SISTEM RESPIRASI MANUSIA

 

Materi pelajaran kali ini tentang pengertian sistem respirasi manusia, struktur jaringan penyusun organ pada sistem respirasi serta kaitannya dengan bioproses dan gangguan fungsi yang dapat terjadi pada sistem respirasi manusia. Apa itu respirasi ? Pengertian pernafasan atau respirasi adalah suatu proses mulai dari pengambilan oksigen, pengeluaran karbohidrat hingga penggunaan energi di dalam tubuh.

 

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

 

Saluran proses ganda yaitu terjadinya pertukaran gas di dalam jaringan (pernapasan dalam), yang terjadi di dalam paru-paru disebut pernapasan luar. Pada pernapsan melalui paru-paru atau respirasi eksternal, oksigen (O2) dihisap melalui hidung dan mulut. Pada waktu bernapas, oksigen masuk melalui batang tenggorok atau trakea dan pipa bronkial ke alveoli, dan erat hubungannya dengan darah di dalam kapiler pulomonaris

Dalam mengambil nafas ke dalam tubuh dan membuang napas ke udara dilakukandengan dua cara pernapasan, yaitu :

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.

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.

 

Normalnya manusia butuh kurang lebih 300 liter oksigen perhari. Dalam keadaan tubuh bekerja berat maka oksigen yang diperlukan pun bisa sampai 10 hingga 15 kalilipat. Ketika oksigen tembus selaput alveolus, hemoglobin akan mengikat oksigen yang banyaknya akan disesuaikan dengan besar kecil tekanan udara.

 

Pada pembuluh darah arteri, tekanan oksigen dapat mencapat 100 mmHg dengan 19 cc oksigen. Sedangkan pada pembuluh darah vena tekanannya hanya 40 milimeter air raksa dengan 12 cc oksigen. Oksigen yang kita hasilkan dalam tubuh kurang lebih sebanyak 200 cc di mana setiap liter darah mampu melarutkan 4,3 cc karbondioksida / CO2. CO2 yang dihasilkan akan keluar dari jaringan menuju paruparu dengan bantuan darah.

 

Alat-alat pernapasan berfungsi memasukkan udara yang mengandung oksigen dan mengeluarkan udara yang mengandung karbon dioksida dan uap air. Tujuan proses pernapasan yaitu untuk memperoleh energi.

 

Sistem Pernapasan pada Manusia terdiri atas:

1. Hidung

2. Faring

3. Trakea

4. Bronkus

5. Bronkiouls

6. paru-paru

 

Secara fungsional saluran pernapasan dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu

1. Zona Konduksi

Zona konduksi berperan sebagai saluran tempat lewatnya udara pernapasan, serta membersihkan, melembabkan dan menyamakan suhu udara pernapasan dengan suhu tubuh. Disamping itu zona konduksi juga berperan pada proses pembentukan suara. Zona konduksi terdiri dari hidung, faring, trakea, bronkus, serta bronkioli terminalis.

a. Hidung

Rambut, zat mucus serta silia yang bergerak kearah faring berperan sebagai system pembersih pada hidung. Fungsi pembersih udara ini juga ditunjang oleh konka nasalis yang menimbulkan turbulensi aliran udara sehingga dapat mengendapkan partikel-partikel dari udara yang seterusnya akan diikat oleh zat mucus. System turbulensi udara ini dapat mengendapkan partikel-partikel yang berukuran lebih besar dari 4 mikron

b. Faring

Faring merupakan organ yang menghubungkan rongga mulut dengan kerongkongan (osofagus), di dalam lengkungan faring terdapat tonsil (amandel) yaitu kumpulan kelenjar limfe yang banyak mengandung limfosis dan merupakan pertahanan terhadap infeksi. Disini terletak bersimpangan antara jalan napas dan jalan makanan.

 

c. Trakea

Trakea berarti pipa udara. Trakea dapat juga dijuluki sebagai eskalator-muko-siliaris karena silia pada trakea dapat mendorong benda asing yang terikat zat mucus kearah faring yang kemudian dapat ditelan atau dikeluarkan. Silia dapat dirusak oleh bahan-bahan beracun yang terkandung dalam asap rokok.

 

d. Bronki atau bronkioli

Struktur bronki primer masih serupa dengan struktur trakea. Akan tetapi mulai bronki sekunder, perubahan struktur mulai terjadi. Pada bagian akhir dari bronki, cincin tulang rawan yang utuh berubah menjadi lempengan-lempengan. Pada bronkioli terminalis struktur tulang rawan menghilang dan saluran udara pada daerah ini hanya dilingkari oleh otot polos. Struktur semacam ini menyebabkan bronkioli lebih rentan terhadap penyimpatan yang dapat disebabkan oleh beberapa faktor.

Bronkioli mempunyai silia dan zat mucus sehingga berfungsi sebagai pembersih udara. Bahan-bahan debris di alveoli ditangkap oleh sel makrofag yang terdapat pada alveoli, kemudian dibawa oleh lapisan mukosa dan selanjutnya dibuang.

 

2. Zona Respiratorik

Zona respiratorik terdiri dari alveoli, dan struktur yang berhubungan. Pertukaran gas antara udara dan darah terjadi dalam alveoli. Selain struktur diatas terdapat pula struktur yang lain, seperti bulu-bulu pada pintu masuk yang penting untuk menyaring partikel-partikel yang masuk. Sistem pernafasan memiliki sistem pertahanan tersendiri dalam melawan setiap bahan yang masuk yang dapat merusak”.

Proses Pernapasan.

1. Rongga Hidung (Cavum Nasalis)

Udara dari luar akan masuk lewat rongga hidung (cavum nasalis).

2. Faring (Tenggorokan)

Udara dari rongga hidung masuk ke faring.

3. Batang Tenggorokan (Trakea)

Tenggorokan berupa pipa yang panjangnya ± 10 cm, terletak sebagian di leher dan rongga dada (torak).

4. Pangkal Tenggorokan (laring)

Laring merupakan suatu saluran yang dikelilingi oleh tulang rawan.

5. Cabang Batang Tenggorokan (Bronkus)

Tenggorokan (trakea) bercabang menjadi dua bagian, yaitu bronkus kanan dan bronkus kiri.

6. Paru-paru (Pulmo)

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. Paruparu 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). Paru-paru tersusun oleh bronkiolus, alveolus, jaringan elastik, dan pembuluh darah. Setiap bronkiolus terminalis bercabang-cabang lagi menjadi bronkiolus respirasi, kemudian menjadi duktus alveolaris.Pada dinding duktus alveolaris mengandung gelembung-gelembung yang disebut alveolus.

 

Udara dapat masuk atau keluar paru-paru karena adanya tekanan antara udara luar dan udara dalam paru-paru. Perbedaan tekanan ini terjadi disebabkan oleh terjadinya perubahan besar-kecilnya rongga dada, rongga perut, dan rongga alveolus. Perubahan besarnya rongga ini terjadi karena pekerjaan otot-otot pernapasan, yaitu otot antara tulang rusuk dan otot pernapasan tersebut, maka jenis pernafasan terbagi dua yakni pernafasan dada dan pernafasan perut

a. Pernafasan dada

Pada pernafasan dada otot yang erperan penting adalah otot antar tulang rusuk. Otot tulang rusuk dapat dibedakan menjadi dua, yaitu otot tulang rusuk luar yang berperan dalam mengangkat tulang-tulang rusuk dan tulang rusuk dalam yang berfungsi menurunkan atau mengembalikan tulang rusuk ke posisi semula. Bila otot antar tulang rusuk luar berkontraksi, maka tulang rusuk akan terangkatsehingga volume dada bertanbah besar. Bertambah besarnya akan menybabkan tekanan dalam rongga dada lebih kecil dari pada tekanan rongga dada luar. Karena tekanan uada kecil pada rongga dada menyebabkan aliran udara mengalir dari luar tubuh dan masuk ke dalam tubuh, proses ini disebut proses ‟inspirasi‟

Sedangkan pada proses espirasi terjadi apabila kontraksi dari otot dalam, tulang rusuk kembali ke posisi semuladan menyebabkan tekanan udara didalam tubuh meningkat. Sehingga udara dalam paru-paru tertekan dalam rongga dada, dan aliran udara terdorong ke luar tubuh, proses ini disebut ‟espirasi‟.

 

b. Pernafasan perut

Pada pernafasan ini otot yang berperan aktif adalah otot diafragma dan otot dinding rongga perut. Bila otot diafragma berkontraksi, posisi diafragma akan mendatar. Hal itu menyebabkan volume rongga dada bertambah besar sehingga tekanan udaranya semakin kecil. Penurunan tekanan udara menyebabkan mengembangnya paru-paru, sehingga udara mengalir masuk ke paru- paru(inspirasi). Sebaliknya, apabila tekanan dalam rongga dada lebih besar maka udara akan keluar. Sehubungan dengan organ yang terlibat dalam pemasukkan udara (inspirasi) dan pengeluaran udara (ekspirasi) maka mekanisme pernapasan dibedakan atas dua macam, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut. Pernapasan dada dan perut terjadi secara bersamaan.

 

Kapasitas Paru-Paru

Udara yang keluar masuk paru-paru pada waktu melakukan pernapasan biasa disebut udara pernapasan (udara tidal). Volume udara tidal orang dewasa pada pernapasan biasa ±500 ml. ketika menarik napas dalam-dalam maka volume udara yang dapat kita tarik mencapai 1500 ml. Udara ini dinamakan udara komplementer. Ketika kita menarik napas sekuat-kuatnya, volume udara yang dapat diembuskan juga sekitar 1500 ml. Udara ini dinamakan udara suplementer. Setelahnya,ada sisa udara dalam paru-paru yang volumenya ±1500 mL. Udara sisa ini dinamakan udara residu. Jadi, Kapasitas paru-paru total adalah 4500 ml/wanita dan 5500 ml/pria.

 

Pertukaran Gas dalam Alveolus

Fungsi paru-paru ialah pertukaran gen dan gas karbondioksida. Pada pernapasan melalui paru-paru oksigen dihirup melalui rongga hidung. Pada waktu bernapas, oksigen masuk melalui batang tenggorok (trakea) dan pipa bronkial ke alveoli, dan erat hubungannya dengan darah di dalam kapiler pulmonaris.

Hanya satu lapis membran yaitu membran alveoli kapiler, memisahkan oksigen dari darah merah dan di bawa ke jantung. Dari sini di pompa di dalam pembuluh nadi (arteri) ke semua bagian tubuh. Darah meninggalkan paru-paru pada tekanan oksigen 100 mmhg dan pada tingkat ini hemoglobinnya 95% jenuh oksigen (Pearce,2002). Di dalam paru-paru, karbondioksida, salah satu hasil buangan metabolisme, menembus membran alveolar kapiler dari kapiler darah ke alveoli dan setelah melalui pipa bronkial dan trakea, dinapaskan melalui hidung. Ada empat proses yang berhubungan erat dengan paru-paru, yaitu:

a. Ventilasi pulmoner, yaitu gerak pernapasan yang menukar udara dalam alveoli dengan udara luar.

b. Arus darah melalui Paru-paru.

c. Distribusi arus udara dan arus darah sedemikian sehingga jumlah tepat dari setiapnya dapat mencapai semua bagian tubuh.

d. Difusi gas yang menembusi membran pemisah alveoli dan kapiler. Karbondioksida lebih mudah daripada oksigen.

 

Semua proses ini diatur sedemikian rupa sehingga darah yang meninggalkan paru paru menerima jumlah tepat karbondioksida dan oksigen. Pada waktu olahraga lebih banyak darah datang dari paru-paru membawa terlalu banyak karbondioksida dan terlampau sedikit oksigen. Jumlah karbondioksida itu tidak dapat dikeluarkan, maka konsentrasinya dalam pembuluh nadi bertambah. Hal ini merangsang pusat pernapasan dalam otak untuk memperbesar kecepatan dan dalamnya pernapasan. Penambahan ventilasi yang dengan demikian terjadi mengeluarkan karbondioksida dan menghirup lebih banyak oksigen. Sebenarnya udara yang masuk ke paru-paru bukan hanya oksigen saja tetapi juga gas-gas lain

 

Pada waktu bernapas udara masuk melalui saluran pernapasan dan akhirnya 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.

 

Mekanisme Pernafasan

Mekanisme pernapasan meliputi dua proses, yaitu menarik napas atau inspirasi serta mengeluarkan napas atau ekspirasi. Sewaktu menarik napas, otot diafragma berkontraksi, dari posisi melengkung ke atas menjadi lurus. Bersamaan dengan itu, otototot tulang rusuk pun berkontraksi. Akibat dari berkontraksinya kedua jenis otot tersebut adalah mengembangnya rongga dada sehingga tekanan dalam rongga dada berkurang dan udara masuk. Saat mengeluarkan napas, otot diafragma dan otot-otot tulang rusuk melemas. Akibatnya, rongga dada mengecil dan tekanan udara di dalam paru-paru naik sehingga udara keluar. Jadi, udara mengalir dari tempat yang bertekanan besar ke tempat yang bertekanan lebih kecil.

 

Organ-Organ Pernafasan Pada Manusia

1. Hidung

Hidung terdiri dari lubang hidung, rongga hidung, dan ujung rongga hidung.

2. Faring

Faring merupakan ruang dibelakang rongga hidung, yang merupakan jalan masuknya udara dari rongga hidung.

3. Laring

Laring/pangkal batang tenggorokan / kotak suara.

4. Trakhea

Trakea atau batang tenggorokan merupakan pita yang tersusun atas otot polos dan tulang rawan yang berbentuk hurup ‟C‟ pada jarak yang sangat teratur.

5. Bronkus

Merupakan cabang batang tenggorokan yang jumlahnya sepasang, yang satu menuju ke paru-paru kiri dan yang satunya menuju paru-paru kanan

6. Bronkiolus

Bronkeolus merupakan cabang dari bronkus, dindingnya lebih tipis dan salurannya lebih tipis. Bronkeolus bercabang-cabang menjadi bagian yang lebih halus.

7. Alveolus

Saluran akhir dari saluran pernafasan yang berupa gelembung-gelembung udara.

8. Paru-paru

Paru-paru terletak dalam rongga dada dibatasi oleh otot dada dan tulang rusuk, pada bagian bawah dibatasi oleh otot dafragma yang kuat.

 

Volume Udara Pernafasan

Dalam keadaaan normal, kegiatan inspirasi dan ekpirasi atau menghirup dan menghembuskan udara dalam bernapas hanya menggunakan sekitar 500 cc volume udara pernapasan (kapasitas tidal = ± 500 cc). Kapasitas tidal adalah jumlah udara yang keluar masuk pare-paru pada pernapasan normal. Dalam keadaan luar biasa, inspirasi maupun ekspirasi dalam menggunakan sekitar 1500 cc udara pernapasan (expiratory reserve volume = inspiratory reserve volume = 1500 cc). Lihat skema udara pernapasan berikut ini.

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.

 

Gas-gas dalam Udara Pernapasan

Persentase gas utama pernapasan dalam udara yang keluar masuk paru-paru :

Energi yang dihasilkan oleh proses pernapasan akan digunakan untuk membentuk molekul berenergi, yaitu ATP (Adenosin Tri Phospate). ATP akan disimpan dalam sel dan merupakan sumber energy utama. Selanjutnya senyawa fosfat diubah menjadi asam piruvat dan akhirnya dibebaskan dalam bentuk H₂O dan CO₂ sebagai hasil samping oksidasi tersebut. Proses respirasi sel dari bahan glukosa secara garis besar, meliputi tiga tahapan, yaitu proses glikosis, siklus Krebs, dan transfer elektron.

 

Gangguan Fungsi Yang Dapat Terjadi Pada Sistem Respirasi,

Berikut ini gangguan fungsi yang dapat terjadi pada sistem respirasi yang disebabkan kelainan penyakit pada sistem pernapasan.

a. Kelain paru-paru akibat merokok.

Merokok dapat menimbulkan berbagai kelainan paru, antara lain bronkitis kronis, kanker paru dan sebagainya. Penyakit paru obstruksi menahun (PPOM) sering kali dapat diidiagnosis hanya dengan pemeriksaan jasmani dan foto toraks. Sedangkan anamnesa juga sering kali tidak informatif. Oleh karena itu faal paru disini memegang peranan yang penting sebelum terjadinya enfisema yang irreversibel. Dalam satu penelitian dikatakan bahwa 5-10 tahun sebelum terjadinya hiperinflasi, sudah didapatkan gangguan faal paru. Pada perokok yang berumur lebih dari 40 tahun, apabila pada pemeriksaan pertama telah diketahui adanya faal paru yang abnormal, maka sebaiknya diulang secara rutin setiap tahun. Apabila  pemeriksaan pertama tidak menunjukkan adanya faal paru yang abnormal, maka pemeriksaan ulang dapat dilakukan tiga tahun sekali.

 

b. Sesak napas

Banyak penyakit, baik dari paru maupun yang di luar paru, dapat menimbulkan sesak napas. Pemeriksaan yang tidak invasif tetapi cukup informatif untuk membedakan apakah dari paru atau dari organ lain adalah dengan pemeriksaan faal paru. oleh karena itu pada penderita dengan sesak napas rutin dilakukan pemeriksaan faal paru.

 

c. Batuk kronis

Penyakit yang dapat menimbulkan batuk kronis antara lain, tuberkulosa paru, bronkitis kronis, bronkietasis, asma bronkial, tumor paru dan masih banyak lagi baik yang dari paru maupun yang dari luar paru. pada asma bronkial diluar serangan seringkali sukar untuk mendeteksinya”.

 

d. Terserang Corona atau Covid-19

Virus corona jenis baru ini menyerang saluran pernapasan. Sebagian besar mereka yang telah positif terinfeksi virus asal Wuhan ini pun mengalami gangguan pernapasan yang parah. Namun, adapula orang yang terinfeksi tanpa meneunjukan gejala khusus.

 

Sebenarnya, bagaimanakah dampak infeksi virus yang sedang menjadi pandemi ini pada paru-paru manusia? Ahli patologi paru-paru, Sanjay Mukhopadhyay, mengatakan bahwa virus corona jenis baru ini bisa mengakibatkan Sindrom distres pernapasan akut atau Acute Respiratory Distress Syndrom (ARDS).

 

Berdasarkan riset yang dilakukan di Wuhan, Cina, dengan meneliti 191 pasien yang meninggal karena infeksi corona juga membuktikan hal yang sama. Dalam riset tersebut, 50 dari 54 pasien yang meninggal akibat Covid-19 mengalami sindrom gangguan saluran pernapasan akut. Hanya sembilan dari 137 pasien yang selamat dari sindrom tersebut. "Inilah yang membuat infeksi virus ini menyebabkan kematian yang signifikan," ucap Mukhopadhyay, dilansir dari Cleveland.

 

Pasien yang telah mengalami sindrom gangguan pernapasan akut biasanya mengalami gejala seperti sesak napas mendadap, napas terasa cepat, pusing, detak jantung yang cepat, dan keringat berlebih. Pasien ARDS juga mengalami kerusakan alvelolar difus atau kerusakan pada dinding kantung udara di paru-paru. Padahal, kantung udara tersebut berfungsi membantu oksigen masuk ke dalam sel darah merah. Pada paru-paru orang sehat, oksigen di dalam kantung udara ini bergerak ke pembuluh darah kecil atau kapiler. Lalu, kapiler bertugas mengirimkan oksigen ke sel darah merah. Sementara itu, virus corona bisa merusak sel-sel dinding kantung udara dan selaput alveolus serta kapiler. Kerusakan tersebut menyebabkan dinding alveolus menebal.

 

"Kerusakan kapiler juga menyebabkan kebocoran protein plasma yang menambah ketebalan dinding kantung udara," tambah Mukhopadhyay. Akibatnya, oksigen semakin sulit dialirkan ke sel darah merah, berbagai risiko masalah kesehatan kronis pun meningkat hingga menyebabkan kematian. Dengan memahami bagaimanan efek infeksi virus corona jenis baru, Mukhopadhyay berharap masyarakat agar selalu waspada. “Tolong jangan anggap ini hanya sebagai infeksi virus yang akan berlalu,” katanya. Dia juga menyarankan agar kita melakukan tindakan pencegahan seperti yang telah disarankan para ahli kesehatan.

 

Bagaimana Mencegah infeksi virus corona (Covid-19)

Menurut Organisasi Kesehatan Dunia (WHO), cara terbaik untuk mencegah penyebaran virus corona adalah dengan mencuci tangan sesering mungkin, baik dengan antiseptik berbasis alkohol atau sabun dan air mengalair. Selain itu, kita juga harus melakukan social distancing atau menjaga jarak minimal satu meter dengan orang lain yang sedang batuk atau bersin. Batuk dan bersin membuat tetesan cairan dari hidung dan mulut keluar. Tetesan cairan tersebut bisa jadi mengandung virus yang bisa menginfeksi kita. Jika Anda mengalami demam, batuk atau kesulitan bernapas, Anda harus mencari perawatan medis dengan menelepon terlebih dahulu. Ikuti arahan otoritas kesehatan setempat untuk mendapatkan informasi terbaru.

 

Demikian pembelajaran tentang Materi pelajaran tentang pengertian sistem respirasi manusia, struktur jaringan penyusun organ pada sistem respirasi serta kaitannya dengan bioproses dan gangguan fungsi yang dapat terjadi pada sistem respirasi manusia. Semoga ada manfaatnya.

= Baca Juga =