Materi Biologi SMA Sistem Pernapasan Pada Manusia

 

Ket Foto: Organ Pernapasan Pada Manusia

Hai sobat biologi. Materi kali ini kita akan membahas tentang Sistem Pernapasan Pada Manuisa. Materi ini akan diajarkan pada siswa kelas XI semester 2. Materi sistem pernapasan pada manusia akan mengulas tentang sistem pernapasan pada hewan, organ-organ pernapasan pada manusia dan kelainan atau penyakit pada organ-organ pernapasan pada manusia. Semoga artikel ini dapat bermanfaat yaaa....

1. Pernapasan Pada Hewan

a). Pernapasan pada amoeba

Amoeba merupakan organisme bersel tunggal sehingga tidak mempunyai alat pernapasan khusus. Pada pernapasan amoeba, O2 berdifusi secara langsung dari lingkungan kedalam tubuhnya. 

Didalam mitokondria, O2 akan mengoksidasi zat makanan hingga menghasilkan energi untuk kelangsungan hidupnya. Sisa oksidasi berupa air dan CO2. CO2 akan dikeluarkan oleh tubuh amoeba melalui difusi pula yang arahnya berlawanan dengan O2.

b). Pernapasan Pada Serangga 

Sistem pernapasan pada serangga didukung oleh trakea atau corong bawah. Corong bawah ini bermuara pada lubang kecil yang disebut spirakel yang terletak berpasangan pada setiap segmen. Spirakel dapat membuka dan menutup karena kerja otot.

Sistem pernapasan serangga. Udara masuk melalui spirakel menuju trakea karena otot perut serangga relaksasi yang menyebabkan tekanan udara di dalam lebih kecil dari pada tekanan udara di luar.

c). Pernapasan pada ikan 

Ikan merupakan hewan vertebrata yang hidup di air dan menggunakan insang sebagai alat respirasinya. Adapula ikan yang bernapas menggunakan gelembung renang atau pulmonis.

a. Respirasi pada ikan bertulang sejati 

Tiap lembaran insang terdiri atas sepasang filamen. Setiap filamen mengandung banyak lamella. Pada filamen terdapat pembuluh darah yang memungkinkan O2 dapat berdifusi masuk dan melepaskan CO2 keluar. Pada ikan bertulang sejati, mempunyai tutup insang (operculum). 

Bagaimana mekanisme pernapasan pada ikan? Mekanisme pernapasan melalui 2 tahap, yaitu sebagai berikut:

1. Fase inspirasi

a. Pada fase ini, oksigen bersama-sama dengan air masuk kedalam insang. Oksigen diikat oleh darah dan mengikuti sirkulasi darah untuk di bawa ke jaringan yang memerlukan.

b. Mekanisme masuknya air adalah dengan menutup celah mulut menutup, tutup insang begrak kesamping, rongga mulut membesar, tekanan dalam rongga mulut kecil.

2. Fase inspirasi 

a. Setelah air berada dalam rongga mulut, celah mulut menutup, tutup insang bergerak mendekati sumbuh tubuh, selaput insang membuka, air keluar  melalui celah tersebut.

b. Pada saat itu air bersentuhan dengan lembaran insang yang mengandung kapiler darah.

b. Respirasi pada ikan bertulang rawan

Berbeda dengan bertulang belakang sejati, ikan bertulang rawan tidak mempunyai operculum. Perubahan volume ronnga mulut disebabkan oleh gerakan naik turunya otot dasar mulut.

b. Rerspirasi pada ikan bergelembung renang 

Selain insang, ikan juga mempunyai gelembung renang. Gelembung renang ini dikelilingi oleh pembuluh darah sehingga memungkinkan terjadinya difusi gas. Adanya gelembung renang dapat membantu respirasi ikan. 

Selain itu, fungsi gelembung renang makin tampak pada saat linkungan tidak  menguntungkan, misalnya kekurangan air. 

c. Respirasi pada ikan paru-paru 

Selain insang, ikan juga mempunyai gelumbung. Ada pula jenis ikan yang bernapas dengan paru-paru ikan jenis ini digolongkan dalam hewan mamalia, misalnya ikan paus dan lumba-lumba.

d). Pernapsan pada katak

Katak merupakan binatang vertebrata yang mengalami metamorphosis sempurna. Pada fase berudu, katak bernapas dengan insang. Dari insang kekulit, selaput rongga mulut, dan paru-paru. Respirasi dengan menggunakan kulit berlangsung di darat dan di air.

Paru-paru katak berupa kantong tipis yang banyak di kelilingi pembulu darah. 

e). Pernapasan pada burung

Sistem pernapasan pada burung juga memiliki keunikan, pernapasan pada burung didukung oleh lubang hidung. Trakea, paru-paru dan kantung hawa.

2. Sistem Pernapasan Pada Manusia

1. Bagian konduksi

Bagian konduksi berperan menyediakan sarana  menggalinea udara dari paru-paru serta menyiapkan udara yang masuk.

2. Bagian respirasi 

Bagian respirasi berperan dalam pertukaran gas. Organ-organ yang termasuk dalam bagian respirasi meliputi bronkiolus respiratorius, dutus alveularis, alveolus.

1. Alat-alat pernapasan 

Secara ringkas saluran pernapasan meliputi rongga hidung➡️faring➡️trakea➡️bronkus➡️bronkiolus➡️alveolus➡️paru-paru.

a). Rongga hidung (Cavum nasalis)

Rongga hidung merupakan organ pertama yang mendukung bagian konduksi, merupakan tempat masuknya udara. Tersusun atas sel-sel epitel pipih berlapis. Di dalam rongga hidung terdapat rambut-rambut kasar yang berfungsi untuk menyaring kotoran-kotoran yang masuk bersama oksigen. 

Terdapat sel goblet yang merupakan sel penghasil lendir. Yang fungsinya untuk menyaring debu, melekatkan kotoran pada rambut hidung dan mengatur suhu udara pernapasan. Dalam rongga hidung juga udara dihangatkan sebelum masuk ke faring.

b). Faring

Setelah melalui rongga hidung udara akan melewati faring. Faring merupakan percabangan antara esophagus/kerongkongan dan laring serta trakea yaitu percabangan saluran pernapasan dan saluran pencernaan makanan. Pada percabanngan ini terdapat klep epiglottis yang mencegah makanan masuk ke dalam trakea

c). Laring 

Setelah melewati faring, udara akan menuju laring. Pada laring terdapat pita suara, sehingga laring disebut sebagai kotak suara. Laring merupakan suatu saluran yang dikelilingi oleh Sembilan tulang rawan. Salah satu dari Sembilan tulang rawan adalah tulang rawan tiroid yang berbentuk menyerupai perisai. Pada laki-laki dewasa tulang rawan tiroid lebih besar dari pada wanita sehingga membentuk jakun. Laring tersusun atas tulang rawan hialin dan tulang rawan elastin. 

d). Trakea atau batang tenggorokan 

Setelah dari laring udara akan masuk ke dalam trakea. Pada dinding trakea juga terdapat sel goblet yang berfungsi sebagai penghasil lender. Lendiri ini berfungsi menahan benda asing yang masuk, sebelumakhirnya dikeluarkan dengan gerakan silia yang terdapat pada membrane sel epitel. Trakea merupakan tabung berdinding tipis, panjangnya kira-kira 10 cm.

e). Bronkus (cabang-cabang batang tenggorokan)

Bronkus merupakan cabang dari trakea. Trakea bercabang dua yang masing-masing cabang akan menghubungkan ke paru-paru yaitu paru-paru kiri dan paru-paru kanan.

f). Bronkiolus

Bronkiolus merupakan percabangan dari bronkus

g. Alveolus

Alveolus terdapat pada ujung-ujung bronkiolus. Dalam alveolus ini terjadi pertukaran gas oksigen dengan karbondiosida. Strukturnya berbentuk bola-bola kecil yang diliputi oleh pembuluh-pembuluh darah, yaitu kapiler-kapiler darah. 

h). Paru-paru 

Paru-paru dibungkus oleh pleura. Pleura adalah membran serosa yang membungkus paru-paru. Pleura mempunyai dua lapisan, yaitu lapisan parietal visceral. Diantara kedua lapisan tersebut terdapat cairan limfa. Paru-paru merupakan struktur yang terbentuk dari bronkus, bronkiolus dan alveolus.

2. Klasifikasi pernapasan 

Pernapasan dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok besar yaitu berdasarkan tempat terjadinya dan berdasarkan kebutuhan oksigennya.

a. Berdasarkan tempat terjadinya, respirasi dibedakan menjadi dua,yaitu sebagai berikut;

1). Respirasi eksternal 

Respirasi eksternal adalah pertukaran oksigen (O2) dalam alveoli dengan karbond oksida (CO2) dalam darah.

2). Respirasi internal 

Respirasi internal atau sering disebut respirasi seluler adalah pertukaran udara yang terjadi antara udara dalam aliran darah dengan sel-sel tubuh. Respirasi internal ini terjadi pada mitokondria dan sitoplasma. Mekanisme pernapasan seluler melalui tiga tahap,yaitu glikolisis, siklus krebs,dan transfer electron.

b. Berdasarkan kebutuhan oksigen, respirasi dibedakan menjadi dua kelompok sebagai berikut; 

1). Respirasi aerob 

Respirasi aerob adalah proses respirasi yang membutuhkan oksigen. Respirasi ini dapat di katakan sebagai reaksi yang mampu mengubah glukosa menjadi karbondioksida dan air serta energi.

2). Respirasi anaerob 

Respirasi anaerob disebut sebagai fermentasi. Respirasi ini merupakan proses respirasi yang sedikit atau tidak membutuhkan oksigen. Pada manusia, respirasi anaerob terjadi jika kekurangan oksigen sehingga mengubah glukosa tidak berlangsung sempurna menjadi karbon dioksida, air,dan energi melainkan glukosa akan diubah menjadi asam laktat.

2. Mekanisme pernapasan 

Proses pernapasan meliputi pemasukan udara ke dalam tubuh dan mengeluarkan gas sisa-sisa pernapasan. Masuknya udara ke dalam tubuh sering disebut inspirasi dan keluarnya sisa pernapasan lazim disebut ekspirasi.

Aliran udara yang terjadi di dalam proses pernapasan di tentukan oleh adanya perbedaan tekanan udara dalam rongga paru-paru, rongga dada, dan rongga perut. Perubahan tekanan ini di sebabkan oleh perubahan volume pada setiap rongga tersebut.

Mekanisme pernapasan ditentukan oleh peran aktif otot pernapasan yang meliputi otot antar tulang rusuk, otot diafragma, dan otot dinding perut.

Teori vokal tersebut sesuai dengan mekanisme pernapasan pada manusia yang dapatdi bedakan menjadi dua, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut.

a) Pernapasan dada

Pernapasan dada adalah pernapasan yang terjadi karena aktifitas otot antar tulang rusuk.

1. Jika otot antar tulang rusuk bagian luar berkontraksi, maka tulang rusuk akan terangkat. Terangkatnya tulang rusuk mengakibatkan rongga dada membesar sehingga tekanannya menjadi mengecil.

2. Jika otot antar tulang rusuk bagian dalam berkontraksi,maka tulang rusuk akan turun sehingga volume rongga dada mengecil.

b). Pernapasan perut

Pernapasan perut terjadi karena aktivitas otot diafragma dan otot dinding rongga perut.

1. Jika otot antardiafragma berkontraksi,maka difragma mendatar,rongga dada membesar,tekanan kecil.menyebabkan udara luar masuk.fase ini disebut fase inspirasi.

2. Jika otot dinding rongga perut berkontraksi,alat-alat dalam perut terdorong keatas sehingga difragma naik,rongga dada mengecil,tekanan menjadi besar.menyebabkan dara keluar. Fase disebut fase ekspirasi.

4.Volume udara pernapasan 

Volume udara dalam paru-paru juga berfariasi. Terjadi Karena beberapa faktor yang mempengaruhinya, tergantung dari aktifitas tubuh. Dalam keadaan normal, volume udara insprirasi dan ekspirasi kurang lebih 500 ml.

Pada dasarnya, volume udara pernapasan di golongkan menjadi udara pernapasan (UP), udara komplementer (UK), udara cadangan (UC), udara residu (UR), kapasitas vital paru-paru(KV), dan volume total paru-paru.

a. Udara pernapasan (UP)

Udara pernapasan adalah udara yang keluar masuk paru-paru sebagai akibat respirasi. Volumenya sebesar 500 ml.

b. Udara komplementer atau (UK)

Udara komplementer adalah udara yang masih dapat di masukan dalam paru-paru setelah melakukan inspirasi biasa. Volumenya dapat mencapai 1.500 ml.

c. Udara cadangan (UC)

Udara cadangan adalah udara yang masih dapat dikeluarkan dari paru-paru setelah melakukan ekspirasi biasa. Volumenya dapat mencapai 1.500 ml.

d. Udara residu (UR)

Udara residu adalah udara yang masih tersisa di dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi secara maksimal. Volume udara ini mencapai 1.000 ml.

e. Kapasitas vital paru-paru

Kapasitas vital paru-paru adalah udara yang dapat di embuskan semaksimal mungkin setelah melakukan inspirasi secara maksimal.

Kapasitas vital paru-paru merupakan jumlah udara pernapasan, udara komplementer, dan udara cadangan.

          KV = UP+UK+UC

                = 500 ml+1.500 ml+1.500 ml

                = 3.000 ml

Alat yang digunakan untuk mengukur kapasitas total paru-paru disebut spirometer.

f. Volume total paru-paru

Volume total paru-paru adalah volume udara yang dapat tertampung secara maksimal di dalam paru-paru.jumlahnya sama-sama dengan kapasitas vital paru-paru ditambah volume uadara residu.

VTP      = KV+UR

             = 3.500 ml+1.000 ml

             = 4.500 ml

5. Frekuensi pernapasan 

Frekuensi pernapasan adalah kecepatan pernapasan. Frekuensi bernapas saat santai dan setelah berlari-lari mengelilingi lapangan sepak bola berbeda-beda. Frekuensi pernapasan pada manusia berkisar 15-18 kali /menit. Kecepatan manusia bernapas tidak hanya dipengaruhi oleh faktor aktivitas (gerak) saja. Terdapat faktor-faktor lain seperti usia, jenis kelamin, kondisi fisik, suhu tubuh, dan posisi tubuh.

a. Usia

Usia sangat mempengaruhi frekuensi pernapasan seseorang. Makin bertambah usia seseorang, maka makin kecil frekuensi pernapasannya.

b. Jenis Kelamin

Pada pria aktivitasnya lebih besar dibanding wanita sehingga frekuensi pernapasan pada pria lebih kecil dibanding dengan wanita.

c. Kondisi Fisik 

Kondisi fisik seseorang menetukan kecepatan bernapas seseorang. Makin terlatih fisik seseorang makin kecil frekuensi respirasinya.

d. Suhu Tubuh

Suhu tubuh yang tinggi akan meningkat frekuensi pernapasannya.

e. Posisi Tubuh

Posisi tubuh seseorang sangat menentukan frekuensi pernapasan. Pada posisi berbaring, frekuensi respirasi 13 per menit, pada posisi duduk,18 per menit, serta 22 per menit pada posisi duduk.

3. Gangguan Sistem Pernapasan Pada Manusia

1. Gangguan Pada Saluran Pernapasan

a. Akibat Pembengkakan Kelenjar Limfa

Gangguan pada saluran pernapasan pada manusia dapat terjadi apabila ada pembengkakan kelenjar limfa di daerah hidung dan tekak. Kelenjar-kelenjar limfa ini jika membengkak akan menyebabkan penyempitan atau penyumbatan saluran pernapasan. Akibatnya pemasukan udarah dalam paru-paru berkurang. Penderitaan gangguan ini tanpa mengalami kesulitan dalam bernapas.

Macam-macam gangguan akibat pembengkakan saluran limfa adalah sebagai berikut:

1. Polip: pembengkakan yang terjadi di daerah hidung

2. Amandel: pembengkakan yang terjadi di daerah tekak

3. Adenoid: pembengkakan yang terjadi di daerah pangkal trakea

b. Akibat Penyempitan Saluran Pernapasan 

1). Bronkitis

Bronkitis merupakan radang dinding bronkus yang menyebabkan diameter bronkus menyempit karena di liputi lendir.

2). Asma 

Asma adalah gangguan saluran pernapasan akibat alergi terhadap pengaruh kondisi lingkungan, misalnya debu atau hawa dingin. Pada penyakit ini mengalami penyempitan saluran pernapasan.

3). Sinustisis 

Sinustisis adalah proses peradangan pada daerah sinus yang bertahan untuk waktu yang lama, terutama karena sumbatan pada lubang keluar udarah pernapasan. Sinustisis merupakan komponen sindrom kartagener yang ditandai dengan gangguan kerja dari silia.

4). Sindrom silia imotil (sindrom kartagener)

Sindrom silia imotil adalah suatu kelainan yang di tandai oleh infertilitas pada pria dan infeksi saluran napas menahun. Keadaan ini disebabkan oleh imobilitas silia dan flagella yang di induksikan oleh defisiensi dinein. Dinein adalah sebuah protein yang biasanya terdapat pada silia. Protein ini berfungsi untuk pergeseran mikrotubul, suatu proses yang diperlukan untuk pergerakan silia.

5). Apnoea

Apnoea merupakan kondisi kesulitan bernapas pada waktu tidur. Gangguan ini lebih mudah menyerang orang yang memiliki tenggorokan lebih sempit dari normal. Lemak yang menumpuk pada leher juga dapat menjadi pemicu gangguan ini.minum alcohol, obat tidur, dan beberapa tablet alergi-alergi dapat merelaksasi otot tenggorokan dan memperburuk apnoea.

2. Gangguan pada dinding alveolus

Dinding alveolus merupakan bagian yang sangat menentukan besarnya kapasitas difusi dari paru-Paru. Kapasitas difusi paru-paru akan menurun apabila dinding alveolus mengalami gangguan. Jenis-jenis gangguan tersebut misalnya sebagai berikut;

a. Pneumonia

Pneumonia adalah gangguan saluran pernapasan yang terjadi jika ada peradangan pada dinding alveolus oleh bakteri dioplococcus pneumonia. Akibatnya, kemampuan dinding alveolus untuk dilalui oksigen (O2) dan karbondioksida (CO2) berkurang.

b. Tuberkulosis 

Tuberkulosis (TBC) merupakan penyakit pada paru-paru yang di sebabkan oleh infeksi bakteri mycobabacterium tuberkolusis penyakit ini di tandai dengan munculnya bintil-bintil kecil (tuberkel) pada dinding alveolus. Akibatnya bidang difusi alveolus berkurang sehingga kapasitas difusi paru-paru menurun.

3. Gangguan Pada Pleura (Pleuritis)

a. Pleura mengalami redang sehingga kandung cairan pleura bertambah.

b. Meningkatnya cairan pleura akan meningkatkan tekanan intrapleura sehingga menyebabkan rasa nyeri.

4. Gangguan Pada Transportasi Oksigen (O2)

a. Gangguan ini dapat disebabkan oleh berkurangnya kandungan HB darah yang merupakan alat transportasi utama oksigen.akibatnya,O2 yang sampai jaringan berkurang.

b. Selain itu,juga dapat disebabkan penyempitan pembulu darah sehingga darah yang sampai jaringan berkurang.

c. Lingkungan yang banyak mengandung gas CO, mengakibatkan transport oksigen oleh HB berkurang karena afinitas HB terhadap CO lebih besar dari pada terhadap oksigen.

d. Keracunan asam sianida, disebabkan oleh penyikatan HB oleh asam sianida. Gangguan pengangkutan oksigen ke jaringan atau gangguan penggunaan oksigen oleh jaringan di sebut asfiksi. Upaya-upaya untuk mengatasi gangguan pernapasan adalah sebagai berikut;

a. Penggunaan obat antibiotik

Hal ini di lakukan terhadap gangguan pernapasan di sebabkan oleh mikroorganisme, misalnya bronchitis, pleuritis, tuberculosis, pneumonia.

b. Pernapasan buatan 

Pernapasan buatan di lakukan untuk mengaktifkan kembali proses pernapasan atau respirasi.

Macam-macam pernapasan buatan :

1. Pernapsan mulut ke mulut

2. Pernapasan buatan cara tengkurap

3. Pernapasan buatan cara berbaring kelentang (metode Sylvester)

Selain gangguan dan kelainan di atas, masih banyak kelainan dan gangguan sistem pernapasan, yaitu antara lain;

a. Kanker paru-paru

Kanker disebabkan oleh tumor ganas bagian yang terbentuk dalam epitel bronkus dan bronkeulus, biasanya terjadi pada perokok berat. Perokok kronis menyebabkan transformasi epitel respirasi menjadi suatu epitel bertingkat gepeng, suatu tahap awal dari diferensiasi akhirnya menjadi tumor.

b. Difteri

Difteri adalah penyakit pada saluran pernapasan yang di sebabkan oleh infeksi bakteri corynevacterium diphtheria.

c. Faringitis

Faringitis adalah penyakit pada saluran pernapasan yang di sebabkan oleh infeksi pda faring oleh kuman penyakit (virus,bakteri).

d. Emfisema

Emfisema adalah kerusakan dinding alveolus yang diikuti pengurangan bagian respirasi paru-paru. Gangguan ini merupakan penyebab kematian utama dalam dunia industri ,yang berhubungan dengan pencemaran udara lingkungan dan bagian perokok.

Sekian dulu sobat materi tentang sistem pernapasan pada manusia. Terima Kasih semuanya. Salam Merdeka Belajar!

Penulis; Thom Fallo

Referensi; Ririn, Safitri. 2016. Biologi Untuk SMA/MA XI. Surakarta. Mediatama

Ninik, Suspriyati. 2012. Biologi Untuk SMA/MA XI. Sidoarjo. Masmedia

Share :