BIOLOGI (SISTEM RESPIRASI)

Respirasi memiliki beberapa definisi yaitu:

·        Proses pengambilan O2 dan pengeluaran CO2 oleh makhluk hidup.

·        Proses pembongkaran senyawa complex menjadi senyawa sederhana.

·        Proses pembongkaran senyawa organik menjadi senyawa anorganik yang terjadi di dalam sel dalam rangka mendapatkan energy atau tenaga

Rumus Respirasi : C6H12O6 + H2O ---> 6CO2 + 6H2O + Energi

Berdasarkan definisi diatas maka dapat disimpulkan bahwa respirasi merupakan proses pengambilan oksigen dan pengeluaran karbondioksida dalam rangka memperoleh energi.

Proses respirasi melewati dua tahap yaitu respirasi eksternal dan respirasi internal. Respirasi eksternal merupakan proses respirasi yang berlangsung melalui alat-alat pernapasan. Sedangkan respirasi internal merupakan proses respirasi yang berlangsung di dalam sel ( di dalam sitoplasma dan mitokondria).

Jalur respirasi manusia secara runtut adalah sebagai berikut:

Hidung ---> faring ---> laring ---> trakea ---> bronkus ---> pulmo ---> alveolus ---> sel-sel tubuh.

 Alat-alat pada pernapasan manusia:

Ø  Hidung

Hidung merupakan alat pernapasan yang paling awal yang dilalui udara. Di dalam rongga hidung mengalami penyaringan dan penghangatan. Penyaringan ditunjukkan kepada benda-benda asing yang tidak berbentuk gas, misalnya debu. Benda tersebut dihalangi oleh rambut-rambut halus (silia) yang tumbuh keluar. Penghangatan yaitu mengubah suhu udara agar sesuai dengan suhu tubuh. Penghangatan ini terjadi akibat kontaknya silia tersebut dengan permukaan selaput lendir sehingga menjadi lembab. Jaringan yang terdapat di dalam rongga hidung adalah epithelium silindris bersilia.

Ø  Faring (Rongga Tekak)

Faring merupakan rongga persimpangan antara jalan pernapasan dengan jalan makanan (esophagus). Di dalam faring terdapat katup penutup rongga hidung yang disebut uvula atau anak tekak. Selain itu juga terdapat epiglotis yang berfungsi untuk mengatur pergantian perjalanan pernapasan dan makanan pada persimpangan tersebut.

Ø  Laring (Pangkal Tenggorokan)

Merupakan daerah pangkal batang tenggorokan yang bertindak sebagai daerah pembentukan suara, dimana di dalamnya terdapat tulang rawan yang membentuk jakun. Di dalam laring terdapat selaput suara yang ketegangannya diatur oleh serabut-serabut otot, sehingga dapat menghasilkan tinggi rendahnya nada yang diperlukan.

Ø  Trakea (Batang Tenggorokan)

Merupakan saluran respirasi yang befungsi sebagai saluran udara dan panjangnya ±10 cm serta terdiri dari 16-20 gelang cincin. Cincin-cincin ini terdiri dari tulang-tulang rawan yang berbentuk seperti kuku kuda (huruf C). Trakea ini terdiri dari 3 lapis yaitu :

a)    Lapis luar terdiri atas jaringan ikat

b)   Lapis tengah terdiri dari otot polos dan cincin tulang rawan

c)    Lapis terdalam terdiri atas jaringan epitel bersilia yang menghasilkan banyak lendir yang berfungsi untuk menangkap dan mengembalikannya ke hulu saluran pernapasan benda-benda asing yang akan masuk ke dalam peru-paru

Ø  Bronkus (Cabang Batang Tenggorrokan)

Merupakan cabang batang tenggorokan yang terletak di dalam dada. Batang bronkus menuju ke paru-paru kanan dan paru-paru kiri. Paru-paru kanan lebih gampang rusak karena letaknya yang lebih tegak dibanding paru-paru kiri. Di dalam paru-paru tiap bronkus membentuk cabang-cabang yang disebut bronkiolus. Dinding bronkus juga terdiri atas tiga lapis yaitu jaringan ikat, otot polos dan jaringan epitel, seperti pada trakea, perbedaannya adalah dinding trakea jauh lebih tebal dan cincin tulang rawan pada bronkus tidak berbentuk lingkaran sempurna. Sel-sel epitel bersilia pada bronkus semakin lama akan berubah menjadi sisik epitel.

Ø  Pulmo (Paru-Paru)

Paru-paru terletak di dalam rongga dada di kanan dan kiri jantung dan dilindungi oleh tulang-tulang rusuk yang berbentuk sangkar. Paru-paru dibungkus oleh selaput yang disebut Pleura. Pleura ini merupakan selaput tipis rangkap dua. Diantara selaput tersebut dengan paru-paru terdapat cairan limfa, yang berfungsi untuk melindungi paru-paru dari gesekan pada waktu mengembang dan mengempis. Paru-paru kanan memiliki tiga lobus sedang paru-paru kiri hanya memiliki dua lobus. Mengembang dan mengempisnya paru-paru disebabkan perubahan tekanan dalam rongga dada.

Ø  Alveolus

Merupakan saluran akhir dari sistem pernapasan. Alveolus berupa gelembung-gelembung udara. Pada bagian alveolus ini terjadi pertukaran oksigen dari udara bebas ke sel-sel darah dan karbondioksida dari darah ke udara bebas. Pertukaran ini terjadi secara difusi yang berhubungan dengan kapiler-kapiler darah. Pada paru-paru terdapat kurang lebih 300 juta alveolus.

Mekanisme Pernapasan

Manusia bernapas melalui dua tahap yaitu inspirasi (menghirup udara) dan ekspirasi (menghembuskan udara). Inspirasi adalah proses pengambilan udara dimana udara masuk ke dalam tubuh. Ekspirasi adalah proses pengeluaran udara dari dalam tubuh.

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

1.   Pernapasan Dada

Yang berperan adalah otot-otot antarrusuk atau interkostal untuk menggerakkan tulang-tulang rusuk. Mekenismenya sebagai berikut:

a.    Inspirasi, otot tulang rusuk bagian luar berkontraksi maka tulang rusuk terangkat sehingga volume rongga dada membesar. Akibatnya tekanan dalam paru-paru mengecil sehingga udara diluar mempunyai tekanan yang lebih besar masuk ke dalam paru-paru.

b.    Ekspirasi, bila otot-otot tulang rusuk bagian luar berelaksasi yaitu tulang rusuk dan tulang dada turun kembali sehingga volume rongga dada mengecil. Oleh karena itu tekanan bagian luar paru-paru lebih kecil daripada bagian dalam sehingga udara keluar dari paru-paru.

2.  Pernapasan Perut

Yang berperan dalam pernapasan ini adalah otot diafragma (sekat antara rongga dada dan rongga perut)

Mekanismenya adalah sebagai berikut:

a)    Inspirasi, bila otot diafragma berkontraksi sehingga mendatar, maka rongga dada membesar. Oleh karena itu tekanan uara menjadi kecil sehingga udara masuk ke dalam paru-paru.

b)   Ekspirasi, bila otot diafragma berelaksasi, maka rongga dada mengecil. Akibatnya tekanan di paru-paru membesar sehingga udara keluar dari paru-paru.

Pertukaran Gas Oksigen dan Karbondioksida dalam Tubuh

Pertukaran gas atau difusi gas respirasi disebabkan karena adanya perbedaan tekanan udara baik oksigen atau karbondioksida.

Faktor-faktor yang menentukan difusi gas respirasi melintasi membra alveolus dan kapiler darah yaitu sebagai berikut:

a)    Permeabilitas epithelium /membran respirasi. Jika membran semakin permeable maka semakin cepat proses difusi.

b)   Luas permukaan epithelium/membran respirasi. Semakin luas membran respirasinya, maka semakin cepat proses difusi berlangsung.

c)    Tekanan parsial gas yang bergantung pada persentasenya dalam seluruh bagian udara, semakin tinggi tekanan parsial, maka semakin cepat proses difusi berlangsung.

d)   Kecepatan sirkulasi darah di paru-paru atau insang. Semakin cepat peredaran darah maka semakin cepat pula proses difusinya.

e)    Kecepatan reaksi kimia yang terjadi di dalam darah. Semakin cepat reaksi yang terjadi maka semakin cepat pula preses difusinya.

Macam-Macam Volume Udara Pernapasan

ü  Volume udara tidal yaitu volume udara yang masuk dan keluar sebagai akibat pernapasan biasa, besarnya 500 cc.

ü  Volume udara komplementer yaitu volume udara yang dapat masuk ke dalam paru-paru setelah melakukan inspirasi normal, besarnya 1500 cc.

ü  Volume udara suplementer yaitu vvolume udara yang masih dapat dikeluarkan setelah melakukan ekspirasi normal, besarnya sama dengan volume udara komplementer yaitu 1500 cc.

ü  Volume udara residu yaitu volume udara yang tersisa di dalam paru-paru yang tidak dapat diekspirasikan , besarnya 1000 cc.

ü  Kapasitas vital paru-paru yaitu volume udara yang dapat dihembuskan semaksimal mungkin setelah melakukan inspirasi secara maksimal (volume udara tidal + volume udara suplementer + volume udara komplementer), besarnya 3500 cc.

ü  Kapasitas total paru-paru yaitu volume udara yang tertampung secara maksimal di paru-paru (kapasitas vital paru-paru + udara residu) 4500 cc.

Frekuensi Pernapasan Pada Manusia

          Secara umum frekuensi pernapasan pada orang dewasa adalah 15-20 kali per menit. Frekuensi pernapasan pada pria lebih cepat dari pada wanita karena pria lebih banyak melakukan aktifitas. Cepat lambatnya frekuensi pernapasan dipengaruhi oleh usia, jenis kelamin, suhu tubuh, posisi tubuh maupun aktivitas tubuh.