Sistem Respirasi

Sistem Respirasi pada Manusia

 
Sistem Respirasi Manusia

Biologi - Sistem pernapasan pada manusia adalah sistem menghirup oksigen dari udara dan mengeluarkan karbondioksida(CO2) dan uap air(H2O). Oksigen merupakan zat  utama yang dibutuhkan bagi tubuh, dan menukarkannya dengan CO2 dan H2O kemudian mengeluarkannya. 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 energi.

Saluran pernapasan atau tractus respiratorius (respiratory tract) adalah bagian tubuh manusia yang berfungsi sebagai tempat lintasan dan tampat pertukaran gas yang diperlukan untuk proses pernapasan. Saluran ini berpangkal pada hidung atau mulut dan berakhir pada paru-paru.

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)

- Otot antar tulang rusuk luar berkontraksi atau mengerut

- Tulang rusuk terangkat ke atas

- Rongga dada membesar yang mengakibatkan tekanan udara dalam dada kecil sehingga udara masuk ke dalam badan.

2. Respirasi (Pernapasan Perut)

- Otot difragma pada perut mengalami kontraksi

- Diafragma datar

- Volume rongga dada menjadi besar yang mengakibatkan tekanan udara pada dada mengecil sehingga udara pasuk ke paru-paru.

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 Sistem Respirasi Manusia

Organ-organ pernapasan manusia terdiri atas:

1. Hidung, merupakan jalan masuknya udara. Di dalam rongga hidung udara akan mengalami penyaringan dan penghangatan
2. Farink (tekak), merupakan persimpangan tenggorokan dengan kerongkongan
3. Larink (pangkal tenggorokan), di dalamnya terdapat pita suara (syrink)
4. Trakhea (tenggorokan), dindingnya terdiri atas epitel yang bersilia (bagian dalam), cincin tulang rawan yang berotot polos (tengah), dan jaringan ikat (lapisan luar). Trakhea merupakan jalan nafas dari hidung ke paru-paru
5. Bronkhus, adalah percabangan trakhea ke kiri dan ke kanan
6. Bronkhiolus, percabangan bronkus
7. Alveolus (gelembung paru-paru), banyak mempunyai kapiler darah, di sinilah terjadi pertukaran O₂ dan CO₂. Kumpulan alveolus inilah yang membentuk paru-paru (pulmo). Paru-paru dibungkus oleh selaput pleura rangkap dua, dan di antara keduanya terisi oleh cairan limfe.

Mekanisme Pernapasan Manusia

Gerakan pernapasan diatur oleh pusat pernapasan (medulla oblongata) yang terdapat di otak. Sedangkan keinginan bernafas adalah karena adanya rangsangan dari konsentrasi CO₂ dalam darah. Bila kita menahan napas dalam waktu tertentu, maka dorongan untuk bernapas semakin besar. Ini terjadi karena kadar CO₂ dalam darah semakin meningkat dan akan memacu pusat pernapasan agar organ pernapasan melakukan gerakan bernapas.

1. Pernapasan dada (tulang rusuk, otot antar rusuk (intercostae), dan paru-paru)

• Inspirasi : Bila otot antar tulang rusuk berkontraksi, maka tulang rusuk terangkat, volume rongga dada akan membesar sehingga tekanan udara di dalamnya menjadi lebih kecil daripada tekanan udara luar, sehingga udara masuk ke paru-paru.
• Ekspirasi : Bila otot antar tulang rusuk relaksasi, maka posisi tulang rusuk akan menurun, akibatnya volume rongga dada akan mengecil sehingga tekanan udara membesar, akibatnya udara terdorong ke luar dari paru-paru.

2. Pernapasan perut  (diafragma, otot perut, dan paru-paru)

• Inspirasi : Bila otot diafragma berkontraksi, maka posisi diafragma akan mendatar, akibatnya volume rongga dada bertambah besar, tekanan mengecil, sehingga udara masuk ke paru-paru
• Ekspirasi : Bila otot diafragma relaksasi, maka posisi diafragma naik/melengkung, sehingga rongga dada mengecil, tekanan membesar, akibatnya udara terdorong keluar.

Frekuensi Pernapasan

Pada umumnya setiap menit manusia mampu bernapas antara 15 – 18 kali. Cepat atau lambatnya manusia bernapas dipengaruhi oleh beberapa faktor,  antara lain:

• Umur, umumnya makin bertambah umur seseorang akan makin rendah frekuensi pernapasannya
• Jenis kelamin, umumnya laki-laki lebih banyak gerak, sehingga lebih banyak memerlukan energi
• Suhu tubuh, makin tinggi suhu tubuh semakin cepat frekuensi pernapasannya
• Posisi tubuh, ini berpengaruh terhadap mekanisme inspirasi dan ekspirasi
• Kegiatan, karena orang yang giat melakukan kegiatan memerlukan lebih banyak energi dari pada orang yang sedang santai

Proses Pertukaran O2 dan CO2

Saat kita menghirup udara, O₂ akan bergerak menembus alveolus paru-paru, lalu diikat dan diangkut oleh darah menuju ke seluruh jaringan tubuh. Sekitar 97% oksigen yang masuk ke dalam darah akan diangkut oleh hemoglobin/eritrosit, sedangkan yang 2-3 % lagi akan larut dan diangkut oleh plasma darah. Oksigen yang terikat dalam Hb dikenal dengan oksihemoglobin (HbO₂).

Persamaan reaksi oksigen dengan hemoglobin adalah sebagai berikut:

Hb + O₂ —-> HbO₂ (pengikatan oksigen oleh darah di alveolus paru-paru)

HbO₂ —–> Hb + O₂ (pelepasan oksigen oleh darah, selanjutnya oksigen diambil oleh sel-sel tubuh)

Perpindahan oksigen dari atmosfer ke alveolus paru-paru, lalu ke darah, dan selanjutnya ke dalam jaringan tubuh dapat terjadi karena adanya perbedaan tekanan parsial oksigen. Tekanan udara adalah satu atmosfer atau 760 mmHg, sedangkan tekanan parsial oksigennya adalah 150 mmHg. Tekanan parsial oksigen pada kapiler darah adalah 100 mmHg, sedangkan tekanan parsial oksigen dalam jaringan tubuh antara 0 sampai 40 mmHg. Keadaan inilah yang memungkinkan oksigen berdifusi dari luar ke darah lalu ke jaringan.

Hal yang berkebalikan terjadi pada perpindahan CO₂. Tekanan parsial CO₂ yang tertinggi adalah jaringan tubuh. Berturut-turut semakin rendah pada  darah dan di luar tubuh. Dengan cara yang sama CO₂ dapat berpindah secara difusi dari jaringan hingga keluar tubuh.

 

Proses Pengangkutan CO2

Di dalam darah CO₂ akan diangkut ke paru-paru dalam tiga bentuk, yaitu:

a. Diangkut dalam bentuk HCO^–₃ (bikarbonat) oleh plasma darah (60%-70%)

CO₂ bereaksi dengan H₂O plasma (cairan sel) dari eritrosit dengan bantuan enzim karbonat anhidrase menyebabkan terbentuknya asam karbonat (H₂CO₃).  H₂CO₃ lalu terurai menjadi ion H⁺ dan HCO^–₃ (bikarbonat). Karena ion H⁺ dapat menyebabkan perubahan pH (keasaman), oleh sebab itu segera diikat oleh Hb menjadi HHb (asam hemoglobin). Sedangkan ion HCO^–₃ akan segera meninggalkan eritrosit masuk ke plasma darah. Kedudukan ion HCO^–₃ di dalam eritrosit diganti oleh ion klor (Cl). Inilah yang disebut dengan pertukaran klorida.

Di dalam paru-paru reaksi yang berkebalikan terjadi. HCO^–₃ yang telarut dalam plasma darah akan bergabung kembali dengan H⁺ yang semula diikat Hb membentuk H₂CO₃ kembali, juga dengan bantuan karbonat anhidrase. H₂CO₃ lalu terurai kembali menjadi CO₂ dan H₂O, kemudian akan dikeluarkan dari dalam paru-paru. Sementara itu Hb yang telah melepaskan H⁺ akan mengikat kembali O₂ di alveolus.

b. CO₂ akan diikat oleh Hb membentuk karbominohemoglobin (25%)

CO2 + Hb —–> HbCO₂

c. CO₂ diangkut oleh plasma darah dalam bentuk senyawa asam karbonat / H₂CO₃ (6% – 10%)

Volume Udara Pernapasan

Volume udara yang dipernafaskan sangat bervariasi, sebab dipengaruhi oleh cara dan kekuatan seseorang melakukan respirasi. Udara yang dipernafaskan oleh tubuh dapat digolongkan menjadi:

1. Volume Tidal (VT) : Volume udara yang keluar masuk paru-paru sebagai akibat aktivitas pernapasan biasa (500 cc).
2. Volume Komplemen (VK) : Volume udara yang masih dapat dimasukkan secara maksimal ke dalam paru-paru setelah inspirasi biasa (1500 cc)
3. Volume Suplemen (VS) : Volume udara yang masih dapat dihembuskan secara maksimal dari dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi biasa (1500 cc)
4. Volume Residu (VR) : Volume udara yang selalu tersisa di dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi sekuat-kuatnya (1000 cc)
5. Kapasitas Vital (KV) : Volume udara yang dapat dihembuskan sekuat-kuatnya setelah melakukan inspirasi sekuat-kuatnya (KV = VT + VK + VS)
6. Kapasitasi Total (KT) : Volume total udara yang dapat tertampung di dalam paru-paru (KT = KV + VR)

Sekian postingan tentang Sistem Respirasi semoga bermanfaat untuk agan semua.

Dan terima kasih sudah mampir di blog ini :)