Sistem Pernapasan pada Manusia

Sistem Pernapasan pada Manusia

Saat ini sering terjadi kerancuan antara istilah pernapasan dan respirasi. Bernapas adalah proses memasukkan dan mengeluarkan udara dari paru-paru. Respirasi adalah proses mengambil oksigen dan melepaskan karbon dioksida. Pernapasan manusia meliputi proses inspirasi dan ekspirasi. Inspirasi adalah pemasukan udara luar ke dalam tubuh melalui alat pernapasan. Ekspirasi adalah pengeluaran udara pernapasan dari alat pernapasan.

1. Organ Penyusun Sistem Pernapasan

Sistem pernapasan bekerja untuk memasukkan dan mengeluarkan udara ke dalam dan keluar tubuh. Udara yang dimasukkan ke dalam tubuh adalah oksigen, sedangkan yang dikeluarkan adalah karbon dioksida. Sistem pernapasan berfungsi untuk memasok oksigen ke sel-sel tubuh. Oksigen digunakan oleh sel tubuh untuk membakar sari-sari makanan supaya dihasilkan tenaga. Tenaga berguna untuk melakukan segala aktivitas hidup. Udara yang dihasilkan dari proses pembentukan energi ini adalah karbon dioksida. Nah, karbon dioksida ini kemudian dikeluarkan oleh tubuh melalui organ pernapasan juga. Oleh karena itu, di dalam bernapas, terdapat kegiatan menarik dan membuang napas.

Alat pernapasan manusia terdiri dari hidung, faring, pangkal batang tenggorokan (laring), batang tenggorok (trakea), cabang batang tenggorokan (bronkus), dan paru-paru (pulmo), bronkeoli dan eveoli.

1. Hidung, merupakan muara keluar-masuknya udara pernapasan. Di dalam hidung, udara mengalami beberapa perlakuan sebagai berikut.
   1. Udara yang masuk ke hidung akan disaring dulu oleh rambut hidung, sehingga debu dan partikel kotoran tidak masuk ke dalam paru-paru.
   2. Udara dihangatkan oleh kapiler darah yang ada di dalam hidung, sehingga suhunya sesuai dengan suhu tubuh.
   3. Udara dilembabkan oleh lapisan lendir yang ada di dalam rongga hidung.

Selain hidung, kita (manusia) dapat bernafas menggunakan mulut, karena pada pangkal rongga mulut selain terdapat saluran cerna juga ada cabang menuju saluran napas yang disebut tenggorokan. Meskipun sebenarnya mulut hanyalah alat pernapasan darurat pada saat hidung tidak bisa melakukan pernapasan dengan baik, misalnya pada saat hidung tersumbat. Dan juga apabila kamu bernapas menggunakan mulut, udara pernapasan yang masuk tidak akan tersaring dengan baik.

2. Faring, merupakan saluran sepanjang 12,5–13 cm sebagai kelanjutan dari saluran hidung yang meneruskan udara ke laring. Faring terletak di antara saluran pernapasan dan saluran pencernaan, tempat yang dilewati oleh udara, makanan, dan air atau terletak di antara rongga hidung dan kerongkongan. Pada bagian ujung bawah faring terdapat katup yang disebut epiglotis. Epiglotis merupakan katup yang mengatur agar makanan dari mulut masuk ke kerongkongan, tidak ke tenggorokan. Pada saat menelan, epiglotis menutup laring. Dengan cara ini, makanan atau cairan tidak bisa masuk ke tenggorokan.
3. Tenggorokan

Tenggorokan merupakan bagian dari organ pernapasan. Tenggorokan berupa suatu pipa yang dimulai dari pangkal tengorokan (laring), batang tenggorokan (trakea), dan cabang batang tenggorokan (bronkus).

1. Pangkal tenggorokan (laring), terdiri dari lempengan-lempengan tulang rawan. Dinding bagian dalam dapat digerakkan oleh otot untuk membuka dan menutup glotis. Glotis merupakan lubang/celah yang menghubungkan trakea dengan faring. Pada saat menelan makanan, laring terangkat ke atas sehingga anak tekak menutup rongga glottis (rongga di antara pita suara), sehingga makanan tidak akan masuk ke dalam trakea. Pada laring orang dewasa terdapat jakun. Satu tulang rawan pada laring dapat digerakkan oleh otot-otot laring sehingga dapat menutup dan membuka, menegakkan, dan melemaskan pita suara. Pita suara pada wanita lebih pendek dibandingkan dengan pada laki-laki, sehingga suaranya akan lebih tinggi dibandingkan laki-laki.
2. Batang tenggorok (trakea), berupa saluran berongga dengan dinding dari cincin-cincin tulang rawan. Pada trakea terdapat otot polos untuk menjaga agar bronkus tidak mengempis saat bernapas. Trakea juga mengandung lendir dan silia untuk menyaring debu dan bakteri yang masuk bersama udara agar tidak sampai di paru-paru. Asap rokok dan udara dingin dapat mengganggu kerja silia.
3. Cabang batang tenggorok (bronkus), merupakan percabangan trakea menuju paru-paru kiri dan paru-paru kanan. Bronkus bercabang-cabang lagi membentuk bronkiolus. Bronkiolus yang paling ujung disebut bronkiolus respirasi. Pada bronkiolus respirasi terdapat gelembunggelembung alveolus. Alveolus merupakan tempat terjadinya pertukaran gas antara darah (di dalam pembuluh darah) dengan udara bebas. Oksigen dari udara berdifusi ke dalam darah sedangkan karbon dioksida dan uap air dari darah berdifusi ke udara.
1. Paru-paru (pulmo), jumlahnya sepasang dan terletak di rongga dada. Paru-paru merupakan tempat terjadinya pertukaran gas yaitu oksigen dan karbon dioksida. Paru-paru kanan terdiri dari tiga gelambir. Sedangkan paru-paru kiri terdiri dari dua gelambir. Paru-paru terbungkus oleh selaput rangkap yang disebut pleura. Di antara selaput rangkap ini terdapat cairan yang berfungsi untuk melindungi paru-paru dari gesekan ketika mengembang dan mengempis.
2. Bronkioli, Merupakan cabang dari bronkus yang berada di dalam paru-paru.
3. Alveoli, merupakan sejumlah kantung udara yang terdapat di dalam paru-paru. Dinding alveoli ini tipis dan menopang jaringan-jaringan kapiler, yaitu saluran halus yang berisi darah. Udara menembus dinding alveoli pada batas antara paru-paru dan kapiler darah.
1. Proses Pernapasan

Proses masuk (inspirasi) dan keluarnya udara (ekspirasi) pada pernapasan berkaitan erat dengan perbedaan volume dan tekanan udara. Proses inspirasi dan ekspirasi diatur oleh kerja otot-otot diafragma dan otot-otot antartulang rusuk. Mekanisme pernapasan pada manusia ada dua macam yaitu pernapasan perut dan pernapasan dada. Secara ringkas proses inspirasi dan ekspirasi pada pernapasan dada dan pernapasan perut dijelaskan sebagai berikut.

1. Pernapasan dada

Pernapasan dada adalah pernapasan yang melibatkan otot antartulang rusuk. Otot antartulang rusuk luar berperan mengangkat tulang rusuk, sedangkan otot antartulang rusuk dalam berperan menurunkan tulang rusuk ke posisi semula.

Mekanisme pernapasan dada dapat dibedakan sebagai berikut.

1. Fase inspirasi

Fase ini berupa kontraksinya otot antartulang rusuk (tegang), volume rongga dada bertambah sehingga tekanan udara di paru-paru lebih kecil dibanding tekanan udara di atmosfer. Akibatnya udara luar masuk ke dalam paru-paru.

2. Fase ekspirasi

Fase ini merupakan fase otot antartulang rusuk kembali relaksasi (kendur), volume rongga dada berkurang sehingga tekanan udara di paru-paru lebih besar dibandingkan di atmosfer, akibatnya udara keluar dari paru-paru ke atmosfer.

2. Pernapasan perut

Pernapasan perut merupakan pernapasan yang mekanismenya melibatkan aktivitas otot-otot diafragma yang membatasi rongga perut dan rongga dada. Mekanisme pernapasan perut dapat dibedakan menjadi dua tahap sebagai berikut.

1. Fase inspirasi

Fase ini otot diafragma kontraksi (tegang), sehingga diafragma mendatar dan volume rongga dada membesar. Akibatnya tekanan udara di paru-paru lebih kecil dari tekanan udara luar sehingga udara masuk ke paru-paru.

2. Fase ekspirasi

Pada fase ini otot diafragma kembali relaksasi (kendur), sehingga diafragma melengkung ke atas dan volume rongga dada mengecil, akibatnya tekanan udara membesar sehingga udara keluar dari paru-paru.

Saat kamu menghembuskan napas sekuat-kuatnya, tidak semua udara dalam paru-paru keluar. Di dalam paru-paru masih ada sebagian udara menetap. Jadi, berapa volume udara dalam paru-paru? Perhatikan volume udara pernapasan pada tabel berikut ini.

Jenis Volume	Ukuran	Pengertian
Tidal	500 cc	Volume udara yang masuk dan keluar paru-paru saat terjadi pernapasan biasa.
Suplemen	1500 cc	Volume udara yang masih dapat dikeluarkan dari paru-paru setelah ekspirasi normal.
Komplemen	1500 cc	Volume udara yang masih dapat dihirup setelah inspirasi normal.
Vital	3500 cc	Jumlah volume tidal + volume suplemen + volume komplemen atau volume maksimal yang dapat dikeluarkan dalam satu ekspirasi setelah inspirasi maksimal
Residu	1000 cc	Volume udara yang tersisa di dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi maksimal

Jumlah oksigen yang diambil melalui udara pernapasan tergantung pada kebutuhan tubuh. Kebutuhan oksigen dipengaruhi oleh jenis pekerjaan, ukuran tubuh, serta jumlah maupun jenis bahan makanan yang dimakan. Umumnya, manusia membutuhkan kurang lebih 300 cc oksigen dalam 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. Misalnya, konsentrasi oksigen udara inspirasi berkurang atau karena konsentrasi hemoglobin darah berkurang.

Proses pernapasan dapat diuraikan sebagai berikut.

1. Oksigen yang dihirup pada saat menarik napas akan berdifusi masuk ke darah dalam kapiler darah yang menyelubungi alveolus.
2. 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.
3. Hasil pernapasan yang dikeluarkan adalah berupa CO₂. Sebenarnya reaksi pernapasan berupa pengolahan O₂ menjadi energi dan penglepasan CO₂ tersebut dilakukan di dalam sel dan terjadi pada bagian yang disebut mitokondria.
4. Peristiwa respirasi di dalam sel ini disebut pula sebagai oksidasi. Jadi, organ pernapasan berfungsi untuk mengambil udara pernapasan, menampung, kemudian mendistribusikannya ke seluruh jaringan, serta selanjutnya mengeluarkannya dalam bentuk udara hasil pernapasan.
5. Udara hasil pernapasan selain CO₂ adalah H₂O (uap air). Oleh karena itulah, apabila kamu mengembuskan napas di kaca akan terbentuk titik-titik air. Titik-titik air itu terjadi karena peristiwa pengembunan uap air hasil pernapasan.

3. Kapasitas Udara Pernapasan

Besarnya volume udara pernapasan dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain ukuran alat pernapasan, kemampuan dan kebiasaan bernapas, serta kondisi kesehatan. Terdapat empat asas mengukur kapasitas (volume) pernapasan, yaitu:

1. Volume tidal (TV = tidal volume), merupakan volume udara pernapasan pada saat melakukan pernapasan biasa.
2. Volume pernapasan simpanan (IRV = inspiratory reserve volume), merupakan volume maksimum udara pernapasan yang dapat diambil pada saat menarik napas. Volume ini lebih banyak daripada volume udara pada saat menarik napas biasa.
3. Volume udara keluar simpanan (ERV = expiratory reserve volume), merupakan volume maksimum udara yang dapat dikeluarkan. Udara yang dikeluarkan ini volumenya melebihi udara pernapasan biasa.
4. Volume sisa pernapasan (RV = residual volume), merupakan jumlah udara yang masih tersisa di dalam paru-paru dan tidak dapat dikeluarkan, merupakan volume udara tetap yang ada di dalam paru-paru setelah dilakukan pengeluaran napas maksimum.

Dari keempat volume pernapasan di atas dapat dihitung kapasitas udara pernapasan menggunakan rumus berikut.

1. Kapasitas paru-paru total (TLC = total lung capacity), merupakan kapasitas paru-paru secara keseluruhan (volume udara di dalam paru-paru setelah tarikan napas maksimum).

TLC = IRV + TV + ERV + RV

2. Kapasitas sisa pernapasan (FRC = functional residual capacity), merupakan jumlah udara yang masih terdapat di dalam paru-paru setelah udara pernapasan normal diembuskan keluar.

FRC = ERV + RV

4. Kelainan pada Sistem Pernapasan

Alat-alat pernapasan dapat mengalami gangguan karena penyakit atau kelainan. Karena organ pernapasan sangat berhubungan dengan udara luar yang acapkali mengandung kuman penyakit atau cemaran. Beberapa gangguan yang sering terjadi pada saluran pernapasan manusia adalah sebagai berikut:

1. Pada Jalan Udara Nasal (Hidung)

1. Alergi, Alergi yang terjadi dapat bermacam-macam. Alergi karena debu dapat menimbulkan bersin-bersin, lalu rongga hidung membengkak dan gatal sehingga terjadi batuk-batuk baik ringan maupun berat. Kemudian ada pula individu yang rentan terhadap serbuk sari. Selaput lendir hidung dan mata menjadi bengkak dengan disertai keluarnya ingus dan bersin-bersin. Reaksi alergi dapat dikurangi dengan memberikan senyawa antihistamin atau pereda alergi.
2. Selesma (pilek yang mengiringi influensa), disebabkan oleh virus yang menginfeksi saluran pernapasan. Masa inkubasi antara 1 – 3 hari yang ditandai dengan gejala berupa lesu, sakit di tenggorokan, dan suhu tubuh tidak normal. Pada awalnya lendir pilek yang dihasilkan cair, kemudian menjadi kental kehijauan. Penularan lewat udara dan kontak langsung dengan hidung.
3. Mimisan, terjadi akibat pecahnya pembuluh darah yang ada di dalam hidung. Mimisan sering terjadi pada anak-anak. Namun, dapat pula terjadi pada orang dewasa yang memiliki hipertensi dan gejala stroke.
4. Influenza atau flu, disebabkan oleh virus. Masa inkubasinya 2 hari dengan gejala demam, pegal linu, lesu, dan batuk pilek. Bila tidak ada komplikasi biasanya sembuh dalam 3 – 5 hari.
5. Polip, merupakan jenis tumor jinak yang menyumbat sebagian jalan udara pada hidung. Sering menimbulkan suara yang sengau dan dapat mengakibatkan kesulitan bernapas. Polip dapat dibuang melalui operasi.
6. Rhinitis, merupakan radang selaput hidung yang disebabkan oleh bakteri. Dapat pula disebabkan oleh selesma maupun alergi.

2. Pada Sinus

Sinusitis berupa peradangan yang bisa menyebabkan sakit kepala dan nyeri pada tulang pipi.

1. Laringitis, merupakan peradangan pada kotak suara yang menimbulkan suara menjadi lirih bahkan mungkin dapat tidak terdengar sama sekali. Dapat disembuhkan dengan jalan mengistirahatkan pita suara.
2. Trakheitis, berupa peradangan pada trakhea yang pada umumnya disebabkan oleh infeksi virus.
3. Bronkhitis, merupakan peradangan pada bronkhus yang disebabkan oleh infeksi dan dapat diperparah oleh asap, misalnya asap rokok dan asap polusi.
4. Pneumonia, diawali dengan adanya gejala radang pada paru-paru dan paru-paru terisi dengan cairan radang. Pneumonia disebabkan oleh infeksi bakteri atau virus. Dapat pula disebabkan oleh asap rokok dan asap polusi.
5. Pleuritis, berupa radang selaput yang menyelubungi paru yang disebut sebagai selaput pleura. Radang ini sering diikuti rasa nyeri.
6. Tuberkulosis paru, merupakan penyakit yang disebabkan oleh bakteri Mycobacterium tuberculosa. Infeksi yang terjadi pada saluran pernapasan atas disebut pula sebagai infeksi saluran pernapasan atas (ISPA), sering terdapat pada anak-anak atau penduduk di wilayah yang kurang sehat. Beberapa penyakit pernapasan seperti asma (sesak napas) disebabkan oleh faktor genetik, dapat berupa penyempitan saluran napas dan paru-paru. Gejala penyakit berupa berat badan turun drastis, batuk berdahak sampai berdarah, sesak napas, dan berkeringat pada malam hari.
7. Asma, merupakan reaksi saluran pernapasan terhadap rangsangan pada otot polos di bronkus atau bronkiolus. Asma juga sering disertai produksi lendir yang berlebihan dan radang. Jalan napas menjadi sesak dan membuat bunyi “mengi” (wheezing). Hal ini karena penderita berusaha bernapas sedalam-dalamnya, sehingga menggetarkan lender pada bronkus yang menyempit. Penyebab asma dapat berupa debu, serbuk sari, jamur, dan partikel lain yang terbawa udara. Asma juga dapat disebabkan oleh makanan dan infeksi saluran pernapasan.

Pengaruh rokok dan asap pembakaran tak sempurna

Kanker paru-paru dapat menyebabkan kematian pada penderitanya. Menghirup tar yang terdapat pada asap rokok adalah faktor terbesar penyumbang penyebab penyakit kanker paru-paru. Merokok juga diyakini sebagai salah satu faktor berkembangnya kanker mulut, kerongkongan, laring dan pankreas.

Bahan berbahaya yang lain adalah senyawa karbon monoksida (CO). Gas ini dihasilkan dari pembakaran yang tidak sempurna. Beberapa sumber gas CO adalah asap kendaraan bermotor, asap pembakaran sampah dan asap hasil pembakaran rokok. Gas CO amat berbahaya bagi kesehatan karena sifat kimia CO yang lebih mudah berikatan dengan hemoglobin daripada dengan oksigen. Sehingga, bila di udara kandungan CO tinggi maka hemoglobin akan berikatan dulu dengan CO, akibatnya sel-sel tubuh akan kekurangan oksigen. Keracunan gas CO dalam waktu yang relatif lama dapat menyebabkan kematian.

Merokok mengganggu tenggorokan dan saluran-saluran pernapasan serta kadang-kadang dikaitkan dengan hilangnya nafsu makan, rasa muak, napas pendek, dan ketidakteraturan detak jantung. Orang yang merokok mempunyai kemungkinan lebih besar terkena kanker paru-paru, enfisema, dan bronkitis serta penyakit pernapasan lainnya

Menyusun aturan tentang waktu dan tempat bagi seseorang untuk boleh merokok

Tidak dapat dipungkiri bahwa sebagian masyarakat tidak dapat menghentikan kebiasaan merokoknya. Ketika orang merokok asapnya akan menyebar kesegala arah. Bisa jadi seseorang yang bukan perokok akan menghirup asap tersebut. Ketika asap terhirup oleh orang lain, seorang perokok telah mengganggu dan membuat orang lain berisiko untuk sakit.

Udara dari paru-paru membuat pita suara bergetar. Getaran ini menghasilkan bunyi suara. Bunyi tersebut pelan dan tidak jelas, untuk mengeluarkannya menjadi kata-kata yang jelas, maka digunakanlah lidah, gigi, bibir, dan pipi.

Pernapasan otak sebenarnya merupakan pemusatan suplai oksigen ke wilayah otak. Ada teknik khusus untuk melakukan aktivitas ini. Fungsi pernapasan otak adalah untuk mengoptimalkan kerja otak antara lain adalah pemusatan konsentrasi dan peningkatan daya ingat. Olah napas otak sudah banyak dikembangkan di negara maju.