Sistem Pernafasan
Alat Pernafasan Manusia terdiri dari:
1. Hidung
2. Laring(Pangkal Tenggorokan)
3. Trakea(Batang Tenggorokan)
4. Bronkus(Cabang Bayang tenggorokan)
5. Pulmo(Paru-Paru)
1. Hidung
a. Alat Pernafasan Awal
b. Terdapat Syaraf Penciuman
c. Berfungsi Menghangatkan,melembabkan dan menyaring udara.
d. Dalam Ronggaynya terdapat rambut-rambut halus dan selaput lendir yang berfungsi menyaring udara yang masuk
2. Laring
a. Terdapat faring yaitu lanjutan dari saluran hidung dan meneruskan udara ke laring
b. Terdiri dari tulang-tulang rawan
c. Terdapat glotis yang mwnghubungkan faring dengan trakea
d. Terdapat katup yang disebut epiglotis
3. Trakea
a. Berbentuk Pipa
b. Dilapisi selaput lendir dan mempunyai lapisan yang teridiri dari sel-sel bersilia yang berfungsi menahan debu dari udara yang masuk
4. Bronkus
a. Menghubungkan trakea dengan paru-paru
b. Terdapat di paru-paru kanan dan kir
c. Bronkiolus = bronkus yang bercabang-cabang
d. terdiri dari lempengan tulang rawan dan dindingya terdiri dari otot halus
5. Pulmo
a. terletak di rongga dada dan di atas diafragma
b. Diafragma = sekat di rongga badan yang membatasi rongga perut dan rongga dada
c. diselubungi pleura = serabut elastis
d. Terdiri dari dua bagian kanan dan kri
e. terdapat bronkus dan bronkioulus
f. Bronkioulus membentuk cabang dan membentuk saluran halus dan yang akan beakhir menjadi gelembung-gelembung halus = Alveolus
Mekanisme Pernapasan
1. Pernapasan Dada
Pernapasan dada berlangsung dalam 2 tahap, yaitu :
a. Inspirasi, terjadi bila otot antar tulang rusuk luar berkontraksi, tulang rusuk terangkat, volume rongga dada membesar, paru-paru mengembang, sehingga tekanan udaranya menjadi lebih kecil dari udara atmosfer, sehingga udara masuk.
b. Ekspirasi, terjadi bila otot antar tulang rusuk luar berelaksasi, tulang rusuk akan tertarik ke posisi semula, volume rongga dada mengecil, tekanan udara rongga dada meningkat, tekanan udara dalam paru-paru lebih tinggi dari udara atmosfer, akibatnya udara keluar.
Pernapasan dada berlangsung dalam 2 tahap, yaitu :
a. Inspirasi, terjadi bila otot antar tulang rusuk luar berkontraksi, tulang rusuk terangkat, volume rongga dada membesar, paru-paru mengembang, sehingga tekanan udaranya menjadi lebih kecil dari udara atmosfer, sehingga udara masuk.
b. Ekspirasi, terjadi bila otot antar tulang rusuk luar berelaksasi, tulang rusuk akan tertarik ke posisi semula, volume rongga dada mengecil, tekanan udara rongga dada meningkat, tekanan udara dalam paru-paru lebih tinggi dari udara atmosfer, akibatnya udara keluar.
2. Pernapasan Perut
Pernapasan perut berlangsung dalam dua tahap, yaitu :
a. Inspirasi, terjadi bila otot diafragma berkontraksi, diafragma mendatar mengakibatkan volume rongga dada membesar sehingga tekanan udaranya mengecil dan diikuti paru-paru yang mengembang mengakibatkan tekanan udaranya lebih kecil dari tekanan udara atmosfer dan udara masuk.
b. Ekspirasi, diawali dengan otot diafragma berelaksasi dan otot dinding perut berkontraksi menyebabkan diafragma terangkat dan melengkung menekan rongga dada, sehingga volume rongga dada mengecil dan tekanannya meningkat sehingga udara dalam paru-paru keluar.
Pernapasan perut umumnya terjadi saat tidur.
Pernapasan perut berlangsung dalam dua tahap, yaitu :
a. Inspirasi, terjadi bila otot diafragma berkontraksi, diafragma mendatar mengakibatkan volume rongga dada membesar sehingga tekanan udaranya mengecil dan diikuti paru-paru yang mengembang mengakibatkan tekanan udaranya lebih kecil dari tekanan udara atmosfer dan udara masuk.
b. Ekspirasi, diawali dengan otot diafragma berelaksasi dan otot dinding perut berkontraksi menyebabkan diafragma terangkat dan melengkung menekan rongga dada, sehingga volume rongga dada mengecil dan tekanannya meningkat sehingga udara dalam paru-paru keluar.
Pernapasan perut umumnya terjadi saat tidur.
video pernafasan
Volume dan Kapasitas Paru-Paru
Pada orang dewasa, volume udara berkisar antara 5-6 liter yang terdiri dari:
- Volume Tidal, adalah volume udara hasil inspirasi atau ekspirasi pada tiap kali bernafas normal, kurang lebih berjumlah 500 mililiter.
- Volume Cadangan Inspirasi, yaitu volume udara yang dapat diinspirasi secara ekstra setelah volume tidal, biasanya dapat mencapai 3000 mililiter.
- Volume Cadangan Ekspirasi, yaitu volume udara yang masih dapat diekpirasi setelah volume tidal, berupa kurang lebih 1100 mililiter.
- Volume Residu, ialah volume udara yang masih tetap berada dalam paru-paru setelah ekspirasi kuat, sebanyak 1200 mililiter.
Kombinasi dari berbagai jenis-jenis volume tersebut disebut dengan kapasitas paru-paru, yang terdiri dari:
- Kapasitas Inspirasi, adalah jumlah udara yang dapat dihirup dari inspirasi normal hingga mengembangkan paru-paru sampai jumlah maksimum (kira-kira 3500 mililiter). Kapasitas inspirasi ini merupakan volume tidal ditambah dengan volume cadangan inspirasi.
- Kapasitas Residu Fungsional, adalah udara yang tersisa dalam paru-paru setelah ekspirasi normal (kurang lebih 2300 mililiter). Kapasitas ini sama dengan volume cadangan ekspirasi ditambah dengan volume residu.
- Kapasitas Vital, adalah jumlah udara maksimum yang dapat diekspirasi setelah melakukan inspirasi secara maksimum. Kapasitas vital sama dengan volume cadangan inspirasi ditambah volume tidal dan volume cadangan inspirasi (kira-kira 4600 mililiter).
- Kapasitas Paru-Paru Total, adalah jumlah udara maksimum dalam paru-paru dengan inspirasi paksa (kira-kira 5800 mililiter) atau sama dengan kapasitas vital ditambah dengan kapasitas residu.
Frekuensi Pernafasan
Cepat lambatnya seseorang melakukan pernafasan dapat dipengaruhi oleh:
- Umur: Semakin bertambah umur manusia, semakin sedikit oksigen yang dibutuhkan.
- Jenis Kelamin: Laki-laki memerlukan oksigen yang lebih banyak daripada perempuan.
- Suhu tubuh: Jika suhu tubuh turun, tubuh akan memerlukan oksigen yang lebih banyak untuk melakukan proses metabolisme.
- Posisi Tubuh: Oksigen akan diperlukan lebih banyak apabila kita melakukan posisi tubuh yang membuat otot berkontraksi.
Mekanisme Pertukaran Gas
Pengangkutan O2
Pertukaran gas antara O2 dengan CO2 terjadi di dalam alveolus dan jaringan tubuh, melalui proses difusi. Oksigen yang sampai di alveolus akan berdifusi menembus selaput alveolus dan berikatan dengan haemoglobin (Hb) dalam darah yang disebut deoksigenasi dan menghasilkan senyawa oksihemoglobin (HbO) seperti reaksi berikut :
Pengangkutan O2
Pertukaran gas antara O2 dengan CO2 terjadi di dalam alveolus dan jaringan tubuh, melalui proses difusi. Oksigen yang sampai di alveolus akan berdifusi menembus selaput alveolus dan berikatan dengan haemoglobin (Hb) dalam darah yang disebut deoksigenasi dan menghasilkan senyawa oksihemoglobin (HbO) seperti reaksi berikut :
Sekitar 97% oksigen dalam bentuk senyawa oksihemoglobin, hanya 2 – 3% yang larut dalam plasma darah akan dibawa oleh darah ke seluruh jaringan tubuh, dan selanjutnya akan terjadi pelepasan oksigen secara difusi dari darah ke jaringan tubuh, seperti reaksi berikut :
Pengangkutan CO2
Karbondioksida (CO2) yang dihasilkan dari proses respirasi sel akan berdifusi ke dalam darah yang selanjutnya akan diangkut ke paru-paru untuk dikeluarkan sebagai udara pernapasan.
Karbondioksida (CO2) yang dihasilkan dari proses respirasi sel akan berdifusi ke dalam darah yang selanjutnya akan diangkut ke paru-paru untuk dikeluarkan sebagai udara pernapasan.
Ada 3 (tiga) cara pengangkutan CO2 :
Sebagai ion karbonat (HCO3), sekitar 60 – 70%.
Sebagai karbominohemoglobin (HbCO2), sekitar 25%.
Sebagai ion karbonat (HCO3), sekitar 60 – 70%.
Sebagai karbominohemoglobin (HbCO2), sekitar 25%.
Gangguan Pernafasan pada Manusia
Sistem pernapasan dapat mengalami berbagai gangguan, baik karena kelainan sistem pernapasan atau akibat infeksi kuman. Beberapa jenis gangguan antara lain :
- Asma/sesak napas, penyempitan saluran napas akibat otot polos pembentuk dinding saluran terus berkontraksi, disebabkan alergi atau kekurangan hormon adrenalin.
- Asfiksi, gangguan pengangkutan dan penggunaan oksigen oleh jaringan akibat tenggelam, pneumonia, keracunan CO.
- Asidosis, akibat peningkatan kadar asam karbonat dan asam bikarbonat dalam darah.
- Pneumonia, radang paru-paru akibat infeksi bakteri Diplococcus pneumonia.
- Difteri, penyumbatan faring/laring oleh lendir akibat infeksi bakteri Corynebacterium diphteriae
- Emfisema, menggelembungnya paru-paru akibat perluasan alveolus berlebihan.
- Tuberculosis (TBC), penyakit paru-paru akibat infeksi bakteri Mycobacterium tuberculosa.
Dan berbagai peradangan pada sistem pernapasan :
- bronchitis, radang bronkhus.
- laringitis, radang laring
- faringitis, radang faring
- pleuritis, radang selaput paru-paru
- renitis, radang rongga hidung
- sinusitis, radang pada bagian atas rongga hidung (sinus)
Sistem Pernafasan pada Hewan
1. Pernafasan Pada Hewan Invertebrata
Pada hewan invertebrata sebagian besar belum mempunyai alat pernafasan yang
sempurna. Dan ada pula yang tidak mempunyai alat pernafasan khusus.
a. Protozoa
Sebagian besar pernafasan oleh hewan-hewan protozoa dilakukan secara difusi. Oksigen (O2) dan karbon dioksida (CO2) yang terlarut dalam air, keluar masuk secara difusi melalui membran sel.
Pada protozoa, masuknya oksigen dengan difusi menembus membran sel dan menuju sitoplasma. Difusi dan gerakan sitoplasma mengantarkan oksigen (O2) ke mitokondria. Oksigen digunakan untuk memecah senyawa organik sehingga menghasilkan energi, air dan karbondioksida (CO2). Ketika oksigen berdifusi kedalam tubuh dan karbondioksida ke luar tubuh, oksigen (O2) dalam air habis dengan cepat dan begitu pula pada karbondioksida (CO2) tertimbun dengan cepat.
Pada paramaecium silianya membantu pernafasan. Dengan pergerakan silianya
air disekitarnya akan bergerak dan berarti membantu penyediaan oksigen.
b. Porifera
Oksigen (O2) yang diperlukan oleh porifera diambil langsung dari air. Air dimasukkan melalui pori-pori (ostium) pada permikaan tubuhnya, kemudian masuk ke dalam spongocoel. Proses selanjutnya dilakukan oleh sel leher (koanosit).
Aliran air membawa zat makanan, oksigen (O2) akan diikat oleh koanosit dan sekaligus melakukan pencernaan makanan. Setelah itu karbondioksida (CO2) dilepaskan ke air dan air dikeluarkan melalui oskulum.
c. Vermes
Cacing tidak memiliki alat pernafasan khusus, pengambilan oksigen (O2) dan pelepasan karbondioksida dilakukan secara difusi, kecuali pada beberapa cacing yang hidup di air bernafas menggunakan insang. Planaria menggunakan seluruh permukaan tubuhnya untuk bernafas dengan cara difusi. Cacing tanah juga seperti itu, dengan cara difusi oksigen (O2) masuk melalui permukaan tubuhnya berlendir dan tipis. Selanjutnya oksigen akan masuk ke pembuluh darah dan diedarkan ke seluruh tubuhnya. Karbon dioksida sebagai hasil pernafasan dikeluarkan oleh jaringan ke pembuluh darah dan kemidian dikeluarkan melalui permukaan tubuhnya. Sementara itu cacing yang hidup di air bernfas menggunakan insang, misalnya Polychaeta menggunakan sepasang parapodia untuk bernafas yang berubah menjadi insang.
Cacing gilik merupakan salah satu cacing yang hidup pada tubuh manusia, sehingga toleran terhadap kadar oksigen (O2) yang rendah. Cacing gilik juga bernafas secara difusi melalui permukaan tubuhnya.
d. Molusca
Pada molusca yang hidup didarat bernafas mengunakan paru-paru, seperti bakicot yang terolong ordo pulmolata karena bernafas dengan paru-paru. Molusca yang hidup di air bernafas
menggunakan insang, contohnya kernag laut (bivalvia) ,siput laut, cumi-cumi, bernafas dengan insang.
e. Echinodermata
Echinodermata yang hidup di laut bernafas dengan insang. Hewan ini memiliki alat pernafasan yang khusus yaitu insang yang disebut insang dermal / insang kulit.
f. Arthropoda
Pada hewan ini ada yang bernafas menggunakan insang (yang hidup di air),
menggunakan trakhea dan paru-paru buku (yang hidup di darat).
Pada serngga pernafasannya menggunakan sistem trakhea, spirakel atau stigman merupakan tempat keluar masuknya udara pernafasan dari dan ke dalam sistem trakhea yang terdapat di eksoskleton, berbentuk pembuluh selindris yang berlapis zat kitin terbentuk secara berpasangan yang terbentuk disetiap segmennya dan merupakan tempat bermuaranya pembuluh trakhea. Pada umumnya spirakel akan terbuka jika serangga terbang atau beraktifitas, dan tertutup selama beristirahat.
Contohnya belalang, sistem trakhea yang dimiliki oleh belalang adalah spirakel, saluran (pembuluh trakhea) dan trakeolus. Mekanisme pernafasannya diatur oleh otot perut (abdomen). Ketika abdomen berelaksasi udara masuk, dan ketika berkontraksi udara keluar.
Udara luar à spirakel/stigma à saluran/pembuluh trakhea à Jaringan tubuh à trakheolus
Pada serangga air seperti jentik nyamuk, bernafas dengan menjulurkan tabung
udaranya ke permukaan untuk mangambil udara.
Pada hewan yang bernafas menggunakan paru-paru buku atau yang memiliki struktur bertumpuk- tumpuk dan bentuknya mirip buku, seperti kalajengking dan laba-laba, dan yang menggunakan insang buku seperti ketam dan udang. Insang buku tumbuh dari dasar anggota tubuh dan dinding tubuh yang berdekatan dan menjulur ke atas ke dalam ruang brankeat. Setiap insang terdiri dari sumbu sentral tempat pertautan lamela atau filamen. Aliran air di hasilkan oleh gerakan mendayung oleh insang timba, yaitu penjulura yang berbentuk bulan sabitdari penjuluran mulut. Paru-paru buku dan insang buku, mempunyai fungsi yang sama seperti paru- paru pada vertebrata.
2. Pernafasan pada Hewan Vertebrata
a. Burung
Burung mempunyai saluran pernapasan yang terdir atas lubang hidung, trakea, bronkus dan paru-apru. Pada bagian bawah trakea terdapat alat suara disebut siring. Burung mempunyai alat bantu pernapasan yang disebut pundi-pundi udara yang berhubungan dengan paru-paru. Fungsi pundi-pundi udara antara lain untuk membantu pernapasan dan membantu membesarkan rongga siring sehingga dapat memperkeras suara. Proses pernapasan pada burung terjadi sebagai berikut. Jika otot tulang rusuk berkontaksi, tulang rusuk bergerak ke arah depan dan tulang dada bergerak ke bawah. Rongga dada menjadi besar dan tekanannya menurun. Hal ini menyebabkan udara masuk ke dalam paru-paru dan selanjutnya masuk ke dalam pundi-pundi udara. Pada waktu otot tulang rusuk mengendur, tulang rusak bergerak ke arah belakang dan tulang dada bergerak ke arah atas. Rongga dada mengecil dan tekanannya menjadi besar, mengakibatkan udara keluar dari paru-paru. Demikian juga udara dari pundi-pundi udara keluar melalui paru-apru. Pengambilan oksigen oleh paru-paru terjadi pada waktu inspirasi dan ekspirasi. Pertukaran gas hanya terjadi di dalam paru-paru.
Burung mempunyai saluran pernapasan yang terdir atas lubang hidung, trakea, bronkus dan paru-apru. Pada bagian bawah trakea terdapat alat suara disebut siring. Burung mempunyai alat bantu pernapasan yang disebut pundi-pundi udara yang berhubungan dengan paru-paru. Fungsi pundi-pundi udara antara lain untuk membantu pernapasan dan membantu membesarkan rongga siring sehingga dapat memperkeras suara. Proses pernapasan pada burung terjadi sebagai berikut. Jika otot tulang rusuk berkontaksi, tulang rusuk bergerak ke arah depan dan tulang dada bergerak ke bawah. Rongga dada menjadi besar dan tekanannya menurun. Hal ini menyebabkan udara masuk ke dalam paru-paru dan selanjutnya masuk ke dalam pundi-pundi udara. Pada waktu otot tulang rusuk mengendur, tulang rusak bergerak ke arah belakang dan tulang dada bergerak ke arah atas. Rongga dada mengecil dan tekanannya menjadi besar, mengakibatkan udara keluar dari paru-paru. Demikian juga udara dari pundi-pundi udara keluar melalui paru-apru. Pengambilan oksigen oleh paru-paru terjadi pada waktu inspirasi dan ekspirasi. Pertukaran gas hanya terjadi di dalam paru-paru.
b. Reptil
Reptil bernapas dengan paru-paru. Pengambilan oksigen dan pengeluaran karbondioksida terjadi di dalam paru-paru. Keluar masuknya udara dari dan keluar paru-paru karena adanya gerakan-gerakan dari tulang rusuk. Saluran pernapasan terdiri dari lubang hidung, trakea, bronkus dan paru-paru.
Reptil bernapas dengan paru-paru. Pengambilan oksigen dan pengeluaran karbondioksida terjadi di dalam paru-paru. Keluar masuknya udara dari dan keluar paru-paru karena adanya gerakan-gerakan dari tulang rusuk. Saluran pernapasan terdiri dari lubang hidung, trakea, bronkus dan paru-paru.
