Biologi
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.
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 Ã 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 Ã H2CO3 Ã 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 HCO3 akan 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
Post a comment
0 Comments