A. Sistem Pernapasan Pada Manusia
Bernapas merupakan aktivitas tubuh yang sangat penting bagi manusia karena tanpa adanya pernapasan, maka perubahan zat-zat kimia yang berasal dari makanan dan minuman ke bentuk energi yang dilakukan oleh sel-sel tubuh akan terganggu.
Misalnya saja, sel otot kita yang mampu mengubah zat kimia menjadi energi gerak sehingga kita mampu menggerakkan tangan dan kaki kita. Proses perubahan ini membutuhkan oksigen yang dihasilkan melalui proses pernapasan.
Nah, proses pengubahan energi ini disebut oksidasi atau respirasi sel. Jadi dari sini kita jadi tahu bahwa respirasi (pernapasan) merupakan seluruh proses reaksi kimia yang merombak bahan makanan dengan menggunakan oksigen sehingga menghasilkan energi dan gas karbondioksida.
Artikel terkait: Penyakit pada sistem pernapasan dan cara pencegahannya
Menurut McLaren dan Rotundo (1985: 579), pernapasan dapat dibedakan dalam tiga macam yaitu pernapasan eksternal (external respiration), pernapasan internal (internal respiration) dan pernapasan seluler (cellular respiration).
a. Pernapasan eksternal merupakan proses pertukaran udara di dalam paru-paru. Pada proses ini, oksigen akan masuk ke dalam darah sedangkan karbondioksida akan dikeluarkan dari tubuh kemudian menuju atmosfer. Pernapasan eksternal pada manusia dapat dibagi menjadi beberapa fase yaitu fase inspirasi dan ekspirasi.
b. Pernapasan internal merupakan proses pertukaran oksigen dalam darah dan sel-sel dalam tubuh. Oksigen dan karbondioksida memiliki arah pergerakan yang berbeda dimana oksigen akan berdifusi dari darah ke sel sedangkan karbondioksida akan bergerak keluar sel menuju darah.
c. Pernapasan seluler merupakan proses reaksi kimia yang terjadi di dalam mitokondria sel. Dalam proses ini, oksigen akan berinteraksi dengan glukosa sehingga energi dapat dihasilkan yang kemudian disimpan dalam ATP. Sedangkan karbondioksida dan uap air merupakan hasil sampingan.
B. Organ-Organ Dalam Sistem Pernapasan Manusia
Agar proses pernapasan dapat berlangsung, maka diperlukan organ-organ yang memiliki fungsi berbeda-beda namun saling mendukung. Otgan-organ dalam sistem pernapasan manusia antara lain:
a. Hidung
Proses pernapasan pada manusia dimulai dari masuknya udara dari lingkungan melalui hidung. Di dalam hidung, udara akan disaring oleh rambut hidung dan selaput lendir (mukosa) sehingga ketika masuk ke dalam paru-paru, udara akan menjadi lebih bersih dari kotoran dan kuman.
Di dalam rongga hidung paling dalam terdapat saraf-saraf yang mampu menangkap zat-zat kimia yang terkandung dalam udara sehingga kita dapat mengenali berbagai macam bau.
Ujung-ujung saraf tersebut kemudian akan mengirimkan sinyal/impuls ke otak. Selain itu, rongga hidung juga berfungsi untuk menghangatkan udara sehingga temperatur udara sama dengan temperatur badan.
Penghangatan udara didukung oleh pembuluh darah yang sangat kecil dan memiliki dinding yang tipis. Struktur pembuluh darah yang seperti itu membuat panas dalam darah dapat dengan mudah dihantarkan keluar sehingga mampu menghangatkan udara yang melewatinya.
Anda tahu? hidung akan mensekresikan lendir bahkan disetiap harinya lendir yang diekskresikan dapat mencapai ± 1 liter. Dengan proses ini, maka air akan diuapkan untuk melakukan proses pelembapan udara, sekitar 80%. Inilah yang menyebabkan udara yang masuk ke dalam paru-paru menjadi lebih lembab.
b. Laring
Setelah melewati hidung, udara akan masuk ke saluran selanjutnya yang dinamakan laring. Bagian atas dari laring dinamakan faring yang memiliki panjang ± 4 cm.
Faring merupakan percabangan antara saluran pencernaan (esofagus) dan saluran pernapasan (laring dan trakea). Untuk mengatur kedua fungsi tersebut, maka laring ini memiliki seperti katup yang dapat membuka dan menutup yang dinamakan epiglotis.
Laring terbentuk dari tumpukan tulang rawan dengan struktur sebagai berikut.
a) Tulang rawan epiglotis yang terdapat dibagian puncak laring dengan bentuk seperti daun. Tulang ini berjumlah satu.
b) Tulang rawan tiroid berbentuk seperti perisai yang terletak di sebelah anterior dari laring. Pada pria tulang ini lebih menonjol dan tebal sehingga membentuk jangkung. Tulang ini berjumlah satu.
c) Tulang rawan krikoid berbentuk seperti cincin yang terletak dibagian bawah laring dan berjumlah satu buah.
d) Tulang rawan aritenoid terletak di atas krikoid, berjumlah satu buah dan berhubungan dengan pita suara.
e) Tulang rawan kuneiformis terletak di antara epiglotis dan aritenoid. Tulang ini berjumlah dua buah.
f) Tulang rawan kornoculatu berjumlah dua dan terletak di atas aritenoid.
c. Trakea (batang tenggorokan)
Setelah melewati laring, udara akan masuk ke trakea. Trakea merupakan tabung berbentuk pipa seperti huruf C yang dibentuk oleh tulang tulang rawan yang berbentuk cincin yang terdiri sekitar 15 – 20 cincin dengan panjang total sekitar 10 cm.
Cincin ini membuat trakea tetap dapat mempertahankan bentuknya (tidak berubah). Pada dinding trakea dilindungi oleh epitel berlapis dan terdapat otot polos dimana pada bagian tengahnya terdapat bulu-bulu halus yang berfungsi mengeluarkan debu atau kotoran.
Selain itu, batang trakea bagian dalam dilapisi oleh selaput lendir. Pada ujung trakea akan terdapat dua cabang yang menuju paru-patu kiri dan kanan, ini dinamakan sebagai bronkus.
d. Bronkus dan Bronkiolus
Bronkus memiliki dua percabangan yaitu kiri dan kanan. Bila melihat anatominya, bronkus sebelah kanan lebih vertikal daripada yang sebelah kiri.
Hal ini mengakibatkan bronkus sebelah kanan akan lebih berpotensi kemasukan oleh benda asing (debu dll) daripada bronkus yang sebelah kiri sehingga bisa menyebabkan gangguan kesehatan misalnya penyakit bronkitis. Dinding bronkus juga dilapisi lapisan sel epitel selapis silindris bersilia.
Bronkus kemudian memiliki cabang lagi sebanyak 20–25 kali percabangan membentuk bronkiolus. Pada ujung bronkiolus inilah tersusun gelembung udara yang dinamakan sebagai alveolus yang berbentuk seperti buah anggur.
e. Alveolus
Alveolus memiliki dinding yang elastis dan banyak mengandung kapiler darah. Epitel pipih yang melapisi alveoli (sebutan untuk alveolus tunggal) memudahkan darah di dalam kapiler-kapiler darah mengikat oksigen dari udara dalam rongga alveolus.
Disinilah terjadi pertukaran udara secara difusi dimana oksigen akan diikat sedangkan karbonsioksida dan uap air akan dikeluarkan. Jumlah alveolus sangat banyak, bisa mencapai 600 juta.
C. Mekanisme Pernapasan Manusia
Dalam pernapasan terjadi proses inspirasi dan ekspirasi. Hal inilah yang menyebabkan dalam pernapasan manusia menjadi dikenal dengan dua macam perpasan yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut.
a. Pernapasan dada
Pernapasan dada melibatkan otot yang terdapat diantara tulang rusuk. Alur mekanismenya adalah sebagai berikut
a) Saat menghirup udara (inspirasi)
Otot interkostalis berkontraksi → tulang rusuk terangkat → rongga dada membesar → tekanan udara dalam dada (toraks) menurun → paru-paru mengembang → tekanan udara dalam paru-paru lebih rendah daripada tekanan luar sehingga udara masuk ke paru-paru
b) Saat menghembuskan udara (ekspirasi)
Otot interkostalis berelaksasi → tulang rusuk turun → rongga dada mengecil → tekanan udara dalam torak meningkat → paru-paru mengempis → tekanan udara dalam paru-paru lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan udara luar sehingga udara keluar dari paruparu.
b. Pernapasan perut
Pernapasan perut lebih melibatkan otot diafragma. Alur mekanismenya adalah sebagai berikut
a) Saat menghirup udara (inspirasi)
Otot diafragma berkontraksi → diafragma menjadi datar → rongga dada membesar → paruparu mengembang → tekanan udara dalam paru-paru lebih rendah daripada tekanan udara luar sehingga udara masuk ke paru-paru.
b) Saat menghembuskan udara (ekspirasi)
Otot diafragma berelaksasi → diafragma melengkung ke arah rongga dada → rongga dada mengecil → paru-paru mengempis → tekanan dalam paru-paru lebih tinggi dari tekanan udara luar sehingga udara keluar dari paru-paru.
Agar lebih memahami dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Baca selanjutnya Mekanisme Pertukaran Oksigen dan Karbondioksida.
Ferdinand, Fictor P dan Moekti Ariebowo.2009.Praktis Belajar Biologi 2 untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: Visindo Media Persada.
Sri, Lestari Endang.2009.Biologi 2 Makhluk Hidup Dan Lingkungannya Untuk SMA/MA Kelas XI. Solo: CV Putra Nugraha.
Rachmawati, Faidah dkk.2009.Biologi Untuk SMA/MA Kelas XI Program IPA. Jakarta: CV Ricardo.
