Bernapas merupakan proses memasukkan gas oksigen (O2) ke dalam tubuh dan mengeluarkan gas karbondioksida (gas sisa metabolime) ke luar tubuh. Di dalam tubuh, oksigen digunakan untuk mengoksidasi zat makanan sehingga menghasilkan energi. Dengan demikian, proses bernapas penting bagi makhluk hidup. Kita dapat hidup tanpa makanan dan minuman selama beberapa hari, tetapi kita tidak dapat hidup tanpa bernafas. Kita perlu bernafas untuk memenuhi kebutuhan oksigen dalam tubuh setiap waktu. Proses pemasukkan udara pernafasan ini dikenal dengan inspirasi, sedangkan pengeluarannya dikenal dengan ekspirasi.
A. Organ-Organ Pernapasan Manusia
Manusia bernapas supaya dapat melakukan metabolisme, sehingga organ-organ dalam tubuh manusia bisa bekerja. Pernafasan dapat dilakukan dengan adanya alat-alat yang menyusun sistem pernafasan. Tanpa hal tersebut, manusia tidak akan pernah bisa melakukan proses pernafasan. Organ pernapasan pada manusia terdiri atas hidung, pangkal tenggorok (faring), batang tenggorok (trakea), cabang batang tenggorok (bronkus), anak cabang batang tenggorok (bronkiolus), dan paru-paru (pulmo). Organ-organ pernapasan tersebut bekerja dalam suatu sistem yang disebut sistem pernapasan.
a. Hidung
Hidung merupakan organ pertama yang merupakan tempat udara luar masuk ke dalam tubuh manusia. Hidung dilengkapi dengan bulu-bulu hidung, indra pembau, selaput lendir, dan konka.
b. Pangkal Tenggorok (Faring)
Faring merupakan hulu kerongkongan yang merupakan percabangan dua saluran, yaitu saluran pernapasan (nasofarings) pada bagian depan dan saluran pencernaan (orofarings) pada bagian belakang. Pangkal tenggorok terdiri atas katup (epiglotis) dan keping tulang rawan yang membentuk jakun. Pada bagian jakun terdapat pita suara (pita vocalis). Masuknya udara melalui faring akan menyebabkan pita suara bergetar dan terdengar sebagai suara.
c. Batang Tenggorok (Trakea)
Batang tenggorok berfungsi untuk menyediakan tempat bagi udara yang dibawa masuk dan udara yang akan dikeluarkan. Dinding batang tenggorok tersusun dari cincin-cincin tulang rawan dan selaput lendir yang terdiri atas jaringan epitelium bersilia. Fungsi silia pada dinding trakea untuk menyaring benda-benda asing yang masuk ke dalam saluran pernapasan. Batang tenggorok bercabang menjadi dua. Percabangan batang tenggorok disebut bronkus, yang masing-masing cabang memasuki paru-paru kanan dan paru-paru kiri.
d. Cabang Batang Tenggorok (Bronkus)
Struktur bronkus hampir sama dengan trakea, tapi lebih sempit. Bentuk tulang rawan bronkus tidak teratur berselang seling dengan otot. Di dalam paru-paru, bronkus bercabangcabang lagi menjadi bronkiolus.
e. Anak Cabang Batang Tenggorok (Bronkiolus)
Jumlah dari bronkiolus sesuai dengan jumlah lobus pada paru-paru. Paru-paru bagian kanan memiliki 3 lobus sehingga paru-paru kanan sebanyak 3 bronkiolus. Paru-paru bagian kiri memiliki 2 lobus. sehingga paru-paru kiri sebanyak 2 bronkiolus. Pada ujung-ujung bronkiolus terdapat gelembung-gelembung yang sangat kecil dan berdinding tipis yang disebut alveolus (jamak = alveloli).
f. Paru-Paru (Pulmo)
Paru-paru terbagi menjadi dua bagian, yaitu paru-paru kanan (pulmo dekster) yang terdiri atas 3 lobus dan paru-paru kiri (pulmo sinister) yang terdiri atas 2 lobus. Paru-paru dibungkus oleh selaput rangkap dua yang disebut pleura. Pleura berupa kantung tertutup yang berisi cairan limfa. Pleura berfungsi melindungi paru-paru dari gesekan saat mengembang dan mengempis. Di dalam paru-paru terdapat bronkiolus, alveolus, dan pembuluh darah.
g. Alveolus
Alveolus terdapat di ujung akhir bronkiolus berupa kantung kecil yang salah satu sisinya terbuka. Dinding alveolus tersusun dari satu lapis sel yang lembab dan tipis. Dinding alveolus berbatasan dengan pembuluh kapiler darah untuk difusi gas pernapasan. Adanya gelembung-gelembung alveolus memungkinkan pertambahan luas permukaan difusi dari paru-paru. Luas permukaan alveolus 100 kali luas permukaan tubuh manusia.
Pertukaran Oksigen dan Karbondioksida
Pada paru-paru tepatnya pada bagian alveolus terjadi pertukaran antara oksigen (O2) dan karbondioksida (CO2). Proses pertukaran antara O2 dengan CO2 terjadi secara difusi, yaitu perpindahan zat terlarut (O2 atau CO2) dari daerah yang memiliki konsentrasi dan tekanan tinggi ke daerah yang memiliki konsentrasi dan tekanan rendah.
Difusi gas, baik yang ada di udara maupun yang terlarut dalam air bergantung pada tekanan parsial. Tekanan parsial adalah tekanan yang diberikan oleh gas tertentu dalam campuran gas tersebut. Tekanan parsial O2 diberi simbol PO2, sedangkan tekanan parsial CO2 diberi simbol PCO2.
Berikut ini video mengenai organ pernapasan manusia.
B. Kapasitas Paru-Ptaru
Kapasita paru-paru adalah kemampuan paru-paru menampung udara. Pada pernapasan orang dewasa, udara yang keluar dan masuk paru-paru sebanyak 500 mL atau 0,5 L. Udara ini disebut udara pernapasan atau udara tidal. Jika kita menarik napas sedalam-dalamnya dan menghembuskan sekuat-kuatnya, volume udara yang masuk dan keluar sekitar 4000 mL atau 4 L. Volume udara ini disebut kapasitas vital paru-paru. Sebanyak 1500 mL atau 1,5 L udara tetap tinggal di dalam paru-paru yang disebut dengan udara residu.
C. Mekanisme Pernapasan pada Manusia
Ketika bernapas berlangsung dua mekanisme, yaitu menghirup udara (inspirasi) atau inhalasi dan menghembuskan udara (ekspirasi) atau ekshalasi. Pada saat melakukan mekanisme pernapasan terjadi kerja sama antara otot dada, tulang rusuk, otot perut, dan diafragma. Diafragma adalah otot yang terdapat di antara rongga dada dan rongga perut.
Berdasarkan aktivitas otot-otot pernapasan, bernapas dengan membesarkan dan mengecilkan volume rongga dada disebut pernapasan dada. Begitu juga jika kita membesarkan dan mengecilkan volume rongga perut, disebut pernapasan perut.
D. Gangguan Sistem Pernapasan
Sama seperti sistem organ manusia yang lain, sistem pernapasan manusia juga bisa mengalami gangguan atau kelainan yang mempengaruhi sistem itu sendiri. Beberapa contoh gangguan sistem pernapasan manusia antara lain adalah sebagai berikut.
Manusia bernapas supaya dapat melakukan metabolisme, sehingga organ-organ dalam tubuh manusia bisa bekerja. Pernafasan dapat dilakukan dengan adanya alat-alat yang menyusun sistem pernafasan. Tanpa hal tersebut, manusia tidak akan pernah bisa melakukan proses pernafasan. Organ pernapasan pada manusia terdiri atas hidung, pangkal tenggorok (faring), batang tenggorok (trakea), cabang batang tenggorok (bronkus), anak cabang batang tenggorok (bronkiolus), dan paru-paru (pulmo). Organ-organ pernapasan tersebut bekerja dalam suatu sistem yang disebut sistem pernapasan.
a. Hidung
Hidung merupakan organ pertama yang merupakan tempat udara luar masuk ke dalam tubuh manusia. Hidung dilengkapi dengan bulu-bulu hidung, indra pembau, selaput lendir, dan konka.
- Rambut-rambut hidung berfungsi untuk menyaring partikel debu atau kotoran yang masuk bersama udara.
- Indra pembau merupakan sel-sel yang peka terhadap bau sehingga zat-zat yang berbahaya dan berbau tidak sedap tidak terhirup.
- Selaput lendir sebagai perangkap benda asing yang masuk terhirup sat bernapas.
- Konka mempunyai banyak kapiler darah yang berfungsi menyamakan suhu udara yang terhirup dari luar dengan suhu tubuh atau menghangatkan udara yang masuk ke paru-paru.
Faring merupakan hulu kerongkongan yang merupakan percabangan dua saluran, yaitu saluran pernapasan (nasofarings) pada bagian depan dan saluran pencernaan (orofarings) pada bagian belakang. Pangkal tenggorok terdiri atas katup (epiglotis) dan keping tulang rawan yang membentuk jakun. Pada bagian jakun terdapat pita suara (pita vocalis). Masuknya udara melalui faring akan menyebabkan pita suara bergetar dan terdengar sebagai suara.
c. Batang Tenggorok (Trakea)
Batang tenggorok berfungsi untuk menyediakan tempat bagi udara yang dibawa masuk dan udara yang akan dikeluarkan. Dinding batang tenggorok tersusun dari cincin-cincin tulang rawan dan selaput lendir yang terdiri atas jaringan epitelium bersilia. Fungsi silia pada dinding trakea untuk menyaring benda-benda asing yang masuk ke dalam saluran pernapasan. Batang tenggorok bercabang menjadi dua. Percabangan batang tenggorok disebut bronkus, yang masing-masing cabang memasuki paru-paru kanan dan paru-paru kiri.
d. Cabang Batang Tenggorok (Bronkus)
Struktur bronkus hampir sama dengan trakea, tapi lebih sempit. Bentuk tulang rawan bronkus tidak teratur berselang seling dengan otot. Di dalam paru-paru, bronkus bercabangcabang lagi menjadi bronkiolus.
e. Anak Cabang Batang Tenggorok (Bronkiolus)
Jumlah dari bronkiolus sesuai dengan jumlah lobus pada paru-paru. Paru-paru bagian kanan memiliki 3 lobus sehingga paru-paru kanan sebanyak 3 bronkiolus. Paru-paru bagian kiri memiliki 2 lobus. sehingga paru-paru kiri sebanyak 2 bronkiolus. Pada ujung-ujung bronkiolus terdapat gelembung-gelembung yang sangat kecil dan berdinding tipis yang disebut alveolus (jamak = alveloli).
f. Paru-Paru (Pulmo)
Paru-paru terbagi menjadi dua bagian, yaitu paru-paru kanan (pulmo dekster) yang terdiri atas 3 lobus dan paru-paru kiri (pulmo sinister) yang terdiri atas 2 lobus. Paru-paru dibungkus oleh selaput rangkap dua yang disebut pleura. Pleura berupa kantung tertutup yang berisi cairan limfa. Pleura berfungsi melindungi paru-paru dari gesekan saat mengembang dan mengempis. Di dalam paru-paru terdapat bronkiolus, alveolus, dan pembuluh darah.
g. Alveolus
Alveolus terdapat di ujung akhir bronkiolus berupa kantung kecil yang salah satu sisinya terbuka. Dinding alveolus tersusun dari satu lapis sel yang lembab dan tipis. Dinding alveolus berbatasan dengan pembuluh kapiler darah untuk difusi gas pernapasan. Adanya gelembung-gelembung alveolus memungkinkan pertambahan luas permukaan difusi dari paru-paru. Luas permukaan alveolus 100 kali luas permukaan tubuh manusia.
Pertukaran Oksigen dan Karbondioksida
Pada paru-paru tepatnya pada bagian alveolus terjadi pertukaran antara oksigen (O2) dan karbondioksida (CO2). Proses pertukaran antara O2 dengan CO2 terjadi secara difusi, yaitu perpindahan zat terlarut (O2 atau CO2) dari daerah yang memiliki konsentrasi dan tekanan tinggi ke daerah yang memiliki konsentrasi dan tekanan rendah.
Difusi gas, baik yang ada di udara maupun yang terlarut dalam air bergantung pada tekanan parsial. Tekanan parsial adalah tekanan yang diberikan oleh gas tertentu dalam campuran gas tersebut. Tekanan parsial O2 diberi simbol PO2, sedangkan tekanan parsial CO2 diberi simbol PCO2.
- Pada sistem peredaran darah, tekanan parsial antara O2 dan CO2 bervariasi pada setiap organ. Darah yang masuk ke paru-paru melalui arteri pulmoner (arteri pulmonalis) memiliki PO2 yang lebih rendah dan PCO2 yang lebih tinggi daripada udara di dalam alveoli.
- Pada saat darah memasuki kapiler-kapiler alveoli, CO2 berdifusi dari darah ke alveoli dan O2 yang berada di alveoli akan berdifusi ke dalam darah. Pada saat darah meninggalkan paru-paru, di dalam vena pulmoner (vena pulmonalis) PO2 telah naik dan PCO2 telah turun.
- Setelah darah masuk ke jantung, darah yang membawa banyak oksigen dipompakan ke seluruh bagian tubuh.
- Pada saat darah tiba di jaringan tubuh, akan terjadi difusi O2 dari pembuluh darah menuju jaringan tubuh dan CO2 dari jaringan tubuh masuk ke dalam darah.
- Setelah melepaskan O2 dan membawa CO2, darah akan kembali ke jantung dan dipompa lagi ke paru-paru. Setiap menit paru-paru dapat menyerap sekitar 250 mL oksigen dan mengeluarkan sebanyak 200 mL karbondioksida.
Berikut ini video mengenai organ pernapasan manusia.
B. Kapasitas Paru-Ptaru
Kapasita paru-paru adalah kemampuan paru-paru menampung udara. Pada pernapasan orang dewasa, udara yang keluar dan masuk paru-paru sebanyak 500 mL atau 0,5 L. Udara ini disebut udara pernapasan atau udara tidal. Jika kita menarik napas sedalam-dalamnya dan menghembuskan sekuat-kuatnya, volume udara yang masuk dan keluar sekitar 4000 mL atau 4 L. Volume udara ini disebut kapasitas vital paru-paru. Sebanyak 1500 mL atau 1,5 L udara tetap tinggal di dalam paru-paru yang disebut dengan udara residu.
C. Mekanisme Pernapasan pada Manusia
Ketika bernapas berlangsung dua mekanisme, yaitu menghirup udara (inspirasi) atau inhalasi dan menghembuskan udara (ekspirasi) atau ekshalasi. Pada saat melakukan mekanisme pernapasan terjadi kerja sama antara otot dada, tulang rusuk, otot perut, dan diafragma. Diafragma adalah otot yang terdapat di antara rongga dada dan rongga perut.
- Pada saat inspirasi, diafragma dan otot dada berkontraksi, volume rongga dada membesar, paru-paru menggembung, dan udara masuk ke paru-paru.
- Pada saat ekspirasi, diafragma dan otot dada berelaksasi, volume rongga dada kembali normal, paru-paru kembali normal, dan udara keluar dari paru-paru. Satu kali pernapasan terdiri atas satu kali inspirasi dan satu kali ekspirasi
Berdasarkan aktivitas otot-otot pernapasan, bernapas dengan membesarkan dan mengecilkan volume rongga dada disebut pernapasan dada. Begitu juga jika kita membesarkan dan mengecilkan volume rongga perut, disebut pernapasan perut.
D. Gangguan Sistem Pernapasan
Sama seperti sistem organ manusia yang lain, sistem pernapasan manusia juga bisa mengalami gangguan atau kelainan yang mempengaruhi sistem itu sendiri. Beberapa contoh gangguan sistem pernapasan manusia antara lain adalah sebagai berikut.
- Asma. Asma disebabkan antara lain oleh asap rokok, debu, bulu hewan peliharaan yang menyebabkan terjadinya pembengkakan pada saluran pernafasan. Pembengkakan ini menyebabkan penderita menjadi kesulitan untuk menghirup cukup oksigen. Penderita asma akan mengalami batuk, napas berbunyi, sesak napas atau mengalami kesulitan untuk bernapas. Gejala asma akan muncul jika penderita terkena benda-benda (alergen).
- Pneumonia. Pneumonia merupakan infeksi yang terjadi pada paru-paru. Penyebab terjadinya pneumonia, antara lain karena infeksi dari virus, bakteri, jamur dan parasit lainnya. Pada paru-paru penderita pneumonia terdapat cairan yang kental yang mengganggu pertukaran gas pada paru-paru.
- Kekurangan Oksigen. Ketika tersedak oksigen tidak dapat disuplai ke paru-paru dengan lancar, sehingga paru-paru akan kekurangan oksigen. Penyebab lainnya adalah gas karbonmonoksida (CO). Karbonmonoksida dihasilkan dari limbah industri yang mengandung karbon.
- Tuberculosis (TBC). Penyakit ini disebabkan oleh infeksi bakteri Bacillus tuberculosis pada paru-paru. Infeksi bakteri inilah yang menyebabkan terjadinya radang paru-paru dan alveolus mengandung banyak cairan sehingga mengganggu proses difusi antara oksigen dan karbondioksida.
- Kanker Paru-Paru. Kanker paru-paru terjadi karena tumbuhnya sel-sel yang tidak terkendali pada paru-paru. Jaringan kanker akan mendesak alveolus, sehingga tidak berfungsi. Penyebab kanker paruparu adalah akibat menghirup zat-zat yang bersifat karsinogen atau memicu terbentuknya kanker, misalnya debu asbes, kromium, produk petroleum, dan radiasi ionisasi.
- Influenza. Flu merupakan penyakit yang disebabkan oleh infeksi virus influenza, sering disebut penyakit influenza. Gejala yang ditimbulkan pada pilek, yaitu hidung tersumbat, bersinbersin, dan rongga hidung terasa gatal. Dengan kondisi hidung tersumbat, penderita influenza akan kesulitan untuk bernapas.
