Sistem Respirasi Manusia
Istilah bernapas, seringkali diartikan dengan respirasi, walaupun
secara harfiah sebenarnya kedua istilah tersebut berbeda. Pernapasan (breathing)
artinya menghirup dan menghembuskan napas. Oleh karena itu, bernapas
diartikan sebagai proses memasukkan udara dari lingkungan luar ke dalam
tubuh dan mengeluarkan udara sisa dari dalam tubuh ke lingkungan.
Sementara, respirasi (respiration) berarti suatu proses pembakaran (oksidasi) senyawa organik (bahan makanan) di dalam sel sehingga diperoleh energi.
Energi yang dihasilkan dari respirasi sangat menunjang sekali untuk
melakukan beberapa aktifitas. Misalnya saja, mengatur suhu tubuh,
pergerakan, pertumbuhan dan reproduksi. Oleh karena itu, kegiatan
pernapasan dan respirasi sebenarnya saling berhubungan.
1. Struktur Pernafasan Manusia
a. Hidung
Hidung merupakan alat pernapasan yang terletak di luar dan tersusun
atas tulang rawan. Pada bagian ujung dan pangkal hidung ditunjang oleh
tulang nasalis. Rongga hidung dibagi menjadi dua bagian oleh septum nasalis, yaitu bagian kiri dan kanan. Bagian depan septum
ditunjang oleh tulang rawan, sedangkan bagian belakang ditunjang oleh tulang vomer dan tonjolan tulang ethmoid.
Bagian bawah rongga hidung dibatasi oleh tulang palatum, dan maksila. Bagian atas dibatasi oleh
ethmoid, bagian samping oleh tulang maksila, konka nasalis inferior,
dan ethomoid sedangkan bagian tengah dibatasi oleh septum nasalis.
Pada dinding lateral terdapat tiga tonjolan yang disebut konka
nasalis superior, konka media dan konka inferior. Melalui celah-celah
pada ketiga tonjolan ini udara inspirasi akan dipanaskan oleh darah di
dalam kapiler dan dilembapkan oleh lendir yang disekresikan oleh sel
goblet. Lendir juga dapat membersihkan udara pernapasan dari debu.
Bagian atas dari rongga hidung terdapat daerah olfaktorius, yang
mengandung sel-sel pembau. Sel-sel ini berhubungan dengan saraf otak
pertama (nervus olfaktorius). Panjangnya sekitar 10 cm. Udara yang akan
masuk ke dalam paru-paru pertama kali akan masuk melalui hidung terlebih
dahulu. Sekitar 15.000 liter udara setiap hari akan melewati hidung.
b. Faring
udara dan makanan. Faring merupakan percabangan 2 saluran, yaitu saluran pernapasan (nasofaring) pada bagian depan dan saluran pencernaan (orofaring)
pada bagian belakang. Udara dari rongga hidung masuk ke faring. Faring
berbentuk seperti tabung corong, terletak di belakang rongga hidung dan
mulut, dan tersusun dari otot rangka. Faring berfungsi sebagai jalannya
udara dan makanan. Faring merupakan percabangan 2 saluran, yaitu saluran
pernapasan (nasofaring) pada bagian depan dan saluran pencernaan (orofaring) pada bagian belakang.
c. Laring
Dari faring, udara pernapasan akan menuju pangkal tenggorokan atau disebut juga laring. Laring tersusun
atas kepingan tulang rawan yang membentuk jakun. Jakun tersebut
tersusun oleh tulang lidah, katup tulang rawan, perisai tulang rawan,
piala tulang rawan, dan gelang tulang rawan.
Pangkal tenggorokan dapat ditutup oleh katup pangkal tenggorokan (epiglotis).
Jika udara menuju tenggorokan, anak tekak melipat ke bawah, dan ketemu
dengan katup pangkal tenggorokan sehingga membuka jalan udara ke
tenggorokan. Saat menelan makanan, katup tersebut menutupi pangkal
tenggorokan dan saat bernapas katup tersebut akan membuka.
Pada pangkal tenggorokan terdapat pita suara yang bergetar bila ada udara melaluinya. Misalnya saja saat kita berbicara.
d. Trakea
Tenggorokan berupa pipa yang panjangnya ± 10 cm, terletak sebagian di
leher dan sebagian di rongga dada. Dinding tenggorokan tipis dan kaku,
dikelilingi oleh cincin tulang rawan, dan pada bagian dalam rongga
bersilia. Silia-silia ini berfungsi menyaring benda-benda asing yang
masuk ke saluran pernapasan.
e. Bronkus
Bronkus tersusun atas percabangan, yaitu bronkus kanan dan kiri.
Letak bronkus kanan dan kiri agak berbeda. Bronkus kanan lebih vertikal
daripada kiri. Karena strukturnya ini, sehingga bronkus kanan akan mudah
kemasukan benda asing. Itulah sebabnya paru-paru kanan
seseorang lebih mudah terserang penyakit bronkhitis.
Pada seseorang yang menderita asma bagian otot-otot bronkus ini
berkontraksi sehingga akan menyempit. Hal ini dilakukan untuk mencegah
masuknya lebih banyak benda asing yang menimbulkan reaksi alergi.
Akibatnya penderita akan mengalami sesak napas. Sedangkan pada penderita
bronkitis, bagian bronkus ini akan tersumbat oleh lendir. Bronkus
kemudian bercabang lagi sebanyak 20–25 kali percabangan membentuk bronkiolus. Pada ujung bronkiolus inilah tersusun alveolus yang berbentuk seperti buah anggur.
f. Paru-paru
Organ yang berperan penting dalam proses pernapasan adalah paru-paru.
Paru-paru merupakan organ tubuh yang terletak pada rongga dada,
tepatnya di atas sekat diafragma. Diafragma adalah
sekat rongga badan yang membatasi rongga dada dan rongga perut.
Paru-paru terdiri atas dua bagian, paru-paru kanan dan paru-paru kiri.
Paru-paru kanan memiliki tiga gelambir yang berukuran lebih besar
daripada paru-paru sebelah kiri yang memiliki dua gelambir.
Paru-paru dibungkus oleh dua lapis selaput paru-paru yang disebut pleura. Semakin ke dalam, di dalam paru-paru akan ditemui gelembung halus kecil yang disebut alveolus.
Jumlah alveolus pada paru-paru kurang lebih 300 juta buah. Adanya
alveolus ini menjadikan permukaan paru-paru lebih luas. Diperkirakan,
luas permukaan paruparu sekitar 160 m2. Dengan kata lain, paru-paru
memiliki luas permukaan sekitar 100 kali lebih luas daripada luas
permukaan tubuh.
Dinding alveolus mengandung kapiler darah. Oksigen yang terdapat pada
alveolus berdifusi menembus dinding alveolus, lalu menem bus dinding
kapiler darah yang mengelilingi alveolus. Setelah itu, masuk ke dalam
pembuluh darah dan diikat oleh hemoglobin yang terdapat di dalam sel
darah merah sehingga terbentuk oksihemoglobin (HbO2). Akhirnya, oksigen
diedarkan oleh darah ke seluruh tubuh. Setelah sampai ke dalam sel-sel
tubuh, oksigen dilepaskan sehingga oksihemoglobin kembali menjadi
hemoglobin. Oksigen ini digunakan untuk oksidasi.
Karbon dioksida yang dihasilkan dari respirasi sel diangkut oleh
plasma darah melalui pembuluh darah menuju ke paru-paru. Sesampai di
alveolus, CO2 menembus dinding pembuluh darah dan din ding
alveolus. Dari alveolus, karbondioksida akan disalurkan menuju hidung
untuk dikeluarkan. Jadi proses pertukaran gas sebenarnya berlangsung di
alveolus.
2. Mekanisme Pernafasan Manusia
Pernapasan adalah suatu proses yang terjadi secara
otomatis walau dalam keadaan tertidur sekalipun, karena sistem
pernapasan dipengaruhi oleh susunan saraf otonom. Menurut tempat
terjadinya pertukaran gas maka pernapasan dapat dibedakan atas 2 jenis,
yaitu pernapasan luar dan pernapasan dalam.
Pernapasan luar adalah pertukaran udara yang terjadi antara udara dalam alveolus dengan
darah dalam kapiler. Pernapasan dalam adalah pernapasan yang terjadi
antara darah dalam kapiler dengan sel-sel tubuh. Masuk keluarnya udara
dalam paru-paru dipengaruhi oleh perbedaan tekanan udara dalam rongga
dada dengan tekanan udara di luar tubuh. Jika tekanan di luar rongga
dada lebih besar, maka udara akan masuk. Sebaliknya, apabila tekanan
dalam rongga dada lebih besar maka udara akan keluar.
Sehubungan dengan organ yang terlibat dalam pemasukkan udara (
inspirasi) dan pengeluaran udara ( ekspirasi) maka mekanisme pernapasan
dibedakan atas dua macam, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut.
Pernapasan dada dan perut terjadi secara bersamaan.
1. Pernafasan Dada
Apabila kita menghirup dan menghempaskan udara menggunakan pernapasan
dada, otot yang digunakan yaitu otot antartulang rusuk. Otot ini
terbagi dalam dua bentuk, yakni otot antartulang rusuk luar dan otot
antartulang rusuk dalam.
Saat terjadi inspirasi, otot antartulang rusuk luar berkontraksi,
sehingga tulang rusuk menjadi terangkat. Akibatnya, volume rongga dada
membesar. Membesarnya volume rongga dada menjadikan tekanan udara dalam
rongga dada menjadi kecil/berkurang, padahal tekanan udara bebas tetap.
Dengan demikian, udara bebas akan mengalir menuju paru-paru melewati
saluran pernapasan.
Sementara saat terjadi ekspirasi, otot antartulang rusuk dalam
berkontraksi (mengkerut/mengendur), sehingga tulang rusuk dan tulang
dada ke posisi semula. Akibatnya, rongga dada mengecil. Oleh karena
rongga dada mengecil, tekanan dalam rongga dada menjadi
meningkat, sedangkan tekanan udara di luar tetap. Dengan demikian,
udara yang berada dalam rongga paru-paru menjadi terdorong keluar.
2. Pernafasan Perut
Pada proses pernapasan ini, fase inspirasi terjadi
apabila otot diafragma (sekat rongga dada) mendatar dan volume rongga
dada membesar, sehingga tekanan udara di dalam rongga dada lebih kecil
daripada udara di luar, akibatnya udara masuk. Adapun fase ekspirasi
terjadi apabila otot-otot diafragma mengkerut (berkontraksi) dan volume
rongga dada mengecil, sehingga tekanan udara di dalam rongga dada lebih
besar daripada udara di luar. Akibatnya udara dari dalam terdorong ke
luar.
3. Mekanisme Pertukaran Gas Oksigen (02)dan Karbondioksida (CO2)
Udara lingkungan dapat dihirup masuk ke dalam tubuh makhluk hidup melalui dua cara, yakni pernapasan secara langsung dan pernapasan tak langsung.
Pengambilan udara secara langsung dapat dilakukan oleh permukaan tubuh
lewat proses difusi. Sementara udara yang dimasukan ke dalam tubuh
melalui saluran pernapasan dinamakan pernapasan tidak langsung.
Saat kita bernapas, udara diambil dan dikeluarkan melalui paruparu.
Dengan lain kata, kita melakukan pernapasan secara tidak langsung lewat
paru-paru. Walaupun begitu, proses difusi pada pernapasan langsung tetap
terjadi pada paru-paru. Bagian paru-paru yang meng alami
proses difusi dengan udara yaitu gelembung halus kecil atau alveolus.
Oleh karena itu, berdasarkan proses terjadinya pernapasan, manusia
mempunyai dua tahap mekanisme pertukaran gas. Pertukaran gas oksigen dan
karbon dioksida yang dimaksud yakni mekanisme pernapasan eksternal dan
internal.
a. Pernafasan Eksternal
Ketika kita menghirup udara dari lingkungan luar,
udara tersebut akan masuk ke dalam paru-paru. Udara masuk yang
mengandung oksigen tersebut akan diikat darah lewat difusi. Pada saat
yang sama, darah yang mengandung karbondioksida akan dilepaskan. Proses
pertukaran oksigen (O2) dan karbondioksida (CO2) antara udara dan darah
dalam paru-paru dinamakan pernapasan eksternal.
Saat sel darah merah (eritrosit) masuk ke dalam kapiler paru-paru,
sebagian besar CO2 yang diangkut berbentuk ion bikarbonat (HCO- 3) .
Dengan bantuan enzim karbonat anhidrase, karbondioksida (CO2) air (H2O)
yang tinggal sedikit dalam darah akan segera berdifusi keluar. Persamaan
reaksinya adalah sebagai berikut.
Seketika itu juga, hemoglobin tereduksi (yang disimbolkan HHb)
melepaskan ion-ion hidrogen (H+) sehingga hemoglobin (Hb)-nya juga ikut
terlepas. Kemudian, hemoglobin akan berikatan dengan oksigen (O2)
menjadi oksihemoglobin (disingkat HbO2).
Proses difusi dapat terjadi pada paru-paru (alveolus), karena
adaperbedaan tekanan parsial antara udara dan darah dalam alveolus.
Tekanan parsial membuat konsentrasi oksigen dan karbondioksida pada
darah dan udara berbeda.
Tekanan parsial oksigen yang kita hirup akan lebih besar dibandingkan
tekanan parsial oksigen pada alveolus paru-paru. Dengan kata lain,
konsentrasi oksigen pada udara lebih tinggi daripada konsentrasi oksigen
pada darah. Oleh karena itu, oksigen dari udara akan berdifusi menuju
darah pada alveolus paru-paru.
Sementara itu, tekanan parsial karbondioksida dalam darah lebih besar
dibandingkan tekanan parsial karbondioksida pada udara. Sehingga,
konsentrasi karbondioksida pada darah akan lebih kecil di bandingkan
konsentrasi karbondioksida pada udara. Akibatnya, karbondioksida pada
darah berdifusi menuju udara dan akan dibawa keluar tubuh lewat hidung.
b. Pernafasan Internal
Berbeda dengan pernapasan eksternal, proses terjadinya pertukaran gas
pada pernapasan internal berlangsung di dalam jaringan tubuh. Proses
pertukaran oksigen dalam darah dan karbondioksida tersebut berlangsung
dalam respirasi seluler.
Setelah oksihemoglobin (HbO2) dalam paru-paru terbentuk, oksigen akan
lepas, dan selanjutnya menuju cairan jaringan tubuh. Oksigen tersebut
akan digunakan dalam proses metabolisme sel. Reaksi yang terjadi adalah
sebagai berikut.
Proses masuknya oksigen ke dalam cairan jaringan tubuh juga melalui
proses difusi. Proses difusi ini terjadi karena adanya perbedaan tekanan
parsial oksigen dan karbondioksida antara darah dan cairan jaringan.
Tekanan parsial oksigen dalam cairan jaringan, lebih rendah dibandingkan
oksigen yang berada dalam darah. Artinya konsentrasi oksigen dalam
cairan jaringan lebih rendah. Oleh karena itu, oksigen dalam darah
mengalir menuju cairan jaringan.
Sementara itu, tekanan karbondioksida pada darah lebih rendah
daripada cairan jaringan. Akibatnya, karbondioksida yang terkandung
dalam sel-sel tubuh berdifusi ke dalam darah. Karbondioksida yang
diangkut oleh darah, sebagian kecilnya akan berikatan bersama hemoglobin
membentuk karboksi hemoglobin (HbCO2). Reaksinya sebagai berikut.
Namun, sebagian besar karbondioksida tersebut masuk ke dalam plasma
darah dan bergabung dengan air menjadi asam karbonat (H2CO3). Oleh enzim
anhidrase, asam karbonat akan segera terurai menjadi dua ion, yakni ion
hidrogen (H+) dan ion bikarbonat (HCO- Persamaan reaksinya sebagai
berikut.
CO2 yang diangkut darah ini tidak semuanya dibebaskan ke luar tubuh
oleh paru-paru, akan tetapi hanya 10%-nya saja. Sisanya yang berupa
ion-ion bikarbonat yang tetap berada dalam darah. Ion-ion bikarbonat di
dalam darah berfungsi sebagai bu. er atau larutan penyangga.\ Lebih
tepatnya, ion tersebut berperan penting dalam menjaga stabilitas pH
(derajat keasaman) darah.
Sistem pernafasan pada hewan
Alat respirasi pada hewan bervariasi antara hewan yang satu dengan
hewan yang lain, ada yang berupa paru-paru, insang, kulit, trakea,
dan paruparu buku, bahkan ada beberapa organisme yang belum mempunyai
alat khusus sehingga oksigen berdifusi langsung dari lingkungan
ke dalam tubuh, contohnya pada hewan bersel satu, porifera, dan
coelenterata. Pada ketiga hewan ini oksigen berdifusi dari lingkungan
melalui rongga tubuh.
1.
Alat Respirasi pada 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
men punyai 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.
Gbr.
Trakea pada serangga
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.
Mekanisme
pernapasan pada serangga, misalnya belalang, adalah sebagai berikut
:
Jika
otot perut belalang berkontraksi maka trakea mexrupih sehingga
udara kaya COZ 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
OZ
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.
2.
Alat Pernapasan pada Kalajengking dan Laba-laba
Kalajengking
dan laba-laba besar (Arachnida) yang hidup di darat memiliki alat
pernapasan berupa paru-paru buku, sedangkan jika hidup di air
bernapas dengan insang buku.
Paru-paru
buku memiliki gulungan yang berasal dari invaginasi perut.
Masing-masing paru-paru buku ini memiliki lembaran-lembaran
tipis (lamela) yang tersusun berjajar. Paruparu buku ini juga
memiliki spirakel tempat masuknya oksigen dari luar.
Keluar masuknya udara disebabkan oleh gerakan otot yang terjadi
secara teratur. |
Gbr.
Irisan melintanK paru-paru buku
pada laba-laba
|
Baik insang buku maupun paru-paru buku keduanya mempunyai fungsi
yang sama seperti fungsi paru-paru pada vertebrata.
3.
Alat Pernapasan pada Ikan
Insang
dimiliki oleh jenis ikan (pisces). Insang berbentuk lembaran-lembaran
tipis berwarna merah muda dan selalu lembap. Bagian terluar dare
insang berhubungan dengan air, sedangkan bagian dalam berhubungan
erat dengan kapiler-kapiler darah. Tiap lembaran insang terdiri
dare sepasang
filamen,
dan tiap filamen mengandung banyak lapisan tipis (lamela). Pada
filamen terdapat pembuluh darah yang memiliki banyak kapiler sehingga
memungkinkan
OZ
berdifusi masuk dan CO2 berdifusi keluar. Insang pada ikan bertulang
sejati ditutupi oleh tutup insang yang disebut
operkulum,
sedangkan insang pada ikan bertulang rawan tidak ditutupi oleh
operkulum.
Insang tidak saja berfungsi sebagai alat pernapasan tetapi dapat
pula berfungsi sebagai alat ekskresi garam-garam, penyaring makanan,
alat pertukaran ion, dan osmoregulator.
Beberapa jenis ikan mempunyai
labirin
yang merupakan perluasan ke atas dari insang dan membentuk lipatan-lipatan
sehingga merupakan rongga-rongga tidak teratur. Labirin ini berfungsi
menyimpan cadangan 02 sehingga ikan tahan pada kondisi yang kekurangan
02. Contoh ikan yang mempunyai labirin adalah: ikan gabus dan
ikan lele. Untuk menyimpan cadangan 02, selain dengan labirin,
ikan mempunyai gelembung renang yang terletak di dekat punggung.
Mekanisme
pernapasan pada ikan melalui 2 tahap, yakni inspirasi dan ekspirasi.
Pada fase inspirasi, 02 dari air masuk ke dalam insang kemudian
02 diikat oleh kapiler darah untuk dibawa ke jaringan-jaringan
yang membutuhkan. Sebaliknya pada fase ekspirasi, C02 yang dibawa
oleh darah dari jaringan akan bermuara ke insang dan dari insang
diekskresikan keluar tubuh.
Selain dimiliki oleh ikan, insang juga dimiliki oleh katak pada
fase berudu, yaitu insang luar. Hewan yang memiliki insang luar
sepanjang hidupnya adalah salamander.
4.
Alat Pernapasan pada Katak
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 karma 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 karma 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. |
Gbr.
alat pernafasan katak
|
Gbr.
Mekanisme pernafasan katak
|
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.
5. Alat Pernapasan pada Reptilia
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 belahanbelahan 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.
6. Alat Pernapasan pada 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).
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 (OZ)
di paruparu 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.
Bagan pernapasan pada burung di saat hinggap adalah sebagai berikut.
Burung
mengisap udara Þ udara mengalir
lewat bronkus ke pundi-pundi hawa bagian belakang Þ
bersamaan dengan
itu
udara yang sudah ada di paru-paru mengalir ke pundipundi hawa
Þ
udara di pundi-pundi belakang mengalir ke paru-paru Þ
udara menuju pundipundi hawa depan.
Kecepatan respirasi pada berbagai hewan berbeda bergantung dari
berbagai hal, antara lain, aktifitas, kesehatan, dan bobot tubuh.
Sistem pernafasan pada tumbuhan
Tumbuhan hijau bernapas
dengan mengambil oksigen dari lingkungan, tidak semua tumbuhan bernapas
dengan menggunakan oksigen. Tumbuhan tak berklorofil benapas tanpa
memerlukan oksigen. Tujuan proses pernapasan, yaitu untuk memperoleh
energi. Pada peristiwa bernapas terjadi pelepasan energi. Tumbuhan yang
bernapas secara anaeraob mendapatkan energi dengan car menguraikan bahan
– bahan tertentu dimana mereka hidup. Dalam proses pernapasan aerob /
anaerab
akan dihasilkan gas karbon dioksida dan uap air. Gas dan
uap air tersebut dikeluarkan dari tubuh. Oksigen diperlukan dan karbon
dioksida yang dihasilkan masuk dan keluar dari tubuh secara difusi. Gas –
gas tersebut masuk dan keluar melalui stomata yang ada pada permukaan
daun dan inti sel yang ditemukan pada kulit batang pegangan. Akar yang
berada dalam tanah juga dapat melakukan proses keluar msuknya gas.
Tumbuhan yang hidup di daerah rawa/berlumpur mempunyai akar yang mencuat
keluar deari tanah. Akar ini disebut akar panas.