Pengertian Pernapasan
Pengertian Pernapasan – Pada dasarnya pernapasan merupakan serangkaian pengambilan oksigen melalui alat pernapasan dan pengeluaran sisa oksidasi yang berupa karbon dioksida dan uap air. Pernapasan meliputi proses inspirasi dan ekspirasi. Inspirasi adalah pemasukan udara luar ke dalam tubuh melalui alat-alat pernapasan. Ekspirasi merupakan pengeluaran udara pernapasan dari alat pernapasan. Pada beberapa makhluk hidup tingkat tinggi seperti hewan vertebrata dan manusia, masuknya oksigen ke dalam tubuh terjadi melalui perantaraan alat-alat pernapasan. Proses respirasi berlangsung dalam tiga tahap, antara lain berikut ini.
Respirasi Eksternal
Respirasi eksternal adalah proses pertukaran oksigen dan karbon dioksida antara udara di atmosfer dan udara di dalam paru-paru. Hal ini berlaku pada hewan yang hidup di darat. Bagi hewan-hewan yang hidupnya di air, respirasi eksternal merupakan proses pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida antara udara di dalam medium air dan udara dalam insang.
Pengangkutan Gas Oksigen dan Karbon Dioksida
Pengangkutan atau transportasi gas terdiri atas dua proses, yaitu transportasi oksigen dari kapiler paru-paru atau kapiler insang diedarkan ke seluruh sel-sel organisme dan transportasi karbon dioksida dari sel-sel organisme ke kapiler paruparu atau insang.
Pertukaran Udara di atmosfer Udara dalam paru-paru atau insang Pengangkutan O2 dari kapiler paru-paru atau insang Sel organisme Pengangkutan CO2 dari sel organisme Kapiler paru-paru atau insang
Respirasi Internal
Oksigen yang diperoleh dari lingkungan digunakan pada proses pembakaran untuk menghasilkan energi, sedangkan sebagai hasil sampingannya adalah karbon dioksida yang harus dikeluarkan dari tubuh. Proses respirasi internal sering kali disebut sebagai respirasi seluler, karena proses respirasi ini terjadi di dalam sel, yaitu di dalam sitoplasma dan mitokondria. Respirasi internal atau seluler terjadi melalui beberapa tahap, yaitu glikolisis, siklus krebs,dan transport elektron (transfer elektron)yang akan dipelajari di kelas XII.
Organ Pernapasan
Pada mamalia, paru-paru terdiri dari beberapa gelambir. Bronkus memasuki paru-paru kemudian bercabang-cabang sampai akhirnya ke bagian yang menggelembung berdinding tipis, disebut alveoli, selalu basah dan banyak mengandung kapiler darah. Alveoli merupakan tempat pertukaran oksigen dengan karbon dioksida. Jumlah alveoli pada satu paru-paru sangat banyak mencapai puluhan juta sampai ratusan juta. Jumlah alveolus yang banyak memperluas area pertukaran gas di paru-paru. Dengan demikian, permukaan paru-paru yang sangat luas memungkinkan pengambilan oksigen dengan leluasa. Sebagai salah satu anggota mamalia, manusia memiliki paru-paru dengan ciri seperti yang telah diutarakan di atas. Jumlah alveolusnya 300 juta buah, dengan luas jika dibentangkan sekitar 70 m2. Dengan keadaan luas paru-paru seperti itu, maka respirasi menjadi lebih efisien dan perolehan oksigen akan menjamin hidup manusia. Alveolus memiliki dinding yang tipis terbuat dari epitel selapis pipih. Paru-paru manusia dibatasi oleh pleura yang sangat elastis. Demikian pula dengan dinding rongga dada bagian dalam, dibatasi oleh pleura. Di antara pleura paru-paru dengan pleura rongga dada terdapat cairan intrapleura. Tekanan intrapleura lebih rendah daripada tekanan udara luar. Hal ini memudahkan pemasukan volume udara ke rongga dada. Sebelum memasuki rongga dada, udara masuk ke rongga hidung. Di sini rambut hidung menyaring partikel kotoran, debu, atau serangga kecil. Selanjutnya, udara dihangatkan, dilembapkan agar oksigen terlarut, dan dibersihkan sekali lagi oleh mukus (lendir) yang terdapat di permukaan dinding rongga hidung. Membran mukosa yang terdapat di sepanjang rongga hidung sangat banyak mengandung serabut saraf dan pembuluh darah. Keadaan ini sekaligus untuk mendeteksi gas kimiawi yang berasal dari baubauan. Dalam hal ini hidung berperan sebagai alat indra.
Selanjutnya, udara yang telah hangat dan lembab memasuki faring, sebuah saluran sepanjang kurang lebih 10 cm.Faring merupakan penghubung antara rongga mulut, kerongkongan, dan rongga hidung. Meskipun faring merupakan tempat bertemunya saluran pencernaan (esofagus), dari mulut ke lambung dengan saluran udara (trakea, dari hidung ke paru-paru), tidak terdapat masalah yang menyebabkan makanan salah masuk ke tenggorokan atau udara masuk ke kerongkongan, sebab terdapat mekanisme refleks yang mengatur penyalurannya. Jika kita menelan sesuatu, jalan masuk udara ke faring tertutup. Anak tekak atau uvula melipat ke belakang dan menutup bagian atas faring. Sebaliknya jika menarik napas, uvula bergerak ke tempat semula. Dengan demikian, antara saluran pernapasan dan saluran pencernaan tidak saling mengganggu. Namun, adakalanya ketika kita makan sambil berbicara, makanan secara tidak sengaja masuk ke saluran pernapasan sehingga menyebabkan peristiwa tersedak. Saat terjadinya peristiwa tersedak, tubuh akan berusaha untuk mengeluarkan kembali makanan yang masuk secara refleks. Mekanisme menelan dan bernapas diatur sedemikian rupa oleh katupepiglotisserta gerakan ke atas oleh laring sewaktu menelan sehingga saluran ke rongga hidung tertutup rapat dan berjalan normal kembali.
Saluran pernapasan berikutnya adalah laring. Ketika menelan, epiglotis pada laring menutup dan ketika bernapas epiglotis membuka. Oleh karena itu, sulit sekali seseorang menelan makanan sambil bicara. Laring juga menghasilkan suara pada saat udara dihembuskan dari paru-paru. Suara yang merupakan getaran udara muncul dari getaran pita suara yang melintang pada lubang laring, dibantu oleh mulut dan lidah. Dari laring, udara menuju trakea(tenggorokan) yang tersusun atas cincin-cincin tulang rawan. Di ujungnya, trakea bercabang dua menjadi bronki menuju paru-paru kanan dan paru-paru kiri. Di paru-paru, bronki masih bercabang-cabang secara dikotomis menjadi cabang-cabang halus disebut bronkiolus.Dari trakea sampai alveoli terdapat sekitar 23 kali percabangan.
Mekanisme Pernapasan Manusia
Dalam proses bernapas, terhirupnya udara bukan karena aktivitas paru-paru sebab paru-paru tidak memiliki otot untuk berkontraksi, melainkan karena kontraksi sekat diafragma dan otot-otot dada. Terdapat dua mekanisme pernapasan pada manusia, yaitu inspirasi atau inhalasi dan ekspirasi atau ekshalasi.Efisiensi pertukaran udara di paru-paru didukung dengan adanya diafragma,yaitu suatu sekat berotot berbentuk kubah yang membatasi rongga dada dengan rongga perut. Selanjutnya, marilah kita lihat bagaimanakah proses inspirasi dan ekspirasi pada alat pernapasan terjadi!
- Inspirasi dan Ekspirasi. Inspirasi atau inhalasi dikenal sehari-hari sebagai proses menarik napas atau memasukkan udara ke dalam paru-paru, sedangkan ekspirasi atau ekshalasi sama dengan mengembuskan udara dari paru-paru ke luar. Perhatikanlah mekanisme pernapasan berikut ini! a. Inspirasi 1) Otot-otot antartulang rusuk berkontraksi menggerakkan rongga dada sehingga naik dan mengembang. 2) Diafragma berkontraksi dan mendatar. 3) Kedua mekanisme tersebut akan menaikkan volume kapasitas pleura dan menurunkan tekanannya. 4) Udara luar masuk ke dalam paru-paru. b. Ekspirasi 1) Otot antartulang rusuk berelaksasi dan rongga dada turun dan mengempis. 2) Diafragma berelaksasi dan melengkung (diafragma dalam keadaan normal melengkung). 3) Volume dalam rongga pleura menurun, sehingga tekanannya meningkat. 4) Udara ke luar dari paru-paru.
- Volume Udara Pernapasan. Paru-paru dapat menampung sekitar 5.000 ml udara yang disebut kapasitas total paru-paru. Apabila kita bernapas biasa, volume udara yang dapat keluar masuk lebih kurang 500 ml. Udara ini biasa disebut udara tidal. Jika kita menarik napas dalam-dalam maka volume udara yang masih dapat masuk sekitar 1.500 ml. Udara ini disebut udara komplementer. Sebaliknya, udara suplementeradalah jika kita mengembuskan napas sekuat-kuatnya masih dapat mengeluarkan volume udara sebanyak 1.500 ml. Ternyata, setelah kita mengeluarkan udara suplementer volume udara yang masih tersisa di dalam paru-paru kira-kira 1.500 ml. Sisa udara ini disebut udara residu. Kemampuan paru-paru mengeluarkan udara sekuat-kuatnya dan mengambil udara sebanyak-banyaknya disebut dengan kapasitas vital paru-paru. Volume udara ini lebih kurang 3.500 ml.
Perlu anda ingat bahwa tidak semua udara yang masuk ke paru-paru dipergunakan dalam proses pertukaran gas. Terdapat sekitar 150 ml udara yang menempati bagian-bagian saluran pernapasan di luar alveolus. Oleh karena itu, jika setiap menit kita bernapas 12 kali maka udara segar yang mencapai alveolus bukan 500 ml x 12 = 6.000 ml, melainkan (500 – 150) ml x 12 = 4.200 ml. Jumlah ini dinamakan ventilasi alveolar. Kecepatan bernapas dipengaruhi oleh beberapa hal, antara lain suhu, oksigen, dan karbon dioksida.
- Suhu. Pada saat suhu tubuh tinggi, misalnya demam, kecepatan bernapas meningkat.
- Oksigen jika kadar oksigen turun misalnya saat kelelahan setelah lari maka. kecepatan bernapas meningkat.
- Karbon dioksida. Jika kadar karbon dioksida dalam darah meningkat maka kecepatan bernapas akan meningkat.[pi]
