Sistem Pernapasan Pada Manusia

A. Sistem Pernapasan pada Manusia

Bernapas dilakukan oleh semua makhluk hidup. Bernapas yaitu proses memasukkan oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida. Di dalam tubuh manusia, oksigen digunakan untuk pembakaran yaitu memecah makanan sehingga menghasilkan energi. Energi yang dihasilkan akan digunakan untuk melakukan aktivitas sehari-hari.

Sistem pernapasan pada manusia tersusun oleh alat-alat sebagai berikut:

1. Rongga hidung (cavumnasales)
2. Tekak ( faring)
3. Trakea ( batang tenggorokan)
4. Bronkus ( cabang dari tenggorokan)
5. Bronkiolus (cabang dari bronkus)
6. Alveolus
7. Paru-paru

1. Hidung

Hidung merupakan alat pernapasan yang terletak di luar dan tersusun atas tulang rawan. Pada bagian ujung dan pangkal hidung ditunjang oleh tulang nasalis. Rongga hidung dibagi menjadi dua bagian oleh septum nasalis, yaitu bagian kiri dan kanan.

Fungsi hidung antara lain:

a. Menghangatkan udara

Disekitar rongga hidung terdapat banyak sekali pembuluh darah yang sangat kecil dan sangat tipis dindingnya, maka panas dari darah sisa berpindah ke udara yang melewatinya sehingga dapat menghangatkan udara tersebut.

b. Melembapkan udara

Hidung menskresikan lendir, bahkan setiap harinya lendir yang disekresikan mencapai +/- 1 liter. Dengan adanya lendir tersebut, maka air akan diuapkan untuk melaksanakan proses pelembapan udara tersebut. Dengan demikian udara yang masuk ke paru-paru akan selalu dalam keadaan lembap yaitu +/- 80%.

c. Membersihkan udara

Lendir pada hidung berfungsi pula untuk mengikat kotoran atau kuman yang berhasil lolos dari saringan. Selain itu, didalam rongga hidung juga terdapat bulu-bulu getar, yang berfungsi sebagai penyaring udara.

2. Faring

Faring merupakan persimpangan antara rongga hidung ke tenggorokan dan rongga mulut ke kerongkongan. Pada bagian belakang faring terdapat laring, disebut juga pangkal tenggorokan. Pada bagian laring terdapat pita suara serta epiglotis. Epiglotis berfungsi sebagai penutup lubang tenggorokan apabila kita menelan makanan, dan menutup kerongkongan apabila kita bernapas.

3. Trakea ( tenggorokan)

Trakea berada di daerah leher dan disusun oleh tulang rawan yang berbentuk seperti cincin dengan panjang +/- 10 cm. Dinding trakea terdiri atas jaringan ikat dan memiliki otot polos. Pada bagian tengah terdapat bulu-bulu halus untuk mengeluarkan debu atau kotoran. Trakea memanjang ke bawah dan ujungnya bercabang dua yang disebut bronkus menuju paru-paru kiri dan kanan. Batang trakea bagian dalam dilapisi oleh selaput lendir. Antara selaput lendir yang meliputi itu ada sepasang selaput yang letaknya melintang dari bagian muka ke belakang disebut pita suara.

4. Bronkus

Bronkus tersusun atas percabangan, yaitu bronkus kanan dan kiri. Bronkus kanan lebih vertikal daripada kiri. Karena strukturnya ini, bronkus kanan akan mudah kemasukan benda asing. Itulah sebabnya paru-paru kanan seseorang lebih mudah terserang penyakit. Struktur saluran bronkus hampir sama dengan trakea. Perbedaannya dinding trakea lebih tebal daripada dinding bronkus. Bronkus kemudian bercabang lagi sebanyak 20 - 25 kali percabangan bronkiolus. Pada ujung bronkiolus inilah tersusun alveolus yang berbentuk seperti buah anggur.

5. Bronkiolus

Bronkiolus merupakan cabang dari bronkus. Bronkiolus bercabang menjadi saluran halus, kecil dan dindingnya semakin tipis. Bronkiolus tidak memiliki tulang rawan tetapi rongganya masih terdapat silia. Setiap bronkiolus bermuara ke alveolus.

6. Alveolus

Alveolus merupakan saluran akhir dari pernapasan yang berupa gelembung-gelembung udara. Bentuknya berupa kantong kecil yang mirip buah anggur. Pada alveolus terjadi pertukaran oksigen dari udara bebas ke sel-sel darah dan karbon dioksida dari sel-sel darah ke udara.

7. Paru-paru (pulmo)

Paru-paru tersusun atas dua bagian, yaitu paru-paru kiri dan kanan. Organ ini terletak di dalam rongga dada. Paru-paru dibagi menjadi beberapa belahan atau lobus. Paru-paru kiri mempunyai dua lobus dan paru-paru kanan tiga lobus. Paru-paru dibungkus oleh selaput tipis rangkap dua yang disebut pleura. Diantara kedua lapisan tersebut terdapat cairan pleura sebagai pelumas paru-paru, yaitu mencegah terjadinya gesekan paru-paru dengan dinding dada pada saat bernapas.

B. Mekanisme Pernapasan

Pernapasan merupakan kegiatan mengambil dan mengeluarkan udara pernapasan. Pengambilan udara pernapasan disebut inspirasi dan pengeluaran udara pernapasan disebut ekspirasi. Pernapasan pada manusia melalui dua tahap, yaitu pernapasan eksternal (pernapasan luar) dan pernapasan internal (pernapasan dalam). Pada pernapasan luar, pertukaran gas O₂ dengan CO₂ terjadi antara udara dengan darah, dengan cara difusi yaitu oksigen masuk ke dalam darah dan karbon dioksida meninggalkan darah. Selanjutnya oksigen diikat oleh hemoglobin menjadi oksi hemoglobin. Pernapasan dalam terjadi pertukaran gas pernapasan antara darah dengan jaringan atau sel-sel tubuh, yaitu pelepasan oksigen ke jaringan tubuh yang akan diganti karbon dioksida. Ikatan antara hemoglobin dengan CO₂ disebut Karbamino Hemoglobin.

Setelah oksigen sampai pada sel digunakan untuk pernapasan sel, yaitu mengoksidasi zat makanan (glukosa) sehingga menghasilkan energi berupa ATP, CO₂ dan uap air. Pada keadaan biasa, tubuh manusia menghasilkan 200 mL karbon dioksida per hari. Pengangkutan CO₂ dalam darah dapat dilakukan dengan 3 cara, yaitu:

1. Diangkut dalam bentuk ion bikarbonat (HCO₃^-) dalam plasma darah proses ini dapat mengangkut sekitar 60 - 70 % CO₂. setelah ion bikarbonat terbentuk dalam darah terurai menjadi ion hidrogen (H⁺) dan ion bikarbonat (HCO₃^-). Ion hidrogen bersifat racun sehingga akan diikat oleh Hb. Semetara itu ion bikarbonat meninggalkan eritrosit menuju plasma darah. Kedudukan HCO₃^- digantikan oleh ion klorid.

H₂O+ CO₂ → H₂CO₃ → H⁺ +  HCO₃^-

2. Diangkut dalam bentuk Karboksihemoglobin, yaitu pengikatan CO₂ oleh hemoglobin. Dalam bentuk ini dapat terangkut 25% CO₂.

CO₂+ Hb → HbCO₂

3. Dalam bentuk asam karbonat (H₂CO₃)CO₂ terangkut 6 - 10 %

Keluar masuknya udara pernapasan dalam paru-paru dipengaruhi oleh perbedaan tekanan udara dalam rongga dada serta kontraksi otot tertentu. Apabila tekanan udara luar tubuh lebih besar, udara keluar (ekspirasi) dan apabila tekanan udara lebih kecil maka udara masuk (inspirasi).

Berdasarkan otot yang berperan aktif, pernapasan manusia dibedakan menjadi dua macam, yaitu:

1. Pernapasan dada

Pernapasan dada adalah pernapasan yang melibatkan otot antartulang rusuk. Mekanismenya dapat dibedakan sebagai berikut:

a. Fase Inspirasi

Fase ini berupa berkontraksinya otot antartulang rusuk sehingga rongga dada membesar, akibatnya tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada tekanan di luar sehingga udara luar kaya oksigen masuk.

b. Fase Ekspirasi

Fase ini merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot antartulang rusuk ke posisi semula yang diikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil. Akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan luar, sehingga udara dalam rongga dada yang kaya karbon dioksida keluar.

2. Pernapasan perut

Pernapasan perut adalah pernapasan yang melibatkan otot diafragma. Mekanismena dapat dibedakan sebagai berikut :

a. Fase Inspirasi

Fase ini berkontraksinya otot diafragma sehingga rongga dada  membesar. Akibatnya tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya oksigen masuk.

b. Fase Ekspirasi

Fase ini merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot diafragma ke posisi semula yang diikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan di luar,sehingga udara dalam rongga dada yang kaya karbon dioksida keluar.

C. Volume dan Kapasitas Udara Pernapasan

Untuk mengatur volume udara yang keluar masuk paru-paru digunakan suatu alat yang disebut spirometer. Dalam keadaan biasa, udara yang diisap dan di keluarkan manusia sebanyak 500 cc. Sebenarnya tidak seluruh udara sampai ke paru-paru, tetapi hanya 350 cc saja, sedangkan 150 cc hanya sampai pada saluran pernapasan. Volume udara pernapasan dapat dibedakan menjadi beberapa macam sebagai berikut :

a. Volume tidal, yaitu volume udara pernapasan biasa. Besarnya kurang lebih 500 cc atau 500 mL.

b. Volume cadangan inspirasi/udara komplementer, yaitu udara yang masih dapat dimasukkan secara maksimal setelah inspirasi biasa besarnya kurang lebih 1.500 cc.

c. Volume cadangan ekspirasi/udara suplementer yaitu udara yang masih dapat dikeluarkan secara maksimal setelah ekspirasi biasa besarnya kurang lebih 1.500 cc.

d. Volume sisa/residu, yaitu udara yang masih tersisa dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi, maksimal sebanyak 1.000 cc.

e. Kapasitas vital, yaitu volume udara yang dapat dikeluarkan semaksimal mungkin setelah melakukan inspirasi maksimal. Besarnya kurang lebih 3.500 cc ( volume tidal + udara suplementer dan udara komplementer).

f. Volume total paru-paru, yaitu volume udara yang dapat ditampung oleh paru-paru semaksimal mungkin. Besarnya kurang lebih 4.500 cc ( kapasitas vital + udara residu ).

Dalam keadaan normal sewaktu istirahat, seseorang akan bernapas sebanyak 12 kali per menit. Bila dihubungkan dengan volume pernapasan maka terdapat beberapa istilah yang perlu diketahui sebagai berikut:

1. Ventilasi pulmonal, yaitu volume tidal dikalikan dengan jumlah pernapasan per menit 500 cc x 12 = 6.000 cc per menit.

2. Ventilasi alveoli, yaitu volume udara yang masuk alveoli dikalikan jumlah pernapasan per menit (500 cc - 150 cc) x 12 = 4.200 cc per menit.

Frekuensi Pernapasan

Frekuensi pernapasan dipengaruhi oleh jenis kelamin, umur, suhu tubuh, posisi tubuh maupun kegiatan. Frekuensi pernapasan pada orang dewasa normal dan sehat berkisar antara 15-20 per menit. Pernapasan wanita lebih cepat daripada pernapasan laki-laki. Semakin tua umur seseorang, frekuensi pernapasan berkurang atau semakin lamban. Semakin tinggi suhu tubuh seseorang semakin meningkat frekuensi pernapasan. Frekuensi orang yang berbaring, lebih rendah daripada orang yang duduk/berdiri. Demikian pula orang yang tidak melakukan kegiatan, frekuensi pernapasannya lebih rendah daripada orang yang bekerja keras. Kekurangan oksigen menyebabkan kecepatan pernapasan bertambah, sedangkan bila konsentrasi karbon dioksida bertambah, kecepatan pernapasan bertambah pula. Gerakan pernapasan diatur oleh sistem saraf pusat pasa medulla oblongata (sumsum penyambung) yang terdiri dari pusat inspirasi dan pusat ekspirasi kedua pusat ini bekerja secara bergantian sehingga terjadi ritme pernapasan.

D. Kelainan-kelainan Pada Sistem Pernapasan

Sistem pernapasan manusia bila mengalami gangguan atau kelainan karena sebab-sebab tertentu. Kelainana tersebut bisa disebabkan oleh infeksi kuman, faktor bawaan, ataupun kebiasaan hidup yang salah. Kelainan atau gangguan pada sistem pernapasan manusia, antara lain sebagai berikut :

1. Asma
2. Sinusitis
3. Renitis
4. Bronkitis
5. Tonsilitis
6. TBC
7. Emfisema
8. Difteri
9. Asfiksi
10. Pneumonia

Berlangganan update artikel terbaru via email: