Reaksi yang terjadi pada saat pernapasan dalam yaitu

Pernapasan merupakan salah satu tanda vital yang paling utama di tubuh. Seseorang bisa bernapas berkat kerja sistem pernapasan yang baik. Untuk mengetahui cara kerja sistem pernapasan pada manusia, simak penjelasan di bawah ini.

Sistem pernapasan pada manusia adalah sekumpulan organ yang terlibat dalam proses pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida dalam darah. Seseorang dapat dikatakan memiliki laju pernapasan normal apabila ia bisa bernapas sebanyak 12–20 kali per menit dan berlangsung secara berkesinambungan.

Organ-Organ Sistem Pernapasan pada Manusia

Sebelum mengetahui cara kerja sistem pernapasan pada manusia, kita harus terlebih dahulu mengenali organ yang berperan pada sistem ini. Sistem pernapasan pada manusia terbagi 2, yaitu sistem pernapasan bagian atas dan bagian bawah. Untuk lebih jelasnya Anda bisa membaca penjelasan di bawah ini:

Sistem pernapasan bagian atas

Beberapa organ dalam sistem pernapasan bagian atas antara lain adalah:

• Ronga hidung. Organ ini memiliki selaput lendir dan rambut-rambut halus yang berfungsi untuk menjebak partikel debu atau kotoran pada udara yang masuk ke hidung.
• Sinus adalah rongga berisi udara di dalam tulang kepala. Organ ini membantu mengatur suhu dan kelembapan udara yang Anda hirup.
• Organ ini memiliki peran dalam mengumpulkan udara yang masuk dari hidung atau mulut untuk diteruskan ke trakea
• Laring adalah ruangan kecil sebelum trakea yang berisi pita suara.

Sistem pernapasan bagian bawah

Beberapa organ dalam sistem pernapasan bagian bawah antara lain adalah:

• Organ ini merupakan jalan napas utama menuju paru-paru yang terletak di tenggorokan, tepatnya di bawah laring.
• Bronkus kiri dan kanan adalah cabang dari trakea yang berfungsi untuk meneruskan udara ke paru-paru. Bronkus memiliki banyak cabang kecil di bawahnya. Cabang terkecil bernama bronkiolus.
• Paru-paru. Paru-paru terdiri dari jutaan alveolus yang menerima udara dari bronkiolus dan bertugas sebagai tempat pertukaran oksigen dan karbon dioksida.
• Diafragma adalah otot pernapasan utama. Organ ini dapat berkontraksi dan rileks secara bergantian, sehingga membuat udara dapat masuk dan keluar dari paru-paru.

Cara Kerja Sistem Pernapasan

Kerja sistem pernapasan pada manusia melibatkan semua organ pernapasan. Organ-organ ini bekerja sama untuk membantu tubuh dalam pertukaran gas antara paru-paru (alveolus) 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 Anda menarik napas atau disebut dengan inspirasi atau inhalasi, diafragma dan otot-otot di antara tulang rusuk Anda akan berkontraksi dan meluaskan rongga dada, sehingga paru-paru bisa mengembang dan terisi udara.
• Udara masuk lewat hidung dan mulut dan melewati proses penyaringan partikel-partikel kecil oleh rambut-rambut hidung, lalu menuju ke trakea atau batang tenggorokan.
• Udara dari trakea masuk ke paru-paru melewati serangkaian cabang di paru-paru 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 berperan dalam memelihara dan menyeimbangkan kondisi di dalam tubuh agar tetap stabil. Dalam istilah medis kemampuan menyeimbangkan kondisi ini disebut homeostasis.

Sistem pernapasan pada manusia memang tampak seperti hal yang sederhana. Namun di balik masing-masing satu helaan dan hembusan napas, terdapat kerja sama antar organ yang cukup rumit guna mendapatkan oksigen demi kelangsungan seluruh sistem dalam tubuh.

Bila satu hal tidak bekerja dengan baik, fungsi sistem pernapasan secara keseluruhan juga bisa terganggu. salah satu gangguan pernapasan yang berbahaya adalah asfiksia. Oleh sebab itu, kesehatan sistem pernapasan harus dijaga dengan baik, misalnya dengan berhenti merokok atau menghindari asap rokok dan rajin berolahraha.

Jika Anda mengalami gejala adanya gangguan pada sistem pernapasan, seperti sesak napas atau batuk, apalagi yang sudah berlangsung lama, konsultasikan kondisi Anda ke dokter untuk mendapatkan pemeriksaan dan pengobatan yang aman.

Terakhir diperbarui: 3 Mei 2020

Dulu kita sudah bahas mengenai proses respirasi pada hewan tingkat rendah dan respirasi pada vertebrata. Sekarang kita akan bahas proses respirasi pada manusia.

Pernapasan atau respirasi merupakan serangkaian langkah proses pengambilan oksigen dan pengeluaran sisa berupa karbondioksida dan uap air. Oksigen diperlukan oleh seluruh sel-sel tubuh dalam reaksi biokimia (oksidasi biologi) untuk menghasilkan energi berupa ATP (adenosin tri phosphat). Reaksi tersebut menghasilkan zat sisa berupa karbondioksida dan uap air yang kemudian dihembuskan keluar. Jadi tujuan respirasi sebenarnya adalah untuk membentuk ATP yang diperlukan untuk seluruh aktivitas kehidupan.

Berdasarkan tempat terjadinya pertukaran gas O2 dan CO2, pernapasan dapat dibedakan menjadi dua, yaitu:

• pernapasan luar/respirasi eksternal, yaitu pertukaran O2 dalam alveolus dengan CO2 dalam darah.
• pernapasan dalam/respirasi internal, yaitu pertukaran gas O2 dengan CO2 dari aliran darah dengan sel-sel tubuh

Alat-alat Respirasi pada Manusia

Organ-organ pernapasan manusia terdiri atas:

1. Hidung, merupakan jalan masuknya udara. Di dalam rongga hidung udara akan mengalami penyaringan dan penghangatan
2. Farink (tekak), merupakan persimpangan tenggorokan dengan kerongkongan
3. Larink (pangkal tenggorokan), di dalamnya terdapat pita suara (syrink)
4. Trakhea (tenggorokan), dindingnya terdiri atas epitel yang bersilia (bagian dalam), cincin tulang rawan yang berotot polos (tengah), dan jaringan ikat (lapisan luar). Trakhea merupakan jalan nafas dari hidung ke paru-paru
5. Bronkhus, adalah percabangan trakhea ke kiri dan ke kanan
6. Bronkhiolus, percabangan bronkus
7. Alveolus (gelembung paru-paru), banyak mempunyai kapiler darah, di sinilah terjadi pertukaran O2 dan CO2. Kumpulan alveolus inilah yang membentuk paru-paru (pulmo). Paru-paru dibungkus oleh selaput pleura rangkap dua, dan di antara keduanya terisi oleh cairan limfe.

Mekanisme Pernafasan

Gerakan pernapasan diatur oleh pusat pernapasan (medulla oblongata) yang terdapat di otak. Sedangkan keinginan bernafas adalah karena adanya rangsangan dari konsentrasi CO2 dalam darah. Bila kita menahan napas dalam waktu tertentu, maka dorongan untuk bernapas semakin besar. Ini terjadi karena kadar CO2 dalam darah semakin meningkat dan akan memacu pusat pernapasan agar organ pernapasan melakukan gerakan bernapas.

Baca juga yang ini :  Teori-teori Tentang Sel

Ada dua cara pernafasan yang dilakukan manusia, yaitu pernafasan dada dan pernafasan perut. Organ yang terlibat pada pernafasan dada adalah tulang rusuk, otot antar rusuk (intercostae), dan paru-paru. Sedangkan pada pernafasan perut yang terlibat adalah diafragma, otot perut, dan paru-paru.

1. Pernapasan dada

• Inspirasi : Bila otot antar tulang rusuk berkontraksi, maka tulang rusuk terangkat, volume rongga dada akan membesar sehingga tekanan udara di dalamnya menjadi lebih kecil daripada tekanan udara luar, sehingga udara masuk ke paru-paru.
• Ekspirasi : Bila otot antar tulang rusuk relaksasi, maka posisi tulang rusuk akan menurun, akibatnya volume rongga dada akan mengecil sehingga tekanan udara membesar, akibatnya udara terdorong ke luar dari paru-paru.

2. Pernapasan perut

• Inspirasi : Bila otot diafragma berkontraksi, maka posisi diafragma akan mendatar, akibatnya volume rongga dada bertambah besar, tekanan mengecil, sehingga udara masuk ke paru-paru
• Ekspirasi : Bila otot diafragma relaksasi, maka posisi diafragma naik/melengkung, sehingga rongga dada mengecil, tekanan membesar, akibatnya udara terdorong keluar.

Ekspirasi bukan saja akibat otot-otot antar tulang rusuk dan diafragma yang berelaksasi, tetapi juga karena kontraksi otot dinding perut.

Volume Udara Pernafasan

Volume udara yang dipernafaskan sangat bervariasi, sebab dipengaruhi oleh cara dan kekuatan seseorang melakukan respirasi. Udara yang dipernafaskan oleh tubuh dapat digolongkan menjadi:

1. Volume Tidal (VT) : Volume udara yang keluar masuk paru-paru sebagai akibat aktivitas pernapasan biasa (500 cc).
2. Volume Komplemen (VK) : Volume udara yang masih dapat dimasukkan secara maksimal ke dalam paru-paru setelah inspirasi biasa (1500 cc)
3. Volume Suplemen (VS) : Volume udara yang masih dapat dihembuskan secara maksimal dari dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi biasa (1500 cc)
4. Volume Residu (VR) : Volume udara yang selalu tersisa di dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi sekuat-kuatnya (1000 cc)
5. Kapasitas Vital (KV) : Volume udara yang dapat dihembuskan sekuat-kuatnya setelah melakukan inspirasi sekuat-kuatnya (KV = VT + VK + VS)
6. Kapasitasi Total (KT) : Volume total udara yang dapat tertampung di dalam paru-paru (KT = KV + VR)

Baca juga yang ini :  Sistem Kekebalan Tubuh

Frekuensi Pernafasan

Pada umumnya setiap menit manusia mampu bernapas antara 15 – 18 kali. Cepat atau lambatnya manusia bernapas dipengaruhi oleh beberapa faktor,  antara lain:

• Umur, umumnya makin bertambah umur seseorang akan makin rendah frekuensi pernapasannya
• Jenis kelamin, umumnya laki-laki lebih banyak gerak, sehingga lebih banyak memerlukan energi
• Suhu tubuh, makin tinggi suhu tubuh semakin cepat frekuensi pernapasannya
• Posisi tubuh, ini berpengaruh terhadap mekanisme inspirasi dan ekspirasi
• Kegiatan, karena orang yang giat melakukan kegiatan memerlukan lebih banyak energi dari pada orang yang sedang santai

Bagaimana pertukaran O2 dan CO2 bisa berlangsung?

Saat kita menghirup udara, O2 akan bergerak menembus alveolus paru-paru, lalu diikat dan diangkut oleh darah menuju ke seluruh jaringan tubuh. Sekitar 97% oksigen yang masuk ke dalam darah akan diangkut oleh hemoglobin/eritrosit, sedangkan yang 2-3 % lagi akan larut dan diangkut oleh plasma darah. Oksigen yang terikat dalam Hb dikenal dengan oksihemoglobin (HbO2). Persamaan reaksi oksigen dengan hemoglobin adalah sebagai berikut:

Hb + O2 —-> HbO2 (pengikatan oksigen oleh darah di alveolus paru-paru)

HbO2 —–> Hb + O2 (pelepasan oksigen oleh darah, selanjutnya oksigen diambil oleh sel-sel tubuh)

Perpindahan oksigen dari atmosfer ke alveolus paru-paru, lalu ke darah, dan selanjutnya ke dalam jaringan tubuh dapat terjadi karena adanya perbedaan tekanan parsial oksigen. Tekanan udara adalah satu atmosfer atau 760 mmHg, sedangkan tekanan parsial oksigennya adalah 150 mmHg. Tekanan parsial oksigen pada kapiler darah adalah 100 mmHg, sedangkan tekanan parsial oksigen dalam jaringan tubuh antara 0 sampai 40 mmHg. Keadaan inilah yang memungkinkan oksigen berdifusi dari luar ke darah lalu ke jaringan.

Hal yang berkebalikan terjadi pada perpindahan CO2. Tekanan parsial CO2 yang tertinggi adalah jaringan tubuh. Berturut-turut semakin rendah pada  darah dan di luar tubuh. Dengan cara yang sama CO2 dapat berpindah secara difusi dari jaringan hingga keluar tubuh.

Baca juga yang ini :  Sistem Pencernaan (2) : Jenis dan Fungsi Mineral

Proses pengangkutan CO2

Proses oksidasi biologi di dalam sel dan jaringan akan menghasilkan zat-zat sisa seperti CO2 dan H2O. Zat-zat ini harus segera dikeluarkan dari dalam tubuh. CO2 yang dihasilkan oleh jaringan akan keluar dari sel dan masuk ke dalam darah untuk beredar bersama darah. Di dalam darah CO2 akan diangkut ke paru-paru dalam tiga bentuk, yaitu:

a. Diangkut dalam bentuk HCO–3 (bikarbonat) oleh plasma darah (60%-70%)

CO2 bereaksi dengan H2O plasma (cairan sel) dari eritrosit dengan bantuan enzim karbonat anhidrase menyebabkan terbentuknya asam karbonat (H2CO3).  H2CO3 lalu terurai menjadi ion H+ dan HCO–3 (bikarbonat). Karena ion H+ dapat menyebabkan perubahan pH (keasaman), oleh sebab itu segera diikat oleh Hb menjadi HHb (asam hemoglobin). Sedangkan ion HCO–3 akan segera meninggalkan eritrosit masuk ke plasma darah. Kedudukan ion HCO–3 di dalam eritrosit diganti oleh ion klor (Cl). Inilah yang disebut dengan pertukaran klorida.

Di dalam paru-paru reaksi yang berkebalikan terjadi. HCO–3 yang telarut dalam plasma darah akan bergabung kembali dengan H+ yang semula diikat Hb membentuk H2CO3 kembali, juga dengan bantuan karbonat anhidrase. H2CO3 lalu terurai kembali menjadi CO2 dan H2O, kemudian akan dikeluarkan dari dalam paru-paru. Sementara itu Hb yang telah melepaskan H+ akan mengikat kembali O2 di alveolus.

b. CO2 akan diikat oleh Hb membentuk karbominohemoglobin (25%)

CO2 + Hb —–> HbCO2

c. CO2 diangkut oleh plasma darah dalam bentuk senyawa asam karbonat / H2CO3 (6% – 10%)