SISTEM RESPIRASI MANUSIA
Materi pelajaran kali initentang pengertian sistem respirasimanusia, struktur jaringan penyusun organ pada sistem respirasi sertakaitannya dengan bioproses dan gangguanfungsi yang dapat terjadi pada sistem respirasi manusia. Apa itu respirasi? Pengertian pernafasan atau respirasi adalah suatu proses mulai daripengambilan oksigen, pengeluaran karbohidrat hingga penggunaan energi di dalamtubuh.
Respirasi dapat dibedakanatas dua jenis, yaitu : 1) Respirasi Luar yang merupakan pertukaran antara O2dan CO2 antara darah dan udara. 2) Respirasi Dalam yang merupakan pertukaran O2dan CO2 dari aliran darah ke sel-sel tubuh.
Saluran proses ganda yaituterjadinya pertukaran gas di dalam jaringan (pernapasan dalam), yang terjadi didalam paru-paru disebut pernapasan luar. Pada pernapsan melalui paru-paru ataurespirasi eksternal, oksigen (O2) dihisap melalui hidung dan mulut. Pada waktubernapas, oksigen masuk melalui batang tenggorok atau trakea dan pipa bronkialke alveoli, dan erat hubungannya dengan darah di dalam kapiler pulomonaris
Dalam mengambil nafas kedalam tubuh dan membuang napas ke udara dilakukandengan dua cara pernapasan, yaitu:
1. Respirasi / PernapasanDada
• Otot antar tulang rusuk luar berkontraksiatau mengerut
• Tulang rusuk terangkat ke atas
• Rongga dada membesar yang mengakibatkantekanan udara dalam dada kecil sehingga udara masuk ke dalam badan.
2. Respirasi / PernapasanPerut
• Otot difragma pada perut mengalami kontraksi
• Diafragma datar
• Volume rongga dada menjadi besar yangmengakibatkan tekanan udara pada dada mengecil sehingga udara pasuk keparu-paru.
Normalnya manusia butuhkurang lebih 300 liter oksigen perhari. Dalam keadaan tubuh bekerja berat makaoksigen yang diperlukan pun bisa sampai 10 hingga 15 kalilipat. Ketika oksigentembus selaput alveolus, hemoglobin akan mengikat oksigen yang banyaknya akandisesuaikan dengan besar kecil tekanan udara.
Pada pembuluh darah arteri,tekanan oksigen dapat mencapat 100 mmHg dengan 19 cc oksigen. Sedangkan padapembuluh darah vena tekanannya hanya 40 milimeter air raksa dengan 12 ccoksigen. Oksigen yang kita hasilkan dalam tubuh kurang lebih sebanyak 200 cc dimana setiap liter darah mampu melarutkan 4,3 cc karbondioksida / CO2. CO2 yangdihasilkan akan keluar dari jaringan menuju paruparu dengan bantuan darah.
Alat-alat pernapasanberfungsi memasukkan udara yang mengandung oksigen dan mengeluarkan udara yangmengandung karbon dioksida dan uap air. Tujuan proses pernapasan yaitu untukmemperoleh energi.
Sistem Pernapasan padaManusia terdiri atas:
1. Hidung
2. Faring
3. Trakea
4. Bronkus
5. Bronkiouls
6. paru-paru
Secara fungsional saluranpernapasan dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu
1. Zona Konduksi
Zona konduksi berperansebagai saluran tempat lewatnya udara pernapasan, serta membersihkan,melembabkan dan menyamakan suhu udara pernapasan dengan suhu tubuh. Disampingitu zona konduksi juga berperan pada proses pembentukan suara. Zona konduksiterdiri dari hidung, faring, trakea, bronkus, serta bronkioli terminalis.
a. Hidung
Rambut,zat mucus serta silia yang bergerak kearah faring berperan sebagai systempembersih pada hidung. Fungsi pembersih udara ini juga ditunjang oleh konka nasalisyang menimbulkan turbulensi aliran udara sehingga dapat mengendapkanpartikel-partikel dari udara yang seterusnya akan diikat oleh zat mucus. Systemturbulensi udara ini dapat mengendapkan partikel-partikel yang berukuran lebihbesar dari 4 mikron
b. Faring
Faringmerupakan organ yang menghubungkan rongga mulut dengan kerongkongan (osofagus),di dalam lengkungan faring terdapat tonsil (amandel) yaitu kumpulan kelenjarlimfe yang banyak mengandung limfosis dan merupakan pertahanan terhadapinfeksi. Disini terletak bersimpangan antara jalan napas dan jalan makanan.
c. Trakea
Trakeaberarti pipa udara. Trakea dapat juga dijuluki sebagai eskalator-muko-siliariskarena silia pada trakea dapat mendorong benda asing yang terikat zat mucuskearah faring yang kemudian dapat ditelan atau dikeluarkan. Silia dapat dirusakoleh bahan-bahan beracun yang terkandung dalam asap rokok.
d. Bronki atau bronkioli
Strukturbronki primer masih serupa dengan struktur trakea. Akan tetapi mulai bronkisekunder, perubahan struktur mulai terjadi. Pada bagian akhir dari bronki,cincin tulang rawan yang utuh berubah menjadi lempengan-lempengan. Padabronkioli terminalis struktur tulang rawan menghilang dan saluran udara pada daerahini hanya dilingkari oleh otot polos. Struktur semacam ini menyebabkanbronkioli lebih rentan terhadap penyimpatan yang dapat disebabkan oleh beberapafaktor.
Bronkiolimempunyai 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
Zonarespiratorik terdiri dari alveoli, dan struktur yang berhubungan. Pertukarangas antara udara dan darah terjadi dalam alveoli. Selain struktur diatasterdapat pula struktur yang lain, seperti bulu-bulu pada pintu masuk yangpenting untuk menyaring partikel-partikel yang masuk. Sistem pernafasanmemiliki sistem pertahanan tersendiri dalam melawan setiap bahan yang masukyang dapat merusak”.
Proses Pernapasan.
1. Rongga Hidung (CavumNasalis)
Udaradari luar akan masuk lewat rongga hidung (cavum nasalis).
2. Faring (Tenggorokan)
Udaradari rongga hidung masuk ke faring.
3. Batang Tenggorokan(Trakea)
Tenggorokanberupa pipa yang panjangnya ± 10 cm, terletak sebagian di leher dan rongga dada(torak).
4. Pangkal Tenggorokan(laring)
Laringmerupakan 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-paruterletak di dalam rongga dada bagian atas, di bagian samping dibatasi oleh ototdan rusuk dan di bagian bawah dibatasi oleh diafragma yang berotot kuat.Paruparu ada dua bagian yaitu paru-paru kanan (pulmo dekster) yang terdiri atas3 lobus dan paru-paru kiri (pulmo sinister) yang terdiri atas 2 lobus.Paru-paru dibungkus oleh dua selaput yang tipis, disebut pleura. Selaput bagiandalam yang langsung menyelaputi paru-paru disebut pleura dalam (pleuravisceralis) dan selaput yang menyelaputi rongga dada yang bersebelahan dengantulang rusuk disebut pleura luar (pleura parietalis). Paru-paru tersusun olehbronkiolus, alveolus, jaringan elastik, dan pembuluh darah. Setiap bronkiolusterminalis bercabang-cabang lagi menjadi bronkiolus respirasi, kemudian menjadiduktus alveolaris.Pada dinding duktus alveolaris mengandung gelembung-gelembungyang disebut alveolus.
Udara dapat masuk ataukeluar paru-paru karena adanya tekanan antara udara luar dan udara dalamparu-paru. Perbedaan tekanan ini terjadi disebabkan oleh terjadinya perubahanbesar-kecilnya rongga dada, rongga perut, dan rongga alveolus. Perubahanbesarnya rongga ini terjadi karena pekerjaan otot-otot pernapasan, yaitu ototantara tulang rusuk dan otot pernapasan tersebut, maka jenis pernafasan terbagidua yakni pernafasan dada dan pernafasan perut
a. Pernafasan dada
Padapernafasan dada otot yang erperan penting adalah otot antar tulang rusuk. Otottulang rusuk dapat dibedakan menjadi dua, yaitu otot tulang rusuk luar yang berperandalam mengangkat tulang-tulang rusuk dan tulang rusuk dalam yang berfungsimenurunkan atau mengembalikan tulang rusuk ke posisi semula. Bila otot antartulang rusuk luar berkontraksi, maka tulang rusuk akan terangkatsehingga volumedada bertanbah besar. Bertambah besarnya akan menybabkan tekanan dalam ronggadada lebih kecil dari pada tekanan rongga dada luar. Karena tekanan uada kecilpada rongga dada menyebabkan aliran udara mengalir dari luar tubuh dan masuk kedalam tubuh, proses ini disebut proses ‟inspirasi‟
Sedangkanpada proses espirasi terjadi apabila kontraksi dari otot dalam, tulang rusukkembali ke posisi semuladan menyebabkan tekanan udara didalam tubuh meningkat.Sehingga udara dalam paru-paru tertekan dalam rongga dada, dan aliran udaraterdorong ke luar tubuh, proses ini disebut ‟espirasi‟.
b. Pernafasan perut
Padapernafasan ini otot yang berperan aktif adalah otot diafragma dan otot dindingrongga perut. Bila otot diafragma berkontraksi, posisi diafragma akan mendatar.Hal itu menyebabkan volume rongga dada bertambah besar sehingga tekananudaranya semakin kecil. Penurunan tekanan udara menyebabkan mengembangnyaparu-paru, sehingga udara mengalir masuk ke paru- paru(inspirasi). Sebaliknya,apabila tekanan dalam rongga dada lebih besar maka udara akan keluar. Sehubungandengan organ yang terlibat dalam pemasukkan udara (inspirasi) dan pengeluaranudara (ekspirasi) maka mekanisme pernapasan dibedakan atas dua macam, yaitupernapasan dada dan pernapasan perut. Pernapasan dada dan perut terjadi secarabersamaan.
Kapasitas Paru-Paru
Udara yang keluar masuk paru-parupada waktu melakukan pernapasan biasa disebut udara pernapasan (udara tidal).Volume udara tidal orang dewasa pada pernapasan biasa ±500 ml. ketika menariknapas dalam-dalam maka volume udara yang dapat kita tarik mencapai 1500 ml.Udara ini dinamakan udara komplementer. Ketika kita menarik napassekuat-kuatnya, volume udara yang dapat diembuskan juga sekitar 1500 ml. Udaraini dinamakan udara suplementer. Setelahnya,ada sisa udara dalam paru-paru yangvolumenya ±1500 mL. Udara sisa ini dinamakan udara residu. Jadi, Kapasitasparu-paru total adalah 4500 ml/wanita dan 5500 ml/pria.
Pertukaran Gas dalamAlveolus
Fungsi paru-paru ialahpertukaran gen dan gas karbondioksida. Pada pernapasan melalui paru-paru oksigendihirup melalui rongga hidung. Pada waktu bernapas, oksigen masuk melaluibatang tenggorok (trakea) dan pipa bronkial ke alveoli, dan erat hubungannyadengan darah di dalam kapiler pulmonaris.
Hanya satu lapis membranyaitu membran alveoli kapiler, memisahkan oksigen dari darah merah dan di bawake jantung. Dari sini di pompa di dalam pembuluh nadi (arteri) ke semua bagiantubuh. Darah meninggalkan paru-paru pada tekanan oksigen 100 mmhg dan padatingkat ini hemoglobinnya 95% jenuh oksigen (Pearce,2002). Di dalam paru-paru,karbondioksida, salah satu hasil buangan metabolisme, menembus membran alveolarkapiler dari kapiler darah ke alveoli dan setelah melalui pipa bronkial dantrakea, dinapaskan melalui hidung. Ada empat proses yang berhubungan erat denganparu-paru, yaitu:
a.Ventilasi pulmoner, yaitu gerak pernapasan yang menukar udara dalam alveolidengan udara luar.
b.Arus darah melalui Paru-paru.
c.Distribusi arus udara dan arus darah sedemikian sehingga jumlah tepat darisetiapnya dapat mencapai semua bagian tubuh.
d.Difusi gas yang menembusi membran pemisah alveoli dan kapiler. Karbondioksidalebih mudah daripada oksigen.
Semua proses ini diatursedemikian rupa sehingga darah yang meninggalkan paru paru menerima jumlahtepat karbondioksida dan oksigen. Pada waktu olahraga lebih banyak darah datangdari paru-paru membawa terlalu banyak karbondioksida dan terlampau sedikitoksigen. Jumlah karbondioksida itu tidak dapat dikeluarkan, maka konsentrasinyadalam pembuluh nadi bertambah. Hal ini merangsang pusat pernapasan dalam otakuntuk memperbesar kecepatan dan dalamnya pernapasan. Penambahan ventilasi yangdengan demikian terjadi mengeluarkan karbondioksida dan menghirup lebih banyakoksigen. Sebenarnya udara yang masuk ke paru-paru bukan hanya oksigen sajatetapi juga gas-gas lain
Pada waktu bernapas udaramasuk melalui saluran pernapasan dan akhirnya masuk ke dalam alveolus. Oksigenyang terdapat dalam alveolus berdifusi menembus dinding sel alveolus. Akhirnyamasuk ke dalam pembuluh darah dan diikat oleh hemoglobin yang terdapat dalamdarah menjadi oksihemoglobin. Selanjutnya diedarkan oleh darah ke seluruhtubuh.
Oksigennya dilepaskan kedalam sel-sel tubuh sehingga oksihemoglobin kembali menjadi hemoglobin.Karbondioksida yang dihasilkan dari pernapasan diangkut oleh darah melaluipembuluh darah yang akhirnya sampai pada alveolus. Dari alveolus karbondioksida dikeluarkan melalui saluran pernapasan pada waktu kita mengeluarkannapas. Dengan demikian dalam alveolus terjadi pertukaran gas yaitu oksigenmasuk dan karnbondioksida keluar.
Mekanisme Pernafasan
Mekanisme pernapasanmeliputi dua proses, yaitu menarik napas atau inspirasi serta mengeluarkannapas atau ekspirasi. Sewaktu menarik napas, otot diafragma berkontraksi, dariposisi melengkung ke atas menjadi lurus. Bersamaan dengan itu, otototot tulangrusuk pun berkontraksi. Akibat dari berkontraksinya kedua jenis otot tersebut adalahmengembangnya rongga dada sehingga tekanan dalam rongga dada berkurang danudara masuk. Saat mengeluarkan napas, otot diafragma dan otot-otot tulang rusukmelemas. Akibatnya, rongga dada mengecil dan tekanan udara di dalam paru-parunaik sehingga udara keluar. Jadi, udara mengalir dari tempat yang bertekananbesar ke tempat yang bertekanan lebih kecil.
Organ-Organ Pernafasan PadaManusia
1. Hidung
Hidungterdiri dari lubang hidung, rongga hidung, dan ujung rongga hidung.
2. Faring
Faringmerupakan ruang dibelakang rongga hidung, yang merupakan jalan masuknya udaradari rongga hidung.
3. Laring
Laring/pangkalbatang tenggorokan / kotak suara.
4. Trakhea
Trakeaatau batang tenggorokan merupakan pita yang tersusun atas otot polos dan tulangrawan yang berbentuk hurup ‟C‟ pada jarak yang sangat teratur.
5. Bronkus
Merupakancabang batang tenggorokan yang jumlahnya sepasang, yang satu menuju keparu-paru kiri dan yang satunya menuju paru-paru kanan
6. Bronkiolus
Bronkeolusmerupakan cabang dari bronkus, dindingnya lebih tipis dan salurannya lebihtipis. Bronkeolus bercabang-cabang menjadi bagian yang lebih halus.
7. Alveolus
Saluranakhir dari saluran pernafasan yang berupa gelembung-gelembung udara.
8. Paru-paru
Paru-paruterletak dalam rongga dada dibatasi oleh otot dada dan tulang rusuk, pada bagianbawah dibatasi oleh otot dafragma yang kuat.
Volume Udara Pernafasan
Dalam keadaaan normal,kegiatan inspirasi dan ekpirasi atau menghirup dan menghembuskan udara dalambernapas hanya menggunakan sekitar 500 cc volume udara pernapasan (kapasitastidal = ± 500 cc). Kapasitas tidal adalah jumlah udara yang keluar masukpare-paru pada pernapasan normal. Dalam keadaan luar biasa, inspirasi maupunekspirasi dalam menggunakan sekitar 1500 cc udara pernapasan (expiratory reservevolume = inspiratory reserve volume = 1500 cc). Lihat skema udara pernapasan berikutini.
Dengan demikian, udara yangdigunakan dalam proses pernapasan memiliki volume antara 500 cc hingga sekitar3500 cc. Dari 500 cc udara inspirasi/ekspirasi biasa, hanya sekitar 350 ccudara yang mencapai alveolus, sedangkan sisanya mengisi saluran pernapasan. Volumeudara pernapasan dapat diukur dengan suatu alat yang disebut spirometer. Besarnyavolume udara pernapasan tersebut dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antaralain ukuran alat pernapasan, kemampuan dan kebiasaan bernapas, serta kondisi kesehatan.
Gas-gas dalam UdaraPernapasan
Persentase gas utamapernapasan dalam udara yang keluar masuk paru-paru :
Energi yang dihasilkan olehproses pernapasan akan digunakan untuk membentuk molekul berenergi, yaitu ATP(Adenosin Tri Phospate). ATP akan disimpan dalam sel dan merupakan sumberenergy utama. Selanjutnya senyawa fosfat diubah menjadi asam piruvat danakhirnya dibebaskan dalam bentuk H₂Odan CO₂ sebagai hasil samping oksidasitersebut. Proses respirasi sel dari bahan glukosa secara garis besar, meliputitiga tahapan, yaitu proses glikosis, siklus Krebs, dan transfer elektron.
GangguanFungsi Yang Dapat Terjadi Pada Sistem Respirasi,
Berikut ini gangguan fungsi yang dapat terjadi pada sistemrespirasi yang disebabkan kelainan penyakit pada sistem pernapasan.
a. Kelain paru-paru akibat merokok.
Merokokdapat menimbulkan berbagai kelainan paru, antara lain bronkitis kronis, kankerparu dan sebagainya. Penyakit paru obstruksi menahun (PPOM) sering kali dapatdiidiagnosis hanya dengan pemeriksaan jasmani dan foto toraks. Sedangkananamnesa juga sering kali tidak informatif. Oleh karena itu faal paru disinimemegang peranan yang penting sebelum terjadinya enfisema yang irreversibel.Dalam satu penelitian dikatakan bahwa 5-10 tahun sebelum terjadinyahiperinflasi, sudah didapatkan gangguan faal paru. Pada perokok yang berumurlebih dari 40 tahun, apabila pada pemeriksaan pertama telah diketahui adanyafaal paru yang abnormal, maka sebaiknya diulang secara rutin setiap tahun.Apabila pemeriksaan pertama tidakmenunjukkan adanya faal paru yang abnormal, maka pemeriksaan ulang dapatdilakukan tiga tahun sekali.
b. Sesak napas
Banyakpenyakit, baik dari paru maupun yang di luar paru, dapat menimbulkan sesaknapas. Pemeriksaan yang tidak invasif tetapi cukup informatif untuk membedakanapakah dari paru atau dari organ lain adalah dengan pemeriksaan faal paru. olehkarena itu pada penderita dengan sesak napas rutin dilakukan pemeriksaan faalparu.
c. Batuk kronis
Penyakityang dapat menimbulkan batuk kronis antara lain, tuberkulosa paru, bronkitiskronis, bronkietasis, asma bronkial, tumor paru dan masih banyak lagi baik yangdari paru maupun yang dari luar paru. pada asma bronkial diluar seranganseringkali sukar untuk mendeteksinya”.
d. Terserang Corona atau Covid-19
Viruscorona jenis baru ini menyerang saluran pernapasan. Sebagian besar mereka yangtelah positif terinfeksi virus asal Wuhan ini pun mengalami gangguan pernapasanyang parah. Namun, adapula orang yang terinfeksi tanpa meneunjukan gejalakhusus.
Sebenarnya,bagaimanakah dampak infeksi virus yang sedang menjadi pandemi ini padaparu-paru manusia? Ahli patologi paru-paru, Sanjay Mukhopadhyay, mengatakan bahwavirus corona jenis baru ini bisa mengakibatkan Sindrom distres pernapasan akutatau Acute Respiratory Distress Syndrom (ARDS).
Berdasarkanriset yang dilakukan di Wuhan, Cina, dengan meneliti 191 pasien yang meninggalkarena infeksi corona juga membuktikan hal yang sama. Dalam riset tersebut, 50dari 54 pasien yang meninggal akibat Covid-19 mengalami sindrom gangguansaluran pernapasan akut. Hanya sembilan dari 137 pasien yang selamat darisindrom tersebut. "Inilah yang membuat infeksi virus ini menyebabkankematian yang signifikan," ucap Mukhopadhyay, dilansir dari Cleveland.
Pasienyang telah mengalami sindrom gangguan pernapasan akut biasanya mengalami gejalaseperti sesak napas mendadap, napas terasa cepat, pusing, detak jantung yangcepat, dan keringat berlebih. Pasien ARDS juga mengalami kerusakan alvelolardifus atau kerusakan pada dinding kantung udara di paru-paru. Padahal, kantungudara tersebut berfungsi membantu oksigen masuk ke dalam sel darah merah. Padaparu-paru orang sehat, oksigen di dalam kantung udara ini bergerak ke pembuluhdarah kecil atau kapiler. Lalu, kapiler bertugas mengirimkan oksigen ke seldarah merah. Sementara itu, virus corona bisa merusak sel-sel dinding kantungudara dan selaput alveolus serta kapiler. Kerusakan tersebut menyebabkandinding alveolus menebal.
"Kerusakankapiler juga menyebabkan kebocoran protein plasma yang menambah ketebalandinding kantung udara," tambah Mukhopadhyay. Akibatnya, oksigen semakinsulit dialirkan ke sel darah merah, berbagai risiko masalah kesehatan kronispun meningkat hingga menyebabkan kematian. Dengan memahami bagaimanan efekinfeksi virus corona jenis baru, Mukhopadhyay berharap masyarakat agar selaluwaspada. “Tolong jangan anggap ini hanya sebagai infeksi virus yang akanberlalu,” katanya. Dia juga menyarankan agar kita melakukan tindakan pencegahanseperti yang telah disarankan para ahli kesehatan.
BagaimanaMencegah infeksi virus corona (Covid-19)
MenurutOrganisasi Kesehatan Dunia (WHO), cara terbaik untuk mencegah penyebaran viruscorona adalah dengan mencuci tangan sesering mungkin, baik dengan antiseptikberbasis alkohol atau sabun dan air mengalair. Selain itu, kita juga harusmelakukan social distancing atau menjaga jarak minimal satu meter dengan oranglain yang sedang batuk atau bersin. Batuk dan bersin membuat tetesan cairandari hidung dan mulut keluar. Tetesan cairan tersebut bisa jadi mengandungvirus yang bisa menginfeksi kita. Jika Anda mengalami demam, batuk ataukesulitan bernapas, Anda harus mencari perawatan medis dengan meneleponterlebih dahulu. Ikuti arahan otoritas kesehatan setempat untuk mendapatkaninformasi terbaru.
Demikian pembelajarantentang Materi pelajaran tentang pengertiansistem respirasi manusia, struktur jaringan penyusun organ pada sistemrespirasi serta kaitannya dengan bioproses dan gangguan fungsi yang dapat terjadi pada sistem respirasi manusia.Semoga ada manfaatnya.