SISTEM RESPIRASi

Pengertian pernafasan atau respirasi adalah suatu proses mulai dari pengambilan oksigen, pengeluaran karbon dioksida hingga penggunaan energi di dalam tubuh.

ü  ALAT-ALAT PERNAFASAN PADA MANUSIA DAN FUNGSI

Ø  Rongga Hidung

Hidung berfungsi sebagai tempat untuk keluar masuknya udara, penyaring udara yang akan masuk ke paru-paru, dan sebagai indera penciuman. Di hidung terdapat:

·         rambut hidung yang berfungsi menyaring partikel kotor saat udara masuk .

·         Selaput lendir yang berfungsi sebagai penghasil lender, penghangat udara.

Ø  Faring ( tekak )

Faring berbentuk seperti tabung corong yang terletak di belakang rongga hidung dan mulut. Faring berfungsi sebagai jalan bagi udara dan makanan. Selain itu, faring juga berfungsi sebagai ruang getar untuk menghasilkan suara.

Ø  Laring ( pangkal tenggorokan )

Fungsi laring adalah sebagai pengatur lintasan keluar masuknya udara pernapasan, menjaga udara dari debu dan partikel asing, dan memproduksi suara.

Laring terdapat di antara faring dan trakea. Dinding laring tersusun dari sembilan buah tulang rawan. Salah satu tulang rawan tersusun dari dua lempeng kartilago hialin yang menyatu dan membentuk segitiga. Bagian ini disebut jakun.

Di dalam laring terdapat epiglotis dan pita suara. Epiglotis merupakan kartilago elastis yang berbentuk seperti daun. Epiglotis dapat membuka dan menutup. Pada saat menelan makanan, epiglotis menutup sehingga makanan tidak masuk ke tenggorokan tetapi menuju kerongkongan. Pita suara merupakan selaput lendir yang membentuk dua pasang lipatan dan dapat bergetar menghasilkan suara.

Ø  Trakea ( tenggorokan )

Trakea berbentuk seperti pipa yang terletak memanjang di bagian leher dan rongga dada (toraks). Trakea tersusun dari cincin tulang rawan dan otot polos. Dinding bagian dalam trakea berlapis sel-sel epitel berambut getar (silia) dan selaput lendir. Trakea bercabang dua, yang satu menuju paru-paru kiri dan yang lain menuju paru-paru kanan. Cabang trakea disebut bronkus.

Ø  Bronkus

Bronkus adalah bagian yang menghubungkan paru-paru dengan trakea. Bronkus terdiri atas dua bagian. Bronkus kanan lebih pendek dan lebih lebar. Sedangkan bronkus kiri lebih panjang dan lebih sempit. Setiap bronkus terdiri dari lempengan tulang rawan fibrosa, dindingnya terdiri dari otot halus dan dilapisi epitelium. Setiap bronkus membentuk cabang lagi yang disebut bronkiolus yang tidak bertulang rawan.

Ø  Bronkiolus

Bronkiolus merupakan cabang dari bronkus, cabang dari bronkus bagian kanan menjadi 3 bronkiolus, dan cabang dari bronkus bagian kiri menjadi 2 bronkiolus. Bronkiolus bercabang-cabang menjadi saluran yang semakin halus, kecil, dan dindingnya semakin tipis. Bronkiolus tidak mempunyai tulang rawan tetapi rongganya bersilia. Setiap bronkiolus bermuara ke alveolus.

Ø  Alveolus

Alveolus merupakan gelembung paru” dari pertemuan pembuluh” halus hasil dari cabang bronkiolus, dinding alveolus mengandung banyak kapiler darah dan dari sinilah pertukaran antara O2 dan CO2 berlangsung.

Ø  Paru-Paru ( 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.

ü  MEKANISME RESPIRASI
Pernapasan manusia dibedakan atas pernapasan dada dan pernapasan perut. Pernapasan dada dan pernapasan perut terjadi melalui fase inspirasi dan ekspirasi.

1.      Mekanisme Pernapasan Dada
1. Fase Inspirasi pernapasan dada

Mekanisme inspirasi pernapasan dada sebagai berikut:
Otot antar tulang rusuk (muskulus intercostalis eksternal) berkontraksi --> tulang rusuk terangkat (posisi datar) --> Paru-paru mengembang --> tekanan udara dalam paru-paru menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan udara luar --> udara luar masuk ke paru-paru

2. Fase ekspirasi pernapasan dada
Mekanisme ekspirasi pernapasan dada adalah sebagai berikut:
Otot antar tulang rusuk relaksasi --> tulang rusuk menurun --> paru-paru menyusut --> tekanan udara dalam paru-paru lebih besar dibandingkan dengan tekanan udara luar --> udara keluar dari paru-paru.

2. Mekanisme Pernapasan Perut
1. Fase inspirasi pernapasan perut
Mekanisme inspirasi pernapasan perut sebagai berikut:
sekat rongga dada (diafraghma) berkontraksi --> posisi dari melengkung menjadi mendatar --> paru-paru mengembang --> tekanan udara dalam paru-paru lebih kecil dibandingkan tekanan udara luar --> udara masuk

2. Fase ekspirasi pernapasan perut
Mekanisme ekspirasi pernapasan perut sebagai berikut:
otot diafraghma relaksasi --> posisi dari mendatar kembali melengkung --> paru-paru mengempis --> tekanan udara di paru-paru lebih besas dibandingkan tekanan udara luar --> udara keluar dari paru-paru.

ü  GANGGUAN PADA SISTEM PERNAFASAN

Alat-alat pernapasan merupakan organ tubuh yang sangat penting. Jika alat ini terganggu karena penyakit atau kelainan maka proses pernapasan akan terganggu, bahkan dapat menyebabkan kematian. Berikut ini adalah beberapa macam gangguan yang umum terjadi pada saluran pernapasan manusia:

1.      Asfiksi

Asfiksi adalah gangguan pada sistem pernapasan yang disebabkan karena terganggunya pengangkutan oksigen ke sel-sel atau jaringan tubuh. Penyebabnya bisa karena alveoli berisi air, pneumonia, keracunan CO dan HCN, atau gangguan sistem sitokrom. Hemoglobin menjadi lebih mengikat karbon monoksida sehingga pengangkutan oksigen dalam darah berkurang.

2.      Sinusitis

Sinusitis adalah peradangan pada rongga hidung bagian atas (sinus). Sinus terletak di daerah pipi kanan dan kiri batang hidung. Pada sinus akan terkumpul nanah yang harus dibuang melalui operasi.

3.      Selesma

Selesma adalah suatu keadaan di mana hidung tersumbat, ingus mengalir, bersin-bersin, serta tenggorokan terasa gatal. Penyebab selesma adalah infeksi virus pada saluran pernapasan atas.

4.      Influenza

Influenza adalah suatu keadaan di mana hidung beringus, bersin-bersin, tenggorokan meradang, sakit kepala, demam, otot terasa sakit dan lelah. Influenza seringkali disebut flu. Influenza disebabkan oleh virus influenza.

5.      Bronkitis

Bronkitis adalah peradangan pada lapisan dinding bronkus (cabang tenggorok) yang disebabkan oleh infeksi virus. Peradangan ini menimbulkan batuk yang dalam, menghasilkan berwarna abu-abu kekuningan dari paru-paru.

6.      Asma

Asma adalah penyempitan saluran pernapasan utama pada paru-paru. Penderita asma biasanya akan mengalami kesukaran bernapas. Asma disebabkan oleh hipersensitivitas kontraktil bronkiolus sebagai respon terhadap benda asing di udara seperti serbuk sari atau kabut asap.

7.      Tuberkulosis

Tuberkulosis adalah penyakit yang menyerang paru-paru sehingga pada bagian dalam alveolus terbentuk bintil-bintil karena terjadi peradangan pada dinding alveolus. Tuberkulosis biasa disingkat TBC. Tuberkulosis disebabkan oleh adanya serangan bakteri Mycobacterium tuberculosis. Daerah yang terinfeksi bakteri ini akan diserang oleh makrofag sehingga daerah tersebut rusak dan akan dikelilingi oleh jaringan fibrotik untuk membentuk tonjolan yang disebut tuberkel. Jika bagian paru-paru yang diserang meluas, maka sel-selnya mati dan paru-paru mengecil, akibatnya napas penderita akan terengah-engah.

8.      Pneumonia

Pneumonia adalah suatu peradangan pada paru-paru khususnya pada alveolus yang disebabkan oleh bakteri, virus, atau jamur. Pneumonia ditandai dengan ditemukan beberapa atau seluruh alveolus terisi cairan dan sel-sel darah. Pneumonia diawali oleh peradangan pada membran paru-paru sehingga cairan dan eritrosit masuk ke dalam alveolus.

9.      Pleuritis

Pleuritis adalah suatu peradangan pada selaput pembungkus paru-paru (pleura).

10.  Emfisema

Emfisema adalah penyakit pernapasan yang sering terjadi karena susunan dan fungsi alveolus yang abnormal. Emfisema dapat mengakibatkan jaringan paru-paru kehilangan elastisitasnya karena terjadi gangguan jaringan elastin dan kerusakan di dinding di antara alveoli. Emfisema disebabkan oleh kebiasaan merokok, polusi asap rokok, atau polusi udara.

ü  RESPIRASI PADA INVERTEBRATA

Pertukaran gas oksigen dan karbondioksida yang terjadi dalam setiap tubuh hewan kemungkinan dapat berbeda. Perbedaan tersebut terjadi karena ada nya perbedaan organ yang digunakan dalam proses bernapas. Selain itu, habitat hewan tersebut juga turut membedakan mekanisme pernapasannya. Sebagai contoh, hewan yang hidup di perairan memiliki mekanisme pernapasan yang berbeda dengan hewan yang hidup di daratan.

Berikut ini akan di bahas beberapa sistem pernapasan hewan invertebrata.

a.        Sistem Pernapasan Pada Protozoa

Hewan protozoa seperti Amoeba atau Paramaecium bernapas menggunakan permukaan tubuhnya. Oksigen dan karbondioksida saling berdifusi melalui membran sel.

Saat Amoeba bernapas, konsentrasi oksigen dalam sel semakin berkurang (rendah), sedangkan sisa metabolisme yang berupa karbondioksida di dalam sel semakin tinggi konsentrasinya. Di sisi lain, konsentrasi oksigen dalam air lebih tinggi daripada di dalam sel, sementara konsentrasi oksigennya lebih rendah. Akibatnya, oksigen dari luar akan berdifusi ke dalam sel, sementara karbondioksida berdifusi keluar sel menuju air.

Pertukaran gas tersebut akan terjadi pada seluruh luas permukaan tubuh protista. Selain itu, proses seperti ini terjadi juga pada organisme uniselluler lain dan beberapa hewan seperti spons, Cnidaria, dan cacing pipih.

b.        Sistem Pernapasan Pada Cacing

Cacing senang hidup di daerah lembab. Hal ini dilakukan supaya kulit cacing selalu lembab. Bagi cacing, misalnya saja cacing tanah, kulitnya dijadikan sebagai organ pernapasan atau tepatnya sebagai tempat pertukaran gas.

Melalui kulitnya, oksigen dari luar berdifusi ke dalam tubuh secara difusi. Hemoglobin yang terkandung dalam darah akan mengikat oksigen tersebut untuk dialirkan ke seluruh tubuh. Sementara, hasil metabolisme yang berupa karbon dioksida dikeluarkan melalui permukaan tubuh cacing. Pertukaran gas melewati permukaan tubuh pada cacing ini dinamakan juga pernapasan integumenter.

c.         Sistem Pernapasan Pada Serangga

Serangga memiliki organ pernapasan yang khas. Pertukaran oksigen dan karbon dioksida dilakukan melalui trakea. Trakea merupakan bagian tubuh serangga yang terbuat dari pipa/tabung udara. Jumlah trakea di dalam tubuh serangga sangat banyak. Oleh karena itu, sistem pernapasan serangga dinamakan sistem trakea.

Saat serangga melakukan pernapasan, udara masuk trakea melalui bagian yang terletak pada permukaan tubuh. Bagian tersebut dinamakan spirakel. Spirakel dilindungi oleh bulu halus dengan fungsi sebagai penyaring debu dan benda asing yang masuk menuju trakea. Setelah itu, udara tersebut akan melewati pipa kecil yang disebut trakeola.

Trakeola juga ini akan terhubung dengan membran sel. Trakeola memiliki ujung kecil tertutup dan mengandung cairan dengan warna biru gelap. Oksigen akan berdifusi masuk ke dalam sel tubuh melalui trakeola, sedangkan karbondioksida akan berdifusi keluar. Setelah melewati trakeola, karbondioksida akan dikeluarkan ke lingkungan melewati trakea.

Apabila serangga sedang aktif dan menggunakan banyak oksigen, sebagian besar cairan yang berwarna biru akan ditarik ke dalam tubuh. Akibatnya, luas permukaan udara yang berkontak langsung dengan sel menjadi semakin luas. Seekor serangga yang sedang terbang mempunyai laju metabolisme lebih tinggi dibandingkan saat istirahat. Otot akan berkontraksi dan berelaksasi secara bergantian sehingga tubuh bisa memampat dan menggembung. Oleh karenanya udara akan secara cepat terpompa melalui sistem trakea.

Sebagian besar serangga hidup di daratan. Namun, ada juga serangga yang hidup pada perairan seperti larva capung.

d.        Sistem Pernapasan Pada Hewan Mollusca

Hewan bertubuh lunak (Mollusca) yang hidup di air, seperti siput, cumi-cumi, dan kerang (Bivalvia) bernapas menggunakan insang. Aliran air masuk ke dalam insang dan terjadi pertukaran udara dalam lamela insang. Mollusca yang hidup di darat, seperti siput darat (bekicot) bernapas menggunakan paru-paru.

e.         Sistem Pernapasan Pada Laba-Laba dan Kalajengking

Laba-laba (Arachnida) dan kalajengking (Scorpionida) bernapas dengan paru-paru buku. Paru-paru buku ini merupakan invaginasi (pelekukan ke dalam) abdomen. Paru-paru buku memiliki banyak lamela seperti halaman buku yang dipisahkan oleh batang-batang sehingga udara dapat bergerak bebas. Udara dari luar, masuk melalui spirakel secara difusi. Selanjutnya, udara masuk di antara sel-sel lamela dan berdifusi dengan pembuluh darah di sekitar lamela.

f.         Sistem Pernapasan Pada Golongan Udang-Udangan

Pada golongan Crustacea (udang-udangan), seperti udang dan ketam, bernapas dengan insang buku. Insang buku ini tumbuh dari dasar anggota tubuh dan dinding tubuh yang berdekatan, dan menjulur ke atas ke dalam ruang brankial. Tiap insang terdiri atas sumbu sentral tempat pertautan lamela atau filamen. Aliran air dihasilkan oleh gerakan mendayung dari insang timba, yaitu suatu penjuluran berbentuk bulan sabit dari salah satu penjuluran mulut (maksila kedua).

Pada udang, air masuk ke dalam ruang brankial di belakang karapaks dan di antara kaki. Selanjutnya, saluran di dalam sumbu insang membawa darah ke dan dari ruang di dalam lamela, pertukaran udara pernapasan berlangsung melalui dinding tipis lamela. Keluar masuknya udara disebabkan oleh gerakan otot yang terjadi secara teratur.

Baik paru-paru buku maupun insang buku, keduanya mempunyai fungsi yang sama seperti fungsi paru-paru pada Vertebrata.

ü  RESPIRASI PADA VERTEBRATA

1.      Pernapasan pada ikan

Alat pernapasan pada ikan berupa insang. Ikan bertulang  rawan memiliki 5 – 7 pasang insang, sedangkann ikan bertulang sejati memiliki 4 pasang insang. Insang pada ikan bertulang sejati dlengkapi dengan tutup. Contoh ikan bertulang sejati, adalah ikan mas. Pad aikan bertulang rawan , insang tidak mempunyai tutup. Contoh ka bertulang rawan, yaitu ikan pari. Tutup insang disebut dengan operkulum. Rongga insang beberapa jenis ikan mengalami perluasan ke atas yang disebut labirin. Labirin berfungsi sebagai alat menyimpan oksigen, sehingga ikan tetap hidup di air yang kadar oksigennya rendah.

Berikut mekanisme pernapasan pada ikan :

a.       Fase inspirasi (pengambilan O2)

Celah mulut tetap tertutup, tutup insang bergerak ke samping atau mengembang, sehingga tekanan udara mulut lebih kecil. Celah mulut membuka udara dan air masuk.

b.      Fase ekspirasi (pengeluaran CO2)

Air dalam rongga mulut menjadikan celah rongga mulut menutup maka insang ke semula menyentuh lembaran insang atau menyempit, sehingga selaput insang membuka, maka air akan keluar setelah terjadi pertukaran gas.
Air dengan kandungan oksigen yang larut di dalamnya akan membasahi flamen insang yang terdapat banyak kapiler darah. Oksigen diikat oleh darah dan karbon dioksida keluar bersama air melalui celah tutup insang.

2.      Pernapasan pada katak

Alat pernapasan katak mengalami perubahan sesuai dengan perjalanan metamorfosisnya. Perkembangan alat pernapasan katak selama metamorfosis tercantum dibawah ini.

a.    Saat fase berudu, alat pernapasanya berupa insang luar
b.    Saat fase katak kecil, alat pernapasannya berupa insang dalam
c.    Saat fase katak dewasa, alat pernapasannya berupa paru-paru, kulit yang basah dan selaput kulit pada rongga mulut. Pada katak, rongga dada dan perut tidak dibatasi diafgrama pernapasan katak berupa pernapasan perut.

3.    Pernapasan pada burung

Sistem pernapasan pada burung tersusun oleh organ-organ pernapasan. Berikut ini susunan organ-organ pernapasan pada burung.
a.    Sepasang lubang hidung yang terletak pada pangkal paruh sebelah atas.
b.    Sepasang lubang hidung dalam langit-langit rongga mulut.
c.    Trake (batang tenggorokan), terdapat pada percabangan (bifurkasi trakea) dan alat suara (siring).
d.    Sepasang paru-paru pada rongga dada
e.    Pundi-pundi udara (saccus pneumaticus) berjumlah 8 atau 9 buah, yaitu pada :
•    Pangkal leher (servikal)
•    Rongga dada depan (toraks anterior)
•    Rongga dada belakang (toraks posterior)
•    Antara tulang selangkang (korakoid) atas dan bawah
•    Rongga perut dan
•    Ketiak sayap
Fungsi pundi-pundi udara diantaranya
•    Membantu pernapasan pada waktu terbang
•    Membantu memperbesar ruang siring, sehingga suara keras
•    Mencegah hilangnya panas badan berlebihan
•    Mengatur berat jenis tubuh saat terbang atau berenang.

Mekanisme pernapasan pada burung terbagi menjadi dua, yaitu saat hinggap dan saat terbang.

a.       Pada saat hinggap

Pada saat hinggap proses pernapasan burung baik inspirasi dan ekspirasi diuraikan berikut ini.
1)    Inspirasi
Tulang rusuk ke depan, sehingga volume rongga dada besar dan tekanan kecil, maka udara masuk lewat hidung ke tenggorokan sampai ke kantong udara dan paru-paru.
2)    Ekspirasi
Tulang rusuk kembali ke posisi semula. Volume rongga dada mengecil dan tekanan besar, sehingga udara keluar dari paru-paru.

b.      Pada saat terbang

Pada saat terbang proses inspirasi dan ekspirasi diuraikan berikut ini.
1)    Inspirasi
Pada saat sayap diangkat, pundi-pundi udara korakoid terjepit dan pundi-pundi udara ketiak mengembang, sehingga udara masuk ke paru-paru.
2)    Ekspirasi
Pada sayap turun, pundi-pundi udara ketiak terjepit dan korakoid mengembang sehingga udara keluar dari paru-paru.