Pernafasan

Sistem pernapasan atau sistem respirasi adalah sistem organ yang digunakan untuk pertukaran gas. Pada hewan berkaki empat, sistem pernapasan umumnya termasuk saluran yang digunakan untuk membawa udara ke dalam paru-paru di mana terjadi pertukaran gas. Diafragma menarik udara masuk dan juga mengeluarkannya. Berbagai variasi sistem pernapasan ditemukan pada berbagai jenis makhluk hidup. Bahkan pohon pun memiliki sistem pernapasan.
[sunting] Pernapasan dada

Pernapasan dada adalah pernapasan yang melibatkan otot antartulang rusuk. Mekanismenya dapat dibedakan sebagai berikut.
Fase inspirasi. Fase ini berupa berkontraksinya otot antartulang rusuk sehingga rongga dada membesar, akibatnya tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya oksigen masuk.
Fase ekspirasi. Fase ini merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot antara tulang rusuk ke posisi semula yang dikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan luar, sehingga udara dalam rongga dada yang kaya karbon dioksida keluar.
[sunting] Pernapasan perut

Pernapasan perut adalah pernapasan yang melibatkan otot diafragma. Mekanismenya dapat dibedakan sebagai berikut.
Fase inspirasi. Fase ini berupa berkontraksinya otot diafragma sehingga rongga dada membesar, akibatnya tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya oksigen masuk.
Fase ekspirasi. Fase ini merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot diaframa ke posisi semula yang dikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan luar, sehingga udara dalam rongga dada yang kaya karbon dioksida keluar.

Sistem Pernafasan Pada hewan

Burung

Burung mempunyai saluran pernapasan yang terdir atas lubang hidung, trakea, bronkus dan paru-apru. Pada bagian bawah trakea terdapat alat suara disebut siring. Burung mempunyai alat bantu pernapasan yang disebut pundi-pundi udara yang berhubungan dengan paru-paru. Fungsi pundi-pundi udara antara lain untuk membantu pernapasan dan membantu membesarkan rongga siring sehingga dapat memperkeras suara. Proses pernapasan pada burung terjadi sebagai berikut. Jika otot tulang rusuk berkontaksi, tulang rusuk bergerak ke arah depan dan tulang dada bergerak ke bawah. Rongga dada menjadi besar dan tekanannya menurun. Hal ini menyebabkan udara masuk ke dalam paru-paru dan selanjutnya masuk ke dalam pundi-pundi udara. Pada waktu otot tulang rusuk mengendur, tulang rusak bergerak ke arah belakang dan tulang dada bergerak ke arah atas. Rongga dada mengecil dan tekanannya menjadi besar, mengakibatkan udara keluar dari paru-paru. Demikian juga udara dari pundi-pundi udara keluar melalui paru-apru. Pengambilan oksigen oleh paru-paru terjadi pada waktu inspirasi dan ekspirasi. Pertukaran gas hanya terjadi di dalam paru-paru.

Reptil

Reptil bernapas dengan paru-paru. Pengambilan oksigen dan pengeluaran karbondioksida terjadi di dalam paru-paru. Keluar masuknya udara dari dan keluar paru-paru karena adanya gerakan-gerakan dari tulang rusuk. Saluran pernapasan terdiri dari lubang hidung, trakea, bronkus dan paru-paru.

Katak

Katak dalam daur hidupnya mengalami metamorfosis atau perubahan bentuk. Pada waktu muda berupa berudu dan setelah dewasa hidup di darat. Mula-nula berudu bernapas dengan insang luar yang terdapat di bagian belakang kepala. Insang tersebut selalu bergetar yang mengakibatkan air di sekitar insang selalu berganti. Oksigen yang terlarut dalam air berdifusi di dalam pembuluh kapiler darah yang terdapat dalam insang.

Setelah beberapa waktu insang luar ini akan berubah menjadi insang dalam dengan cara terbentuknya lipatan kulit dari arah depan ke belakang sehingga menutupi insang luar. Katak dewasa hidup di darat, pernapasannya dengan paru-paru. Selain dengan paru-paru, oksigen dapat berdifusi dalam rongga mulut yaitu melalui selaput rongga mulut dan juga melalui kulit.

Ikan

Ikan mas bernapas dengan insang yang terdapat pada sisi kiri dan kanan kepala. Masing-masing mempunyai empat buah insang yang ditutup oleh tutup insang (operkulum). Proses pernapasan pada ikan adalah dengan cara membuka dan menutup mulut secara bergantian dengan membuka dan menutup tutup insang. Pada waktu mulut membuka, air masuk ke dalam rongga mulut sedangkan tutup insang menutup. Oksigen yang terlarut dalam air masuk berdifusi ke dalam pembuluh kapiler darah yang terdapat dalam insang. Dan pada waktu menutup, tutup insang membuka dan air dari rongga mulut keluar melalui insang. Bersamaan dengan keluarnya air melalui insang, karbondioksida dikeluarkan. Pertukaran oksigen dan karbondioksida terjadi pada lembaran insang.

Serangga mempunyai sitem pernapasan yang disebut sistem trakea. Oksigen yang dibutuhkan oleh sel-sel tubuh untuk oksidasi tidak diedarkan oleh darah tetapi diedarkan oleh trakea yang bercabang-cabang ke seluruh tubuh. Cabang kecil trakea yang menembus jaringan tubuh disebut trakeolus. Masuknya udara untuk pernapasan tidak melalui mulut melainkan melalui stigma (spirakel).

Proses pernapasan pada serangga terjadi sebagai berikut. Dengan adanya kontraksi otot-otot tubuh, maka tubuh serangga menjadi mengembang dan mengempis secara teratur. Pada waktu tubuh serangga mengembang, udara masuk melalui stigma, selanjutnya masuk ke dalam trakea, kemudian ke dalam trakeolus dan akhirnya masuk ke dalam sel-sel tubuh. Oksigen berdifusi ke dalam sel-sel tubuh. Karbondioksida hasil pernapasan dikeluarkan melalui sistem trakea juga yang akhirnya dikeluarkan melalui stigma pada waktu tubuh serangga mengempis.

Cacing tanah

Cacing tanah tidak mempunyai alat pernapasan khusus. Kulitnya banyak mengandung kelenjar lendir, sehingga kulit tubuhnya menjadi basah dan lembab. Oksigen yang diperlukan oleh tubuhnya masuk melalui seluruh permukaan tubuh secara difusi. Pengeluaran karbon dioksida juga melalu permukaan tubuh.

Protozoa

Protozoa tidak mempunyai alat pernapasan khusus untuk memperoleh oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida. Oksigen masuk ke dalam sel malalui selaput plasma secara difusi. Demikian juga karbon dioksida dari dalam sel deikeluarkan melalui selaput plasma.

Alat Pernapasan Hewan

Seperti halnya manusia, hewan juga bernapas. Cara bernapas hewan yang hidup di darat berbeda dengan hewan yang hidup di air. Oleh karena itu, alat pernapasan pada hewan sesuai dengan tempat hidupnya. Ikan bernapas menggunakan insang, sedangkan katak bernapas menggunakan paru-paru dan kulitnya. Adapun burung bernapas dengan paru-paru. Berikut ini akan dipelajari sistem pernapasan pada ikan, cacing tanah, dan katak.

Alat Pernapasan Ikan

  

Pernahkah kamu melihat ikan di dalam kolam? Bagaimana cara ikan bernapas di dalam air? Ikan bernapas dengan insang. Perhatikan Gambar 1.4. Ikan yang hidup di air tawar, air laut, maupun yang hidup di payau, semuanya bernapas dengan insang. Insang terletak pada bagian belakang kepala ikan. Insang terdiri atas lembar-lembar insang dan lengkung. Lembaran insang berwarna merah karena mengandung pembuluh darah. Pada lembaran insang terjadi pertukaran udara. Lengkung insang berwarna putih dan berfungsi sebagai tempat melekatnya lembaran insang. Bagaimanakah proses pernapasan pada ikan? Ikan bernapas dengan cara membuka dan menutup insang. Air yang masuk melalui mulut akan dikeluarkan melalui insang. Pada saat air melewati lembaran insang, terjadi pertukaran gas. Air, yang banyak mengandung oksigen, akan masuk melewati insang. Pada saat yang sama, karbon dioksida akan keluar melalui pembuluh darah lembaran insang. Pembuluh darah pun akan mengikat oksigen yang berasal dari air.

 Alat Pernapasan Cacing Tanah

Pernahkah kamu melihat cacing tanah? Perhatikan Gambar 1.5. Tubuh cacing tanah tertutup oleh selaput bening dan tipis yang disebut kutikula. Kutikula ini selalu lembap dan basah. Melalui selaput inilah cacing bernapas. Kutikula menyebabkan udara di dalam tanah dapat masuk ke pembuluh darah cacing. Setelah masuk ke pembuluh darah, udara tersebut diedarkan ke seluruh tubuh.

 Alat Pernapasan Katak

Alat pernapasan katak adalah paru-paru dan kulit. Namun, ketika masih berbentuk kecebong, katak hidup di dalam air dan bernapas menggunakan insang. Insang tersebut terletak di luar tubuhnya seperti Gambar 1.6. Setelah menjadi katak dewasa, alat pernapasannya menggunakan paru-paru dan permukaan kulit.

 Alat Pernapasan Burung

Bagaimana burung bernapas? Burung memiliki alat pernapasan berupa paru-paru. Perhatikan Gambar 1.7. Selain itu, burung memiliki kantong-kantong udara berdinding tipis. Kantong-kantong udara tersebut terhubung dengan paru-parunya. Ketika kantong-kantong udara digembungkan, tubuh burung sangat ringan. Kantong udara itu juga digunakan oleh burung untuk mengambil oksigen sebanyak mungkin.

Sistem pernafasan pada tumbuhan

Pernafasan tumbuhan dapat dibedakan menjadi dua yaitu aerob dan anaerob, pernafasan aerob memerlukan oksigen O2, sedangkan pernafasan anaerob tiidak memerlukan oksigen, untuk pernafasan anaerob dibedakan menjadi obligatif dan fakultatif, pernafasan anaerob obligatif mutlak memerlukan oksigen sedangkan anaerob fakultatif dapat berlangsung tanpa atau dengan oksigen.

1. Pernafasan tumbuhan tingkat tinggi

Pernafasan pada tumbuhan tingkat tinggi berlangsung secara aerob, pada pernafasan ini terjadi proses pembebasan energi dari sari makanan di dalam sel tubuh melalui proses oksidasi biologis, Oksidasi biologis ada;ah suatu reaksi antara sari makanan dengan oksigen yang menghasilkan karbon dioksida ( CO2 ), air ( H2O) dan energi.Reaksikiia ini merupakan reaksi enzimatis, enzim berperan sebagai katalisator ( pemercepat proses reaksi )

Energi yang dihasilkan dari pernafasan digunakan oleh tumbuhan untuk mewlakukan berbagai kegiatan hidupnya, misalnya untuk pertumbuhan dan melakukan kegiatan di dalam hidupnya, misalnya untuk pertumbuhan,, pembentukan protein mengangkut mineral dari dalam tanah, berkembang biak,serta melakukan proses fotosintesis

2. Pernafasan pada tumbuhan tingkat rendah

Pernafasan pada tumbuhan tingkat rendah ada yang aaerob dan ada yang anaerob.Pernafasan anaerob disebut juga dengan fermentasi ( proses pengubahan senyawa utama menjadi senyawa bentuk lain dengan bantuan enzim ) , misalnya proses pembentukan alkohol dari glukosa denganbantuan jamur ragi ( Saccharomyces ) seperti pembuatan tempe.

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.

    

Sistem pernafasan pada manusia


Sistem Pernapasan pada Manusia Manusia dalam bernapas menghirup oksigen dalam udara bebas dan membuang karbondioksida ke lingkungan. Pernapasan adalah proses ganda yaitu terjadinya pertukaran gas di dalam jaringan atau “pernapasan dalam” dan yang terjadi didalam paru-paru “pernapasan luar”. Pernapasan Luar yang merupakan pertukaran antara O2 dan CO2 antara darah dan udara. Pernapasan Dalam yang merupakan pertukaran O2 dan CO2 dari aliran darah ke sel-sel tubuh. PENGAMBILAN NAFAS Dalam mengambil nafas ke dalam tubuh dan membuang napas ke udara dilakukan dengan dua cara pernapasan, yaitu : a. Respirasi / Pernapasan Dada Otot antar tulang rusuk luar berkontraksi atau mengerut Tulang rusuk terangkat ke atasRongga dada membesar yang mengakibatkan tekanan udara dalam dada kecil sehingga udara masuk ke dalam badan b. Respirasi/Pernapasan Perut Ototdifragma pada perut mengalami kontraksi Diafragma datar Volume rongga dada menjadi besar yang mengakibatkan tekanan udara pada dada mengecil sehingga udara pasuk ke paru-paru. Proses Kimiawi Respirasi Pada Tubuh Manusia : 1. Pembuangan CO2 dari paru-paru : H + HCO3 ---> H2CO3 ---> H2 + CO2 2. Pengikatan oksigen oleh hemoglobin : Hb + O2 ---> HbO2 3. Pemisahan oksigen dari hemoglobin ke cairan sel : HbO2 ---> Hb + O2 4. Pengangkutan karbondioksida di dalam tubuh : CO2 + H2O ---> H2 + CO2

Saluran Pernapasan pada Manusia * Nares anterior * Rongga hidung * Farinx * Larinx * Trakhea * Bronkhus 1. Nares anterior * Adalah saluran-saluran di dalam lubang hidung, dimana saluran itu bermuara ke vestibulum (rongga) hidung. * Vestibulum ini dilapisi dengan epitelium bergaris yang bersambung dengan kulit. * Lapisan nares anterior memuat sejumlah kelenjar sebaseus yang ditutupi oleh bulu kasar. * Kelenjar-kelenjar ini bermuara ke dalam rongga hidung. 2. Rongga Hidung * Dilapisi dengan epitelium silinder dan sel spitel berambut yang mengandung sel cangkir atau sel lendir sehingga permukaan nares basah dan berlendir. * Selaput lendir ini kaya akan pembuluh darah, yang bersambung dengan lapisan farinx dan dengan semua sinus yang mempunyai lubang masuk dalam rongga hidung.

Sewaktu udara melalui hidung, udara di saring oleh bulu-bulu (vestibulum) dan karena kontak dengan permukaan lendir yang dilaluinya membuat udara menjadi hangat. Penguapan air dari permukaan selaput lendir menyebabkan kondisi rongga hidung lembab. Hidung menghubungkan lubang-lubang sinus udara para nasalis yang masuk kedalam rongga hidung dan lubang naso-lakrimal yang menyalurkan air mata (bawah rongga nasalis) 3. Farinx (tekak) adalah pipa berotot yang berjalan dari dasar tengkorak sampai persambungannya dengan usofagus. Terletak dibelakang hidung (naso-farinx), dibelakang mulut (oro-farinx) dan di belakang larinx (farinx-laringeal) 4. Larinx (tenggorokan) Terletak didepan bagian terendah farinx, memisahkannya dari kolumna vertbra servikalis dan masuk ke dalam trakhea di bawahnya. 5. Terdiri atas kepingan tulang rawan yang diikat bersamaan oleh ligamen dan membran. 6. Yang terbesar diantaranya tulang rawan tiroid depannya terdapat benjolan subkutaneus (jakun). 7. Tulang rawan krikoid terletak dibawah tiroid berbentuk lingkaran lengkap 8. Tulang rawan lainnya ialah kedua tulang krawan aritenoid (belakang krikoid), tulang rawan kuneiform dan kornikulata.

Epiglottis berupa katup tulang rawan, membantu menutup larinx sewaktu menelan. Larinx dilapisi selaput lendir yang sama seperti yang terdapat didalam trakea, kecuali pita suara dan bagian epiglottis. Pita suara terletak di dalam larinx (T.R. tiroid sampai T.R. aritenoid). Gerakan pada T.R. aritenoid otot laringeal pita suara ditegangkan atau dikendorkan udara melalui glottis suara dihasilkan. Tulang rawan pada larinx mengatur suara dan menutup lubang atas sewaktu menelan. Trakhea (Batang tenggorok). Trakea adalah tuba yang memiliki diameter sekitar 20-25 mm dan panjang sekitar 9 cm. Trakea terletak dari laring ke bronkus utama yang merupakan jalan masuk udara menuju paru-paru. Tersusun oleh jaringan otot, tulang rawan (agar trakea tetap terbuka), serta selaput lendir (epitelium bersilia). Silia bergerak atas kearah larinx menyebabkan debu dan butiran halus lainnya yang masuk dalam pernapasan dapat dikeluarkan. Di dalam rongga dada, trakea bercabang menjadi dua cabang tenggorok (bronkus). Di dalam paru-paru, cabang tenggorok bercabang-cabang lagi menjadi saluran yang sangat kecil disebut bronkiolus. Ujung bronkiolus berupa gelembung kecil yang disebut gelembung paru-paru (alveolus). Paru-paru Jaringan paru elastik, berpori dan seperti spons. Paru-paru terletak di dalam rongga dada. Berbentuk kerucut dan terdiri ada dua buah yaitu paru-paru kanan dan paru-paru kiri. Paru-paru kanan terdiri atas tiga lobus (belahan) yang disebabkan oleh fisura yaitu lobus atas, tengah dan bawah. Sedangkan paru-paru kiri terdiri atas dua lobus yaitu lobus atas dan bawah. Setiap lobus tersusun atas lobula. Pipa kecil bronkhial masuk kedalam setiap lobula yang berakhir menjadi kantong udara paru-paru (alveolus). Alveolus dalam paru-paru jumlahnya sangat banyak, lebih kurang 300 juta alveolus. Luas permukaan seluruh alveolus diperkirakan 100 kali lebih besar daripada permukaan tubuh. Alveolus dikekelingi pembuluh-pembuluh kapiler darah dan pertukaran gas terjadi. Pembuluh darah dalam paru-paru. Arteri pulmonalis membawa darah yang sudah tidak mengandung oksigen dari ventrikel kanan jantung ke paru-paru saluran bronkhial arteriola kapiler dinding alveoli difusi pertukaran gas kapiler paru-paru bersatu pembuluh darah lebih besar vena pulmonaris meninggalkan paru-paru membawa darah berisi oksigen ke atrium jantung kiri aorta seluruh tubuh.arteri bronkhialis membawa darah yang kaya oksigen dari aorta torasika ke paru-paru guna memberi makanan dan mengantarkan oksigen kedalam jaringan paru-paru. Arteri pulmonalis membawa darah yang sudah tidak mengandung oksigen dari ventrikel kanan jantung ke paru-paru saluran bronkhial arteriola kapiler dinding alveoli difusi pertukaran gas kapiler paru-paru bersatu pembuluh darah lebih besar vena pulmonaris meninggalkan paru-paru membawa darah berisi oksigen ke atrium jantung kiri aorta seluruh tubuh.Arteri bronkhialis membawa darah yang kaya oksigen dari aorta torasika ke paru-paru guna memberi makanan dan mengantarkan oksigen kedalam jaringan paru-paru. Karbondioksida hasil buang metabolisme menembus membran alveoler-kapiler dari kapiler darah ke alveoli pipa bronkhial dan trakea keluar melalui mulut dan hidung. * Empat proses yang berhubungan dengan pernapasan pulmoner (pernapasan externa) : 1. Ventilasi pulmorter atau gerak pernapsan yang menukar udara dalam alveoli dengan udara luar 2. Arus darah melalui paru-paru 3. Distribusi arus udara dan arus darah sedemikian sehingga jumlah tepat dari setiapnya dapat mencapai semua bagian tubuh. 4. Difusi gas yang menembus membran pemisah alveoli dan kapiler. CO2 lebih mudah berdifusi daripada O2. * Pernapasan jaringan atau pernapasan internal. Darah yang telah menjenuhkan hemoglobin dengan oksigen (oksihemoglobin) mengintari tubuh kapiler oksigen dilepaskan kedalam jaringan dan sebgai gantinya darah akan berikatan dengan karbondioksida sebagai hasil buangan oksigen. * Kapasitas Paru-paru Udara yang keluar masuk paru-paru pada waktu melakukan pernapasan biasa disebut udara pernapasan (udara tidal). Volume udara pernapasan pada orang dewasa lebih kurang 500 ml Udara yang dapat masuk setelah mengadakan inspirasi biasa disebut udara komplementer, volumenya lebih kurang 1500 ml.Udara yang dapat dikeluarkan setelah ekspirasi biasa disebut udara suplementer, volumenya lebih kurang 1500 ml. Kecepatan dan pengendalian pernapasan * Mekanisme pernapasan diatur dan dikendalikan oleh dua faktor utama : 1. Pengendalian oleh saraf Pusat pernapasan ialah pusat otomatik dalam medula oblongata yang mengeluarkan impuls eferen ke otot pernafasan. impuls → radix saraf servikalis impuls saraf frenikus diafragma bagian yang lebih rendah pada sumsum belakang saraf interkostalis otot interkostalis → kontraksi ritmik otot diafragma (kira-kira lima belas kali setiap hari). 2. Pengendalian saraf kimiawi faktor utama dalam pengendalian dan pengaturan frekwensi, kecepatan dan dalamnya gerakan pernafasan. Pusat pernapasan didalam sumsum sangat peka pada reaksi kadar alkali darah. Karbondioksida adalah produk asam dari metabolisme, dan bahan kimia yang asam ini merangsang pusat pernapasan untuk mengirim keluar impuls saraf yang bekerja atas otot pernafasan. 3. Emosi, rasa sakit dan takut. 4. Impuls aferen. 5. Pengendalian secara sadar.