Semua makhluk hidup mengalami bernafas yang berguna sebagai sumber kehidupan utama. Melibatkan berbagai organ sehinga dapat menghasilkan energi yang dibutuhkan oleh tubuh untuk kegiatan metabolisme. Organ-organ yang berperan penting antara lain:

A. Organ-organ Pernafasan

1. Hidung


(Sumber: www.siswapedia.com)

Rongga Hidung (Cavum Nasalis) Udara dari luar akan masuk lewat rongga hidung (cavum nasalis). Rongga hidung berlapis selaput lendir, di dalamnya terdapat kelenjar minyak (kelenjar sebasea) dan kelenjar keringat (kelenjar sudorifera). Selaput lendir berfungsi menangkap benda asing yang masuk lewat saluran pernapasan. Terdapat konka yang mempunyai banyak kapiler darah yang berfungsi menghangatkan udara yang masuk. Bagian-bagian hidung:

a. Rambut hidung, pada permukaan rongga hidung terdapat rambut-rambut halus dan selaput lendir yang berfungsi untuk menyaring udara yang masuk ke dalam rongga hidung.

b. Sel reseptor, berfungsi menangkap zat-zat kimia yang terbawa di dalam udara sehingga kita dapat mencium bau.

c. Sinus, terdapat empat rongga pada hidung.

d. Tulang rawan, berfungsi membentuk hidung.

e. Septum, membagi hidung menjadi dua bagian kanan dan kiri


2. 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. Makan sambil berbicara dapat mengakibatkan makanan masuk ke saluran pernapasan karena saluran pernapasan pada saat tersebut sedang terbuka. Fungsi utama faring adalah menyediakan saluran bagi udara yang keluar masuk dan juga sebagi jalan makanan dan minuman yang ditelan, faring juga menyediakan ruang dengung(resonansi) untuk suara percakapan.

 

3. Trakhea (Batang Tenggorokan)

Berupa pipa yang panjangnya ± 10 cm, terletak sebagian di leher dan sebagian di rongga dada (torak). Dinding tenggorokan tipis dan kaku, dikelilingi oleh cincin tulang rawan, dan pada bagian dalam rongga bersilia. Yang berfungsi menyaring benda-benda asing yang masuk ke saluran pernapasan. Di dalam rongga dada, batang tenggorok bercabang menjadi dua cabang tenggorok (bronkus). Di dalam paru- paru, cabang tenggorok bercabang-cabang lagi menjadi saluran yang sangat kecil disebut bronkiolus. Ujung bronkiolus berupa gelembung kecil yang disebut gelembung paru-paru (alveolus).

 

4. Laring (Pangkal Tenggorokan)

Laring berada diantara orofaring dan trakea, didepan lariofaring. Salah satu tulang rawan pada laring disebut epiglotis. Fungsi utama laring adalah menghasilkan suara dan juga sebagai tempat keluar masuknya udara. Pangkal tenggorok disusun oleh beberapa tulang rawan yang membentuk jakun. Pangkal tenggorok dapat ditutup oleh katup pangkal tenggorok (epiglotis). Pada waktu menelan makanan, katup tersebut menutup pangkal tenggorok dan pada waktu bernapas katup membuka.

 

5. Bronkus

Cabang Batang Tenggorokan (Bronkus) Tenggorokan (trakea) bercabang menjadi dua bagian, yaitu bronkus kanan dan bronkus kiri. Bronkus bercabang-cabang lagi menjadi bronkiolus. Bronkus sebelah kanan(bronkus primer) bercabang menjadi tiga bronkus lobaris (bronkus sekunder), sedangkan bronkus sebelah kiri bercabang menjadi dua bronkiolus. Cabang-cabang yang paling kecil masuk ke dalam gelembung paru-paru atau alveolus. Dinding alveolus mengandung kapiler darah, melalui kapiler-kapiler darah dalam alveolus inilah oksigen dan udara berdifusi ke dalam darah. Fungsi utama bronkus adalah menyediakan jalan bagi udara yang masuk dan keluar paru-paru.

 

6. Paru-paru (Pulmo)

(Sumber: www.kelaspintar.id)

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

 

B. Cara Kerja Sistem Pernapasan Manusia

Pernafasan melibatkan semua organ secara bersama-sama akan bekerja membantu proses pertukaran gas di dalam tubuh antara paru-paru dan pembuluh darah. Kemudian, gas tersebut akan dialirkan ke semua bagian tubuh atau akan dihembuskan keluar ke udara.

1. Pernafasan Dada

Pernafasan dada Pada pernafasan dada otot yang berperan penting adalah otot antar tulang rusuk. Otot tulang rusuk dapat dibedakan menjadi dua, yaitu otot tulang rusuk luar yang berperan dalam mengangkat tulang-tulang rusuk dan tulang rusuk dalam yang berfungsi menurunkan atau mengembalikan tulang rusuk ke posisi semula. Bila otot antar tulang rusuk luar berkontraksi, maka tulang rusuk akan terangkat sehingga volume dada bertanbah besar. Bertambah besarnya akan menyebabkan tekanan dalam rongga dada lebih kecil dari pada tekanan rongga dada luar. Karena tekanan uada kecil pada rongga dada menyebabkan aliran udara mengalir dari luar tubuh dan masuk ke dalam tubuh, proses ini disebut proses ’inspirasi’ Sedangkan pada proses espirasi terjadi apabila kontraksi dari otot dalam, tulang rusuk kembali ke posisi semuladan menyebabkan tekanan udara didalam tubuh meningkat. Sehingga udara dalam paru-paru tertekan dalam rongga dada, dan aliran udara terdorong ke luar tubuh, proses ini disebut ’espirasi’.

Cara kerja sistem pernapasan manusia adalah sebagai berikut:

  1. Pada saat kamu menarik napas, proses ini juga disebut sebagai inhalasi atau inspirasi. Di sini, diafragma serta otot-otot yang berada di antara tulang rusuk akan berkontraksi. Rongga dada pun akan meluas agar paru-paru mengembang dan diisi dengan udara.
  2. Udara dari luar masuk melalui rongga hidung dan mulut. Dengan bantuan rambut-rambut halus pada rongga hidung, udara yang masuk akan disaring sehingga partikel-partikel berukuran kecil tidak akan ikut masuk. Udara tersebut kemudian masuk ke trakea.
  3. Udara dari trakea kemudian akan terus masuk ke dalam paru-paru dengan melalui bronkus dan bronkiolus, yaitu serangkaian cabang yang terdapat pada paru-paru, dan berujung pada alveolus.
  4. Pada saat udara yang kamu hirup sudah mencapai alveolus, di sinilah proses pertukaran gas-oksigen dan karbon dioksida - terjadi, tepatnya di pembuluh kapiler atau pembuluh darah kecil.
  5. Oksigen akan masuk ke dalam pembuluh kapiler, dan kemudian akan mengalir ke jantung dengan "menumpangi" sel darah merah. Dari jantung, oksigen akan dipompa bersamaan dengan darah menuju ke seluruh tubuh. Sementara itu, karbon dioksida keluar dari pembuluh kapiler dan masuk ke dalam paru-paru.
  6. Begitu proses pertukaran antara oksigen dan karbon dioksida tersebut sudah selesaidilakukan, otot diafragma serta tukang rusuk akan kembali rileks. Akibatnya, rongga dadamu juga akan kembali seperti semula (tidak lagi mengembang). Pada saat ini, udara yang di dalamnya terkandung karbon dioksida akan didorong keluar dari alveolus menuju bronkiolus, bronkus, trakea, dan akhirnya diembuskan keluar lewat rongga hidung.

2. Pernafasan Perut

Pernafasan perut Pada pernafasan ini otot yang berperan aktif adalah otot diafragma dan otot dinding rongga perut. Bila otot diafragma berkontraksi, posisi diafragma akan mendatar. Hal itu menyebabkan volume rongga dada bertambah besar sehingga tekanan udaranya semakin kecil. Penurunan tekanan udara menyebabkan mengembangnya paru-paru, sehingga udara mengalir masuk ke paru- paru(inspirasi).

 

C. Gas-gas Dalam Pernafasan

Persentase gas utama pernapasan dalam udara yang keluar masuk paru-paru : Gas Udara luar sebelum masuk paru-paru (%) Udara di alveoli (%) Udara yang keluar dari paru- paru (%) Nitrogen (N2) 79,01 80,7 79,6 Oksigen (O2) 20,95 13,8 16,4 Karbon dioksida (CO2) 0,04 5,5 4,0 Pertukaran udara berlangsung di dalam avelous dan pembuluh darah yang mengelilinginya. Gas oksigen dan karbon dioksida akan berdifusi melalui sel-sel yang menyusun dinding avelous dan kapiler darah. Pengangkutan CO₂ oleh darah dapat dilaksanakan melalui 3 cara yaitu : (1) Karbondioksida larut dalam plasma dan membentuk asam karbonat dengan enzim anhydrase. (2) Karbondioksida terikat pada hemoglobin dalam bentuk karbomino hemoglobin (3) Karbondioksida terikat dalam gugus ion bikarbonat (HCO₂) melalui proses berantai pertukaran klorida.

 

D. Volume Pernafasan

Dalam keadaan normal, volume udara paru-paru manusia mencapai 4500 cc. Udara ini dikenal sebagai kapasitas total udara pernapasan manusia. Walaupun demikian, kapasitas vital udara yang digunakan dalam proses bernapas mencapai 3500 cc, yang 1000 cc merupakan sisa udara yang tidak dapat digunakan tetapi senantiasa mengisi bagian paru-paru sebagai residu atau udara sisa. Kapasitas vital adalah jumlah udara maksimun yang dapat dikeluarkan seseorang setelah mengisi paru-parunya secara maksimum. Dalam keadaaan normal, kegiatan inspirasi dan ekpirasi atau menghirup dan menghembuskan udara dalam bernapas hanya menggunakan sekitar 500 cc volume udara pernapasan (kapasitas tidal = ± 500 cc). Kapasitas tidal adalah jumlah udara yang keluar masuk paru-paru pada pernapasan normal. Dalam keadaan luar biasa, inspirasi maupun ekspirasi dalam menggunakan sekitar 1500 cc udara pernapasan (expiratory reserve volume = inspiratory reserve volume = 1500 cc).

E. Frekuensi Pernafasan

Jumlah udara yang keluar masuk ke paru-paru setiap kali bernapas disebut sebagai frekuensi pernapasan. Pada umumnya,frekuensi pernapasan manusia setiap menitnya sebanyak 15-18 kali. Faktor-faktor yang mempengaruhi:

1. Umur

2. Suhu tubuh

3. Posisi tubuh

4. Jenis Kelamin

5. Aktivitas yang dilakukan

6. Berat badan

 

F. Energi Dan Pernafasan

Energi yang dihasilkan oleh proses pernapasan akan digunakan untuk membentuk molekul berenergi, yaitu ATP (Adenosin Tri Phospate). Selanjutnya, molekul ATP akan disimpan dalam sel dan merupakan sumber energi utama untuk aktivitas tubuh. ATP berasal dari perombakan senyawa organik seperti karbohidrat, protein dan lemak. Gula (glukosa) dari pemecahan karbohidrat dalam tubuh diubah terlebih dahulu menjadi senyawa fosfat yang dikatalisis oleh bantuan enzim glukokinase. Selanjutnya senyawa fosfat diubah menjadi asam piruvat dan akhirnya dibebaskan dalam bentuk H₂O dan CO₂sebagai hasil samping oksidasi tersebut. Proses respirasi sel dari bahan glukosa secara garis besar, meliputi tiga tahapan, yaitu proses glikosis, siklus Krebs, dan transfer elektron. Pada pekerja berat atau para atlit yang beraktivitas tinggi, pembentukan energy dapat dilakukan secara anaerobic. Hal ini disebabkan bila tubuh kekurangan suplai oksigen maka akan terjadi proses perombakan asam piruvat menjadi asam laktat yang akan membentuk 2 mol ATP.

 

G. Gangguan Pada Sistem Pernafasan

Sistem pernapasan manusia yang terdiri atas beberapa organ dapat mengalami gangguan. Penyakit atau kelainan yang menyerang sistem pernapasan ini dapat menyebabkannya proses pernapasan. Berikut adalah beberapa contoh gangguan pada system pernapasan manusia.

1. Emfisema

Merupakan penyakit pada paru-paru. Paru- paru mengalami pembengkakan karena pembuluh darah nya kemasukan udara.

2. Asma

Merupakan kelainan penyumbatan saluran pernapasan yang disebabkan oleh alergi, seperti debu,bulu, ataupun rambut. Kelainan ini dapat diturunkan. Kelainan ini juga dapat kambuh jika suhu lingkungan lebih dingin.

3. Tuberkulosis (TBC)

Merupakan penyakit paru-paru yang disebabkan oleh Mycobacterium tuberculosis. Bakteri tersebut menimbulkan bintil- bintil pada dinding alveolus. Jika penyakit ini menyerang dan dibiarkan semakin luas,dapat menyebabkan sel-sel paru-paru mati. Akibatnya paru- paru akan kuncup atau mengecil. Hal tersebut menyebabkan para penderita TBC napasnya sering terengah-engah.

4. Infuenza (flu)

Merupakan penyakit yang disebabkan oleh virus infuenza. Penyakit ini timbul dengan gejala bersin-bersin, demam, dan pilek.

5. Kanker paru-paru. Penyakit ini merupakan salah satu paling berbahaya. Sel- sel kanker pada paru-paru terus tumbuh tidak terkendali. Penyakit ini lama- kelamaan dapat menyerang seluruh tubuh. Salah satu pemicu kanker paru- paru adalah kebiasaan merokok. Merokok dapat memicu terjadinya kanker paru- paru dan kerusakan paru-paru. Merokok dapat menyebabkan perubahan struktur dan fungsi saluran pernapasan dan jaringan paru-paru. Misalnya, sel mukosa membesar (disebut hipertrofi) dan kelenjar mukus bertambah banyak (disebut hiperplasia). Dapat pula terjadi radang ringan, penyempitan saluran pernapasan akibat bertambahnya sel sel dan penumpikan lendir, dan kerusakan alveoli. Perubahan anatomi saluran pernapasan menyebabkan fungsi paru-paru terganggu.

 

Sumber:

Buku Pembelajaran IPA Kelas VIII Tahun 2006.

https://www.detik.com/edu/detikpedia/d-5508186/organ-organ-dan-cara-kerja-sistem-pernapasan-manusia

 

https://simdos.unud.ac.id/uploads/file_penelitian_1_dir/385d7b9c6a60947ff4f1884689a41ae8.pdf