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.
