Secara umum, respirasi terdiri dari dua proses: respirasi eksternal dan respirasi internal. Respirasi eksternal meliputi pertukaran gas (oksigen dan karbon dioksida) antara cairan interstisial tubuh dengan lingkungan luar. Tujuan dari respirasi eksternal adalah untuk memenuhi kebutuhan respirasi sel. Respirasi internal adalah proses absorpsi oksigen dan pelepasan karbon dioksida dari sel. Proses respirasi internal ini disebut juga respirasi selular, terjadinya di mitokondria. Berikut adalah tahapan-tahapan dalam respirasi eksternal:1. Ventilasi : udara bergantian dimasukkan dan di keluarkan dari paru sehingga udara dapat dipertukarkan antara atmosfer dan alveolus. Kecepatan ventilasi diatur untuk menyesuaikan aliran udara antara atmosfer dan alveolus sesuai dengan kebutuhan metabolic tubuh.2. Difusi : O2 dan CO2 dipertukarkan antara udara di alveolus dan darah dalam kapiler paru.3. Perfusi : darah mengangkut O2 dan CO2 antara paru dan jaringan.Mekanisme pernapasan diatur dandikendalikan olehdua faktorutama :

(a) kimiawi,dan

(b)pengendalianolehsaraf.

Pengendalianolehsaraf : Pusatpernapasanialahsuatupusatotomatikdidalam medula oblongata, kalau dirangsang makapusat itu mengeluarkan impuls yang disalurkan olehsaraf spinalis ke otot pernapasan-yaitu otot diafragma dan otot interkostalis. Melaluibeberapa radix saraf servikalis impuls ini diantarkanke diafragma oleh saraf frenikus dan di bagian yang lebih rendah pada sumsum belakang, impulsnya berjalan dari daerah torax melalui saraf interkostalis untuk merangsang otot interkostalis. Impul sini menimbulkan kontraksi ritmik pada otot diafragma dan interkostal yang kecepatan kira-kira lima belas kali setiap menit. Impuls aferen yang dirangsang oleh pemekaran gelembung udara, diantarkan oleh saraf vagus ke pusat pernapasan di dalam medula.

Pengendalian secara kimiawi : Faktor kimiawi ini ialah faktor utama dalam pengendalian dan pengaturan frekuensi, kecepatan dan gerakan pernapasan. Pusat pernapasan di dalam sumsum sangat peka pada reaksi : kadar alkali darah harus dipertahankan. Karbon dioksida adalah produk asam dari metabolisme, dan bahan kimia yang asam ini merangsangpusatpernapasanuntukmengirimkeluarimpulssarafyangbekerjaatasototpernapasan.

PERMULAAN RESPIRASI : KONTRAKSI OTOT INSPIRASISebelum inspirasi dimulai, otot-otot pernapasan berada dalam keadaan lemas, tidak ada udara yang mengalir, dan tekanan intra-alveolus setara dengan tekanan atmosfer. otot inspirasi utama adalah diafragma dan otot intercostal eksternal. Pada awitan inspirasi, otot ini dirangsang untuk berkonstraksi sehingga rongga thorax membesar. Diafragma dalam keadaan melemas berbentuk kubah yang menonjol ke atas ke dalam rongga thorax. Ketika berkontraksi pada stimulasi saraf frenikus, diafragma turun dan memperbesar rongga thorax dengan meningkatkan ukuran vertical. Dinding abdomen, jika melemas, menonjol keluar sewaktu inspirasi, karena diafragma yang turun menekan isi abdomen ke bawah dan depan.Pada saat rongga toraks mengembang, paru juga dipaksa mengembang untuk mengisi rongga toraks yang membesar. Sewaktu paru mengembang, tekanan intraalveolus menurun karena molekul dalam jumlah yang sama kini menepati volume ruang yang lebih besar. Pada inspirasi biasa, tekanan intraalveolus menjadi 759 cmHg. Karena tekanan intraalveolus sekarang lebih rendah dari tekanan atmosfer, udara mengalir masuk ke paru mengikuti penurunan gradient tekanan dari tekanan tinggi ke rendah. Udara terus mengalir ke dalam paru sampai tidak lagi terdapat gradient. Dengan demikian, pengembangan paru bukan disebabkan oleh perpindahan udara ke dalam paru, melainkan udara mengalir ke dalam paru karena turunnya tekanan intraalveolus akibat paru yang mengembang. Selama inspirasi, tekanan intrapleura turun ke 754 mmHg akibat pengembangan toraks.

PERMULAAN EKSPIRASI : RELAKSASI OTOT INSPIRASI

Pada akhir inspirasi, otot-otot inspirasi melemas. Saat melemas, diafragma kembali ke bentuknya seperti kubah. Sewaktu otot antariga eksternal melemas, sangkar rusuk yang terangkat turun karena adanya gravitasi, dan dinding dada dan paru yang teregang kembali menciut ke ukuran prainspirasi karena adanya sifat elastik, seperti membuka balon yang sebelumnya sudah ditiup. Sewaktu paru menciut dan berkurang volumenya, tekanan intraalveolus meningkat, karena jumlah molekul udara yang lebih besar yang terkandung di dalam volume paru yang besar pada akhir inspirasi sekarang terkompresi ke dalam volume yang lebih kecil. Pada ekspirasi istirahat, tekanan intraalveolus meningkat menjadi 761 mmHg. Udara sekarang keluar paru mengikuti penurunan gradien tekanan dari tekanan intraalveolus yang tinggi ke tekanan atmosfer yang lebih rendah. Aliran keluar udara berhenti jika tekanan intraalveolus menjadi sama dengan tekanan atmosfer dan tidak lagi terdapat gradien tekanan.

Dalam keadaan normal, ekspirasi adalah suatu proses pasif karena terjadi akibat penciutan elastik paru saat otot-otot inspirasi melemas tanpa memerlukan kontraksi otot atau pengeluaran energi. Sebaliknya inspirasi selalu aktif karena hanya ditimbulkan oleh kontraksi otot inspirasi dan menggunakan energi.