LAPORAN BIOLOGI DASARACARA 4SISTEM RESPIRASI

Nama: AISYAH FATHIRIN NURIL JANNAHNIM: 120210101048Kelas: B

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN MATEMATIKAJURUSAN PENDIDIKAN MIPAFAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKANUNIVERSITAS JEMBERSemester Genap 2012 2013 LAPORAN BIOLOGI DASARACARA 4

I. Judul Sistem Respirasi.

II. Tujuan Mengetahui kapasitas vital paru-paru pada manusia.

III. Dasar TeoriPernapasan atau respirasi merupakan serangkaian langkah proses pengambilan oksigen dan pengeluaran sisa berupa karbondioksida dan uap air. Oksigen diperlukan oleh seluruhsel-sel tubuh dalam reaksi biokimia (oksidasibiologi) untuk menghasilkan energi berupa ATP (adenosin tri phosphat). Reaksi tersebut menghasilkan zat sisa berupa karbondioksida dan uap air yang kemudian dihembuskan keluar. Jadi tujuan respirasi sebenarnya adalah untuk membentuk ATP yang diperlukan untuk seluruh aktivitas kehidupan (Isahi, 2012).Istilah bernapas seringkali diartikan dengan respirasi, walaupunsecara harfiah sebenarnya kedua istilah tersebut berbeda. Pernapasan(breathing) artinya menghirup dan menghembuskan napas. Oleh karenaitu, bernapas diartikan sebagai proses memasukkan udara dari lingkunganluar ke dalam tubuh dan mengeluarkan udara sisa dari dalamtubuh ke lingkungan. Sementara, respirasi (respiration) berarti suatuproses pembakaran (oksidasi) senyawa organik (bahan makanan) didalam sel sehingga diperoleh energi.Energi yang dihasilkan dari respirasi sangat menunjang sekaliuntuk melakukan beberapa aktifi tas. Misalnya saja, mengatur suhu tubuh,pergerakan, pertumbuhan dan reproduksi. Oleh karena itu, kegiatanpernapasan dan respirasi sebenarnya saling berhubungan.Sistem pernapasan manusia merupakan sistem pernapasan yangkompleks dan ditunjang oleh alat-alat yang kompleks pula (Maulana1, 2012).Sistem respirasi terdiri atas organ-organ yang berfungsi dalam aktivitas metabolisme khususnya produksi atau perubahan dari energi kimia yang terikat dalam materi organik menjadi energi siap pakai (ATP) dalam sel. Hewan umumnya memiliki organ respirasi yang bermacam-macam tergantung pada habitat dan pola adaptasinya. Selain itu, tingkatan evolusi juga menentukan macam organ respirasinya.Secara khusus organ respirasi merupakan media pertukaran O2 dan CO2 dari dalam dan luar tubuh. Organ ini pada ujungnya merupakan suatu bentuk membran yang sangat tipis, sehingga memungkinkan proses difusi antara lingkungan luar dengan dalam tubuh (Tim Dosen Pembina, 2013: 13).Berdasarkan tempat terjadinya pertukaran gas O2dan CO2, pernapasan dapat dibedakan menjadi dua, yaitu: Pernapasan luar/respirasi eksternal, yaitu pertukaran O2dalam alveolus dengan CO2dalam darah. Pernapasan dalam/respirasi internal, yaitu pertukaran gas O2dengan CO2 dari aliran darah dengan sel-sel tubuh (Isahi, 2012).Pada hewan, pernapasan (respirasi) berlangsung karena peranan berbagai organ dalam system pernapasan, seperti kulit, insang (branchia), paru-paru (pulmo) atau trakea. Pada dasarnya, struktur iniberbeda bentuknya, akan tetapi sama fungsinya. Masing-masing bentuk alat respirasi ini mempunyai suatu membrane permeable yang lembab atau basah, yang dapat dilewati oleh molekul oksigen maupun karbon dioksida dengan cara difusi. Tekanan parsiil oksigen dalam udara atau air, lebih besar daripada yang terdapat dalam tubuh hewan oleh karena terus menerus digunakan, sehingga oksigen cenderung untuk terus menerus masuk lewt membrane yang memungkinkan untuk itu. Sebaliknya, tekanan parsiil karbondioksida lebih besar didalam tubuh hewan, sehingga ada kecenderungan CO2ke luar untuk melewati membrab tersebut (Suntoro, 2001: 137).Organ-organ atau bagian-bagian dan saluran pernapasan pada manusia terdiri atas beberapa bagian, yaitu:1. Hidung, organ pernapasan yang letaknya paling luar dan merupakan jalan masuknya udara. Pada permukaan rongga hidung terdapat rambut-rambut halus dan selaput lendir yang berfungsi menyaring udara yang masuk dari debu atau benda lainnya. Di dalam rongga hidung terjadi penyesuaian suhu dan kelembapan udara sehingga udara yang masuk ke paru-paru tidak terlalu kering ataupun terlalu lembap.2. Faring (tekak), merupakan persimpangan antara rongga mulut ke kerongkongan dengan rongga hidung ke tenggorokan.3. Laring (pangkal tenggorokan), di dalamnya terdapat pita suara (syrink). Ketika udara melewati pita suara, pita suara akan bergetar dan menghasilkan suara.4. Trakea (tenggorokan), dindingnya terdiri atas epitel yang bersilia (bagian dalam), cincin tulang rawan yang berotot polos (tengah), dan jaringan ikat (lapisan luar). Trakhea merupakan jalan nafas dari hidung ke paru-paru. Trakea memanjang dari leher ke rongga dada atas. Di dalam rongga dada, trakea ini bercabang dua, setiap cabangnya masuk menuju paru-paru kanan dan paru-paru kiri.5. Bronkus, adalah percabangan trakhea ke kiri dan ke kanan.6. Bronkiolus, percabangan bronkus yang berakhir pada alveolus.7. Alveolus (gelembung paru-paru), banyak mempunyai kapiler darah, di sinilah terjadi pertukaran O2dan CO2. Kumpulan alveolus inilah yang membentuk paru-paru (pulmo). Paru-paru dibungkus oleh selaputpleurarangkap dua, dan di antara keduanya terisi oleh cairan limfe (Armansyah, 2012).Inspirasi merupakan proses pemasukan udara yaitu oksigen ke dalam tubuh sedangkan ekspirasi merupakan proses pengeluaran udara yaitu CO2 dan uap air dari dalam tubuh.Inspirasi merupakan proses aktif. Kontraksi otot inspirasi akan meningkatkan volume intratoraks. Tekanan intrapleura di bagian basis paru-paru akan turun dari nilai normal sekitar -2,5 mmHg (relatif terhadap tekanan atmosfer) pada awal inspirasi, menjadi -6 mmHg. Jaringan paru-paru akan semakin teregang. Tekanan di dalam saluran udara menjadi sedikit lebih negatif, dan udara mengalir ke dalam paru-paru. Pada akhir inspirasi, daya recoil paru-paru mulai menarik dinding dada kembali ke kedudukan ekspirasi, sampai tercapai keseimbangan kembali antara daya recoil jaringan paru-paru dan dinding dada. Tekanan di saluran udara menjadi sedikit lebih positif, dan udara mengalir meninggalkan paru-paru. Selama pernapasan tenang, ekspirasi merupakan proses pasif yang tidak memerlukan kontraksi otot untuk menurunkan volume intratoraks. Namun pada awal ekspirasi, sedikit kontraksi otot inpirasi masih terjadi. Kontraksi ini berfungsi sebagai peredam daya recoil paru-paru dan memperlambat ekspirasi.Pada inspirasi kuat, tekanan intrapleura turun mencapai -30 mmHg sehingga pengembangan jaringan paru-paru menjadi lebih besar. Bila ventilasi meningkat, derajat pengempisan jaringan paru-paru juga ditingkatkan oleh kontraksi aktif otot ekspirasi yang menurunkan volume intratoraks (Ganong, 2008: 673-674).O2 dalam udara yang diinspirasi dalam rangka pergerakan respirasi mencapai alveoli paru-paru (ventilasi), dimana O2 berdifusi ke dalam darah. O2 diangkut dalam darah ke jaringan, dimana O2 berdifusi ke mitokondria di dalam sel. CO2 yang dibentuk di sini bergerak dalam arah yang berlawanan. Dengan demikian gas respirasi di angkut secara bergantian melalui konveksi dalam jarak yang lebih jauh (ventilasi, sirkulasi) dan melalui difusi melintasi membran pembatas yang tipis (gas/cairan dalam alveoli, dan darah/jaringan pada perifer).Sekitar 300 juta wahan berdinding tipis, alveoli (berdiameter sekita 0,3 mm), membentuk ujung cabang terminal dan percabagannya bronkus. Mereka diliputi jaringan kapiler kapiler pulmonar yang padat. Luas permukaan toatl alveoli sekitar 100 m2. Disini, karena daerah yang demikian luasnya, pertukaran gas dapat berlangsung melalui difusi, yaitu CO2 berdifusi ke dalam alveoli dan O2 berdifusi ke luar alveoli masuk ke dalam darah kapiler pulmonar. Dengan cara ini darah yang kekurangan oksigen (Vena) dalam arteri pulmonalis diarterialisasi dan, melalui ventrikel kiri, sekali lagi mencapai perifer (Despopoulos, 2000:78).Ada dua cara pernafasan yang dilakukan manusia, yaitupernafasan dadadan pernafasan perut. Organ yang terlibat pada pernafasan dada adalah tulang rusuk, otot antar rusuk (intercostae), dan paru-paru. Sedangkan pada pernafasan perut yang terlibat adalah diafragma, otot perut, dan paru-paru.1. Pernapasan dada Inspirasi :Bila otot antar tulang rusuk berkontraksi, maka tulang rusuk terangkat, volume rongga dada akan membesar sehingga tekanan udara di dalamnya menjadi lebih kecil daripada tekanan udara luar, sehingga udara masuk ke paru-paru. Ekspirasi :Bila otot antar tulang rusuk relaksasi, maka posisi tulang rusuk akan menurun, akibatnya volume rongga dada akan mengecil sehingga tekanan udara membesar, akibatnya udara terdorong ke luar dari paru-paru.2. Pernapasan perut Inspirasi :Bila otot diafragma berkontraksi, maka posisi diafragma akan mendatar, akibatnya volume rongga dada bertambah besar, tekanan mengecil, sehingga udara masuk ke paru-paru Ekspirasi :Bila otot diafragma relaksasi, maka posisi diafragma naik/melengkung, sehingga rongga dada mengecil, tekanan membesar, akibatnya udara terdorong keluar.Ekspirasi bukan saja akibat otot-otot antar tulang rusuk dan diafragma yang berelaksasi, tetapi juga karena kontraksi otot dinding perut (Isahi, 2012).Normalnya otot-otot pernapasan hanya melakukan pekerjaan untuk menyebabkan inspirasi dan tidak untuk menyebabkan ekspirasi karena kontraksi otot pernapasan hanya timbul selama inspirasi, sedangkan keseluruhan ekspirasi merupakan proses pasif yang disebabkan oleh sifat rekoil elastis paru-paru dan struktur dada yang seperti dijelaskan sebelumnya.Energi yang diperlukan untuk respirasi adalah 2 sampai 3 persen energi total yang dikeluarkan oleh tubuh untuk menggerakkan proses ventilasi paru-paru (Guyton, 1996: 345-346).Secara garis besar volume udara pernapasan dapat dibedakan menjadi enam, yaitu: Volume tidal, volume udara pernapasan (inspirasi) biasa atau dalam keadaan normal yang besarnya 500 ml. Volume cadangan inspirasi, volume udara yang masih dapat dimasukkan secara maksimal setelah bernapas (inspirasi) biasa yang besarnya 1500 ml. Volume cadangan ekspirasi, volume udara yang masih dapat dikeluarkan secara maksimal setelah mengeluarkan napas (ekspirasi) biasa yang besarnya 1500 ml. Volume sisa, Volume udara yang masih tersisa dalam paru-paru setelah mengeluarkan nafas (ekspirasi) maksimal yang besarnya 1000 ml. Kapasitas vital, volume udara yang dapat dilkeluarkan semaksimal mungkin setelah melakukan inspirasi semaksimal mungkin juga yang besarnya 3500 ml. Volume total paru-paru, volume udara yang dapat ditampung paru-paru semaksimal mungkin yang besarnya 4500 ml (Waluyo, 2010: 241).Semua volume dan kapasitas paru-paru wanita kira-kira 20 sampai 25 persen dibawah pria, dan pasti lebih besar pada orang yang bertubuh besar dan atlet daripada orang yang bertubuh kecil dan astenik.Tingkat ekspirasi istirahat. Ventilasi paru-paru normal hampir sepenuhnya dilakukan oleh otot-otot inspirasi. Pada waktu otot inspirasi berelaksasi, sifat elastis paru-paru dan toraks menyebabkan paru-paru mengempis secara pasif. Oleh karena itu, bila semua otot inspirasi sama sekali berelaksasi, paru-paru kembali ke suatu keadaan relaksasi yang disebut tingkat ekspirasi istirahat. Volume udara di dalam paru-paru pada tingkat ini sama dengan kapasitas sisa fungsional, atau kira-kira 2300 ml pada dewasa muda. Volume respirasi per menit adalah jumlah total udara baru yang masuk ke dalam saluran pernapasan setiap menit yaitu rata-rata sekitar 6 liter per menit.sedanghkan kapasitas pernapasan maksimum yaitu sekitar 100 sampai 120 liter per menit (Guyton, 1996: 347-348).Volume udara yang dihirup setiap orang biasanya berbeda-beda.Perbedaan ini terjadi karena dipengaruhi oleh beberapa faktor, misalnyaukuran paru-paru, kekuatan bernapas, dan cara bernapas.Sementara kecepatan (frekuensi) seseorang dalam bernapas jugaberbeda-beda. Perbedaan frekuensi paru-paru setiap orang ini disebabkanfaktor usia, jenis kelamin, suhu tubuh, posisi tubuh, dan kegiatanyang dilakukan tubuh. Seorang laki-laki atau wanita muda dengan suhu tubuhtinggi dan banyak aktivitas, akan lebih tinggi frekuensi pernapasannyadibandingkan kondisi sebaliknya (Maulana2, 2012).

IV. Metode Penelitian Alat dan Bahan1. Alata. Bak besarb. Botol besar bervolume 5 literc. Pipa plastik (selang)d. Timbangan berat badane. Alat ukur (mit line)2. Bahan: Air secukupnya Dibuat skala pada botol besar dari 0-0,25-0,5-0,75-1-1,25-1,5- dan seterusnya dengan menggunakan gelas ukurCara Kerja

Isi botol dibalik

Pipa plastik dipasang

Napas ditarik sedalam-dalamnya dan dihembuskan sekuat-kuatnya melalui mulut yang dihubungkan dengan pipa plastik

Volumenya dibaca dan dicatatDilakukan gerakan badan oleh probandus seperti lari-lari keluar ruanganNapas ditarik sedalam-dalamnya dan dihembuskan sekuat-kuatnya melalui mulut yang dihubungkan dengan pipa plastikVolumenya dibaca dan dicatatKapasitas vital sebelum dan setelah olahraga dibandingkan, kemudian dicatat dalam tabel

V. Hasil PengamatanDari pengamatan yang telah dilakukan, didapatkan data sebagai hasil yaitu:KelP/LUmurTinggi(cm) Berat(kg)Lingkar dada(cm)Kapasitas vital(ml)

DiamLari

1.L19167558635003625

2.P18157,545,57925002750

3.L19164658735003750

4.L19167558637503875

5.L19171578437504000

6.L19157,5407530003250

VI. Pembahasan Praktikum kali ini membahas tentang sistem respirasi khususnya pada manusia. Pengamatan dilakukan dengan menggunakan enam probandus yang diambil data kapasitas vital paru-parunya sebelum dan setelah beraktivitas. Aktivitas yang dilakukan oleh keenam probandus adalah aktivitas yang sama, yaitu berlari. Pengamatan dilakukan dengan cara menyiapkan botol besar yang dibalik didalam bak besar berisi air, kemudian dipasangkan pipa plastik. Lalu menyuruh probandus menarik napas sedalam-dalamnya dan menghembuskan napas sekuat-kuatnya melalui pipa plastik, sebelum dan setelah beraktivitas.Dari pengamatan yang dilakukan, didapatkan hasil bahwa keenam probandus memiliki kapasitas vital yang berbeda-beda. Pada probandus pertama, kapasitas vital paru-parunya sebelum beraktivitas adalah 3500 ml dan setelah beraktivitas adalah 3625 ml. Pada probandus kedua, kapasitas vital paru-parunya sebelum beraktivitas adalah 2500 ml dan setelah beraktivitas adalah 2750 ml. Pada probandus ketiga, kapasitas vital paru-parunya sebelum beraktivitas adalah 3500 ml dan setelah beraktivitas adalah 3750 ml. Pada probandus keempat, kapasitas vital paru-parunya sebelum beraktivitas adalah 3750 ml dan setelah beraktivitas adalah 3875 ml. Pada probandus kelima, kapasitas vital paru-parunya sebelum beraktivitas adalah 3750 ml dan setelah beraktivitas adalah 4000 ml. Pada probandus terakhir (keenam), kapasitas vital paru-parunya sebelum beraktivitas adalah 3000 ml dan setelah beraktivitas adalah 3250 ml.Dari data diatas, dapat terlihat bahwa kapasitas vital paru-paru antara individu yang satu dengan individu yang lain (keenam probandus) berbeda-beda. Perbedaan ini disebabkan oleh beberapa faktor antara lain usia, jenis kelamin, berat badan, tinggi badan, lingkar dada, serta banyak sedikitnya aktivitas yang dilakukan seseorang. Karena aktivitas yang dilakukan oleh keenam probandus adalah sama (berlari), maka faktor aktivitas tidak terlalu berpengaruh dalam praktikum ini.Dalam praktikum ini, faktor yang sangat terlihat adalah jenis kelamin. Dari keenam probandus terdapat satu probandus yang berjenis kelamin berbeda dari kelima probandus lainnya, yaitu berjenis kelamin perempuan (probandus kedua). Dari hasil pengamatan, dapat terlihat bahwa kapasitas vital paru-paru yang dimiliki probandus kedua tersebut sangat jauh berbeda (lebih kecil) daripada kapasitas vital paru-paru yang dimiliki kelima probandus lainnya. Hal ini sesuai dengan teori yang ada bahwa volume dan kapasitas paru-paru yang dimiliki wanita kira-kira 20 sampai 25 persen dibawah pria.Faktor usia, tinggi, dan berat badan seseorang merupaka faktor yang berkaitan karena biasanya semakin bertambah usia seseorang, maka semakin bertambah pula tinggi dan berat badan orang tersebut sehingga aktivitas yang dilakukannya pun semakin berat dan kapasitas vital paru-parunya pun akan semakin besar. Faktor lingkar dada disini juga sangat berpengaruh, sesuai dengan teori bahwa semakin besar lingkar dada seseorang maka semakin besar pula kapasitas vital paru-paru orang tersebut. Dari data yang didapatkan pada pengamatan, faktor usia, tinggi, berat badan, dan lingkar badan tidak terlalu sesuai dengan teori. Hal ini terjadi karena kesalahan perhitungan dan pengamatan yang dilakukan oleh praktikan dan juga bisa jadi karena beberapa faktor lain. Selain faktor-faktor yang sudah disebutkan diatas, masih ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi kapasitas vital paru-paru pada seseorang yaitu ukuran paru-paru, kekuatan bernapas, dan cara bernapas. Jadi semakin besar ukuran paru-paru maka semakin besar pula kapasitas vital paru-parunya, semakin besar kekuatan benapas seseorang maka semakin besar pula kapasitas vital paru-parunya, dan cara benapas seseorang juga dapat mempengaruhi kapasitas vital paru-parunya, yaitu jika seseorang dapat bernapas dengan teratur maka kapasitas vital paru-parunya juga akan bagus dan besar, namun seseorang yang cara benapasnya tidak teratur atau tidak baik maka kapasitas vital paru-parunya pun tidak akan maksimal dan tidak akan sesuai dengan teori, hal ini juga dapat disebabkan karena penyakit yang diderita oleh orang tersebut. Orang yang memiliki penyakit tertentu seperti penyakit yang berhubungan dengan paru-paru, tidak akan memiliki kapasitas vital paru-paru yang sesuai dengan teori. Secara garis besar volume udara pernapasan (kapasitas paru-paru) pada tubuh manusia dapat dibedakan menjadi enam macam, antara lain: Volume tidal yaitu volume udara yang diinspirasikan dan diekspirasikan di setiap pernapasan biasa atau dalam keadaan normal dan jumlahnya 500 ml. Volume cadangan inspirasi (udara komplemen) yaitu volume tambahan udara yang dapat diinspirasikan secara maksimal diatas volume tidal normal dan jumlahnya 1500 ml. Volume cadangan ekspirasi (udara suplemen) yaitu volume udara yang masih dapat dikeluarkan secara maksimal setelah mengeluarkan napas (ekspirasi) tidal yang normal dan jumlahnya 1500 ml. Volume sisa (residu) yaitu Volume udara yang masih tersisa dalam paru-paru setelah mengeluarkan nafas (ekspirasi) maksimal, jumlahnya 1000 ml. Udara ini sangat berguna untuk mengaerasikan darah bahkan diantara dua siklus pernapasan. Seandainya tidak ada udara tersisa, konsentrasi oksigen dan karbon dioksida di dalam darah akan naik dan turun secara jelas pada setiap pernapasan, yang tentu saja akan merugikan proses pernapasan. Kapasitas vital yaitu volume udara yang dapat dikeluarkan semaksimal mungkin setelah melakukan inspirasi semaksimal mungkin juga yang besarnya 3500 ml. Kapasitas vital dapat dihitung dengan rumus, yaitu Kapasitas Vital = Volume Tidal + Volume Komplemen + Volume Suplemen. Volume total paru-paru, volume udara yang dapat ditampung paru-paru semaksimal mungkin yang besarnya 4500 ml. Volume total par-paru dapat dihitung dengan rumus, yaitu Volume total paru-paru = Volume sisa + Kapasitas Vital.

VII. KesimpulanDari praktikum kali ini dapat diambil kesimpulan bahwa kapasitas vital paru-paru pada manusia merupakan volume udara yang dapat dilkeluarkan semaksimal mungkin setelah melakukan inspirasi semaksimal mungkin juga, yang besarnya 3500 ml. Kapasitas vital memiliki rumus perhitungan, yaitu:Kapasitas Vital = VT + VCI + VCEKeterangan:VT= Volume TidalVCI = Volume Cadangan Inspirasi/ Volume KomplemenVCE= Volume Cadangan Ekspirasi/ Volume Suplemen Volume udara maksimal yang dapat dihirup dan dikeluarkan oleh setiap orang biasanya berbeda-beda.Perbedaan ini terjadi karena dipengaruhi oleh beberapa faktor, sepertiukuran paru-paru, kekuatan bernapas, dan cara bernapas, usia, jenis kelamin, tinggi, berat badan, lingkar dada, suhu tubuh, kegiatanyang dilakukan tubuh dan penyakit yang diderita.

VIII. Daftar PustakaArmansyah, Wawang. 2012. Sistem Respirasi Pada manusia. http://www.biologisel.com/2013/01/sistem-respirasi-pada-manusia.html [12 April 2013]Despopoulos, Agamemnon dan Stefan Silbernagl. 2000. Atlas Berwarna dan Teks Fisiologi. Jakarta: HipokratesGanong, W.F. 2008. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Jakarta: EGCGuyton, Arthur C. 1996. Fisiologi Manusia dan Mekanisme Penyakit. Jakarta: EGCIsahi, Putra Sang. 2012. Sistem Respirasi (3): Respirasi pada Manusia. http://biologimediacentre.com/sistem-respirasi-3-respirasi-pada-manusia/ [12 April 2013]Maulana, Puri. 2012. Sistem Pernapasan pada Manusia. http://perpustakaancyber.blogspot.com/2012/12/sistem-pernapasan-pada-manusia.html [12 April 2013]Maulana, Puri. 2012. Volume, Kapasitas dan Frekuensi Paru-Paru. http://perpustakaancyber.blogspot.com/2012/12/volume-kapasitas-dan-frekuensi-paru-paru.html [12 April 2013]Tim Dosen Pembina. 2013. Biologi Dasar. Jember: Jember University PressWaluyo, Joko. 2010. Biologi Umum. Jember: Jember University pressSuntoro, Susilo Handari. 2001. Anatomi dan Fisiologi Hewan. Jakarta : Universitas Terbuka

Ganbar Anatomi Paru-paru pada Manusia

Ganbar Kapasitas Paru-Paru pada Manusia