Eva Tyas Utami

Mengetahui struktur organ penyusun sistem respirasi pada vertebrata

Mengetahui proses pernafasan pada vertebrata

Mengetahui struktur dan fungsi bagian konduksi dan bagian respirasi pada sistem respirasi

Mengetahui struktur histologi organ penyusun sistem respirasi

• Sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran O2 dan CO2 antara organisme dengan ligkungan

• Fungsi non respiratoris: menghasilkan bunyi, memberi sensasi olfaktori ke sistem saraf pusat

Mitochondria

1. Ventilation

Ven

tila

tory

su

rface Environment

3. Circulation 2. Gas exchange

4. Cellular respiration

Circulatory system

Blood

Respiratory system

RESPIRATION -------------------- CELLULAR RESPIRATION

Respirasi External

• Pertukaran gas (O2 dan CO2) antara organisme dengan lingkungan

Respirasi Internal

• Pertukaran gas antara darah dengan sel/jaringan tubuh, pengambilan O2 dan pembuangan CO2

tipis difusi mudah

permukaan membran selalu basah

adanya kontak dengan lingkungan vascularisasi harus baik sirkulasi lancar

kulit

insang

pulmo (paru)

Organ respirasi : insang

Organ respirasi tambahan: labyrint, pneumatocyst

Bangunan seperti sisir (filament insang) yang kaya pembuluh darah

Archus Branchialis

Filament insang

Gill raker

operculum

Amphibian

Bernafas menggunakan insang ketika

larva

Fungsi

organ respirasi tambahan

organ hidrostatik / kesetimbangan

organ untuk menghasilkan /menerima suara ( kontraksi otot-otot/vibrasi suara)

Pneumatocyst

labyrint

Udara luar bersama air cavum oris insang (pertukaran gas) O2 dibawa ke seluruh tubuh bersama aliran darah, CO2 keluar melalui bagian belakang operkulum

Organ respirasi utama: pulmo Struktur bervariasi

Sistem respirasi dibagi mjd 2 bagian: 1. Bagian Konduksi : rongga hidung, pharynx, larynx,

trachea, bronchus primer-sekunder-tersier, bronchiolus besar, bronkiolus terminalis

2. Bagian Respirasi: bronkiolus respiratorius, ductus

alveolaris, alveolus (merupakan satuan struktural paru)

Fungsi:

1. Menyediakan sarana mengalirnya udara masuk dan keluar dari paru

dilengkapi : tulang rawan (mencegah kolaps), serat elastin dan kolagen (fleksibel), dan otot polos ( mengatur aliran udara)

2. Menyiapkan udara yang masuk

dilapisi : epitel respirasi khusus, kelenjar mukosa dan submukosa, jaringan vascular.

Udara masuk vibrisae menyaring partikel besar di fosa nasal, lapisan mucus menyaring partikel halus dan gas-gas tertentu.

Mucus dan secret serosa berfungsi melembabkan udara

Jaringan vascular menghangatkan

Terdapat 5 tipe sel epitel respirasi: › PCC

› sel goblet menghasilkan mukus

› sel sikat (Brush Cell)

› sel basal

› sel granul kecil

Bagian konduksi --- bagian respirasi :

› Epitel kolumner berlapis semu bersilia ( pipih), sel goblet, tulang rawan << (dari bentuk C ke bentuk pipih),

› Otot polos dan serabut elastin >>

Fungsi:

untuk pertukaran gas dari dan keluar darah

Meliputi: bronkiolus respiratorius, ductus alveolaris, alveolus

LARYNG

sangat sederhana

disusun oleh sepasang kartilago : arythenoid (elips) dan crichoidea ( Y/U )

Fungsi laryng:

- memasukkan dan mengeluarkan udara

- menghasilkan suara

(pd Anura jantan tdpt vocal cord utk resonansi)

Trachea:

› tidak berkembang dengan baik, pendek sepanjang leher ( 4 – 5 cm)

› epitel bersilia

Bronchus:

› Sangat pendek

letak : di rongga pleuroperitonium

sangat sederhana (pada Anura membulat, pada Urodela memanjang) saccus berdinding tipis dan licin, sedikit penonjolan ke arah dalam untuk menambah luas permukaan respirasi.

Amphibi memerlukan kulit sebagai alat respirasi selain pulmo

Rana

Necturus

LARYNG

disokong oleh kartilago arythenoid dan cricoidea

Pada Crocodile:

- Terdapat kartilago thyroidea

- Terdapat vocal cord

Trachea: annulus trachealis tersusun utuh

Bronkus : annulus bronkialis

Pulmo:

› Letak : rongga pleuroperitoneum

› lebih kompleks permukaan dalam diperluas oleh tonjolan dengan sekat-sekat pemisah (saluran) sebagai lipatan entoderm. Paru-paru tampak “spongy”

› pada ular: bentuk kantong sederhana

› pada Lacertilia, buaya, kura-kura : bentuk bersekat-sekat

Larynx : › Kurang berkembang › Terdapat kantong suara tidak untuk

menghasilkan suara Trachea : › Panjang ( = panjang leher) › Untuk memperkeras suara › Disokong oleh annulus trachealis yang

tersusun utuh

Bronkhus: › Disokong oleh kartilago yang disebut

annulus bronkialis › Bagian lateral berupa cartilago, bagian

medial berupa membran (cincin tidak menutup) karena ada alat suara / syrinx

Syrinx untuk menghasilkan suara › Modifikasi annulus trachealis posterior dan

annulus bronkialis anterior › Di daerah trachea syrinx trachealis › Di daerah bronkus syrinx bronkialis › Di daerah bifurcatio trachea syrinx

bronkhio-trachealis › Kerja dibantu otot syrinx dan trachea

untuk memperbesar dan memperkecil suara

Pulmo

› unik secara morfologi

›Ukuran relatif kecil, kompak, vascularisasi sangat baik, menempel di costae dan vertebra thoracalis

›Terbentuk diverticula dari paru berupa saccus pneumaticus (kantong udara)

Saccus pneumaticus: › Bronkus primer bronkus sekunder bercabang-

cabang lebih kecil: parabronchus membentuk anyaman-anyaman kapiler udara : vena capilaria (air capiler) berdinding tipis, penuh kapiler, berfungsi: membrana respiratorius

› Berdasar letaknya: ada 5/6 pasang : di daerah cervix / leher : saccus cervicalis

di daerah clavicula : saccus interclavicularis

di daerah thorax : saccus thoracalis (anterior dan posterior)

di daerah abdomen : saccus abdominalis

diantara dua lapisan otot pectoral : saccus axillaries

› Hubungan saccus pneumaticus dengan parabronkus melalui recurrent bronchus / sacco bronchus

(a) Bird respiratory system

trachea

lungs

air sacs

(b) Parabronchi in lung tissue

As bird brethes out, oxygenated air from the air sacs is forced back through the lungs, allowing the bird

to extract oxygen even as it exhales

Peran Saccus Pneumaticus › membantu alat pernafasan (menampung udara

pernafasan yang masuk, pertama kali – mengatur pertukaran udara

› mengatur suhu tubuh / thermoregulator (kenaikan suhu karena gerakan otot ketika terbang)

› pendingin gonad (saccus abdominalis dekat dgn gonad) membantu proses spermatogenesis

› menghasilkan suara › mengurangi gravitasi pada waktu terbang

Pada burung yg terbang tinggi kemudian menyelam saccus pneumaticus di bawah kulit (subkutaneus) dan saccus interclavicularis sebagai bantalan / penyangga

Inspirasi (burung istirahat)

Udara luar cavitas oris trachea bronkus primer (mesobronkus) bronkus sekunder saccus pneumaticus ( saccus abdominalis dan saccus thoracalis posterior). Dibantu otot-otot intercostal yang menaikkan dan menurunkan sternum

Expirasi (terjadi pertukaran gas)

Udara dari saccus pneumaticus

sacco bronchus / recurrent bronchus

paru parabronkhus kapiler-kapiler

udara (air capilair) (terjadi pertukaran udara) bronkus sekunder

mesobronkhus :

trachea udara keluar

Kantung udara lagi ( terjadi resirkulasi)

Trachea

Anterior air sacs fill with air from lungs

Anatomy of the avian respiratory system

Anterior air sacs

Parabronchi

Posterior air sacs

Lung

One-way airflow through the avian lung

Lungs empty.

Posterior air sacs fill with outside air

Lungs fill with air from posterior sacs.

Anterior air sacs empty

Posterior air sacs empty

Gbr anatomi pulmo vertebrata

Nasal : karakteristik pada mammal

Saluran hidung:

› vestibular : epitel squamosum, rambut-rambut, kelenjar keringat dan kelenjar minyak

› respiratory : epitel respirasi, kelenjar mucus dan serous

› olfactory : epitel olfactory terdapat akhiran syaraf untuk membaui

Larynx :

› lebih kompleks, tersusun oleh: kartilago arythenoidea, cricoidea, dan thyroidea (khas). Ketiganya termasuk dalam kartilago hyaline

› Kartilago thyroidea yang terbesar, pada jantan terdapat penonjolan yang disebut Apple’s Adam

Glottis › Letak di pintu masuk ke dalam larynx, pada

yang jantan ada pita suara yang lebih lebar

› bangunan khusus: epiglottis

› Fungsi epiglottis : melindungi glottis sewaktu makanan masuk esophagus.

laryng manusia

Trachea › ukuran sama dengan panjang leher (4 –5

inchi) › tersusun: kartilago hyaline/fibrosa

membentuk annulus trachealis

Dari trachea akan terbentuk pohon respirasi/cabang respirasi.

Trakhea bercabang membentuk bronkus primer masuk ke paru, bercabang membentuk bronkus sekunder bronkus tersier bronkiolus besar bronkiolus terminalis bronkiolus respiratorius duktus alveolaris saccus alveolaris alveolus

Gambar Pohon Respirasi

Dinding bronkus dan trachea tersusun 3 lapisan:

› luar : jaringan ikat

› tengah : cincin kartilago dengan serabut otot polos

› dalam : epitel bersilia

Bronkioli dan saluran-saluran berikutnya makin lama makin kecil dinding makin lama makin tipis pada bronkiolus : kartilago hilang sel bersilia diganti sel squamosum

Pulmo: › Letak di rongga dada (thorax)

› Secara umum terbagi dalam lobi-lobi ( kanan lebih banyak)

› Dilapisi oleh pleura parietal dan visceral, terdapat rongga pleura

› Membran pleura : kaya kapiler dan pembuluh limfa, cairan serosa sbg pelumas

› Saat pleura mengembang udara dari luar dihirup secara pasif

› Saat rongga pleura mengempis udara didorong keluar dari pulmo

TRACHEA Tunika Mukosa

Epitel kolumner semu bersilia (gambar 12), sel goblet/sel piala, lamina propria: gland. kecil & jar. limfatik

Tunika Submukosa: Jaringan ikat longgar

Tunika Muscularis Tunika Kartilaginea:

Kartilago hyaline (C atau Y) : annulus trachealis, otot polos transversal

Tunika Adventisia: • Jaringan ikat dengan serat elastin dan retikuler

BRONKUS INTRAPULMONAR › Tunika Mukosa:

Membentuk lipatan longitudinal, epitel kolumner berlapis semu selapis, bersilia

› Tunika Submukosa: Glandula seromukus dan mucus

(bronkiolus : -) › Tunika Musculer:

Otot polos mengelilingi bronkus › Tunika Kartilaginea:

Kartilago hyaline ( C/Kepingan) -- annulus bronkialis, bronkkiolus

- Tunika Adventisia

BRONKIOLUS RESPIRATORIUS dan ALVEOLUS

Bronkiolus Respiratorius : 0,5 mm, epitel kolumner bersilia -- tanpa silia,

tanpa sel piala dinding: jaringan ikat dengan serat kolagen dan

elastin, otot polos Alveoli : Terdiri : 2 – 4 alveolus bagian terminal

percabangan bronkus, struktur mirip sarang lebah

Tdpt 300 juta alveoli Septum / dinding interalveolaris:

dua lapis epitel pipih selapis ( sel endotel dan sel epitel alveolar)

kapiler serat elastin dan retikuler fibroblast dan makrofag

Gbr anatomi trachea: tdpt annulus trachealis

Histologi trachea

Histologi bronkus sekunder

alveolus dan ductus alveolaris

alveolus

Carbon dioxide diffuses

out of the blood plasma

into the alveoli

Oxygen diffuses into the

blood capillary and

combines with

haemoglobin in red

blood cells to form

oxyhaemoglobin

Blood leaving the blood

capillaries (higher

partial pressure of

oxygen, lower partial

pressure of carbon

dioxide)

Blood entering the

blood capillary

(higher partial

pressure of carbon

dioxide, lower partial

pressure of oxygen)

Capillaries wall

Blood

capillaries

Oxygen

Carbon

dioxide

Exhaled air

Inhaled air

Red blood

cell

O2 dalam jar darah: terlarut di plasma

atau terikat pd gugus heme pd Hb

O2

O2

O2 dissolved in plasma (~ PO2) < 2%

O2 dissolved in plasma

O2 + Hb Hb•O2

> 98%

Hb + O2 Hb•O2

ARTERIAL BLOOD

Alveolar

membrane

Alveolus

Capillary

endothelium

Transport

to cells

Red blood cell

Cells

Used in

cellular

respiration