Rangkuman Sistem Pernapasan – salah satu ciri makhluk hidup adalah bernapas. Lalu apakah pernapasan itu? Secara umum, pernapasan (respirasi) merupakan proses menghirup dan mepghembuskan udara. Selanjutnya kita akan bahas tentang sistem respirasi kelas 11 Namun sebelum itu, kita harus tahu dalam fisiologi pernapasan meliputi 2 proses yaitu pernapasan eksternal dan pernapasan internal.
Lalu apakah pernapasan internal dan pernapasan eksternal?
Pernapasan eksternal yaitu rangkaian proses pertukaran oksigen serta pembentukan karbondioksida antara tubuh dan lingkunagan eksternal.
Pernapasan internal yaitu proses metabolism penggunaan oksigen serta pembentukan karbondioksida dan air yang terjadi pada mitokondria di dalam sel (intrasel)
Rangkuman sistem pernapasan kelas 11
Fungsi sistem respirasi
Berikut ini adalah beberapa fungsi sistem respirasi diantaranya adalah
- Pertukaran udara
- mengambil oksigen dari atmosfer/lingkungan ke dalam sel-sel tubuh
- melepaskan karbondioksida yang dihasilkan sel-sel tubuh ke lingkungan
- Jalur pengeluaran air dan panas
- Membantu mempertahankan keseimbangan asam-basa dengan mengubah jumlah CO2 dan H2CO3 sebagai penghasil ion H+
- Memungkinkan berbicara, menyanyi, atau pembentukan vokal
- Merupakan sistem pertahanan terhadap benda asing yang terhirup
- Mengeluarkan, memodifikasi, mengaktifkan/menonaktifkan bahan-bahan yang mengalir melewati sirkulasi paru-paru
- Sebagai indra penciuman (hidung)
Alat respirasi dan fungsinya
1. Hidung : Fungsi
- menyaring partikel --> oleh rambut-rambut hidung dan lapisan mukosa bersilia
- melembabkan dan menghangatkan udara yang masuk--> udara yg terlalu kering akan dilembabkan melalui penguapan cairan mukosa & udara yg terlalu dingin dapat dihangatkan melalui radiasi panas dari kapiler-kapiler darah --> terdapat pada dinding rongga hidung yang disebut konka.
- mematikan kuman --> kuman yang masuk melalui udara akan di matikan oleh leukosit yang terdapat dalam selaput lendir mukosa.
- indra penciuman --> terdapat sel-sel olfaktori
- Faring (tekak) --> merupakan saluran bersama sistem pernapasan dan sistem pencernaan
> terdapat 2 saluran dari faring yaitu trakea (jalan udara) dan esofagus (jalan makanan)
Laring (pangkal tenggorokan)
> saluran udara yang terletak di bagian depan faring
terdapat tonjolan jakun, katup epiglotis, dan pita suara
> Epiglotis adalah tulang rawan yang membantu menutupnya laring pada saat menelan
Pita suara adalah jaringan elastis yang melintang di pintu masuk laring. ada 2 buah pita suara => pita suara palsu (tdk berotot & tdk menghasilkan suara) & pita suara sejati (berotot & menghasilkan suara)
Suara yg dihasilkan akibat lewatnya udara di laring dan menggetarkan lipatan pita suara.
2. Trakea (batang tenggorokan)
- Merupakan saluran lanjutan dari laring
- dibentuk oleh cincin2 tulang rawan => berfungsi untuk mempertahankan bentuk trakea dan supaya trakea tetap terbuka
- bagian dalam trakea dilapisi oleh selaput lendir dari sel-sel epitel bersilia dan sel goblet => silia hanya bergerak menuju laring untuk mengeluarkan partikel & benda asing yang masuk bersama udara pernapasan
3. Bronkus (percabangan trakea)
- merupakan cabang kanan dan kiri trakea
- memiliki struktur yg sama dengan trakea--> terdapat cincin tulang rawan
- bronkus kanan masuk ke paru-paru kanan, bronkus kiri masuk ke paru-paru kiri
4. Bronkiolus (bagian paru-paru)
- merupakan cabang-cabang dari bronkus
- tidak terdapat cincin kartilago
- ujung bronkiolus terdapat alveolus
- Alveolus (bagian paru-paru)
- struktur yg menyerupai kantung kecil yang terbuka pada salah satu sisinya
- dikelilingi oleh pembuluh kapiler => dalam kapiler darah, oksigen diikat oleh hemoglobin dlm eritrosit membentuk oksihemoglobin
- dinding alveolus yang tipis dan lembab mempermudah udara pernapasan melewatinya
- kadar oksigen pada rongga alveolus lebih tinggi daripada kadar oksigen dari sitoplasma, sel darah, dan jaringan tubuh
- tempat pertukaran oksigen dan karbondioksida
5. Pulmo (Paru-Paru)
- organ pernapasan utama yang berpori-pori dan berisi udara --> terletak di rongga dada
paru-paru sebelah kanan terdiri atas 3 lobus (gelambir) dan paru-paru sebelah kiri terdiri atas 2 lobus (gelambir)
- tersusun dari 300 juta alveolus --> adanya alveolus menyebabkan permukaan paru-paru menjadi lebih luas
selaput pembungkus paru-paru disebut PLEURA --> selaput tipis berangkap 2
diantara selaput pleura dan paru-paru terdapat cairan limfa yang berfungsi untuk melindungi paru-paru dari gesekan pada waktu mengembang dan mengempis
Mekanisme Respirasi
- Pernapasan Dada => mekanisme respirasi yang dilakukan oleh otot antar tulang rusuk (otot interkostal)
Fase Inspirasi (penghirupan udara) :
Otot interkostal eksternal kontraksi --> tulang rusuk terangkat shg volume rongga dada bertambah besar --> paru-paru mengembang --> tekanan udara paru-paru mengecil --> udara dari luar masuk ke dalam paru-paru
Fase Ekspirasi (penghembusan udara) :
Otot interkostal eksternal relaksasi --> tulang rusuk turun kembali shg volume rongga dada menyempit --> paru-paru mengempis --> tekanan udara paru-paru menjadi besar --> udara keluar dari paru-paru
- Pernapasan Perut => mekanisme respirasi yang dilakukan oleh otot diafragma
Fase Inspirasi (penghirupan udara) :
Otot diafragma kontraksi --> diafragma yang semula melengkung menjadi datar --> volume rongga dada membesar --> paru-paru mengembang --> tekanan udara paru-paru mengecil --> udara dari luar masuk ke dalam paru-paru
Fase Ekspirasi (penghembusan udara) :
Otot diafragma relaksasi --> difragma kembali melengkung --> volume rongga dada menyempit --> paru-paru mengempis --> tekanan udara paru-paru membesar --> udara keluar dari paru-paru
Frekuensi Pernapasan
Cepat atau lambatnya manusia bernapas dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu :
- umur => semakin bertambah umur semakin rendah frekuensi pernapasan
- jenis kelamin => umumnya laki-laki memerlukan lebih banyak energi dari pada wanita, - sehingga kebutuhan oksigen pun lebih besar
- suhu tubuh => semakin tinggi suhu tubuh, semakin cepat frekuensi pernapasannya
- posisi tubuh => posisi tubuh sangat berpengaruh terhadap frekuensi pernapasan. ini berkaitan dengan beban yang harus ditanggung oleh organ tubuh. Sebagai contoh, posisi berdiri memerlukan lebih banyak energi dibandingkan dengan posisi berbaring
- kegiatan tubuh => orang yang sedang melakukan aktivitas, mis : belajar, memerlukan energi yang lebih banyak daripada orang yang sedang tidur
Udara pada proses pernapasan
Udara yang digunakan dalam pernapasan dapat dibedakan menjadi 6 macam, yaitu :
- Udara pernapasan (UP)/ Tidal Volume => udara yang masuk atau keluar paru-paru sebagai akibat pernapasan biasa. Volumenya sebesar 500cc
- Udara komplementer (UK) => udara yg masih bisa dimasukkan ke dalam paru-paru secara maksimal setelah inspirasi normal. Volumenya kurang lebih 1500cc
- Udara cadangan (UC) => udara yg masih dapat dikeluarkan secara maksimal setelah melakukan ekspirasi normal. Volumenya sebesar 1500cc
- Udara residu (UR) => udara yang masih tersisa di dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi maksimal. Volumenya sekitar 1000cc
- Kapasitas vital paru-paru (KV) => udara yang dapat dihembuskan semaksimal mungkin setelah melakukan inspirasi secara maksimal.
- Kapasitas vital paru-paru adalah: UP + UK + UC
- Volume total paru-paru => volume udara yang dapat tertampung secara maksimal di dalam paru-paru
- Volume total paru-paru adalah : KV + UR
Pertukaran oksigen dan karbon dioksida --> dilakukan melalui dua tahap, yaitu :
Pernapasan Luar (Eksternal)
pertukaran oksigen dari udara bebas dalam rongga alveolus dengan CO2 dalam darah kapiler alveolus.
proses :
pada saat menghirup napas, udara bebas kaya O2 masuk ke dalam paru-paru (alveolus) --> O2 menembus dinding alveolus secara difusi menuju ke darah kapiler --> di saat yg bersamaan, CO2 dalam darah kapiler dilepaskan ke rongga alveolus.
darah kapiler masuk ke paru-paru dengan mengangkut banyak CO2 dalam bentuk ion bikarbonat (HCO3) yang kemudian dikeluarkan ke udara bebas.
setelah CO2 dikeluarkan, maka darah kapiler akan tertinggal sedikit CO2, dan menyebabkan terjadi reaksi : H + HCO3 --> H2CO3 (asam karbonat) --> H2O + CO2.
Reaksi ini dipercepat oleh enzim karbonat anhidrase
hemoglobin (Hb) melepaskan ion H yg diangkutnya
Hb yg telah lepas ion H nya, akan mengikat oksigen yg berdifusi dari udara bebas dalam alveolus ke dalam darah kapiler menjadi HbO2 (OKSIHEMOGLOBIN) => peristiwanya disebut DEOKSIGENASI
Pernapasan Dalam (Internal)
pertukaran oksigen dari kapiler darah dan CO2 dari sel-sel jaringan tubuh. Oksigen dari sel-sel darah keluar dan berdifusi menuju ke jaringan tubuh, sebaliknya CO2 dari jaringan tubuh berdifusi ke sel-sel darah
Proses :
dari alveolus, oksigen diangkut oleh darah dalam bentuk oksihemoglobin (HbO2) --> dibawa ke jaringan --> oksigen pada oksihemoglobin dilepaskan ke dalam cairan sel jaringan tubuh --> oksigen berdifusi ke cairan sel jaringan tubuh.
dalam jaringan, oksigen tersebut akan digunakan untuk oksidasi biologis sel menyebabkan kadar CO2 dalam jaringan tubuh tinggi --> Hb yang telah membebaskan oksigen akan mengikat CO2 dalam bentuk HbCO2 (KARBOMINOHEMOGLOBIN).
Pengangkutan CO2 oleh darah terdapat beberapa cara, yaitu :
sebagian besar (60%-70%) diangkut dalam bentuk HCO3 (ion bikarbonat) oleh plasma darah
kurang lebih 25% diikat oleh gugus asam amino dari Hb membentuk karbominohemoglobin (HbCO2).
sebagian kecil (6%-10%) diangkut oleh plasma darah dalam bentuk senyawa asam karbonat (H2CO3)
Gangguan Pada Sistem Pernapasan
- Asidosis => gangguan fisiologis yang terjadi karena gagalnya paru-paru mengeluarkan seluruh CO2 dalam tubuh sehingga mengakibatkan darah menjadi terlalu asam karena kadar CO2 dalam darah tinggi.
- Pembengkakan kelenjar limpa => disepanjang saluran pernapasan terdapat kalenjar limfa seperti : amandel, polip, dan adenoid yang dapat membengkak dan menimbulkan gangguan
- Bronkitis => peradangan pada trakea, bronkus, bronkiolus
- Asma => menyempitnya saluran pernapasan yang terjadi karena otot polos penyusun dinding saluran berkontraksi terus-menerus yang mengakibatkan pelebaran saluran pernapasan terganggu
- Renitis => radang pada rongga hidung
- Sinusitis => peradangan pada sebelah atas rongga hidung
- Pneumonia => radang dinding alveolus yang disebabkan infeksi bakteri Diplococcus pneumonia
- Tuberkulosis (TBC) => tumbuhnya bintil-bintil kecil pada dinding alveolus disebabkan oleh infeksi Mycobacterium tuberculosis
Paru-paru basah & tenggelam => alveolus kemasukan air
- Asfiksi => gangguan proses pernapasan oksigen ke jaringan dan penggunaannya oleh -jaringan
- Faringitis => infeksi pada faring oleh kuman penyakit
- Tonsilitis => radang karena infeksi oleh bakteri tertentu pada tonsil
- Difteri => infeksi yang disebabkan oleh bakteri Corynebacterium diphteriae menyerang saluran pernapasan atas
- Emfisema => alveolus mengalami perluasan berlebihan dan mengakibatkan menggelembungnya paru-paru
- Kanker paru-paru & Kanker laring => umumnya menyerang perokok
Komponen Rokok :
- Tar => substansi hidrokarbon yang bersifat lengket dan menempel pada paru-paru
- Nikotin => zat adiktif yang mempengaruhi saraf dan peredaran darah dan bersifat karsinogenik
- Karbon monoksida => mengikat hemoglobin dalam darah sehingga darah tidak mampu mengingkat oksigen
Selain ketiga komponen tersebut terdapat zat-zat beracun lainnya, seperti : asam asetat, butana, kadmium, asam stearat, toluene, amonia, arsenik, metanol, metana.
Pernapasan Pada Hewan
Serangga
Alat pernapasan berupa pembuluh trakea
Udara masuk dan keluar melalui lubang kecil yang disebut spirakel --> pembuluh trakea memanjang dan bercabang untuk mengantarkan oksigen ke jaringan tubuh
Pengangkutan O2 dan CO2 tidak memerlukan bantuan sistem transportasi (darah) karena darahnya tidak mengandung hemoglobin
Burung
memiliki siring (alat suara) yang terletak pada percabangan batang tenggorokan (bifurkasi trakea)
paru-paru burung berwarna merah muda yang terdapat dalam rongga dada. Paru-paru yang ukurannya relatif kecil ini dihubungkan dengan kantung hawa.
Fungsi kantung hawa adalah :
- membantu pernapasan, terutama pada waktu terbang
- memperbesar ruang siring, sehingga memperkeras suara
- mencegah hilangnya panas badan secara berlebihan
- mengatur berat jenistubuh pada saat burung terbang
- Mekanisme pernapasan burung saat hinggap/istirahat
menggunakan paru-paru
Mekanisme pernapasan burung saat terbang
Inspirasi : pada saat sayap diangkat, pundi hawa antartulang korakoid terjepit, sedangkan pundi hawa ketiak mengembang, sehingga udara masuk ke pundi hawa ketiak.
Ekspirasi : pada saat sayap diturunkan, pundi hawa ketiak terjepit, sedangkan pundi hawa antartulang korakoid mengembang.
