SISTEM PERNAPASAN PADA MANUSIA
 |
| SISTEM PERNAPASAN PADA MANUSIA |
A. Sistem Pernapasan
Pernapasan dapat memiliki beberapa makna. Pernapasan dapat berarti hanya bernapas, memasukkan dan mengeluarkan udara dari paru-paru. Bagi ilmuwan biologi, pernapasan merupakan seluruh proses sel pada suatu organisme dalam menerima oksigen dan melepaskan karbon dioksida. Pernapasan dapat dibedakan dalam tiga bentuk, yaitu pernapasan eksternal (external respiration), pernapasan internal (internal respiration), dan pernapasan seluler (cellular respiration).
Pernapasan eksternal merupakan pertukaran udara yang terjadi di dalam paru-paru. Dalam proses ini, oksigen masuk ke dalam darah dan karbon dioksida keluar menuju atmosfer.
Pertukaran udara antara darah dan sel-sel dalam tubuh disebut pernapasan internal. Oksigen dan karbon dioksida bergerak berlawanan. Oksigen berdifusi dari darah ke dalam sel. Sementara itu, karbon dioksida berdifusi ke luar sel menuju darah.
Pernapasan seluler merupakan proses kimia yang terjadi dalam mitokondria di dalam sel. Dalam proses ini, oksigen bereaksi dengan molekul makanan (glukosa) sehingga energi dihasilkan. Energi ini tersimpan dalam ATP. Karbon dioksida dan air dihasilkan sebagai hasil sampingan.
Pernapasan eksternal pada manusia dapat dibagi menjadi beberapa tahap, yaitu fase inspirasi dan ekspirasi, serta fase pertukaran udara di jaringan tubuh dan paru-paru (pernapasan internal).
1. Organ-Organ Pernapasan Manusia
Sistem pernapasan manusia memiliki organ-organ pernapasan yang menunjang proses pernapasan. Organ-organ pernapasan tersebut memiliki struktur dan fungsi yang
berbeda-beda. Organ-organ pernapasan manusia terdiri atas hidung, faring, laring, trakea, bronkus, dan alveous.
a. Hidung
Hidung merupakan alat pernapasan pertama yang dilalui oleh udara. Ujung hidung ditunjang oleh tulang rawan dan pangkal hidung ditunjang oleh tulang nasalis. Kedua tulang hidung menghubungkan rongga hidung dengan atmosfer untuk mengambil udara.
Rongga hidung tersusun atas sel-sel epitel berlapis pipih dengan rambut-rambut kasar. Rambut-rambut kasar tersebut berfungsi menyaring debu-debu kasar. Rongga hidung tersusun atas sel-sel epitel berlapis semu bersilia yang memiliki sel goblet. Sel goblet merupakan sel penghasil lendir yang berfungsi menyaring debu, melekatkan kotoran pada rambut hidung, dan mengatur suhu udara pernapasan. Sebagai indra pembau, pada atap atau rongga hidung terdapat lobus olfaktorius yang mengandung sel-sel pembau.
Perjalanan udara memasuki paru-paru dimulai ketika udara melewati lubang hidung. Di lubang hidung, udara disaring oleh rambut-rambut di lubang hidung. Udara juga menjadi lebih hangat ketika melewati rongga hidung bagian dalam. Di rongga hidung bagian dalam, terdapat juga ujung-ujung saraf yang dapat menangkap zat-zat kimia yang terkandung dalam udara sehingga kita mengenal berbagai macam bau. Ujung-ujung saraf penciuman tersebut kemudian akan mengirimkan impuls ke otak.
Udara setelah melewati rongga hidung akan masuk ke faring. Faring memiliki panjang kurang lebih 12,5–13 cm. Faring terdiri atas tiga bagian, yakni nasofaring, orofaring, dan laringofaring. Faring adalah percabangan antara saluran pencernaan (esofagus) dan saluran pernapasan (laring dan trakea). Oleh karena itu, ketika menelan makanan, suatu katup (epiglotis) akan menutup saluran pernapasan (glotis) sehingga makanan akan masuk ke saluran pencernaan.
c. Laring
Setelah melewati faring, udara akan menuju laring. Laring sering disebut sebagai kotak suara karena di dalamnya terdapat pita suara. Laring merupakan suatu saluran yang dikelilingi oleh sembilan tulang rawan. Salah satu dari sembilan tulang rawan tersebut adalah tulang rawan tiroid yang berbentuk menyerupai perisai. Pada laki-laki dewasa, tulang rawan tiroid lebih besar daripada wanita sehingga membentuk apa yang disebut dengan jakun
d. Trakea
Setelah dari laring, udara akan masuk ke dalam trakea. Trakea disebut juga “pipa angin” atau saluran udara. Trakea memiliki panjang kurang lebih 11,5 cm dengan diameter 2,4 cm. Trakea tersusun atas empat lapisan, yaitu lapisan mukosa, lapisan submukosa, lapisan tulang rawan, dan lapisan adventitia.
Lapisan mukosa terdiri atas sel-sel epitel berlapis semu bersilia yang mengandung sel goblet penghasil lendir (mucus). Silia dan lendir berfungsi menyaring debu atau kotoran yang masuk. Lapisan submukosa terdiri atas jaringan ikat. Lapisan tulang rawan terdiri atas kurang lebih 18 tulang rawan berbentuk cincin atau seperti huruf C. Cincin-cincin itu memungkinkan trakea tetap mempertahankan bentuknya. Lapisan adventitia terdiri atas jaringan ikat.
e. Bronkus dan Bronkiolus
Setelah melalui trakea, saluran bercabang dua. Kedua cabang tersebut dinamakan bronkus. Trakea bercabang menjadi dua bronkus yang masing-masing menuju paru-paru. Setiap bronkus terhubung dengan paru-paru sebelah kanan dan kiri. Bronkus bercabang- cabang lagi, cabang yang lebih kecil disebut bronkiolus. Dinding bronkus juga dilapisi lapisan sel epitel selapis silindris bersilia.
Pada ujung-ujung bronkiolus, terdapat sekumpulan kantung udara yang disebut alveolus (jamak: alveoli). Bronkiolus bermuara pada alveoli, struktur berbentuk bola-bola mungil yang diliputi oleh pembuluh-pembuluh darah. Dinding alveoli hanya dilapisi oleh satu lapis epitel pipih yang berfungsi sebagai permukaan respirasi.
Di sekitar alveolus terdapat kapiler-kapiler pembuluh darah. Dinding kapiler pembuluh darah tersebut sangat berdekatan dengan alveolus sehingga membentuk membran respirasi yang sangat tipis. Membran yang tipis ini memungkinkan terjadinya difusi antara udara alveolus dan darah pada kapiler-kapiler pembuluh darah. Bronkus, bronkious, dan alveolus membentuk satu struktur yang disebut paru-paru.
2. Fase Inspirasi dan Ekspirasi
Inspirasi merupakan proses ketika udara masuk ke dalam saluran pernapasan, sedangkan ekspirasi merupakan proses ketika udara keluar dari saluran pernapasan. Inspirasi terjadi ketika kita menghirup napas dan ekspirasi terjadi ketika kita mengembuskan napas atau mengeluarkan udara dari paru-paru kita. Terdapat dua macam pernapasan, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut.
Inspirasi terjadi ketika otot antartulang rusuk berkontraksi. Tulang rusuk akan terangkat dan rongga dada membesar. Tekanan udara di dalam rongga dada menurun sehingga terjadi aliran udara dari lingkungan ke dalam saluran pernapasan. Ekspirasi terjadi ketika otot antartulang rusuk mengendur (relaksasi) yang menyebabkan mengecilnya rongga dada. Pernapasan seperti ini disebut pernapasan dada.
Pada pernapasan perut, selama inspirasi otot diafragma berkontraksi sehingga posisi permukaan diafragma menjadi mendatar. Akibatnya, volume rongga dada dan paru- paru membesar. Membesarnya volume paru-paru menyebabkan tekanan udara di dalamnya menjadi lebih rendah daripada tekanan udara di luar paru-paru sehingga udara masuk ke paru-paru.
Sebaliknya, selama ekspirasi, otot diafragma mengalami relaksasisehingga menyebabkan posisi permukaan diafragma menjadi melengkung ke atas. Akibatnya, volume rongga dada dan rongga paru-paru menjadi mengecil sehingga tekanan udara di dalam paru-paru lebih tinggi daripada tekanan udara di luar paru-paru. Perbedaan tekanan udara ini menyebabkan keluarnya udara dari dalam paru-paru.
3. Volume Paru-Paru
Tujuan utama dari proses bernapas adalah memasukkan oksigen segar ke dalam paru-paru (alveoli) secara terus-menerus. Volume udara yang masuk dan keluar paru- paru dapat berbeda-beda. Ketika istirahat, volume udara yang masuk dan keluar dari paru- paru hanya sedikit. Akan tetapi, ketika berolahraga, volume udara yang masuk dan keluar dari paru-paru bertambah besar sesuai dengan kebutuhan. Volume udara di dalam paru- paru dapat dibagi menjadi beberapa macam.
a. Volume tidal (500 mL): volume udara yang dihirup dan dikeluarkan pada keadaan istirahat.
b. Volume suplemen (±1.500 mL): volume udara yang masih dapat dikeluarkan setelah ekspirasi biasa (tidal).
c. Volume komplemen (±3.000 mL): volume udara yang masih dapat dihirup setelah inspirasi biasa (tidal).
d. Volume residu (±1.200 mL): volume udara yang tersisa setelah melakukan ekspirasi maksimal. Volume residu tidak dapat dikeluarkan dengan ekspirasi biasa. Volume residu disebut juga dengan udara cadangan.
e. Kapasitas vital (±5.000 mL): jumlah volume total dari volume tidal, volume suplemen, dan volume komplemen. Dengan kata lain, kapasitas vital adalah volume maksimal udara yang dapat dihembuskan setelah inspirasi maksimal.
Kapasitas total paru-paru: jumlah volume residu ditambah kapasitas vital paru-paru
Kita dapat menahan napas selama beberapa menit. Selain itu, kecepatan dan kedalaman bernapas dapat kita atur. Akan tetapi, kebanyakan proses bernapas merupakan mekanisme otomatis yang teratur. Kontrol pernapasan merupakan kerja sama antara sistem pernapasan dan sistem saraf.
Pusat pengaturan napas terletak di dua bagian otak, yaitu medula oblongata dan pons varoli. Medula oblongata mengatur irama pernapasan. Ketika kita mengambil napas dalam-dalam, sensor di dalam jaringan paru- paru mengirimkan impuls kembali ke medula untuk menghentikan pusat pengaturan napas.
Selain itu, medula oblongata akan mendeteksi kenaikan pH dalam darah akibat kandungan CO2 darah yang meningkat. Medula oblongata akan mengirimkan impuls kepada otot tulang rusuk untuk berkontraksi dan meningkatkan laju serta kedalaman proses bernapas.
Kandungan O2 di dalam darah hanya memiliki sedikit pengaruh terhadap pusat pengaturan pernapasan. Akan tetapi, ketika kandungan di dalam darah sedikit, medula oblongata akan mengirimkan impuls terhadap otot tulang rusuk untuk berkontraksi. Hal ini akan meningkatkan pula laju serta kedalaman proses bernapas.
Laju pernapasan sangat bergantung kepada aktivitas. Ketika tidur, laju pernapasan akan turun. Adapun ketika berolahraga, laju pernapasan akan meningkat. Selain itu, pernapasan bergantung pula pada usia. Orang dewasa memiliki laju pernapasan lebih lambat dibandingkan dengan bayi. Hal ini disebabkan lebih tingginya proses metabolisme pada bayi. Terdapat beberapa faktor lain yang mempengaruhi laju pernapasan, seperti jenis kelamin, suhu tubuh, dan posisi tubuh.
5. Pertukaran Oksigen (O2) dan Karbon Dioksida (CO2)
Tahap akhir dari proses pernapasan adalah pengangkutan oksigen dan pelepasan karbon dioksida dari sel-sel tubuh. Pertukaran oksigen dan karbon dioksida tersebut terjadi di paru-paru dan jaringan tubuh secara difusi mengikuti perbedaan tekanan. Difusi tersebut terjadi karena adanya perbedaan tekanan yang diberikan oleh suatu gas (tekanan parsial).
Pada dasarnya, gas akan berdifusi dari bagian yang bertekanan parsial tinggi ke bagian yang bertekanan parsial rendah. Darah yang masuk ke dalam paru-paru memiliki yang rendah dan yang lebih tinggi dibandingkan dengan dandi dalam alveoli. Ketika darah berada di kapiler, karbon dioksida akan berdifusi dari darah menuju udara di alveoli. Sebaliknya, oksigen akan berdifusi dari alveoli ke dalam darah.
Pada saat meninggalkan paru-paru, darah yang kaya O2 memiliki yang tinggi dan yang rendah dibandingkan sebelum masuk paru-paru. Setelah melewati jantung, darah tersebut akan dipompa melalui peredaran darah sistemik. Di dalam kapiler peredaran darah sistemik, perbedaan tekanan parsial menyebabkan terjadinya difusi oksigen dari darah menuju sel-sel tubuh. Pada saat yang bersamaan, karbon dioksida akan berdifusi dari sel- sel jaringan menuju darah. Setelah membuang O2dan mengangkutCO2, darah akan kembali ke jantung.
B. Gangguan dan Penyakit pada Sistem Pernapasan
Sistem pernapasan pada manusia dapat mengalami gangguan dan penyakit. Banyak faktor yang dapat menyebabkan gangguan dan penyakit pada sistem pernapasan tersebut, seperti asap rokok, bakteri, faktor genetis, maupun kelainan fisiologis. Selain gangguan yang bersifat fisik, terdapat gangguan saluran pernapasan yang disebabkan infeksi bakteri atau virus. Pada umumnya gangguan ini menyebabkan peradangan karena adanya respons sistem kekebalan tubuh. Peradangan ini diberi nama bergantung pada tempat terjadinya peradangan.
1. Faringitis
Faringitis merupakan radang pada faring karena infeksi. Peradangan juga dapat terjadi karena terlalu banyak merokok, ditandai dengan rasa sakit saat menelan dan rasa kering di kerongkongan.
Dipteri merupakan infeksi pada saluran pernapasan bagian atas. Pada umumnya, disebabkan oleh Corynebacterium diphterial. Pada tingkat lanjut, penderitanya dapat mengalami kerusakan selaput jantung, demam, lumpuh, bahkan meninggal dunia.
3. SARS
SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome) adalah sebuah penyakit pernapasan yang disebabkan oleh virus Coronavirus dari ordo Coronaviridae. Virus ini menginfeksi saluran pernapasan. Gejalanya berbeda- beda pada tiap penderita, misalnya pusing, muntah-muntah, disertai panas tinggi dan batuk.
Sementara itu, gangguan yang tidak disebabkan oleh infeksi antara lain rinitis, yaitu peradangan pada membran lendir (mukosa) rongga hidung. Banyaknya lendir yang disekresikan, mengakibatkan peradangan. Biasanya, terjadi karena alergi terhadap suatu benda, seperti debu atau bulu hewan.
4. Asma
Asma merupakan gangguan pada sistem pernapasan dengan gejala sukar bernapas. Gangguan asma disebabkan bagian otot polos pada trakea berkontraksi sehingga saluran trakea menyempit. Asma dapat disebabkan alergi atau faktor psikis (emosi).
5. Tuberculosis (TBC)
Tuberculosis (TBC) merupakan penyakit akibat infeksi oleh bakteri Mycobacterium tuberculosis, pada saluran pernapasan. Bakteri ini ditularkan melalui udara, kemudian masuk jaringan paru-paru. Gejala penyakit ini, antara lain berat badan turun, lesu, batuk-batuk, sesak napas, dan sakit dada.
6. Emfisema
Emfisema merupakan peradangan pada permukaan dalam alveolus. Akibatnya,paru-paru menggelembung sehingga mengganggu efektivitas pengikatan oksigen dan penderita sulit bernapas.
Bronkitis adalah peradangan pada bronkus atau bronkiolus. Penyakit ini sering disebabkan oleh infeksi bakteri. Peradangan ini terjadi pada kelenjar mukosa sehingga menimbulkan produksi lendir yang berlebih. Asap rokok dan debu dapat merusak kelenjar mukosa pada bronkus sehingga memudahkan terjadinya bronkitis.
8. Kanker Paru-Paru
Kanker paru-paru disebabkan oleh kelainan sel pada epitel bronkial. Sel ini tumbuh dengan cepat membentuk tumor ganas. Kelainan sel ini disebabkan epitel bronkial terlalu sering menerima bahan-bahan karsinogenik (penyebab kanker) yang banyak terkandung di dalam rokok yang dihisap penderita.
C. Contoh Teknologi yang Berhubungan dengan Sistem Pernapasan
Teknologi yang berhubungan dengan sistem pernapasan dari yang paling sederhana, yaitu tabung oksigen dan regulator oksigen sampai robot buatan yang telah banyak membantu orang yang mengalami gangguan pada sistem pernapasan.
Penderita asma ketika kambuh dan mengalami kesulitan bernapas seringterbantu dengan alat egulator oksigen yang dihubungkan dengan tabung oksigen. Bahkan, sekarang telah banyak dijual oksigen murni dalam tabung-tabung kecil untuk orang yang membutuhkannya.
Selain regulator oksigen, terdapat teknologi yang dapat membantumendeteksi penyakit asma, yaitu PSA (pulmonary sound analizer). Dengan PSA, tingkat keparahan penyakit asma seseorang dapat diketahui.
Bronkoskop (bronchoscope) juga merupakan teknologi yang berhubungan dengan sistem pernapasan. Bronkoskop dapat digunakan untuk mengambil contoh jaringan dan lendir dalam saluran pernapasan yang diduga ada gangguan atau kelainan. Selain itu, bronkoskop dapat digunakan untuk mengetahui secara rinci keadaan saluran trakea, bronkus, dan bronkiolus.
Pernapasan dapat memiliki beberapa makna. Pernapasan dapat berarti hanya bernapas, memasukkan dan mengeluarkan udara dari paru-paru. Bagi ilmuwan biologi, pernapasan merupakan seluruh proses sel pada suatu organisme dalam menerima oksigen dan melepaskan karbon dioksida. Pernapasan dapat dibedakan dalam tiga bentuk, yaitu pernapasan eksternal (external respiration), pernapasan internal (internal respiration), dan pernapasan seluler (cellular respiration).
Pernapasan eksternal merupakan pertukaran udara yang terjadi di dalam paru-paru. Dalam proses ini, oksigen masuk ke dalam darah dan karbon dioksida keluar menuju atmosfer.
Pertukaran udara antara darah dan sel-sel dalam tubuh disebut pernapasan internal. Oksigen dan karbon dioksida bergerak berlawanan. Oksigen berdifusi dari darah ke dalam sel. Sementara itu, karbon dioksida berdifusi ke luar sel menuju darah.
Pernapasan seluler merupakan proses kimia yang terjadi dalam mitokondria di dalam sel. Dalam proses ini, oksigen bereaksi dengan molekul makanan (glukosa) sehingga energi dihasilkan. Energi ini tersimpan dalam ATP. Karbon dioksida dan air dihasilkan sebagai hasil sampingan.
Pernapasan eksternal pada manusia dapat dibagi menjadi beberapa tahap, yaitu fase inspirasi dan ekspirasi, serta fase pertukaran udara di jaringan tubuh dan paru-paru (pernapasan internal).
1. Organ-Organ Pernapasan Manusia
Sistem pernapasan manusia memiliki organ-organ pernapasan yang menunjang proses pernapasan. Organ-organ pernapasan tersebut memiliki struktur dan fungsi yang
berbeda-beda. Organ-organ pernapasan manusia terdiri atas hidung, faring, laring, trakea, bronkus, dan alveous.
a. Hidung
Hidung merupakan alat pernapasan pertama yang dilalui oleh udara. Ujung hidung ditunjang oleh tulang rawan dan pangkal hidung ditunjang oleh tulang nasalis. Kedua tulang hidung menghubungkan rongga hidung dengan atmosfer untuk mengambil udara.
Rongga hidung tersusun atas sel-sel epitel berlapis pipih dengan rambut-rambut kasar. Rambut-rambut kasar tersebut berfungsi menyaring debu-debu kasar. Rongga hidung tersusun atas sel-sel epitel berlapis semu bersilia yang memiliki sel goblet. Sel goblet merupakan sel penghasil lendir yang berfungsi menyaring debu, melekatkan kotoran pada rambut hidung, dan mengatur suhu udara pernapasan. Sebagai indra pembau, pada atap atau rongga hidung terdapat lobus olfaktorius yang mengandung sel-sel pembau.
Perjalanan udara memasuki paru-paru dimulai ketika udara melewati lubang hidung. Di lubang hidung, udara disaring oleh rambut-rambut di lubang hidung. Udara juga menjadi lebih hangat ketika melewati rongga hidung bagian dalam. Di rongga hidung bagian dalam, terdapat juga ujung-ujung saraf yang dapat menangkap zat-zat kimia yang terkandung dalam udara sehingga kita mengenal berbagai macam bau. Ujung-ujung saraf penciuman tersebut kemudian akan mengirimkan impuls ke otak.
Baca juga Sistem Pencernaan Pada Manusiab. Faring
Udara setelah melewati rongga hidung akan masuk ke faring. Faring memiliki panjang kurang lebih 12,5–13 cm. Faring terdiri atas tiga bagian, yakni nasofaring, orofaring, dan laringofaring. Faring adalah percabangan antara saluran pencernaan (esofagus) dan saluran pernapasan (laring dan trakea). Oleh karena itu, ketika menelan makanan, suatu katup (epiglotis) akan menutup saluran pernapasan (glotis) sehingga makanan akan masuk ke saluran pencernaan.
c. Laring
Setelah melewati faring, udara akan menuju laring. Laring sering disebut sebagai kotak suara karena di dalamnya terdapat pita suara. Laring merupakan suatu saluran yang dikelilingi oleh sembilan tulang rawan. Salah satu dari sembilan tulang rawan tersebut adalah tulang rawan tiroid yang berbentuk menyerupai perisai. Pada laki-laki dewasa, tulang rawan tiroid lebih besar daripada wanita sehingga membentuk apa yang disebut dengan jakun
d. Trakea
Setelah dari laring, udara akan masuk ke dalam trakea. Trakea disebut juga “pipa angin” atau saluran udara. Trakea memiliki panjang kurang lebih 11,5 cm dengan diameter 2,4 cm. Trakea tersusun atas empat lapisan, yaitu lapisan mukosa, lapisan submukosa, lapisan tulang rawan, dan lapisan adventitia.
Lapisan mukosa terdiri atas sel-sel epitel berlapis semu bersilia yang mengandung sel goblet penghasil lendir (mucus). Silia dan lendir berfungsi menyaring debu atau kotoran yang masuk. Lapisan submukosa terdiri atas jaringan ikat. Lapisan tulang rawan terdiri atas kurang lebih 18 tulang rawan berbentuk cincin atau seperti huruf C. Cincin-cincin itu memungkinkan trakea tetap mempertahankan bentuknya. Lapisan adventitia terdiri atas jaringan ikat.
e. Bronkus dan Bronkiolus
Setelah melalui trakea, saluran bercabang dua. Kedua cabang tersebut dinamakan bronkus. Trakea bercabang menjadi dua bronkus yang masing-masing menuju paru-paru. Setiap bronkus terhubung dengan paru-paru sebelah kanan dan kiri. Bronkus bercabang- cabang lagi, cabang yang lebih kecil disebut bronkiolus. Dinding bronkus juga dilapisi lapisan sel epitel selapis silindris bersilia.
Baca juga Organ dan Sistem Organ Pada Manusiaf. Alveolus
Pada ujung-ujung bronkiolus, terdapat sekumpulan kantung udara yang disebut alveolus (jamak: alveoli). Bronkiolus bermuara pada alveoli, struktur berbentuk bola-bola mungil yang diliputi oleh pembuluh-pembuluh darah. Dinding alveoli hanya dilapisi oleh satu lapis epitel pipih yang berfungsi sebagai permukaan respirasi.
Di sekitar alveolus terdapat kapiler-kapiler pembuluh darah. Dinding kapiler pembuluh darah tersebut sangat berdekatan dengan alveolus sehingga membentuk membran respirasi yang sangat tipis. Membran yang tipis ini memungkinkan terjadinya difusi antara udara alveolus dan darah pada kapiler-kapiler pembuluh darah. Bronkus, bronkious, dan alveolus membentuk satu struktur yang disebut paru-paru.
2. Fase Inspirasi dan Ekspirasi
Inspirasi merupakan proses ketika udara masuk ke dalam saluran pernapasan, sedangkan ekspirasi merupakan proses ketika udara keluar dari saluran pernapasan. Inspirasi terjadi ketika kita menghirup napas dan ekspirasi terjadi ketika kita mengembuskan napas atau mengeluarkan udara dari paru-paru kita. Terdapat dua macam pernapasan, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut.
Inspirasi terjadi ketika otot antartulang rusuk berkontraksi. Tulang rusuk akan terangkat dan rongga dada membesar. Tekanan udara di dalam rongga dada menurun sehingga terjadi aliran udara dari lingkungan ke dalam saluran pernapasan. Ekspirasi terjadi ketika otot antartulang rusuk mengendur (relaksasi) yang menyebabkan mengecilnya rongga dada. Pernapasan seperti ini disebut pernapasan dada.
Pada pernapasan perut, selama inspirasi otot diafragma berkontraksi sehingga posisi permukaan diafragma menjadi mendatar. Akibatnya, volume rongga dada dan paru- paru membesar. Membesarnya volume paru-paru menyebabkan tekanan udara di dalamnya menjadi lebih rendah daripada tekanan udara di luar paru-paru sehingga udara masuk ke paru-paru.
Sebaliknya, selama ekspirasi, otot diafragma mengalami relaksasisehingga menyebabkan posisi permukaan diafragma menjadi melengkung ke atas. Akibatnya, volume rongga dada dan rongga paru-paru menjadi mengecil sehingga tekanan udara di dalam paru-paru lebih tinggi daripada tekanan udara di luar paru-paru. Perbedaan tekanan udara ini menyebabkan keluarnya udara dari dalam paru-paru.
3. Volume Paru-Paru
Tujuan utama dari proses bernapas adalah memasukkan oksigen segar ke dalam paru-paru (alveoli) secara terus-menerus. Volume udara yang masuk dan keluar paru- paru dapat berbeda-beda. Ketika istirahat, volume udara yang masuk dan keluar dari paru- paru hanya sedikit. Akan tetapi, ketika berolahraga, volume udara yang masuk dan keluar dari paru-paru bertambah besar sesuai dengan kebutuhan. Volume udara di dalam paru- paru dapat dibagi menjadi beberapa macam.
a. Volume tidal (500 mL): volume udara yang dihirup dan dikeluarkan pada keadaan istirahat.
b. Volume suplemen (±1.500 mL): volume udara yang masih dapat dikeluarkan setelah ekspirasi biasa (tidal).
c. Volume komplemen (±3.000 mL): volume udara yang masih dapat dihirup setelah inspirasi biasa (tidal).
d. Volume residu (±1.200 mL): volume udara yang tersisa setelah melakukan ekspirasi maksimal. Volume residu tidak dapat dikeluarkan dengan ekspirasi biasa. Volume residu disebut juga dengan udara cadangan.
e. Kapasitas vital (±5.000 mL): jumlah volume total dari volume tidal, volume suplemen, dan volume komplemen. Dengan kata lain, kapasitas vital adalah volume maksimal udara yang dapat dihembuskan setelah inspirasi maksimal.
Kapasitas total paru-paru: jumlah volume residu ditambah kapasitas vital paru-paru
Baca juga Sistem Peredaran Darah Pada Manusia4. Kontrol Pernapasan
Kita dapat menahan napas selama beberapa menit. Selain itu, kecepatan dan kedalaman bernapas dapat kita atur. Akan tetapi, kebanyakan proses bernapas merupakan mekanisme otomatis yang teratur. Kontrol pernapasan merupakan kerja sama antara sistem pernapasan dan sistem saraf.
Pusat pengaturan napas terletak di dua bagian otak, yaitu medula oblongata dan pons varoli. Medula oblongata mengatur irama pernapasan. Ketika kita mengambil napas dalam-dalam, sensor di dalam jaringan paru- paru mengirimkan impuls kembali ke medula untuk menghentikan pusat pengaturan napas.
Selain itu, medula oblongata akan mendeteksi kenaikan pH dalam darah akibat kandungan CO2 darah yang meningkat. Medula oblongata akan mengirimkan impuls kepada otot tulang rusuk untuk berkontraksi dan meningkatkan laju serta kedalaman proses bernapas.
Kandungan O2 di dalam darah hanya memiliki sedikit pengaruh terhadap pusat pengaturan pernapasan. Akan tetapi, ketika kandungan di dalam darah sedikit, medula oblongata akan mengirimkan impuls terhadap otot tulang rusuk untuk berkontraksi. Hal ini akan meningkatkan pula laju serta kedalaman proses bernapas.
Laju pernapasan sangat bergantung kepada aktivitas. Ketika tidur, laju pernapasan akan turun. Adapun ketika berolahraga, laju pernapasan akan meningkat. Selain itu, pernapasan bergantung pula pada usia. Orang dewasa memiliki laju pernapasan lebih lambat dibandingkan dengan bayi. Hal ini disebabkan lebih tingginya proses metabolisme pada bayi. Terdapat beberapa faktor lain yang mempengaruhi laju pernapasan, seperti jenis kelamin, suhu tubuh, dan posisi tubuh.
5. Pertukaran Oksigen (O2) dan Karbon Dioksida (CO2)
Tahap akhir dari proses pernapasan adalah pengangkutan oksigen dan pelepasan karbon dioksida dari sel-sel tubuh. Pertukaran oksigen dan karbon dioksida tersebut terjadi di paru-paru dan jaringan tubuh secara difusi mengikuti perbedaan tekanan. Difusi tersebut terjadi karena adanya perbedaan tekanan yang diberikan oleh suatu gas (tekanan parsial).
Pada dasarnya, gas akan berdifusi dari bagian yang bertekanan parsial tinggi ke bagian yang bertekanan parsial rendah. Darah yang masuk ke dalam paru-paru memiliki yang rendah dan yang lebih tinggi dibandingkan dengan dandi dalam alveoli. Ketika darah berada di kapiler, karbon dioksida akan berdifusi dari darah menuju udara di alveoli. Sebaliknya, oksigen akan berdifusi dari alveoli ke dalam darah.
Pada saat meninggalkan paru-paru, darah yang kaya O2 memiliki yang tinggi dan yang rendah dibandingkan sebelum masuk paru-paru. Setelah melewati jantung, darah tersebut akan dipompa melalui peredaran darah sistemik. Di dalam kapiler peredaran darah sistemik, perbedaan tekanan parsial menyebabkan terjadinya difusi oksigen dari darah menuju sel-sel tubuh. Pada saat yang bersamaan, karbon dioksida akan berdifusi dari sel- sel jaringan menuju darah. Setelah membuang O2dan mengangkutCO2, darah akan kembali ke jantung.
B. Gangguan dan Penyakit pada Sistem Pernapasan
Sistem pernapasan pada manusia dapat mengalami gangguan dan penyakit. Banyak faktor yang dapat menyebabkan gangguan dan penyakit pada sistem pernapasan tersebut, seperti asap rokok, bakteri, faktor genetis, maupun kelainan fisiologis. Selain gangguan yang bersifat fisik, terdapat gangguan saluran pernapasan yang disebabkan infeksi bakteri atau virus. Pada umumnya gangguan ini menyebabkan peradangan karena adanya respons sistem kekebalan tubuh. Peradangan ini diberi nama bergantung pada tempat terjadinya peradangan.
1. Faringitis
Faringitis merupakan radang pada faring karena infeksi. Peradangan juga dapat terjadi karena terlalu banyak merokok, ditandai dengan rasa sakit saat menelan dan rasa kering di kerongkongan.
Baca juga Sistem Regulasi : Sistem Saraf, Sistem Endokrin dan Sistem Indera2. Dipteri
Dipteri merupakan infeksi pada saluran pernapasan bagian atas. Pada umumnya, disebabkan oleh Corynebacterium diphterial. Pada tingkat lanjut, penderitanya dapat mengalami kerusakan selaput jantung, demam, lumpuh, bahkan meninggal dunia.
3. SARS
SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome) adalah sebuah penyakit pernapasan yang disebabkan oleh virus Coronavirus dari ordo Coronaviridae. Virus ini menginfeksi saluran pernapasan. Gejalanya berbeda- beda pada tiap penderita, misalnya pusing, muntah-muntah, disertai panas tinggi dan batuk.
Sementara itu, gangguan yang tidak disebabkan oleh infeksi antara lain rinitis, yaitu peradangan pada membran lendir (mukosa) rongga hidung. Banyaknya lendir yang disekresikan, mengakibatkan peradangan. Biasanya, terjadi karena alergi terhadap suatu benda, seperti debu atau bulu hewan.
4. Asma
Asma merupakan gangguan pada sistem pernapasan dengan gejala sukar bernapas. Gangguan asma disebabkan bagian otot polos pada trakea berkontraksi sehingga saluran trakea menyempit. Asma dapat disebabkan alergi atau faktor psikis (emosi).
5. Tuberculosis (TBC)
Tuberculosis (TBC) merupakan penyakit akibat infeksi oleh bakteri Mycobacterium tuberculosis, pada saluran pernapasan. Bakteri ini ditularkan melalui udara, kemudian masuk jaringan paru-paru. Gejala penyakit ini, antara lain berat badan turun, lesu, batuk-batuk, sesak napas, dan sakit dada.
6. Emfisema
Emfisema merupakan peradangan pada permukaan dalam alveolus. Akibatnya,paru-paru menggelembung sehingga mengganggu efektivitas pengikatan oksigen dan penderita sulit bernapas.
Baca juga Pengertian Ekosistem dan Konservasi7. Bronkitis
Bronkitis adalah peradangan pada bronkus atau bronkiolus. Penyakit ini sering disebabkan oleh infeksi bakteri. Peradangan ini terjadi pada kelenjar mukosa sehingga menimbulkan produksi lendir yang berlebih. Asap rokok dan debu dapat merusak kelenjar mukosa pada bronkus sehingga memudahkan terjadinya bronkitis.
8. Kanker Paru-Paru
Kanker paru-paru disebabkan oleh kelainan sel pada epitel bronkial. Sel ini tumbuh dengan cepat membentuk tumor ganas. Kelainan sel ini disebabkan epitel bronkial terlalu sering menerima bahan-bahan karsinogenik (penyebab kanker) yang banyak terkandung di dalam rokok yang dihisap penderita.
C. Contoh Teknologi yang Berhubungan dengan Sistem Pernapasan
Teknologi yang berhubungan dengan sistem pernapasan dari yang paling sederhana, yaitu tabung oksigen dan regulator oksigen sampai robot buatan yang telah banyak membantu orang yang mengalami gangguan pada sistem pernapasan.
Penderita asma ketika kambuh dan mengalami kesulitan bernapas seringterbantu dengan alat egulator oksigen yang dihubungkan dengan tabung oksigen. Bahkan, sekarang telah banyak dijual oksigen murni dalam tabung-tabung kecil untuk orang yang membutuhkannya.
Selain regulator oksigen, terdapat teknologi yang dapat membantumendeteksi penyakit asma, yaitu PSA (pulmonary sound analizer). Dengan PSA, tingkat keparahan penyakit asma seseorang dapat diketahui.
Bronkoskop (bronchoscope) juga merupakan teknologi yang berhubungan dengan sistem pernapasan. Bronkoskop dapat digunakan untuk mengambil contoh jaringan dan lendir dalam saluran pernapasan yang diduga ada gangguan atau kelainan. Selain itu, bronkoskop dapat digunakan untuk mengetahui secara rinci keadaan saluran trakea, bronkus, dan bronkiolus.
Baca juga Pengertian, Jenis, Karakteristik dan Pengelolaan LimbahUntuk lebih jelasnya lagi mengenai ringkasan materi SISTEM PERNAPASAN PADA MANUSIA silahkan download filenya di bawah ini yang sudah kami kemas kedalam bentuk PDF.
Belum ada Komentar untuk "SISTEM PERNAPASAN PADA MANUSIA"
Posting Komentar