sistem pernapasan

SISTEM PERNAPASAN
Sistem Pernapasan pada Manusia
Pernapasan atau respirasi adalah pertukaran gas antara makhluk hidup (organisme)
dengan lingkungannya. Secara umum pernapasan dapat diartikan sebagai proses
menghirup oksigen bebas dari udara serta mengeluarkan karbon dioksida dan uap
air.
Di udara banyak terkandung berbagai gas seperti N2, O2, CO2, dan H2O. Oksigen
diperlukan untuk pembakaran sari-sari makanan guna memperoleh energi melalui
reaksi Oksidasi Biologi. Jadi, pernapasan yang dilakukan oleh organisme bertujuan
untuk mengambil energi yang terkandung didalam makanan. Selain energi, oksidasi
biologi juga melepaskan karbon dioksida dan uap air sebagai produk akhirnya,
sesuai dengan reaksi berikut :
C6H12O6 + 6O2
6CO2
+ 6H2O + Energi
(gula)
(oksigen)
(karbondioksida)
(uap air)
Alat-alat pernapasan pada manusia
Alat-alat pernapasan pada manusia terdiri dari : hidung, faring, laring, trakea,
bronkus dan paru-paru.
1. Hidung (rongga hidung)
Rongga hidung merupakan dua saluran sempit yang disangga oleh beberapa
tulang yang didalamnya terdapat selaput lendir dan rambut hidung yang memiliki
fungsi sebagai berikut :
a. menyaring debu dan kuman-kuman yang masuk bersama udara.
b. menyesuaikan suhu udara dengan suhu badan.
c. mengatur kelembaban udara yang masuk.
2. Faring
Faring terletak dibelakang rongga hidung dan mulut yang merupakan
persimpangan antara jalan makanan dan udara. Di persimpangan ini terdapat dua
katup yaitu katup penutup rongga hidung (anak tekak) dan katup pangkal
tenggorok (epiglottis).
3. Laring (pangkal tenggorok)
Laring terletak diantara faring dan trakea. Laring tersusun atas katup pangkal
tenggorok (epiglotis), perisai tulang rawan dan gelang-gelang tulang rawan yang
membentuk jakun. Di dalam laring terdapat pita suara yang dapat bergetar
menghasilkan suara.
4. Trakea (batang tenggorok)
Trakea berbentuk seperti pipa yang terletak memanjang dibagian leher dan
rongga dada. Trekea berfungsi sebagai tempat lewatnya udara. Epiglotis akan
turun menutupi saluran pernapasan saat berbicara, dan akan terangkat sehingga
saluran makanan akan terbuka saat menelan makanan. Kotoran, debu atau
partikel-partikel asing lainnya yang ikut terhirup dalam udara dapat ditahan dan
dikeluarkan oleh rambut-rambut halus berlendir (silia) pada dinding trakea.
5. Bronkus
Bronkus merupakan cabang dari trakea. Cabang kiri menuju paru-paru kiri dan
cabang kanan menuju paru-paru kanan. Bronkus juga memiliki selaput yang
berlendir dan rambut-rambut getar. Bronkus bercabang tiga menuju paru-paru
kanan dan bercabang dua menuju paru-paru kiri. Setiap cabang akan bercabang
lagi membentuk saluran yang lebih kecil yang disebut bronkiolus. Bagian ujung
dari bronkiolus berakhir pada gelembung paru-paru yang dinamakan alveolus.
6. Paru-paru
Paru-paru merupakan tempat terjadinya penyerapan oksigen dan pengeluaran
karbon dioksida yang terletak dirongga dada di atas diafragma. Paru-paru terdiri
dari dari dua bagian, bagian kanan yang terdiridari 3 gelambir dan bagian kiri 2
gelambir. Paru-paru dibungkus oleh salaput tipis yang disebut pleura. Di dalam
paru-paru tepatnya di ujung bronkiolus terdapat alveoli yang merupakan tempat
pengisapan oksigen dan pengeluaran karbon dioksida.
Mekanisme Pertukaran Udara
Udara masuk melalui alveolus dengan cara difusi menembus dinding alveolus
dan masuk ke pembuluh darah kapiler. Selanjutnya oksigen berikatan dengan
hemoglobin sel darah merah membentuk oksihemoglobin dan diedarkan ke seluruh
tubuh. Disini oksigen berperan dalam proses oksidasi biologi. Karbon dioksida
sebagai hasil osksidasi diangkut oleh darah menuju paru-paru melewati jantung
terlebih dahulu. Di paru-paru karbon dioksida menembus dinding alveolus dengan
cara berdifusi dan akan dihembuskan keluar melalui alat pernafasan ketika bernafas.
Atas dasar caranya, pernafasan dibagi menjadi dua yaitu pernafasan dada dan
pernafasan perut.
1. Pernafasan Dada
Waktu menarik nafas, otot antara tulang rusuk berkontraksi sehingga tulangtulang rusuk terangkat. Akibatnya rongga dada menjadi besar, volume paru-paru
membesar, tetapi tekanannya menurun sehingga udara luar masuk. Sebaliknya
pada waktu menghembuskan nafas, otot-otot diantara tulang rusuk mengendur
dan tulang-tulang rusuk kembali seperti semula. Akibatnya rongga dada
mengecil dan udara tertekan keluar.
2. Pernafasan perut
Pada saat inspirasi, diafragma (sekat antara rongga perut dan rongga dada)
berkontraksi sehingga kedudukkannya datar. Hal ini mengakibatkan rongga dada
membesar, volume paru-paru juga membesar sehingga tekanan dalam paru-paru
mengecil. Isi rongga perut tertekan. Akibatnya, udara luar masuk ke dalam.
Sebaliknya, ekspirasi, otot-otot diafragma mengendur dan diafragma cekung
kembali. Akibatnya rongga dada mengecil dan udara tertekan keluar.
Di dalam darah oksigen diikat oleh hemoglobin sel darah merah membentuk
oksohemoglobin.
Hb
+
O2
HbO2
Hemoglobin
Oksigen
Oksihemoglobin
Selanjutnya HbO2 beredar menuju sel-sel jaringan di seluruh tubuh. Di sel-sel tubuh
HbO2 terurai lagi menjadi Hb dan O2. Selanjutnya O2 berdifusi ke dalam sel untuk
digunakan dalam mengoksidasi zat makanan menjadi energi.
Zat makanan + O2
H2O
+ CO2 + Energi
Gangguan pada system pernafasan
1. Asma, merupakan peradangan pada saluran pernafasan. Peradangan ini
menyebabkan pembengkakan dan penyempitan saluran pernafasan. Akibatnya
penderita sukar bernafas, sesak di dada dan batuk-batuk.
2. Asfiksi, terganggunya pengangkutan oksigen ke sel-sel atau jaringan tubuh.
Asfiksi dapat terjadi pada patu-paru, pembuluh darah ataupun jaringan tubuh.
3. Asidosis, kenaikan kadar asam karbonat dan asam bikarbonat dalam darah
sehingga pernafasan terganggu.
4. Difteri, penyumbatan lendir baik pada rongga faring maupun laring yang
disebabkan oleh kuman.
5. TBC (Tuberculosis), disebabkan oleh infeksi bakteri Mycobacterium tuberculosis
pada paru-paru.
6. Emfisema, robeknya dinding alveolus sehingga mengurangi daerah pertukaran
gas.
7. Pneumonia, penyakit yang disebabkan oleh infeksi virus atau bakteri pada
alveolus yang mengakibatkan radang paru-paru.
8. SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome), penyakit saluran pernafasan akut
yang disebabkab oleh virus.
Sistem Pernafasan Pada Hewan
1. Protozoa
Hewan bersel satu seperti protozoa menggunakan seluruh permukaan tubuhnya
untuk bernafas. Plasma sel protozoa mampu mengambil oksigen yang larut
dalam air secara difusi dan melepaskan karbon dioksida ke dalam air secara
difusi pula.
2. Serangga (Insecta)
Belalang bernafas dengan menggunakan alat pernafasan khusus, yakni berupa
spirakel dan trakea. Oksigen yang diambil tidak diedarkan oleh darah, melainkan
disalurkan melalui pembuluh trakea yang bercabang-cabang keseluruh tubuh,
itulah sebabnya system pernafasan serangga disebut system trakea.
Udara dari luar berdifusi melalui lubang-lubang halus disepanjang sisi tubuhnya.
Lubang itu disebut spirakel atau stigma. Stigma pada serangga berjumlah
sepuluh pasang, dua pada ruas dada dan delapan pada ruas perut. Spirakel ada
sepasang disetiap ruas tubuh, satu di sisi kanan dan satu di sisi kiri. Keluar
masuknya udara pernafasan diatur oleh katup pada spirakel. Spirakel selalu
terbuka dan bermuara pada trakea. Trakea bercabang-cabang halus menjadi
trakeolus. Percabangan trakeolus sampai kejaringan tubuh. Ujung trakeolus
berupa gelembung udara berhubungan langsung dengan sel tubuh. Pada dinding
trakeolus ini berlangsung pengambilan O2 dan pelepasan CO2 dari jaringantubuh.
Jadi, system trakea mengambilan, pendistribusian, dan pengeluaran udara
pernafasan
3. Cacing (Vermes)
Melalui kulit yang basah O2 berdifusi ke dalam pembuluh darah kapiler . O 2
kemudian diikat oleh hemoglobin dan diedarkan ke seluruh tubuh. CO2
kemudian sebagai sisa pernafasan akan dikeluarkan dari sel dan berdifusi ke
dalam darah. Dari kapiler darah, CO2 akan berdifusi keluar melalui kulit.
4. Ikan (Pisces)
Alat pernafasan ikan berupa insang. Insang ikan berjumlah 4 pasang yang
terletak disamping kepala sebelah kiri dan kanan. Pada ikan bertulang sejati
insangnya dilindungi dengan tutup insang (operculum). Ikan bernafas dengan
cara sebagai berikut : pada waktu mulut terbuka dan tutup insang menutup, air
masuk ke dalam rongga mulut. O2 yang larut dalam air berdifusi ke dalam
kapiler-kapiler darah yang terdapat pada lembaran-lembaran insang. Selanjutnya
mulut tertutup dan tutup insang membuka sehingga air keluar melalui insang
dengan membawa karbon dioksida.
Pada ikan yang hidup didaerah yang kekurangan air/kandungan O2 nya rendah,
dilengkapi dengan alat berupa labirin. Labirin yaitu rongga dengan lipatanlipatan tidak teratur yang berfungsi menyimpan udara cadangan untuk bernafas.
5. Burung (Aves)
Alat pernafasan burung terdiri dari hidung, trakea, bronkus, dan paru-paru.
Burung memiliki alat bantu pernafasan yaitu pundit-pundi udara atau kantong
udara yang merupakan kantong yang sangat tipis dan elastis yang berguna
sebagai tempat penyimpanan udara.
Pernafasan waktu istirahat (tidak terbang)
Udara masuk melalui lubang hidung kemudian menuju batang
tenggorokan/trakea dan terus ke paru-paru serta pundit-pundi udara. Pertautan
antara tulang rusuk dan tulang dada menyebabkan membesarnya rongga dada
dan mengakibatkan tekanan udara didalamnya menjadi kecil. Akibatnya, udara
masuk ke dalam paru-paru melewati mulut. Pada waktu udara masuk ke dalam
paru-paru, sebagian udara (oksigen) digunakan dan sebagian lainnya disimpan di
dalam pundi-pundi udara. Di dalam paru-paru terdapat banyak alveolus.
Pertukaran udara terjadi di alveolus yang terdiri atas pembuluh darah kapiler.
Ketika bernafas, udara yang masuk melalui organ-organ dengan urutan sebagai
berikut : Lubang hidung – trakea – bronkus – paru-paru – pundi-pundi udara.
Ekspirasi terjadi bila otot tulang rusuk mengendur sehingga tulang rusuk
bergerak ke belakang dan tulang dada ke atas. Akibatnya rongga dada mengecil
dan tekanan udara rongga dada meningkat. Dengan demikian, udara keluar dari
paru-paru dan kantong udara. Udara dari kantong udara belakang mengalir ke
paru-paru, dan udara dari kantong udara depan keluar melalui bronkus.
Pernafasan waktu terbang
Pada waktu terbang, inspirasi dan ekspirasi dilakukan oleh pundi-pundi udara.
Letak pundit-pundi udara diantara tulang korakoid dan di ketiak. Pada waktu
sayap diangkat ke atas, kantong udara antar korakoid terjepit, tetapi kantong
udara di ketiak mengembang dan terjadilah inspirasi. Sebaliknya waktu sayap
diturunkan kantong udara di ketiak terjepit dan kantong udara di antara korakoid
mengembang. Dengan demikian terjadilah aliran udara dari kantong udara di
ketiak ke kantong udara antar korakoid yang melewati paru-paru. Letak kantong
udara pada burung yaitu di leher, antar korakoid, ketiak, dada dan perut. Selama
terbang burung menggunakan cadangan udara yang terdapat dalam pundi-pundi
udara. Pada waktu melayang tanpa menggerakkan sayap atau waktu hinggap
burung mengisi kembali pundi-pundi udara. Proses penyerapan oksigen pada
burung terjad dua kali, yaitu pada saat udara masuk paru-paru dan pada saat
udara dihembuskan dari pundi-pundi udara masuk ke paru-paru lagi.
6. Reptil
Alat pernafasan reptil terdiri dari hidung di bagian kepala dan paru-paru di
rongga dada. Dengan menggerakkan tulang rusuknya, udara masuk melalui
lubang hidung. Selanjutnya udara masuk ke trakea, kemudian ke bronkus dan
paru-paru. Di dalam paru-paru oksigen diikat oleh darah dan karbon dioksida
dilepaskan. Di paru-paru, pertukaran udara terjadi di alveolus yang terdiri atas
pembuluh darah kapiler
7. Amfibi
Berudu hidup di air, bernafas dengan insang dan kulit. Dengan menggetarkan
insang, terjadi pengambilan oksigen yang terlarut dalam air. Oksigen berdifusi
ke pembuluh kapiler darah yang banyak terdapat di insang.
Katak dewasa hidup didarat bernafas dengan paru-paru, rongga mulut dan kulit.
Mekanisme pernafasan diatur oleh otot-otot rahang bawah, otot tulang lidah dan
otot perut. Jadi katak memiliki kemampuan mengikat oksigen untuk pernafasan
dengan tiga cara sebagai berikut :
1. Oksigen diikat melalui paru-paru
Udara pernafasan masuk melalui rongga mulut, kemudian udara dipompakan
ke paru-paru. Di dalam paru-paru oksigen akan berdifusi masuk ke dalam
pembuluh darah. Karbon dioksida dilepas kaluar dari pembuluh darah.
2. Oksigen diikat melalui kulit
Kulit katak senantiasa basah sehingga memudahkan pemuluh darah kapiler
yang banyak terdapat pada kulit untuk mengikat oksigen yang larut pada
lendir tersebut.
3. Oksigen diikat melalui selaput rongga mulut
Selaput rongga mulut memiliki banyak pembuluh kapiler darah sehingga pada
waktu udara masuk rongga mulut terjadi juga pengikatan oksigen oleh darah
di dalamnya.