SISTEM RESPIRASI
1.
PENGERTIAN RESPIRASI
Pengertian pernafasan atau respirasi
adalah suatu proses mulai dari pengambilan oksigen, pengeluaran karbohidrat
hingga penggunaan energi di dalam tubuh. Menusia dalam bernapas menghirup
oksigen dalam udara bebas dan membuang karbondioksida ke lingkungan.
Respirasi dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu :
1. Respirasi Luar yang
merupakan pertukaran antara O2 dan CO2 antara darah dan udara.
2. Respirasi Dalam yang
merupakan pertukaran O2 dan CO2 dari aliran darah ke sel-sel tubuh.
Dalam mengambil nafas ke dalam tubuh dan membuang napas ke
udara dilakukan dengan dua cara pernapasan, yaitu :
1. Respirasi /
Pernapasan Dada
1. Otot antar tulang
rusuk luar berkontraksi atau mengerut
2. Tulang rusuk
terangkat ke atas
3. Rongga dada membesar
yang mengakibatkan tekanan udara dalam dada kecil sehingga udara masuk ke dalam
badan.
4. Respirasi /
Pernapasan Perut
1. Otot difragma pada
perut mengalami kontraksi
2. Diafragma datar
3. Volume rongga dada
menjadi besar yang mengakibatkan tekanan udara pada dada mengecil sehingga
udara pasuk ke paru-paru.
Normalnya manusia butuh kurang lebih 300 liter oksigen
perhari. Dalam keadaan tubuh bekerja berat maka oksigen atau O2 yang diperlukan
pun menjadi berlipat-lipat kali dan bisa sampai 10 hingga 15 kalilipat. Ketika
oksigen tembus selaput alveolus, hemoglobin akan mengikat oksigen yang
banyaknya akan disesuaikan dengan besar kecil tekanan udara.
Pada pembuluh darah arteri, tekanan oksigen dapat mencapat
100 mmHg dengan 19 cc oksigen. Sedangkan pada pembuluh darah vena tekanannya
hanya 40 milimeter air raksa dengan 12 cc oksigen. Oksigen yang kita hasilkan
dalam tubuh kurang lebih sebanyak 200 cc di mana setiap liter darah mampu
melarutkan 4,3 cc karbondioksida / CO2. CO2 yang dihasilkan akan keluar dari
jaringan menuju paruparu dengan bantuan darah.
Proses Kimiawi Respirasi Pada Tubuh Manusia :
1. Pembuangan CO2 dari
paru-paru : H + HCO3 ---> H2CO3 ---> H2 + CO2
2. Pengikatan oksigen
oleh hemoglobin : Hb + O2 ---> HbO2
3. Pemisahan oksigen
dari hemoglobin ke cairan sel : HbO2 ---> Hb + O2
4. Pengangkutan
karbondioksida di dalam tubuh : CO2 + H2O ---> H2 + CO2
Alat-alat pernapasan berfungsi memasukkan udara yang
mengandung oksigen dan mengeluarkan udara yang mengandung karbon dioksida dan
uap air.
Tujuan proses pernapasan yaitu untuk memperoleh energi. Pada peristiwa bernapas terjadi pelepasan energy.
Tujuan proses pernapasan yaitu untuk memperoleh energi. Pada peristiwa bernapas terjadi pelepasan energy.
Sistem Pernapasan pada Manusia terdiri atas:
1. Hidung
2. Faring
3. Trakea
4. Bronkus
5. Bronkiouls
6. paru-paru
7. Alat – alat
pernapasan pada manusia
1. Rongga Hidung (Cavum
Nasalis)
Udara dari luar akan masuk lewat rongga hidung (cavum
nasalis). Rongga hidung berlapis selaput lendir, di dalamnya terdapat kelenjar
minyak (kelenjar sebasea) dan kelenjar keringat (kelenjar sudorifera). Selaput
lendir berfungsi menangkap benda asing yang masuk lewat saluran pernapasan.
Selain itu, terdapat juga rambut pendek dan tebal yang berfungsi menyaring
partikel kotoran yang masuk bersama udara. Juga terdapat konka yang mempunyai
banyak kapiler darah yang berfungsi menghangatkan udara yang masuk.Di sebelah
belakang rongga hidung terhubung dengan nasofaring melalui dua lubang yang
disebut choanae.
Pada permukaan rongga hidung terdapat rambut-rambut halus dan
selaput lendir yang berfungsi untuk menyaring udara yang masuk ke dalam rongga
hidung.
2. Faring (Tenggorokan)
Udara dari rongga
hidung masuk ke faring. Faring merupakan percabangan 2 saluran, yaitu saluran
pernapasan (nasofarings) pada bagian depan dan saluran pencernaan (orofarings)
pada bagian belakang.
Pada bagian
belakang faring (posterior) terdapat laring (tekak) tempat terletaknya pita
suara (pita vocalis). Masuknya udara melalui faring akan menyebabkan pita
suara bergetar dan terdengar sebagai suara.
Makan sambil
berbicara dapat mengakibatkan makanan masuk ke saluran pernapasan karena saluran
pernapasan pada saat tersebut sedang terbuka. Walaupun demikian, saraf kita
akan mengatur agar peristiwa menelan, bernapas, dan berbicara tidak terjadi
bersamaan sehingga mengakibatkan gangguan kesehatan.
Fungsi utama faring adalah menyediakan saluran bagi udara
yang keluar masuk dan juga sebagi jalan makanan dan minuman yang ditelan,
faring juga menyediakan ruang dengung(resonansi) untuk suara percakapan.
3. Batang Tenggorokan
(Trakea)
Tenggorokan berupa pipa yang panjangnya ± 10 cm, terletak
sebagian di leher dan sebagian di rongga dada (torak). Dinding tenggorokan
tipis dan kaku, dikelilingi oleh cincin tulang rawan, dan pada bagian dalam
rongga bersilia. Silia-silia ini berfungsi menyaring benda-benda asing yang
masuk ke saluran pernapasan.
Batang tenggorok (trakea) terletak di sebelah depan
kerongkongan. Di dalam rongga dada, batang tenggorok bercabang menjadi dua
cabang tenggorok (bronkus). Di dalam paru-paru, cabang tenggorok
bercabang-cabang lagi menjadi saluran yang sangat kecil disebut bronkiolus.
Ujung bronkiolus berupa gelembung kecil yang disebut gelembung paru-paru
(alveolus).
4. Pangkal Tenggorokan
(laring)
Laring merupakan suatu saluran yang dikelilingi oleh tulang
rawan. Laring berada diantara orofaring dan trakea, didepan lariofaring. Salah
satu tulang rawan pada laring disebut epiglotis. Epiglotis terletak di ujung
bagian pangkal laring.
Laring diselaputi oleh membrane mukosa yang terdiri dari
epitel berlapis pipih yang cukup tebal sehingga kuat untuk menahan
getaran-getaran suara pada laring. Fungsi utama laring adalah menghasilkan
suara dan juga sebagai tempat keluar masuknya udara.
Pangkal tenggorok disusun oleh beberapa tulang rawan yang
membentuk jakun. Pangkal tenggorok dapat ditutup oleh katup pangkal tenggorok
(epiglotis). Pada waktu menelan makanan, katup tersebut menutup pangkal
tenggorok dan pada waktu bernapas katu membuka. Pada pangkal tenggorok terdapat
selaput suara yang akan bergetar bila ada udara dari paru-paru, misalnya pada
waktu kita bicara.
5. Cabang Batang
Tenggorokan (Bronkus)
Tenggorokan
(trakea) bercabang menjadi dua bagian, yaitu bronkus kanan dan bronkus kiri.
Struktur lapisan mukosa bronkus sama dengan trakea, hanya tulang rawan bronkus
bentuknya tidak teratur dan pada bagian bronkus yang lebih besar cincin tulang
rawannya melingkari lumen dengan sempurna. Bronkus bercabang-cabang lagi
menjadi bronkiolus.
Batang tenggorokan bercabang menjadi dua bronkus, yaitu
bronkus sebelah kiri dan sebelah kanan. Kedua bronkus menuju paru-paru, bronkus
bercabang lagi menjadi bronkiolus. Bronkus sebelah kanan(bronkus primer)
bercabang menjadi tiga bronkus lobaris (bronkus sekunder), sedangkan bronkus
sebelah kiri bercabang menjadi dua bronkiolus. Cabang-cabang yang paling kecil
masuk ke dalam gelembung paru-paru atau alveolus. Dinding alveolus mengandung
kapiler darah, melalui kapiler-kapiler darah dalam alveolus inilah oksigen dan
udara berdifusi ke dalam darah. Fungsi utama bronkus adalah menyediakan jalan
bagi udara yang masuk dan keluar paru-paru.
6. Paru-paru (Pulmo)
Paru-paru terletak di dalam rongga dada bagian atas, di
bagian samping dibatasi oleh otot dan rusuk dan di bagian bawah dibatasi oleh
diafragma yang berotot kuat. Paru-paru ada dua bagian yaitu paru-paru kanan
(pulmo dekster) yang terdiri atas 3 lobus dan paru-paru kiri (pulmo sinister)
yang terdiri atas 2 lobus. Paru-paru dibungkus oleh dua selaput yang tipis,
disebut pleura. Selaput bagian dalam yang langsung menyelaputi paru-paru
disebut pleura dalam (pleura visceralis) dan selaput yang menyelaputi rongga
dada yang bersebelahan dengan tulang rusuk disebut pleura luar (pleura
parietalis). Paru-paru tersusun oleh bronkiolus, alveolus, jaringan elastik,
dan pembuluh darah. Bronkiolus tidak mempunyai tulang rawan,tetapi ronga
bronkus masih bersilia dan dibagian ujungnya mempunyai epitelium berbentuk
kubus bersilia. Setiap bronkiolus terminalis bercabang-cabang lagi menjadi
bronkiolus respirasi, kemudian menjadi duktus alveolaris.Pada dinding duktus
alveolaris mangandung gelembung-gelembung yang disebut alveolus.
Kapasitas Paru-Paru
Udara yang keluar masuk paru-paru pada
waktu melakukan pernapasan biasa disebut udara pernapasan (udara tidal). Volume
udara pernapasan pada orang dewasa lebih kurang 500 ml. Volume udara tidal
orang dewasa pada pernapasan biasa kira-kira 500 ml. ketika menarik napas
dalam-dalam maka volume udara yang dapat kita tarik mencapai 1500 ml.
Udara ini dinamakan udara komplementer. Ketika kita menarik napas
sekuat-kuatnya, volume udara yang dapat diembuskan juga sekitar 1500 ml. Udara ini
dinamakan udara suplementer. Meskipun telah mengeluarkan napas sekuat-kuatnya,
tetapi masih ada sisa udara dalam paru-paru yang volumenya kira-kira 1500 mL.
Udara sisa ini dinamakan udara residu. Jadi, Kapasitas paru-paru total =
kapasitas vital + volume residu =4500 ml/wanita dan 5500 ml/pria.
Pertukaran Gas dalam
Alveolus
Oksigen yang diperlukan untuk oksidasi
diambil dari udara yang kita hirup pada waktu kita bernapas. Pada waktu
bernapas udara masuk melalu saluran pernapasan dan akhirnyan masuk ke dalam
alveolus. Oksigen yang terdapat dalam alveolus berdifusi menembus dinding sel
alveolus. Akhirnya masuk ke dalam pembuluh darah dan diikat oleh hemoglobin
yang terdapat dalam darah menjadi oksihemoglobin. Selanjutnya diedarkan oleh
darah ke seluruh tubuh.
Oksigennya dilepaskan ke dalam sel-sel
tubuh sehingga oksihemoglobin kembali menjadi hemoglobin. Karbondioksida yang
dihasilkan dari pernapasan diangkut oleh darah melalui pembuluh darah yang
akhirnya sampai pada alveolus Dari alveolus karbon dioksida dikeluarkan melalui
saluran pernapasan pada waktu kita mengeluarkan napas.
Dengan demikian dalam alveolus terjadi pertukaran gas yaitu oksigen masuk dan karnbondioksida keluar.
Dengan demikian dalam alveolus terjadi pertukaran gas yaitu oksigen masuk dan karnbondioksida keluar.
7. Proses Pernafasan
Proses pernapasan meliputi dua proses,
yaitu menarik napas atau inspirasi serta mengeluarkan napas atau ekspirasi.
Sewaktu menarik napas, otot diafragma berkontraksi, dari posisi melengkung ke
atas menjadi lurus. Bersamaan dengan itu, otot-otot tulang rusuk pun
berkontraksi. Akibat dari berkontraksinya kedua jenis otot tersebut adalah
mengembangnya rongga dada sehingga tekanan dalam rongga dada berkurang dan
udara masuk. Saat mengeluarkan napas, otot diafragma dan otot-otot tulang rusuk
melemas. Akibatnya, rongga dada mengecil dan tekanan udara di dalam paru-paru naik
sehingga udara keluar. Jadi, udara mengalir dari tempat yang bertekanan
besar ke tempat yang bertekanan lebih kecil.
Jenis Pernapasan berdasarkan organ yang
terlibat dalam peristiwa inspirasi dan ekspirasi, orang sering menyebut
pernapasan dada dan pernapasan perut. Sebenarnya pernapasan dada dan pernapasan
perut terjadi secara bersamaan.(1) Pernapasan dada terjadi karena kontraksi
otot antar tulang rusuk, sehingga tulang rusuk terangkat dan volume rongga dada
membesar serta tekanan udara menurun (inhalasi).Relaksasi otot antar
tulang rusuk, costa menurun, volume kecil, tekanan membesar (e kshalasi). (2)
Pernapasan perut terjadi karena kontraksi /relaksasi otot diafragma ( datar dan
melengkung), volume rongga dada membesar , paru-paru mengembang tekanan
mengecil (inhalasi).Melengkung volume rongga dada mengecil, paru-paru mengecil,
tekanan besar/ekshalasi.
8.
Organ-Organ Pernafasan Pada Manusia
1. Hidung
Hidung terdiri dari
lubang hidung, rongga hidung, dan ujung rongga hidung. Rongga hidung banyak memiliki
kapiler darah, dan selalu lembap dengan adanya lendir yang dihasilkan oleh
mukosa. Didalam hidung udara disaring dari benda-benda asing yang tidak berupa
gas agar tidak masuk ke paru-paru. Selain itu udara juga disesuaikan suhunya
agar sesuai dengan suhu tubuh.
2. Faring
Faring merupakan
ruang dibelakang rongga hidung, yang merupakan jalan masuknya udara dsri ronggs
hidung. Pada ruang tersebut terdapat klep (epiglotis) yang bertugas mengatur
pergantian perjalanan udara pernafasan dan makanan.
3. Laring
Laring/pangkal
batang tenggorokan / kotak suara. Laring terdiri atas tulang rawan, yaitu
jakun, epiglotis, (tulang rawan penutup) dan tulang rawan trikoid (cincin
stempel) yang letaknya paling bawah. Pita suara terletak di dinding laring
bagian dalam.
4. Trakhea
Trakea atau batang
tenggorokan merupakan pita yang tersusun atas otot polos dan tulang rawan yang
berbentuk hurup ’C’ pada jarak yang sangat teratur. Dinding trakea tersusun
atas tiga lapisan jaringan epitel yang dapat menghasilkan lendir yang berguna
untuk menangkap dan mengembalikan benda-benda asing ke hulu saluran pernafasan
sebelum masuk ke paru-paru bersama udara penafasan.
5. Bronkus
Merupakan cabang
batang tenggorokan yang jumlahnya sepasang, yang satu menuju ke paru-paru kiri
dan yang satunya menuju paru-paru kanan. Dinding bronkus terdiri atas lapisan
jaringan ikat, lapisan jaringan epitel, otot polos dan cincin tulang rawan.
Kedudukan bronkus yang menuju kekiri lebih mendatar dari pada ke kanan. Hal ini
merupakan salah satu sebab mengapa paru-paru kanan lebih mudah terserang
penyakit
6. Bronkiolus
Bronkeolus
merupakan cabang dari bronkus, dindingnya lebih tipis dan salurannya lebih
tipis. Bronkeolus bercabang-cabang menjadi bagian yang lebih halus.
7. Alveolus
Saluran akhir dari
saluran pernafasan yang berupa gelembung-gelembung udara. Dinding aleolus sanat
tipis setebal silapis sel, lembap dan berdekatan dengan kapiler- kapiler darah.
Adanya alveolus memungkinkan terjadinya luasnya daerah permukaan yang berperan
penting dalam pertukaran gas. Pada bagian alveolus inilah terjadi pertukaran
gas-gas O2 dari udara bebas ke sel-sel darah, sedangkan perukaran CO2 dari
sel-sel tubuh ke udara bebas terjadi.
8. Paru-paru
Paru-paru terletak
dalam rongga dada dibatasi oleh otot dada dan tulang rusuk, pada bagian bawah
dibatasi oleh otot dafragma yang kuat. Paru-paru merupakan himpunana dari
bronkeulus, saccus alveolaris dan alveolus. Diantara selaput dan paru-paru
terdapat cairan limfa yang berfungsi untuk melindungi paru-paru pada saat
mengembang dan mengempis. Mengembang dan mengempisnya paru-paru disebabkan
karena adanya perubahan tekana rongga dada.
1. Paru-paru kanan
1. berlobus tiga
2. Bronkus kanan bercabang tiga
3. Paru-paru kiri
1. berlobus dua
2. Bronkuis kiri bercabang dua
3. Posisinya lebih mendatar
Dibungkus oleh
lapisanpleura yang berfungsi menghindari gesekan saat bernafas
4.
Mekanisme Pernafasan Manusia.
Pernafasan pada
manusia dapat digolongkan menjadi 2, yaitu:
1.
Pernafasan dada
Pada pernafasan dada otot yang erperan penting adalah otot antar tulang
rusuk. Otot tulang rusuk dapat dibedakan menjadi dua, yaitu otot tulang rusuk
luar yang berperan dalam mengangkat tulang-tulang rusuk dan tulang rusuk dalam
yang berfungsi menurunkan atau mengembalikan tulang rusuk ke posisi semula.
Bila otot antar tulang rusuk luar berkontraksi, maka tulang rusuk akan
terangkat sehingga volume dada bertanbah besar. Bertambah besarnya akan
menybabkan tekanan dalam rongga dada lebih kecil dari pada tekanan rongga dada
luar. Karena tekanan uada kecil pada rongga dada menyebabkan aliran udara
mengalir dari luar tubuh dan masuk ke dalam tubuh, proses ini disebut proses
’inspirasi’
Sedangkan pada proses espirasi terjadi apabila kontraksi dari otot dalam,
tulang rusuk kembali ke posisi semuladan menyebabkan tekanan udara didalam
tubuh meningkat. Sehingga udara dalam paru-paru tertekan dalam rongga dada, dan
aliran udara terdorong ke luar tubuh, proses ini disebut ’espirasi’.
2.
Pernafasan perut
Pada pernafasan ini otot yang berperan aktif adalah otot diafragma dan
otot dinding rongga perut. Bila otot diafragma berkontraksi, posisi diafragma
akan mendatar. Hal itu menyebabkan volume rongga dada bertambah besar sehingga
tekanan udaranya semakin kecil. Penurunan tekanan udara menyebabkan
mengembangnya paru-paru, sehingga udara mengalir masuk ke paru-
paru(inspirasi).
Pernapasan adalah suatu proses yang terjadi secara otomatis
walau dalam keadaan tertidur sekalipun karma sistem pernapasan dipengaruhi oleh
susunan saraf otonom.
Menurut tempat terjadinya pertukaran gas
maka pernapasan dapat dibedakan atas 2 jenis, yaitu pernapasan luar dan
pernapasan dalam.
Pernapasan luar adalah pertukaran udara
yang terjadi antara udara dalam alveolus dengan darah dalam kapiler, sedangkan
pernapasan dalam adalah pernapasan yang terjadi antara darah dalam kapiler
dengan sel-sel tubuh.
Masuk keluarnya udara dalam paru-paru
dipengaruhi oleh perbedaan tekanan udara dalam rongga dada dengan tekanan udara
di luar tubuh. Jika tekanan di luar rongga dada lebih besar maka udara akan
masuk. Sebaliknya, apabila tekanan dalam rongga dada lebih besar maka udara
akan keluar.
Sehubungan dengan organ yang terlibat
dalam pemasukkan udara (inspirasi) dan pengeluaran udara (ekspirasi) maka
mekanisme pernapasan dibedakan atas dua macam, yaitu pernapasan dada dan
pernapasan perut. Pernapasan dada dan perut terjadi secara bersamaan.
3. Volume Udara Pernafasan
Dalam keadaan normal, volume udara
paru-paru manusia mencapai 4500 cc. Udara ini dikenal sebagai kapasitas
total udara pernapasan manusia.
Walaupun demikian, kapasitas vital udara
yang digunakan dalam proses bernapas mencapai 3500 cc, yang 1000 cc merupakan
sisa udara yang tidak dapat digunakan tetapi senantiasa mengisi bagian
paru-paru sebagai residu atau udara sisa. Kapasitas vital adalah
jumlah udara maksimun yang dapat dikeluarkan seseorang setelah mengisi
paru-parunya secara maksimum.
Dalam keadaaan normal, kegiatan
inspirasi dan ekpirasi atau menghirup dan menghembuskan udara dalam bernapas
hanya menggunakan sekitar 500 cc volume udara pernapasan (kapasitas tidal = ±
500 cc). Kapasitas tidal adalah jumlah udara yang keluar masuk pare-paru
pada pernapasan normal. Dalam keadaan luar biasa, inspirasi maupun ekspirasi
dalam menggunakan sekitar 1500 cc udara pernapasan (expiratory reserve volume =
inspiratory reserve volume = 1500 cc). Lihat skema udara pernapasan berikut
ini.
4.
Skema udara
pernapasan
|
|
|
Udara cadangan inspirasi1500
|
|
|
|
|
Udara pernapasan biasa
500 |
|
||
|
kapasitas total Ü
|
Udara cadangan ekspirasi
1500 |
Þ kapasitas vital
|
||
|
|
Udara sisa (residu)
1000 |
|
Dengan demikian,
udara yang digunakan dalam proses pernapasan memiliki volume antara 500 cc
hingga sekitar 3500 cc.
Dari 500 cc udara inspirasi/ekspirasi biasa, hanya sekitar 350 cc udara
yang mencapai alveolus, sedangkan sisanya mengisi saluran pernapasan.
Volume udara pernapasan dapat diukur dengan suatu alat yang disebut
spirometer.
Besarnya volume udara pernapasan
tersebut dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain ukuran alat
pernapasan, kemampuan dan kebiasaan bernapas, serta kondisi kesehatan.
5.
Gas-gas dalam Udara
Pernapasan
Persentase gas
utama pernapasan dalam udara yang keluar masuk paru-paru :
|
Gas
|
Udara luar
sebelum masuk paru-paru (%)
|
Udara di alveoli
(%)
|
Udara yang keluar
dari paru-paru (%)
|
|
Nitrogen (N2)
|
79,01
|
80,7
|
79,6
|
|
Oksigen (O2)
|
20,95
|
13,8
|
16,4
|
|
Karbon dioksida (CO2)
|
0,04
|
5,5
|
4,0
|
Pertukaran udara berlangsung di dalam avelous dan pembuluh darah yang
mengelilinginya. Gas oksigen dan karbon dioksida akan berdifusi melalui sel-sel
yang menyusun dinding avelous dan kapiler darah. Udara aveolus mengandung zat
oksigen yang lebih tinggi dan karbon dioksida lebih rendah dari pada gas di
dalam darah pembuluh kapiler. Oleh karena itu molekul cenderung berpindah dari
konsentrasi yang lebih tinggi ke rendah, maka oksigen berdifusi dari udara
aveolus ke dalam darah, dan karbon dioksida akan berdifusi dari pembuluh darah
ke avelous. Pengangkutan CO₂ oleh darah dapat
dilaksanakan melalui 3 cara yaitu : (1) Karbondioksida larut dalam plasma dan
membentuk asam karbonat dengan enzim anhydrase. (2) Karbondioksida terikat pada
hemoglobin dalam bentuk karbomino hemoglobin (3) Karbondioksida terikat dalam
gugus ion bikarbonat (HCO₂) melalui proses
berantai pertukaran klorida.
6.
Pertukaran O2 Dan CO2 Dalam Pernafasan
Jumlah oksigen yang diambil melalui
udara pernapasan tergantung pada kebutuhan dan hal tersebut biasanya
dipengaruhi oleh jenis pekerjaan, ukuran tubuh, serta jumlah maupun jenis bahan
makanan yang dimakan.
Pekerja-pekerja berat termasuk atlit
lebih banyak membutuhkan oksigen dibanding pekerja ringan. Demikian juga
seseorang yang memiliki ukuran tubuh lebih besar dengan sendirinya membutuhkan
oksigen lebih banyak. Selanjutnya, seseorang yang memiliki kebiasaan memakan
lebih banyak daging akan membutuhkan lebih banyak oksigen daripada seorang
vegetarian.
Dalam keadaan biasa, manusia membutuhkan
sekitar 300 cc oksigen sehari (24 jam) atau sekitar 0,5 cc tiap menit.
Kebutuhan tersebut berbanding lurus dengan volume udara inspirasi dan ekspirasi
biasa kecuali dalam keadaan tertentu saat konsentrasi oksigen udara inspirasi
berkurang atau karena sebab lain, misalnya konsentrasi hemoglobin darah
berkurang.
Oksigen yang dibutuhkan berdifusi masuk
ke darah dalam kapiler darah yang menyelubungi alveolus. Selanjutnya, sebagian
besar oksigen diikat oleh zat warna darah atau pigmen darah (hemoglobin) untuk
diangkut ke sel-sel jaringan tubuh.
Hemoglobin yang terdapat dalam butir
darah merah atau eritrosit ini tersusun oleh senyawa hemin atau hematin
yang mengandung unsur besi dan globin yang berupa protein.
Secara sederhana, pengikatan oksigen oleh hemoglobin dapat
diperlihat-kan menurut persamaan reaksi bolak-balik berikut ini :
Hb4 + O2 4 Hb O2oksihemoglobin) berwarna
merah jernih
Reaksi di atas dipengaruhi oleh kadar O2, kadar CO2, tekanan O2 (P O2),
perbedaan kadar O2 dalam jaringan, dan kadar O2 di udara. Proses difusi oksigen
ke dalam arteri demikian juga difusi CO2 dari arteri dipengaruhi oleh tekanan
O2 dalam udara inspirasi.
Tekanan seluruh udara lingkungan sekitar 1 atmosfir atau 760 mm Hg,
sedangkan tekanan O2 di lingkungan sekitar 160 mm Hg. Tekanan oksigen di
lingkungan lebih tinggi dari pada tekanan oksigen dalam alveolus paru-paru dan
arteri yang hanya 104 mm Hg. Oleh karena itu oksigen dapat masuk ke paru-paru
secara difusi.
Dari paru-paru, O2 akan mengalir lewat vena pulmonalis yang tekanan O2 nya
104 mm; menuju ke jantung. Dari jantung O2 mengalir lewat arteri sistemik yang
tekanan O2 nya 104 mm hg menuju ke jaringan tubuh yang tekanan O2 nya 0 - 40 mm
hg. Di jaringan, O2 ini akan dipergunakan. Dari jaringan CO2 akan mengalir
lewat vena sistemik ke jantung. Tekanan CO2 di jaringan di atas 45 mm hg, lebih
tinggi dibandingkan vena sistemik yang hanya 45 mm Hg. Dari jantung, CO2
mengalir lewat arteri pulmonalis yang tekanan O2 nya sama yaitu 45 mm hg. Dari
arteri pulmonalis CO2 masuk ke paru-paru lalu dilepaskan ke udara bebas.
Berapa minimal darah yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan oksigen pada
jaringan? Setiap 100 mm3 darah dengan tekanan oksigen 100 mm Hg dapat
mengangkut 19 cc oksigen. Bila tekanan oksigen hanya 40 mm Hg maka hanya ada
sekitar 12 cc oksigen yang bertahan dalam darah vena. Dengan demikian kemampuan
hemoglobin untuk mengikat oksigen adalah 7 cc per 100 mm3 darah.
Pengangkutan sekitar 200 mm3 C02 keluar tubuh umumnya berlangsung
menurut reaksi kimia berikut:
1. 02 + H20 Þ (karbonat
anhidrase) H2CO3
Tiap liter darah hanya dapat melarutkan 4,3 cc CO2 sehingga
mempengaruhi pH darah menjadi 4,5 karena terbentuknya asam karbonat.
Pengangkutan CO2 oleh darah dapat dilaksanakan melalui 3 Cara
yakni sebagai berikut.
Karbon dioksida larut dalam plasma, dan membentuk asam
karbonat dengan enzim anhidrase (7% dari seluruh C
2.
Karbon dioksida terikat pada hemoglobin dalam bentuk
karbomino hemoglobin (23% dari seluruh CO2).
3.
Karbon dioksida terikat dalam gugus ion bikarbonat (HCO3)
melalui proses berantai pertukaran klorida (70% dari seluruh CO2). Reaksinya
adalah sebagai berikut.
CO2 + H2O Þ H2CO3 Þ H+ + HCO-3
Gangguan terhadap pengangkutan CO2 dapat mengakibatkan
munculnya gejala asidosis karena turunnya kadar basa dalam darah. Hal tersebut
dapat disebabkan karena keadaan Pneumoni. Sebaliknya apabila terjadi akumulasi
garam basa dalam darah maka muncul gejala alkalosis.
4. Energi Dan Pernafasan
Energi yang dihasilkan oleh proses
pernapasan akan digunakan untuk membentuk molekul berenergi, yaitu ATP
(Adenosin Tri Phospate). Selanjutnya,molekul ATP akan disimpan dalam sel dan
merupakan sumber energy utama untuk aktivitas tubuh. ATP berasal dari perombakan
senyawa organik seperti karbohidrat, protein dan lemak. Gula (glukosa) dari
pemecahan karbohidrat dalam tubuh diubah terlebih dahulu menjadi senyawa fosfat
yang dikatalisis oleh bantuan enzim glukokinase. Selanjutnya senyawa fosfat
diubah menjadi asam piruvat dan akhirnya dibebaskan dalam bentuk H₂O dan CO₂ sebagai hasil samping oksidasi
tersebut. Proses respirasi sel dari bahan glukosa secara garis besar, meliputi
tiga tahapan, yaitu proses glikosis, siklus Krebs, dan transfer elektron.
Pada pekerja berat atau para atlit yang
beraktivitas tinggi, pembentukan energy dapat dilakukan secara anaerobic. Hal
ini disebabkan bila tubuh kekurangan suplai oksigen maka akan terjadi proses
perombakan asam piruvat menjadi asam laktat yang akan membentuk 2 mol ATP.
5. Frekuensi Pernafasan
Jumlah udara yang keluar masuk ke
paru-paru setiap kali bernapas disebut sebagai frekuensi pernapasan. Pada
umumnya,frekuensi pernapasan manusia setiap menitnya sebanyak 15-18 kali. Cepat
atau lambatnya frekuensi pernapasan dipengaruhi oleh beberapa faktor,
diantaranya :
1. Usia. Semakin
bertambahnya usia seseorang akan semakin rendah frekuensi pernapasannya.Hal ini
berhubungan dengan energy yang dibutuhkan.
2. Jenis kelamin. Pada
umumnya pria memiliki frekuensi pernapasan yang lebih tinggi dibandingkan
dengan wanita.Kebutuhan akan oksigen serta produksi karbondioksida pada pria
lebih tinggi dibandingkan wanita.
3. Suhu tubuh. Semakin
tinggi suhu tubuh seseorang maka aka semakin cepat frekuensi pernapasannya, hal
ini berhubungan dengan penigkatan proses metabolism yang terjadi dalam
tubuh.
4. Posisi atau kedudukan
tubuh. Frekuensi pernapasan ketika sedang duduk akan berbeda dibandingkan
dengan ketika sedang berjongkok atatu berdiri.Hal ini berhubungan erat dengan
energy yang dibutuhkan oleh organ tubuh sebagai tumpuan berat tubuh.
5. Aktivitas. Seseorang
yang aktivitas fisiknya tingi seperti olahragawan akan membutuhkan lebih banyak
energi daripada orang yang diamatau santai, oleh karena itu, frekuensi
pernapasan orang tersebut juga lebih tinggi. Gerakan dan frekuensi pernapasan
diatur oleh pusat pernapasan yang terdapat di otak. Selain itu, frekuensi
pernapasan distimulus oleh konsentrasi karbondioksida (CO₂) dalam darah.
6. Gangguan Pada Sistem
Respirasi
Sistem pernapasan
manusia yang terdiri atas beberapa organ
dapat mengalami gangguan. Gangguan ini biasanya
berupa kelainan atau penyakit.
Penyakit atau kelainan yang menyerang sistem
pernapasan ini dapat menyebabkannya proses pernapasan.
Berikut adalah beberapa contoh gangguan pada system pernapasan manusia.
1. Emfisema, merupakan
penyakit pada paru-paru. Paru-paru mengalami pembengkakan
karena pembuluh darah nya kemasukan udara.
2. Asma, merupakan
kelainan penyumbatan saluran pernapasan yang disebabkan
oleh alergi, seperti debu,bulu, ataupun rambut.
Kelainan ini dapat diturunkan.Kelainan ini
juga dapat kambuh jika suhu lingkungan.
3. Tuberkulosis
(TBC), merupakan penyakit paru-paru yang disebabkan oleh
Mycobacterium tuberculosis. Bakteri tersebut menimbulkan
bintil-bintil pada dinding alveolus. Jika penyakit ini menyerang dan
dibiarkan semakin luas,dapat menyebabkan sel-sel
paru-paru mati. Akibatnya paru-paru akan kuncup
atau mengecil. Hal tersebut menyebabkan para
penderita TBC napasnya sering terengah-engah.
4. Infuenza (fu),
merupakan penyakit yang disebabkan oleh virus
infuenza. Penyakit ini timbul dengan gejala bersin-bersin, demam,
dan pilek.
5. Kanker
paru-paru. Penyakit ini merupakan salah satu
paling berbahaya. Sel-sel kanker pada paru-paru
terus tumbuh tidak terkendali. Penyakit ini
lama-kelamaan dapat menyerang seluruh tubuh.
Salah satu pemicu kanker paru-paru adalah
kebiasaan merokok. Merokok dapat memicu terjadinya
kanker paru-paru dan kerusakan paru-paru.
6. Merokok dapat
menyebabkan perubahan struktur dan fungsi saluran pernapasan dan jaringan
paru-paru. Misalnya, sel mukosa membesar (disebut hipertrofi) dan kelenjar
mukus bertambah banyak (disebut hiperplasia). Dapat pula terjadi radang ringan,
penyempitan saluran pernapasan akibat bertambahnya sel sel dan penumpikan
lendir, dan kerusakan alveoli. Perubahan anatomi saluran pernapasan menyebabkan
fungsi paru-paru terganggu.
Daftar Pustaka:
_____. 2008. SISTEM PERNAFASAN PADA
MANUSIA. http://gurungeblog.wordpress.com/2008/11/01/sistem-pernafasan-pada-manusia/
_____. _____.SISTEM RESPIRASI PADA
MANUSIA. http://organisasi.org/proses-sistem-pernapasan-respirasi-pada-manusia-orang-belajar-biologi-online
_____. 2010. SISTEM RESPIRASI. http://blog.uin-malang.ac.id/bayyinatul/2010/07/09/sistem-respirasi-pada-manusia-bagian-1/
_____. 2009. SISTEM PERNAFASAN PADA
MANUSIA. http://blog.unila.ac.id/sadina/2009/10/01/sistem-pernapasan-pada-manusia/
_____. 2010. SISTEM RESPIRASI PADA
MANUSIA. http://www.duniaedukasi.net/2010/05/sistem-respirasi-pada-manusia.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar