shutterstock.com
ilustrasi mekanisme pernapasan
KOMPAS.com - Pernapasan pada manusia berlangsung dengan cara mengubah tekanan udara di dalam paru-paru.
Perubahan tekanan tersebut menyebabkan udara dapat keluar dan masuk dari dan ke dalam paru-paru yang disebut bernapas.
Proses pernapasan yang dilakukan terjadi secara sadar dan tidak sadar.
Dikutip dari situs resmi Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan [Kemendikbud], dalam proses bernapas pada manusia ada melalui dua tahap, yaktni:
- Inspirasi [Penghirupan]
- Ekspirasi [Pengembusan]
Berikut penjelasan dua tahap tersebut:
Baca juga: Pernapasan Dada dan Perut Memberikan Manfaat Berbeda Bagi Tubuh
1. Inspirasi [Penghirupan]
Pada tahap tersebut terjadi akibat otot tulang rusuk dan diafragma. Volume rongga dada dan paru-paru meningkat ketika diafragma bergerak turun ke bawah dan sangkar tulang rusuk membesar.
Kemudian tekanan udara dalam paru-paru akan turun di bawah tekanan udara atmosfer dan udara akan mengalir ke dalam paru-paru.
2. Ekspirasi [Pengembusan]
Tahap pengembusan terjadi akibat otot tulang rusuk dan diafragma berelaksasi.
Sistem pernapasan pada manusia merupakan salah satu tanda vital tubuh yang paling utama. Tanpa cara kerja sistem pernapasan yang baik, seseorang tidak akan mampu bernapas, bahkan bisa berdampak pada fungsi organ lainnya.
Sistem pernapasan pada manusia adalah sekumpulan organ yang terlibat dalam proses pertukaran oksigen dan karbon dioksida dalam darah. Seseorang dapat dikatakan memiliki laju pernapasan normal apabila ia bernapas sebanyak 12–20 kali per menit saat istirahat dan berlangsung secara berkesinambungan.
Organ-Organ Sistem Pernapasan pada Manusia
Sebelum mengetahui cara kerja sistem pernapasan pada manusia, mari kenali lebih dulu organ yang berperan dalam sistem ini. Sistem pernapasan manusia terbagi menjadi dua, yaitu sistem pernapasan bagian atas dan bawah. Berikut ini adalah penjelasannya:
Sistem pernapasan bagian atas
Ada beberapa organ di dalam sistem pernapasan bagian atas manusia, yaitu:
- Rongga hidung, terdiri atas selaput lendir dan rambut halus yang berfungsi untuk menyaring partikel debu atau kotoran dari udara yang masuk ke hidung
- Sinus, yaitu rongga berisi udara di sepanjang sisi hidung yang berperan untuk mengatur suhu dan kelembapan udara yang dihirup
- Faring, untuk menyalurkan udara yang masuk dari hidung atau mulut guna diteruskan ke trakea
- Laring, yaitu ruangan kecil sebelum trakea yang berisi pita suara
Sistem pernapasan bagian bawah
Beberapa organ dalam sistem pernapasan bagian bawah meliputi:
- Trakea, yaitu jalan napas utama menuju paru-paru yang terletak di bawah laring
- Bronkus, cabang dari trakea yang berfungsi untuk meneruskan udara ke paru-paru dan cabang terkecilnya dikenal dengan bronkiolus
- Paru-paru, terdiri dari jutaan alveolus yang menerima udara dari bronkiolus dan bertugas sebagai tempat pertukaran oksigen dan karbon dioksida
- Diafragma, yaitu otot pernapasan utama yang dapat berkontraksi dan berelaksasi secara bergantian sehingga membuat udara dapat masuk dan keluar dari paru-paru
Cara Kerja Sistem Pernapasan pada Manusia
Kerja sistem pernapasan pada manusia melibatkan semua organ pernapasan. Organ-organ ini bekerja sama untuk membantu tubuh dalam pertukaran gas antara paru-paru dan pembuluh darah, yang kemudian akan disalurkan ke seluruh bagian tubuh atau diembuskan ke udara.
Berikut ini adalah cara kerja sistem pernapasan pada manusia:
- Ketika menarik napas atau inhalasi, diafragma dan otot-otot di antara tulang rusuk akan berkontraksi dan meluaskan rongga dada sehingga paru-paru bisa mengembang dan terisi udara.
- Udara masuk lewat hidung dan mulut, kemudian melewati proses penyaringan partikel kecil oleh rambut hidung, lalu menuju ke trakea atau batang tenggorokan.
- Udara dari trakea masuk ke paru-paru melewati saluran pernapasan yang disebut dengan bronkus dan bronkiolus, kemudian berujung di alveolus.
- Ketika udara mencapai alveolus, terjadi proses pertukaran antara oksigen dan karbon dioksida pada pembuluh darah kecil bernama kapiler.
- Oksigen masuk ke dalam kapiler, kemudian menumpang sel darah merah menuju ke jantung untuk disebarkan ke seluruh tubuh. Di saat yang bersamaan, karbon dioksida masuk dari kapiler ke rongga paru.
- Setelah pertukaran oksigen dan karbon dioksida selesai, otot diafragma dan tulang rusuk kembali rileks dan rongga dada kembali seperti semula. Udara yang mengandung karbon dioksida pun terdorong dari alveolus menuju ke bronkiolus, bronkus, trakea, hingga ke luar melalui hidung.
Selain berperan dalam pertukaran udara dan gas, sistem pernapasan juga dapat menyaring, menghangatkan, dan melembapkan udara yang dihirup serta berperan dalam proses berbicara dan penciuman.
Sistem pernapasan pada manusia memang tampak seperti hal yang sederhana. Namun, di balik setiap tarikan dan hembusan napas, terdapat kerja sama antarorgan yang cukup rumit guna mendapatkan oksigen untuk kelangsungan seluruh sistem dalam tubuh.
Bila satu organ tidak bekerja dengan baik, fungsi sistem pernapasan secara keseluruhan pun bisa terganggu. Gangguan pernapasan yang sering terjadi dan cukup berbahaya adalah asma, bronkitis, penyakit paru obstruktif kronik [PPOK], pneumonia, TBC, dan asfiksia. Lidah tertelan juga dapat menjadi salah satu gangguan pada saluran napas yang membahayakan jika tidak mendapatkan penanganan yang segera.
Oleh karena itu, kesehatan sistem pernapasan harus dijaga dengan baik, misalnya dengan berhenti merokok atau menghindari asap rokok dan berolahraga secara rutin.
Jika Anda mengalami gejala adanya gangguan pada sistem pernapasan, seperti sesak napas atau batuk, apalagi yang sudah berlangsung lama, segera konsultasikan ke dokter untuk mendapatkan pemeriksaan dan pengobatan yang tepat.
Terakhir diperbarui: 8 Juni 2022
Halo Sobat Zenius, di artikel kali ini gue akan ajak elo untuk belajar tentang difusi gas pada proses pernapasan. Kalau elo udah paham sama proses pernapasan, nggak ada salahnya untuk kenalan lebih dalam lagi sama si difusi gas ini! Yuk, kita cari tau!
Elo tentu sudah tahu kan kalau pernapasan merupakan proses pertukaran gas respirasi antara oksigen dan karbondioksida? Nah, kalau sudah tahu, gue mau tes dulu nih, “difusi” itu artinya apa sih?
Well, difusi sendiri memiliki arti mengalirnya atau berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian paling berkonsentrasi tinggi ke bagian yang rendah. Sekarang, coba kita cari tahu tentang difusi udara ya!
Difusi Udara
Difusi kali ini merupakan aliran yang terjadi pada paru-paru! Jadi, difusi adalah proses pertukaran gas antara lingkungan luar dengan darah dan dalam pertukaran gas di jaringan tubuh.
Oh ya, seperti yang tadi udah gue bahas ya guys, difusi dalam paru-paru juga terjadi dari daerah konsentrasi tinggi ke rendah yaitu dari kapiler darah ke alveoli.
Nah, gitu penjelasannya! Gimana? Udah mulai paham kan? Coba sekarang kita kenalan lagi sama si difusi ini dalam proses pernapasan dan sirkulasi!
Baca Juga: Organ Ekskresi: Kulit, Hati, Usus dan Paru-paru – Materi Biologi Kelas 11
Difusi Gas pada Proses Pernapasan dan Sirkulasi
Yup! Dapat dilihat bahwa difusi gas oksigen terjadi karena adanya perbedaan tekanan parsial yang terbagi antara paru-paru dan jaringan tubuh. Yuk, simak penjelasan di bawah ini!
Difusi gas yang terjadi di paru-paru dengan pembuluh kapiler paru-paru:
- Tekanan parsial oksigen paru-paru lebih besar dibandingkan dengan tekanan parsial oksigen di pembuluh kapiler, hal ini menyebabkan oksigen akan berdifusi ke dalam paru-paru.
- Tekanan parsial karbondioksida pembuluh kapiler paru-paru lebih besar dibandingkan tekanan parsial karbondioksida yang ada di paru-paru, hal ini menyebabkan karbondioksida akan berdifusi ke paru-paru, lalu dikeluarkan dari tubuh.
Difusi gas yang terjadi di jaringan tubuh dengan pembuluh kapiler tubuh:
- Tekanan parsial oksigen pembuluh kapiler dalam tubuh lebih besar dibandingkan dengan tekanan parsial oksigen yang berada di jaringan tubuh, hal ini menyebabkan oksigen akan berdifusi masuk kembali ke jaringan tubuh.
- Tekanan parsial karbondioksida di jaringan tubuh lebih besar dibandingkan dengan tekanan parsial karbondioksida yang berada di pembuluh kapiler tubuh, hal ini menyebabkan karbondioksida akan berdifusi ke pembuluh kapiler dalam tubuh.
Nah, kalo kita tadi sudah bahas mengenai difusi gas pada proses pernapasan, coba sekarang kita inget-inget sedikit, yuk!
Kalau difusi oksigen pada saluran pernapasan terjadinya di mana, hayooo? Ya, di dalam pernapasan! Nggak salah sih, tapi coba gue bantu jelasin jawaban yang lebih tepatnya ya!
Difusi oksigen pada saluran pernapasan terjadi di alveolus. Alveolus adalah salah satu bagian dari paru-paru yang banyak mengandung kapiler darah, sehingga berguna sebagai tempat terjadinya difusi oksigen dan karbondioksida pada saluran pernapasan melalui kapiler darah.
Eh, kalau difusi dalam pernapasan terganggu, bisa nggak, sih?
Bisa banget, kalo hal ini biasanya disebabkan oleh pola hidup yang nggak sehat, jadinya ngaruh ke pernapasan deh. Penyakit yang paling berdampak dalam terganggunya difusi pernapasan adalah Tuberkulosis [TBC].
Penyakit ini disebabkan oleh bakteri Mycobacterium tuberculosis yang menyerang paru-paru dan menimbulkan bintil-bintil pada dinding alveolus, yap! Alveolus yang merupakan saluran pernapasan difusi oksigen, baru aja kita bahas … eh muncul lagi kan!
Itu dia kira-kira pembahasan kita mengenai difusi, kalau elo masih kepo tentang difusi dan mau belajar lebih banyak lagi soal pernapasan, langsung aja klik banner di bawah ini!
Kalau udah paham, kita move on ke kandidat selanjutnya, Bohr!
Efek Bohr
Nah, kalau kandidat materi selanjutnya tentang Christian Bohr. Kita coba pendekatan dulu ke si ilmuwan asal Denmark ini ya!
Sosok Christian Bohr inilah yang merupakan sosok pencetus dari efek bohr. Isinya bukan tentang bor yang buat yang motong kayu gitu-gitu, ya!
Jadi, efek bohr itu merupakan pengaruh karbondioksida terhadap kurva oksigen yang terlarut dari darah, gak cuma itu guys, Christian Bohr juga menyatakan bahwa peningkatan konsentrasi proton atau CO2 dapat menyebabkan menurunnya daya serap hemoglobin terhadap oksigen. Coba kita lanjut bedah materi Bohr ini, yuk! Yuk, yuk, yuk!
Baca Juga: Proses Pembentukkan Urine pada Ginjal – Materi Biologi Kelas 12
Bohr Shift
Bohr Shift atau pergeseran bohr menjelaskan peningkatan pelepasan oksigen oleh hemoglobin dalam jaringan pernapasan.
Kurva disosiasi oksihemoglobin menunjukkan saturasi hemoglobin oleh oksigen dalam kondisi normal.
- Perubahan pH mengubah afinitas hemoglobin terhadap oksigen dan karenanya mengubah pengambilan dan pelepasan O2 oleh hemoglobin.
Karbon dioksida menurunkan pH darah [dengan membentuk asam karbonat], yang menyebabkan hemoglobin melepaskan oksigennya.
- Ini dikenal sebagai efek Bohr – penurunan pH menggeser kurva disosiasi oksigen ke kanan.
Sel dengan metabolisme yang meningkat [yaitu jaringan yang bernafas] melepaskan karbondioksida dalam jumlah yang lebih besar [produk dari respirasi sel].
- Oleh karena itu hemoglobin digunakan untuk melepaskan oksigennya di daerah yang paling membutuhkan [oksigen adalah input respirasi sel]
Sekarang, waktunya gue mau uji pemahaman kalian lewat contoh soal di bawah ini!
Contoh Soal
- Cuaca dingin membuat tubuh lebih rentan terhadap penyakit, seperti flu. Mekanisme yang dilakukan oleh sistem pernapasan untuk mencegah udara dingin memasuki alveolus adalah ….a. Menggunakan syal atau masker saat cuaca dinginb. Terjadi peningkatan aliran darah di dalam rongga hidung dan menghangatkan udara yang masukc. Pelebaran pada arteri pulmonalis sebagai respon udara dingind. Udara dingin akan dihangatkan oleh rambut hidup sebelum memasuki alveoluse. Alveolus tidak akan menyeleksi udara dingin ketika masuk ke dalam tubuh
Jawaban: B
Pembahasan:a. Memang membuat hangat, tapi tidak dilakukan oleh sistem pernapasan [dilakukan oleh orangnya].c. Arteri pulmonalis merupakan arteri yang sudah ada di paru-paru.d. Rambut hidung untuk menyaring udara masuke. Salah. Karena kalau udara tidak diseleksi, alveolus bisa rusak. - Dalam rangka menjaga kesehatan selama pandemi Covid-19, sebagian masyarakat tetap menggunakan masker saat berjogging di sekitar rumahnya agar terhindar dari penularan virus. Namun, penggunaan masker saat olahraga dapat berbahaya salah satunya adalah seseorang dapat keracunan karbondioksida. Berikut ini adalah pernyataan yang tepat mengenai hubungan tingginya kadar karbondioksida dengan homeostasis tubuh adalah ….a. tingginya kadar CO2 di dalam darah menyebabkan pH darah naik dan terjadi asidosis respiratorikb. tingginya kadar CO2 menyebabkan afinitas hemoglobin terhadap O2 meningkatc. tingginya kadar CO2 dalam darah memicu terbentuknya asam karbonat dan pH darah turund. tingginya kadar CO2 meningkatkan pH dan memicu jantung berdetak lebih cepate. tingginya kadar CO2 di darah menyebabkan pusat kontrol pernapasan di otak menurunkan laju pernapasan
Jawaban: C
a. Jawaban yang tepat adalah pH darah turun, bukan naik.b. Jawaban yang tepat adalah kadar CO2 menyebabkan afinitas hemoglobin terhadap O2 meningkat.d. Jawaban yang tepat adalah menurunkan pH, bukan meningkatkan.
Pembahasan:e. Jawaban yang tepat adalah menaikkan laju pernapasan agar karbondioksida bisa keluar dan oksigen bisa masuk.
Wah, wah, ternyata sudah selesai pembahasan kita, gimana Sobat Zenius? Elo udah paham dong tentang difusi gas pada proses pernapasan. Apa? Belum puas? Masih banyak yang mau kalian cari tahu tentang pembelajaran Biologi? Langsung aja cek materi lainnya hanya di Zenius, sayonara!
Baca Juga: Apa Itu Sistem Endokrin dan Gangguannya – Materi Biologi Kelas 11