RESPIRASI MAKHLUK HIDUP

Bernafas merupakan salah satu ciri mahluk hidup di dunia ini,baik hewan maupun manusia akan mati jika tidak dapat bernafas lagi. Pernafasan adalah proses pertukaran gas antara mahuk hidup dengan lingkungan. Dalam proses pernafasan,oksigen merupakan zat kebutuhan utama. Oksigen untuk pernafasan diperoleh dari lingkungan sekitar. Oksigen diperlukan untuk oksidasi(pembakaran) zat makanan,yaitu gula (glukosa). Proses aksidasi makan bertujuan untuk menghasilkan energi. Energi yang dihasilkan digunakan untuk aktivitas hidup,misalnya pertumbuhan,mempertahankan suhu tubuh,pembakaran sel-sel tubuh,dan kontraksi otot. Sellain menghasillkan energi,pernapasan juga menghasilkan karbon dioksida dan uap air.

Ada dua macam pernapasan yaitu pernapasan ekstetrnal (luar) dan internal (dalam). Pernapasan luar meliputi proses pengambilan O₂ dan pengeluaran CO₂ dan uap iar antara organisme dengan lingkungannya. Pernapasan internal disebut juga pernapasan seler karena pernapasan ini terjadi di dalam sel,yaitu di dalam sitoplasma dan mitokondria.

Pernapasan seluler melalui tiga tahap,yaitu glikolisi,siklus krebs,dan tranpor elektron.

A.      Pengertian Respirasi

Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan.

B.     Alat –alat pernapasan pada tubuh mausia

Pada manusia organ pernapsan utamanya adalah paruparu (pulmo) dan dibantu oleh alat-alat pernapsan lain.jaur udara pernapsan untuk menuju sel-sel tubuh adalah:

Rongga hidung        faring     laring      trakea       brokkus     paru-paru     alveolus     se-sel tubuh

Udara  masuk ke dalam paru-paru melalui alat-alat pernapasan yang terdiri atas ronggan hidung, pangkal tenggorokan(laring), cabang tenggorokan (bronkus), dan paru-paru.

1.          Rongga Hidung

Udara masuk melalui hidung menuju rongga hidung. Ronga hidung dilenngkpi dengan indra pembau, rambut, dan berlapis lendir. Di dalam ronggan hidung udara di bersihkan,dihangatkan,dan dilembabkan. Udara dari luar akan masuk lewat rongga hidung (cavum nasalis). Rongga hidung berlapis selaput lendir, di dalamnya terdapat kelenjar minyak (kelenjar sebasea) dan kelenjar keringat (kelenjar sudorifera). Selaput lendir berfungsi menangkap benda asing yang masuk lewat saluran pernapasan dan menggerakkan partikel partikel halus kearah faring. Sel golbet dan kelenjar serous yang berfungsi melembabkan udara yang masuk. Selain itu, terdapat juga rambut pendek dan tebal yang berfungsi menyaring partikel kotoran yang masuk bersama udara. Juga terdapat konka yang mempunyai banyak kapiler darah yang berfungsi menghangatkan udara yang masuk.

2.    Faring (Tenggorokan)

Udara dari rongga hidung masuk ke faring (rongga tekak). Faring merupakan persimpangan jalan antara jalan napas dengan jalan makan. Percabangan pada faring meliputi, nasofaring / saluran pernapasan (terdapat pharyngeal tonsil dan Tuba Eustachius) pada bagian depan, Orofaring / sa;uran pencernaan (merupakan pertemuan rongga mulut dengan faring,terdapat pangkal lidah), dan Laringofaring(terjadi persilangan antara aliran udara dan aliran makanan).

3.      Laring

Terdiri dari tiga struktur yang penting

-         Tulang rawan krikoid

-         Selaput/pita suara

-         Epilotis

-         Glotis

Pada bagian belakang faring (posterior) terdapat laring (tekak) tempat terletaknya pita suara (pita vocalis). Masuknya udara melalui faring akan menyebabkan pita suara bergetar dan terdengar sebagai suara. Makan sambil berbicara dapat mengakibatkan makanan masuk ke saluran pernapasan karena saluran pernapasan pada saat tersebut sedang terbuka. Walaupun demikian, saraf kita akan mengatur agar peristiwa menelan, bernapas, dan berbicara tidak terjadi bersamaan sehingga mengakibatkan gangguan kesehatan. Mekanisme menelan dan bernapas ini telah diatur sedemikian rupa dengan semacam katup epiglotis serta gerakan laring ke atas sewaktu menelan, sehingga saluran ke rongga hidung (saluran pernapasan) tertutup rapat.          

4.      Trakea

Terletak pada leher di depan kerongkongan (esofagus). Udara yang masuk trakea mengalami penyaringan dari debu dan benda-benda asing. Trakea merupakan pipa silider dengan panjang ± 11 cm, berbentuk ¾ cincin tulang rawan seperti huruf C. Bagian pangkal trakea selalu dalam keadaan terbuka. Di daerah dada, trakea bercanbang dua; satu ke kiri dan satu ke kanan, yang disebut bronkus. Tempat percabangan ini disebut bifurkasi. Dinding batang tenggorok (trakea) dan dinding bronkus (cabang batang tenggorok) terdiri atas tiga lapis sel. Lapisan-lapisan itu berturut-turut dari dalam adalah lapisan epitelium (bersilia dan berlendir), lapisan cincin tulang rawan dengan otot polos dan lapisan terluar yang terdiri dari jaringan pengikat.

5.      Bronkus

Trakea bercabang pada dua bronkus menuju ke paru-paru kiri dan kanan. Bronkus bercabang–cabang lagi membentuk bronkiolus. Bronkus sebelah kanan bercabang menjadi tiga bronkeolus,s edangkan bronkus sebelah kiri bercabang menjadi dua bronkiolus. Brochus kanan lebih pendek, lebar dan lebih dekat dengan trachea. Bronchus kanan bercabang menjadi : lobus superior, medius, inferior. Brochus kiri terdiri dari : lobus superior dan inferior. Bronkus berbentuk pipa yang tersusun atas tulang rawan seperti pada trakea.      

6.      Paru-paru, Bronkiolus, dan Alveolus

Paru-paru terletak di dalam rongga dada bagian atas, di bagian samping dibatasi oleh otot dan rusuk dan di bagian bawah dibatasi oleh diafragma yang berotot kuat. Paru-paru ada dua bagian yaitu paru-paru kanan (pulmo dekster) yang terdiri atas 3 lobus dan paru-paru kiri (pulmo sinister) yang terdiri atas 2 lobus. Paru-paru dibungkus oleh dua selaput yang tipis, disebut pleura. Selaput bagian dalam yang langsung menyelaputi paru-paru disebut pleura dalam (pleura visceralis) dan selaput yang menyelaputi rongga dada yang bersebelahan dengan tulang rusuk disebut pleura luar (pleura parietalis). Antara selaput luar dan selaput dalam terdapat rongga berisi cairan pleura yang berfungsi sebagai pelumas paru-paru. Cairan pleura berasal dari plasma darah yang masuk secara eksudasi. Dinding rongga pleura bersifat permeabel terhadap air dan zat-zat lain.                                                       Paru-paru tersusun oleh bronkiolus, alveolus, jaringan elastik, dan pembuluh darah. Paru-paru berstruktur seperti spon yang elastis dengan daerah permukaan dalam yang sangat lebar untuk pertukaran gas.                                                Di dalam paru-paru, bronkiolus bercabang-cabang halus dengan diameter ± 1 mm, dindingnya makin menipis jika dibanding dengan bronkus. Bronkiolus tidak mempunyi tulang rawan, tetapi rongganya masih mempunyai silia dan di bagian ujung mempunyai epitelium berbentuk kubus bersilia. Pada bagian distal kemungkinan tidak bersilia. Bronkiolus berakhir pada gugus kantung udara (alveolus).

Alveolus terdapat pada ujung akhir bronkiolus berupa kantong kecil yang salah satu sisinya terbuka sehingga menyerupai busa atau mirip sarang tawon. Oleh karena alveolus berselaput tipis dan di situ banyak bermuara
kapiler darah maka memungkinkan terjadinya difusi gas pernapasan.

A.     Proses pernapasan

Pernapasan adalah suatu proses yang terjadi secara otomatis walau dalam keadaan tertidur sekalipun karena sistem pernapasan dipengaruhi oleh susunan saraf otonom. Menurut tempat terjadinya pertukaran gas maka pernapasan dapat dibedakan atas 2 jenis, yaitu pernapasan luar dan pernapasan dalam.                                             Pernapasan luar adalah pertukaran udara yang terjadi antara udara dalam alveolus dengan darah dalam kapiler, sedangkan pernapasan dalam adalah pernapasan yang terjadi antara darah dalam kapiler dengan sel-sel tubuh.                          Masuk keluarnya udara dalam paru-paru dipengaruhi oleh perbedaan tekanan udara dalam rongga dada dengan tekanan udara di luar tubuh. Jika tekanan di luar rongga dada lebih besar maka udara akan masuk. Sebaliknya, apabila tekanan dalam rongga dada lebih besar maka udara akan keluar.

Mekanisme pernapsan meliputi 2 fase sebagai berkut:

1.      Fase inspirasi, yaitu pemasukan udara luar ke dalam paru-paru.

2.      Fase ekspirasi, yaitu pengeluaran udara dari paru-paru ke lingkungan.

Proses pernapasan tersebut diatur oleh otot diafragma dan otot antar tulang rusuk, berdasarkan kerja otot tersebut, maka pernapasan dibedakan menjai dua,yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut.

a.       Pernapasan dada

Pernapasan dada terjadi karena gerakan tulang-tulang rusuk oleh otot-otot antar tulang rusuk (interkostal).

1)      Fase inspirasi: otot antartulang rusuk berkontraksi,tulang rusuk dan tulang dada terangkat ke depan, rongga dada mengembang, paru-paru membesar, tekanan udara dalam paru-paru mengecil, akibatnya udara dari luar masuk.

2)      Fase ekspirasi:otot antar tulag rusuk relaksasi, tulang rusuk dan tulang dada relaksasi (kembali seperti semula), rongga dada mengecil, paru-paru mengempis, tekanan udara dalam paru-paru membesar, akibatnya udara dari dalam paru-paru keluar.

b.      Pernapasan perut

Pernapasan perut terjadi karena gerakan otot diafragma (sekat rongga badan yang membatasi rongga dada dan rongga perut).

1)      Fase inspirasi: otot diafragma berkontraksi, diafragma mendatar, rongga dada membesar, paru-paru mengembang, akibatnya udara dari luar masuk.

2)      Fase ekspirasi: otot diafragma relaksasi, diafragma melengkug ke atas, rongga dada mengecil, paru-paru mengempis, tekanan udara dalam paru-paru membesar, akibatnya udara dari dalam paru-paru keluar.

Tersedak dan bersin merupakan ekspirasi yang mendadak oleh pengerutan secara tiba-tiba dari otot-otot perut. Hal ini terjadi karena sistem pernapasan berusaha dalam saluran pernapasan.

Tekanan udara dalam paru-paru selalu berubah pada setiap gerakan pernapsan. Pada saat inspirasi, tekana udara turun 1-2 mm Hg. Pada saat ekpirasi tekanan udara dalam paru-paru lebih tinggi samapai 3 mm Hg di banding udara luar, akibatnya udara keluar lingkungan.

Volume udara pernapasan meliputi beberapa udara sebagai berikut:

a.       Udara pernapasan biasa adalah udara yang dapat keluar masuk dalam saluran pernapasan sebesar 500 cc

b.      Udara komplementer adalah udara yang dapat dihirup oleh paru-paru secara maksimum sebesar 1500cc

c.       Udara cadangan adalah udara yang dapat dihembuskan lagi dari paru-paru secara maksimum sebesar 1500 cc.

d.      Udara residu adalah udara yang tersimpan dalam paru-paru dan tidak dapat dikeluarkan lagi sebesar 1000cc

Kapasitas vital paru-paru adalah udara pernapasan biasa ditambahkan udara komplementer ditambahkan udara cadangan, sebesar ± 3500 cc. Kapasitas total paru-paru adalah kapasitas vital paru-paru ditambah udara residu, sebesar ± 4500 cc. Kapasitas vital adalah jumlah udara maksimun yang dapat dikeluarkan seseorang setelah mengisi paru-parunya secara maksimum.

Dengan demikian, udara yang digunakan dalam proses pernapasan memiliki volume antara 500 cc hingga sekitar 3500 cc. Dari 500 cc udara inspirasi/ekspirasi biasa, hanya sekitar 350 cc udara yang mencapai alveolus, sedangkan sisanya mengisi saluran pernapasan. Volume udara pernapasan dapat diukur dengan suatu alat yang disebut spirometer. Besarnya volume udara pernapasan tersebut dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain ukuran alat pernapasan, kemampuan dan kebiasaan bernapas, serta kondisi kesehatan. Jenis penyakit tertentu seperti gangguan jantung dan TBC dapat menurunkan kapasitas vital paru-paru. Bayi dalam kandungan, paru-parunya tidak berisi udara. Paru-paru bayi akan segera terisi udara saat bayi lahir dan menangis.

B.     Pertukaran O2 dan CO2 dalam Pernapasan

Jumlah oksigen yang diambil melalui udara pernapasan tergantung pada kebutuhan dan hal tersebut biasanya dipengaruhi oleh jenis pekerjaan, ukuran tubuh, serta jumlah maupun jenis bahan makanan yang dimakan.

Pekerja-pekerja berat termasuk atlit lebih banyak membutuhkan oksigen dibanding pekerja ringan. Demikian juga seseorang yang memiliki ukuran tubuh lebih besar dengan sendirinya membutuhkan oksigen lebih banyak. Selanjutnya, seseorang yang memiliki kebiasaan memakan lebih banyak daging akan membutuhkan lebih banyak oksigen daripada seorang vegetarian.

Dalam keadaan biasa, manusia membutuhkan sekitar 300 cc oksigen sehari (24 jam) atau sekitar 0,5 cc tiap menit. Kebutuhan tersebut berbanding lurus dengan volume udara inspirasi dan ekspirasi biasa kecuali dalam keadaan tertentu saat konsentrasi oksigen udara inspirasi berkurang atau karena sebab lain, misalnya konsentrasi hemoglobin darah berkurang.

Oksigen yang dibutuhkan berdifusi masuk ke darah dalam kapiler darah yang menyelubungi alveolus. Selanjutnya, sebagian besar oksigen diikat oleh zat warna darah atau pigmen darah (hemoglobin) untuk diangkut ke sel-sel jaringan tubuh. Hemoglobin yang terdapat dalam butir darah merah atau eritrosit ini tersusun oleh senyawa hemin atau hematin yang mengandung unsur besi dan globin yang berupa protein.

C.    Kelaianan dan gangguan paa sistem pernafasan

Sistem pernapasan dapat mengalami gangguan. Gangguan trsebut dapat disebabkan oleh kuman,polusi udara,atau faktor keturunan(genetik)

1.      Berkurangnya jumlah hemoglobin

Berkurangnya hemoglobin dalam darah akan menghambat proses penyampaian oksigen ke dlam sel-sel tubuh.berkurangnya hemoglbin dapat disebanan oleh anemia atau perdarahan berat.

2.      Keracunan gas CN (sianida) dan atau CO (karbon monoksida)

Keracunan gas-gas in menggangu proses pengikatan O₂ oleh drah karena gas CO dan CN memiliki daya ikat jauh lebih tinggi terhadap hemoglobin daripada daya ikat hemoglobin terhadap O₂. Jika 70-80% hemoglobin dalam darah mengikat CO dan membentuk HbCO maka dapat memyebabkan kematian. Gangguan pengangkutan oksigen ke sel-sel tubuh/jaringan tubuh disebut asfiksi.

3.      Kanker paru-paru

Penyakit ini dapat dipicu oleh polusi udara dan polusi asap rokok yang mengandung  hidrokarbon termasuk benzopiren. Kanker paru-paru menyebabkan paru-paru rusak dan tida berfungsi lagi.

4.      Emfisema

Penyakt paru-paru degeratif ini terjadi jkarena jringan paru-paru kehilangan elastisitasnya akibat gangan jaringan elastik dan kerusakan didnding di antara alveli.

5.      Asma

Penyakit initerjadi akibat penyempitan saluran pernapasan. Asma ditandai dengan mengi( wheezing),batuk,dan rasa sesak pada dada secara berkala dan kronis.

6.      TBC ( Tuberkulosis)

TBC dapat menggangu proses difusi oksigen karena timbulnya bintil-bintil kecil pada alveolus yang disebabkan bakteri mycobakterium tuberculosis.

7.      Pneumonia

Infeksi bakteri Diplococcus pneumonia mnyebabkan panyakit pnumonia (radang) paru-paru atau radang dinding alveolus.

8.      Radang

Penyakit radang pada bronkus disebut bronkitis,radang pada hidung disebut rinitis,radang di seblah atas rongga hidug disebut sinusitis,radnag pada laring disebut laringitis,dan pada radang pleura(selaput pembungkus paru-paru) disebut pleuritis. Adanya penyumbatan dirongga faring dan laring karena difteri,laringitis atau tetanus (kejang otot) sering ditanggulangi dengan melakukan trakeostomi (melubangi trakhea)