Kajian Biologi 3

Tanggal kajian : 13 Desember 2018
Pemateri : Hardina 

SISTEM PERNAPASAN MANUSIA 

 ~ Pengertian Sistem Pernapasan

Salah satu ciri makhluk hidup adalah dengan bernapas, semua makhluk hidup melakukan proses ini, demikian juga manusia. Pernapasan merupakan rangkaian proses sejak pengambilan udara dan gas. Penggunaannya untuk memecah zat, mengeluarkan gas yang dihasilkan dari sisa metabolisme, dan memanfaatkan energi yang dihasilkan. Bernafas adalah kegiatan menghirup udara dan mengeluarkan udara. Udara mengandung berbagai komponen gas, salah satunya adalah oksigen (O₂) dan karbon dioksida (CO₂). Oksigen inilah yang diperlukan oleh tubuh, oksigen masuk ke dalam tubuh melalui pernapasan. Selanjutnya, pernapasan menghasilkan karbon dioksida (CO₂) yang dikeluarkan dari dalam tubuh.

 ~ Organ pernapasan manusia

Sistem pernapasan pada manusia meliputi semua struktur yang menghubungkan udara ke dan dari paru-paru. Organ pernapasan utama berupa paru-paru. Berikut ini adalah organ-organ yang digunakan dalam pernapasan manusia.

1.     Hidung

Rongga hidung merupakan tempat yang paling awal dimasuki udara pernapasan. Hidung merupakan alat pernapasan yang terletak di luar dan tersusun atas tulang rawan. Hidung terdiri dari lubang hidung, rongga hidung, dan ujung rongga hidup. Sekitar 15.000 liter udara setiap hari akan melewati hidung (Endang dan Idun, 2009: 231).  Di dalam rongga hidung, udara disaring oleh rambut-rambut kecil (silia) dan selaput lendir yang berguna untuk menyaring debu, melekatkan kotoran pada rambut hidung, mengatur suhu udara pernapasan, maupun menyelidiki adanya bau.

2.     Laring

Laring disebut juga pangkal tenggorok atau kotak suara. Bagian sebelah atas laring disebut faring yang memiliki panjang sekitan ± 4 cm.

Pangkal tenggorok dapat ditutup oleh katup pangkal tenggorokan (epiglotis) (Purnomo, dkk, 2009: 220). Pada waktu menelan makanan, epiglotis melipat ke bawah menutupi laing sehingga makanan tidak dapat masuk dalam laring. Sementara, pada saat bernapas epiglotis akan membuka. Itulah sebabnya saat kita menelan makanan tidak mungkin bersamaan dengan menghirup udara.

3.     Trakea 

    ^{Trakea (batang tenggorokan) merupakan pipa yang panjangnya ± 9 cm. batang tenggorokan atau trakea merupakan pipa yang dindingnya terdiri atas tiga lapis. Lapis luar terdiri atas jaringan ikat, lapis tengah terdiri atas otot polos, dan cincin tulang rawan, sedangkan lapis terdalam terdiri atas jaringan epitel bersilia. Trakea dilapisi oleh selaput lendir yang dihasilkan oleh epithelium bersilia (Purnomo, dkk, 2009: 220). Silia-silia ini bergerak ke atas ke arah laring sehingga dengan gerakan ini debu dan butir-butir halus lainnya yang masuk  saat menghirup napas dapat dikeluarkan.}                        

4.     Bronkus

Ujung trakea bercabang menjadi dua bagian yang disebut bronkus. Apabila pada bagian ini kemasukan debu akibatnya terjadi penyempitan pada saluran pernapasan sehingga menyebabkan seseorang sukar bernapas yang menyebabkan seseorang akan bersin jika saluran pernapasan kemasukan benda asing yang mengganggu pernapasan (Endang dan Idun, 2009: 233). Bronkus terdiri dari dua percabangan yaitu bronkus kanan dan kiri. Letaknya juga berbeda bronkus kanan lebih vertical daripada kiri. Karena struktur ini, sehingga bronkus kanan akan mudah kemasukan benda asing yang menyebabkan paru-paru kanan lebih mudah terserang penyakit bronkhitis (Endang dan Idun, 2009: 234).

Bronkus sebelah kanan bercabang menjadi tiga bronkiolus, sedangkan bronkus sebelah kiri bercabang menjadi dua bronkiolus. 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.

5.     Paru-paru

Paru-paru manusia berjumlah sepasang, masing-masing dibungkus oleh selaput pembungkus paru-paru yang disebut pleura. Paru-paru kanan berukuran lebih besar daripada kiri dan beratnya sekitar 620 gram untuk paru-paru kanan dan 560 gram untuk paru-paru kiri. Di dalam paru-paru terdapat gelembung halus yang merupakan perluasan permukaan paru-paru disebut alveolus dan jumlahnya ± 300 juta buah. Alveolus ini memiliki dinding yang elastik dan banyak mengandung kapiler darah, disitulah terjadinya pertukaran udara secara proses difusi, oksigen akan diikat sedangkan CO₂ dan air akan dilepaskan.  Pada seseorang yang menderita emfisema, alveolusnya mengalami gangguan kelenturan sehingga sulit untuk mengembang dan mengempis (Endang dan Idun, 2009: 236).

~ Proses Pernapasan pada Manusia

Udara dapat masuk dan keluar paru-paru karena adanya tekanan udara luar dengan udara dalam paru-paru. Perbedaan tekanan ini disebabkan oleh terjadinya perubahan besar kecilnya rongga udara, rongga perut dan rongga alveolus. Jalur udara pernapasan pada manusia untuk menuju sel-sel tubuh adalah rongga hidung-faring(rongga tekak)-laring-trakea (batang tenggorok)-bronkus-alveolus-sel-sel tubuh (Purnomo, dkk, 2009: 222). Namun proses pernapasan manusia tidak semudah itu terdapat mekanisme pertukaran gas O₂ dan CO_2. Pernapasan atau pertukaran gas pada manusia berlangsung pada dua tahap yaitu pernapasan luar (eksternal) dan pernapasan dalam (internal) berikut ini penjelasannya.

1.     Pernapasan luar (eksternal)

Pernapasan luar merupakan pertukaran gas dari udara luar atau udara bebas ke dalam sel-sel darah pada jaringan epitel selaput alveolus (Slamet dan Sri, 2007: 198). Dengan kata lain, pernapasan luar merupakan pertukaran gas (O₂ dan CO₂) antara udara dan darah. Pada pernapasan ini, oksigen dari udara bebas atau luar berdifusi ke dalam darah kapiler paru-paru. Darah akan masuk ke dalam kapiler paru-paru yang mengangkut sebagian besar karbon dioksida sebagai ion bikarbonat (HCO₃-)  dengan persamaan reaksi sebagai berikut.

H⁺+ HCO₃-               H₂CO₃               H₂O + CO₂

Reaksi ini akan dipercepat oleh enzim karbonat anhidrase yang terdapat di dalam sel-sel darah. Ketika reaksi berlangsung, hemoglobin melepaskan ion-ion hidrogen yang telah diangkut. HHb menjadi Hb. Hb adalah singkatan dari haemoglobin, yaitu jenis protein dalam sel darah merah. Selanjutnya, hemoglobin mengikat oksigen dan menjadi oksihemoglobin (HbO₂).

Hb + O₂               HbO₂

Pertukaran gas pada alveolus inilah yang dimaksud dengan pernapasan luar. Selama pernapasan luar, di dalam paru-paru akan terjadi pertukaran gas yaitu CO2 meninggalkan darah dan O2 masuk ke dalam darah secara difusi.

2.     Pernapasan dalam (internal)

Pada pernapasan dalam (pertukaran gas di dalam jaringan tubuh) darah masuk ke dalam jaringan tubuh, oksigen meninggalkan hemoglobin dan berdifusi masuk ke dalam cairan jaringan tubuh.

HbO₂               Hb + O₂

Oksigen dapat dengan mudah berdifusi ke cairan sel jaringan tubuh karena oksigen yang dikandung jaringan tubuh secara terus menerus digunakan untuk oksidasi biologis di dalam sel, sehingga kadar O₂ di dalam cairan jaringan tubuh rendah. Oksidasi biologis di dalam jaringan menyebabkan kadar CO₂ di dalam jaringan tubuh tinggi. Hal inilah yang mempermudah Hb yang telah membebaskan oksigen untuk mengikat dan mengangkut sebagian CO₂ dalam bentuk karbominohemoglobin. Oksigen dari sel-sel darah keluar dan berdifusi menuju ke jaringan tubuh, sebaliknya CO₂ dari jaringan tubuh berdifusi ke sel-sel darah. Pertukaran gas ini yang disebut pernapasan dalam.

~Mekanisme Pernapasan pada Manusia

Berdasarkan otot yang berperan aktif pada proses pernapasan, pernapasan pada manusia dapat dibedakan menjadi pernapasan dada dan pernapasan perut.

1.     Pernapasan Dada

Pernapasan dada terjadi bila otot-otot tulang rusuk luar berkontraksi, akibatnya tulang rusuk naik dan volume rongga dada akan lebih kecil daripada udara luar. Karena adanya perbedaan tekanan udara ini, maka udara luar masuk ke dalam rongga dada, sehingga terjadi proses inspirasi.

 Proses ekspirasi terjadi apabila otot antar tulang rusuk dalam berkontraksi. Akibatnya, tulang rusuk turun dan volume rongga dada mengecil, sehingga tekanan udara di dalam rongga dada akan lebih besar. Selanjutnya, udara akan terdorong ke luar.   

2.     Pernapasan Perut

Pada pernapasan perut, fase inspirasi terjadi apabila otot diafragma (sekat rongga dada) mendatar dan volume rongga dada membesar, sehingga tekanan udara di dalam rongga dada lebih kecil daripada udara di luar, akibatnya udara masuk. 

Adapun fase ekspirasi terjadi apabila otot-otot diafragma mengkerut (berkontraksi) dan volume rongga dada mengecil, sehingga tekanan udara di dalam rongga dada lebih besar daripada udara di luar. Akibatnya udara dari dalam terdorong ke luar.

~Volume Udara Pernapasan

1. Volume Tidal (VT) : Volume udara yang keluar masuk paru-paru sebagai akibat aktivitas pernapasan biasa (500 cc)
2. Volume Komplementer (VK) : Volume udara yang masih dapat dimasukkan secara maksimal ke dalam paru-paru setelah inspirasi biasa (1500 cc)
3. Volume Suplementer  (VS) : Volume udara yang masih dapat dihembuskan secara maksimal dari dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi biasa (1500 cc)
4. Volume Residu (VR) : Volume udara yang selalu tersisa di dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi sekuat-kuatnya (1000 cc)
5. Kapasitas Vital (KV) : Volume udara yang dapat dihembuskan sekuat-kuatnya setelah melakukan inspirasi sekuat-kuatnya (KV = VT + VK + VS)  
6. Kapasitas Total (KT) : Volume total udara yang dapat tertampung di dalam paru-paru (KT= KV+VR) 
   

~Faktor yang Mempengaruhi Frekuensi Pernapasan Manusia

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi frekuensi pernapasan manusia yaitu sebagai berikut.

1.     Umur, umumnya makin bertambah umur seseorang akan makin rendah frekuensi pernapasannya. Hal ini berhubungan erat dengan makin berkurangnya proporsi kebutuhan energinya.

2.     Jenis kelamin, laki-laki pada umumnya lebih banyak bergerak, sehingga lebih banyak memerlukan energi. Kebutuhan oksigen dan produksi CO₂ pada pria juga lebih tinggi.

3.     Suhu tubuh, semakin tinggi suhu tubuh, semakin cepat frekuensi pernapasannya. Hal ini berhubungan dengan peningkatan proses metabolisme, sehingga diperlukan peningkatan pemasukan O₂ dan pengeluaran CO₂.

4.     Posisi tubuh, erat kaitannya dengan beban yang harus ditanggung oleh organ tubuh. Orang yang berdiri lebih banyak frekuensi pengambilan O₂ karena otot yang berkontraksi lebih banyak sehingga memerlukan energi yang lebih banyak pula.

5.     Kegiatan tubuh, orang yang giat melakukan aktivitas lebih banyak membutuhkan energi. Untuk memenuhi kebutuhan energi tersebut tubuh perlu lebih banyak oksigen untuk pernapasan seluler, dan tubuh lebih banyak memproduksi zat sisa.

~Beberapa Gangguan Pernapasan Pada Manusia

Sistem pernapasan manusia bisa mengalami gangguan dan kelainan yang disebabkan oleh infeksi kuman, faktor bawaan, atau polusi udara. berikut ini adalah beberapa gangguan dari sistem pernapasan manusia.

1.     Influeza (flu), disebabkan oleh virus yang menimbulkan radang pada selaput mukosa di saluran pernapasan.

2. Asma, gangguan pada rongga saluran pernapasan yang diakibatkan oleh berkontraksinya otot polos pada trakea. Penyebabnya dapat berupa udara yang tercemar asap atau debu, udara yang terlalu dingin, dan keadaan jiwa penderita (stress atau tekanan emosi).

3.   Tuberkulosis (TBC), disebabkan karena bakteri Mycobacterium tuberculosa. Peradangan pada dinding alveolus sehingga difusi O₂ akan terganggu.

4.     Bronkitis, terjadi karena radang pada selaput lendir, trakea, dan saluran bronkia.

5.   Penyempitan dan penyumbatan saluran pernapasan akibat terjadinya pembengkakan kelenjar limfe. Misalnya polip (di hidung) dan amandel (di tekak).

6.     Faringitis, infeksi pada faring oleh bakteri dan virus. Gejalanya adalah kerongkongan terasa nyeri saat menelan.

7.  Asifiksi, kelainan atau gangguan dalam pengangkutan oksigen ke jaringan atau gangguan penggunaan oksigen oleh jaringan. Penyebabnya dapat terletak di paru-paru, pembuluh darah atau dalam jaringan tubuh. Misalnya seseorang yang tenggelam, alveolusnya terisi air, orang-orang yang keracunan karbon monoksida dalam asam sianida, dan lainnya. Keracunan karbon monoksida dan asam sianida terjadi karena kedua zat ini memiliki afinitas terhadap hemoglobin lebih besar daripada oksigen.

8.     Penyakit diphteri, misalnya diphteri tekak, tenggorokan, dan diphteri hidung. Penyakit ini biasa menyerang saluran pernapasan anak bagian atas. Kuman peneybabnya Corynebacterium diphteriae. Kuman diphteri tersebut mengeluarkan racun dan bila racun ini beredar bersama darah, akan merusak selaput jantung.

9.  Pneumonia atau logenstelking, yaitu penyakit radang paru-paru yang disebabkan Diplococcus Pneumoniae.

10. Kanker paru-paru, biasa diderita oleh perokok 

Pertanyaa saat kajian :

1. Apa yang berkontraksi pada proses pernapasan dada dan perut ? (Ikram)

2. Apakah volume udara pernapasan udara tetap atau dapat berubah ketika beraktifitas ? (Nurul)

3. Bagaimana kanker paru-paru dapat terjadi pada perokok ? (Suriani)

4. Apakah pernapasan melalui hidung dan mulut mekanismenya sama ? (Astuti)

5. Bagaimana volume udara pernapasan secara maksimal ? (Rismayanti)

6. Apakah penyakit pada sistem pernapasan dapat diturunkan ? (Fitri)
Dokumentasi Kegiatan :