Kamis, 31 Maret 2011
SISTEM PERNAPASAN
SISTEM PERNAFASAN PADA MAKHLUK HIDUP
A. SISTEM PERNAFASAN MANUSIA
Pada manusia, organ pernafasan utamanya adalah paru-paru (pulmo) dan dibantu oleh alat-alat pernafasan lain. Jalur udara pernafasan untuk menuju sel-sel tubuh adalah:
Rongga hidung faring (rongga tekak) laring trakea (batang tenggorok) bronkus paru-paru alveolus sel-sel tubuh.
1. Alat Pernafasan Manusia
a. Rongga Hidung
Rongga hidung merupakan tempat yang paling awal dimasuki udara pernafasan . Udara pernafasan masuk melalui lubang hidung menuju rongga hidung yang dilengkapi dengan silia dan selaput lender yang berguna untuk menyaring debu, melekatkan kotoran pada rambut hidung, mengatur suhu udara pernafasan, dan menyelidiki adanya bau udara.
b. Faring
Dari rongga hidung, udara pernafasan menuju faring. Faring (rongga tekak) merupakan rongga pertigaan kea rah saluran pencernaan (esofagus), saluran pernafasan (batang tenggorok), dan saluran ke rongga hidung. Pada peristiwa tersedak saat makan sambil berbicara, terjadi gerakan refleks untuk mengeluarkan kembali benda atau makanan yang masuk saluran pernafasan. Mekanisme menelan dan bernafas ini telah diatur sedemikian rupa dengan semacam katup epiglottis serta gerakan laring ke atas sewaktu menelan, sehingga saluran ke rongga hidung (saluran pernafasan) tertutup rapat.
c. Laring
Dari faring, udara masuk ke laring. Dalam laring terdapat selaput suara yang ketegangannya diatur oleh serabut-serabut otot sehingga dapat mengatur tinggi rendah nada suara yang diperlukan. Keras lemahnya suara ditentukan oleh aliran udara yang melewati selaput suara.
d. Trakea
Dinding batang tenggorok (trakea) dan dinding bronkus (cabang batang tenggorok) terdiri atas tiga lapisan sel. Lapisan-lapisan itu berturut-turut dari dalam adalah lapisan epithelium (bersilia dan berlendir), lapisan tulang rawan dengan otot polos, dan lapisan terluar yang terdiri dari jaringan pengikat. Trakea terletak di daerah leher di depan kerongkongan (esofagus). Trakea merupakan pipa yang terdiri dari gelang-gelang tulang rawan. Bagian pangkal selalu dalam keadaan terbuka. Di daerah dada, trakea bercabang dua, satu ke kiri dan satu ke kanan, yang disebut bronkus (cabang batang tenggorok). Tempat percabangan ini disebut bifurkasi.
e. Bronkus dan Paru-paru
Bronkus masuk ke dalam paru-paru. Paru-paru (pulmo) terletak di dalam rongga dada di kanan dan di kiri jantung. Paru-paru sebelah kanan terdri atas tiga kelompok alveolus dan merupakan tiga belahan (tiga lobus). Paru-paru sebelah kiri terdiri atas dua kelompok alveolus dan merupakan dua belahan paru-paru (dua lobus). Di dalam paru-paru, bronkus sebelah kanan bercabang tiga, sedangkan bronkus sebelah kiri bercabang dua, sama jumlahnya dengan jumlah lobus paru-paru. Cabang bronkus disebut bronkiolus.
Pada saat paru-paru mengembang dan mengempis, paru-paru terlindungi dari gesekan karena adanya cairan limfa di antara kedua selaput pembungkus paru-paru (pleura). Selaput sebelah dalam disebut pleura paru-paru, sedangkan selaput sebelah luar disebut pleura dinding rongga dada. Tekanan pada rongga pleura atau intratoraks lebih kecil daripada tekanan udar luar, yaitu 3,4 mmHg.
Paru-paru manusia mempunyai 300 juta alveolus. Gelembung-gelembung alveolus inilah yang menyebabkan luas permukaan difusi udara pada paru-paru menjadi sekitar 70 m2. Dinding alveolus sangat elastis, terdiri atas satu lapis sel yang di beberapa tempat terbuka untuk memudahkan difusi udara dengan kapiler darah.
Proses Pernafasan
Proses pengambilan udara masuk ke dalam tubuh disebut inspirasi atau menarik napas. Pengeluaran udara dari dalam tubuh disebut ekspirasi atau mengembuskan napas. Ada dua macam mekanisme pernapasan, yaitu penafasan dada dan pernafasan perut. Pernafasan dada terjadi karena gerakan tulang-tulang rusuk oleh otot-otot antar rusuk (interkostal).
Pernafasan perut terjadi karena gerakan otot diafragma (sekat rongga badan yang membatasi rongga dada dan rongga perut).
a. Inspirasi
Inspirasi terjadi jika otot-otot antar rusuk melakukan kontraksi sehingga tulang-tulang rusuk dan tulang dada terangkat ke atas. Pada saat inspirasi, otot diafragma berkontraksi sehingga letaknya agak mendatar. Diafragma akan mendesak rongga perut hingga 5 cm ke bawah. Akhirnya, rongga dada membesar. Membesarnya rongga dada menyebabkan paru-paru ikut membesar, akibatnya tekanan udara dalam paru-paru berkurang sehingga udara luar masuk.
b. Ekspirasi
Ekspirasi terjadi jika otot-otot antar rusuk relaksasi, yaitu tulang rusuk dan tulang dada turun kembali pada kedudukan semula sehingga rongga dada mengecil. Ekspirasi juga terjadi jika otot diafragma mengendur kembali pada kedudukan semula, sehingga rongga dada mengecil dan paru-paru pun ikut mengecil. Oleh karena volume paru-paru berkurang maka tekanan udara dalam paru-paru bertambah, akibatnya udara keluar.
Jadi, jelaslah bahwa aliran udara dalam alveolus terjadi karena perbedaan tekanan udara di atmosfer dengan tekanan udara dalam alveolus. Perbedaan tekanan tersebut disebabkan oleh perubahan volume rongga dada dan rongga perut akibat gerakan kontraksi dan relaksasi otot interkostali, otot diafragma, dan otot perut. Di akhir ekspirasi, tekanan udara paru-paru lebih tinggi 2-3 mmHg disbanding tekanan udara atmosfer. Di awal inspirasi, tekanan udara paru-paru lebih rendah 1-2 mmHg dibanding tekanan udara atmosfer.
c. Volume Udara Pernafasan dalam Paru-paru
Dalam keadaan normal, volume udara inspirasi dan udara ekspirasi 500 ml dan disebut udara pernafasan atau volume tidal. Volume tidal dapat berubah, tergantung aktivitas tubuh. Dari 500 ml udara tersebut pada umumnya 350 ml sampai di paru-paru, sedangkan 150 ml hanya sampai di saluran pernafasan. Dengan menarik nafas dalam-dalam, olahragawan dapat menambah udara cadangan inspirasi (udara komplementer) menjadi 1.500 ml dan menambah cadangan ekspirasi (udara suplementer) menjadi Sementara itu, udara sisa yang selalu diekspirasikan, disebut udara udara residu.
Jumlah udara pernafasan manusia antara 500 ml-3.500 ml, yaitu 500 ml volume tidal ditambah 1.500 ml udara suplementer dan 1.500 ml udara komplementer. Jumlah udara pernafasan 3.500 ml inilah yang disebut kapasitas vital paru-paru. Kapasitas vital seseorang tidak sama, ada yang mencapai 4.000 ml karena dapat menambah udara cadangan ekspirasi (udara suplementer) hingga 2.000 ml, tergantung dari kondisi tubuh dan latihan pernafsan.
Kapasitas vital paru-paru ditambah udara residu disebut kapasitas total. Alat untuk mengukur kapasitas vital paru-paru disebut spirometer. Kapasitas vital seorang laki-laki sehat rata-rata 3,5 liter. Jenis penyakit tertentu seperti gangguan jantung, TBC, dan pneumonia dapat menurunkan kapasitas vital paru-paru. Bayi dalam kandungan, paru-parunya tidak berisi udara. Paru-paru bayi akan segera terisi udara saat bayi lahir dan menangis.
2. Kecepatan Pernafasan
Kecepatan pernafasan (frekuensi pernafasan) dipengaruhi oleh jenis kelamin, umur, suhu tubuh, posisi tubuh, dan kegiatan. Frekuensi pernafasan pada orang dewasa normal dan sehat berkisar antara 15-20 per menit. Frekuensi pernafasan pria lebih kecil daripada frekuensi pernafasan wanita. Jadi, pernafasan wanita lebih cepat daripada pernafasan laki-laki. Semakin tua umur seseorang, pernafasan, pernafasan semakin lamban. Semakin tinggi tubuh seseorang, pernafasan semakin cepat. Pernafasan orang berbaring lebih cepat daripada orang yang duduk atau berdiri. Demikian pula orang yang tidak melakukan kegiatan (sedang istirahat), pernafasannya lebih lambat daripada orang yang bekerja keras. Kekurangan oksigen menyebabkan kecepatan pernafasan bertambah, sedangkan jika konsentrasi karbondioksida bertambah, kecepatan pernafasan bertambah pula.
Gerakan pernafasan diatur oleh sistem saraf pusat pada medulla oblongata yang terdiri dari pusat inspirasi dan pusat ekspirasi. Kedua pusat ini bekerja bergantian sehingga terjadi ritme pernafasan. Saraf pusat juga dapat mempengaruhi dalamnya pernafasan, meskipun terbatas.
B. SISTEM PERNAFASAN SERANGGA
Pernafasan hewan tingkat rendah, seperti Protozoa, Porifera, dan cacing berlangsung secara difusi. Difusi air atau udara terjadi melalui permukaan tubuh (misalnya pada Amoeba) atau melalui suatu jaringan tipis yang memiliki pembuluh-pembuluh kapiler darah (misalnya cacing tanah).Pernafasan melalui seluruh tubuh disebut pernafasan langsung.
Hewan-hewan tingkat rendah (avertebrata) lainnya telah memiliki alat pernafasan sederhana, misalnya Insecta dan Myriapoda bernafas dengan trakea. Arachnida (misalnya laba-laba), bernafas dengan paru-paru buku.Hewan-hewan yang hidup di air, yang tergolong dalam Crustracea, Mollusca, dan Pisces, alat respirasinya adalah insang.
Pada vertebrata, pernafasannya tidak langsung karena menggunakan perantaraan alat-alat pernafasan.
1. Pernafasan pada Insecta
Insecta (serangga) bernafas dengan menggunakan tabung udara yang disebut trakea. Udara keluar masuk ke pembuluh trakea melalui lubang-lubang kecil pada eksoskeleton yang disebut stigma atau spirakel. Stigma dilengkapi dengan bulu-bulu untuk menyaring debu. Stigma dapat terbuka dan tertutup karena adanya katup-katup yang diatur oleh otot. Tabung trakea bercabang-cabang ke seluruh tubuh. Cabang terkecil berujung buntu dan berukuran 0,1 nanometer. Cabang ini disebut trakeolus, berisi udara dan cairan. Oksigen larut dalam cairan ini kemudian berdifusi ke dalam sel-sel di dekatnya. Jadi, pada insecta , oksigen tidak diedarkan melalui darah, tetapi melalui trakea.
Mekanisme Pernafasan Insecta
Pada belalang misalnya, keluar masuknya udara ke dalam trakea diatur oleh kontraksi otot perut. Ketika otot kendur, volume perut normaldan udara masuk. Ketika otot berkonstraksi volume perut mengecil sehingga udara keluar.
Udara masuk melalui empat pasang stigma depan dan keluar melalui enam pasang stigma abdomen. Dengan demikian, udara yang miskin oksigen tidak akan bercampur dengan udara yang kaya oksigen yang masuk.
Pada jentik-jentik nyamuk yang hidup dalam air, pernafasan dengan trakeaberlangsung dengan menjulurkan sebuah tabung pernafasan yang dapat dibuka dan ditutup ke permukaan air.
2. Pernafasan pada Ikan
Ikan bernafas dengan insang yang trdapat disisi kanan dan kiri kepala (kecuali ikan Dipnoiyang bernafas dengan paru-paru). Selain itu insang berfungsi sebagai alat ekskresi dan transportasi garam-garam. Oksigen dalam air akan berdifusi ke dalam sel-sel insang. Darah di dalam pembuluh darah pada insang mengikat oksigen dan membawanya beredar ke seluruh tubuh. Dalam jaringan tubuh, darah akan melepaskan da n mengikat karbon dioksida serta membawanya ke insang. Dari insang, karbon dioksida keluar dari tubuh ke air secara difusi.
Insang ikan tersusun atas bagian-bagian berikut ini.
a. Tutup insang (operkulum), hanya terdapat pada ikan bertulang sejati, sedangkan pada ikan bertulang rawan, tidak terdapat tutup insang. Operkulum berfungsi melindungi bagian kepala dan mengatur mekanisme aliran air sewaktu bernafas.
b. Membran brankiostega (selaput tipis di tepi operkulum), berfungsi sebagai katup pada waktu air masuk ke dalam rongga mulut.
c. Lengkung insang (arkus brankialis).
d. Lembaran (filamen) insang (holobrankialis), berwarna kemerahan.
e. Saringan insang (tapis insang), berfungsi untuk menjaga agar tak ada benda asing yang masuk ke dalam rongga insang.
Mekanisme pernafasan ikan
Mekanisme pernafasan ikan diatur oleh mulut dan tutup insang. Pada waktu tutup insang mengembang, membran brankiostega menempel rapat pada tubuh, sehingga air masuk lewat mulut.
Sebaliknya jika mulut ditutup, tutup insang mengempis, rongga faring menyempit, dan membran brankiostega melonggar sehingga air keluar melalui celah dari tutup insang. Air dengan oksigen yang larut di dalamnya membasahi filament insang yang penuh kapiler darah. Oksigen diikat oleh darah dan karbon dioksida ikut keluar dari tubuh ikan bersama air melalui celah tutup insang.
Pada beberapa jenis ikan, misalnya ikan gabus, lele, gurami, dan betook, rongga insangnya mempunyai perluasan ke atas yang berupa lipatan-lipatan tida teratur yang disebut labirin. Rongga labirin berfungsi menyimpan udara sehingga jenis ikan tersebut dapat hidup di air yang kotor dan kekurangan oksigen.
Insang tidak saja berfungsi sebagai alat pernapasan tetapi dapat pula berfungsi sebagai alat ekskresi garam-garam, penyaring makanan, alat pertukaran ion, dan osmoregulator. Beberapa jenis ikan mempunyai labirin yang merupakan perluasan ke atas dari insang dan membentuk lipatan-lipatan sehingga merupakan rongga-rongga tidak teratur. Labirin ini berfungsi menyimpan cadangan 02 sehingga ikan tahan pada kondisi yang kekurangan 02. Contoh ikan yang mempunyai labirin adalah: ikan gabus dan ikan lele. Untuk menyimpan cadangan 02, selain dengan labirin, ikan mempunyai gelembung renang yang terletak di dekat punggung.
Mekanisme pernapasan pada ikan melalui 2 tahap, yakni inspirasi dan ekspirasi. Pada fase inspirasi, 02 dari air masuk ke dalam insang kemudian 02 diikat oleh kapiler darah untuk dibawa ke jaringan-jaringan yang membutuhkan. Sebaliknya pada fase ekspirasi, C02 yang dibawa oleh darah dari jaringan akan bermuara ke insang dan dari insang diekskresikan keluar tubuh.
Selain dimiliki oleh ikan, insang juga dimiliki oleh katak pada fase berudu, yaitu insang luar. Hewan yang memiliki insang luar sepanjang hidupnya adalah salamander.
Selain bernapas dengan selaput rongga mulut dan kulit, katak bernapas juga dengan paruparu walaupun paru-parunya belum sebaik paru-paru mamalia. Katak mempunyai sepasang paru-paru yang berbentuk gelembung tempat bermuaranya kapiler darah. Permukaan paru-paru diperbesar oleh adanya bentuk- bentuk seperti kantung sehingga gas pernapasan dapat berdifusi. Paru-paru dengan rongga mulut dihubungkan oleh bronkus yang pendek. | Gbr. alat pernafasan katak |
Gbr. Mekanisme pernafasan katak | Dalam paru-paru terjadi mekanisme inspirasi dan ekspirasi yang keduanya terjadi saat mulut tertutup. Fase inspirasi adalah saat udara (kaya oksigen) yang masuk lewat selaput rongga mulut dan kulit berdifusi pada gelembung-gelembung di paru-paru. Mekanisme inspirasi adalah sebagai berikut. Otot Sternohioideus berkonstraksi sehingga rongga mulut membesar, akibatnya oksigen masuk melalui koane. |
Setelah itu koane menutup dan otot rahang bawah dan otot geniohioideus berkontraksi sehingga rongga mulut mengecil. Mengecilnya rongga mulut mendorong oksigen masuk ke paru-paru lewat celah-celah. Dalam paru-paru terjadi pertukaran gas, oksigen diikat oleh darah yang berada dalam kapiler dinding paru-paru dan sebaliknya, karbon dioksida dilepaskan ke lingkungan. Mekanisme ekspirasi adalah sebagai berikut. Otot-otot perut dan sternohioideus berkontraksi sehingga udara dalam paru-paru tertekan keluar dan masuk ke dalam rongga mulut. Celah tekak menutup dan sebaliknya koane membuka. Bersamaan dengan itu, otot rahang bawah berkontraksi yang juga diikuti dengan berkontraksinya geniohioideus sehingga rongga mulut mengecil. Dengan mengecilnya rongga mulut maka udara yang kaya karbon dioksida keluar.
5. Alat Pernapasan pada Reptilia
Paru-paru reptilia berada dalam rongga dada dan dilindungi oleh tulang rusuk. Paru-paru reptilia lebih sederhana, hanya dengan beberapa lipatan dinding yang berfungsi memperbesar permukaan pertukaran gas. Pada reptilia pertukaran gas tidak efektif.
Pada kadal, kura-kura, dan buaya paru-paru lebih kompleks, dengan beberapa belahanbelahan yang membuat paru-parunya bertekstur seperti spon. Paru-paru pada beberapa jenis kadal misalnya bunglon Afrika mempunyai pundi-pundi hawa cadangan yang memungkinkan hewan tersebut melayang di udara.
6. Alat Pernapasan pada Burung
Pada burung, tempat berdifusinya gas pernapasan hanya terjadi di paru-paru. Paru-paru burung berjumlah sepasang dan terletak dalam rongga dada yang dilindungi oleh tulang rusuk.
Jalur pernapasan pada burung berawal di lubang hidung. Pada tempat ini, udara masuk kemudian diteruskan pada celah tekak yang terdapat pada dasar faring yang menghubungkan trakea. Trakeanya panjang berupa pipa bertulang rawan yang berbentuk cincin, dan bagian akhir trakea bercabang menjadi dua bagian, yaitu bronkus kanan dan bronkus kiri. Dalam bronkus pada pangkal trakea terdapat sirink yang pada bagian dalamnya terdapat lipatan-lipatan berupa selaput yang dapat bergetar. Bergetarnya selaput itu menimbulkan suara. Bronkus bercabang lagi menjadi mesobronkus yang merupakan bronkus sekunder dan dapat dibedakan menjadi ventrobronkus (di bagian ventral) dan dorsobronkus ( di bagian dorsal). Ventrobronkus dihubungkan dengan dorsobronkus, oleh banyak parabronkus (100 atau lebih).
Parabronkus berupa tabung tabung kecil. Di parabronkus bermuara banyak kapiler sehingga memungkinkan udara berdifusi. Selain paru-paru, burung memiliki 8 atau 9 perluasan paru-paru atau pundi-pundi hawa (sakus pneumatikus) yang menyebar sampai ke perut, leher, dan sayap. Pundi-pundi hawa berhubungan dengan paru-paru dan berselaput tipis. Di pundi-pundi hawa tidak terjadi difusi gas pernapasan; pundi-pundi hawa hanya berfungsi sebagai penyimpan cadangan oksigen dan meringankan tubuh. Karena adanya pundi-pundi hawa maka pernapasan pada burung menjadi efisien. Pundi-pundi hawa terdapat di pangkal leher (servikal), ruang dada bagian depan (toraks anterior), antara tulang selangka (korakoid), ruang dada bagian belakang (toraks posterior), dan di rongga perut (kantong udara abdominal).
Masuknya udara yang kaya oksigen ke paru-paru (inspirasi) disebabkan adanya kontraksi otot antartulang rusuk (interkostal) sehingga tulang rusuk bergerak keluar dan tulang dada bergerak ke bawah. Atau dengan kata lain, burung mengisap udara dengan cara memperbesar rongga dadanya sehingga tekanan udara di dalam rongga dada menjadi kecil yang mengakibatkan masuknya udara luar. Udara luar yang masuk sebagian kecil tinggal di
Kelainan/Gangguan/Penyakit Sistem Pernapasan/Respirasi Manusia - Kesehatan Pada Masyarakat
Sistem peredaran oksigen yang diperlukan oleh tubuh manusia bisa mengalami gangguan atau kelainan disertai penjelasan pengertian atau definisi singkat yaitu seperti :
1. Kelainan/Gangguan/Penyakit Saluran Pernapasan
a. Penyempitan saluran pernafasan akibat asma atau bronkitis. Bronkis disebabkan oleh bronkus yang dikelilingi lendir cairan peradangan sedangkan asma adalah penyempitan saluran pernapasan akibat otot polos pada saluran pernapasan mengalami kontraksi yang mengganggu jalan napas.
b. Sinusitis, adalah radang pada rongga hidung bagian atas.
c. Renitis, adalah gangguan radang pada hidung.
d. Pembengkakan kelenjar limfe pada sekitar tekak dan hidung yang mempersempit jalan nafas. Penderita umumnya lebih suka menggunakan mulut untuk bernapas.
e. Pleuritis, yaitu merupakan radang pada selaput pembungkus paru-paru atau disebut pleura.
f. Bronkitis, adalah radang pada bronkus.
b. Sinusitis, adalah radang pada rongga hidung bagian atas.
c. Renitis, adalah gangguan radang pada hidung.
d. Pembengkakan kelenjar limfe pada sekitar tekak dan hidung yang mempersempit jalan nafas. Penderita umumnya lebih suka menggunakan mulut untuk bernapas.
e. Pleuritis, yaitu merupakan radang pada selaput pembungkus paru-paru atau disebut pleura.
f. Bronkitis, adalah radang pada bronkus.
2. Kelainan/Gangguan/Penyakit Dinding Alveolus
a. Pneumonia / Pnemonia, adalah suatu infeksi bakteri diplococcus pneumonia yang menyebabkan peradangan pada dinding alveolus.
b. Tuberkolosis / TBC, merupakan penyakit yang disebabkan oleh baksil yangmengakibatkan bintil-bintil pada dinding alveolus.
c. Masuknya air ke alveolus.
b. Tuberkolosis / TBC, merupakan penyakit yang disebabkan oleh baksil yangmengakibatkan bintil-bintil pada dinding alveolus.
c. Masuknya air ke alveolus.
3. Kelainan/Gangguan/Penyakit Sistem Transportasi Udara
a. Kontaminasi gas CO / karbon monoksida atau CN / sianida.
b. Kadar haemoglobin / hemoglobin yang kurang pada darah sehingga menyebabkan tubuh kekurangan oksigen atau kurang darah alias anemia.
b. Kadar haemoglobin / hemoglobin yang kurang pada darah sehingga menyebabkan tubuh kekurangan oksigen atau kurang darah alias anemia.
KELOMPOK 6
NURUL FAJRIN
SUNENGSIH
LINA LIA SARI
Tidak ada komentar:
Posting Komentar