Respirasi

22.20 |

BAB 2.

SISTEM PERNAFASAN (RESPIRASI)

Pengertian Pernafasan

Proses pengambilan gas oksigen dari lingkungan dan pengeluaran karbon dioksida dari dalam tubuh makhluk hidup. Proses pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida berlangsung secara difusi.

Respirasi dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu :
1. Respirasi Luar :pertukaran antara O2 dan CO2 antara darah dan udara.
2. Respirasi Dalam :pertukaran O2 dan CO2 dari aliran darah ke sel-sel tubuh.

Pernapasan Pada Manusia

v Mekanisme Pernafasan

1. Respirasi / Pernapasan Dada
- Otot antar tulang rusuk luar berkontraksi atau mengerut
- Tulang rusuk terangkat ke atas
- Rongga dada membesar yang mengakibatkan tekanan udara dalam dada kecil sehingga udara masuk ke dalam badan.

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

a.Fase inspirasi : berkontraksinya otot antartulang rusuk 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 : kembalinya otot antara tulang rusuk ke posisi semula yang dikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan luar, sehingga udara dalam rongga dada yang kaya karbon dioksida keluar.

2. Respirasi / Pernapasan Perut
- Otot difragma pada perut mengalami kontraksi
- Diafragma datar
- Volume rongga dada menjadi besar yang mengakibatkan tekanan udara pada dada mengecil sehingga udara pasuk ke paru-paru.

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

a.Fase inspirasi : 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 relaksasi atau kembalinya otot diaframa ke posisi semula yang dikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan luar, sehingga udara dalam rongga dada yang kaya karbon dioksida keluar.

v Alat Pernafasan Manusia

http://blog.uad.ac.id/yessy/files/2011/12/pulmo.jpg

Alat-alat pernafasan pada manusia terdiri dari rongga hidung, faring, laring, trakea (batang tenggorok), bronkus (cabang batang tenggorok), bronkiolus ( cabang-cabang dari cabang batang tenggorok), dan pulmo (paru-paru).

a. Rongga Hidung

Hidung merupakan organ pernapasan yang terletak di luar tubuh yang tersusun dari tulang rawan. Sekat yang terdapat di antara lubang hidung disebut septum nasalis. Pada dinding lateral hidung terdapat tiga tonjolan, yaitu konka nasalis superior, inferior, dan media. Bagian atas rongga hidung terdapat daerah olfaktori yang merupakan daerah pembau karena mengandung sel-sel pembau Yang merupakan saraf otak (nervus olfaktori).

http://1.bp.blogspot.com/--N3aeHoObBY/ToICtx2_hkI/AAAAAAAAAA0/bEX47AcUND0/s320/smell5.jpg

Fungsi rongga hidung dalam pernapasan, antara lain :

1) Menghangatkan udara

2) Melembapkan udara.
3) Membersihkan udara.

b. Faring

Faring merupakan percabangan dua saluran, yaitu saluran pernapasan ( nasofaring) yang terletak di depan dan saluran pencernaan (orofaring) yang terletak di belakang. Faring terletak di belakang rongga hidung dan mulut. Fungsi faring adalah sebagai jalan masuk udara dan makanan.

c. Laring

Laring merupakan saluran tersusun dari tulang-tulang rawan dan terletak di antara faring dan trakea. Epiglotis berfungsi untuk mengatur masuknya udara atau makanan agar tidak salah masuk ke sistem pernapasan atau pencernaan.

d. Trakea (batang tenggorok)

Trakea merupakan saluran yang lurus dan panjang (+/- 10cm), tersusun dari tulang-tulang rawan. Bagian dalam rongga terdapat banyak silia yang berfungsi untuk menyaring benda-benda asing yang masuk ke trakea.

e. Bronkus (cabang batang tenggorok)

Trakea bercabang ke kanan dan ke kiri. Cabang ini disebut bronkus. Bronkus tersusun dari tulang rawan dengan bentuk yang tidak teratur.

f. Bronkiolus

Bronkus bercabang lagi membentuk cabang yang lebih kecil disebut bronkiolus. Bronkiolus terletak di dalam paru-paru dan dindingnya tipis.

g. Pulmo (paru-paru)

Paru-paru terdapat di dalm rongga dada bagian atas. Paru-paru terdiri dua bagian, yaitu paru-paru kanan (pulmo dekster) terdiri tiga lobus/bronkiolus dan paru-paru kiri (pulmo sinister) terdiri dua lobus/bronkiolus. Bronkiolus ini bercabang-cabang lagi membentuk gelembung udara yang disebut alveolus.

Alveolus merupakan tempat terjadinya pertukaran udara secara difusi karena mengandung banyak kapiler darah. Paru-paru dibungkus dua selaput tipis yang disebut pleura. Selaput dalam disebut pleura dalam (viscelaris) dan selaput luar disebut pleura luar (parietalis).

http://3.bp.blogspot.com/-YQ2fTAar0sM/ToIDnEDXUNI/AAAAAAAAAA8/o016EpzLSNw/s1600/paru-paru.jpg

v Pertukaran Gas dalam Alveolus

Oksigen yang diperlukan untuk oksidasi diambil dari udara yang kita hirup pada waktu kita bernapas. Pada waktu bernapas udara masuk melalu saluran pernapasan dan akhirnyan masuk ke dalam alveolus. Oksigen yang terdapat dalam alveolus berdifusi menembus dinding sel alveolus. Akhirnya masuk ke dalam pembuluh darah dan diikat oleh hemoglobin yang terdapat dalam darah menjadi oksihemoglobin. Selanjutnya diedarkan oleh darah ke seluruh tubuh.

Oksigennya dilepaskan ke dalam sel-sel tubuh sehingga oksihemoglobin kembali menjadi hemoglobin. Karbondioksida yang dihasilkan dari pernapasan diangkut oleh darah melalui pembuluh darah yang akhirnya sampai pada alveolus Dari alveolus karbon dioksida dikeluarkan melalui saluran pernapasan pada waktu kita mengeluarkan napas.
Dengan demikian dalam alveolus terjadi pertukaran gas yaitu oksigen masuk dan karnbondioksida keluar.

v Proses Pernapasan

Menarik napas disebut inspirasi dan mengeluarkan napas disebut ekspirasi.
Pada waktu menarik napas, otot diafragma berkontraksi. Semula kedudukan diafragma melengkung keatas sekarang menjadi lurus sehingga rongga dada menjadi mengembang. Akibat mengembangnya rongga dada, maka tekanan dalam rongga dada menjadi berkurang, sehingga udara dari luar masuk melalui hidung selanjutnya melalui saluran pernapasan akhirnya udara masuk ke dalam paru-paru, sehingga paru-paru mengembang.
Pengeluaran napas disebabkan karena melemasnya otot diafragma dan otot-otot rusuk dan juga dibantu dengan berkontraksinya otot perut. Diafragma menjadi melengkung ke atas, tulang-tulang rusuk turun ke bawah dan bergerak ke arah dalam, akibatnya rongga dada mengecil sehingga tekanan dalam rongga dada naik. Dengan naiknya tekanan dalam rongga dada, maka udara dari dalam paru-paru keluar melewati saluran pernapasan.

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiqUoehqstJRGEa5nu1YA6eCOsxZX2unAUvBJk1eB2eTXlYH1KPxilWQPoUYr3ge_MF0p9lIGrGI1C04n4P_3HYKG6GRA01ZByaItqLb7KtT683OGW-x97QQsuCyhSAiGe76tkDH1nMtjdW/s320/sistem.jpg

v Volume Udara Penafasan

a.Udara pernafasan, yaitu udara yang dihirup dan dikeluarkan dalam keadaan basah (sekitar 500 cc).

b.Udara komplementer, yaitu udara sebanyak 1.500 cc yang masih dapat dihirup lagi dengan cara inspirasi yang maximum, setelah inspirasi biasa.

c.Udara suplementer(cadangan), yaitu banyaknya udara yang masih dapat dikeluarkan setelah ekspirasi biasa . Jumlah volume udaranya +/- 1.500 cc

d.Udara residu, yaitu banyak nya udara yang masih tersisa dalam paru paru setelah melakukan ekspirasi sekuat kuatnya yang tidak dapat dihembus lagi. Jumlah volume udaranya -/+ 1000 cc

e. Kapasitas vital paru paru, yaitu banyaknya udara yang keluar masuk paru paru saat melakukan ekspirasi sekuat kuatnya .jumlah volume udaranya -/+ 3500 cc.

f. Volume total paru-paru, yaitu volume udara yang dapat ditampung paru-paru semaksimal mungkin .(-/+ 4.500 cc).

Pernapasan Pada Hewan

1.Respirasi pada Amoeba (bersel tunggal)
Berdifusi secara langsung dari lingkungan ke dalam tubuhnya. Di dalam mitokondria, O2 akan mengoksidasi zat makanan, dan akan menghasilkan energi dan sisa oksidasi berupa
air dan CO2. CO2 akan dikeluarkan dari tubuh melalui difusi pula yang arahnya berlawanan dengan O2.

2. Respirasi pada Serangga

Respirasi serangga didukung oleh trakea/corong hawa. Corong hawa ini bermuara pada lubang kecil yang disebut spirakel, yang terletak berpasangan pada setiap segmen.Untuk dapat mencapai jaringan,trakea mempunyai cabang-cabang halus yang disebut
trakeolus.Pada trakeolus ini pertukaran gas terjadi, sehingga trakeolus berfungsi seperti kapiler darah.

3. Respirasi pada Ikan

Ikan merupakan hewan vertebrata yang hidup di air dan menggunakan insang sebagai alat respirasinya. Disamping itu ada pula ikan yang bernafas menggunakan gelembung renang (polmosis).

http://gurungeblog.files.wordpress.com/2008/11/pernafasan-ikan.gif?w=300&h=266

a. Respirasi pada ikan bertulang sejati
Tiap lembaran insang terdiri dari sepasang filament. Pada filament terdapat pembuluh darah, yang memungkinkan O2 dapat berdifusi masuk dan melepaskan CO2 keluar. Pada ikan bertulang sejati mempunyai operculum (tutup insang).

b. Respirasi pada ikan bertulang rawan
Ikan tidak mempunyai operculum. Perubahan volume rongga mulut disebabkan oleh
gerakan naik turunnya otot dasar mulut. Bila otot dasar mulut bergerak ke bawah
rongga mulut membesar, tekanan kecil, air mengalir ke rongga mulut. Bila otot dasar
mulut bergerak ke atas, volume rongga mulut kecil, tekanan besar, air mengalir
melalui celah insang. Terjadilah pertukaran gas O2 dan CO2.

c. Respirasi pada ikan paru-paru
Pada ikan, disamping insang juga mempunyai gelembung renang yang dikelilingi oleh pembuluh darah, sehingga memungkinkan terjadinya difusi gas.
Dengan adanya gelembung renang, dapat membantu respirasi ikan, apabila lingkungan
tidak menguntungkan, misalnya kekurangan air.

4. Respirasi pada Katak
Pada saat berudu bernafas dengan insang. Lambat laun insang mengalami perubahan dari
insang ke kulit, selaput rongga mulut dan paru-paru. Respirasi dengan menggunakan kulit

berlangsung di darat dan di air. Paru-paru katak berupa kantong tipis, banyak dikelilingi pembuluh darah.

http://gurungeblog.files.wordpress.com/2008/11/pernafasan-katak.gif?w=300&h=293

5. Respirasi pada Burung
Didukung oleh : lubang hidung, trakea, paru-paru dan kantong hawa.
Cara pengambilan udara :

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjCJVLcHJSf_5H1NdEEaNgMEoE8wHp-sTeRgz4Hj3dt2B1I_uWwXJtJkd1CSa2detnbmcBzl-7L0QUR2WibFBOOK9kSYGhvJe1B9cMQfLIEex18MtAKu8pOTWJAXffksnOJ9rUjGcFwMUU/s400/ill_bird_airsacs.gif

a. Waktu istirahat (tidak terbang)
Tulang rusuk bergerak ke depan, rongga dada membesar, tekanan kecil, udara
masuk ke paru-paru. Tulang rusuk kembali ke posisi semula, menyebabkan rongga dada mengecil,tekanan dalam paru-paru besar, udara keluar. Pada burung difusi gas
dapat terjadi pada fase inspirasi dan ekspirasi.

b. Waktu terbang
Yang berperan penting adalah pundi-pundi udara karena otot penggerak rongga dada
tidak berfungsi.
a. Saat sayap diangkat, pundit udara antar tulang korakoid terjepit, sedangkan pundit
hawa di ketiak mengembang, tekanannya kecil, sehingga udara masuk ke pundit-
pundi hawa ketiak. Terjadilah inspirasi.
b. Saat sayap turun, pundit hawa di ketiak terjepit, tekanannya menjadi besar.
Punditpundi hawa antar tulang korakoid mengembang, sehingga proses ekspirasi
terjadi

Pernafasan Pada Tumbuhan

v Alat Respirasi tumbuhan

1. Stomata

Stomata atau mulut daun terdiri atas celah atau lubang yang dikelilingi oleh dua sel penjaga dan terletak di daun. Stomata berfungsi sebagai tempat pertukaran gas pada tumbuhan, sedangkan sel penjaga berfungsi untuk mengatur, membuka dan menutupnya stomata.

2. Lentisel

Pada tumbuhan dikotil, selain kambium intervasikuler yang membentuk xilem dan floem sekunder ada juga kambium gabus yang menghasilkan parenkima gabus dan lapisan gabus. Lapisan gabus akan menggantikan epidermis.

3. Rambut Akar

Selain untuk menghisap air dan garam-garam mineral, rambut akar berfungsi sebagai alat pernapasan. Sel-sel rambut akar akan mengambil oksigen pada pori-pori tanah.

4. Alat Pernapasan Khusus

Kemampuan tumbuhan beradaptasi terhadap lingkungan menghasilkan alat pernapasan khusus. Contoh:

Tumbuhan bakau yang hidup di lingkungan air laut mempunyai akar yang tumbuh ke atas permukaan tanah untuk memperoleh oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida. Akar tersebut disebut akar napas.

v Pertukaran Gas

Pertukaran gas secara keseluruhan berlangsung secara difusi. Difusi merupakan perpindahan zat dari larutan pekat ke larutan encer. Oksigen akan masuk ke dalam sel tumbuhan secara difusi melalui ruang antar sel, dinding sel, membran sel, dan akhirnya masuk ke dalam sel.

v Proses Respirasi

Respirasi merupakan proses penguraian senyawa organik menjadi air dan karbondioksida untuk memperoleh energi dengan bantuan oksigen. Proses keseluruhan dapat dirangkum sebagai berikut:

Senyawa organik + oksigen –> karbon dioksida + air + energi

Faktor faktor yang mempengaruhi laju respirasi

1. Ketersediaan substrat

Karbohidrat merupakan substrat respirasi utama yang terdapat dalam sel tumbuhan tinggi. Tumbuhan dengan kandungan substrat yang rendah akan melakukan respirasi dengan laju yang rendah pula.

2. Ketersediaan oksigen

Ketersediaan oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, namun besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing spesies dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama.

3. Suhu

Semakin tinggi suhu, semakin tinggi laju respirasi

4. Tipe dan umur tumbuhan

Tumbuhan muda menunjukkan laju respirasi yang lebih tinggi dibanding tumbuhan yang tua. Demikian pula pada organ tumbuhan yang sedang dalam masa pertumbuhan.

Gangguan Pernafasan

1. Asma

Asma adalah gangguan pada organ pernapasan berupa penyempitan saluran pernapasan akibat reaksi terhadap suatu rangsangan tertentu. Hal-hal yang dapat memicu timbulnya serangan asma diantaranya seperti serbuk sari bunga, debu, bulu binatang, asap, udara dingin dan olahraga.

2. Bronkhitis

Bronkitis adalah suatu peradangan pada bronkus (saluran udara ke paru-paru).

Penyakit ini biasanya bersifat ringan dan pada akhirnya akan sembuh sempurna, tetapi pada penderita yang memiliki penyakit menahun (misalnya penyakit jantung atau penyakit paru-paru) dan pada usia lanjut, bronkitis bisa bersifat serius.

3. Influensa

Influensa atau flu adalah penyakit menular yang disebabkan oleh virus influensa. Penyakit ini ditularkan melalui udara melalui bersin dari si penderita. Pada manusia, gejala umum yang terjadi adalah demam, sakit tenggorokan, sakit kepala, hidung tersumbat dan mengeluarkan cairan, batuk, lesu serta rasa tidak enak badan.

4. Flu burung

Flu burung atau avian influenza adalah penyakit menular yang disebabkan oleh virus yang biasanya menjangkiti burung dan mamalia. Penyebab flu burung adalah virus influensa tipe A yang menyebar antar unggas.

5. Flu babi (Swine influenza)

Flu babi adalah kasus-kasus influensa yang disebabkan oleh virus Orthomyxoviridae yang biasanya menyerang babi. Gejala virus termasuk demam, disorientasi, kekakuan pada sendi, muntah-muntah, dan kehilangan kesadaran yang berakhir pada kematian

6. Asbestosis

Asbestosis adalah suatu penyakit saluran pernapasan yang terjadi akibat menghirup serat-serat asbes, dimana pada paru-paru terbentuk jaringan parut yang luas.

7. Faringitis

Faringitis adalah suatu penyakit peradangan yang menyerang tenggorokkan atau faring. Kadang juga disebut sebagai radang tenggorokan. Radang ini bisa disebabkan oleh virus atau kuman, pada saat daya tahan tubuh lemah.

8. TBC

Penyakit TBC adalah suatu penyakit infeksi yang disebabkan oleh bakteri Mikobakterium tuberkulosa. TBC dapat menginfeksi hampir seluruh organ tubuh seperti: paru-paru, otak, ginjal, saluran pencernaan, tulang, kelenjar getah bening, dan lain-lain, meskipun demikian organ tubuh yang paling sering terkena yaitu paru-paru.

9. Emfisema

Emfisema disebabkan karena hilangnya elastisitas alveolus. Pada penderita emfisema, volume paru-paru lebih besar dibandingkan dengan orang yang sehat karena karbondioksida yang seharusnya dikeluarkan dari paru-paru terperangkap didalamnya.

Gejala:Sesak napas dalam waktu lama dan tidak dapat disembuhkan dengan obat pelega yang biasa digunakan penderita sesak napas.

10. Kanker Paru-Paru

Penyebab utamanya adalah asap rokok yang mengandung banyak zat beracun dan dihisap masuk ke paru-paru dan telah terakumulasi selama puluhan tahun menyebabkan mutasi pada sel saluran napas dan menyebabkan terjadinya sel kanker

Gejala: Batuk, sakit pada dada, sesak napas, batuk berdarah, dll.

11. Pneumonia

Pneumonia merupakan infeksi yang terjadi pada jaringan paru (parenkim) yang disebabkan oleh bakteri, virus atau jamur. Umumnya disebabkan oleh bakteri streptokokus (Streptococcus) dan bakteri Mycoplasma pneumoniae.

Gejala: Batuk berdahak dengan dahak kental dan berwarna kuning, sakit pada dada, dan sesak napas juga disertai demam tinggi.