SISTEM PERNAPASAN MANUSIA

Respirasi adalah proses pertukaran gas yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup. Ada tiga proses dasar dalam respirasi manusia. 

(1) Bernapas atau ventilasi paru-paru, merupakan proses menghirup udara (inhalasi) dan mengembuskan udara (ekhalasi) yang melibatkan pertukaran udara antara atmosfer dengan alveolus paru-paru. 

(2) Respirasi eksternal, merupakan pertukaran gas-gas antara alveolus paru-paru dengan darah di dalam pembuluh kapiler paru-paru. Pada proses tersebut darah dalam pembuluh kapiler mengikat O dari alveolus dan melepaskan CO2 menuju alveolus. 

(3) Respirasi internal, merupakan pertukaran gas-gas antara darah di dalam pembuluh kapiler jaringan tubuh dengan sel-sel atau jaringan tubuh. 

Proses menghasilkan energi melalui oksidasi bahan makanan di dalam sel-sel tubuh disebut respirasi sel. Respirasi sel terdiri atas : 

• Respirasi aerob : proses pembakaran bahan makanan dengan membutuhkan oksigen (O2) 
• Respirasi an aerob : suatu proses pembakaran bahan makanan dengan tidak membutuhkan oksigen (O2). 

Tujuan proses pernapasan adalah untuk memperoleh energi. Sistem pernapasan pada manusia mencakup dua hal, saluran pernapasan dan mekanisme pernapasan.

SALURAN PERNAFASAN 

Organ pernafasan Manusia

1.Rongga Hidung

Hidung merupakan organ pernapasan yang pertama dilalui udara luar. Di dalam rongga hidung terdapat selaput lendir dan rambut yang berfungsi untuk menahan kontaminasi benda-benda asing, misalnya debu dan kuman, yang ikut masuk ke dalam rongga hidung. Selain itu, rongga mulut manusia juga memiliki konka yang mengandung banyak kapiler darah sehingga dapat menghangatkan udara yang akan masuk ke dalam sistem pernapasan.

2. Pangkal tenggorokan (Faring)

Faring merupakan pertemuan antara saluran pernafasan (nasofarings) di bagian depan dan saluran pencernaan (orofarings) di bagian belakang. Saluran nafas akan terbuka ketika manusia berbicara, oleh karena itu jika kita makan sambil berbicara mungkinkan makanan masuk ke dalam saluran pernafasan. Jika makanan masuk ke dalam saluran pernafasan, biasanya saluran pernafasan akan terangsang dan berusaha mengeluarkan makanan tersebut lewat hidung. Bentuknya adalah peristiwa tersedak. Pada bagian belakang farings terdapat laring (tekak). Pada laring terdapat pita suara (pita vocalis). Bila pita suara bergetar karena masuknya udara pada faring, maka akan menimbulkan suara.

bagian-bagian faring

3. Batang Tenggorokan (trakea)

Batang tenggorokan berupa cincin-cincin tulang rawan yang memiliki silia-silia pada dinding di dalamnya. Silia-silia ini berfungsi untuk menyaring benda-benda asing yang ikut masuk ke dalam saluran pernafasan. Sebagian trakea terletak di leher dan sebagian lagi terletak di rongga dada. Batang tenggorokan pada orang dewasa memiliki panjang sekitar 10 cm.

4. Paru-paru (Pulmo)

Pulmo 

Paru-paru terletak di dalam rongga dada, di bagian bawah berbatasan dengan diafragma, sedangkan di depan dan di samping dibatasi oleh tulang rusuk. Diafragma adalah pembatas antara rongga perut dengan rongga dada. Paru-paru kanan (pulmo dekster) terdiri dari 3 lobus. Sedangkan paru-paru kiri (pulmo sinester) terdiri dari 2 lobus.

Paru-paru manusia terbungkus oleh dua selaput, yaitu pleura dalam (pleura visceralis) dan pleura luar (pleura parietalis). Pleura dalam langsung menyelimuti paru-paru, sedangkan pleura luar bersebelahan dengan tulang rusuk. Antara kedua pleura tersebut terdapat rongga tulang rusuk. Antara kedua pleura tersebut terdapat rongga yang berisi cairan pleura yang berfungsi sebagai pelumas paru-paru.

Paru-paru tersusun atas bronkiolus, alveolus, jaringan elastik, dan pembuluh darah. Alveolus adalah kantung udara yang terdapat pada ujung-ujung bronkiolus. Alveolus memiliki selaput tipis dan pada permukaannya banyak terdapat muara kapiler darah, oleh karena itu dapat berlangsung pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida secara difusi.

4. Bronkus

Bronkus merupakan percabangan dari trakea. Trakea bercabang lagi menjadi dua, yaitu bronkus kanan dan bronkus kiri. Struktur lapisan mukosa bronkus hampir sama dengan trakea. Bronkus kanan dan bronkus kiri masing-masing bercabang-cabang lagi menjadi bronkiolus yang merupakan salah satu bagian paru-paru.

5. Bronkiolus

Bronchiolus berfungsi sebagai saluran udara pernafasan dari bronchus menuju ke gelembung - gelembung alveolus. Struktur dari bronchiolus hampir mirip dengan struktur yang menyusun bronchus tapi epitelium bersilianya mengalami modifikasi menjadi sisik.

6. Alveolus

Alveolus mempunyai struktur seperti sarang lebah. Di alveolus inilah terjadi pertukaran gas antaraudara dan darah. Luas permukaan alveolus pada orang dewasa bisa mencapai antara 97 sampai 194 m2. 

Mekanisme Pernapasan

Berdasarkan proses inspirasi dan ekspirasi, mekanisme pernapasan dibagi atas pernapasan dada dan pernapasan perut. 

Pernapasan Dada

Sistem pernapasan dada adalah sistem pernapasan yang terjadi akibat aktivitas kontraksi dan relaksasi otot antar tulang rusuk. Sistem pernafasan dada terdiri dari 2 tahap, yaitu:

Tahap Inspirasi, yaitu kondisi di mana otot antartulang rusuk berkontraksi sehingga tulang rusuk terangkat, rongga dada membesar dan paru-paru mengembang. Hal ini mengakibatkan tekanan udara di dalam rongga dada lebih kecil dari tekanan atsmosfer sehingga udara yang kaya okan oksigen terhisap masuk kedalam paru-paru melalui saluran pernafasan. 

Tahap Ekspirasi, tahap eskpirasi disebut juga fase relaksasi, yaitu kondisi dimana otot antara tulang rusuk kembali ke posisi semula, rongga dada kembali mengecil dan paru-paru mengempis. Kondidi ini menyebabkan tekanan rongga dada meningkat dan lebih tinggi dari tekanan atsmosfer sehingga udara dalam paru-paru mengalir keluar melalui saluran pernafasan. 

Pernafasan Perut

Sistem pernafasan perut adalah sistem pernafasan yang bergantung pada aktivitas diafragma. Pernafasan perut juga dibedakan menjadi 2 tahap, yaitu:

Inspirasi 

Inspirasi,keadaan otot diafragma berkontraksi, sehingga rongga dada membesar dan paru-paru mengembang, tekanan udara turun sehingga udara dari luar dapat masuk kedalam paru-paru melalu saluran pernafasan.

Ekspirasi 

Ekspirasi adalah kondisi dimana otot diafragma berelaksasi dan otot dinding perut berkontraksi sehingga otot diaframa kembali ke posisi semula. Akibatnya rongga dada mengecil, paru-paru mengepis, tekanan udara dalam paru-paru meningkat sehingga udara dalam rongga dada yang kaya karbon dioksida terhembus keluar melalui saluran pernafasan.

Volume Udara Pernapasan

Dalam keadaan biasa, orang dewasa normal menghirup dan menghembuskan udara. Bagaimana cara mengukur kapasitas paru paru ?  

Cara mengukur kapasitas total paru-paru

Pengukuran kapasitas total paru-paru umumnya menggunakan alat bernama spirometer. Untuk mendapatkan hasil dari alat ini, pasien diinstruksikan untuk bernapas (menghirup dan menghembuskan udara) ke alat tersebut. Saat bernapas, hidung pasien akan ditutup dengan alat khusus.Proses pernapasan tersebut akan menghasilkan tekanan udara yang berbeda. Lalu, pada bagian spirometer yang terdapat jarum dan angka-angka, akan terlihat bahwa jarum bergerak ke arah tertentu sesuai tekanan udara yang ada di paru-paru.Dengan pemeriksaan tersebut, dokter dapat mengetahui empat jenis volume di paru-paru, yaitu:

• Volume tidal

Volume tidal adalah volume udara yang masuk maupun keluar dari paru-paru saat proses pernapasan. Pada orang dewasa, rata-rata volume tidal seseorang adalah 500 ml.

• Volume cadangan inspirasi

Volume cadangan inspirasi adalah volume udara udara tambahan yang masuk ke paru-paru, setelah volume tidal. Jumlah volume cadangan inspirasi bisa mencapai kurang lebih 3.000 ml.

• Volume cadangan ekspirasi

Volume cadangan ekspirasi adalah volume udara yang masih bisa diembuskan dengan kuat pada akhir proses ekspirasi normal. Pada kondisi normal, jumlah udara cadangan ekspirasi adalah 1.000 ml.

• Volume residu

Volume residu adalah volume udara yang masih tetap berada di dalam paru-paru, setelah Anda mengembuskan napas kuat-kuat. Umumnya, volume residu seseorang berada di angka 1200 ml.Lalu, dari keempat jenis volume tersebut, dapat diketahui empat jenis kapasitas paru-paru, sebagai berikut ini:

• Kapasitas inspirasi

Kapasitas inspirasi adalah jumlah dari volume tidal ditambah dengan volume cadangan inspirasi. Secara normal, jumlahnya mencapai kurang lebih 3.500 ml.

• Kapasitas residu fungsional

Kapasitas residu fungsional adalah jumlah dari volume cadangan ekspirasi ditambah dengan volume residu. Besarnya kurang lebih 2.200 ml.

• Kapasitas vital

Kapasitas vital paru-paru adalah jumlah volume cadangan inspirasi, ditambah dengan volume tidal dan volume cadangan ekspirasi. Besarnya sekitar 4.600 ml.

• Kapasitas total paru-paru

Kapasitas total paru-paru adalah jumlah dari kapasitas vital ditambah dengan volume residu. Besaran kapasitas total paru-paru yang normal pada orang dewasa, kurang lebih adalah 5.800 ml.

Frekuensi Pernapasan

Pada orang dewasa normal, frekuensi pernapasan berkisar antara 15-18 tiap menit. Faktor yang mempengaruhi frekuensi pernapasan adalah : 

1. Umur

Semakin bertambahnya umur seseorang mengakibatkan frekuensi pernapasan menjadi semakin lambat. Pada usia lanjut, energi yang dibutuhkan lebih sedikit dibandingkan pada saat usia pertumbuhan, sehingga oksigen yang diperlukan relatif lebih sedikit.

2. Jenis Kelamin

Pada umumnya, laki-laki lebih banyak membutuhkan energi. Oleh karena itu, laki-laki memerlukan oksigen yang lebih banyak daripada wanita.

3. Suhu Tubuh

Manusia memiliki suhu tubuh yang konstan berkisar antara 36-37˚C karena manusia mampu mengatur produksi panas tubuhnya dengan meningkatkan laju metabolismenya, sehingga kebutuhan oksigen akan meningkat.

4. Posisi Tubuh

Posisi tubuh akan mempengaruhi banyaknya otot yang bekerja. Misalnya pada saat berdiri, otot akan berkontraksi, sehingga oksigen yang dibutuhkan lebih banyak dan laju pernapasan pun akan meningkat dibandingkan pada saat orang duduk.

Penyakit Organ Pernafasan

Sinusitis : infeksi pada bagian sinus. Infeksi ini terjadi ketika saluran hidung yang mengarah ke sinus tersumbat. 

Tonsilitis : infeksi pada bagian tonsil sehingga meradang dan membengkak. Peradangan dan pembengkakan tonsil yang terjadi di daerah pangkal faring disebut amandel. jika terjadi pada nasofaring disebut adenoid.

Laringitis yaitu infeksi pada daerah laring yang menyebabkan suara parau atau serak.

Add caption

Bronkitis akut, yaitu infeksi pada daerah bronkus yang biasanya didahului oleh infeksi saluran respirasi bagian atas oleh virus yang diikuti dengan infeksi bakteri. 

Pneumonia, yaitu infeksi pada paru-paru yang disebabkan oleh virus dan bakteri sehingga bronkus dan alveolus berisi banyak cairan. Kondisi ini mengakibatkan terganggunya proses pertukaran udara.

Tuberkulosis atau TBC, yaitu infeksi pada paru-paru yang disebabkan oleh bakteri Mycobacterium tuberkulosis. 

Kanker paru-paru, lebih banyak dialami pria dibandingkan wanita. Penyebab kanker ini salah satunya dipicu oleh kebiasaan merokok dalam jangka waktu yang lama, baik aktif maupun pasif. 

Emfisema, yaitu gangguan pada paru-paru yang ditandai dengan rusaknya dinding-dinding alveolus sehingga kemampuan pertukaran udara menjadi berkurang 

Asma adalah gangguan pada organ pernapasan berupa penyempitan saluran pernapasan akibat reaksi terhadap suatu rangsangan tertentu. menyebabkan sesak nafas, dada terasa berat dan batuk-batuk terutama malam menjelang dini hari. Hal-hal yang dapat memicu timbulnya serangan asma diantaranya seperti serbuk sari bunga, debu, bulu binatang, asap, udara dingin dan olahraga. 

Flu, yaitu penyakit yang ditandai dengan rongga hidung berlendir, batuk, dan demam. Penyakit ini disebabkan oleh infeksi virus Influenza.

Pertukaran Gas di Dalam Tubuh

Pertukaran gas di dalam tubuh tidak hanya berlangsung di paru-paru, melainkan juga di jaringan tubuh. Pertukaran gas terjadi karena perbedaan tekanan parsial udara.

Bernapas merupakan kegiatan mengambil dan mengeluarkan udara pernapasan melalui paru-paru. Tetapi arti yang lebih khusus yaitu pertukaran gas yang terjadi di dalam sel dengan “lingkungannya”. 

Udara lingkungan dapat dihirup masuk melalui dua cara

• pernapasan secara langsung : pengambilan udara pernapasan dilakukan secara langsung oleh permukaan tubuh 
• pernapasan tak langsung : udara pernapasan tidak berdifusi langsung melalui seluruh permukaan kulit. Selaput tipis tempat berlangsungnya difusi gas tersebut terlindung di bagian dalam tubuh, berupa gelembung paru-paru (alveolus). 

Pernapasan atau pertukaran gas berlangsung melalui dua tahap : 

1. Respirasi Eksternal

Pernapasan luar merupakan pertukaran gas di dalam paru-paru. Dengan kata lain, pernapasan luar merupakan pertukaran gas (O2 dan CO2) antara udara dan darah.

Pada pernapasan luar, darah akan masuk ke dalam kapiler paru-paru yang mengangkut sebagian besar karbon dioksida sebagai ion bikarbonat (HCO3–) dengan persamaan reaksi seperti berikut, (H+) + (HCO3–) => H2 + CO3

Sisa karbon dioksida berdifusi keluar dari dalam darah dan melakukan reaksi sebagai berikut.

H2CO3 => H2O + CO2.

Selama pernapasan luar, di dalam paru-paru akan terjadi pertukaran gas yaitu CO2 meninggalkan darah dan O2 masuk ke dalam darah secara difusi. Terjadinya difusi O2 dan CO2 ini karena adanya perbedaan tekanan parsial. Tekanan udara luar sebesar 1 atm (760 mmHg), sedangkan tekanan parsial O2 di paru-paru sebesar ± 160 mmHg. Tekanan parsial pada kapiler darah arteri ± 100 mmHg, dan di vena ± 40 mmHg. Hal ini menyebabkan O 2 dari udara berdifusi ke dalam darah. Sementara itu, tekanan parsial CO2 dalam vena ± 47 mmHg, tekanan parsial CO2 dalam arteri ± 41 mmHg, dan tekanan parsial CO2 dalam alveolus ± 40 mmHg. Adanya perbedaan tekanan parsial tersebut menyebabkan CO2 dapat berdifusi dari darah ke alveolus.

2. Respirasi Internal

Pada pernapasan dalam darah masuk ke dalam jaringan tubuh, oksigen meninggalkan hemoglobin dan berdifusi masuk ke dalam cairan jaringan tubuh. Reaksinya sebagai berikut, HbO2 => Hb + O2. Difusi oksigen keluar dari darah dan masuk ke dalam cairan jaringan dapat terjadi, karena tekanan oksigen di dalam cairan jaringan lebih rendah dibandingkan di dalam darah. Hal ini disebabkan karena sel-sel secara terus menerus menggunakan oksigen dalam respirasi selular. Dari proses pernapasan yang terjadi di dalam jaringan menyebabkan terjadinya perbedaan komposisi udara yang masuk dan yang keluar paru-paru.

Tekanan parsial O2 pada kapiler darah nadi ± 100 mmHg dan tekanan parsial O2 dalam jaringan tubuh kurang dari 40 mmHg. Sebaliknya tekanan karbon dioksida tinggi, karena karbon dioksida secara terus menerus dihasilkan oleh sel-sel tubuh. Tekanan parsial CO2 dalam jaringan ± 60 mmHg dan dalam kapiler darah ± 41 mmHg. Hal inilah yang menyebabkan O2 dapat berdifusi ke dalam jaringan dan CO2 berdifusi ke luar jaringan. Dalam keadaan biasa, tubuh kita menghasilkan 200 ml karbon dioksida per hari.

Soal

 Urutan organ pernapasan yang benar dari luar ke dalam adalah ….

a.    mulut – tenggorokan – paru-paru

b.    hidung – kerongkongan – paru-paru

c.    hidung – tenggorokan – paru-paru

d.    mulut – kerongkongan – paru-paru

2.    Ketika kalian menghembuskan napas ke depan cermin, maka cermin akan tampak berembun. Hal ini membuktikan bahwa proses pernapasan ….

A.   membutuhkan O­2

B.   menghasilkan CO2

C.   menghasilkan O2

D.   menghasilkan H2O

3.    Kita dianjurkan untuk makan tidak sambil berbicara, karena dapat menyebabkan tersedak. Peristiwa tersedak ini terjadi pada bagian ….

A.   rongga hidung

B.   pangkal tenggorok

C.   rongga mulut

D.   batang tenggorok

4.    Perhatikan gambar berikut!

 bagian yang ditunjukkan oleh tanda x, adalah ….

 

A.   trakea

B.   alveolus

C.   laring

D.   bronkiolus

Perhatikan gambar model percobaan pernafasan berikut! Pernyataan yang benar tentang  Fase yang ditunjukkan pada gambar  P dan Q  serta mekanisme  pernafasannya adalah :

A.  P inspirasi , Q ekspirasi   mekanisme pernafasan  dada

B.  P ekspirasi , Q inspirasi   mekanisme pernafasan  perut

C. P inspirasi , Q ekspirasi   mekanisme pernafasan  perut

D. P ekspirasi , Q inspirasi   mekanisme pernafasan  dada

Bagian paru-paru yang berfungsi sebagai tempat pertukaran oksigen dan karbondioksida adalah : 

A. Laring

B. Bronkus

C. Alveolus

D. Bronkiolus 

Paru paru diselubungi pembungkus yang disebut ....

A. Pleura

B. Bronkus

C. Bronkiolus

D. Alveolus

Saluran pernapasan yang menbawa udara dari trakea ke paru-paru adalah 

A. Laring dan faring 

B. Bronkus dan bronkiolus 

C. Laring dan alveolus 

D. Faring dan bronkus 

Proses masuknya udara melalui saluran pernafasan yang tepat adalah . . . .

A. trakea - pulmo - bronkus - bronkiolus 

B. trakea - bronkus - bronkiolus - pulmo 

C. trakea - pulmo - bronkiolus - bronkus 

D. trakea - bronkiolus - bronkus - pulmo 

Perhatikan pernyataan berikut!

1. otot antara tulang rusuk relaksasi

2. udara dalam rongga dada keluar

3. tekanan di dalam rongga dada membesar 

4. tulang rusuk menurun

5. rongga dada menjadi kecil

Fase ekspirasi pada pernafasan dada secara berurutan ditunjukkan...

A. 1-3-2-4-5

B. 1-4-5-3-2

C. 2-3-4-1-5

D. 3-4-2-5-1

Seorang anak laki-laki meniup balon sekuat-kuatnya sampai menggelembung. Jumlah udara yang dikeluarkan pada saat melakukan aktivitas tersebut adalah ........

A. 500 cc 

B. 3.500 cc

C. 4.000 cc

D. 5.000 cc

Rusaknya dinding alveolus sehingga mengakibatkan penurunan penyerapan oksigen disebut….

A. Asma 
C. Emfisema

B. Sinusitis
D. Pneumonia

Urutan organ pernapasan yang benar dari luar ke dalam adalah ....

A. mulut, tenggorokan, paru-paru 

B. hidung, tenggorokan, paru-paru 

C. mulut, kerongkongan, paru-paru

D. hidung, kerongkongan, paru-paru 

Pengertian bernapas yang paling tepat adalah ....

A. upaya makhluk hidup untuk memasukkan oksigen

B. proses pertukaran zat organik dengan zat anorganik

C. proses penggunaan oksigen untuk menghasilkan energy

D. proses pertukaran gas O2 dan CO2 antara makhluk hidup dengan lingkungannya

Ketika menghembuskan napas di depan cermin maka cermin akan terlihat basah atau berembun, hal ini disebabkan oleh ....

A. Sisa hasil oksidasi berupa oksigen 

B. Terasa basah disebabkan keluarnya oksigen

C. Udara kotor yang mengandung karbon dioksida

D. Terasa basah disebabkan oleh kandungan uap air

Perhatikan data berikut 

1. Kontraksi otot tulang rusuk, rongga dada terangkat 

2. Paru-paru membesar 

3.Tekanan udara dalam paru-paru besar 

4. Udara luar masuk ke dalam paru-paru 

Fase inspirasi pada pernapasan dada di tunjukan oleh nomor ….

A. 1, 2 dan 3
C. 2, 3 dan 4

B. 3, 4 dan 1 
D. 1, 2 dan 4

Selaput lendir didalam rongga hidung mengandung leukosit yang berfungsi untuk ....

A. Menutup rongga hidung
C. Menghangatkan udara pernapasan

B. Membunuh kuman yang masuk 
D. Menyaring udara pernapasan

sumber
BSE IPA Kelas VIII KEMENDIKNAS 
https://www.pelajaran.co.id/2015/09/volume-udara-pada-manusia.html