Makalah respirasi

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Suatu organisme atau mahluk hidup memiliki bermacam-macam sistem jaringan atau

organ dalam tubuhnya, dimana sistem tersebut memiliki fungsi dan peranan serta manfaat

tertentu bagi mahluk hidup. Salah satu sistem yang ada pada suatu organisme yakni sistem

pernapasan. Sistem pernapasan ini sendiri memiliki fungsi dan peranan yang sangat

struktural dan terkoordinir.

Dalam ilmu patofisiologi, sistem pernapasan akan dibahas secara detail bahkan sampai

anatominya, sehingga kita bisa mengetahui organ dan saluran apa saja yang ikut berperanan

dalam menyalurkan oksigen (O2) yang kita hirup.

Oleh sebab itu Bp. Tahoma Siregar, M.Si., Apt., selaku dosen pembimbing pada mata

kuliah Patofisiologi dan Antfisman di kampus Institut Sains dan Teknologi Nasional

memberikan tugas pada mahasiswanya khususnya penulis yang mendapat tugas dengan

judul “Sistem Pernapasan”.

1.2 Tujuan Penulisan

Tujuan inti dari penyusunan makalah adalah tiada lain dan tiada bukan untuk memenuhi

tugas pada mata kuliah Patofisiologi dan Antfisman yang diberikan oleh Bp. Tahoma Siregar,

M.Si., Apt.. Selain itu, agar kami memahami apa yang dimaksud dengan sistem dan fungsi

pernapasan serta struktur sistem pernapasan.

1.3 Metode Penulisan

Metode penulisan makalah kami menggunakan literatur dari internet dan buku referensi

sebagai sumber makalah.

Patofisiologi dan Antfisman – Sistem Pernapasan | 1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 PENGERTIAN RESPIRASI

Pengertian pernapasan atau respirasi adalah suatu proses mulai dari pengambilan

oksigen, pengeluaran karbohidrat hingga penggunaan energi di dalam tubuh. Menusia dalam

bernapas menghirup oksigen dalam udara bebas dan membuang karbondioksida ke

lingkungan.

Gambar 1. Gambar Sistem Pernapasan Manusia

Respirasi dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu :

Respirasi Luar yang merupakan pertukaran antara O2 dan CO2 antara darah dan udara.

Respirasi Dalam yang merupakan pertukaran O2 dan CO2 dari aliran darah ke sel-sel

tubuh.

Dalam mengambil napas ke dalam tubuh dan membuang napas ke udara dilakukan

dengan dua cara pernapasan, yaitu :

1. Respirasi / Pernapasan Dada

Otot antar tulang rusuk luar berkontraksi atau mengerut

Tulang rusuk terangkat ke atas

Rongga dada membesar yang mengakibatkan tekanan udara dalam dada kecil sehingga

udara masuk ke dalam badan.


2. Respirasi / Pernapasan Perut

Otot difragma pada perut mengalami kontraksi

Diafragma datar

Volume rongga dada menjadi besar yang mengakibatkan tekanan udara pada dada

mengecil sehingga udara pasuk ke paru-paru.

Normalnya manusia butuh kurang lebih 300 liter oksigen perhari. Dalam keadaan tubuh

bekerja berat maka oksigen atau O2 yang diperlukan pun menjadi berlipat-lipat kali dan bisa

sampai 10 hingga 15 kali lipat. Ketika oksigen tembus selaput alveolus, hemoglobin akan

mengikat oksigen yang banyaknya akan disesuaikan dengan besar kecil tekanan udara.

Pada pembuluh darah arteri, tekanan oksigen dapat mencapat 100 mmHg dengan 19 cc

oksigen. Sedangkan pada pembuluh darah vena tekanannya hanya 40 milimeter air raksa

dengan 12 cc oksigen. Oksigen yang kita hasilkan dalam tubuh kurang lebih sebanyak 200

cc di mana setiap liter darah mampu melarutkan 4,3 cc karbondioksida / CO2. CO2 yang

dihasilkan akan keluar dari jaringan menuju paruparu dengan bantuan darah.

Proses Kimiawi Respirasi Pada Tubuh Manusia :

Pembuangan CO2 dari paru-paru : H + HCO3 ---> H2CO3 ---> H2 + CO2

Pengikatan oksigen oleh hemoglobin : Hb + O2 ---> HbO2

Pemisahan oksigen dari hemoglobin ke cairan sel : HbO2 ---> Hb + O2

Pengangkutan karbondioksida di dalam tubuh : CO2 + H2O ---> H2 + CO2

Alat-alat pernapasan berfungsi memasukkan udara yang mengandung oksigen dan

mengeluarkan udara yang mengandung karbon dioksida dan uap air.

Tujuan proses pernapasan yaitu untuk memperoleh energi. Pada peristiwa bernapas terjadi

pelepasan energi.

Sistem Pernapasan pada Manusia terdiri atas:

1. Hidung

2. Faring

3. Trakea

4. Bronkus

5. Bronkiouls

6. paru-paru


2.2 Alat – alat pernapasan pada manusia

2.2.1 Rongga Hidung (Cavum Nasalis)

Udara dari luar akan masuk lewat rongga hidung (cavum nasalis). Rongga hidung

berlapis selaput lendir, di dalamnya terdapat kelenjar minyak (kelenjar sebasea) dan kelenjar

keringat (kelenjar sudorifera). Selaput lendir berfungsi menangkap benda asing yang masuk

lewat saluran pernapasan. Selain itu, terdapat juga rambut pendek dan tebal yang berfungsi

menyaring partikel kotoran yang masuk bersama udara. Juga terdapat konka yang

mempunyai banyak kapiler darah yang berfungsi menghangatkan udara yang masuk.Di

sebelah belakang rongga hidung terhubung dengan nasofaring melalui dua lubang yang

disebut choanae.

Pada permukaan rongga hidung terdapat rambut-rambut halus dan selaput lendir yang

berfungsi untuk menyaring udara yang masuk ke dalam rongga hidung.

2.2.2 Faring (Tenggorokan)

Udara dari rongga hidung masuk ke faring. Faring merupakan percabangan 2 saluran,

yaitu saluran pernapasan (nasofarings) pada bagian depan dan saluran pencernaan

(orofarings) pada bagian belakang.

Pada bagian belakang faring (posterior) terdapat laring (tekak) tempat terletaknya pita

suara (pita vocalis). Masuknya udara melalui faring akan menyebabkan pita suara bergetar

dan terdengar sebagai suara.

Makan sambil berbicara dapat mengakibatkan makanan masuk ke saluran pernapasan

karena saluran pernapasan pada saat tersebut sedang terbuka. Walaupun demikian, saraf kita

akan mengatur agar peristiwa menelan, bernapas, dan berbicara tidak terjadi bersamaan

sehingga mengakibatkan gangguan kesehatan.

Fungsi utama faring adalah menyediakan saluran bagi udara yang keluar masuk dan

juga sebagi jalan makanan dan minuman yang ditelan, faring juga menyediakan ruang

dengung(resonansi) untuk suara percakapan.

2.2.3 Batang Tenggorokan (Trakea)

Tenggorokan berupa pipa yang panjangnya ± 10 cm, terletak sebagian di leher dan

sebagian di rongga dada (torak). Dinding tenggorokan tipis dan kaku, dikelilingi oleh cincin


tulang rawan, dan pada bagian dalam rongga bersilia. Silia-silia ini berfungsi menyaring

benda-benda asing yang masuk ke saluran pernapasan.

Batang tenggorok (trakea) terletak di sebelah depan kerongkongan. Di dalam rongga

dada, batang tenggorok 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).

2.2.4 Pangkal Tenggorokan (laring)

Laring merupakan suatu saluran yang dikelilingi oleh tulang rawan. Laring berada

diantara orofaring dan trakea, didepan lariofaring. Salah satu tulang rawan pada laring

disebut epiglotis. Epiglotis terletak di ujung bagian pangkal laring.

Laring diselaputi oleh membrane mukosa yang terdiri dari epitel berlapis pipih yang

cukup tebal sehingga kuat untuk menahan getaran-getaran suara pada laring. Fungsi utama

laring adalah menghasilkan suara dan juga sebagai tempat keluar masuknya udara.

Pangkal tenggorok disusun oleh beberapa tulang rawan yang membentuk jakun.

Pangkal tenggorok dapat ditutup oleh katup pangkal tenggorok (epiglotis). Pada waktu

menelan makanan, katup tersebut menutup pangkal tenggorok dan pada waktu bernapas katu

membuka. Pada pangkal tenggorok terdapat selaput suara yang akan bergetar bila ada udara

dari paru-paru, misalnya pada waktu kita bicara.

2.2.5 Cabang Batang Tenggorokan (Bronkus)

Tenggorokan (trakea) bercabang menjadi dua bagian, yaitu bronkus kanan dan bronkus

kiri. Struktur lapisan mukosa bronkus sama dengan trakea, hanya tulang rawan bronkus

bentuknya tidak teratur dan pada bagian bronkus yang lebih besar cincin tulang rawannya

melingkari lumen dengan sempurna. Bronkus bercabang-cabang lagi menjadi bronkiolus.

Batang tenggorokan bercabang menjadi dua bronkus, yaitu bronkus sebelah kiri dan

sebelah kanan. Kedua bronkus menuju paru-paru, bronkus bercabang lagi menjadi

bronkiolus. Bronkus sebelah kanan (bronkus primer) bercabang menjadi tiga bronkus lobaris

(bronkus sekunder), sedangkan bronkus sebelah kiri bercabang menjadi dua bronkiolus.

Cabang-cabang yang paling kecil masuk ke dalam gelembung paru-paru atau alveolus.

Dinding alveolus mengandung kapiler darah, melalui kapiler-kapiler darah dalam alveolus


inilah oksigen dan udara berdifusi ke dalam darah. Fungsi utama bronkus adalah

menyediakan jalan bagi udara yang masuk dan keluar paru-paru.

2.2.6 Paru-paru (Pulmo)

Gambar 2. Gambar Paru-Paru Manusia

Paru-paru terletak di dalam rongga dada bagian atas, di bagian samping dibatasi oleh

otot dan rusuk dan di bagian bawah dibatasi oleh diafragma yang berotot kuat. Paru-paru ada

dua bagian yaitu paru-paru kanan (pulmo dekster) yang terdiri atas 3 lobus dan paru-paru

kiri (pulmo sinister) yang terdiri atas 2 lobus. Paru-paru dibungkus oleh dua selaput yang

tipis, disebut pleura. Selaput bagian dalam yang langsung menyelaputi paru-paru disebut

pleura dalam (pleura visceralis) dan selaput yang menyelaputi rongga dada yang

bersebelahan dengan tulang rusuk disebut pleura luar (pleura parietalis). Paru-paru tersusun

oleh bronkiolus, alveolus, jaringan elastik, dan pembuluh darah. Bronkiolus tidak

mempunyai tulang rawan,tetapi ronga bronkus masih bersilia dan dibagian ujungnya

mempunyai epitelium berbentuk kubus bersilia. Setiap bronkiolus terminalis bercabang-

cabang lagi menjadi bronkiolus respirasi, kemudian menjadi duktus alveolaris. Pada dinding

duktus alveolaris mangandung gelembung-gelembung yang disebut alveolus.


Gambar 3. Gambar Bagian Dalam Paru-Paru Manusia

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. Volume udara tidal orang dewasa pada pernapasan biasa kira-kira 500 mL. ketika

menarik napas dalam-dalam maka volume udara yang dapat kita tarik mencapai 1500 mL.

Udara ini dinamakan udara komplementer. Ketika kita menarik napas sekuat-kuatnya,

volume udara yang dapat diembuskan juga sekitar 1500 mL. Udara ini dinamakan udara

suplementer. Meskipun telah mengeluarkan napas sekuat-kuatnya, tetapi masih ada sisa

udara dalam paru-paru yang volumenya kira-kira 1500 mL. Udara sisa ini dinamakan udara

residu. Jadi, Kapasitas paru-paru total = kapasitas vital + volume residu =4500 mL/wanita

dan 5500 mL/pria.

Pertukaran Gas dalam Alveolus

Oksigen yang diperlukan untuk oksidasi diambil dari udara yang kita hirup pada waktu

kita bernapas. Pada waktu bernapas udara masuk melalu saluran pernapasan dan akhirnya

masuk ke dalam alveolus. Oksigen yang terdapat dalam alveolus berdifusi menembus

dinding sel alveolus. Akhirnya masuk ke dalam pembuluh darah dan diikat oleh hemoglobin

yang terdapat dalam darah menjadi oksihemoglobin. Selanjutnya diedarkan oleh darah ke

seluruh tubuh.

Oksigennya dilepaskan ke dalam sel-sel tubuh sehingga oksihemoglobin kembali

menjadi hemoglobin. Karbondioksida yang dihasilkan dari pernapasan diangkut oleh darah

melalui pembuluh darah yang akhirnya sampai pada alveolus Dari alveolus karbon dioksida


dikeluarkan melalui saluran pernapasan pada waktu kita mengeluarkan napas.

Dengan demikian dalam alveolus terjadi pertukaran gas yaitu oksigen masuk dan

karnbondioksida keluar.

2.3 Proses Pernapasan

Proses pernapasan meliputi dua proses, yaitu menarik napas atau inspirasi serta

mengeluarkan napas atau ekspirasi. Sewaktu menarik napas, otot diafragma berkontraksi,

dari posisi melengkung ke atas menjadi lurus. Bersamaan dengan itu, otot-otot tulang rusuk

pun berkontraksi. Akibat dari berkontraksinya kedua jenis otot tersebut adalah

mengembangnya rongga dada sehingga tekanan dalam rongga dada berkurang dan udara

masuk. Saat mengeluarkan napas, otot diafragma dan otot-otot tulang rusuk melemas.

Akibatnya, rongga dada mengecil dan tekanan udara di dalam paru-paru naik sehingga udara

keluar. Jadi, udara mengalir dari tempat yang bertekanan besar ke tempat yang bertekanan

lebih kecil.

Jenis Pernapasan berdasarkan organ yang terlibat dalam peristiwa inspirasi dan

ekspirasi, orang sering menyebut pernapasan dada dan pernapasan perut. Sebenarnya

pernapasan dada dan pernapasan perut terjadi secara bersamaan.

1) Pernapasan dada terjadi karena kontraksi otot antar tulang rusuk, sehingga tulang rusuk

terangkat dan volume rongga dada membesar serta tekanan udara menurun (inhalasi).

Relaksasi otot antar tulang rusuk, costa menurun, volume kecil, tekanan membesar

(ekshalasi).

2) Pernapasan perut terjadi karena kontraksi /relaksasi otot diafragma (datar dan

melengkung), volume rongga dada membesar , paru-paru mengembang tekanan

mengecil (inhalasi). Melengkung volume rongga dada mengecil, paru-paru mengecil,

tekanan besar/ekshalasi.

2.4 Organ-Organ Pernapasan Pada Manusia

1. Hidung

Hidung terdiri dari lubang hidung, rongga hidung, dan ujung rongga hidung.

Rongga hidung banyak memiliki kapiler darah, dan selalu lembap dengan adanya lendir

yang dihasilkan oleh mukosa. Didalam hidung udara disaring dari benda-benda asing


yang tidak berupa gas agar tidak masuk ke paru-paru. Selain itu udara juga disesuaikan

suhunya agar sesuai dengan suhu tubuh.

2. Faring

Faring merupakan ruang dibelakang rongga hidung, yang merupakan jalan

masuknya udara dsri ronggs hidung. Pada ruang tersebut terdapat klep (epiglotis) yang

bertugas mengatur pergantian perjalanan udara pernapasan dan makanan.

3. Laring

Laring/pangkal batang tenggorokan / kotak suara. Laring terdiri atas tulang rawan,

yaitu jakun, epiglotis, (tulang rawan penutup) dan tulang rawan trikoid (cincin stempel)

yang letaknya paling bawah. Pita suara terletak di dinding laring bagian dalam.

4. Trakhea

Trakea atau batang tenggorokan merupakan pita yang tersusun atas otot polos dan

tulang rawan yang berbentuk hurup ’C’ pada jarak yang sangat teratur. Dinding trakea

tersusun atas tiga lapisan jaringan epitel yang dapat menghasilkan lendir yang berguna

untuk menangkap dan mengembalikan benda-benda asing ke hulu saluran pernapasan

sebelum masuk ke paru-paru bersama udara penapasan.

5. Bronkus

Merupakan cabang batang tenggorokan yang jumlahnya sepasang, yang satu

menuju ke paru-paru kiri dan yang satunya menuju paru-paru kanan. Dinding bronkus

terdiri atas lapisan jaringan ikat, lapisan jaringan epitel, otot polos dan cincin tulang

rawan. Kedudukan bronkus yang menuju kekiri lebih mendatar dari pada ke kanan. Hal

ini merupakan salah satu sebab mengapa paru-paru kanan lebih mudah terserang

penyakit

6. Bronkiolus

Bronkeolus merupakan cabang dari bronkus, dindingnya lebih tipis dan

salurannya lebih tipis. Bronkeolus bercabang-cabang menjadi bagian yang lebih halus.

7. Alveolus

Saluran akhir dari saluran pernapasan yang berupa gelembung-gelembung udara.

Dinding aleolus sanat tipis setebal silapis sel, lembap dan berdekatan dengan kapiler-

kapiler darah. Adanya alveolus memungkinkan terjadinya luasnya daerah permukaan

yang berperan penting dalam pertukaran gas. Pada bagian alveolus inilah terjadi


pertukaran gas-gas O2 dari udara bebas ke sel-sel darah, sedangkan perukaran CO2 dari

sel-sel tubuh ke udara bebas terjadi.

8. Paru-paru

Paru-paru terletak dalam rongga dada dibatasi oleh otot dada dan tulang rusuk,

pada bagian bawah dibatasi oleh otot dafragma yang kuat. Paru-paru merupakan

himpunana dari bronkeulus, saccus alveolaris dan alveolus. Diantara selaput dan paru-

paru terdapat cairan limfa yang berfungsi untuk melindungi paru-paru pada saat

mengembang dan mengempis. Mengembang dan mengempisnya paru-paru disebabkan

karena adanya perubahan tekana rongga dada.

Paru-paru kanan

- berlobus tiga

- Bronkus kanan bercabang

tiga

Paru-paru kiri

- berlobus dua

- Bronkuis kiri bercabang dua

- Posisinya lebih mendatar

Dibungkus oleh lapisanpleura yang berfungsi menghindari gesekan saat bernapas

2.5 Mekanisme Pernapasan Manusia.

Pernapasan pada manusia dapat digolongkan menjadi 2, yaitu:

2.5.1 Pernapasan dada

Pada pernapasan dada otot yang berperan penting adalah otot antar tulang rusuk.

Otot tulang rusuk dapat dibedakan menjadi dua, yaitu otot tulang rusuk luar yang

berperan dalam mengangkat tulang-tulang rusuk dan tulang rusuk dalam yang

berfungsi menurunkan atau mengembalikan tulang rusuk ke posisi semula. Bila otot

antar tulang rusuk luar berkontraksi, maka tulang rusuk akan terangkat sehingga

volume dada bertanbah besar. Bertambah besarnya akan menyebabkan tekanan

dalam rongga dada lebih kecil dari pada tekanan rongga dada luar. Karena tekanan

udara kecil pada rongga dada menyebabkan aliran udara mengalir dari luar tubuh

dan masuk ke dalam tubuh, proses ini disebut proses ’inspirasi’.

Sedangkan pada proses ekspirasi terjadi apabila kontraksi dari otot dalam,

tulang rusuk kembali ke posisi semula dan menyebabkan tekanan udara didalam

tubuh meningkat. Sehingga udara dalam paru-paru tertekan dalam rongga dada,

dan aliran udara terdorong ke luar tubuh, proses ini disebut ’ekspirasi’.


2.5.2 Pernapasan perut

Pada pernapasan ini otot yang berperan aktif adalah otot diafragma dan otot

dinding rongga perut. Bila otot diafragma berkontraksi, posisi diafragma akan

mendatar. Hal itu menyebabkan volume rongga dada bertambah besar sehingga

tekanan udaranya semakin kecil. Penurunan tekanan udara menyebabkan

mengembangnya paru-paru, sehingga udara mengalir masuk ke paru- paru

(inspirasi).

Pernapasan adalah suatu proses yang terjadi secara otomatis walau dalam keadaan

tertidur sekalipun karena sistem pernapasan dipengaruhi oleh susunan saraf

otonom.

Menurut tempat terjadinya pertukaran gas maka pernapasan dapat dibedakan atas

dua jenis, yaitu pernapasan luar dan pernapasan dalam. Pernapasan luar adalah

pertukaran udara yang terjadi antara udara dalam alveolus dengan darah dalam

kapiler, sedangkan pernapasan dalam adalah pernapasan yang terjadi antara darah

dalam kapiler dengan sel-sel tubuh.

Masuk keluarnya udara dalam paru-paru dipengaruhi oleh perbedaan tekanan

udara dalam rongga dada dengan tekanan udara di luar tubuh. Jika tekanan di luar

rongga dada lebih besar maka udara akan masuk. Sebaliknya, apabila tekanan

dalam rongga dada lebih besar maka udara akan keluar.

Sehubungan dengan organ yang terlibat dalam pemasukkan udara (inspirasi) dan

pengeluaran udara (ekspirasi) maka mekanisme pernapasan dibedakan atas dua

macam, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut. Pernapasan dada dan perut

terjadi secara bersamaan.

2.6 Volume Udara Pernapasan

Dalam keadaan normal, volume udara paru-paru manusia mencapai 4500 cc. Udara ini

dikenal sebagai kapasitas total udara pernapasan manusia. Walaupun demikian, kapasitas

vital udara yang digunakan dalam proses bernapas mencapai 3500 cc, yang 1000 cc

merupakan sisa udara yang tidak dapat digunakan tetapi senantiasa mengisi bagian paru-


paru sebagai residu atau udara sisa. Kapasitas vital adalah jumlah udara maksimun yang

dapat dikeluarkan seseorang setelah mengisi paru-parunya secara maksimum.

Dalam keadaaan normal, kegiatan inspirasi dan ekpirasi atau menghirup dan

menghembuskan udara dalam bernapas hanya menggunakan sekitar 500 cc volume udara

pernapasan (kapasitas tidal = ± 500 cc). Kapasitas tidal adalah jumlah udara yang keluar

masuk paru-paru pada pernapasan normal. Dalam keadaan luar biasa, inspirasi maupun

ekspirasi dalam menggunakan sekitar 1500 cc udara pernapasan (expiratory reserve volume

= inspiratory reserve volume = 1500 cc). Lihat skema udara pernapasan berikut ini.

2.7 Gas-gas dalam Udara Pernapasan

Persentase gas utama pernapasan dalam udara yang keluar masuk paru-paru dapat

dilihat pada Tabel 1 :

Gas

Udara luar

sebelum masuk

paru-paru (%)

Udara di

alveoli (%)

Udara yang

keluar dari paru-

paru (%)

Nitrogen (N2) 79,01 80,7 79,6

Oksigen (O2) 20,95 13,8 16,4

Karbon dioksida (CO2) 0,04 5,5 4,0

Tabel 1. Tabel Persentase Gas Utama Pernapasan dalam Udara yang Keluar Masuk

Paru-paru.

Pertukaran udara berlangsung di dalam avelous dan pembuluh darah yang

mengelilinginya. Gas oksigen dan karbon dioksida akan berdifusi melalui sel-sel yang

menyusun dinding avelous dan kapiler darah. Udara aveolus mengandung zat oksigen yang

lebih tinggi dan karbon dioksida lebih rendah dari pada gas di dalam darah pembuluh

kapiler. Oleh karena itu molekul cenderung berpindah dari konsentrasi yang lebih tinggi ke

rendah, maka oksigen berdifusi dari udara aveolus ke dalam darah, dan karbon dioksida

akan berdifusi dari pembuluh darah ke avelous. Pengangkutan CO₂ oleh darah dapat

dilaksanakan melalui 3 cara yaitu :

a. Karbondioksida larut dalam plasma dan membentuk asam karbonat dengan enzim

anhydrase.


b. Karbondioksida terikat pada hemoglobin dalam bentuk karbomino hemoglobin

c. Karbondioksida terikat dalam gugus ion bikarbonat (HCO₂) melalui proses berantai

pertukaran klorida.

2.8 Pertukaran O2 Dan CO2 Dalam Pernapasan

Jumlah oksigen yang diambil melalui udara pernapasan tergantung pada kebutuhan dan

hal tersebut biasanya dipengaruhi oleh jenis pekerjaan, ukuran tubuh, serta jumlah maupun

jenis bahan makanan yang dimakan.

Pekerja-pekerja berat termasuk atlit lebih banyak membutuhkan oksigen dibanding

pekerja ringan. Demikian juga seseorang yang memiliki ukuran tubuh lebih besar dengan

sendirinya membutuhkan oksigen lebih banyak. Selanjutnya, seseorang yang memiliki

kebiasaan memakan lebih banyak daging akan membutuhkan lebih banyak oksigen daripada

seorang vegetarian.

Dalam keadaan biasa, manusia membutuhkan sekitar 300 cc oksigen sehari (24 jam)

atau sekitar 0,5 cc tiap menit. Kebutuhan tersebut berbanding lurus dengan volume udara

inspirasi dan ekspirasi biasa kecuali dalam keadaan tertentu saat konsentrasi oksigen udara

inspirasi berkurang atau karena sebab lain, misalnya konsentrasi hemoglobin darah

berkurang.

Oksigen yang dibutuhkan berdifusi masuk ke darah dalam kapiler darah yang

menyelubungi alveolus. Selanjutnya, sebagian besar oksigen diikat oleh zat warna darah

atau pigmen darah (hemoglobin) untuk diangkut ke sel-sel jaringan tubuh.

Hemoglobin yang terdapat dalam butir darah merah atau eritrosit ini tersusun oleh

senyawa hemin atau hematin yang mengandung unsur besi dan globin yang berupa protein.


Gambar 4. Gambar Pertukaran O2 dan CO2 antara Alveolus dan Pembuluh Darah yang

Menyelubungi

Secara sederhana, pengikatan oksigen oleh hemoglobin dapat diperlihatkan menurut

persamaan reaksi bolak-balik berikut ini : Hb4 + O2 ↔ 4 Hb O2 (oksihemoglobin,

berwarna merah jernih).

Reaksi di atas dipengaruhi oleh kadar O2, kadar CO2, tekanan O2 (P O2), perbedaan

kadar O2 dalam jaringan, dan kadar O2 di udara. Proses difusi oksigen ke dalam arteri

demikian juga difusi CO2 dari arteri dipengaruhi oleh tekanan O2 dalam udara inspirasi.

Tekanan seluruh udara lingkungan sekitar 1 atmosfir atau 760 mm Hg, sedangkan

tekanan O2 di lingkungan sekitar 160 mm Hg. Tekanan oksigen di lingkungan lebih tinggi

dari pada tekanan oksigen dalam alveolus paru-paru dan arteri yang hanya 104 mm Hg. Oleh

karena itu oksigen dapat masuk ke paru-paru secara difusi.

Dari paru-paru, O2 akan mengalir lewat vena pulmonalis yang tekanan O2 nya 104 mm;

menuju ke jantung. Dari jantung O2 mengalir lewat arteri sistemik yang tekanan O2 nya 104

mmHg menuju ke jaringan tubuh yang tekanan O2 nya 0 - 40 mmHg. Di jaringan, O2 ini

akan dipergunakan. Dari jaringan CO2 akan mengalir lewat vena sistemik ke jantung.

Tekanan CO2 di jaringan di atas 45 mmHg, lebih tinggi dibandingkan vena sistemik yang

hanya 45 mmHg. Dari jantung, CO2 mengalir lewat arteri pulmonalis yang tekanan O2 nya

sama yaitu 45 mmHg. Dari arteri pulmonalis CO2 masuk ke paru-paru lalu dilepaskan ke

udara bebas.

Berapa minimal darah yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan oksigen pada

jaringan? Setiap 100 mm3 darah dengan tekanan oksigen 100 mmHg dapat mengangkut 19

cc oksigen. Bila tekanan oksigen hanya 40 mmHg maka hanya ada sekitar 12 cc oksigen

yang bertahan dalam darah vena. Dengan demikian kemampuan hemoglobin untuk mengikat

oksigen adalah 7 cc per 100 mm3 darah.

Pengangkutan sekitar 200 mm3 C02 keluar tubuh umumnya berlangsung menurut reaksi

kimia berikut: O2 + H2O → (karbonat anhidrase) H2CO3

Tiap liter darah hanya dapat melarutkan 4,3 cc CO2 sehingga mempengaruhi pH darah

menjadi 4,5 karena terbentuknya asam karbonat.


Pengangkutan CO2 oleh darah dapat dilaksanakan melalui tiga cara yakni sebagai

berikut.

1. Karbon dioksida larut dalam plasma, dan membentuk asam karbonat dengan enzim

anhidrase (7% dari seluruh C).

2. Karbon dioksida terikat pada hemoglobin dalam bentuk karbomino hemoglobin (23%

dari seluruh CO2).

3. Karbon dioksida terikat dalam gugus ion bikarbonat (HCO3) melalui proses berantai

pertukaran klorida (70% dari seluruh CO2). Reaksinya adalah sebagai berikut:

CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO-3

Gangguan terhadap pengangkutan CO2 dapat mengakibatkan munculnya gejala asidosis

karena turunnya kadar basa dalam darah. Hal tersebut dapat disebabkan karena keadaan

Pneumoni. Sebaliknya apabila terjadi akumulasi garam basa dalam darah maka muncul

gejala alkalosis.

2.9 Energi dan Pernapasan

Energi yang dihasilkan oleh proses pernapasan akan digunakan untuk membentuk

molekul berenergi, yaitu ATP (Adenosin Tri Phospate). Selanjutnya, molekul ATP akan

disimpan dalam sel dan merupakan sumber energi utama untuk aktivitas tubuh. ATP berasal

dari perombakan senyawa organik seperti karbohidrat, protein dan lemak. Gula (glukosa)

dari pemecahan karbohidrat dalam tubuh diubah terlebih dahulu menjadi senyawa fosfat

yang dikatalisis oleh bantuan enzim glukokinase. Selanjutnya senyawa fosfat diubah

menjadi asam piruvat dan akhirnya dibebaskan dalam bentuk H₂O dan CO₂ sebagai hasil

samping oksidasi tersebut. Proses respirasi sel dari bahan glukosa secara garis besar,

meliputi tiga tahapan, yaitu proses glikosis, siklus Krebs, dan transfer elektron.

Pada pekerja berat atau para atlit yang beraktivitas tinggi, pembentukan energi dapat

dilakukan secara anaerobik. Hal ini disebabkan bila tubuh kekurangan suplai oksigen maka

akan terjadi proses perombakan asam piruvat menjadi asam laktat yang akan membentuk 2

mol ATP.

2.10 Frekuensi Pernapasan

Jumlah udara yang keluar masuk ke paru-paru setiap kali bernapas disebut sebagai

frekuensi pernapasan. Pada umumnya, frekuensi pernapasan manusia setiap menitnya


sebanyak 15-18 kali. Cepat atau lambatnya frekuensi pernapasan dipengaruhi oleh beberapa

faktor, diantaranya :

Usia. Semakin bertambahnya usia seseorang akan semakin rendah frekuensi

pernapasannya. Hal ini berhubungan dengan energi yang dibutuhkan.

Jenis kelamin. Pada umumnya pria memiliki frekuensi pernapasan yang lebih tinggi

dibandingkan dengan wanita. Kebutuhan akan oksigen serta produksi karbondioksida

pada pria lebih tinggi dibandingkan wanita.

Suhu tubuh. Semakin tinggi suhu tubuh seseorang maka aka semakin cepat frekuensi

pernapasannya, hal ini berhubungan dengan penigkatan proses metabolisme yang terjadi

dalam tubuh.

Posisi atau kedudukan tubuh. Frekuensi pernapasan ketika sedang duduk akan berbeda

dibandingkan dengan ketika sedang berjongkok atatu berdiri. Hal ini berhubungan erat

dengan energi yang dibutuhkan oleh organ tubuh sebagai tumpuan berat tubuh.

Aktivitas. Seseorang yang aktivitas fisiknya tingi seperti olahragawan akan

membutuhkan lebih banyak energi daripada orang yang diamatau santai, oleh karena itu,

frekuensi pernapasan orang tersebut juga lebih tinggi. Gerakan dan frekuensi pernapasan

diatur oleh pusat pernapasan yang terdapat di otak. Selain itu, frekuensi pernapasan

distimulus oleh konsentrasi karbondioksida (CO₂) dalam darah.

2.11 Gangguan Pada Sistem Respirasi

Sistem pernapasan manusia yang terdiri atas beberapa organ dapat mengalami

gangguan. Gangguan ini biasanya berupa kelainan atau penyakit. Penyakit atau

kelainan yang menyerang sistem pernapasan ini dapat menyebabkannya proses

pernapasan. Berikut adalah beberapa contoh gangguan pada sistem pernapasan manusia.

Emfisema, merupakan penyakit pada paru-paru. Paru-paru mengalami pembengkakan

karena pembuluh darah nya kemasukan udara.

Asma, merupakan kelainan penyumbatan saluran pernapasan yang disebabkan oleh

alergi, seperti debu, bulu, ataupun rambut. Kelainan ini dapat diturunkan. Kelainan

ini juga dapat kambuh jika suhu lingkungan.

Tuberkulosis (TBC), merupakan penyakit paru-paru yang disebabkan oleh

Mycobacterium tuberculosis. Bakteri tersebut menimbulkan bintil-bintil pada dinding


alveolus. Jika penyakit ini menyerang dan dibiarkan semakin luas, dapat

menyebabkan sel-sel paru-paru mati. Akibatnya paru-paru akan kuncup atau

mengecil. Hal tersebut menyebabkan para penderita TBC napasnya sering terengah-

engah.

Infuenza (flu), merupakan penyakit yang disebabkan oleh virus infuenza. Penyakit

ini timbul dengan gejala bersin-bersin, demam, dan pilek.

Kanker paru-paru. Penyakit ini merupakan salah satu paling berbahaya. Sel-sel

kanker pada paru-paru terus tumbuh tidak terkendali. Penyakit ini lama-kelamaan

dapat menyerang seluruh tubuh. Salah satu pemicu kanker paru-paru adalah

kebiasaan merokok. Merokok dapat memicu terjadinya kanker paru-paru dan

kerusakan paru-paru.

Merokok dapat menyebabkan perubahan struktur dan fungsi saluran pernapasan dan

jaringan paru-paru. Misalnya, sel mukosa membesar (disebut hipertrofi) dan kelenjar

mukus bertambah banyak (disebut hiperplasia). Dapat pula terjadi radang ringan,

penyempitan saluran pernapasan akibat bertambahnya sel sel dan penumpikan lendir,

dan kerusakan alveoli. Perubahan anatomi saluran pernapasan menyebabkan fungsi

paru-paru terganggu.

PEMBAHASAN

Peran sistem pernapasan adalah untuk mengelola pertukaran oksigen dan karbon

dioksida antara udara dan darah. Oksigen diperlukan oleh semua sel untuk menghasilkan

sumber energi, adenosin trifosfat (ATP). Karbon dioksida dihasilkan oleh sel-sel yang secara

metabolis aktif dan membentuk suatu asam yang harus dibuang dari tubuh. Untuk

melakukan pertukaran gas, sistem kardiovaskuler dan sistem respirasi harus bekerjasama.


Sistem kardiovaskuler bertanggung jawab untuk perfusi darah melalui paru. Sistem

pernapasan melakukan dua fungsi terpisah: ventilasi dan respirasi.

KONSEP FISIOLOGIS

VENTILASI

Ventilasi mengacu kepada pergerakan udara dari atmosir masuk dan keluar paru.

Ventilasi berlangsung secara bulk flow. Bulk flow adalah perpindahan atau pergerakan gas

atau cairan dari tekanan tinggi ke rendah.

Faktor yang mempengaruhi ventilasi :

Ventilasi ditentukan oleh variable-variabel dalam persamaan:

Dimana :

F: bulk flow udara.

P: Perbedaaan tekanan antara atmosfir dan tempat pertukaran gas (alveolus).

R: Resistensi yang di timbulkan oleh saluran nafas.

TEKANAN

Tekanan alveolus bervariasi pada setiap inspirasi dan mendorong aliran udara. Pada

awitan inspirasi rongga thoraks mengembang. Hal ini menyebabkan tekanan didalam

alveolus lebih rendah daripada tekanan atmosfir sehingga udara masuk ke dalam paru dari

atmosfir. Pada akhir inspirasi rongga thorak melemas, sehingga tekanan didalam alveolus,

yang terisi oleh udara inspirasi, memiliki tekanan lebih tinggi daripada tekanan atmosfir.

Udara kemudian mengalir keluar paru sesuai penurunan gradien tekanan.

RESISTENSI BRONKUS

Resistensi jalan napas biasanya sangat rendah. Resistensi dapat meningkat pada

keadaan-keadaan dimana otot polos bronkus berkonstriksi. Hal ini dapat menyebabkan

penurunan aliran udara kedalam paru. Resistensi berbanding terbalik dengan jari-jari

pangkat empat dari pembuluh. Dengan demikian, sewaktu saluran udara mengalami

konstriksi, walaupun ringan, konstiksi terhadap aliran udara meningkat bsecara bermakna.


F = P / R

Resistensi bronkus ditentukan oleh persarafan otot polos bronkus oleh sistem simpatis

dan parasimpatis.

PERSARAFAN BRONKUS

Persarafan para simpatis disalurkan ke otot polos bronkus melalui saraf vagus dan

menyebabkan kontraksi atau penyempitan jalan napas, sehingga terjadi peningkatan

resistensi dan pengurangan aliran udara.

Persarafan simpatis otot polos bronkus terjadi melalui serat-serat saraf dari ganglion

servikalis dan torakalis bagian atas dan menyebabkan relaksasi atau dilatsi bronkus. Hal ini

menurunkan resistensi dan meningkatkn aliran udara.

KONTROL SARAF ATAS RESPIRASI

Ventilasi dikontrol oleh pusat pernapasan dibatang otak bagian bawah didaerah medula

dan pons. Dimedula, terdapat neuron-neuron inspirasi dan ekspirasi yang melepaskan

muatan pada waktu-waktu yang berbeda dalam suatu pola kecepatan dan irama yang telah

ditentukan sebelumnya. Neuron-neuron respirasi menjalankan respirasi dengan merangsang

neuron-neuron motorik yang mempersarafi diafragma dan otot-otot antar iga.

NEURON MOTORIK YANG MENJALANKAN RESPIRASI

Ne uron motorik utama yang mengontrol otot pernapasan adalah saraf frenikus. Apabila

diaktifkan oleh neuron-neuron inspirasi pusat, maka saraf frenikus menyebabkan dada

mengembang dan udara mulai mengalir dari atmosfir ke dalam paru. Hal ini

disebut inspirasi.Seiring dengan berlanjutnya inspirasi, maka pelepasan muatan neuron-

neuon inspirasi sentral melambat dan pelepasan muatan neuron-neuron ekpirasi melambat,

sehingga aktivitas neuron motorik berhenti dan terjadi relaksasi diafragma dan otot antar iga.

Dada kembali mengempis dan udara mengalir keluar paru. Aliran udara keluar dari paru

adalah ekspirasi.

KEMORESEPTOR SENTRAL

Kemoreseptor sentral di otak berespons terhadap perubahan-perubahan konsentrasi ion

hidrogen didalam cairan cerebrospinalis. Peningkatan konsentrasi ion hidrogen

meningkatkan kecepatan pelepasan muatan kemoreseptor. Sebaliknya, penurunan


konsentrasi ion hidrogen menurunkan kecepatan pelepasan muatan kemoreseptor. Informasi

dari kemoreseptor sentral disalurkan kepusat pernapasan diotak yang, sebagai responnya,

meningkatkan atau menurunkan kecepatan pernapasan. Konsentrasi ion hidrogen biasanya

mencerminkan konsentrasi karbon dioksida. Dengan demikian, sewaktu kadar karbon

dioksida meningkat, kadar ion hidrogen meningkat, dan kecepatan pelepasan muatan

neuron-neuron inspirasi berkurang.

KEMORESEPTOR PERIFER

Kemoreseptor perifer terdapat diarteri karotis dan aorta dan memantau konsentrasi

oksigen didalam darah arteri. Reseptor-reseptor ini, yang disebut badan karotis dan aorta,

mengirim impuls mereka kepusat pernapasan dimedula dan pons terutama untuk

meningkatkan kecepatanventilasi sewaktu kadar oksigen rendah. Kemoreseptor ini kurang

sensitif daripada kemoreseptor sentral.

RESPIRASI

Respirasi mengacu kepada difusi gas-gas antara alveolus dan kapiler yang

memperfusinya. Respirasi berlangsung melalui difusi, yaitu perpindahan suatu gas sesuai

penurunan gradien konsentrasinya.

Faktor yang mempengaruhi respirasi :

Kecepatan difusi gas, misalnya oksigen dan karbon dioksida, ditentukan oleh persamaan

Di mana:

D = kecepatan difusi

Xa = konsntrasi gas dalam alveolus

Xc = konsentrasi gas dalam kapiler

SA = luas daerah yang tersedia untuk difusi

T = suhu larutan

d = jarak yang harus ditempuh difusi

k = konstanta fisika yang memperhitungkan

karakteristik-karakteristik nonvariabel gas, misalnya

berat molekul dan koefesien kelarutan spesifiknya.


D = ( Xa – Xc ) x SA x T

D x k

KONSENTRASI OKSIGEN DAN KARBON DIOKSIDA DALAM ALVEOLUS DALAM

KAPILER

Dalam keadaan normal konsentrasi oksigen didalam alveolus lebih tinggi daripada

didalam kapiler paru. Konsentrasi oksigen alveolus mencerminkan oksigen atmosfir,

sedangkan konsentrasi oksigen kapiler paru mencerminkan konsentrasi oksigen darah vena

sistemik. Darah vena sistemik memiliki konsentrasi oksigen yang rendah karena merupakan

darah yang kembali dari sirkulasi perifer dimana sebagian besar oksigen telah digunakan

oleh sel-sel. Besar konsentrasi oksigen berbanding lurus dengan tekanan parsial dan

biasanya dinyatakan dalam mmHg.

Dalam keadaan normal, tekanan parsial oksigen adalah sekitar 100mmHg didalam

alveolus dan 40 mmHg di dalam kapiler paru pada ketinggian permukaan laut. Karena

konsentrasi oksigen alveolus lebih besar daripada kapiler. Inilah cara bagaimana darah

deoksigenasi mengalami oksigenasi mengalami oksigenasi melalui respirasi.

Karbon dioksida secara normal berdifusi dengan arah berlawanan. Diudara

konsentrasi karbon dioksida rendah sehingga konsentrasinya di alveolus juga rendah

(40mmHg). Karena karbon dioksida adalah produk sisa metabolisme sel, maka konsentrasi

karbon dioksida dikapiler paru tinggi(46 mmHg). Dengan demikian, di paru karbon dioksida

akan berdifusi sesuai arah penurunan gradien konsentrasi, dari arah ke dalam alveolus

tempat gas tersebut kemudian dikeluarkan.

BAB IV

KESIMPULAN

4.1 KESIMPULAN

Dari pembahasan yang uraikan diatas dapat ditarik beberapa kesimpulan antara lain :


Sistem pernapasan merupakan sistem yang berfungsi untuk mengabsorbsi oksigen dan

mengeluarkan karbondioksida dalam tubuh yang bertujuan untuk mempertahankan

homeostasis. Fungsi ini disebut sebagai respirasi. Sistem pernapasan dimulai dari rongga

hidung/mulut hingga ke alveolus, di mana pada alveolus terjadi pertukaran oksigen dan

karbondioksida dengan pembuluh darah.

Sistem Pernapasan atau Respirasi adalah suatu proses mulai dari pengambilan oksigen

(O2), pengeluaran karbondioksida (CO2) hingga penggunaan energi di dalam tubuh. Sistem

respirasi itu sendiri mencakup semua proses pertukaran gas yang terjadi antara atmosfir

melalui rongga hidung → faring → laring → trakea → bronkus → paru-

paru → alveolus → sel-sel melalui dinding kapiler darah.

Organ-organ sistem pernapasan meliputi hidung, faring, laring, trakea, paru-paru atau

pulmo yang terdiri dari bronkus, brokiolus dan alveolus.

Mekanisme pernapasan meliputi pernapasan dada atau costal breathing dan pernapasan

perut atau diaphragmatic breathing yang melalui masing-masing dua fase yaitu fase inspirasi

dan ekspirasi yang melibatkan pernapasan eksternal (luar) dan pernapasan internal (dalam).

Gangguan pada sistem pernapasan bisa disebabkan karena terganggunya pengangkutan

O2 ke sel-sel atau jaringan tubuh (asfiksi) atau keracunan gas-gas berbahaya.

4.2 SARAN

Agar tidak terjadi gangguan pada sistem pernapasan kita, hindarilah polusi udara dan

gas-gas beracun, serta rawatlah paru-paru (pulmo) agar tetap bersih, karena paru-paru mudah

sekali terserang penyakit infeksi sehingga menimbulkan kerusakan jaringannya.

DAFTAR PUSTAKA

1. Athen. 2009. SISTEM RESPIRASI. http://athen89.blogspot.com/2009/05/sistem-respirasi.html

2. D, Wibowo, Daniel. 2005. Anatomi Tubuh Manusia. Jakarta : Grasindo


http://athen89.blogspot.com/2009/05/sistem-respirasi.html

http://athen89.blogspot.com/2009/05/sistem-respirasi.html

3. SISTEM RESPIRASI PADA MANUSIA. http://organisasi.org/proses-sistem-pernapasan-respirasi-pada-manusia-orang-belajar-biologi-online

4. 2008. SISTEM PERNAPASAN PADA MANUSIA.http://gurungeblog.wordpress.com/2008/11/01/sistem-pernapasan-pada-manusia/

5. 2009. SISTEM PERNAPASAN PADA MANUSIA.http://blog.unila.ac.id/sadina/2009/10/01/sistem-pernapasan-pada-manusia/

6. 2010. SISTEM RESPIRASI. http://blog.uin-malang.ac.id/bayyinatul/2010/07/09/sistem-respirasi-pada-manusia-bagian-1/

7. 2010. SISTEM RESPIRASI PADA MANUSIA.http://www.duniaedukasi.net/2010/05/sistem-respirasi-pada-manusia.html


http://www.duniaedukasi.net/2010/05/sistem-respirasi-pada-manusia.html

http://blog.uin-malang.ac.id/bayyinatul/2010/07/09/sistem-respirasi-pada-manusia-bagian-1/

http://blog.uin-malang.ac.id/bayyinatul/2010/07/09/sistem-respirasi-pada-manusia-bagian-1/

http://blog.unila.ac.id/sadina/2009/10/01/sistem-pernapasan-pada-manusia/

http://gurungeblog.wordpress.com/2008/11/01/sistem-pernafasan-pada-manusia/

http://organisasi.org/proses-sistem-pernapasan-respirasi-pada-manusia-orang-belajar-biologi-online

http://organisasi.org/proses-sistem-pernapasan-respirasi-pada-manusia-orang-belajar-biologi-online

Makalah respirasi

Documents

Transcript of Makalah respirasi