- Pertukaran udara
- mengambil oksigen dari atmosfer/lingkungan ke dalam sel-sel tubuh
- melepaskan karbondioksida yang dihasilkan sel-sel tubuh ke lingkungan
- Jalur pengeluaran air dan panas
- Membantu mempertahankan keseimbangan asam-basa dengan mengubah jumlah CO2 dan H2CO3 sebagai penghasil ion H+
- Memungkinkan berbicara, menyanyi, atau pembentukan vokal
- Merupakan sistem pertahanan terhadap benda asing yang terhirup
- Mengeluarkan, memodifikasi, mengaktifkan/menonaktifkan bahan-bahan yang mengalir melewati sirkulasi paru-paru
- Sebagai indra penciuman (hidung)
- Hidung : Fungsi
- menyaring partikel --> oleh rambut-rambut hidung dan lapisan mukosa bersilia
- melembabkan dan menghangatkan udara yang masuk--> udara yg terlalu kering akan dilembabkan melalui penguapan cairan mukosa & udara yg terlalu dingin dapat dihangatkan melalui radiasi panas dari kapiler-kapiler darah --> terdapat pada dinding rongga hidung yang disebut konka.
- mematikan kuman --> kuman yang masuk melalui udara akan di matikan oleh leukosit yang terdapat dalam selaput lendir mukosa.
- indra penciuman --> terdapat sel-sel olfaktori
- Faring (tekak) --> merupakan saluran bersama sistem pernapasan dan sistem pencernaan
- terdapat 2 saluran dari faring yaitu trakea (jalan udara) dan esofagus (jalan makanan)
- Laring (pangkal tenggorokan)
- saluran udara yang terletak di bagian depan faring
- terdapat tonjolan jakun, katup epiglotis, dan pita suara
- Epiglotis adalah tulang rawan yang membantu menutupnya laring pada saat menelan
- Pita suara adalah jaringan elastis yang melintang di pintu masuk laring. ada 2 buah pita suara => pita suara palsu (tdk berotot & tdk menghasilkan suara) & pita suara sejati (berotot & menghasilkan suara)
- Suara yg dihasilkan akibat lewatnya udara di laring dan menggetarkan lipatan pita suara.
- Trakea (batang tenggorokan)
- Merupakan saluran lanjutan dari laring
- dibentuk oleh cincin2 tulang rawan => berfungsi untuk mempertahankan bentuk trakea dan supaya trakea tetap terbuka
- bagian dalam trakea dilapisi oleh selaput lendir dari sel-sel epitel bersilia dan sel goblet => silia hanya bergerak menuju laring untuk mengeluarkan partikel & benda asing yang masuk bersama udara pernapasan
- Bronkus (percabangan trakea)
- merupakan cabang kanan dan kiri trakea
- memiliki struktur yg sama dengan trakea--> terdapat cincin tulang rawan
- bronkus kanan masuk ke paru-paru kanan, bronkus kiri masuk ke paru-paru kiri
- Bronkiolus (bagian paru-paru)
- merupakan cabang-cabang dari bronkus
- tidak terdapat cincin kartilago
- ujung bronkiolus terdapat alveolus
- Alveolus (bagian paru-paru)
- struktur yg menyerupai kantung kecil yang terbuka pada salah satu sisinya
- dikelilingi oleh pembuluh kapiler => dalam kapiler darah, oksigen diikat oleh hemoglobin dlm eritrosit membentuk oksihemoglobin
- dinding alveolus yang tipis dan lembab mempermudah udara pernapasan melewatinya
- kadar oksigen pada rongga alveolus lebih tinggi daripada kadar oksigen dari sitoplasma, sel darah, dan jaringan tubuh
- tempat pertukaran oksigen dan karbondioksida
- Pulmo (Paru-Paru)
- organ pernapasan utama yang berpori-pori dan berisi udara --> terletak di rongga dada
- paru-paru sebelah kanan terdiri atas 3 lobus (gelambir) dan paru-paru sebelah kiri terdiri atas 2 lobus (gelambir)
- tersusun dari 300 juta alveolus --> adanya alveolus menyebabkan permukaan paru-paru menjadi lebih luas
- selaput pembungkus paru-paru disebut PLEURA --> selaput tipis berangkap 2
- diantara selaput pleura dan paru-paru terdapat cairan limfa yang berfungsi untuk melindungi paru-paru dari gesekan pada waktu mengembang dan mengempis
Mekanisme Respirasi
- Pernapasan Dada => mekanisme respirasi yang dilakukan oleh otot antar tulang rusuk (otot interkostal)
- Fase Inspirasi (penghirupan udara) :
- Fase Ekspirasi (penghembusan udara) :
- Pernapasan Perut => mekanisme respirasi yang dilakukan oleh otot diafragma
- Fase Inspirasi (penghirupan udara) :
- Fase Ekspirasi (penghembusan udara) :
Frekuensi Pernapasan
- Cepat atau lambatnya manusia bernapas dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu :
- umur => semakin bertambah umur semakin rendah frekuensi pernapasan
- jenis kelamin => umumnya laki-laki memerlukan lebih banyak energi dari pada wanita, sehingga kebutuhan oksigen pun lebih besar
- suhu tubuh => semakin tinggi suhu tubuh, semakin cepat frekuensi pernapasannya
- posisi tubuh => posisi tubuh sangat berpengaruh terhadap frekuensi pernapasan. ini berkaitan dengan beban yang harus ditanggung oleh organ tubuh. Sebagai contoh, posisi berdiri memerlukan lebih banyak energi dibandingkan dengan posisi berbaring
- kegiatan tubuh => orang yang sedang melakukan aktivitas, mis : belajar, memerlukan energi yang lebih banyak daripada orang yang sedang tidur
Udara pada proses pernapasan
Udara yang digunakan dalam pernapasan dapat dibedakan menjadi 6 macam, yaitu :
- Udara pernapasan (UP)/ Tidal Volume => udara yang masuk atau keluar paru-paru sebagai akibat pernapasan biasa. Volumenya sebesar 500cc
- Udara komplementer (UK) => udara yg masih bisa dimasukkan ke dalam paru-paru secara maksimal setelah inspirasi normal. Volumenya kurang lebih 1500cc
- Udara cadangan (UC) => udara yg masih dapat dikeluarkan secara maksimal setelah melakukan ekspirasi normal. Volumenya sebesar 1500cc
- Udara residu (UR) => udara yang masih tersisa di dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi maksimal. Volumenya sekitar 1000cc
- Kapasitas vital paru-paru (KV) => udara yang dapat dihembuskan semaksimal mungkin setelah melakukan inspirasi secara maksimal.
- Kapasitas vital paru-paru adalah: UP + UK + UC
- Volume total paru-paru => volume udara yang dapat tertampung secara maksimal di dalam paru-paru
- Volume total paru-paru adalah : KV + UR
- Pernapasan Luar (Eksternal)
- pertukaran oksigen dari udara bebas dalam rongga alveolus dengan CO2 dalam darah kapiler alveolus.
- proses :
- darah kapiler masuk ke paru-paru dengan mengangkut banyak CO2 dalam bentuk ion bikarbonat (HCO3) yang kemudian dikeluarkan ke udara bebas.
- setelah CO2 dikeluarkan, maka darah kapiler akan tertinggal sedikit CO2, dan menyebabkan terjadi reaksi : H + HCO3 --> H2CO3 (asam karbonat) --> H2O + CO2.
- Reaksi ini dipercepat oleh enzim karbonat anhidrase
- hemoglobin (Hb) melepaskan ion H yg diangkutnya
- Hb yg telah lepas ion H nya, akan mengikat oksigen yg berdifusi dari udara bebas dalam alveolus ke dalam darah kapiler menjadi HbO2 (OKSIHEMOGLOBIN) => peristiwanya disebut DEOKSIGENASI
- Pernapasan Dalam (Internal)
- pertukaran oksigen dari kapiler darah dan CO2 dari sel-sel jaringan tubuh. Oksigen dari sel-sel darah keluar dan berdifusi menuju ke jaringan tubuh, sebaliknya CO2 dari jaringan tubuh berdifusi ke sel-sel darah
- Proses :
dalam jaringan, oksigen tersebut akan digunakan untuk oksidasi biologis sel menyebabkan kadar CO2 dalam jaringan tubuh tinggi --> Hb yang telah membebaskan oksigen akan mengikat CO2 dalam bentuk HbCO2 (KARBOMINOHEMOGLOBIN).
Pengangkutan CO2 oleh darah terdapat beberapa cara, yaitu :
- sebagian besar (60%-70%) diangkut dalam bentuk HCO3 (ion bikarbonat) oleh plasma darah
- kurang lebih 25% diikat oleh gugus asam amino dari Hb membentuk karbominohemoglobin (HbCO2).
- sebagian kecil (6%-10%) diangkut oleh plasma darah dalam bentuk senyawa asam karbonat (H2CO3)
- Asidosis => gangguan fisiologis yang terjadi karena gagalnya paru-paru mengeluarkan seluruh CO2 dalam tubuh sehingga mengakibatkan darah menjadi terlalu asam karena kadar CO2 dalam darah tinggi.
- Pembengkakan kelenjar limpa => disepanjang saluran pernapasan terdapat kalenjar limfa seperti : amandel, polip, dan adenoid yang dapat membengkak dan menimbulkan gangguan
- Bronkitis => peradangan pada trakea, bronkus, bronkiolus
- Asma => menyempitnya saluran pernapasan yang terjadi karena otot polos penyusun dinding saluran berkontraksi terus-menerus yang mengakibatkan pelebaran saluran pernapasan terganggu
- Renitis => radang pada rongga hidung
- Sinusitis => peradangan pada sebelah atas rongga hidung
- Pneumonia => radang dinding alveolus yang disebabkan infeksi bakteri Diplococcus pneumonia
- Tuberkulosis (TBC) => tumbuhnya bintil-bintil kecil pada dinding alveolus disebabkan oleh infeksi Mycobacterium tuberculosis
- Paru-paru basah & tenggelam => alveolus kemasukan air
- Asfiksi => gangguan proses pernapasan oksigen ke jaringan dan penggunaannya oleh jaringan
- Faringitis => infeksi pada faring oleh kuman penyakit
- Tonsilitis => radang karena infeksi oleh bakteri tertentu pada tonsil
- Difteri => infeksi yang disebabkan oleh bakteri Corynebacterium diphteriae menyerang saluran pernapasan atas
- Emfisema => alveolus mengalami perluasan berlebihan dan mengakibatkan menggelembungnya paru-paru
- Kanker paru-paru & Kanker laring => umumnya menyerang perokok
- Tar => substansi hidrokarbon yang bersifat lengket dan menempel pada paru-paru
- Nikotin => zat adiktif yang mempengaruhi saraf dan peredaran darah dan bersifat karsinogenik
- Karbon monoksida => mengikat hemoglobin dalam darah sehingga darah tidak mampu mengingkat oksigen
- Selain ketiga komponen tersebut terdapat zat-zat beracun lainnya, seperti : asam asetat, butana, kadmium, asam stearat, toluene, amonia, arsenik, metanol, metana.
Pernapasan Pada Hewan
- Serangga
- Alat pernapasan berupa pembuluh trakea
- Udara masuk dan keluar melalui lubang kecil yang disebut spirakel --> pembuluh trakea memanjang dan bercabang untuk mengantarkan oksigen ke jaringan tubuh
- Pengangkutan O2 dan CO2 tidak memerlukan bantuan sistem transportasi (darah) karena darahnya tidak mengandung hemoglobin
- Burung
- memiliki siring (alat suara) yang terletak pada percabangan batang tenggorokan (bifurkasi trakea)
- paru-paru burung berwarna merah muda yang terdapat dalam rongga dada. Paru-paru yang ukurannya relatif kecil ini dihubungkan dengan kantung hawa. Fungsi kantung hawa adalah :
- membantu pernapasan, terutama pada waktu terbang
- memperbesar ruang siring, sehingga memperkeras suara
- mencegah hilangnya panas badan secara berlebihan
- mengatur berat jenistubuh pada saat burung terbang
- Mekanisme pernapasan burung saat hinggap/istirahat
- menggunakan paru-paru
- Mekanisme pernapasan burung saat terbang
- Inspirasi : pada saat sayap diangkat, pundi hawa antartulang korakoid terjepit, sedangkan pundi hawa ketiak mengembang, sehingga udara masuk ke pundi hawa ketiak.
- Ekspirasi : pada saat sayap diturunkan, pundi hawa ketiak terjepit, sedangkan pundi hawa antartulang korakoid mengembang.