Sistem Pernapasan

Pendidikan IPA Biologi 3-A

UIN SYARIFHIDAYATULLAH JAKARTA

Santi Meutia1110016100019

Untuk SMA/MA Kelas XI, Semester 2

SISTEM PERNAPASAN

A. Sistem Pernapasan pada Manusia

B. Sistem Pernapasan pada Hewan

Alat Pernapasan

Mekanisme Pernapasan

Volume dan Kapasitas paru-paru

Frekuensi Pernapasan

Kelainan/Penyakit

Sistem Pernapasan Amfibi

Sistem Pernapasan Reptil

Sistem Pernapasan Pisces

Sistem Pernapasan Insecta

Sistem Pernapasan Aves

Sistem Pernapasan Vermes

Sistem Pernapasan

A. Sistem Pernapasan pada Manusia Pernapasan adalah proses

pertukaran gas yang berasal dari makhluk hidup dengan gas yang ada dilingkungannya

• Manusia bernapas dengan menggunakan alat-alat pernapasan.

• Selain itu, untuk menarik dan mengeluarkan napas digunakan pula otot-otot yang berada pada daerah dada dan perut.

Alat-alat Pernapasan

1. Hidung

• Hidung merupakan bagian paling atas dari alat pernapasan• Di hidung terdapat saraf-

saraf pernapasan• Lubang hidung terbagi

menjadi dua yaitu sebelah kanan dan kiri yang dibatasi oleh sekat hidung

Gambar

2. Laring

• Laring terdiri dari lempengan-

lempengan tulang rawan• Bagian dalam dindingnya di

ge- rakkan oleh otot untuk menutup dan membuka glotis

• Glotis adalah lubang mirip celah yang menghubungkan faring dengan trakea.

• Laring memiliki katup yang disebut epiglotis (anak tekak). • Epiglotis selalu dalam keadaan terbuka, dan hanya akan

menutup jika ada makanan yang masuk ke kerongkongan.

• Trakea tersusun dari cincin tulang rawan yang terletak di depan kerongkongan dan berbentuk pipa.

• Bagian dalam trakea licin dilapisi oleh selaput lendir dan mempunyai lapisan yang terdiri dari sel-sel bersilia.

• Lapisan bersilia ini berfungsi untuk menahan debu atau kotoran dalam udara agar tidak masuk kedalam paru-paru.

3. Trakea

4. Bronkus

• Bronkus merupakan bagian yang menghubungkan paru-paru dengan trakea. Bronkus terdapat di paru-paru kanan dan kiri.

• Setiap bronkus terdiri dari lempengan tulang rawan dan dindingnya terdiri dari otot halus.

• Bronkus bercabang-cabang lagi yang disebut bronkiol.

• Paru-paru adalah alat pernapasan yang terletak di dalam rongga dada dan di atas diafragma.

• Paru-paru diselubungi oleh selaput elastis yang disebut pleura.

• Paru-paru terdiri dari dua bagian, yaitu paru-paru kiri dan paru-paru kanan.

• Paru-paru kiri terdiri dari dua gelambir, sedangkan paru-paru kanan terdiri dari tiga gelambir.

5. Pulmo (Paru-Paru)

• Mekanisme Pernapasan

• Inspirasi (Menghirup udara)• Ekspirasi (Menghembuskan

udara)

Dalam Pernapasan selalu terjadi dua siklus yaitu :

Dua Mekanisme Pernapasan :

1. Pernapasan Dada2. Pernapasan Perut

1. Pernapasan Dada• Proses inspirasi diawali

dengan berkontraksinya muskulus interkostalis (otot antartulang rusuk), sehingga menyebabkan terangkatnya tulang rusuk.

• Keadaan ini mengakibatkan rongga dada membesar dan paru-paru mengembang.

• Paru-paru yang mengembang menyebabkan tekanan udara rongga paru-paru menjadi lebih rendah dari tekanan udara luar.

• Dengan demikian, udara dari luar masuk ke dalam paru-paru.

 

Perhatikan Bagan Alir dibawah ini

Pernapasan Dada

Proses ekspirasi berlangsung pada saat muskulus interkostalis berelaksasi sehingga tulang rusuk turun kembali. Keadaan ini mengakibatkan rongga dada mentempit, dan paru-paru mengecil. Paru-paru yang mengecil menyebabakan tekanan udara dalam rongga paru-paru menjadi lebih tinggi dari tekanan udara luar, sehingga udara keluar dari paru-paru.

Mekanisme Pernapasan dada

2. Pernapasan Perut

• proses inspirasi pernapasan perut diawali dengan berkontraksinya otot diafragma,

• sehingga diafragma yang semula melengkung berubah menjadi datar.

• Keadaan diafragma yang datar mengakibatkan rongga dada dan paru-paru mengembang.

• Tekanan udara yang rendah dalam paru-paru menyebabkan udara dari luar masuk ke dalam paru-paru.

Perhatikan Bagan alir berikut

• Proses ekspirasi terjadi pada saat otot diafragma berelaksasi, sehingga diafragma kembali melengkung.

• Keadaan melengkungnya diafragma mengakibatkan rongga dada dan paru-paru mengecil, tekanan udara dalam paru-paru naik,sehingga udara keluar dari paru-paru.

Pernapasan Perut

Perhatikan Bagan alir dan Mekanisme Pernapasan di bawah ini

• Volume dan Kapasitas Paru-Paru

• Volume tidal (VT) yaitu volume udara hasil inspirasi atau ekspirasi pada setiap kali bernapas normal, sebanyak kira-kira 500 mililiter pada rata-rata orang dewasa muda;

• Volume cadangan inspirasi (VCI), yaitu volume udara ekstra yang dapat diinspirasi setelah volume tidal, biasanya mencapai 3000 mililiter;

• Volume cadangan ekspirasi (VCE), yaitu jumlah udara yang masih dapat dikeluarkan dengan ekspirasi kuat pada akhir ekspirasi normal, pada keadaan normal sebanyak kira-kira 1100 mililiter;

• Volume residu (VR), yaitu volume udara yang masih tetap berada dalam paru-paru setelah ekspirasi kuat, kira-kira sebanyak 1200 mililiter.

• Kapasitas inspirasi : jumlah udara yang dapat dihirup oleh seseorang mulai inspirasi atau ekspirasi normal dan mengembangkan paru-parunya sampai jumlahnya maksimum(3500ml)

• Kapasitas residu fungsional : udara yang tersisa dalam paru-paru pada akhir ekspirasi normal (2300ml).

• Kapasitas vital : jumlah udara maksimum yang dapat dikeluarkan dari paru-paru setelah terlebih dahulu mengisi paru-paru secara maksimum dan kemudian mengeluarkan sebanyak-banyaknya (4600ml).

• Kapasitas Paru-paru Total : volume maksimum dimana paru-paru dapat dikembangkan sebesar mungkin dengan inspirasi paksa ( 5800ml)

Cepat lambatnya manusia melakukan pernapasan dipengaruhi oleh beberapa faktor di antaranya sebagai berikut.

• Frekuensi Pernapasan

UmurBertambahnya umur seseorang

mengakibatkan frekuensi pernapasan menjadi semakin lambat.

Jenis Kelamin

Pada umumnya, laki-laki lebih banyak membutuhkan energy. Oleh karena itu, laki-laki memerlukan oksigen yang lebih banyak daripada wanita.

Suhu tubuh

Manusia memiliki suhu tubuh yang konstan (berkisar antara 36-37°C) Jika suhu tubuh turun, tubuh akan meningkatkan metabolismenya, sehingga kebutuhan akan oksigen meningkat.

Posisi tubuh

Posisi tubuh akan mempengaruhi banyaknya otot yang bekerja. Misalnya pada saat berdiri, otot akan berkontraksi, sehingga oksigen yang dibutuhkan lebih banyak dan laju pernapasan pun akan meningkat dibandingkan pada saat orang duduk.

• Kelainan / Penyakit dalam Sistem Pernapasan

a. Kelainan genetis

b. Infeksi Penyakit

c. Kondisi tertentu

• Asma ditandai dengan kontraksi yang kaku dari bronkiolus yang menyebabkan kesukaran bernapas.

• Asma biasanya disebabkan oleh hipersensitivitas bronkiolus (disebut asma bronkiale) terhadap benda-benda asing di udara.

a. Kelainan genetis

1. Asma

b. Infeksi Penyakit

1. Tuberkolosis• Tuberkulosis merupakan penyakit spesifik yang disebabkan oleh bakteri Mycobacterium tuberculosae.

• Bakteri ini dapat menyerang semua organ tubuh, tetapi yang paling sering adalah paru-paru dan tulang.

• Dipteri merupakan penyakit infeksi yang disebabkan oleh bakteri Corynebacterium diptherial yang dapat menimbulkan penyumbatan pada rongga faring (faringitis) maupun laring (laryngitis) oleh lender yang dihasilkan bakteri tersebut.

2. Dipteri

• Pneumonia adalah peradangan paru-paru dimana alveolus biasanya berisi cairan dan eritrosit yang berlebihan.

• Penyakit ini dimulai dengan infeksi dalam alveolus, yaitu membrane paru-paru mengalami peradangan dan berlubang-lubang sehingga cairan dan eritrosit masuk ke dalam alveolus.

3. Pneunomia

• Faringitis merupakan peradangan pada faring sehingga timbul rasa nyeri pada waktu menelan makanan ataupun kerongkongan terasa kering.

• Gangguan ini disebabkan oleh infeksi bakteri atau virus dan dapat juga disebabkan terlalu banyak merokok.

• Laringitis merupakan peradangan pada laring.

• Laringitis dapat disebabkan infeksi kuman, terlalu banyak merokok, minum alkohol, atau terlalu banyak berbicara.

• Penderita akan mengalami serak bahkan kehilangan suara pada kondisi yang sudah aktif.

4. Faringitis

5. Laringitis

6. Rhinitis• Rhinitis merupakan

peradangan pada membrane mukosa rongga hidung akibat infeksi virus, misalnya virus influenza atau karena reaksi alergi.

• Reaksi alergi dapat timbul akibat factor-faktor pemicu seperti perubahan cuaca, adanya serbuk sari, atau debu.

• Penderita rhinitis memproduksi lendir secara berlebihan.

7. Sinusitis • Sinusitis merupakan

peradangan pada rongga hidung bagian atas (sinus).

• Letak sinus tepatnya di daerah pipi di bagian kanan dan kiri batang hidung.

• Sinus penderita sinusitis mengandung banyak nanah yang harus dibuang melalui tindakan operasi agar tidak mengganggu pernapasan.

merupakan peradangan pada daerah tonsil (kumpulan jaringan limfe dalam selaput trakea) akibat infeksi kuman.

merupakan peradangan pada bronkus akibat infeksi kuman, penderita bronkitis mengalami demam dan menghasilkan banyak lendir yang menyumbat bronkus sehingga pada kondisi yang lebih lanjut akan timbul sesak napas yang berkepanjangan.

merupakan peradangan pada selaput paru-paru (pleura) akibat

infeksi kuman.

8. Tonsilitis

10. Pleuritis

9. Bronkitis

2. Emfisema paru-paru adalah jumlah udara yang berlebihan di dalam paru-paru. Bila orang membicarakan emfisema paru-paru kronik, umumnya yang dimaksud adalah suatu kerusakan paru yang kompleks yang disebabkan menghisap tembakau.

1. AsidosisAsidosis disebabkan meningkatkan kadar asam karbonat dan asam bikarbonat dalam darah yang menyebabkan terganggunya pernapasan.

3. Asfiksi adalah gangguan dalam pengangkutan oksigen ke jaringan yang disebabkan terganggunya fungsi paru-paru, pembuluh darah, ataupun jaringan tubuh.

4. Sianosis adalah kebiruan pada kulit yang disebabkan karena jumlah hemoglobin deoksigenisasi yang berlebihan di dalam pembuluh darah kulit, terutama dalam kapiler.

C. Kondisi tertentu

Sistem Pernapasan Pada HewanB

1. Sistem Pernapasan Amfibi

• Katak termasuk kedalam contoh hewan amfibi, Katak mengalami metamorfosis. Perkembangan katak dimulai dari telur kemudian menetas menjadi berudu. Berudu akan mengalami metamorfosis menjadi katak kecil yang selanjutnya akan tumbuh menjadi katak dewasa.

• Dalam bentuk berudu (kecebong) hidupnya di air, bernapas dengan insang dan kulit. Katak dewasa biasa hidup di darat, dan bernapas dengan paru-paru dan kulit.

Struktur Sistem Pernapasan Katak

• Cara pengambilan oksigen dapat melalui kulit dan selaput mulutnya.

• Berudu mempunyai tiga pasang insang luar yang letaknya di belakang kepala.

• Insang luar dibentuk dari lembaran-lembaran kulit luar dan banyak mengandung kapiler darah.

• Dengan menggetarkan insang-insang ini maka pergantian air selalu terjadi dan oksigen yang terlarut dapat berdifusi ke dalam pembuluh- pembuluh kapiler darah.

• Setelah berudu berusia ± 9 hari maka terbentuklah insang dalam. Insang dalam ini juga berfungsi seperti insang luar.

• Setelah katak dewasa, hidup di darat dan bernapas dengan paru-paru.

• Kulitnya tipis, banyak menghasilkan lendir, dan banyak mengandung kapiler darah.

• Pada waktu berada di dalam air kulit inilah yang berfungsi untuk bernapas. Oksigen dalam air dapat berdifusi masuk ke dalam pembuluh kapiler darah kulit.

• Gelembung paru-paru banyak mengandung kapiler darah. Di situlah terjadi pertukaran gas. Oksigen diserap, karbon dioksida dan uap air dikeluarkan.

2. Sistem Pernapasan Reptil

• Paru-paru reptil berada dalam rongga dada dan dilindungi oleh tulang rusuk.

• Paru paru reptil hanya terdiri dari beberapa lipatan dinding yang berfungsi memperbesar permukaan pertukaran gas.

• Paru paru kadal, kura-kura, dan buaya lebih kompleks, dengan beberapa belahan-belahan yang membuat paru-parunya bertekstur seperti spon.

• Reptilia bernapas menggunakan paru-paru. Gas O2 dalam udara masuk melalui:

lubang hidung => rongga mulut => anak tekak => trakea yang panjang => bronkiolus dalam paru-paru.

• Dari paru-paru, O2 diangkut darah menuju seluruh jaringan tubuh. Dari jaringan tubuh, gas CO2 diangkut darah menuju jantung untuk dikeluarkan melalui:

paru-paru => bronkiolus => trakea yang panjang => anak tekak => rongga mulut => lubang hidung.

• Struktur Sistem Pernapasan Kura-kura (Hewan Reptil)

• Ikan bernapas menggunakan insang. Insang berbentuk lembaran-lembaran tipis berwarna merah muda dan selalu lembap.

• Bagian terluar dari insang berhubungan dengan air, sedang bagian dalam berhubungan erat dengan kapiler-kapiler darah.

• Tiap lembaran insang terdiri dari sepasang filamen dan tiap filamen mengandung banyak lapisan tipis (lamela). Pada filamen terdapat pembuluh darah yang memiliki banyak kapiler, sehingga memungkinkan O2 berdifusi masuk dan CO2 berdifusi keluar.

3. Sistem Pernapasan Pisces (Ikan)

Struktur Sistem Pernapasan Ikan Tulang Sejati

• Contohnya pada ikan bertulang sejati (Osteichthyes) insangnya dilengkapi dengan tutup insang (operkulum), sedangkan pada ikan bertulang rawan (Chondrichthyes) insangnya tidak mempunyai tutup insang.

• Gas O2 diambil dari gas O2 yang larut dalam air melalui insang secara difusi. Dari insang, O2 diangkut darah melalui pembuluh darah ke seluruh jaringan tubuh. Dari jaringan tubuh, gas CO2 diangkut darah menuju jantung. Dari jantung menuju insang untuk melakukan pertukaran gas. Proses ini terjadi secara terus-menerus dan berulang-ulang.

4. Sistem Pernapasan Insecta

• Insecta bernapas menggunakan sistem trakea.

• Sistem trakea pada serangga, misalnya pada belalang terdiri atas spirakel, saluran (pembuluh trakea), dan trakeolus.

• Spirakel merupakan jalan keluar masuknya udara dari dan ke dalam sistem trakea, terdapat di kerangka luar (eksoskeleton), yang merupakan tempat bermuaranya pembuluh trakea.

• Pada umumnya spirakel terbuka selama serangga terbang, dan tertutup saat serangga beristirahat.

• Udara masuk melalui empat pasang spirakel depan dan keluar melalui enam pasang spirakel belakang.

• Oksigen dari luar masuk lewat spirakel, kemudian menuju pembuluh-pembuluh trakea, selanjutnya pembuluh trakea bercabang lagi menjadi cabang halus yang disebut trakeolus.

• Dengan demikian, oksigen dapat mencapai seluruh jaringan dan alat tubuh bagian dalam.

• Trakeolus merupakan cabang-cabang terkecil berukuran ± 0,1 mµ dari saluran pembuluh trakea yang berhubungan langsung dengan jaringan tubuh dan tidak berlapis zat kitin.

• Trakeolus ini merupakan tempat terjadinya pertukaran udara pernapasan.

• Trakeolus mempunyai fungsi sama dengan kapiler pada sistem pengangkutan (transportasi) pada Vertebrata.

Struktur Sistem Pernapasan

Belalang dengan Trakea

g• Sebagian besar Vermes bernapas menggunakan

permukaan tubuhnya, misalnya anggota filum Platyhelminthes yaitu Planaria dan anggota filum Annelida yaitu cacing tanah (Pheretima sp.).

• Namun, pada beberapa Annelida bernapas dengan insang, misalnya Annelida yang hidup di air yaitu Polychaeta (golongan cacing berambut banyak) ini bernapas menggunakan sepasang porapodia yang berubah menjadi insang.

• Pada Planaria, O2 yang terlarut di dalam air berdifusi melalui permukaan tubuhnya.

5. Sistem Pernapasan Vermes (Cacing)

• Demikian juga dengan pengeluaran CO2. Pada cacing tanah, O2 berdifusi melalui permukaan tubuhnya yang basah, tipis, dan memiliki pembuluh - pembuluh darah.

• Selanjutnya, O2 diedarkan ke seluruh tubuh oleh sistem peredaran darah.

• CO2 sebagai sisa pernapasan dikeluarkan dari jaringan oleh pembuluh darah, kemudian keluar melalui permukaan tubuh secara difusi.

Struktur Sistem Pernapasan Cacing

6. Sistem Pernapasan Aves (Burung)

• Alat pernapasan burung terdiri dari lubang hidung (neres) yang berhubungan dengan trakea, bronkus, dan paru-paru.

Mekanisme Pernapasan Burung

Fase Inspirasi1.

Fase Ekspirasi

2.

• Fase inspirasi terjadi pada waktu sayap diangkat.

• Pada saat sayap terangkat, kantung udara pada pangkal lengan mengembang, sehingga udara masuk ke kantung udara perut.

• Kemudian, udara dialirka ke paru-paru dan sebagian masuk kedalam kantung udara, sehingga darah dapat mengambil oksigen dari paru-paru.

Pengambilan udara pada waktu Burung terbang

• Fase ekspirasi terjadi pada waktu sayap diturunkan.

• Pada saat sayap diturunkan, kantung udara pada pangkal lengan mengempis, sehingga terjadi pergantian udara yang kaya oksigen dan udara yang kaya karbon dioksida di dalam paru-paru.

Fase Inspirasi

FaseEkspirasi

Pengambilan udara pada saat burung istirahat

• Fase inspirasi terjadi dengan diawalinya pergerakan tulang rusuk ke depan sehingga rongga dada membesar dan paru-paru mengembang.

• Hal tersebut menyebabkan udara dapat masuk ke paru-paru melalui saluran pernapasan.

• Sebagian udara yang kaya oksigen ini akan diambil paru-paru dan sebagian lagi akn masuk ke kantung udara belakang.

• Udara yang miskin oksigen akan masuk ke kantung udara depan.

• Fase ekspirasi terjadi saat rongga dada mengecil dan diikuti mengecilnya paru-paru, sehingga udara di dalam kantung udara akan dikeluarkan melalui paru-paru.

• Oksigen akan diikat oleh darah yang terdapat dalam pembuluh-pembuluh kapiler pada pleura.

Syukron