Systema Respiratorium (Sistem Pernapasan)

Systema Respiratorium (Sistem Pernapasan)
Alat pernapasan pada Vertebrata meliputi: insang (branchia), paru-paru
(pulmo). Pada dasarnya alat-alat tersebut berbeda bentuknya tetapi sama fungsinya.
Masing-masing bentuk alat respirasi tersebut mempunyai suatu membran permeabel
yang lembab atau basah yang dapat dilewati oleh molekul-molekul oksigen maupun
karbon dioksida dengan cara difusi.
Tekanan partikel O2 dalam udara atau air lebih besar dari pada yang terdapat
dalam tubuh hewan, sehingga
O2 cenderung untuk terus menerus masuk lewat
membran yang memungkinkan untuk itu. Sebaliknya tekanan partikel CO2 lebih besar
di dalam tubuh hewan sehingga ada kecenderungan CO2 keluar melewati membran
tersebut. Pertukaran ini terjadi secara simultan.
Pada berbagai jenis hewan kecil (hewan yang masih terdiri dari 1 Sel atau
sekelompok sel) pertukaran ini dapat berjalan langsung dari luar tubuh ke dalam sel
dan sebaliknya, tetapi untuk hewan-hewan besar dan hewan-hewan dengan
permukaan tubuh kering dan tidak permeabel pertukaran secara langsung tidak
mungkin bisa terjadi karena banyak sel yang jauh dari permukaan tubuh.
Oleh karena itu, dalam hal seperti tersebut diatas, pada hewan besar yang
tersusun dari banyak sel/jaringan/organ, respirasi terdiri dari 2 tahap, ialah: respirasi
eksternal ialah pertukaran gas antara lingkungan luar dengan alat-alat respirasi (dalam
hal ini darah) dan respirasi internal ialah pertukaran gas antara darah dengan sel-sel
jaringan tubuh.
Tahap berikutnya adalah penggunaan O2 (oksigen) didalam sel yang
merupakan bagian dan metabolisme.
Ontogeni: Insang maupun pulmo pada Vertebrata berasal dari lapisan endoderm yang
membentuk tractus gastrointestinalis. Tepatnya kedua alat tersebut terbentuk dari hasil
evaginasi dinding pharynx bagian posterior pada kedua sisi ventral. Oleh karena itu
hubungan antara alat pernapasan ini dengan tractus gastrointestinalis masih tetap ada
yaitu berupa rima glottis (misal pada katak) dan celah larynx (pada mamal).
a. Branchia (insang)
Menurut letaknya ada insang eksterna (insang luar) dan insang interna (insang
dalam). Insang luar terdapat pada larva ikan, larva Amphibia, larva Dzpnoi. Sedang
interna dijumpai pada ikan dewasa. Insang luar pada larva Amphibia menghilang pada
saat metamorfossi.
Baik insang eksterna maupun interna tersusun dari filamenta yang didalamnya yaitu
mengandung kapiler darah yang dapat menangkap O2 dari air secara difusi dan
lepaskan CO2 ke dalam air secara difusi pula.
Secara detail branchia intema tersusun atas:
-
filamentum branchiale yang memanjang dari kedua sisi septum interbranchiale
-
filamenta pada sisi suatu septum disebut sebagai hemibranchia dan filamenta
pada kedua sisi suatu septum disebut holobranchia.
-
Setiap filamentum mempunyai banyak lembaran transversal yang halus yang
diselubungi oleh sel-sel epitelium dan anyaman kapiler antara arteria
branchialis afferens dan arteria branchialis efferens. Lembaran transversal ini
disebut lamella secundaria.
-
Darah di dalam lamella secundaria inilah yang melepaskan CO2 ke dalam air
dan mengambil O2 dari dalam air.
Insang disokong oleh arcus branchialis yang terdiri dari kartilago. Tepi sebelah
dalamnya memiliki gill-rakers yang berfungsi sebagai penyaring makanan dan partikelpartikel yang keras.
Insang pada Cyclostomata, terdapat dalam kantong sehingga sering disebut
pocketed gills atau marsipo branchia. Sedangkan insang pada Elasmobranchii,
Teleostei dan Dipnoi pada prinsipnya sama semuanya, hanya ada sedikit perbedaan
dalam hal panjang pendeknya septum interbranchialis, dan ada tidaknya operculum
(lihat gambar).
A. Elasmobranchii
B. Holostei
C. Ganoidae
D. dan E. Teleostei
b. Pulmo (paru-paru)
Pulmo Tetrapoda berasal dari evaginasi dinding ventral bagian posterior
pharynx, yang membentuk kantong. Kantong ini tumbuh ke posterior (caudal)
membentuk saluran/pipa yang nantinya akan menjadi trachea. Ujung caudalnya akan
bercabang kearah lateral yang nantinya akan menjadi 2 bronchi dan pulmo. Tempat
muara trachea kedalam pharynx disebut glottis. Pulmo selanjutnya akan tumbuh dan
berkembang menjadi kantong udara, dan yang sangat sederhana sampai dengan yang
kompleks, tergantung tingkatan kehidupan hewannya.
Amphibia:
Pulmo sangat sederhana, berbentuk suatu kantong berdinding tipis. Bagian
dalam dindingnya melipat-lipat untuk menambah luas permukaan.
Reptilia
Struktur pulmo lebih kompleks. Permukaan dalam dinding pulmo dilengkapi
dengan sekat-sekat, untuk menambah luas permukaan.
Aves
Pulmo pada Aves kecil, melekat pada costa & vertebra thoracalis. Banyak
mengandung pembuluh darah. Saluran pernafasan dimulai dari trachea kemudian
bercabang menjadi dua bronchus primer. Masing-masing bronchus primer akan masuk
ke dalam pulmo melalui bagian ventral pulmo, kemudian disebut mesobronchus.
Mesobronchus bercabang menjadi beberapa bronchus sekunder. Cabang selanjutnya
menjadi parabronchi dan parabronchi bercabang-cabang menjadi kapiler-kapiler udara.
Kapiler udara ini saling beranyaman dengan kapiler udara dari parabronchi di
dekatnya. Disekitar kapiler udara terdapat banyak kapiler-kapiler darah. Pada bagian
inilah terjadi proses pertukaran O2 dan CO2.
Mesobronchus dan bronchus sekunder akan meluas membentuk kantongkantong udara yang terletak diantara alat-alat viscera.
Mamal
Pulmo pada mamal sangat kompleks. Saluran pernafasan dimulai dari trachea,
dilengkapi dengan kartilago berbentuk huruf C atau Y. Trachea akan bercabang
menjadi dua bronchus primer. Bronchus primer pada sebelah kanan akan bercabang
menjadi 3 bronchus sekunder, dan bronchus primer sebelah kiri bercabang menjadi 2
bronchus sekunder. Masing-masing bronchus sekunder masuk ke dalam pulmo melalui
bagian apex pulmo.
Bronchus sekunder sesudah masuk ke dalam pulmo disebut bronchus
intrapulmoner. Baik bronchus primer maupun sekunder dilengkapi dengan kartilago
berbentuk cincin-cincin. Sedangkan bronchus intrapulmomoner kartilagonya berbentuk
keping-keping yang tersusun sedemikian rupa, mengelilingi lumen secara lengkap.
Bronchus intrapulmoner akan bercabang-cabang lagi menjadi bronchiolus.
Pada saat bronchiolus mencapai diameter 1 mm, tidak dilengkapi kartilago lagi.
Bronchiolus akan bercabang-cabang lagi menjadi bronchiolus terminalis,
bronchiolus respiratorius dan duktus alveolaris. Dinding duktus alveolaris membentuk
kantong-kantong disebut saccus alveolaris dan dinding saccus alveolaris juga
membentuk kantong-kantong yang lebih kecil & dinding tipis disebut alveoli. Diantara
alveoli dilengkapi dengan kapiler-kapiler darah. Dan disinilah tempat terjadinya
pertukaran O2 dan CO2.
Secara mikroskopis dinding saluran pemafasan mi tersusun atas 4 lapisan, dari
dalam keluar sebagai berikut:
a. tunika mukosa
c. tunika kartilaginea
b. tunika submukosa
d. tunika advertitia
Dari trachea sampai dengan bronchus intrapulmoner strukturnya banyak persamaan,
epithelium kolumner berlapis semu dengan silia, dan perbedaannya terletak pada
tunika kartilaginea, seperti telah diuraikan didepan.
Dari bronchiolus sampai dengan alveoli, merupakan saluran yang semakin
kecil, begitu pula dindingnya semakin tipis, epithelium yang melengkapinya dari
kolumner selapis menjadi pipih selapis dan silianya tidak ada lagi.