Sistem Pernapasan Pada Manusia

Baiklah sobat, pada postingan ini kita akan membahas tentang sistem pernapasan manusia yang terdiri dari alat pernapasan manusia, proses pernapasan manusia, mekanisme pernapasan manusia, volume udara pernapasan, dan proses pertukaran oksigen dan karbon dioksida.

Bernapas adalah aktivitas yang sangat penting bagi kelangsungan hidup seluruh makhluk hidup, khususnya manusia. Jika seorang manusia tidak bernapas hanya selama beberapa waktu, maka akan segera terjadi perubahan menyeluruh di dalam tubuhnya, seperti pergantian respirasi aerob akan menjadi respirasi anaerob. Tentu saja perubahan ini akan berakibat buruk bagi individu tersebut.

1. Alat Pernapasan Manusia

a. Rongga Hidung (cavum nasal)

Rongga hidung terbagi menjadi dua bagian oleh septum nasalis, yaitu bagian kiri dan kanan. Bagian depan septum dibentuk oleh tulang rawan, sedangkan bagian belakang dibentuk oleh tulang vomer dan tonjolan tulang ethmoid.

Pada dinding lateral terdapat tiga tonjolan yang disebut konka nasalis superior, konka media dan konka inferior. Melalui celah pada ketiga tonjolan ini, udara yang dihirup akan dihangatkan oleh pembuluh darah kapiler yang melintasi celah ini serta dilembabkan oleh lendir yang dikeluarkan oleh sel goblet (sel penghasil lendir). Lendir ini juga dapat membersihkan udara yang masuk dari debu.

Bagian atas rongga hidung terdapat daerah olfaktorius, yang mengandung sel-sel saraf sensoris pembau. Sel-sel ini berhubungan dengan saraf kranial yang pertama yaitu nervus olfaktorius.

Baca juga : Pengertian dan Fungsi Mulut

Panjang rongga hidung sekitar 10 cm. Udara yang masuk melalui rongga hidung kemudian dialirkan ke paru-paru. Biasanya dalam sehari sekitar 15.000 liter udara masuk melalui hidung.

Fungsi rongga hidung adalah:

Penyaringan udara, yaitu benda-benda asing yang berbentuk selain gas, misalnya debu. Benda-benda tersebut disaring oleh rambut-rambut halus yang tumbuh ke arah luar lubang hidung.
Penghangatan, yaitu mengubah suhu udara agar sesuai dengan suhu tubuh melalui celah-celah konka nasalis.
Melembabkan udara, dengan adanya lendir, air akan diuapkan untuk melembabkan udara. Udara yang masuk ke paru-paru biasanya memiliki kelembaban sebesar ± 80%.

b. Faring

Faring merupakan persimpangan antara saluran pernapasan dengan saluran pencernaan. Di dalam faring terdapat organ:

Epiglotis, bertugas mengatur masuknya makanan ke saluran pencernaan dan udara ke saluran pernapasan. Epiglotis bekerja seperti katup yang akan membuka dan menutup. Ia akan membuka ketika udara masuk untuk dialirkan ke trakea, dan akan menutup saat makanan masuk supaya tidak masuk ke saluran pernapasan.
Di bawah faring terdapat laring (pangkal tenggorokan).
Pada laring terdapat celah yang disebut glotis yang menuju ke batang tenggorokan, pita suara terdapat di dalam laring.

c. Trakea

Trakea berupa sebuah tabung yang terletak di leher dan disusun oleh tulang rawan yang berbentuk cincin dengan panjang kira-kira 10 cm. Dinding trakea disusun oleh jaringan ikat dan otot polos serta terdapat rambut-rambut halus yang berfungsi untuk mengeluarkan debu dan kotoran. Rambut-rambut halus ini bergerak dari bawah ke atas, sehingga kotoran akan bergerak ke atas. Pada bagian bawah, trakea akan bercabang dua dan disebut sebagai bronkus, yang menuju paru-paru kiri dan kanan.

d. Bronkus

bronkus terdiri dari bronkus kanan dan kiri. Bronkus kanan terletak lebih vertikal daripada kiri, sehingga bronkus kanan akan lebih mudah kemasukan benda asing, yang menyebabkan seseorang akan lebih mudah terserang penyakit bronkitis.

Dinding bronkus terdiri atas 3 lapis, yaitu jaringan ikat, otot polos, dan jaringan epitel. Pada bronkus, cincin tulang rawan tidak berbentuk lingkar sempurna dibandingkan dengan trakea.

e. Bronkiolus

Adalah cabang dari bronkus. Bronkiolus akan bercabang-bcabang menjadi saluran yang lebih halus yang akan berakhir di alveolus. Sel-sel epitel bersilia (silia : rambut-rambut halus) akan berubah menjadi sisik epitel.

f. Paru-paru

Paru-paru manusia berjumlah sepasang, yaitu paru-paru kanan dan kiri. Organ ini terletak di dalam rongga dada. Paru-paru kanan memiliki berat sekitar 620 gram, sedangkan paru-paru kiri sekitar 560 gram. Ini disebabkan karena paru-paru kanan memiliki tiga bronkiolus, sedangkan paru-paru kiri hanya mempunyai 2 bronkiolus.

Paru-paru diselubungi oleh pleura yang terdiri dari dua lapisan. Di antara lapisan pleura ini terdapat cairan limfe yang berfungsi untuk mengurangi gesekan saat paru-paru mengembang dan mengempis.

Artikel Penunjang : Pemeriksaan Fisik Paru

g. Alveolus

Alveolus merupakan saluran akhir dari alat pernapasan. Alveolus berupa gelembung-gelembung udara. Pada bagian alveolus inilah terjadi pertukaran O₂ dari udara bebas ke sel-sel darah, dan CO₂ dari sel-sel darah ke udara bebas.

Alveolus ini yang menyebabkan struktur paru-paru seperti kasur busa yang memiliki rongga-rongga atau kantung kecil. Alveolus berjumlah sekitar 600 juta, sehingga dapat memperluas permukaan paru-paru, jika dibentangkan maka ukurannya mencapai sebesar lapangan tenis.

Struktur sel alveolus bersifat lentur sehingga mudah mengembang dan mengendur saat menarik dan menghembuskan napas. Adanya sifat lentur ini dikarenakan satu zat yang disebut surfaktan.

Organ Pernapasan Manusia

2. Proses Pernapasan Manusia

a. Proses inspirasi

Proses ini merupakan proses menghirup udara ke dalam paru-paru. Mekanismenya adalah otot diafragma berkontraksi yang menyebabkan diafragma akan mendatar. Saat inspirasi maksimum tercapai, otot antartulang rusuk akan berkontraksi yang menyebabkan tulang rusuk terangkat. Keadaan ini akan menambah volume rongga dada yang diikuti mengembangnya paru-paru sehingga tekanan dalam rongga dada akan turun sehingga udara di lingkungan luar yang tekanannya tinggi akan memasuki paru-paru yang tekanannya lebih rendah.

b. Proses Ekspirasi

Proses ini merupakan proses penghembusan udara. Karbon dioksida dan uap air dikeluarkan dari paru-paru ke lingkungan luar melalui proses ini. Mekanismenya adalah otot-otot dinding diafragma mengendur dan ditekan ke atas oleh organ perut, tulang rusuk juga kembali ke posisi semula, yang menyebabkan rongga dada menyempit sehingga tekanan udara dalam paru-paru akan tinggi. Akibatnya udara akan keluar dari paru-paru yang bertekanan tinggi ke lingkungan luar yang bertekanan lebih rendah.

Inspirasi dan Ekspirasi

Artikel Penunjang : Sistem Rangka Tubuh Manusia

3. Mekanisme Pernapasan

a. 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.

b. Pernapasan Perut

Pada proses pernapasan ini, 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 mengerut (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.

Artikel Penunjang : Bunyi Pernapasan Normal dan Tambahan

4. Volume Udara Pernapasan

Jumlah udara yang keluar masuk paru-paru memiliki kapasitas masing-masing.

Udara pernapasan (volume tidal) adalah udara yang dihirup dan dikeluarkan dalam keadaan biasa (sekitar 500 cc). Setelah menghembuskan 500 cc masih tersisa 2500 cc lagi di paru-paru.
Udara komplementer, yaitu udara sebanyak 1500 cc yang masih dapat dihirup lagi dengan cara inspirasi yang maksimum, setelah inspirasi biasa.
Udara cadangan, yaitu udara sebanyak 1500 cc yang dapat dikeluarkan lagi pada ekspirasi maksimum dengan mengerutkan otot perut kuat-kuat.
Udara residu (udara sisa), yaitu udara sebanyak 1000 cc yang tidak dapat dihembuskan lagi, dan menetap pada paru-paru.

5. Proses Pertukaran Oksigen dan Karbon Dioksida

a. Respirasi eksternal

Respirasi (pernapasan) eksternal adalah pertukaran O₂ dari udara dengan CO₂ dari kapiler darah di dalam alveolus. Pada respirasi eksternal ini, O₂ di dalam alveolus akan memasuki kapiler darah dengan cara berdifusi. Proses difusi ini dapat terjadi akibat adanya perbedaan tekanan parsial antara O₂ dalam alveolus dengan O₂ dalam kapiler darah. Tekanan parsial O₂ dalam alveolus lebih tinggi dibandingkan dengan kapiler darah, difusi akan terjadi dari daerah yang mempunyai tekanan tinggi ke daerah yang mempunyai tekanan lebih rendah.

Baca juga : Transpor Zat Melalui Membran

Di dalam kapiler darah, O₂ akan diikat oleh hemoglobin yang kemudian akan dibawa ke seluruh tubuh sebagai bahan baku bagi sel-sel perifer tubuh. Oksidasi dalam sel perifer akan menghasilkan CO₂ yang kemudian akan diangkut melalui kapiler vena menuju alveolus kembali. CO₂ dalam alveolus ini akan dikeluarkan melalui paru-paru.

b. Respirasi internal

Respirasi internal adalah proses pertukaran O₂ dan CO₂ dari kapiler darah ke sel-sel tubuh.

Pada pernapasan internal O₂ yang sudah terikat pada hemoglobin dalam bentuk oksihemoglobin diangkut menuju sel.

HbO₂ à Hb + O₂

Hemoglobin dalam darah berfungsi untuk mengikat dan melepaskan O₂

Oksihemoglobin akan melepaskan O₂ ke dalam jaringan tubuh atau sel. O₂ akan diterima oleh mitokondria sel untuk melakukan oksidasi. Proses oksidasi akan menghasilkan CO₂. CO₂ ini akan berdifusi kembali ke vena darah dan diangkut menuju alveolus.

Baca juga : Pengertian Metabolisme

Pengangkutan CO₂ melalui tiga cara:

CO₂ larut dalam plasma dan membentuk asam karbonat, cara ini hanya terjadi sekitar 5%.
CO₂ diangkut dengan membentuk karbominohemoglobin. CO₂ ini berdifusi ke dalam sel darah merah dan berikatan dengan Amin (-NH₂). Amin merupakan protein dari hemoglobin. Proses ini terjadi sekitar 30%.
CO₂ diangkut dalam bentuk ion bikarbonat (HCO₃^-). Proses ini berantai dan disebut sebagai pertukaran klorida. CO₂ bersenyawa dengan air membentuk asam karbonat, yang mengurai menjadi H⁺ + HCO₃^- ; reaksinya adalah CO₂ + H₂O à H₂CO₃ à H⁺ + HCO₃. Reaksi ini dapat berjalan dengan baik berkat enzim karbonat anhidrase. HCO₃ akan keluar dari sel s darah merah dan masuk ke plasma darah. Kedudukan HCO₃akan diganti oleh ion klorida. Proses ini yang paling sering dilakukan, yaitu sekitar 65%.

Respirasi internal (kiri) dan respirasi eksternal (kanan)

Referensi:

Suwarno. 2009. Panduan Pembelajaran Biologi : Untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Lestari, Endang Sri. 2009. Biologi 2 : Makhluk Hidup dan Lingkungannya untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.

Itulah pembahasan kita kali ini sobat, semoga bermanfaat bagi kita semua. Jangan segan untuk bertanya dengan meninggalkan komentar di bawah ini. J