Pengertian Respirasi
Pada saat respirasi luar, terjadi pengikatan O2 oleh hemoglobin (Hb) dan pelepasan CO2 oleh paru. Adapun pada pernapasan dalam terjadi pelepasan O2 dari Hb yang kemudian masuk menuju cairan tubuh atau sel-sel tubuh dan CO2 masuk ke dalam darah. Kedua proses tersebut dapat dituliskan sebagai berikut :
Pernapasan luar : Hb + O2 HbO2 (Oksihemoglobin)
Pernapasan dalam : HbO2 Hb + O2
Pada pernapasan tingkat seluler berlangsung di dalam mitokondria. Sari-sari makanan disekeliling sel akan diuraikan untuk menghasilkan energi bebas. Energi ini akan digunakan utnuk mengubah adenosin difosfat (ADP) menjadi adenosin trifosfat (ATP) dengan mengikat satu fosfat. Sistem pernapasan manusia disusun oleh alat-alat pernapasan dan mekanisme pernapasan.
Sistem Respirasi Porifera
Hewan fillum Porifera atau kelompok hewan berpori tubuhnya tersusun atas banyak sel dan memilki jaringan yang sangat sederhana. Hewan ini banyak ditemukan di pantai atau laut. Porifera tidak memiliki alat pernafasan khusus.Alat respirasinya masih sangat sederhana.Air yang mengandung oksigen terlarut masuk melalui pori-pori tubuhnya.Selanjutnya oksigen yang terlarut dalam air masuk melalui sel-sel permukaan tubuhnya, yaitu sel koanosit secara difusi.
Di dalam mitokondria pada sel koanosit,oksigen digunakan untuk mengurai molekul organic menjadi molekul anorganik yang disertai pelepasan karbondioksida. Selanjutnya molekul-molekul karbondioksida yang terlarut dalam air akan bergerak berlawanan arah menuju membram sel dan keluar menuju spongosol. Air dalam spongosol digerakkan oleh flagellum sel koanosit dan mengalir keluar melalui oskulum.
Di dalam mitokondria pada sel koanosit,oksigen digunakan untuk mengurai molekul organic menjadi molekul anorganik yang disertai pelepasan karbondioksida. Selanjutnya molekul-molekul karbondioksida yang terlarut dalam air akan bergerak berlawanan arah menuju membram sel dan keluar menuju spongosol. Air dalam spongosol digerakkan oleh flagellum sel koanosit dan mengalir keluar melalui oskulum.
Sistem Respirasi Coelenterata
Coelenterata tersusun dari dari dua lapisan sel, yaitu lapisan luar berasal dari ectoderm dan lapisan dalam berasal dari endoderm. Lapisan sel yang berasal dari ectoderm disebut epidermis dan lapisan yang berasal dari endoderm disebut gastrodermis. Pertukaran gas terjadi secara difusi pada sel di luar permukaan tubuh yang bersentuhan dengan air. Untuk respirasi, coelenterata mempunyai alat bantu berupa lekukan jaringan yang terdapat pada gastrodermis, disebut sifonoglia.Sistem Respirasi Cacing
Cacing belum memiliki alat respirasi khusus. Oksigen berdifusi ke dalam kapiler darah yang terdapat pada kulit melalui permukaan kulit yang lembab. Oksigen akan diikat oleh hemoglobin yang terkandung dalam darah cacing untuk diedarkan ke seluruh tubuh. Gas hasil respirasi yaitu karbondioksida dikeluarkan dari tubuh juga melalui permukaan kulitnya. Karena respirasi cacing dilakukan melalui permukaan tubuhnya (integument), maka respirasi cacing disebut respirasi integumenter.
Sistem integumen adalah sistem organ yang membedakan, memisahkan, melindungi, dan menginformasikan hewan terhadap lingkungan sekitarnya. Sistem ini seringkali merupakan bagian sistem organ yang terbesar yang mencakup kulit, rambut, bulu, sisik, kuku, kelenjar keringat dan produknya (keringat atau lendir). Kata ini berasal dari bahasa Latin "integumentum", yang berarti "penutup". Pertukaran gas-gas pada cacing lebih mudah terjadi pada kulit yang lembab, sehingga cacing hidup di tempat yang lembab. Habitat yang lembab akan menjaga permukaan di tubuhnya tetap basah (lembab). Sebanyak 85 % dari berat tubuh cacing tanah berupa air, sehingga sangatlah penting untuk menjaga media pemeliharaan tetap lembab (kelembaban 15 - 30 %). Tubuh cacing mempunyai mekanisme untuk menjaga keseimbangan air dengan mempertahankan kelembaban di permukan tubuh dan mencegah kehilangan air yang berlebihan. cacing yang terdehidrasi akan kehilangan sebagian besar berat tubuhnya dan tetap hidup walaupun kehilangan 70 - 75 % kandungan air tubuh. Kekeringan yang berkepanjangan memaksa cacing tanah untuk bermigrasi ke media yang lebih cocok.
Sistem integumen adalah sistem organ yang membedakan, memisahkan, melindungi, dan menginformasikan hewan terhadap lingkungan sekitarnya. Sistem ini seringkali merupakan bagian sistem organ yang terbesar yang mencakup kulit, rambut, bulu, sisik, kuku, kelenjar keringat dan produknya (keringat atau lendir). Kata ini berasal dari bahasa Latin "integumentum", yang berarti "penutup". Pertukaran gas-gas pada cacing lebih mudah terjadi pada kulit yang lembab, sehingga cacing hidup di tempat yang lembab. Habitat yang lembab akan menjaga permukaan di tubuhnya tetap basah (lembab). Sebanyak 85 % dari berat tubuh cacing tanah berupa air, sehingga sangatlah penting untuk menjaga media pemeliharaan tetap lembab (kelembaban 15 - 30 %). Tubuh cacing mempunyai mekanisme untuk menjaga keseimbangan air dengan mempertahankan kelembaban di permukan tubuh dan mencegah kehilangan air yang berlebihan. cacing yang terdehidrasi akan kehilangan sebagian besar berat tubuhnya dan tetap hidup walaupun kehilangan 70 - 75 % kandungan air tubuh. Kekeringan yang berkepanjangan memaksa cacing tanah untuk bermigrasi ke media yang lebih cocok.
Sistem Respirasi Serangga
Corong hawa (trakea) adalah alat pernapasan yang dimiliki oleh serangga dan arthropoda lainnya. Pembuluh trakea bermuara pada lubang kecil yang ada di kerangka luar (eksoskeleton) yang disebut spirakel. Spirakel berbentuk pembuluh silindris yang berlapis zat kitin, dan terletak berpasangan pada setiap segmen tubuh. Spirakel mempunyai katup yang dikontrol oleh otot sehingga membuka dan menutupnya spirakel terjadi secara teratur. Pada umumnya spirakel terbuka selama serangga terbang, dan tertutup saat serangga beristirahat.
Oksigen dari luar masuk lewat spirakel. Kemudian udara dari spirakel menuju pembuluh-pembuluh trakea dan selanjutnya pembuluh trakea bercabang lagi menjadi cabang halus yang disebut trakeolus sehingga dapat mencapai seluruh jaringan dan alat tubuh bagian dalam. Trakeolus tidak berlapis kitin, berisi cairan, dan dibentuk oleh sel yang disebut trakeoblas. Pertukaran gas terjadi antara trakeolus dengan sel-sel tubuh. Trakeolus ini mempunyai fungsi yang sama dengan kapiler pada sistem pengangkutan (transportasi) pada vertebrata.
Sistem pernafasan pada serangga mengenal dua sistem, yaitu sistem terbuka dan sistem tertutup. Digunakan alat/organ yang disebut spirakulum (spiracle), juga tabung-tabung trakhea dan trakheola. Tekanan total dari udara sebenarnya merupakan jumlah tekanan gas N2, O2, CO2 dan gas-gas lain. O2 sendiri masuk ke dalam jaringan dengan satu proses tunggal: adanya tekanan udara dalam jaringan. Tekanan O2 dengan demikian harus lebih besar daripada tekanan udara dalam jaringan, sebaliknya tekanan CO2 dalam jaringan harus lebih besar dibanding yang ada di udara.(lihat gambar sel respirasi). Laju diffusi diukur dengan rumus 1/d (sebagai suatu peristiwa diffusi pasif).Pada umumnya serangga akuatik kecil luas permukaan tubuhnya lebih besar daripada volumenya, sehingga diffusi O2 dapat berjalan dengan baik berhubung luas permukaan yang cukup untuk akomodasi aliran O2 dari luar tubuh. Sebaliknya pada serangga yang ukurannya lebih besar, harus dibantu dengan menggunakan kantung udara (air-sacs), yang mengumpulkan udara dengan mekanisme kontraksi, yang harus didukung oleh suatu sistem pemanfaatan energi. Contohnya pada beberapa jenis belalang yang mampu hidup di dalam air.
Sistem respirasi terbuka banyak digunakan oleh serangga-serangga darat dan beberapa jenis serangga air, sedang sistem tertutup digunakan oleh serangga air, yang tidak menggunakan spirakulum, antara lain untuk mencegah supaya jangan terjadi evapotranspirasi.
Mekanisme pernapasan pada serangga, misalnya belalang, adalah sebagai berikut
Jika otot perut belalang berkontraksi maka trakea mexrupih sehingga udara kaya CO2 keluar. Sebaliknya, jika otot perut belalang berelaksasi maka trakea kembali pada volume semula sehingga tekanan udara menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan di luar sebagai akibatnya udara di luar yang kaya 02 masuk ke trakea.
Sistem trakea berfungsi mengangkut O2 dan mengedarkannya ke seluruh tubuh, dan sebaliknya mengangkut C02 basil respirasi untuk dikeluarkan dari tubuh. Dengan demikian, darah pada serangga hanya berfungsi mengangkut sari makanan dan bukan untuk mengangkut gas pernapasan.
Di bagian ujung trakeolus terdapat cairan sehingga udara mudah berdifusi ke jaringan. Pada serangga air seperti jentik nyamuk udara diperoleh dengan menjulurkan tabung pernapasan ke perxnukaan air untuk mengambil udara. Serangga air tertentu mempunyai gelembung udara sehingga dapat menyelam di air dalam waktu lama. Misalnya, kepik Notonecta sp. mempunyai gelembung udara di organ yang menyerupai rambut pada permukaan ventral. Selama menyelam, O2 dalam gelembung dipindahkan melalui sistem trakea ke sel-sel pernapasan.
Selain itu, ada pula serangga yang mempunyai insang trakea yang berfungsi menyerap udara dari air, atau pengambilan udara melalui cabang-cabang halus serupa insang. Selanjutnya dari cabang halus ini oksigen diedarkan melalui pembuluh trakea.
Pada kepik air (Belastomatidae) digunakan "insang fisis" atau physical gill digunakan untuk mengumpulkan gelembung, dan jaringan mengambil O2 dari dalam gelembung-gelembung udara yang disimpan. Jika tekanan parsial O2 menurun,tekanan udara di dalam air menjadi lebih besar, akan ada gerakan udara dari dalam air ke dalam tubuh serangga, sehingga terkumpullah gelembung-gelembung udara. Apabila di dalam gelembung udara yang disaring tersebut sudah terkan¬dung terlalu banyak N2, maka serangga akan muncul ke permukaan dan membuka mulut.
Sebaliknya terdapat juga serangga yang mampu tinggal lama di dalam air dengan bantuan suatu organ yang disebut plastron, suatu filamen udara. Dengan alat ini maka CO2 yang terbentuk dibuang, dan O2 yang terlarut diambil langsung (bukan dalam ujud gelembung udara). Bangunan ini sering juga disebut sebagai insang fisis khusus (special physical gill). Karenanya serangga mampu bertahan di dalam air dalam jangka waktu yang lebih lama. Serangga air juga ada yang memanfaatkan insang trakheal (tracheal gill), yang merupakan insang biologis, berfungsi karena gerak biologis.
Sistem respirasi terbuka banyak digunakan oleh serangga-serangga darat dan beberapa jenis serangga air, sedang sistem tertutup digunakan oleh serangga air, yang tidak menggunakan spirakulum, antara lain untuk mencegah supaya jangan terjadi evapotranspirasi.
Mekanisme pernapasan pada serangga, misalnya belalang, adalah sebagai berikut
Jika otot perut belalang berkontraksi maka trakea mexrupih sehingga udara kaya CO2 keluar. Sebaliknya, jika otot perut belalang berelaksasi maka trakea kembali pada volume semula sehingga tekanan udara menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan di luar sebagai akibatnya udara di luar yang kaya 02 masuk ke trakea.
Sistem trakea berfungsi mengangkut O2 dan mengedarkannya ke seluruh tubuh, dan sebaliknya mengangkut C02 basil respirasi untuk dikeluarkan dari tubuh. Dengan demikian, darah pada serangga hanya berfungsi mengangkut sari makanan dan bukan untuk mengangkut gas pernapasan.
Di bagian ujung trakeolus terdapat cairan sehingga udara mudah berdifusi ke jaringan. Pada serangga air seperti jentik nyamuk udara diperoleh dengan menjulurkan tabung pernapasan ke perxnukaan air untuk mengambil udara. Serangga air tertentu mempunyai gelembung udara sehingga dapat menyelam di air dalam waktu lama. Misalnya, kepik Notonecta sp. mempunyai gelembung udara di organ yang menyerupai rambut pada permukaan ventral. Selama menyelam, O2 dalam gelembung dipindahkan melalui sistem trakea ke sel-sel pernapasan.
Selain itu, ada pula serangga yang mempunyai insang trakea yang berfungsi menyerap udara dari air, atau pengambilan udara melalui cabang-cabang halus serupa insang. Selanjutnya dari cabang halus ini oksigen diedarkan melalui pembuluh trakea.
Pada kepik air (Belastomatidae) digunakan "insang fisis" atau physical gill digunakan untuk mengumpulkan gelembung, dan jaringan mengambil O2 dari dalam gelembung-gelembung udara yang disimpan. Jika tekanan parsial O2 menurun,tekanan udara di dalam air menjadi lebih besar, akan ada gerakan udara dari dalam air ke dalam tubuh serangga, sehingga terkumpullah gelembung-gelembung udara. Apabila di dalam gelembung udara yang disaring tersebut sudah terkan¬dung terlalu banyak N2, maka serangga akan muncul ke permukaan dan membuka mulut.
Sebaliknya terdapat juga serangga yang mampu tinggal lama di dalam air dengan bantuan suatu organ yang disebut plastron, suatu filamen udara. Dengan alat ini maka CO2 yang terbentuk dibuang, dan O2 yang terlarut diambil langsung (bukan dalam ujud gelembung udara). Bangunan ini sering juga disebut sebagai insang fisis khusus (special physical gill). Karenanya serangga mampu bertahan di dalam air dalam jangka waktu yang lebih lama. Serangga air juga ada yang memanfaatkan insang trakheal (tracheal gill), yang merupakan insang biologis, berfungsi karena gerak biologis.
Sistem Respirasi Pisces
Ikan bernapas dengan insang yang terdapat pada sisi kiri dan kanan kepala. Masing-masing mempunyai empat buah insang yang ditutup oleh tutup insang (operkulum).
Oksigen yang terlarut dalam air masuk berdifusi ke dalam pembuluh kapiler darah yang terdapat dalam insang. Dan pada waktu menutup, tutup insang membuka dan air dari rongga mulut keluar melalui insang. Bersamaan dengan keluarnya air melalui insang, karbondioksida dikeluarkan. Pertukaran oksigen dan karbondioksida terjadi pada lembaran insang.
Sistem Respirasi Amphibia
Katak dalam daur hidupnya mengalami metamorfosis atauperubahan bentuk. Pada katak, oksigen berdifusi lewat selaput rongga mulut, kulit, dan paru-paru. Kecuali pada fase berudu bernapas dengan insang karena hidupnya di air. Selaput rongga mulut dapat berfungsi sebagai alat pernapasan karena tipis dan banyak terdapat kapiler yang bermuara di tempat itu. Pada saat terjadi gerakan rongga mulut dan faring, Iubang hidung terbuka dan glotis tertutup sehingga udara berada di rongga mulut dan berdifusi masuk melalui selaput rongga mulut yang tipis. Selain bernapas dengan selaput rongga mulut, katak bernapas pula dengan kulit, ini dimungkinkan karena kulitnya selalu dalam keadaan basah dan mengandung banyak kapiler sehingga gas pernapasan mudah berdifusi. Oksigen yang masuk lewat kulit akan melewati vena kulit (vena kutanea) kemudian dibawa ke jantung untuk diedarkan ke seluruh tubuh. Sebaliknya karbon dioksida dari jaringan akan di bawa ke jantung, dari jantung dipompa ke kulit dan paru-paru lewat arteri kulit pare-paru (arteri pulmo kutanea). Dengan demikian pertukaran oksigen dan karbon dioksida dapat terjadi di kulit. Selain bernapas dengan selaput rongga mulut dan kulit, katak bernapas juga dengan paruparu walaupun paru-parunya belum sebaik paru-paru mamalia. Katak mempunyai sepasang paru-paru yang berbentuk gelembung tempat bermuaranya kapiler darah. Permukaan paru-paru diperbesar oleh adanya bentuk- bentuk seperti kantung sehingga gas pernapasan dapat berdifusi. Paru-paru dengan rongga mulut dihubungkan oleh bronkus yang pendek. Dalam paru-paru terjadi mekanisme inspirasi dan ekspirasi yang keduanya terjadi saat mulut tertutup. Fase inspirasi adalah saat udara (kaya oksigen) yang masuk lewat selaput rongga mulut dan kulit berdifusi pada gelembung-gelembung di paru-paru. Mekanisme inspirasi adalah sebagai berikut. Otot Sternohioideus berkonstraksi sehingga rongga mulut membesar, akibatnya oksigen masuk melalui koane. Setelah itu koane menutup dan otot rahang bawah dan otot geniohioideus berkontraksi sehingga rongga mulut mengecil. Mengecilnya rongga mulut mendorong oksigen masuk ke paru-paru lewat celah-celah. Dalam paru-paru terjadi pertukaran gas, oksigen diikat oleh darah yang berada dalam kapiler dinding paru-paru dan sebaliknya, karbon dioksida dilepaskan ke lingkungan.
Mekanisme ekspirasi adalah sebagai berikut. Otot-otot perut dan sternohioideus berkontraksi sehingga udara dalam paru-paru tertekan keluar dan masuk ke dalam rongga mulut. Celah tekak menutup dan sebaliknya koane membuka. Bersamaan dengan itu, otot rahang bawah berkontraksi yang juga diikuti dengan berkontraksinya geniohioideus sehingga rongga mulut mengecil. Dengan mengecilnya rongga mulut maka udara yang kaya karbon dioksida keluar.
Secara umum reptilia bernapas menggunakan paru-paru. Tetapi pada beberapa reptilia, pengambilan oksigen dibantu oleh lapisan kulit disekitar kloaka. Pada reptilia umumnya udara luar masuk melalui lubang hidung, trakea, bronkus, dan akhirnya ke paru-paru. Lubang hidung terdapat di ujung kepala atau moncong. Udara keluar dan masuk ke dalam paru-paru karena gerakan tulang rusuk. Sistem pernafasan pada reptilia lebih maju dari Amphibi. Dinding laring dibentuk oleh tulang rawan kriterokoidea dan tulang rawan krikodea. Trakhea dan bronkhus berbentuk panjang dan dibentuk oleh cincin-cincin tulang rawan. Tempat percabangan trakhea menjadi bronkhus disebut bifurkatio trakhea. Bronkhus masuk ke dalam paru-paru dan tidak bercabang-cabang lagi. Paru-paru reptilia berukuran relatif besar, berjumlah sepasang. Struktur dalamnya berpetak-petak seperti rumah lebah, biasanya bagian anterior lebih banyak berpetak daripada bagian posterior. Larinx terletak di ujung anterior trachea. Dinding larinx ini disokong oleh cartilago cricoida dan cartilago anytenoidea. Kearah posterior trachea membentuk percabangan (bifurcatio) menjadi bronchus kanan dan bronchus kiri, yang masing-masing menuju ke pulmo kanan dan pulmo kiri. Pulmo lacertilia dan ophidia ialah relatif sederhana. Pada beberapa bentuk, bagian internal pulma terbagi tidak sempurna menjadi dua bagian, ialah bagian anterior berdinding saccuter sedang bagian posterior berdinding licin, tidak vasculer dan berfungsi terutama untuk reservoir. Paru-paru reptilia berada dalam rongga dada dan dilindungi oleh tulang rusuk. Paru-paru reptilia lebih sederhana, hanya dengan beberapa lipatan dinding yang berfungsi memperbesar permukaan pertukaran gas. Pada reptilia pertukaran gas tidak efektif. Pada kadal, kura-kura, dan buaya paru-paru lebih kompleks, dengan beberapa belahan - belahan yang membuat paru-parunya bertekstur seperti spon. Paru-paru pada beberapa jenis kadal misalnya bunglon Afrika mempunyai pundi-pundi hawa cadangan yang memungkinkan hewan tersebut melayang di udara.
Paru - paru reptilia
Sistem Respirasi Burung
Pada burung, tempat berdifusinya gas pernapasan hanya terjadi di paru-paru. Paru-paru burung berjumlah sepasang dan terletak dalam rongga dada yang dilindungi oleh tulang rusuk.Jalur pernapasan pada burung berawal di lubang hidung. Pada tempat ini, udara masuk kemudian diteruskan pada celah tekak yang terdapat pada dasar faring yang menghubungkan trakea. Trakeanya panjang berupa pipa bertulang rawan yang berbentuk cincin, dan bagian akhir trakea bercabang menjadi dua bagian, yaitu bronkus kanan dan bronkus kiri. Dalam bronkus pada pangkal trakea terdapat sirink yang pada bagian dalamnya terdapat lipatan-lipatan berupa selaput yang dapat bergetar. Bergetarnya selaput itu menimbulkan suara. Bronkus bercabang lagi menjadi mesobronkus yang merupakan bronkus sekunder dan dapat dibedakan menjadi ventrobronkus (di bagian ventral) dan dorsobronkus ( di bagian dorsal). Ventrobronkus dihubungkan dengan dorsobronkus, oleh banyak parabronkus (100 atau lebih).
Parabronkus berupa tabung tabung kecil. Di parabronkus bermuara banyak kapiler sehingga memungkinkan udara berdifusi. Selain paru-paru, burung memiliki 8 atau 9 perluasan paru-paru atau pundi-pundi hawa (sakus pneumatikus) yang menyebar sampai ke perut, leher, dan sayap. Pundi-pundi hawa berhubungan dengan paru-paru dan berselaput tipis. Di pundi-pundi hawa tidak terjadi difusi gas pernapasan; pundi-pundi hawa hanya berfungsi sebagai penyimpan cadangan oksigen dan meringankan tubuh. Karena adanya pundi-pundi hawa maka pernapasan pada burung menjadi efisien. Pundi-pundi hawa terdapat di pangkal leher (servikal), ruang dada bagian depan (toraks anterior), antara tulang selangka (korakoid), ruang dada bagian belakang (toraks posterior), dan di rongga perut (kantong udara abdominal).
Fungsi kantung udara :
- membantu pernafasan terutama saat terbang
- menyimpan cadangan udara (oksigen)
- memperbesar atau memperkecil berat jenis pada saat burung berenang
- mencegah hilangnya panas tubuh yang terlalu banyak
Masuknya udara yang kaya oksigen ke paru-paru (inspirasi) disebabkan adanya kontraksi otot antartulang rusuk (interkostal) sehingga tulang rusuk bergerak keluar dan tulang dada bergerak ke bawah. Atau dengan kata lain, burung mengisap udara dengan cara memperbesar rongga dadanya sehingga tekanan udara di dalam rongga dada menjadi kecil yang mengakibatkan masuknya udara luar. Udara luar yang masuk sebagian kecil tinggal di paru-paru dan sebagian besar akan diteruskan ke pundi- pundi hawa sebagai cadangan udara.
Udara pada pundi-pundi hawa dimanfaatkan hanya pada saat udara (O2) di paru - paru berkurang, yakni saat burung sedang mengepakkan sayapnya. Saat sayap mengepak atau diangkat ke atas maka kantung hawa di tulang korakoid terjepit sehingga oksigen pada tempat itu masuk ke paru-paru. Sebaliknya, ekspirasi terjadi apabila otot interkostal relaksasi maka tulang rusuk dan tulang dada kembali ke posisi semula, sehingga rongga dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar dari tekanan di udara luar akibatnya udara dari paru-paru yang kaya karbon dioksida keluar. Bersamaan dengan mengecilnya rongga dada, udara dari kantung hawa masuk ke paru-paru dan terjadi pelepasan oksigen dalam pembuluh kapiler di paru-paru. Jadi, pelepasan oksigen di paru-paru dapat terjadi pada saat ekspirasi maupun inspirasi.
Pernapasan pada burung di saat hinggap adalah sebagai berikut.
Burung mengisap udara lalu udara mengalir lewat bronkus ke pundi-pundi hawa bagian belakang bersamaan dengan itu udara yang sudah ada di paru-paru mengalir ke pundi - pundi hawa, udara di pundi-pundi belakang mengalir ke paru-paru lalu udara menuju pundi - pundi hawa depan.
Kecepatan respirasi pada berbagai hewan berbeda bergantung dari berbagai hal, antara lain, aktifitas, kesehatan, dan bobot tubuh.
Pernafasan burung saat terbang :
Saat terbang pergerakan aktif dari rongga dada tidak dapat dilakukan karena tulang dada dan tulang rusuk merupakan pangkal perlekatan otot yang berfungsi untuk terbang. Saat mengepakan sayap (sayap diangkat ke atas), kantong udara di antara tulang korakoid terjepit sehingga udara kaya oksigen pada bagian itu masuk ke paru-paru.
Sistem Respirasi Manusia
Alat - alat Pernapasan Manusia :
Sistem pernafasan tersusun atas organ pernafasan yang diawali dengan saluran pernafasan yang terdiri atas hidung, faring, laring, trakea, bronkus serta alveolus, pembuluh darah paru-paru, pembuluh limfe paru-paru, dan pleura yang terhubung langsung dengan paru-paru.
a. Rongga Hidung (Cavum Nasalis)
Udara dari luar akan masuk lewat rongga hidung (cavum nasalis). Dengan udara luar dihubungkan oleh lubang hidung luar (nares eksternal), dengan faring dihubungkan oleh lubang hidung dalam (nares internal/khoane). Rongga hidung dipisahkan oleh suatu sekat yang disebut septum basal, menjadi bagian kiri dan kanan sedangkan dari rongga mulut dibatasi oleh maksila dan tulang langit-langit mulut. Rongga hidung dilapisi dengan epitel silindris bersilia yang mengandung banyak sel goblet penghasil lendir. 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. Selain itu, terdapat juga rambut pendek dan tebal yang berf
b. Laring (Pangkal Tenggorokan)ungsi menyaring partikel kotoran yang masuk bersama udara. Juga terdapat konka yang mempunyai banyak kapiler darah yang berfungsi menghangatkan udara yang masuk.
Udara dari rongga hidung masuk ke faring. Faring merupakan percabangan 2 saluran, yaitu saluran pernapasan (nasofarings) pada bagian depan dan saluran pencernaan (orofarings) pada bagian belakang.
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. Laring merupakan tabung ireguler yang menghubungkan faring dengan trakea. Dalam lamina propia terdapat sejumlah rawan laring, struktur yang paling rumit pada jalan pernapasan. Rawan-rawan yang lebih besar (tiroid, krikoid, dan sebagian besar aritenoid) adalah rawan hialin, dan pada orang tua sebagian dapat mengalami kalsifikasi. Rawan yang lebih kecil (epiglottis, cuneiformis, kornikulatum, dan ujung aritenoid) adalah rawan elastin. Ligamentum-ligamentum menghubungkan rawan-rawan tersebut satu sama lain, dan sebagian besar bersambung dengan otot-otot intrinsic larynx, di mana mereka sendiri tidak bersambungan karena mereka adalah otot lurik. Selain berperanan sebagai penyokong (mempertahankan agar jalan udara tetap terbuka) rawan-rawan ini berperanan sebagai katup untuk mencegah makanan atau cairan yang ditelan masuk trakea. Mereka juga berperanan dalam pembentukan irama fonasi.
Epiglotis, yang menonjol dari pinggir laring, meluas ke faring dan karena itu mempunyai permukaan yang menghadap ke lidah dan laring. Seluruh permukaan yang menghadap ke lidah dan bagian permukaan apikal yang menghadap ke laring diliputi oleh epitel berlapis gepeng. Ke arah basis epiglottis pada permukaan yang menghadap laring, epitel mengalami perubahan menjadi epitel bertingkat toraks bersilia. Kelenjar campur mukosa dan serosa terutama terdapat di bawah epitel toraks, bebas menyebar ke dalam, yang menimbulkan bercak pada rawan elastin yang berdekatan. Di bawah epiglottis, mukosa membentuk dua pasang lipatan yang meluas ke dalam lumen larynx. Pasangan yang di atas merupakan pita suara palsu (atau lipatan vestibular), dan mereka mempunyai epitel respirasi yang di bawahnya terletak sejumlah kelenjar seromukosa dalam lamina proprianya. Pasangan yang bawah merupakan lipatan yang merupakan pita suara asli. Di dalam pita suara, yang diliputi oleh epitel berlapis gepeng, terdapat berkas-berkas besar sejajar dari selaput elastin yang merupakan ligamentum vocale. Sejajar dengan ligamentum terdpat berkas-berkas otot lurik, m.vocalis, yang mengatur regangan pita dan ligamentum dan akibatnya, waktu udara didorong melalui pita-pita menimbulkan suatu suara dengan tonus yang tidak sama.
c. Trakea (Batang Tenggorokan)
Trakea merupakan tabung berdinding tipis yang terletak dari basis larynx (rawan krikoid)ke tempat di mana trakea bercabang menjadi 2 bronkus primer, panjangnya ± 10 cm. Trakea dibatasi oleh mukosa respirasi. Di dalam lamina propria terdapat 16-20 rawan hialin berbentuk seperti huruf C yang berperan mempertahankan lumen trakea agar tetap terbuka. Ligamentum fibroelastindan berkas-berkas otot polos (m. trachealis) melekat pada perikondrium dan menghubungkan ujung-ujung bebas rawan yang berbentuk huruf C tersebut. Ligamentum mencegah peregangan lumen yang berlebihan, sementara itu otot memungkinkan rawan saling berdekatan. Kontraksi otot disertai dengan penyempitan lumen trakea dan digunakan untuk respon batuk. Setelah kontraksi, akibat penyempitan lumen trakea akan menambah kecepatan udara ekspirasi, yang membantu membersihkan jalan udara. Selain itu pada trakea terdapat rongga bersilia. Silia-silia ini berfungsi menyaring benda-benda asing yang masuk ke saluran pernapasan.
d. Cabang-cabang Tenggorokan (Bronki)
Trakea membelah menjadi 2 bronkus utama yang masuk ke dalam paru-paru pada tiap hilus. Selain itu, pada tiap-tiap hilus arteòh dan vena seòõ` pembuluh limfe masuk dan meninggalkan paru-paru. Struktur ini dikelilingi oleh jaringan penyambung padat dan membentuk akar paru-paru. Setelah masuk ke dalam paru-paru, bronkus primer menuju ke arah bawah dan luar untuk membentuk 3 bronkus pada paru-paru kanan 2 bronkus pada paru-paru kiri. Bronkus lobaris bercabang-cabang membentuk bronkus yang lebih kecil yang di sebut Bronkiolus. Masing-masing bronkiolus masuk ke lobus paru-paru yang membentuk 5-7 bronkiolus terminalis.
Lobulus paru-paru berbentuk piramid dengan apeks yang mengarah ke arah permukaan paru-paru. Tiap lobulus dibatasi oleh septum jaringan penyambung tipis yang terlihat pada fetus. Bronkiolus tidak mempunyai kelenjar pada mukosanya tetapi hanya ditunjukkan oleh adanya sel-sel goblet yang tersebar dalam epitel permulaan(bagian luar). Pada bronkiolus yang lebih besar, epitelnya bersilia dan kekomplekannya berkurang sehingga menjadi epitel kubis bersilia pada bronkiolus terminalis. Selain sel-sel bersilia, bronkiolus terminal juga mempunyai sel-sel clara yang permukaan apikalnya berbentuk seperti kubah yang menonjol ke arah lumen. Sel-sel clara pada manusia merupakan sel-sel sekretori. Bronkiolus respiratorius dibatasi oleh epitel kubis bersilia, tetapi pada tepi lubang alveolaris, epitel bronkiolus menuju epitel pembatas alveolus. Epitel bronkiolus terdiri atas epitel kubis bersilia tetapi pada bagian yang lebih distal, silia mungkin tidak ada. Bronkiolus respiratorius digunakan untukmenggambarkan fungsi pada segmen jalannya pernapasan.
Duktus alveolaris dan alveoli dibatasi oleh sel-sel epitel selapis gepeng yang sangat tipis. Dalam lamina propria, di sekitar tepi alveoli merupakan jala sel otot polos yang saling berhubungan. Duktus alveolaris bermuara ke dalam atria, ruang yang menghubungkan antara multilokularis alveoli dengan dua atau lebih alveolaris pada setiap atrium. Serabut-aerabut elastin memungkinkan alveoli mengembang pada waktu inspirasi dan secara pasif berkontraksi pada saat ekspirasi. Kolagen berperan sebagai penyokong yang mencegah peregangan yang berlebihan dan sebagai pencegah kerusakan-kerusakan kapiler halus dan septa alveoli yang tipis.
n samping dibatasi oleh otot dan rusuk dan di bagian bawah dibatasi oleh diafragma yang berot
e. Paru-paru (Pulmo)
Paru-paru terletak di dalam rongga dada bagian atas, di bagiaot 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).
Sistem pernafasan tersusun atas organ pernafasan yang diawali dengan saluran pernafasan yang terdiri atas hidung, faring, laring, trakea, bronkus serta alveolus, pembuluh darah paru-paru, pembuluh limfe paru-paru, dan pleura yang terhubung langsung dengan paru-paru.
a. Rongga Hidung (Cavum Nasalis)
Udara dari luar akan masuk lewat rongga hidung (cavum nasalis). Dengan udara luar dihubungkan oleh lubang hidung luar (nares eksternal), dengan faring dihubungkan oleh lubang hidung dalam (nares internal/khoane). Rongga hidung dipisahkan oleh suatu sekat yang disebut septum basal, menjadi bagian kiri dan kanan sedangkan dari rongga mulut dibatasi oleh maksila dan tulang langit-langit mulut. Rongga hidung dilapisi dengan epitel silindris bersilia yang mengandung banyak sel goblet penghasil lendir. 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. Selain itu, terdapat juga rambut pendek dan tebal yang berf
b. Laring (Pangkal Tenggorokan)ungsi menyaring partikel kotoran yang masuk bersama udara. Juga terdapat konka yang mempunyai banyak kapiler darah yang berfungsi menghangatkan udara yang masuk.
Udara dari rongga hidung masuk ke faring. Faring merupakan percabangan 2 saluran, yaitu saluran pernapasan (nasofarings) pada bagian depan dan saluran pencernaan (orofarings) pada bagian belakang.
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. Laring merupakan tabung ireguler yang menghubungkan faring dengan trakea. Dalam lamina propia terdapat sejumlah rawan laring, struktur yang paling rumit pada jalan pernapasan. Rawan-rawan yang lebih besar (tiroid, krikoid, dan sebagian besar aritenoid) adalah rawan hialin, dan pada orang tua sebagian dapat mengalami kalsifikasi. Rawan yang lebih kecil (epiglottis, cuneiformis, kornikulatum, dan ujung aritenoid) adalah rawan elastin. Ligamentum-ligamentum menghubungkan rawan-rawan tersebut satu sama lain, dan sebagian besar bersambung dengan otot-otot intrinsic larynx, di mana mereka sendiri tidak bersambungan karena mereka adalah otot lurik. Selain berperanan sebagai penyokong (mempertahankan agar jalan udara tetap terbuka) rawan-rawan ini berperanan sebagai katup untuk mencegah makanan atau cairan yang ditelan masuk trakea. Mereka juga berperanan dalam pembentukan irama fonasi.
Epiglotis, yang menonjol dari pinggir laring, meluas ke faring dan karena itu mempunyai permukaan yang menghadap ke lidah dan laring. Seluruh permukaan yang menghadap ke lidah dan bagian permukaan apikal yang menghadap ke laring diliputi oleh epitel berlapis gepeng. Ke arah basis epiglottis pada permukaan yang menghadap laring, epitel mengalami perubahan menjadi epitel bertingkat toraks bersilia. Kelenjar campur mukosa dan serosa terutama terdapat di bawah epitel toraks, bebas menyebar ke dalam, yang menimbulkan bercak pada rawan elastin yang berdekatan. Di bawah epiglottis, mukosa membentuk dua pasang lipatan yang meluas ke dalam lumen larynx. Pasangan yang di atas merupakan pita suara palsu (atau lipatan vestibular), dan mereka mempunyai epitel respirasi yang di bawahnya terletak sejumlah kelenjar seromukosa dalam lamina proprianya. Pasangan yang bawah merupakan lipatan yang merupakan pita suara asli. Di dalam pita suara, yang diliputi oleh epitel berlapis gepeng, terdapat berkas-berkas besar sejajar dari selaput elastin yang merupakan ligamentum vocale. Sejajar dengan ligamentum terdpat berkas-berkas otot lurik, m.vocalis, yang mengatur regangan pita dan ligamentum dan akibatnya, waktu udara didorong melalui pita-pita menimbulkan suatu suara dengan tonus yang tidak sama.
c. Trakea (Batang Tenggorokan)
Trakea merupakan tabung berdinding tipis yang terletak dari basis larynx (rawan krikoid)ke tempat di mana trakea bercabang menjadi 2 bronkus primer, panjangnya ± 10 cm. Trakea dibatasi oleh mukosa respirasi. Di dalam lamina propria terdapat 16-20 rawan hialin berbentuk seperti huruf C yang berperan mempertahankan lumen trakea agar tetap terbuka. Ligamentum fibroelastindan berkas-berkas otot polos (m. trachealis) melekat pada perikondrium dan menghubungkan ujung-ujung bebas rawan yang berbentuk huruf C tersebut. Ligamentum mencegah peregangan lumen yang berlebihan, sementara itu otot memungkinkan rawan saling berdekatan. Kontraksi otot disertai dengan penyempitan lumen trakea dan digunakan untuk respon batuk. Setelah kontraksi, akibat penyempitan lumen trakea akan menambah kecepatan udara ekspirasi, yang membantu membersihkan jalan udara. Selain itu pada trakea terdapat rongga bersilia. Silia-silia ini berfungsi menyaring benda-benda asing yang masuk ke saluran pernapasan.
d. Cabang-cabang Tenggorokan (Bronki)
Trakea membelah menjadi 2 bronkus utama yang masuk ke dalam paru-paru pada tiap hilus. Selain itu, pada tiap-tiap hilus arteòh dan vena seòõ` pembuluh limfe masuk dan meninggalkan paru-paru. Struktur ini dikelilingi oleh jaringan penyambung padat dan membentuk akar paru-paru. Setelah masuk ke dalam paru-paru, bronkus primer menuju ke arah bawah dan luar untuk membentuk 3 bronkus pada paru-paru kanan 2 bronkus pada paru-paru kiri. Bronkus lobaris bercabang-cabang membentuk bronkus yang lebih kecil yang di sebut Bronkiolus. Masing-masing bronkiolus masuk ke lobus paru-paru yang membentuk 5-7 bronkiolus terminalis.
Lobulus paru-paru berbentuk piramid dengan apeks yang mengarah ke arah permukaan paru-paru. Tiap lobulus dibatasi oleh septum jaringan penyambung tipis yang terlihat pada fetus. Bronkiolus tidak mempunyai kelenjar pada mukosanya tetapi hanya ditunjukkan oleh adanya sel-sel goblet yang tersebar dalam epitel permulaan(bagian luar). Pada bronkiolus yang lebih besar, epitelnya bersilia dan kekomplekannya berkurang sehingga menjadi epitel kubis bersilia pada bronkiolus terminalis. Selain sel-sel bersilia, bronkiolus terminal juga mempunyai sel-sel clara yang permukaan apikalnya berbentuk seperti kubah yang menonjol ke arah lumen. Sel-sel clara pada manusia merupakan sel-sel sekretori. Bronkiolus respiratorius dibatasi oleh epitel kubis bersilia, tetapi pada tepi lubang alveolaris, epitel bronkiolus menuju epitel pembatas alveolus. Epitel bronkiolus terdiri atas epitel kubis bersilia tetapi pada bagian yang lebih distal, silia mungkin tidak ada. Bronkiolus respiratorius digunakan untukmenggambarkan fungsi pada segmen jalannya pernapasan.
Duktus alveolaris dan alveoli dibatasi oleh sel-sel epitel selapis gepeng yang sangat tipis. Dalam lamina propria, di sekitar tepi alveoli merupakan jala sel otot polos yang saling berhubungan. Duktus alveolaris bermuara ke dalam atria, ruang yang menghubungkan antara multilokularis alveoli dengan dua atau lebih alveolaris pada setiap atrium. Serabut-aerabut elastin memungkinkan alveoli mengembang pada waktu inspirasi dan secara pasif berkontraksi pada saat ekspirasi. Kolagen berperan sebagai penyokong yang mencegah peregangan yang berlebihan dan sebagai pencegah kerusakan-kerusakan kapiler halus dan septa alveoli yang tipis.
n samping dibatasi oleh otot dan rusuk dan di bagian bawah dibatasi oleh diafragma yang berot
e. Paru-paru (Pulmo)
Paru-paru terletak di dalam rongga dada bagian atas, di bagiaot 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).
Mekanisme Pernapasan
00:28 Edit This 0 Comments »
Pernapasan Dada
Pernapasan dada terjadi sebagai berikut: Otot antartulang rusuk berkerut sehingga dada terangkat. Akibatnya, volume rongga dada bertambah. Membesarnya rongga dada menyebabkan tekanan udara dalam dada lebih kecil daripada tekanan udara luar sehingga udara luar akan masuk ke dalam rongga dada dan akan diteruskan menuju paru. Oksigen yang terdapat di dalam udara tersebut akan diikat oleh pembuluh darah yang banyak terdapat di alveolus paru. Hal inilah yang disebut Inspirasi. Otot antartulang rusuk mengendur. Akibatnya, tulang-tulang rusuk turun sehingga rongga dada mengecil. Mengecilnya rongga dada menyebabkan volume paru mengecil sehingga tekanannya menjadi lebih besar daripada tekanan udara luar. Hal ini disebut ekspirasi.
Pernapasan Perut
Pernapasan perut terjadi akibat adanya kontraksi dan relaksasi diafragma. Pada saat inspirasi, otot diafragma akan mengerut sehingga diafragma lebih mendatar. Akibatnya, volume rongga dada membesar yang menyebabkan tekanan didalamnya lebih kecil daripada tekanan udara luar. Kondisi ini menyebabkan udara memasuki dada dan bergerak menuju paru sehingga terjadi inspirasi. Setelah itu, akibat mengerutnya otot dinding rongga dada, diafragma akan naik hingga menyebabkan rongga dada dan paru mengecil. Akibatnya, tekanan di dalamnya meningkat sehingga terjadilah ekspirasi karena terjadi pelepasan udara dari paru. Proses pernapasan dada dan pernapasan perut tersebut berlangsung secara bersamaan. Proses inspirasi dan ekspirasi dalam keadaan normal berlangsung sebanyak 15 – 1 kali setiap menit. Pada inspirasi tekanan udara paru turun 1 -2 mm Hg dibanding tekanan paru normal, sedangkan pada ekspirasi akan naik 2 -2 mm Hg. Ekspirasi dapat terjadi secara tiba-tiba, misalnya pada saat bersin atau tersedak. Peristiwa ini terjadi akibat pengerutan oto antartulang rusuk dan otot dinding perut secara tiba-tiba sebagai usaha untuk mengeluarkan banda asing yang terdapat dalam saluran pernapasan.
MEKANISME PERTUKARAN GAS
Pengangkutan O2
Pertukaran gas antara O2 dengan CO2 terjadi di dalam alveolus dan jaringan tubuh, melalui proses difusi. Oksigen yang sampai di alveolus akan berdifusi menembus selaput alveolus dan berikatan dengan haemoglobin (Hb) dalam darah yang disebut deoksigenasi dan menghasilkan senyawa oksihemoglobin (HbO) seperti reaksi berikut : Sekitar 97% oksigen dalam bentuk senyawa oksihemoglobin, hanya 2 – 3% yang larut dalam plasma darah akan dibawa oleh darah ke seluruh jaringan tubuh, dan selanjutnya akan terjadi pelepasan oksigen secara difusi dari darah ke jaringan tubuh, seperti reaksi berikut :
Pengangkutan CO2 Karbondioksida (CO2) yang dihasilkan dari proses respirasi sel akan berdifusi ke dalam darah yang selanjutnya akan diangkut ke paru-paru untuk dikeluarkan sebagai udara pernapasan. Ada 3 (tiga) cara pengangkutan CO2 : Sebagai ion karbonat (HCO3), sekitar 60 – 70%. Sebagai karbominohemoglobin (HbCO2), sekitar 25%. Sebagai asam karbonat (H2CO3) sekitar 6 – 10%.
Pernapasan dada terjadi sebagai berikut: Otot antartulang rusuk berkerut sehingga dada terangkat. Akibatnya, volume rongga dada bertambah. Membesarnya rongga dada menyebabkan tekanan udara dalam dada lebih kecil daripada tekanan udara luar sehingga udara luar akan masuk ke dalam rongga dada dan akan diteruskan menuju paru. Oksigen yang terdapat di dalam udara tersebut akan diikat oleh pembuluh darah yang banyak terdapat di alveolus paru. Hal inilah yang disebut Inspirasi. Otot antartulang rusuk mengendur. Akibatnya, tulang-tulang rusuk turun sehingga rongga dada mengecil. Mengecilnya rongga dada menyebabkan volume paru mengecil sehingga tekanannya menjadi lebih besar daripada tekanan udara luar. Hal ini disebut ekspirasi.
Pernapasan Perut
Pernapasan perut terjadi akibat adanya kontraksi dan relaksasi diafragma. Pada saat inspirasi, otot diafragma akan mengerut sehingga diafragma lebih mendatar. Akibatnya, volume rongga dada membesar yang menyebabkan tekanan didalamnya lebih kecil daripada tekanan udara luar. Kondisi ini menyebabkan udara memasuki dada dan bergerak menuju paru sehingga terjadi inspirasi. Setelah itu, akibat mengerutnya otot dinding rongga dada, diafragma akan naik hingga menyebabkan rongga dada dan paru mengecil. Akibatnya, tekanan di dalamnya meningkat sehingga terjadilah ekspirasi karena terjadi pelepasan udara dari paru. Proses pernapasan dada dan pernapasan perut tersebut berlangsung secara bersamaan. Proses inspirasi dan ekspirasi dalam keadaan normal berlangsung sebanyak 15 – 1 kali setiap menit. Pada inspirasi tekanan udara paru turun 1 -2 mm Hg dibanding tekanan paru normal, sedangkan pada ekspirasi akan naik 2 -2 mm Hg. Ekspirasi dapat terjadi secara tiba-tiba, misalnya pada saat bersin atau tersedak. Peristiwa ini terjadi akibat pengerutan oto antartulang rusuk dan otot dinding perut secara tiba-tiba sebagai usaha untuk mengeluarkan banda asing yang terdapat dalam saluran pernapasan.
MEKANISME PERTUKARAN GAS
Pengangkutan O2
Pertukaran gas antara O2 dengan CO2 terjadi di dalam alveolus dan jaringan tubuh, melalui proses difusi. Oksigen yang sampai di alveolus akan berdifusi menembus selaput alveolus dan berikatan dengan haemoglobin (Hb) dalam darah yang disebut deoksigenasi dan menghasilkan senyawa oksihemoglobin (HbO) seperti reaksi berikut : Sekitar 97% oksigen dalam bentuk senyawa oksihemoglobin, hanya 2 – 3% yang larut dalam plasma darah akan dibawa oleh darah ke seluruh jaringan tubuh, dan selanjutnya akan terjadi pelepasan oksigen secara difusi dari darah ke jaringan tubuh, seperti reaksi berikut :
Pengangkutan CO2 Karbondioksida (CO2) yang dihasilkan dari proses respirasi sel akan berdifusi ke dalam darah yang selanjutnya akan diangkut ke paru-paru untuk dikeluarkan sebagai udara pernapasan. Ada 3 (tiga) cara pengangkutan CO2 : Sebagai ion karbonat (HCO3), sekitar 60 – 70%. Sebagai karbominohemoglobin (HbCO2), sekitar 25%. Sebagai asam karbonat (H2CO3) sekitar 6 – 10%.
Kapasitas dan Volume Paru-paru
Suatu metode sederhana untuk mempelajari pertukaran udara paru-paru adalah mancatat volume udara yang bergerak ke dalam dan ke luar paru-paru disebut spirometer. Sebuah alat spirometer terdiri dari sebuah silinder yang berada dalam sebuah ruangan berisi air yang keseimbangannya dapat diatur melalui suatu pemberat. Dalam selinder terdapat campuran udara pernafasan biasanya udara atau O2, suatu tabung yang menghubungkan mulut dengan ruang udara. Karena nafas masuk dan ke luar ruang udara maka silinder terangkat/naik dan turun, dan suatu grafik akan terlihat pada kertas yang terdapat pada silinder yang berputar. Untuk memudahkan menjelaskan berbagai kejadian pertukaran udara paru-paru maka udara dalam paru-paru telah dibagi menjadi 4 volume dan 4 kapasitas.
Volume paru-paru bagian kiri terdiri atas 4 volume yang berbeda dan bila dijumlahkan semuanya sama dengan volume maksimum paru-paru yang masih dapat diharapkan. Arti penting dari masing-masing volume tersebut adalah sebagai berikut.
1.Volume tidal (tidal volume = TV) adalah volume udara pada waktu inspirasi atau ekspirasi normal, dan volumenya kira-kira 500 ml.
2.Volume cadangan inspirasi (inspiratory reserve volume = IRV) adalah volume ekstra udara yang masih dapat dihirup setelah inspirasi normal sebagai volume udara tambahan terhadap volume volume tidal, dan biasanya volume udara itu kira-kira 3000 ml.
3.Volume cadangan ekspirasi (expiratory reseve volume = ERV) adalah jumlah udara yang masih dapat dikeluarkan dengan berekspirasi sekuat-kuatnya (maksimum) pada saat akhir ekspirasi normal, biasanya volume ini kira-kira 1100 ml.
4.Volume residu (residual volume = RV) adalah volume udara yang masih tinggal di dalam paru-paru setelah melakukan respirasi maksimum. Volume residu ini rata-rata 1200 ml.
Kapasitas paru-paru dalam siklus paru-paru kadang-kadang perlu mempertimbangkan 2 atau lebih volume udara tersebut di atas secara bersama-sama. Penggabungan ini disebut kapasitas paru-paru. Kapasitas paru-paru berbeda-beda dapat dijelaskan sebagai berikut ini.
1.Kapasitas inspirasi (inspiratory capacity/IC) = volume tidal (TV) + volume cadangan inspirasi (IRV).
Ini adalah sejumlah udara (kira-kira 3500 ml) yang berarti seseorang bernafas mulai dengan tingkat ekspirasi normal dan memperbesar paru-parunya hingga maksimum.
2.Kapasitas residu fungsional (functional residual capacity/FRC) = volume cadangan ekspirasi (ERV) + volume residu (RV).
Ini adalah sejumlah udara yang tinggal dalam paru-paru pada akhir ekspirasi normal (kira-kira 2300 ml).
3.Kapasitas vital (vital capacity/VC) = volume cadangan inspirasi (IRV) + volume tidal (TV) + volume cadangan ekspirasi (ERV).
Ini adalah jumlah udara maksimum yang dapat dikeluarkan dari paru-paru setelah ekspirasi dan dilanjutkan dengan ekspirasi maksimum.
4.Kapasita total paru-paru (total lung capacity/TLC) adalah volume maksimum paru-paru yang masih dapat diperbesar dengan inspirasi sekuat mungkin (kira-kira 5800 ml). TLC = IRV + TV + ERV + RV.
Sebagai contoh, dapat dikemukakan di sini bahwa laki-laki mempunyai VT = 400 ml, VC = 4800 ml, IRV = 3100 ml, IC = 3600 ml, ERV = 1200 ml, RV = 1200 ml, FRC = 2000 ml, TLC = 6000 ml. Sapi betina (dalam keadaan tidur) mempunyai TV = 3100 ml; sedangkan dalam posisi berdiri adalah 3800 ml.Semua volume dan kapasitas paru-paru wanita 20 – 25% lebih rendah dibandingkan laki-laki, dan volume serta kapasitasnya lebih besar pada orang yang bertubuh besar dan olahragawan dibandingkan dengan orang yang bertubuh kecil dan menderita asma.
Volume paru-paru bagian kiri terdiri atas 4 volume yang berbeda dan bila dijumlahkan semuanya sama dengan volume maksimum paru-paru yang masih dapat diharapkan. Arti penting dari masing-masing volume tersebut adalah sebagai berikut.
1.Volume tidal (tidal volume = TV) adalah volume udara pada waktu inspirasi atau ekspirasi normal, dan volumenya kira-kira 500 ml.
2.Volume cadangan inspirasi (inspiratory reserve volume = IRV) adalah volume ekstra udara yang masih dapat dihirup setelah inspirasi normal sebagai volume udara tambahan terhadap volume volume tidal, dan biasanya volume udara itu kira-kira 3000 ml.
3.Volume cadangan ekspirasi (expiratory reseve volume = ERV) adalah jumlah udara yang masih dapat dikeluarkan dengan berekspirasi sekuat-kuatnya (maksimum) pada saat akhir ekspirasi normal, biasanya volume ini kira-kira 1100 ml.
4.Volume residu (residual volume = RV) adalah volume udara yang masih tinggal di dalam paru-paru setelah melakukan respirasi maksimum. Volume residu ini rata-rata 1200 ml.
Kapasitas paru-paru dalam siklus paru-paru kadang-kadang perlu mempertimbangkan 2 atau lebih volume udara tersebut di atas secara bersama-sama. Penggabungan ini disebut kapasitas paru-paru. Kapasitas paru-paru berbeda-beda dapat dijelaskan sebagai berikut ini.
1.Kapasitas inspirasi (inspiratory capacity/IC) = volume tidal (TV) + volume cadangan inspirasi (IRV).
Ini adalah sejumlah udara (kira-kira 3500 ml) yang berarti seseorang bernafas mulai dengan tingkat ekspirasi normal dan memperbesar paru-parunya hingga maksimum.
2.Kapasitas residu fungsional (functional residual capacity/FRC) = volume cadangan ekspirasi (ERV) + volume residu (RV).
Ini adalah sejumlah udara yang tinggal dalam paru-paru pada akhir ekspirasi normal (kira-kira 2300 ml).
3.Kapasitas vital (vital capacity/VC) = volume cadangan inspirasi (IRV) + volume tidal (TV) + volume cadangan ekspirasi (ERV).
Ini adalah jumlah udara maksimum yang dapat dikeluarkan dari paru-paru setelah ekspirasi dan dilanjutkan dengan ekspirasi maksimum.
4.Kapasita total paru-paru (total lung capacity/TLC) adalah volume maksimum paru-paru yang masih dapat diperbesar dengan inspirasi sekuat mungkin (kira-kira 5800 ml). TLC = IRV + TV + ERV + RV.
Sebagai contoh, dapat dikemukakan di sini bahwa laki-laki mempunyai VT = 400 ml, VC = 4800 ml, IRV = 3100 ml, IC = 3600 ml, ERV = 1200 ml, RV = 1200 ml, FRC = 2000 ml, TLC = 6000 ml. Sapi betina (dalam keadaan tidur) mempunyai TV = 3100 ml; sedangkan dalam posisi berdiri adalah 3800 ml.Semua volume dan kapasitas paru-paru wanita 20 – 25% lebih rendah dibandingkan laki-laki, dan volume serta kapasitasnya lebih besar pada orang yang bertubuh besar dan olahragawan dibandingkan dengan orang yang bertubuh kecil dan menderita asma.
Membran Respirasi
Difusi Gas Melalui Membrana Respirasi
Unit alat pernafasan terdiri dari bronkhiolus, berbagai saluran alveoli, atrium dan alveoli (kira-kira 300 juta pada kedua paru-paru, masing-masing alveolus mempunyai diameter kira-kira 0,25 mm). Dinding alveoli sangat tipis, dan di antara banyak dinding itu terdapat berbagai kapiler yang cukup kuat. Aliran darah pada dinding kapiler merupakan suatu sheet dari peredaran darah. Jadi jelaslah bahwa gas alveoli hampir sama dengan gas darah kapiler. Konsekwensinya pertukaran gas antara udara alveoli dan darah volmonaris terjadi di seluruh membrana terminal paru-paru. Membrana ini disebut membrana respirasi atau membrana vulmonaris.
Kapasitas Difusi Membrana Respirasi
Kemampuan seluruh membrana respirasi untuk terjadinya pertukaran gas antara alveoli dan darah pulmonaris dapat diekspresikan dengan istilah kapasitas difusinya, yang dapat didefinisikan sebagai volume gas yang berdifusi melalui membrana tadi setiap menit untuk setiap perbedaan tekanan 1 mm Hg. Kapasitas difusi O2 laki-laki muda dewasa pada waktu istirahat rata-rata 21 ml per menit per mm Hg. Rata-rata perbedaan tekanan O2 menembus membrana respirasi selama dalam keadaan normal yaitu dalam keadaan bernafas tenang kira-kira 11 mm Hg. Peningkatan tekanan itu menghasilkan kira-kira 230 ml O2 berdifusi normal melalui membrana respirasi setiap menit; dan itu sama dengan kecepatan tubuh menggunakan O2. Di lain pihak, kapasitas difusi CO2 belum pernah dihitung karena kesukaran teknis. Sebenarnya sangat penting diketahui kapasitas difusi yang tinggi dari CO2 itu. Bila tidak demikian maka membrana respirasi banyak mengalami kerusakan. Akibatnya, kapasitasnya membawa O2 ke dalam darah sering tidak cukup sehingga menyebabkan kematian seseorang jauh lebih cepat daripada ketidakseimbangan yang serius dari difusi CO2.
Faktor yang Mempengaruhi Difusi Gas
Prinsip dan formula terjadinya difusi gas melalui membrana respirasi sama dengan difusi gas melalui air dan berbagai jaringan. Jadi, faktor yang menentukan betapa cepat suatu gas melalui membrana tersebut adalah :
1). ketebalan membrana,
2).luas permukaan membrana,
3).koefisien difusi gas dalam substansi membrana, dan
4). perbedaan tekanan antara kedua sisi membrana.
Sering terjadi kecepatan difusi melalui membrana tidak proporsional terhadap ketebalan membrana sehingga setiap faktor yang meningkatkan ketebalan melebihi 2 – 3 kali dibandingkan dengan yang normal dapat mempengaruhi secara sangat nyata pertukaran gas pernafasan normal. Khusus pada olahragawan, luas permukaan membrana respirasi sangat mempengaruhi prestasi dalam pertandingan maupun latihan. Luas permukaan paru-paru yang berkurang dapat berpengaruh serius terhadap pertukaran gas pernafasan. Dalam hal koefisien difusi masing-masing gas kaitannya dengan perbedaan tekanan ternyata CO2 berdifusi melalui membrana kira-kira 20 kali lebih cepat dari O2, dan O2 dua kali lebih cepat dari N2. Dalam hal perbedaan tekanan gas, tekanan gas parsial menyebabkan gas mengalir melalui membrana respirasi. Dengan demikian, bila tekanan parsial suatu gas dalam alveoli lebih besar dibandingkan dengan tekanan gas dalam darah seperti halnya O2 , difusi terjadi dari alveoli ke arah dalam, tetapi bila tekanan gas dalam darah lebih besar dibandingkan dengan dalam alveoli seperti halnya CO2 maka difusi terjadi dari darah ke dalam alveoli.
Unit alat pernafasan terdiri dari bronkhiolus, berbagai saluran alveoli, atrium dan alveoli (kira-kira 300 juta pada kedua paru-paru, masing-masing alveolus mempunyai diameter kira-kira 0,25 mm). Dinding alveoli sangat tipis, dan di antara banyak dinding itu terdapat berbagai kapiler yang cukup kuat. Aliran darah pada dinding kapiler merupakan suatu sheet dari peredaran darah. Jadi jelaslah bahwa gas alveoli hampir sama dengan gas darah kapiler. Konsekwensinya pertukaran gas antara udara alveoli dan darah volmonaris terjadi di seluruh membrana terminal paru-paru. Membrana ini disebut membrana respirasi atau membrana vulmonaris.
Kapasitas Difusi Membrana Respirasi
Kemampuan seluruh membrana respirasi untuk terjadinya pertukaran gas antara alveoli dan darah pulmonaris dapat diekspresikan dengan istilah kapasitas difusinya, yang dapat didefinisikan sebagai volume gas yang berdifusi melalui membrana tadi setiap menit untuk setiap perbedaan tekanan 1 mm Hg. Kapasitas difusi O2 laki-laki muda dewasa pada waktu istirahat rata-rata 21 ml per menit per mm Hg. Rata-rata perbedaan tekanan O2 menembus membrana respirasi selama dalam keadaan normal yaitu dalam keadaan bernafas tenang kira-kira 11 mm Hg. Peningkatan tekanan itu menghasilkan kira-kira 230 ml O2 berdifusi normal melalui membrana respirasi setiap menit; dan itu sama dengan kecepatan tubuh menggunakan O2. Di lain pihak, kapasitas difusi CO2 belum pernah dihitung karena kesukaran teknis. Sebenarnya sangat penting diketahui kapasitas difusi yang tinggi dari CO2 itu. Bila tidak demikian maka membrana respirasi banyak mengalami kerusakan. Akibatnya, kapasitasnya membawa O2 ke dalam darah sering tidak cukup sehingga menyebabkan kematian seseorang jauh lebih cepat daripada ketidakseimbangan yang serius dari difusi CO2.
Faktor yang Mempengaruhi Difusi Gas
Prinsip dan formula terjadinya difusi gas melalui membrana respirasi sama dengan difusi gas melalui air dan berbagai jaringan. Jadi, faktor yang menentukan betapa cepat suatu gas melalui membrana tersebut adalah :
1). ketebalan membrana,
2).luas permukaan membrana,
3).koefisien difusi gas dalam substansi membrana, dan
4). perbedaan tekanan antara kedua sisi membrana.
Sering terjadi kecepatan difusi melalui membrana tidak proporsional terhadap ketebalan membrana sehingga setiap faktor yang meningkatkan ketebalan melebihi 2 – 3 kali dibandingkan dengan yang normal dapat mempengaruhi secara sangat nyata pertukaran gas pernafasan normal. Khusus pada olahragawan, luas permukaan membrana respirasi sangat mempengaruhi prestasi dalam pertandingan maupun latihan. Luas permukaan paru-paru yang berkurang dapat berpengaruh serius terhadap pertukaran gas pernafasan. Dalam hal koefisien difusi masing-masing gas kaitannya dengan perbedaan tekanan ternyata CO2 berdifusi melalui membrana kira-kira 20 kali lebih cepat dari O2, dan O2 dua kali lebih cepat dari N2. Dalam hal perbedaan tekanan gas, tekanan gas parsial menyebabkan gas mengalir melalui membrana respirasi. Dengan demikian, bila tekanan parsial suatu gas dalam alveoli lebih besar dibandingkan dengan tekanan gas dalam darah seperti halnya O2 , difusi terjadi dari alveoli ke arah dalam, tetapi bila tekanan gas dalam darah lebih besar dibandingkan dengan dalam alveoli seperti halnya CO2 maka difusi terjadi dari darah ke dalam alveoli.
Kelainan - Kelainan Pada Alat Pernapasan
Alat- alat pernapasan merupakan organ- organ tubuh yang sangat penting. Jika alat- alat ini terganggu karena penyakit atau kelainan maka proses pernapasan akan terganggu, bahkan dapat menyebabkan kematian.
Berikut akan diuraikan beberapa macam gangguan yang umum terjadi pada saluran pernapasan manusia.
Influenza (Flu)
Penyakit yang disebabkan oleh virus influenza. Gejala yang ditimbulkan antara lain pilek, hidung tersumbat, bersin- bersin, dan tenggorokan terasa gatal.
Asma (Sesak napas)
Merupakan suatu penyakit penyumbatan saluran pernapasan yang disebabkan alergi terhadap rambut, bulu, debu, atau tekanan psikologis. Asma bersifat menurun.
Tuberkulosis (TBC)
Penyakit paru- paru yang diakibatkan serangan bakteri Mycobacterium Tuberculosis. Difusi oksigen akan terganggu karena adanya bintil- bintil atau peradangan pada dinding alveolus. Jika bagian paru- paru yang diserang meluas, sel- selnya mati dan paru- paru mengecil. Akibatnya napas penderita terengah- engah.
Asfiksi
Adalah gangguan pernapasan pada waktu pengangkutan oksigen yang disebabkan oleh : tenggelam (akibatnya terisi air), pneumonia (akibatnya lendir dan cairan limfa), keracunan CO atau HCN, atau gangguan sitokrom (enzim pernapasan).
Asidosis
Adalah kenaikan kadar asam karbonat dan asam bikarbonat dalam darah, sehingga pernapasan terganggu.
Difteri
Adalah penyumbatan pada rongga faring maupun laring oleh lendir yang dihasilkan oleh kuman difteri.
Emfisema
Adalah penyakit pembengkakan paru-paru karena pembuluh darahnya kemasukan udara.
Pneumonia
Adalah penyakit infeksi yang disebabkan oleh virus atau bakteri pada alveolus yang menyebabkan terjadinya radang paru-paru.
Wajah adenoid (kesan wajah bodoh), Disebabkan adanya penyempitan saluran napas karena pembengkakan kelenjar limfa atau polip, pembengkakan ditekak atau amandel.
Kanker paru-paru
Mempengaruhi pertukaran gas di paru-paru. Kanker paru-paru dapat menjalar keseluruh tubuh. Kanker paru-paru sangat berhubungan dengan kebiasaan merokok (75% penderita adalah perokok). Perokok pasif juga dapat terkena kanker paru-paru. Penyebab lain adalah penderita menghirup debu asbes kromium, produk petroleum, dan radiasi ionisasi.
Macam- macam peradangan pada system pernapasan manusia:
a. Rinitis, radang pada rongga hidung akibat infeksi oleh
Virus, misalnya virus influenza. Rinitis juga dapat terjadi karena reaksi terhadap perubahan cuaca, serbuk sari, dan debu. Produksi lendir (ingus) meningkat.
b. Faringingitis, radang pada faring akibat infeksi oleh bakteri Streptococcus. Tenggorokan sakit dan tampak berwarna merah. Penderita hendaknya istirahat dan diberi antibiotic.
c. Laringitis, radang pada laring. Penderita serak atau kehilangan suara. Penyebabnya antara lain karena infeksi, terlalu banyak merokok, minum alcohol, atau banyak bicara.
d. Bronkitis, radang pada cabang batang tenggorokan akibat infeksi. Penderita mengalami demam, menghasilkan banyak lendir yang menyumbat batang tenggorokan sehingga penderita sesak napas.
e. Sinusitis, radang pada sinus. Sinus letaknya di daerah pipi di kiri dan kanan batang hidung, biasanya di dalam sinus terkumpul nanah yang harus dibuang melalui operasi.
Rokok dan Pengaruhnya terhadap Kesehatan
Rokok adalah silinder dari kertas berukuran panjang antara 70 hingga 120 mm (bervariasi tergantung negara) dengan diameter sekitar 10 mm yang berisi daun-daun tembakau yang telah dicacah. Rokok dibakar pada salah satu ujungnya dan dibiarkan membara agar asapnya dapat dihirup lewat mulut pada ujung lain.
Rokok biasanya dijual dalam bungkusan berbentuk kotak atau kemasan kertas yang dapat dimasukkan dengan mudah ke dalam kantong. Sejak beberapa tahun terakhir, bungkusan-bungkusan tersebut juga umumnya disertai pesan kesehatan yang memperingatkan perokok akan bahaya kesehatan yang dapat ditimbulkan dari merokok, misalnya kanker paru-paru atau serangan jantung(walapun pada kenyataanya itu hanya tinggal hiasan, jarang sekali dipatuhi).
Manusia di dunia yang merokok untuk pertama kalinya adalah suku bangsa Indian di Amerika, untuk keperluan ritual seperti memuja dewa atau roh. Pada abad 16, Ketika bangsa Eropa menemukan benua Amerika, sebagian dari para penjelajah Eropa itu ikut mencoba-coba menghisap rokok dan kemudian membawa tembakau ke Eropa. Kemudian kebiasaan merokok mulai muncul di kalangan bangsawan Eropa. Tapi berbeda dengan bangsa Indian yang merokok untuk keperluan ritual, di Eropa orang merokok hanya untuk kesenangan semata-mata. Abad 17 para pedagang Spanyol masuk ke Turki dan saat itu kebiasaan merokok mulai masuk negara-negara Islam.
Rokok dan Reaksi Kimia (Pembakaran)
Proses pembakaran rokok tidaklah berbeda dengan proses pembakaran bahan-bahan padat lainnya. Rokok yang terbuat dari daun tembakau kering, kertas dan zat perasa, dapat dibentuk dari unsur Carbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N) dan Sulfur (S) serta unsur-unsur lain yang berjumlah kecil. Rokok secara keseluruhan dapat diformulasikan secara kimia yaitu sebagai (CvHwOtNySzSi).
Dua reaksi yang mungkin terjadi dalam proses merokok
Pertama adalah reaksi rokok dengan oksigen membentuk senyawa-senyawa seperti CO2, H2O, NOx, SOx, dan CO. Reaksi ini disebut reaksi pembakaran yang terjadi pada temperatur tinggi yaitu diatas 800oC. Reaksi ini terjadi pada bagian ujung atau permukaan rokok yang kontak dengan udara.
CvHwOtNySzSi + O2 -> CO2+ NOx+ H2O + SOx + SiO2 (abu) ((pada suhu 800oC))
reaksi pembakaran rokok
Reaksi yang kedua adalah reaksi pemecahan struktur kimia rokok menjadi senyawa kimia lainnya. Reaksi ini terjadi akibat pemanasan dan ketiadaan oksigen. Reaksi ini lebih dikenal dengan pirolisa. Pirolisa berlangsung pada temperatur yang lebih rendah dari 800oC. Sehingga rentang terjadinya pirolisa pada bagian dalam rokok berada pada area temperatur 400-800oC. Ciri khas reaksi ini adalah menghasilkan ribuan senyawa kimia yang strukturnya komplek.
CvHwOtNySzSi -> 3000-an senyawa kimia lainnya + panas produk ((pada suhu 400-800oC))
reaksi pirolisa
Walaupun reaksi pirolisa tidak dominan dalam proses merokok, tetapi banyak senyawa yang dihasilkan tergolong pada senyawa kimia yang beracun yang mempunyai kemampuan berdifusi dalam darah. Proses difusi akan berlangsung terus selagi terdapat perbedaan konsentrasi. Tidak perlu disangkal lagi bahwa titik bahaya merokok ada pada pirolisa rokok. Sebenarnya produk pirolisa ini bisa terbakar bila produk melewati temperatur yang tinggi dan cukup akan Oksigen. Hal ini tidak terjadi dalam proses merokok karena proses hirup dan gas produk pada area temperatur 400-800oC langsung mengalir kearah mulut yang bertemperatur sekitar 37oC.
Rokok dan proses penguapan uap air dan nikotin
Selain reaksi kimia, juga terjadi proses penguapan uap air dan nikotin yang berlangsung pada temperatur antara 100-400oC. Nikotin yang menguap pada daerah temperatur di atas tidak dapat kesempatan untuk melalui temperatur tinggi dan tidak melalui proses pembakaran. Terkondensasinya uap nikotin dalam gas tergantung pada temperatur, konsentrasi uap nikotin dalam gas dan geometri saluran yang dilewati gas.
Pada temperatur dibawah 100oC nikotin sudah mengkondensasi, jadi sebenarnya sebelum gas memasuki mulut, kondensasi nikotin telah terjadi. Berdasarkan keseimbangan, tidak semua nikotin dalam gas terkondensasi sebelum memasuki mulut sehingga nantinya gas yang masuk dalam paru-paru masih mengandung nikotin. Sesampai di paru-paru, nikotin akan mengalami keseimbangan baru, dan akan terjadi kondensasi lagi.
Jadi, ditinjau secara proses pembakaran, proses merokok tidak ada bedanya dengan proses pembakaran kayu di dapur, proses pembakaran minyak tanah di kompor, proses pembakakaran batubara di industri semen, proses pembakaran gas alam di industri pemanas baja dan segala proses pembakaran yang melibatkan bahan bakar dan oksigen. Sangat ironis memang bahwa manusia sangat memperhatikan keseimbangan alam akibat proses pembakaran bahan bakar oleh industri yang mengeluarkan polusi, tetapi dilain pihak orang-orang dengan sengaja mengalirkan gas produksi pembakaran rokok ke paru- paru mereka.
Jumlah kematian dan klaim perokok Menurut penelitian Organisasi Kesehatan dunia (WHO), setiap satu jam, tembakau rokok membunuh 560 orang diseluruh dunia. Kalau dihitung satu tahun terdapat 4,9 juta kematian didunia yang disebabkan oleh tembakau rokok. Kematian tersebut tidak terlepas dari 3800 zat kimia, yang sebagian besar merupakan racun dan karsinogen (zat pemicu kanker), selain itu juga asap dari rokok memiliki benzopyrene yaitu partikel-partikel karbon yang halus yang dihasilkan akibat pembakaran tidak sempurna arang, minyak, kayu atau bahan bakar lainnya yang merupakan penyebab langsung mutasi gen. Hal ini berbanding terbalik dengan sifat output rokok sendiri terhadap manusia yang bersifat abstrak serta berbeda dengan makanan dan minuman yang bersifat nyata dalam tubuh dan dapat diukur secara kuantitatif.
Selain mengklaim mendapatkan kenikmatan dari output rokok, perokok juga mengklaim bahwa rokok dapat meningkatan ketekunan bekerja, meningkatkan produktivitas dan lain-lain. Tetapi klaim ini sulit untuk dibuktikan karena adanya nilai abstrak yang terlibat dalam output merokok. Para ahli malah memperkirakan bahwa rokok tidak ada hubunganya dengan klaim-klaim di atas. Malah terjadi sebaliknya, menurunnya produktiviats seseorang karena merokok akibat terbaginya waktu bekerja dan merokok. Selain itu berdasarkan penelitian terbaru menyatakan bahwa merokok dapat menurunkan IQ. (dari pelbagai sumber)Rokok adalah silinder dari kertas berukuran panjang antara 70 hingga 120 mm (bervariasi tergantung negara) dengan diameter sekitar 10 mm yang berisi daun-daun tembakau yang telah dicacah. Rokok dibakar pada salah satu ujungnya dan dibiarkan membara agar asapnya dapat dihirup lewat mulut pada ujung lain.
Rokok biasanya dijual dalam bungkusan berbentuk kotak atau kemasan kertas yang dapat dimasukkan dengan mudah ke dalam kantong. Sejak beberapa tahun terakhir, bungkusan-bungkusan tersebut juga umumnya disertai pesan kesehatan yang memperingatkan perokok akan bahaya kesehatan yang dapat ditimbulkan dari merokok, misalnya kanker paru-paru atau serangan jantung(walapun pada kenyataanya itu hanya tinggal hiasan, jarang sekali dipatuhi).
Manusia di dunia yang merokok untuk pertama kalinya adalah suku bangsa Indian di Amerika, untuk keperluan ritual seperti memuja dewa atau roh. Pada abad 16, Ketika bangsa Eropa menemukan benua Amerika, sebagian dari para penjelajah Eropa itu ikut mencoba-coba menghisap rokok dan kemudian membawa tembakau ke Eropa. Kemudian kebiasaan merokok mulai muncul di kalangan bangsawan Eropa. Tapi berbeda dengan bangsa Indian yang merokok untuk keperluan ritual, di Eropa orang merokok hanya untuk kesenangan semata-mata. Abad 17 para pedagang Spanyol masuk ke Turki dan saat itu kebiasaan merokok mulai masuk negara-negara Islam.
Rokok dan Reaksi Kimia (Pembakaran)
Proses pembakaran rokok tidaklah berbeda dengan proses pembakaran bahan-bahan padat lainnya. Rokok yang terbuat dari daun tembakau kering, kertas dan zat perasa, dapat dibentuk dari unsur Carbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N) dan Sulfur (S) serta unsur-unsur lain yang berjumlah kecil. Rokok secara keseluruhan dapat diformulasikan secara kimia yaitu sebagai (CvHwOtNySzSi).
Dua reaksi yang mungkin terjadi dalam proses merokok
Pertama adalah reaksi rokok dengan oksigen membentuk senyawa-senyawa seperti CO2, H2O, NOx, SOx, dan CO. Reaksi ini disebut reaksi pembakaran yang terjadi pada temperatur tinggi yaitu diatas 800oC. Reaksi ini terjadi pada bagian ujung atau permukaan rokok yang kontak dengan udara.
CvHwOtNySzSi + O2 -> CO2+ NOx+ H2O + SOx + SiO2 (abu) ((pada suhu 800oC))
reaksi pembakaran rokok
Reaksi yang kedua adalah reaksi pemecahan struktur kimia rokok menjadi senyawa kimia lainnya. Reaksi ini terjadi akibat pemanasan dan ketiadaan oksigen. Reaksi ini lebih dikenal dengan pirolisa. Pirolisa berlangsung pada temperatur yang lebih rendah dari 800oC. Sehingga rentang terjadinya pirolisa pada bagian dalam rokok berada pada area temperatur 400-800oC. Ciri khas reaksi ini adalah menghasilkan ribuan senyawa kimia yang strukturnya komplek.
CvHwOtNySzSi -> 3000-an senyawa kimia lainnya + panas produk ((pada suhu 400-800oC))
reaksi pirolisa
Walaupun reaksi pirolisa tidak dominan dalam proses merokok, tetapi banyak senyawa yang dihasilkan tergolong pada senyawa kimia yang beracun yang mempunyai kemampuan berdifusi dalam darah. Proses difusi akan berlangsung terus selagi terdapat perbedaan konsentrasi. Tidak perlu disangkal lagi bahwa titik bahaya merokok ada pada pirolisa rokok. Sebenarnya produk pirolisa ini bisa terbakar bila produk melewati temperatur yang tinggi dan cukup akan Oksigen. Hal ini tidak terjadi dalam proses merokok karena proses hirup dan gas produk pada area temperatur 400-800oC langsung mengalir kearah mulut yang bertemperatur sekitar 37oC.
Rokok dan proses penguapan uap air dan nikotin
Selain reaksi kimia, juga terjadi proses penguapan uap air dan nikotin yang berlangsung pada temperatur antara 100-400oC. Nikotin yang menguap pada daerah temperatur di atas tidak dapat kesempatan untuk melalui temperatur tinggi dan tidak melalui proses pembakaran. Terkondensasinya uap nikotin dalam gas tergantung pada temperatur, konsentrasi uap nikotin dalam gas dan geometri saluran yang dilewati gas.
Pada temperatur dibawah 100oC nikotin sudah mengkondensasi, jadi sebenarnya sebelum gas memasuki mulut, kondensasi nikotin telah terjadi. Berdasarkan keseimbangan, tidak semua nikotin dalam gas terkondensasi sebelum memasuki mulut sehingga nantinya gas yang masuk dalam paru-paru masih mengandung nikotin. Sesampai di paru-paru, nikotin akan mengalami keseimbangan baru, dan akan terjadi kondensasi lagi.
Jadi, ditinjau secara proses pembakaran, proses merokok tidak ada bedanya dengan proses pembakaran kayu di dapur, proses pembakaran minyak tanah di kompor, proses pembakakaran batubara di industri semen, proses pembakaran gas alam di industri pemanas baja dan segala proses pembakaran yang melibatkan bahan bakar dan oksigen. Sangat ironis memang bahwa manusia sangat memperhatikan keseimbangan alam akibat proses pembakaran bahan bakar oleh industri yang mengeluarkan polusi, tetapi dilain pihak orang-orang dengan sengaja mengalirkan gas produksi pembakaran rokok ke paru- paru mereka.
Jumlah kematian dan klaim perokok Menurut penelitian Organisasi Kesehatan dunia (WHO), setiap satu jam, tembakau rokok membunuh 560 orang diseluruh dunia. Kalau dihitung satu tahun terdapat 4,9 juta kematian didunia yang disebabkan oleh tembakau rokok. Kematian tersebut tidak terlepas dari 3800 zat kimia, yang sebagian besar merupakan racun dan karsinogen (zat pemicu kanker), selain itu juga asap dari rokok memiliki benzopyrene yaitu partikel-partikel karbon yang halus yang dihasilkan akibat pembakaran tidak sempurna arang, minyak, kayu atau bahan bakar lainnya yang merupakan penyebab langsung mutasi gen. Hal ini berbanding terbalik dengan sifat output rokok sendiri terhadap manusia yang bersifat abstrak serta berbeda dengan makanan dan minuman yang bersifat nyata dalam tubuh dan dapat diukur secara kuantitatif.
Selain mengklaim mendapatkan kenikmatan dari output rokok, perokok juga mengklaim bahwa rokok dapat meningkatan ketekunan bekerja, meningkatkan produktivitas dan lain-lain. Tetapi klaim ini sulit untuk dibuktikan karena adanya nilai abstrak yang terlibat dalam output merokok. Para ahli malah memperkirakan bahwa rokok tidak ada hubunganya dengan klaim-klaim di atas. Malah terjadi sebaliknya, menurunnya produktiviats seseorang karena merokok akibat terbaginya waktu bekerja dan merokok. Selain itu berdasarkan penelitian terbaru menyatakan bahwa merokok dapat menurunkan IQ.
Efek merokok :
Soal - Soal Latihan Sistem Respirasi
1.Coelenterate mempunyai alat bantu pernapasan yang terdapat pada gastrodermis yang disebut .... a. trakeab. silia
c. laring
d. insang
e. sifonoglia
2. Lubang pernapasan pada serangga disebut ….
a. trakea
b. insang
c. spirakel
d. trakeola
e. pori-pori
3.Pada cacing tanah, pertukaran udara di permukaan kulit dilakukan dengan cara …
a. pergerakan diafragma
b. pergerakan tulang rusuk
c. gerakan silia
d. gerakan tubuh
e. difusi pada kulit
4. Alat respirasi pada fase larva katak hingga berumur 20 hari adalah ….
a. insang
b. trakea
c. kulit
d. tiga pasang insang luar
e. koane
5. Pada sistem respirasi burung terdapat kantung udara. Pada waktu burung menarik napas, udara akan mengalir melalui ….
a. hidung – trakea - paru-paru - kantung udara
b. hidung – trakea – kantung udara – paru-paru
c. hidung – kantung udara – paru-paru – trakea
d. hidung – kantung udara – trakea – paru-paru
e. hidung – paru-paru – trakea – kantung udara
6. Kantung udara pada waktu burung terbang berfungsi untuk ....
a. melindungi tubuh dari kedinginan
b. mencegah pengeluaran panas tubuh
c. meringankan tubuh
d. memperkeras suara
e. alat bantu pernapasan
7. Urutan alat respirasi dari luar ke dalam pada manusia adalah ….
a. faring – tenggorokan – bronkiolus – bronkus – alveolus
b. faring – kerongkongan – bronkus – bronkiolus – alveolus
c. tenggorokan – faring – bronkus – bronkiolus – alveolus
d. faring – tenggorokan – bronkus – bronkiolus - alveolus
8. Paru-paru beradaptasi untuk mengambil oksigen dari udara, kemudian oksigen tersebut berdifusi ke dalam darah. Di bawah ini yang bukan merupakan ciri-ciri paru-paru untuk proses tersebut adalah ….
a. permukaan yang luas
b. permukaan yang elastic
c. sekresi sel-sel mucus
d. kaya akan kapiler-kapiler darah
e. dinding alveolus yang tipis
9. Pernyataan berikut yang benar mengenai tekanan udara dalam paru-paru selama satu siklus respirasi adalah ….
a. tekanan meningkat saat otot berelaksasi dan tekanan menurun saat otot berkontraksi
b. tekanan menurun saat otot berelaksasi dan meningkat saat otot berelaksasi dan berkontraksi
c. tekanan meningkat saat otot berelaksasi dan berkontraksi
d. tekanan menurun saat otot berelaksasi dan berkontraksi
e. tekanan pada apru-paru tidak berhubungan dengan kontraksi otot
10. Mekanisme yang meningkatkan volume rongga dada pada respirasi manusia adalah….
a. muskulus interkostalis dan otot diafragma berkontraksi
b. muskulus interkostalis berkontraksi dan otot diafragma berelaksasi
c. muskulus interkostalis berelaksasi dan otot diafragma berkontraksi
d. muskulus intermediet dan otot diafragma berelaksasi
e. muskulus interkostalis dan otot diafragma berelaksasi
11. Kontraksi otot antartulang rusuk pada proses pernapasan manusia menyebabkan ….
a. Tulang-tulang rusuk terangkat, rongga dada membesar, dan terjadi inspirasi
b. Tulang-tulang rusuk terangkat, rongga dada membesar, dan terjadi ekspirasi
c. Tulang-tulang rusuk mengendur, rongga dada membesar, dan terjadi inspirasi
d. Diafragma mendatar, rongga dada membesar, dan terjadi inspirasi
12. Di bawah ini adalah beberapa pernyataan tentang mekanisme pernapasan :
1) Otot diafragma mengerut, volume rongga dada mengecil, udara keluar.
2) Otot antartulang rusuk berkontraksi, tulang rusuk naik, volume dada membesar, tekanan udara turun, udara masuk.
3) Otot diafragma mendatar, volume rongga dada besar, udara masuk.
4) Otot antartulang rusuk kendur, tulang rusuk turun, volume rongga dada mengecil, tekanan udara bertambah, udara keluar.
Pernyataan yang benar tentang mekanisme pernapasan dada adalah ….
a. 1 dan 2
b. 1 dan 3
c. 2 dan 4
d. 2 dan 3
e. 3 dan 4
13. Kapasitas residu fungsional adalah ….
a. penjumlahan antara volume tidal dengan volume residu
b. penjumlahan antara volume cadangan ekspirasi dengan volume residu
c. penjumlahan antara volume tidal dengan volume cadangan inspirasi
d. penjumlahan antara volume cadangan inspirasi, volume tidal, dan volume cadangan ekspirasi
e. penjumlahan antara volume residu dengan kapasitas paru-paru
14. Setelah ekspirasi kuat di dalam paru-paru masih terdapat volume udara ….
a. tidal
b. cadangan inspirasi
c. cadangan ekspirasi
d. residu
e. cadangan inspirasi dan tidal
15. Oksigen meninggalkan alveolus dan masuk ke pembuluh darah melalui proses ….
a. transport aktif
b. bernapas
c. difusi
d. osmosis
e. respirasi
16. Karbon dioksida berfusi dari aliran darah untuk dilepaskan ke udara melalui membran pada struktur ….
a. alveolus
b. bronkus
c. bronkiolus
d. diafragma
e. muskulus interkostalis
17. Pada penderita pneumonia, alveolus terinfeksi oleh ….
a. cairan
b. karbon monoksida
c. karbon dioksida
d. karbohidrat
e. oksihemoglobin
18. Asfiksi adalah salah satu gangguan pernapasan pada amanusia. Hal ini disebabkan oleh ….
a. alveolus kemasukan air
b. terjadi gangguan pada difusi oksigen di alveolus
c. radang pada selaput pembungkus paru-paru
d. melebarnya trakea karena otot polosnya berkontraksi terus menerus
19. Dalam keadaan normal, manusia membutuhkan oksigen sekitar …. Liter per menit
a. 500
b. 100
c. 150
d. 200
e. 250
20. Jika otot antartulang rusuk berkontaksi, tulang rusuk tertekan atau turun sehingga volume rongga dada mengecil, maka akan terjadi . . . .
a. respirasi
b. inspirasi
c. pernapsan
d. ekspirasi
e. respirasi internal
21.Gerakan pernapasan pada tubuh manusia diatur oleh pusat pernapasan yang ada di medulla oblongata. Rangsangan yang mengatur gerak pernapasan itu adalah . . . .
a. kadar Hb dalam darah
b. H2O dalam darah
c. kadar CO2 di dalam darah
d. kadar O2 dalam darah yang rendah
e. Fe dalam sel darah merah
22. Keracunan gas CO dapat menyebabkan sesak napas, karena . . . .
a. afinitas Hb terhadap CO lebih tinggi daripada O2
b. kadar Hb berkurang
c. kadar CO lebih rendah dari yang biasanya
d. terjadinya gangguan pencernaan makanan
e. paru-paru berlubang sehingga terjadi hubungan dengan udara luar
23. Apabila kita menarik napas dalam-dalam, maka udara tambahan yang masuk disebut . . . .
a. kapasitas total
b. udara komplementer
c. kapasitas vital
d. kapasitas residu
e. udara cadangan
24. Pembengkakan amandel dapat menyebabkan gangguan pernapasan karena . . . .
a. menghambat proses difusi oksigen
b. menghambat difusi CO2
c. menghambat pengembangan dan pengempisan alveolus
d. mempersempit saluran pernapasan
e. menghambat saluran O2 dan CO2
25. Jika kadar Hb dalam eritrosit berkurang, maka akan terjadi . . . .
a. kadar O2 dalam tubuh turun
b. kadar CO2 dalam tubuh turun
c. CO2 dan O2 tetap
d. kadar O2 dalam tubuh naik
e. kadar CO2 dalam tubuh naik
26. Seseorang yang berada dalam ruangan tertutup dan penuh dengan asap kendaraan bermotor dapat meninggal dunia, sebab . . . .
a. asap kendaraan bermotor banyak mengandung CO2
b. paru-paru orang tersebut terisi asap
c. Hb darah orang tersebut terlalu banyak mengikat asap
d. Hb dalam darah orang tersebut lebih banyak mengikat CO daripada O2
e. Hb dalam darah orang tersebut lebih banyak membawa CO2 daripada O2
27. Hewan-hewan berikut bernapas dengan paru-paru, kecuali . . . .
a. kucing
b. bekicot
c. ayam
d. paus
e. hiu
28. Seseorang yang terkena penyakit TBC mengalami gangguan dalam hal . . . .
a. pengangkutan O2 di paru-paru
b. difusi oksigen melalui dinding alveolus
c. pengangkutan O2 di dalam darah
d. pernapasan di daerah tekak dari batang tenggorokan
e. pembuangan CO2 di paru-paru
29. Pertukaran gas O2 dengan CO2 di dalm sel-sel tubuh disebut dengan pernapasan …
a. internal
b. eksternal
c. perut
d. dada
e. aerob
30. Volume darah orang dewasa kurang lebih 5 liter. Setiap 100 ml darah arteri pada tekanan 100 mmHg mengandung 19 ml oksigen, sedangkan setiap 100 ml darah vena pada tekanan 40 mmHg masih mengandung 12 ml oksigen. Berdasarkan kemampuan di atas, berarti setiap kali beredar darah orang dewasa mampu menghantarkan oksigen ke jaringan atau sel-sel sebanyak . . . .
a. 250 ml
b. 350 ml
c. 500 ml
d. 600 ml
e. 750 ml
31. Setelah melakukan ekspirasi normal di dalam paru-paru masih tertinggal udara . . .
a. komplementer
b. cadangan
c. cadangan dan residu
d. residu
e. tidal
32. Seorang atlet renang dapat bertahan cukup lama di dalam air selama berenang. Hal ini menunjukkan bahwa atlet tersebut memiliki . . . .
a. volume tidal yang sangat besar
b. udara residu paru-paru yang sangat besar
c. kapasitas vital paru-paru besar
d. udara cadangan paru-paru besar
e. kapasitas inspirasi besar
33. Seorang siswa disuruh oleh gurunya untuk mengetahui kemampuan bernapas anggota keluarganya di rumah. Data yang diperolehnya adalah sebagai berikut :
Kakek : kemampuan bernapas/ menit 12 – 15
Nenek : kemampuan bernapas/ menit 13 – 16
Ayah : kemampuan bernapas/ menit 14 – 17
Ibu : kemampuan bernapas/ menit 14 – 18
Kakak : kemampuan bernapas/ menit 15 – 18
Adik : kemampuan bernapas/ menit 20 – 24
Berdasarkan hasil pengamatan tersebut dapat disimpulkan bahwa kecepatan pernapasan dipengaruhi oleh faktor . . . .
a. berat badan
b. jenis kelamin
c. kegiatan tubuh
d. usia
e. aktivitas
34. Kantung udara pada burung yang berperan pada waktu terbang adalah . . . .
a. saccus interclavicularis dan saccus axillaris
b. saccus toracalis anterior dan posterior
c. saccus cervicalis dan saccus axillaris
d. saccus abdominalis dan saccus cervicalis
e. saccus axillaris dan saccus abdominalis
35. Kantung udara pada saat burung terbang berfungsi untuk . . . .
a. melindungi tubuh dari kedinginan
b. mencegah pengeluaran panas tubuh
c. meringankan tubuh
d. memperkeras suara
e. alat bantu pernapasan
36. Jika berdasarkan konsumsi oksigennya kita ingin membandingkan kecepatan pernapasan tikus dengan kelinci, maka satuan yang dipakai adalah . . . .
a. ml O2/jam
b. ml O2/individu
c. ml O2/gram berat tubuh
d. ml O2/individu/jam
e. ml O2/gram berat tubuh/jam
37. Asfiksi adalah gangguan sistem pernapasan yang disebabkan oleh . . . .
a. pembengkakan kelenjar getah bening pada trakea
b. pembengkakan kelenjar limfa rongga hidung
c. radang nadi sebelah atas rongga hidung
d. sukar bernapas karena kekejangan pada trakea
e. gangguan pengangkutan O2 ke jaringan
38. Polip dan amandel adalah contoh gangguan penyempitan saluran pernapasan. Penyebabnya adalah . . . .
a. gangguan pengangkutan O2 ke jaringan
b. penyumbatan di daerah rongga faring
c. pembengkakan pada kelenjar limfa
d. radang yang terjadi pada hidung
e. radang yang terjadi pada paru-paru
39. Pada penderita asma terjadi kesulitan bernapas karena . . . .
a. terjadi radang pada trakea
b. adanya penyempitan bronkus
c. kejang otot antartulang rusuk
d. kekejangan otot polos batang tenggorok
e. penyempitan rongga alveolus
40. Respirasi pada porifera terjadi melalui . . . .
a. paru-paru
b. insang
c. permukaan tubuh
d. sistem trakea
e. sifonoglia
Postingan
