BAB Sistem Pernapasan Manusia Rangkuman Materi IPA Kelas VIII Semester 2

 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 39^oC, 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)