Rangkuman Materi Kelas XI Sistem Pernapasan (Respirasi)

Fungsi sistem respirasi :

• 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)

Alat-alat respirasi :

• 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) :

Otot interkostal eksternal kontraksi --> tulang rusuk terangkat shg volume rongga dada bertambah besar --> paru-paru mengembang --> tekanan udara paru-paru mengecil --> udara dari luar masuk ke dalam paru-paru

• Fase Ekspirasi (penghembusan udara) :

Otot interkostal  eksternal relaksasi --> tulang rusuk turun kembali shg volume rongga dada menyempit --> paru-paru mengempis --> tekanan udara paru-paru menjadi besar --> udara keluar dari paru-paru

• Pernapasan Perut => mekanisme respirasi yang dilakukan oleh otot diafragma
• Fase Inspirasi (penghirupan udara) :

Otot diafragma kontraksi --> diafragma yang semula melengkung menjadi datar --> volume rongga dada membesar --> paru-paru mengembang --> tekanan udara paru-paru mengecil --> udara dari luar masuk ke dalam paru-paru

• Fase Ekspirasi (penghembusan udara) :

Otot diafragma relaksasi --> difragma kembali melengkung --> volume rongga dada menyempit --> paru-paru mengempis --> tekanan udara paru-paru membesar --> udara keluar dari paru-paru

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

 Pertukaran oksigen dan karbon dioksida --> dilakukan melalui dua tahap, yaitu : pernapasan luar dan pernapasan dalam.

• Pernapasan Luar (Eksternal)
• pertukaran oksigen dari udara bebas dalam rongga alveolus dengan CO2 dalam darah kapiler alveolus.
• proses :

pada saat menghirup napas, udara bebas kaya O2 masuk ke dalam paru-paru (alveolus) --> O2 menembus dinding alveolus secara difusi menuju ke darah kapiler --> di saat yg bersamaan, CO2 dalam darah kapiler dilepaskan ke rongga alveolus.

• 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 :

dari alveolus, oksigen diangkut oleh darah dalam bentuk oksihemoglobin (HbO2) --> dibawa ke jaringan --> oksigen pada oksihemoglobin dilepaskan ke dalam cairan sel jaringan tubuh  --> oksigen berdifusi ke cairan sel jaringan tubuh.
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)

Gangguan Pada Sistem Pernapasan

• 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

Komponen Rokok :

• 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.