BIOTIK 48

Alat respirasi

Faring (tekak)Hulu kerongkonganPersimpangan antara rongga mulut ke Kerongkongan dengan rongga hidungKe tenggorokanLaring (pangkal tenggorokan)lempengan-lempengan tulang rawan yang membentuk jakunGlotis, lubang mirip celah yang menghubungkan trakea dengan laringSelaput suara, bergetar jika ada udara masukEpiglotis (anak tekak)katup pangkal tenggorokan katup penutup rongga hidung yang selalu dalam keadaan terbuka dan hanya akan menutup jika ada makanan yang masuk ke kerongkongan

Trakea (batang tenggorokan)Bentuk pipa lurus (10 cm) tersusun dari gelang-gelang tulang rawanDinding dalam dilapisi selaput lendir yang sel-selnya berambut getarBronkus (cabang batang tenggorokan)Lempengan tulang rawan dan dindingnya terdiri dari otot polosBronkus sebelah kanan bercabang menjadi3 bronkiolus, sebelah kiri bercabang 2.Bronkiolus (cabang bronkus)Dinding tipis dan tidak bertulang rawanBronkiolus bercabangcabang membentuk pembuluh halus, cabang terhalus masuk ke alveolusAlveolus (gelembung paru-paru)Dinding sangat tipis, elastis, mengandung kapiler darah, tempat difusi gas

Terletak dirongga dada, diatasdiafragma (sekat antara rongga dada dan rongga perut)Selaput elastis pembungkus paru-paru (pleura)Paru-paru terdiri dari 2 bagian :Paru kanan 3 gelambir, paru kiri 2.Bronkus dan bronkiolus di dalam paru-paru , bronkiolus bercabang-cabang membentuk pembuluh-pembuluh halus yang berakhir pada gelembung-gelembung halus (alveolus), 300 jt, luas permukaan 160 mOksigen dialveolus berdifusi menuju kapiler darah, diikat oleh Hb bentuk oksihemoglobin, diedarkan ke seluruh tubuh. Hb + 4 O2 Hb(O2)4Sampai kapiler seluruh tubuh, oksigen dilepaskan dari Hb, masuk ke sel tubuhPARU-PARU

a) Udara dihirup dari rongga hidung sampai ber-akhir dalam kantung udara mikroskopis ber-lobus yaitu alveolib) Epitelium tipis dan lembab yang melapisi per-mukaan bagian dalam alveoli membentuk per-mukaan respirasic) Hamparan kapiler yang sangat rapat dan mem-bungkus alveoli

INSPIRASIMuskulus interkostalis (otot antar tulang rusuk bagian luar) kontraksiTulang rusuk terangkatTulang dada kedepanVolume rongga dada membesarTekanan udara dalam dada menurunParu-paru mengembangTekanan udara paru-paru lebih rendah dari tekanan udara luarUdara luar masukEKSPIRASIMuskulus interkostalis (otot antar tulang rusuk) relaksasiTulang rusuk turunTulang dada kembali ke asalVolume rongga dada menyempitTekanan udara dalam dada meningkatParu-paru mengecilTekanan udara paru-paru lebih tinggi dari tekanan udara luarUdara keluar masukPERNAFASAN DADA

INSPIRASIOtot diafragma kontraksiDiafragma yang semula melengkung menjadi datarRongga dada dan paru-paru memgembangTekanan udara paru-paru lebih rendah dari tekanan udara luarUdara luar masukEKSPIRASIOtot diafragma relaksasiOtot dinding perut kontraksiAlat-alat dalam rongga perut ke atasDiafragma kembali melengkung (naik)Rongga dada dan paru-paru mengempisTekanan udara paru-paru lebih tinggi dari tekanan udara luarUdara keluar masukPERNAFASAN PERUT

Volume dan Kapasitas Paru-paruVolume paru-paru : Udara pernafasan (UP) / Volume tidal (VT) = 500 ml Volume udara hasil inspirasi dan ekspirasi setiap bernafas normal Udara Komplementer (UK) = 1,5 3 lt Udara yang masih dapat masuk ke paru-paru setelah inspirasi normal Udara Cadangan (UC) / Udara suplementer = 1,2-2 lt Udara yang masih dapat dikeluarkan setelah ekspirasi normal Volume residu (UR) = 1000 ml Udara sisa didalam paru-paru setelah ekspirasi maksimal

Volume dan Kapasitas Paru-paruKapasitas paru-paru Kapasitas fungsional inspirasi (KFI) = UK + UP Inspirasi maksimal jumlah udara yang dapat dihirup mulai dari ekspirasi normal dan mengembangkan paru-paru sampai jumlahnya maksimum (3500 ml) Kapasitas fungsional Residu (KFR) = UC + UR Ekspirasi Maksimal udara yang tersisa dalam paru-paru pada akhir ekspirasi normal (2300 ml) Kapasitas vital paru-paru (KV) = UK +UP/VT +UC Jumlah udara maksimum yang dapat dikeluarkan dari paru-paru setelah terlebih dulu mengisi paru-paru secara maksimum dan mengeluarkan sebanyak-banyaknya (4800 ml) Kapasitas total paru-paru (KT) = KV + UR Volume maksimum paru-paru (5-6 lt)

Frekuensi pernapasan dipengaruhi oleh: Umur Usia pertumbuhan butuh banyak energi, karena laju metabolisme tubuh lebih cepat, sehingga butuh banyak oksigen Jenis kelamin Laki-laki lebih banyak butuh energi, karena beraktivitas lebih banyak daripada perempuan Suhu tubuh Manusia bersifat homoiterm, suhu tubuh konstan karena mampu mengatur produksi panas dengan meningkatkan laju metabolisme. Suhu tubuh turun, tubuh meningkatkan metabolisme sehingga kebutuhan oksigen meningkat Posisi tubuh Berdiri, otot kontraksi, sehingga oksigen yang dibutuhkan lebih banyak dibandingkan saat duduk Kegiatan atau aktivitas tubuh Semakin banyak organ tubuh yang bekerja, semakin berat kerja organ tersebut, semakin tinggi kebutuhan energi, sehingga laju metabolisme dan irama pernafasan semakin cepat

Mekanisme pertukaran gas

Pertukaran gas terjadi di alveolus secara difusiFaktor-faktor yang mempengaruhi difusi gas melintasi membran adalah:1.Tekanan parsial gas (tekanan gas tertentu), Semakin tinggi tekanan parsial gas, semakin cepat proses difusi2.Permeabilitas membran respirasiLuas permukaan membran respirasiKecepatan sirkulasi darah diparu-paruKecepatan reaksi kimia yang terjadi didalam darah

Difusi di alveolusMasuknya oksigen dari luar menyebabkan tekanan parsial oksigen (PO2)di alveolus lebih tinggi dibandingkan di kapiler paru-paru, sehingga oksigen dalam alveolus bergerak menuju kapiler

Oksigen dikapiler diikat oleh Hb dalam eritrositReaksi antara Hb dengan O2 berlangsung secara reversibel (bolak-balik) yangdipengaruhi oleh : suhu, kosentrasi O2 dan CO2, tekanan parsial

Didalam sel tubuh, O2 digunakan untuk proses respirasi di mitokondriaSemakin banyak O2 yang digunakan sel-sel tubuh, semakin banyak CO2 yang Terbentuk, menyebabkan tekanan parsial CO2 (PCO2) dalam sel tinggi

O2 dalam paru ( Hb + 4O2 Hb(O2)4 )

Jaringan tubuh ( Hb(O2)4 Hb + 4O2 )

SEL ( O2 )

SITOSOL (anaerob)GlikolisisGlukosa Asam piruvat

MITOKONDRIA (aerob)

1. Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat Asetil Ko-A

2. Siklus Krebs Aseil Ko-A ATP / ENERGI CO2 Plasma darah H2O

CO2 di Plasma darah

1. CO2 terlarut

2. Hb + CO2 HbCO2 (25%)

3. CO2 + H2O H2CO3 (6-10%)

4. H2CO3 H + HCO3 (60-70%)Menuju kapiler paru-paru

H + HCO3 H2CO3 CO2 + H2Odifusi di alveolus siap dikeluarkan

ALVEOLUS

Hb + 4O2 Hb(O2)4

H + HCO3 H2CO3 CO2 + H2O JARINGAN

Hb(O2)4 Hb + 4O2 CO2 + H2O H2CO3 H + HCO3

Reaksi reversibel antara oksigen dan hemoglobin.

Mekanisme Pertukaran Oksigen dan Karbon dioksida

Pengaturan pernafasan1. Secara sadar Dipengaruhi oleh syaraf pusat (korteks cerebrum)2. Secara tidak sadar (otonom) Dipengaruhi oleh Medula oblongata Syaraf otonom dirangsang oleh zat kimia dalam darah ( CO2, O2, pH, H)

Reseptor kimia peka rangsang terdapat diMedula oblongataPeka rangsang terhadap peningkatan CO2 di darahPeka rangsang terhadap peningkatan H di darahPembuluh darah / reseptor periferPeka terhadap penurunan O2

Frekuensi pernafasan tinggiAda perintah dari korteks cerebrum (sadar)Ada peningkatan CO2 dan penurunan O2 dalam plasma darah (secara tidak sadar / saraf otonom)

Kelainan dan Penyakit pada Sistem Pernapasan Manusia Asma (penyumpatan saluran pernafasan, kontraksi kaku bronkiolus) TBC (radang pda alveolus, disebabkan Mycobacterium tuberculosis) Asfiksi (gangguan pengangkutan O2 ke jaringan) Asidosis (meningkatnya kadar asam karbonat dan bikarbonat darah) Sianosis (kebiruan pada kulit, akibat Hb deoksigenasi berlebihan) Difteri (Penyumpatan oleh lendir di faring dan laring akibat infeksi bakteri Corynebacterium diptherial) Emfisema (udara yang berlebihan diparu 2, robeknya dinding alveolus) Pneumonia (Alveolus berisi cairan dan eritrosit, akibat bakteri,virus) Hipoksia (kekurangan O2 dijaringan, menyebabkan kematian sel-sel) Wajah adenoid (Penyempitan saluran pernafasan akibat pembengkakan polip / amandel) Kanker paru-paru (perokok, terpapar debu asbes, kromium, produk petrolium, radiasi ionisasi)

Kelainan dan Penyakit pada Sistem Pernapasan ManusiaMacam-macam peradangan Rinitis (radang pada rongga hidung, akibat virus dan alergi) Faringitis (radang akibat bakteri Streptococcus) Laringitis Bronkitis Sinusitis (radang pada sinus didaerah pipi kiri dan kanan batang hidung)

Sistem Pernapasan PoriferaPada Porifera, oksigen masuk secara difusi melalui sel-sel permukaan tubuhnya.Sistem Pernapasan CoelenterataPada Coelenterata, oksigen masuk secara difusi melalui sel-sel permukaan tubuh dan melalui alat bantu berupa sifonoglifa.

Sistem Pernapasan CacingPada cacing, pertukaran gas terjadi pada permukaan tubuhnya (integumen).

Sistem Pernapasan SeranggaPada serangga, pertukaran gas dari jaringan dengan udara dilakukan dengan menggunakan sistem pembuluh trakea. Sistem pembuluh trakea pada serangga.

Sistem Pernapasan IkanLENGKUNG INSANG Jaringan tulang rawan Terdapat rigi-rigi (alat penyaring) Warna putihLEMBAR INSANG Warna merah, banyak pembuluh darah Tempat pertukaran gas antara darah dan air Seperti sisirINSANG Bentuk baris-baris yang saling berhubungan pada lengkung insang Tiap sisi terdapat 5/7 baris insang Baris insang dipisahkan dengan celah insang

STRUKTUR DAN FUNGSI INSANG IKANIkan secara terus-menerus memompa air melalui mulut dan di atas lengkung insang, dengan menggunakan pergerakan terkoordinasi dari rahang dan operkulum untuk ventilasi iniDarah yang mengalir melalui kapiler di dalam lamela akan mengambil oksigen dari air

Perhatikan bahwa air mengalir di atas lamela dengan arah yang berlawanan dengan aliran darah, suatu pengaturan yang disebut lawan arus yang meningkatkan pemindahan oksigen dari air ke darah

INSPIRASI

Celah mulut tertutup

Tutup insang bergerak ke samping

Selaput tutup insang tetap menempel

Rongga mulut membesar

Tekanan udara mengecil

Celah mulut terbuka

Air dan oksigen terlarut masukEKSPIRASI

Air masuk ke rongga mulut

Celah mulut menutup

Tutup insang bergerak menjauhiTubuh

Selaput insang terbuka

Air keluar dari celah insang

Bersentuhan dengan lembaranInsangO2 berdifusi ke kapilerCO2 berdifusi dari kapiler ke air

Pertukaran gas terjadi padaFase ekspirasi

Sistem Pernapasan KatakPada katak, proses respirasi dilakukan dengan menggunakan paru-paru.

Mekanisme respirasi katak.

Sistem Pernapasan ReptilPada reptil, proses respirasi dilakukan dengan menggunakan paru-paru.

Lubang hidung (nares)

Trakea siring

Bronkus kiri Bronkus kanan

Mesobronkus Mesobronkus

Ventrobronkus DorsobronkusBagian ventral Bagian dorsal

Dihubungkan oleh ParabronkusTempat bermuara kapiler darahTempat difusi udaraTidak memiliki alveolus

Sistem Pernapasan BurungPada burung, proses respirasi dilakukan dengan menggunakan paru-paru. Saccus Pneumaticus

Kantung berselaput tipis Berhubungan dengan paru-paru Tidak terjadi difusi gas Hanya berfungsi * Penyimpan cadangan O2 * Meringankan tubuh

Fungsi lain : * Membantu pernafasan pada waktu terbang * Membesar ruang siring * Mengatur berat jenis tubuh * Menyelubungi alat-alat dalam untuk mencegah kedinginan * Mengatur suhu tubuh (mencegah hilangnya panas badan terlalu besar

Sistem Pernapasan BurungRESPIRASI BURUNG

Tidak terbang/hinggap Bernafas biasa Mengisi paru-paru dan pundi hawa

Terbang Tidak menghirup melalui hidung Kebutuhan oksigen diperoleh dari pundi hawa Rongga dada tidak aktif bergerak karena tulang dada dan tulang rusuk tempat perlekatan otot-otot untuk terbang

INSPIRASI

Tulang rusuk terangkat

Volume rongga dada meningkat

Tekanan udara menurun

Paru-paru mengembang

Udara masuk

Paru-paru dan pundi-pundi hawaEKSPIRASI

Tulang rusuk ke posisi awal

Volume rongga dada menurun

Tekanan udara meningkat

Udara keluar dariParu-paruPundi-pundi hawa ke paru paruTIDAK TERBANG / HINGGAP

Fase inspirasi dan ekspirasi pada respirasi burung. Pengambilan O2 berlangsung baik pada waktu :

INSPIRASI dari luarEKSPIRASI dari pundi hawa

Pengambilan O2 jadi efektif

Sayap di angkat

Pundi hawa antar korakoid terjepit

O2 masuk ke pundi hawa diketiakUdara lewat paru-paru

Terjadi inspirasiSayap digerakkan ke bawah

Pundi hawa diketiak terjepit

O2 masuk ke pundi hawa antarKorakoid Udara lewat paru-paru

Terjadi ekspirasiBURUNG TERBANG

*******