Sistem Pernapasan Manusia

Sistem pernapasan pada manusia adalah sekumpulan organ yang terlibat dalam proses pertukaran oksigen dan karbon dioksida dalam darah. Pernapasan didefinisikan sebagai sebuah proses pengambilan oksigen dan pelepasan karbohidrat dan penggunaan energi yang ada di dalam tubuh. Ketika manusia bernapas, berarti sedang terjadi proses masuknya oksigen ke dalam tubuh dan pelepasan karbondioksida keluar tubuh. Manusia yang memiliki pernapasan yang normal ditandai dengan bernapas sebanyak 12-20 kali dalam satu menit. Jumlah oksigen yang diambil tergantung dari jenis aktivitas yang dilakukan, ukuran tubuh dan jenis makanan yang dikonsumsi.

Jenis respirasi (pernapasan)

Pernapasan dibedakan menjadi dua yaitu pernapasan luar (respirasi eksternal) dan pernapasan dalam (respirasi internal).

• Pernapasan luar adalah di mana terjadinya pertukaran udara di dalam alveolus dengan darah yang berada di dalam kapiler.
• Sedangkan pernapasan dalam adalah di mana terjadinya pernapasan antara darah yang ada di dalam kapiler dengan semua sel-sel yang ada di dalam tubuh.

Fungsi Sistem Pernapasan

• Menghirup dan menghembuskan udara atau bernapas
• Pertukaran Gas antara Paru-paru & Aliran Darah
• Pertukaran gas antara aliran darah dan jaringan di dalam tubuh
• Menciptakan Suara
• Mencium bau

Organ pernapasan

Organ-organ pernapasan manusia memiliki fungsi untuk memasukan udara yang mengandung oksigen dan mengeluarkannya dalam senyawa karbon dioksida dan uap air. 

1. Rongga hidung

Udara yang berasal dari luar akan memasuki rongga hidung. Di dalam rongga hidung yang berselaput, ada kelenjar minyak dan juga kelenjar keringat. Selaput itu berfungsi untuk menangkap benda-benda asing yang masuk ke dalam saluran pernapasan.

Di dalam rongga hidung juga ada rambut-rambut kecil dan tebal. Rambut-rambut itu memiliki fungsi untuk menyaring partikel kotoran-kotoran yang masuk ke dalam hidung bersama udara. Selain itu ada juga konka yang memiliki fungsi untuk menghangatkan udara dingin yang masuk ke dalam rongga hidung.

2. Faring atau Tenggorokan Bagian Atas

Udara yang masuk dari rongga hidung akan melewati tenggorokan. Tenggorokan memiliki dua cabang saluran yaitu saluran pernapasan dan saluran pencernaan yang terletak di bagian belakang. Fungsi utama tenggorokan adalah menyediakan saluran untuk udara yang masuk dan juga keluar. Di tenggorokan juga ada pita suara yang berguna untuk menghasilkan suara. Jika ada udara yang masuk, maka pita suara akan bergetar dan menghasilkan suara. 

Jika seseorang makan sambil berbicara hal itu bisa membahayakan karena makanan bisa masuk ke saluran pernapasan yang sedang terbuka. Meski begitu, saraf manusia bisa mengatur supaya menelan, bernapas dan berbicara tidak terjadi dalam waktu yang bersamaan. Jika hal ini sering dilakukan bisa menimbulkan gangguan kesehatan.

3. Trakea atau batang Tenggorokan

Tenggorokan adalah organ yang berbentuk pipa dan terletak di sebagian leher sampai ke rongga dada. Dinding tenggorokan sangat tipis dan kaku dan ada di dalam rongga bersilia. Silia ini memiliki fungsi untuk menyaring benda-benda asing yang masuk melalui saluran pernapasan.

Batang tenggorokan ada di depan kerongkongan. Batang tenggorokan memiliki dua cabang. cabang dari tenggorokan itu akan bercabang-cabang lagi di dalam paru-paru dan menjadi saluran kecil yang disebut bronkiolus. Pada bronkiolus ada gelembung-gelembung kecil yang disebut gelembung paru-paru atau alveolus.

4. Laring atau pangkal tenggorokan

Pangkal tenggorokan adalah organ pernapasan yang berbentuk seperti saluran dan dikelilingi oleh tulang rawan. Pangkal tenggorokan memiliki tulang rawan yang disebut dengan epiglotis. Tulang rawan ini ada di bagian pangkal laring. Pangkal tenggorokan juga diselimuti oleh membran yang bernama mukosa. Membran tersebut memiliki epitel-epitel berlapis yang cukup tebal untuk menahan getaran-getaran suara yang sampai pada pangkal tenggorokan.

Fungsi utama dari pangkal tenggorokan adalah sebagai tempat keluarnya masuk udara dan juga tempat menghasilkan suara. Di sinilah jakun terbentuk yang disusun oleh beberapa tulang rawan pangkal tenggorokan. Di dalam pangkal tenggorokan juga terdapat katup. Ketika manusia sedang menelan makanan, katup pada pangkal tenggorokan akan menutup dan akan terbuka jika manusia sedang bernafas.

5. Bronkus atau cabang batang tenggorokan

Fungsi dari cabang batang tenggorokan adalah menyediakan jalan untuk udara yang ingin masuk dan keluar dari dan menuju paru-paru. Struktur dari batang tenggorokan mirip dengan struktur batang tenggorokan. Yang membedakan hanya tulang rawan di cabang batang tenggorokan memiliki bentuk yang tidak teratur. pada cabang tenggorokan juga ada cincin tulang rawan yang melingkari dengan baik. Cabang batang tenggorokan memiliki cabang-cabang lagi yang disebut dengan bronkiolus.

Batang tenggorokan memiliki dua cabang yaitu cabang di sebelah kiri dan kanan. Kedua cabang itu mengarah kepada paru-paru dan bercabang lagi. Cabang-cabang kecil yang masuk ke dalam paru-paru disebut alveolus. Alveolus memiliki kapiler darah. Melalui kapiler-kapiler tersebut oksigen dan udara menuju ke dalam darah.

6. Pulmo atau paru-paru

Paru-paru berada di dalam rongga dada bagian atas. Di samping paru-paru ada tulang rusuk dan di bawahnya ada diafragma. Paru-paru terbagi menjadi dua bagian, yaitu bagian kanan dan kiri. Paru-paru bagian kanan terdiri dari tiga lobus, sedangkan paru-paru kiri memiliki dua lobus saja. Paru-paru diselimuti oleh selaput yang tipis (Pleura).

Di dalam paru-paru terdapat cabang dari bronkus, alveolus dan pembuluh darah. Bronkiolus memiliki cabang-cabang lagi yang disebut dengan bronkiolus respirasi. Paru-paru menjadi tempat pertukaran oksigen dan karbon dioksida.

Mekanisme pernapasan

Mekanisme pernapasan merupakan proses saat tubuh menghirup oksigen, kemudian menghembuskannya sebagai karbon monoksida. Mekanisme pernapasan ini bisa terjadi karena adanya proses inspirasi dan ekspirasi. Inspirasi merupakan kejadian dimana tubuh menghirup udara. Sedangkan ekspirasi merupakan kebalikan dari inspirasi, atau proses menghembuskan kembali udara. Ada dua mekanisme pernapasan, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut. 

Pernapasan dada

Pernapasan dada berlangsung dalam 2 tahap, yaitu :

Inspirasi, terjadi bila otot antar tulang rusuk luar berkontraksi, tulang rusuk terangkat, volume rongga dada membesar, paru-paru mengembang, sehingga tekanan udaranya menjadi lebih kecil dari udara atmosfer, sehingga udara masuk.

Ekspirasi, terjadi bila otot antar tulang rusuk luar berelaksasi, tulang rusuk akan tertarik ke posisi semula, volume rongga dada mengecil, tekanan udara rongga dada meningkat, tekanan udara dalam paru-paru lebih tinggi dari udara atmosfer, akibatnya udara keluar.

Pernapasan perut

Pernapasan perut berlangsung dalam dua tahap, yaitu :

Inspirasi, terjadi bila otot diafragma berkontraksi, diafragma mendatar mengakibatkan volume rongga dada membesar sehingga tekanan udaranya mengecil dan diikuti paru-paru yang mengembang mengakibatkan tekanan udaranya lebih kecil dari tekanan udara atmosfer dan udara masuk. 

Ekspirasi, diawali dengan otot diafragma berelaksasi dan otot dinding perut berkontraksi menyebabkan diafragma terangkat dan melengkung menekan rongga dada, sehingga volume rongga dada mengecil dan tekanannya meningkat sehingga udara dalam paru-paru keluar.  Pernapasan perut umumnya terjadi saat tidur. 

Pengangkutan oksigen

Pertukaran gas antara O₂ dengan CO₂ terjadi di dalam alveolus dan jaringan tubuh, melalui proses difusi. Oksigen yang sampai di alveolus akan berdifusi menembus selaput alveolus dan berikatan dengan haemoglobin (Hb) dalam darah yang disebut deoksigenasi dan menghasilkan senyawa oksihemoglobin (HbO) seperti reaksi berikut :

Sekitar 97% oksigen dalam bentuk senyawa oksihemoglobin, hanya 2 – 3% yang larut dalam plasma darah akan dibawa oleh darah ke seluruh jaringan tubuh, dan selanjutnya akan terjadi pelepasan oksigen secara difusi dari darah ke jaringan tubuh.

Pengangkutan CO2

Karbondioksida (CO₂) yang dihasilkan dari proses respirasi sel akan berdifusi ke dalam darah yang selanjutnya akan diangkut ke paru-paru untuk dikeluarkan sebagai udara pernapasan.

Ada 3 (tiga) cara pengangkutan CO₂ :

• Sebagai ion karbonat (HCO₃), sekitar 60 – 70%.
• Sebagai karbominohemoglobin (HbCO₂), sekitar 25%.
• Sebagai asam karbonat (H₂CO₃) sekitar 6 – 10%.  

Faktor yang Mempengaruhi Frekuensi Pernapasan

Pernapasan dihitung ketika udara satu kali masuk dan keluar. Dalam hitungan satu menit, frekuensi atau hitungan proses pernapasan manusia akan berbeda-beda. Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi frekuensi pernapasan manusia yaitu :

Umur

Usia manusia yang semakin tua ternyata menyebabkan frekuensi pernapasan semakin lambat. Hal tersebut terjadi karena orang yang lebih tua akan melakukan aktivitas yang lebih sedikit dibanding manusia muda. Kebutuhan oksigen ketika bernapas ternyata sebanding dengan seberapa berat kegiatan manusia tersebut.

Jenis kelamin 

Secara umum, laki-laki diklaim membutuhkan kadar energi yang lebih banyak dibanding dengan perempuan. Hal ini menyebabkan kebutuhan udara (oksigen) dengan frekuensi lebih banyak dibutuhkan laki-laki, sedangkan perempuan lebih sedikit.

Suhu tubuh 

Suhu dikatakan bisa mempengaruhi frekuensi karena semakin rendahnya suhu tubuh seseorang maka kebutuhan metabolisme akan semakin tinggi. Kestabilan panas tubuh manusia (36-37 derajat) dipengaruhi oleh kegiatan metabolismenya. Jika suhu kurang, maka untuk meningkatkannya adalah mempercepat laju metabolisme dan ini memerlukan oksigen yang lebih banyak.

Aktivitas 

Dalam faktor ini, segala pergerakan dan posisi tubuh ternyata bisa mempengaruhi frekuensi pernapasan. Ketika berlari misalnya, manusia akan perlu otot yang kontraksi. Ketika itu terjadi, oksigen yang dibutuhkan akan semakin tinggi dengan pola pernapasan yang cepat. Frekuensi pun akhirnya meningkat dibanding orang yang berjalan biasa atau berdiri.

Posisi Tubuh

Posisi tubuh seseorang mempengaruhi kebutuhan energi. Posisi tubuh berdiri memerlukan energi lebih banyak dibanding dengan duduk atau berbaring, sehingga lebih bayak frekuensi dalam bernapas.