernapasannya,
hal ini berhubungan dengan penigkatan proses metabolism yang terjadi dalam tubuh.
Posisi atau kedudukan tubuh. Frekuensi pernapasan ketika sedang duduk akan berbeda
dibandingkan dengan ketika sedang berjongkok atatu berdiri.Hal ini berhubungan erat dengan energy
yang dibutuhkan oleh organ tubuh sebagai tumpuan berat tubuh.
Aktivitas. Seseorang yang aktivitas fisiknya tingi seperti olahragawan akan membutuhkan lebih banyak
energi daripada orang yang diamatau santai, oleh karena itu, frekuensi pernapasan orang tersebut juga
lebih tinggi. Gerakan dan frekuensi pernapasan diatur oleh pusat pernapasan yang terdapat di otak.
Selain itu, frekuensi pernapasan distimulus oleh konsentrasi karbondioksida (CO₂) dalam darah.
Gangguan Pada Sistem Respirasi
Sistem pernapasan manusia yang terdiri atas beberapa organ dapat mengalami gangguan.
Gangguan ini biasanya berupa kelainan atau penyakit. Penyakit atau kelainan yang menyerang
sistem pernapasan ini dapat menyebabkannya proses pernapasan. Berikut adalah beberapa contoh
gangguan pada system pernapasan manusia.
Emfisema, merupakan penyakit pada paru-paru. Paru-paru mengalami pembengkakan karena
pembuluh darah nya kemasukan udara.
Asma, merupakan kelainan penyumbatan saluran pernapasan yang disebabkan oleh alergi, seperti
debu,bulu, ataupun rambut. Kelainan ini dapat diturunkan.Kelainan ini juga dapat kambuh jika
suhu lingkungan.
Tuberkulosis (TBC), merupakan penyakit paru-paru yang disebabkan oleh Mycobacterium
tuberculosis. Bakteri tersebut menimbulkan bintil-bintil pada dinding alveolus. Jika penyakit ini
menyerang dan dibiarkan semakin luas,dapat menyebabkan sel-sel paru-paru mati. Akibatnya paru-
paru akan kuncup atau mengecil. Hal tersebut menyebabkan para penderita TBC napasnya sering
terengah-engah.
Infuenza (fu), merupakan penyakit yang disebabkan oleh virus infuenza. Penyakit ini timbul
dengan gejala bersin-bersin, demam, dan pilek.
Kanker paru-paru. Penyakit ini merupakan salah satu paling berbahaya. Sel-sel kanker pada
paru-paru terus tumbuh tidak terkendali. Penyakit ini lama-kelamaan dapat menyerang seluruh
tubuh. Salah satu pemicu kanker paru-paru adalah kebiasaan merokok. Merokok dapat memicu
terjadinya kanker paru-paru dan kerusakan paru-paru.
Merokok dapat menyebabkan perubahan struktur dan fungsi saluran pernapasan dan jaringan paru-paru.
Misalnya, sel mukosa membesar (disebut hipertrofi) dan kelenjar mukus bertambah banyak (disebut
hiperplasia). Dapat pula terjadi radang ringan, penyempitan saluran pernapasan akibat bertambahnya
sel sel dan penumpikan lendir, dan kerusakan alveoli. Perubahan anatomi saluran pernapasan
menyebabkan fungsi paru-paru terganggu.
SISTEM RESPIRASI : MANUSIA1. Mengapa memerlukan Sistem Respirasi?
• Respirasi artinya memasukkan Oksigen dan memindahkan karbondioksida menuju/keluar tubuh. • Respirasi juga dapat diartikan serangkaian reaksi kimia mengubah sari-sari makanan menjadi energiSistem respirasi diperlukan karena hewan memanfaatkan oksigen dan sari makanan sebagai bahan pembentukan energi (respirasi sel). Energi tersebut dalam bentuk bahan kimia yang disebut ATP (AdenosinTri Phosphat)
2. Rute Respirasi.
Ekhalasi Respirasi Internal Respirasi Eksternal Inhalasi (penghirupan)- (penghembusan)a. Inhalasi/ Inspirasi atau Penghirupan fase ketika udara dari luar tubuh menuju ke organ pernapasan.: ex. udara dari luar tubuh masuk ke dalam paru-paru.
Gambar Diafragma dan RespirasiA. Inhalasi/ Penghirupan/ Inspirasi: Otot dada dan diafragma kontraksi, posisi difragma mendatar, udara masuk, paru-paru membesar B. Ekshalasi/ Pengehembusan/ Ekspirasi= Otot dada dan diafragma relaksasi, posisi difragma melengkung ke atas, , paru-paru kontraksi, udara keluarb. Respirasi Eksternal:Setelah udara dihirup, udara akan masuk ke paru-paru. Didalam paru-paru akan terjadi Respirasi eksternal yaitu: pertukaran oksigen dan karbondioksida antara alveoli paru-paru menuju atau meninggalkan pembuluh darah. c. Respirasi Internal Udara yang sudah masuk pembuluh darah selanjutnya akan beredar melalui system sirkulasi (peredaran darah) menuju jaringan tubuh. Di antara pembuluh darah kapiler dan sel-sel jaringan inilah terjadi respirasi internal.Jadi respirasi internal adalah pertukaran gas (Oksigen dengan karbondioksida) yang terjadi di antara pembuluh kapiler dengan sel-sel jaringan . Oksigen yang masuk sel berasal dari lingkungan, sedangkan karbondioksida yang dikeluarkan dari sel bersal dari hasil akhir respirasi Intraselular atau Respirasi Sel. Apa arti respirasi sel?Respirasi sel: Oksigen yang masuk sel digunakan untuk metabolisme sel yang disebut Respirasi sel. Respirasi sel adalah serangkaian reaksi kimia berbahan glukosa dan oksigen untuk
Mengapa Karbondioksida harus dikeluarkan dari tubuh? Karena karbondioksida dalam tubuh dapat bersifat racun.d. Ekshalasi /Ekspirasi Ketika Karbondioksida sudah melalui repirasi internal dilanjutkan dengan respirasi eksternal, maka Karbondioksida di paru-paru dikeluarkan ke luar tubuh. Pengeluaran karbondioksida dari paru-paru inilah disebut Ekshalasi
3. Mekanisme Pertukaran gas terjadi secara Difusi.Pertukaran gas dapat terjadi karena adanya difusi,. Peristiwa difusi dapat terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi antara dua kompartemen yang berbeda. Zat bergerak dari konsentrasi yang tinggi ke konsentrasi yang rendah. Pada tahapan respirasi eksternal, molekul oksigen dalam alveoli paru-paru dapat berdifusi ke darah melintasi pembuluh darah karena konsentrasi oksigen dalam alveoli lebih besar daripada dalam darah.
Gambar Ilustrasi Difusi dalam Respirasi Eksternal dan InternalSekarang cobalah diskusikan tentang kejadian sebaliknya, bagaimana molekul karbondioksida dapat berdifusi dari darah menuju ke paru-paru. ?2. Bagaimana struktur organ respirasi agar efisien?Organ respirasi dikatakan efisien jika organ tersebut dapat memasukkan dan mengeluarkan oksigen dengan cepat dan dalam jumlah yang banyak. Organ respirasi, misalnya alveoli paru- paru, insang pada ikan dan kulit pada katak, secara umum memiliki struktur yang mendukung fungsi efisiensi respirasi.
Ciri struktur organ respirasi tersebut antara lain :• Lembab• Tipis • Banyak pembuluh darah disekitarnya• Area permukaan luas
SISTEM PERNAPASAN PADA MANUSIA MENCAKUP DUA HAL, YAKNI :1. saluran pernapasan dan 2. mekanisme pernapasan.1. Saluran Pernapasan
a. Rongga Hidung (Cavum Nasalis)Udara dari luar akan masuk lewat rongga hidung (cavum nasalis). Rongga hidung berlapis 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. Juga terdapat konka yang mempunyai banyak kapiler darah yang berfungsi menghangatkan udara yang masuk.
b. Faring (Tenggorokan)Udara dari rongga hidung masuk ke faring. Faring merupakan percabangan 2 saluran, yaitu
saluran pernapasan (nasofarings) pada bagian depan dan saluran pencernaan (orofarings) pada bagian belakang. Pada bagian belakang faring (posterior) terdapat laring (tekak) tempat terletaknya pita suara (pita vocalis). Masuknya udara melalui faring akan menyebabkan pita suara bergetar dan terdengar sebagai suara. Makan sambil berbicara dapat mengakibatkan makanan masuk ke saluran pernapasan karena saluran pernapasan pada saat tersebut sedang terbuka. Walaupun demikian, saraf kita akan mengatur agar peristiwa menelan, bernapas, dan berbicara tidak terjadi bersamaan sehingga mengakibatkan gangguan kesehatan.
c. Tenggorokan (Trakea)Tenggorokan berupa pipa yang panjangnya ± 10 cm, terletak sebagian di leher dan sebagian di rongga dada (torak). Dinding tenggorokan tipis dan kaku, dikelilingi oleh cincin tulang rawan, dan pada bagian dalam rongga bersilia. Silia-silia ini berfungsi menyaring benda-benda asing yang masuk ke saluran pernapasan.
d. Cabang-cabang Tenggorokan (Bronki)Tenggorokan (trakea) bercabang menjadi dua bagian, yaitu bronkus kanan dan bronkus kiri. Struktur lapisan mukosa bronkus sama dengan trakea, hanya tulang rawan bronkus bentuknya tidak teratur dan pada bagian bronkus yang lebih besar cincin tulang rawannyamenjadi bronkiolus.
e. Paru-paru (Pulmo)Paru-paru terletak di dalam rongga dada bagian atas, di bagian samping dibatasi oleh otot dan rusuk dan di bagian bawah dibatasi oleh diafragma yang berotot kuat. Paru-paru ada dua bagian yaitu paru-paru kanan (pulmo dekster) yang terdiri atas 3 lobus dan paru-paru kiri (pulmo sinister) yang terdiri atas 2 lobus. Paru-paru dibungkus oleh dua selaput yang tipis, disebut pleura. Selaput bagian dalam yang langsung menyelaputi paru-paru disebut pleura dalam (pleura visceralis) dan selaput yang menyelaputi rongga dada yang bersebelahan dengan tulang rusuk disebut pleura luar (pleura parietalis).
Gbr. paru-paruAntara selaput luar dan selaput dalam terdapat rongga berisi cairan pleura yang berfungsi sebagai pelumas paru-paru. Cairan pleura berasal dari plasma darah yang masuk secara eksudasi. Dinding rongga pleura bersifat permeabel terhadap air dan zat-zat lain.Paru-paru tersusun oleh bronkiolus, alveolus, jaringan elastik, dan pembuluh darah. Paru-paru berstruktur seperti spon yang elastis dengan daerah permukaan dalam yang sangat lebar untuk pertukaran gas.Di dalam paru-paru,bronkiolus bercabang-cabang halus dengan diameter ±1 mm,dindingnya makin menipis jika dibanding dengan bronkus.melingkari lumen dengan sempurna. Bronkus bercabang-cabang lagi Bronkiolus tidak mempunyi tulang rawan, tetapi rongganya masih mempunyai silia dan di bagian ujung mempunyai epitelium berbentuk kubus bersilia. Pada bagian distal kemungkinan tidak bersilia. Bronkiolus berakhir pada gugus kantung udara (alveolus). Alveolus terdapat pada ujung akhir bronkiolus berupa kantong kecil yang salah satu sisinya terbuka sehingga menyerupai busa atau mirip sarang tawon. Oleh karena alveolus berselaput tipis dan di situ banyak bermuara kapiler darah maka memungkinkan terjadinya difusi gas pernapasan.
Gbr. Alveolus yang diperbesar
2. Mekanisme PernafasanPernapasan adalah suatu proses yang terjadi secara otomatis walau dalam keadaan tertidur sekalipun karma sistem pernapasan dipengaruhi oleh susunan saraf otonom. Menurut tempat terjadinya pertukaran gas maka pernapasan dapat dibedakan atas 2 jenis, yaitu pernapasan luar dan pernapasan dalam. Pernapasan luar adalah pertukaran udara yang terjadi antara udara dalam alveolus dengan darah dalam kapiler, sedangkan pernapasan dalam adalah pernapasan yang terjadi antara darah dalam kapiler dengan sel-sel tubuh.
Masuk keluarnya udara dalam paru-paru dipengaruhi oleh perbedaan tekanan udara dalam rongga dada dengan tekanan udara di luar tubuh. Jika tekanan di luar rongga dada lebih besar maka udara akan masuk. Sebaliknya, apabila tekanan dalam rongga dada lebih besar maka udara akan keluar.Sehubungan dengan organ yang terlibat dalam pemasukkan udara (inspirasi) dan pengeluaran udara (ekspirasi) maka mekanisme pernapasan dibedakan atas dua macam, yaitu
• pernapasan dada dan • pernapasan perut. Pernapasan dada dan perut terjadi secara bersamaan.
a. Pernapasan DadaPernapasan dada adalah pernapasan yang melibatkan otot antartulang rusuk. Mekanismenya dapat dibedakan sebagai berikut.
1. Fase inspirasi. Fase ini berupa berkontraksinya otot antartulang rusuk sehingga rongga dada membesar, akibatnya tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya oksigen masuk.2. Fase ekspirasi. Fase ini merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot antara tulang rusuk ke posisi semula yang dikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan luar, sehingga udara dalam rongga dada yang kaya karbon dioksida keluar.
b. Pernapasan PerutPernapasan perut merupakan pernapasan yang mekanismenya melibatkan aktifitas otot-otot diafragma yang membatasi rongga perut dan rongga dada.
Mekanisme pernapasan perut dapat dibedakan menjadi dua tahap yakni sebagai berikut.1. Fase Inspirasi. Pada fase ini otot diafragma berkontraksi sehingga diafragma mendatar, akibatnya rongga dada membesar dan tekanan menjadi kecil sehingga udara luar masuk.2. Fase Ekspirasi. Fase ekspirasi merupakan fase berelaksasinya otot diafragma (kembali ke posisi semula, mengembang) sehingga rongga dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar, akibatnya udara keluar dari paru-paru.
Volume Udara PernafasanDalam keadaan normal, volume udara paru-paru manusia mencapai 4500 cc. Udara ini dikenal sebagai kapasitas total udara pernapasan manusia. Walaupun demikian, kapasitas vital udara yang digunakan dalam proses bernapas mencapai 3500 cc, yang 1000 cc merupakan sisa udara yang tidak dapat digunakan tetapi senantiasa mengisi bagian paru-paru sebagai residu atau udara sisa. Kapasitas vital adalah jumlah udara maksimun yang dapat dikeluarkan seseorang setelah mengisi paru-parunya secara maksimum.Dalam keadaaan normal, kegiatan inspirasi dan ekpirasi atau menghirup dan menghembuskan udara dalam bernapas hanya menggunakan sekitar 500 cc volume udara pernapasan (kapasitas tidal = ± 500 cc). Kapasitas tidal adalah jumlah udara yang keluar masuk pare-paru pada pernapasan normal. Dalam keadaan luar biasa, inspirasi maupun ekspirasi menggunakan sekitar 1500 cc udara pernapasan (expiratory reserve volume = inspiratory reserve volume = 1500 cc). Lihat skema udara pernapasan berikut ini.
Skema udara pernapasanUdara cadangan inspirasi1500
kapasitas vitalUdara pernapasan biasa500
Udara cadangan ekspirasi1500kapasitas total Udara sisa (residu) 1000
Dengan demikian, udara yang digunakan dalam proses pernapasan memiliki volume antara 500 cc hingga sekitar 3500 cc. Dari 500 cc udara inspirasi/ekspirasi biasa, hanya sekitar 350 cc udara yang mencapai alveolus, sedangkan sisanya mengisi saluran pernapasan. Volume udara pernapasan dapat diukur dengan suatu alat yang disebut spirometer.
Besarnya volume udara pernapasan tersebut dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain - ukuran alat pernapasan, - kemampuan dan kebiasaan bernapas, - serta kondisi kesehatan.
• Pertukaran O2 Dan CO2 Dalam Pernafasan
Jumlah oksigen yang diambil melalui udara pernapasan tergantung pada kebutuhan dan hal tersebut biasanya dipengaruhi oleh :o jenis pekerjaan,o ukuran tubuh, o jumlah maupun jenis bahan makanan yang dimakan.
Pekerja-pekerja berat termasuk atlit lebih banyak membutuhkan oksigen dibanding pekerja ringan. Demikian juga seseorang yang memiliki ukuran tubuh lebih besar dengan sendirinya membutuhkan oksigen lebih banyak. Selanjutnya, seseorang yang memiliki kebiasaan memakan lebih banyak daging akan membutuhkan lebih banyak oksigen daripada seorang vegetarian. Dalam keadaan biasa, manusia membutuhkan sekitar 300 cc oksigen sehari (24 jam) atau sekitar 0,5 cc tiap menit. Kebutuhan tersebut berbanding lurus dengan volume udara inspirasi dan ekspirasi biasa kecuali dalam keadaan tertentu saat konsentrasi oksigen udara inspirasi berkurang atau karena sebab lain, misalnya konsentrasi hemoglobin darah berkurang.Oksigen yang dibutuhkan berdifusi masuk ke darah dalam kapiler darah yang menyelubungi alveolus. Selanjutnya, sebagian besar oksigen diikat oleh zat warna darah atau pigmen darah (hemoglobin) untuk diangkut ke sel-sel jaringan tubuh. Hemoglobin yang terdapat dalam butir darah merah atau eritrosit ini tersusun oleh senyawa hemin atau hematin yang mengandung unsur besi dan globin yang berupa protein.Secara sederhana, pengikatan oksigen oleh hemoglobin dapat diperlihatkan menurut persamaan reaksi bolak-balik berikut ini :
4 Hb O2 (oksihemoglobin) berwarna merah jernihHb4 + O2
Reaksi di atas dipengaruhi oleh kadar O2, kadar CO2, tekanan O2 (P O2), perbedaan kadar O2 dalam jaringan, dan kadar O2 di udara. Proses difusi oksigen ke dalam arteri demikian juga difusi CO2 dari arteri dipengaruhi oleh tekanan O2 dalam udara inspirasi.Tekanan seluruh udara lingkungan sekitar 1 atmosfir atau 760 mm Hg, sedangkan tekanan O2 di lingkungan sekitar 160 mm Hg. Tekanan oksigen di lingkungan lebih tinggi dari pada tekanan oksigen dalam alveolus paru-paru dan arteri yang hanya 104 mm Hg. Oleh karena itu oksigen dapat masuk ke paru-paru secara difusi.Dari paru-paru, O2 akan mengalir lewat vena pulmonalis yang tekanan O2 nya 104 mm; menuju ke jantung. Dari jantung O2 mengalir lewat arteri sistemik yang tekanan O2 nya 104 mm hg menuju ke jaringan tubuh yang tekanan O2 nya 0 - 40 mm hg. Di jaringan, O2 ini akan dipergunakan. Dari jaringan CO2 akan mengalir lewat vena sistemik ke jantung. Tekanan CO2 di jaringan di atas 45 mm hg, lebih tinggi dibandingkan vena sistemik yang hanya 45 mm Hg. Dari jantung, CO2 mengalir lewat arteri pulmonalis yang tekanan O2 nya sama yaitu 45 mm hg. Dari arteri pulmonalis CO2 masuk ke paru-paru lalu dilepaskan ke udara bebas. Berapa minimal darah yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan oksigen pada jaringan? Setiap 100 mm3 darah dengan tekanan oksigen 100 mm Hg dapat mengangkut 19 cc oksigen. Bila tekanan oksigen hanya 40 mm Hg maka hanya ada sekitar 12 cc oksigen yang bertahan dalam darah vena. Dengan demikian kemampuan hemoglobin untuk mengikat oksigen adalah 7 cc per 100 mm3 darah. Pengangkutan sekitar 200 mm3 C02 keluar tubuh umumnya berlangsung menurut reaksi kimia berikut:
H2CO3 (karbonat anhidrase) C02 + H20
Tiap liter darah hanya dapat melarutkan 4,3 cc CO2 sehingga mempengaruhi pH darah menjadi 4,5 karena terbentuknya asam karbonat.
Pengangkutan CO2 oleh darah dapat dilaksanakan melalui 3 Cara yakni sebagai berikut.
1. Karbon dioksida larut dalam plasma, dan membentuk asam karbonat dengan enzim anhidrase ( 7% dari seluruh CO2). 2. Karbon dioksida terikat pada hemoglobin dalam bentuk karbomino hemoglobin ( 23% dari seluruh CO2). 3. Karbon dioksida terikat dalam gugus ion bikarbonat (HCO3) melalui proses berantai pertukaran klorida (70% dari seluruh CO2). Reaksinya adalah sebagai berikut.
H+ + HCO-3 H2CO3 CO2 + H2O
Gangguan terhadap pengangkutan CO2 dapat mengakibatkan munculnya gejala asidosis karena turunnya kadar basa dalam darah. Hal tersebut dapat disebabkan karena keadaan Pneumoni. Sebaliknya apabila terjadi akumulasi garam basa dalam darah maka muncul gejala alkalosis.
• Energi Dalam Pernafasan Energi yang digunakan dalam kegiatan respirasi bersumber dari ATP (Adenosin Tri Fosfat) yang ada pada masing-masing sel.ATP berasal dari bahan-bahan karbohidrat yang diubah menjadi fosfat melalui tiga tahapan.- Tahap I : Mula-mula proses glikolisis oleh enzim glukokinase membentuk piruvat pada siklus Glukosa - tahap II, : yakni siklus krebs (TCA = Tri Caboxylic Acid Cycle) - tahap III, : yakni tahap transfer elektron. Glikolisis terjadi di sitoplasma, siklus krebs terjadi di mitokondria.
• Gangguan Pada RespirasiGangguan pada sistem pernapasan adalah terganggunya pengangkutan O2 ke sel-sel atau jaringan tubuh; disebut Asfiksi Ada bermacam-macam misalnya terisinya alveolus dengan cairan limfa karena infeksi Diplokokus pneumonia atau Pneumokokus yang menyebabkan penyakit pneumonia. Pada orang yang tenggelam, alveolusnya terisi air sehingga difusi oksigen sangat sedikit bahkan tidak ada sama sekali sehingga mengakibatkan orang tersebut shock dan pernapasannya dapat terhenti. Orang seperti itu dapat ditolong dengan mengeluarkan air dari saluran pernapasannya dan melakukan pernapasan buatan tanpa alat dengan cara dari mulut ke mulut dengan irama tertentu dan menggunakan metode Silvester dan Hilger Neelsen. Asfiksi dapat pula disebabkan karena penyumbatan saluran pernapasan oleh kelenjar limfa, misalnya polip, amandel, dan adenoid. Peradangan dapat terjadi pada rongga hidung bagian atas dan disebut sinusitis, peradangan pada bronkus disebut bronkitis, serta radang pada pleura disebut pleuritis.
Paru-paru juga dapat mengalami kerusakan karena terinfeksi Mycobacterium tuber culosis penyebab penyakit TBC. Pengangkutan O2 dapat pula terhambat karena tingginya kadar CO dalam alveolus, sedangkan daya ikat (afinitas) hemoglobin jauh lebih besar terhadap CO daripada O2 dan CO2.Keracunan asam sianida, debu, batu bara dan racun lain dapat pula menyebabkan terganggunya pengikatan O2 oleh hemoglobin dalam pembuluh darah, karena daya afinitas hemoglobin juga lebih besar terhadap racun dibanding terhadap O2.Gejala alergi terutama asma dapat pula menghinggapi sistem pernapasan begitu juga kanker dapat menyerang paru-paru terutama para perokok berat.Penyakit pernapasan yang sering terjadi adalah emfisema berupa penyakit yang terjadi karena susunan dan fungsi alveolus yang abnormal.
Gambar Paru2
Struktur Alat-alat pernapasanAlat-alat pernapasan pada manusia meliputi :1. Hidung,2. Saluran pernapasan (faring, laring, trakea, bronkhus, bronkeolus, alveolus)3. Paru-paru 1. HidungHidung merupakan organ pertama yang dilalui oleh udara. Di dalam rongga hidung terdapat rambut-rambut dan selaput lendir, yang berfungsi sebagai penyaring, penghangat, danpengatur kelembaban udara yang akan masuk keparu-paru.Sebaiknya bernapas selalu melalui hidung. Mengapa demikian ? Pernahkah kalian merasa susahnya bernapas lewat hidung ketika flu ?2. Saluran Pernapasan :· FaringFaring (tekak) merupakan persimpangan antara kerongkongan dan tenggorokan. Terdapat katup yang disebut epiglotis (anak tekak) berfungsi sebagai pengatur jalan masuk ke kerongkongan dan tenggorokan. Pernahkah kalian tersedak makanan? Coba pikirkan apa penyebabnya ?· Laring
Laring adalah pangkal tenggorokan, terdiri atas kepingan tulang rawan membentuk jakun dan terdapat celah menuju batang tenggorok (trakea) disebut glotis, di dalamnya terdapat pita suara dan beberapa otot yang mengatur ketegangan pita suara sehingga timbul bunyi.· Trakea (Batang Tenggorok)Berupa pipa yang dindingnya terdiri atas 3 lapisan, yaitu lapisan luar terdiri atas jaringan ikat,lapisan tengah terdiri atas otot polos dan cincin tulang rawan, dan lapisan dalam terdiri atas jaringan epitelium besilia. Terletak di leher bagian depan kerongkongan· BronkhusMerupakan percabangan trakea yang menuju paru-paru kanan dan kiri. Struktur bronkhus sama dengan trakea, hanya dindingnya lebih halus. Kedudukan bronkhus kiri lebih mendatar dibandingkan bronkhus kanan, sehingga bronkhus kanan lebih mudah terserang penyakit· BronkheolusBronkheolus adalah percabangan dari bronkhus, saluran ini lebih halus dan dindingnya lebih tipis. Bronkheolus kiri berjumlah 2, sedangkan kanan berjumlah 3, percabangan ini akan membentuk cabang yang lebih halus seperti pembuluh.· AlveolusBerupa saluran udara buntu membentuk gelembung-gelembung udara, dindingnya tipis setebal selapis sel, lembab dan berlekatan dengan kapiler darah.Alveolus berfungsi sebagai permukaan respirasi, luas total mencapai 100 m2 (50 x luas permukaan tubuh) cukup untuk melakukan pertukaran gas ke seluruh tubuh.
Paru2 - Berjumlah sepasang terletak di dalam rongga dada kiri dan kanan. Paru-paru kanan memiliki 3
lobus (gelambir), sedangkan paru-paru kiri memiliki 2 lobus (gelambir). Di dalam paru-paru ini
terdapat alveolus yang berjumlah ± 300 juta buah. Bagian luar paru-paru dibungkus oleh
selaputpleura untuk melindungi paru-paru dari gesekan ketika bernapas, berlapis 2 dan berisi cairan