A.
Struktur dan Fungsi Sistem Pernapasan Manusia
Respirasi adalah proses pertukaran
gas yang terjadi
di dalam tubuh
makhluk hidup. Ada tiga
proses dasar dalam
respirasi manusia. (1)
Bernapas atau ventilasi
paru-paru, merupakan proses menghirup udara (inhalasi) dan mengembuskan
udara (ekhalasi) yang
melibatkan pertukaran udara antara
atmosfer dengan alveolus
paru-paru. (2) Respirasi eksternal, merupakan pertukaran
gas-gas antara alveolus paru-paru dengan
darah di dalam
pembuluh kapiler paru-paru.
Pada proses tersebut darah dalam
pembuluh kapiler mengikat O2
dari alveolus dan melepaskan CO2 menuju alveolus. (3)
Respirasi internal, merupakan pertukaran gas-gas antara darah di dalam pembuluh
kapiler jaringan tubuh dengan sel-sel atau jaringan tubuh. Pada proses tersebut
darah melepaskan O2 dan mengikat CO2. Di dalam sel tubuh,
O2 digunakan untuk reaksi
metabolisme tubuh, selama proses ini dihasilkan energi berupa ATP dan sisa
metabolisme berupa CO2. Proses yang terjadi di dalam sel tersebut
disebut dengan respirasi seluler.
1.
Organ Pernapasan Manusia
Sistem pernapasan manusia tersusun atas hidung, faring
(tekak), laring (ruang suara), trakea (tenggorokan), bronkus, dan
paru-paru. Gambar di bawah
menunjukkan susunan organ- organ dalam sistem pernapasan.
a.
Hidung
Rambut-rambut hidung berfungsi untuk menyaring
partikel debu atau kotoran yang masuk bersama udara. Selaput lendir sebagai
perangkap benda asing yang masuk terhirup saat bernapas, misalnya debu, virus,
dan bakteri. Konka mempunyai banyak kapiler darah yang berfungsi menyamakan
suhu udara yang terhirup dari luar dengan suhu tubuh atau menghangatkan udara
yang masuk ke paru-paru.
b.
Faring
Dinding
faring, tersusun atas
otot rangka yang dilapisi
oleh membran mukosa.
Kontraksi dari otot
rangka tersebut membantu dalam proses menelan makanan. Faring berfungsi
sebagai jalur masuk udara dan makanan,
ruang resonansi suara, serta tempat tonsil yang berpartisipasi pada reaksi
kekebalan tubuh dalam melawan benda asing.
c.
Laring
Di dalam laring terdapat epiglotis dan pita suara.
Epiglotis berupa katup tulang rawan yang berbentuk seperti daun dilapisi oleh
sel-sel epitel, berfungsi untuk menutup laring sewaktu menelan makanan atau
minuman. Apabila ada partikel kecil seperti debu, asap, makanan, atau minuman
yang masuk ke dalam laring akan terjadi refleks batuk, yang berfungsi untuk
mengeluarkan partikel tersebut dari laring. Adanya hormon androgen (hormon
kelamin pria), pita suara pada pria biasanya lebih tebal dan lebih panjang,
sehingga pita suara akan bergetar lebih lamban. Hal ini yang menyebabkan nada
suara pria memiliki rentang nada yang lebih rendah daripada rentang nada suara
wanita.
d.
Trakea
Udara yang telah
masuk ke laring
selanjutnya masuk ke
trakea (batang tenggorokan). Trakea
adalah saluran yang menghubungkan laring
dengan bronkus. Trakea
memiliki panjang sekitar
10-12 cm dengan lebar
2 cm. Dindingnya
tersusun dari cincin-cincin
tulang rawan dan selaput lendir yang terdiri atas jaringan epitelium
bersilia. Fungsi silia pada dinding trakea untuk menyaring benda-benda
asing yang masuk ke dalam saluran pernapasan.
e.
Bronkus
Pada bagian paling dasar dari trakea, trakea bercabang
menjadi dua. Percabangan trakea tersebut disebut dengan bronkus, masing- masing
bronkus memasuki paru-paru kanan dan paru-paru kiri. Struktur bronkus hampir
sama dengan trakea, tetapi lebih sempit. Bentuk tulang rawan bronkus tidak
teratur, tetapi berselang-seling dengan otot polos.
f.
Bronkiolus
Di dalam paru-paru bronkus bercabang-cabang lagi.
Bronkiolus merupakan cabang-cabang kecil dari bronkus. Pada ujung-ujung
bronkiolus terdapat gelembung-gelembung yang sangat kecil dan berdinding tipis yang
disebut alveolus (jamak = alveoli).
g.
Paru-paru
Paru-paru
terbagi menjadi 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 selaput
rangkap dua yang disebut pleura. Pleura berupa kantung tertutup yang berisi
cairan limfa. Pleura berfungsi melindungi paru-paru dari gesekan saat
mengembang dan mengempis. Di dalam paru-paru terdapat bagian yang berperan
dalam pertukaran gas oksigen dan gas karbon dioksida yaitu alveolus.
h.
Alveolus
Dinding alveolus tersusun atas satu lapis jaringan
epitel pipih. Struktur yang demikian memudahkan molekul- molekul gas
melaluinya. Dinding alveolus berbatasan dengan pembuluh kapiler darah, sehingga
gas-gas dalam alveolus dapat dengan mudah mengalami pertukaran
dengan gas-gas yang
ada di dalam
darah. Adanya gelembung-gelembung alveolus memungkinkan pertambahan luas
permukaan untuk proses pertukaran gas. Luas permukaan alveolus 100 kali
luas permukaan tubuh
manusia. Besarnya luas
permukaan seluruh alveolus dalam paru-paru menyebabkan penyerapan
oksigen lebih efisien.
2.
Mekanisme Pernapasan Manusia
Pada saat kamu bernapas berlangsung dua mekanisme,
yaitu menghirup udara (inhalasi/inspirasi) dan mengembuskan udara
(ekshalasi/ekspirasi) yang melibatkan pertukaran udara antara atmosfer dengan
alveolus paru-paru. Pada saat melakukan mekanisme pernapasan terjadi kerja sama
antara otot dada, tulang rusuk, otot perut, dan diafragma. Diafragma adalah otot
yang terdapat di antara rongga dada dan rongga perut.
Pada saat inspirasi, diafragma dan otot dada
berkontraksi, volume rongga dada membesar, paru-paru mengembang, dan udara
masuk ke paru-paru. Pada saat ekspirasi, diafragma dan otot dada berelaksasi, volume
rongga dada kembali normal, paru-paru kembali
normal, dan udara keluar dari
paru-paru. Satu kali pernapasan terdiri atas satu kali inspirasi dan satu kali
ekspirasi. Berdasarkan aktivitas otot- otot pernapasan, bernapas dengan
membesarkan dan mengecilkan volume rongga dada disebut pernapasan
dada. Begitu juga
jika kita membesarkan dan
mengecilkan volume rongga perut, disebut pernapasan perut
3.
Frekuensi Pernapasan
Faktor yang memengaruhi frekuensi pernapasan di
antaranya:
a.
Umur, pada umumnya semakin bertambah umur
seseorang maka semakin rendah frekuensi pernapasannya. Hal ini berhubungan erat
dengan makin berkurangnya proporsi kebutuhan energinya.
b.
Jenis kelamin, pada umumnya laki-laki lebih
banyak bergerak sehingga lebih banyak memerlukan energi. Kebutuhan oksigen dan
produksi CO2 pada laki-laki juga lebih tinggi. Hal inimenunjukkan
bahwa proses metabolisme pada laki-laki jauh lebih tinggi daripada perempuan.
c.
Suhu tubuh, semakin tinggi suhu tubuh maka
semakin cepat frekuensi pernapasannya. Hal ini terjadi karena adanya
peningkatan proses metabolisme di dalam tubuh, sehingga diperlukan peningkatan
pemasukan oksigen dan pengeluaran CO2.
d.
Posisi tubuh, posisi tubuh sangat berpengaruh
terhadap frekuensi pernapasan. Hal ini berkaitan dengan beban yang harus
ditanggung oleh organ tubuh. Pada saat posisi tubuh berdiri, otot-otot kaki
akan berkontraksi untuk menghasilkan tenaga yang dibutuhkan tubuh untuk tetap
tegak berdiri. Sedangkan pada saat posisi tubuh duduk atau berbaring, beban
berat tubuh disangga oleh sebagian besar tubuh sehingga tubuh tidak membutuhkan
banyak energi, dengan demikian frekuensi pernapasannya rendah.
e.
Kegiatan atau aktivitas tubuh, orang yang
melakukan aktivitas memerlukan lebih banyak energi dibandingkan dengan orang
yang tidak melakukan aktivitas seperti duduk santai atau tiduran. Ketika tubuh
memerlukan banyak energi maka tubuh perlu lebih banyak oksigen sehingga
frekuensi pernapasan meningkat.
4.
Volume Pernapasan
Volume udara yang digunakan dalam proses pernapasan
ada beberapa macam sebagai berikut.
a.
Volume tidal, yaitu volume udara yang keluar
masuk paru-paru saat tubuh melakukan inspirasi atau ekspirasi biasa (normal),
volumenya sekitar 500 mL.
b.
Volume cadangan ekspirasi, merupakan volume
udara yang masih dapat dikeluarkan secara maksimal dari paru-paru setelah
melakukan ekspirasi biasa. Volume cadangan ekspirasi sekitar 1.500 mL.
c.
Volume cadangan inspirasi, yaitu volume udara
yang masih dapat dimasukkan ke dalam paru-paru setelah melakukan inspirasi
secara biasa. Volume cadangan inspirasi sekitar 1.500 mL.
d.
Volume residu, yaitu volume udara yang masih
tersisa di dalam paru-paru meskipun telah melakukan ekspirasi secara maksimal,
volumenya sekitar 1.000 mL.
e.
Kapasitas vital paru-paru, yaitu total dari
volume tidal + volume cadangan ekspirasi + volume cadangan inspirasi. Kapasitas
vital paru-paru sekitar 3.500 mL.
f.
Kapasitas total paru-paru, yaitu volume udara
yang dapat ditampung secara maksimal dalam paru-paru. Volume kapasitas total
paru-paru yaitu volume kapasitas vital paru-paru + volume residu, volumenya
sekitar 4.500 mL.
B.
Gangguan Pada Sistem Pernapasan Manusia dan
Upaya untuk Mencegah atau Menanggulanginya
Infeksi saluran pernapasan bagian bawah paling umum
terjadi yaitu pneumonia, tuberculosis, asma, kanker paru-paru, dan bronkitis.
1.
Influenza
Influenza merupakan penyakit yang disebabkan oleh
infeksi Influenza virus. Gejala umum influenza yaitu, demam dengan suhu lebih
dari 39oC, pilek, bersin-bersin, batuk, sakit kepala, sakit otot,
dan rongga hidung terasa gatal. Dengan kondisi hidung tersumbat, penderita
influenza akan kesulitan untuk bernapas.
2.
Tonsilitis
Secara normal, tonsil (amandel) akan menyaring virus
dan bakteri yang akan masuk ke dalam tubuh bersamaan dengan makanan atau udara.
Gejala tonsilitis yaitu sakit tenggorokan, tonsil mengalami peradangan, batuk,
sakit kepala, sakit pada bagian leher atau telinga, dan demam. Virus yang dapat menyebabkan
tonsilitis yaitu Adenovirus, Rhinovirus,
Influenza, dan Corona virus.
Golongan bakteri yang menyebabkan tonsilitis pada umumnya bakteri Streptococcus.
3.
Faringitis
Faringitis
adalah infeksi pada
faring oleh kuman
penyakit, seperti virus, bakteri, maupun jamur. Virus yang dapat
menyebabkan faringitis misalnya, Adenovirus, Orthomyxovirus, Rhinovirus, dan Coronavirus.
Banyak bakteri yang
dapat menginfeksi faring,
salah satunya yaitu Streptococcus
pyogenes.
4.
Pheumonia
Pneumonia
merupakan infeksi pada
bronkiolus dan alveolus. Penyebab terjadinya
pneumonia, antara lain
karena infeksi dari
virus, bakteri, jamur, dan parasit lainnya. Namun, umumnya disebabkan
oleh bakteri Streptococcus pneumoniae.
Pada paru-paru penderita pneumonia terdapat cairan yang kental. Cairan tersebut
dapat mengganggu pertukaran gas pada paru-paru. Hal ini menyebabkan oksigen yang
diserap oleh darah menjadi kurang.
5.
Tuberculosis (TBC)
Penyakit
TBC disebabkan oleh
infeksi bakteri Mycobacterium
tuberculosis. Gejala dari penyakit
TBC yaitu mudah lelah, berat badan turun drastis, lesu, hilang nafsu makan,
demam, berkeringat di malam hari, sulit bernapas, sakit pada bagian dada, dan
batuk berdarah. Gejala dari penyakit TBC yaitu mudah lelah, berat badan turun
drastis, lesu, hilang nafsu makan, demam, berkeringat di malam hari, sulit
bernapas, sakit pada bagian dada, dan batuk berdarah.
6.
Asma
Faktor lingkungan
yang dapat menyebabkan
asma diantaranya masuknya zat pemicu alergi (alergen) dalam
tubuh, misalnya asap rokok, debu, bulu hewan peliharaan, dan lain-lain.
Masuknya alergen, akan memicu tubuh untuk menghasilkan senyawa kimia seperti
prostaglandin dan histamin. Senyawa kimia tersebutlah yang dapat memicu
penyempitan saluran pernapasan. Penderita asma akan mengalami batuk, napas
berbunyi, napas pendek, dan sesak napas.
7.
Kanker Paru-Paru
Kanker paru-paru terjadi karena pertumbuhan sel- sel
yang tidak terkendali pada jaringan dalam paru-paru. Gejala orang yang
menderita kanker paru-paru yaitu batuk disertai darah, berat badan berkurang
drastis, napas menjadi pendek, dan sakit pada bagian dada. Gambar kanker
paru-paru.
Sumber:
Indonesia. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.
Ilmu Pengetahuan Alam/Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.-- .
Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, 2017.
xviii, 270 hlm. : ilus. ; 25 cm.
Untuk SMP/MTs Kelas VIII Semester 2 ISBN 978-602-282-314-8 (jilid
lengkap) ISBN 978-602-282-318-6 (Jilid 2)
