Salah satu ciri dari makhluk hidup adalah bernapas. Manusia dapat bernapas dengan bantuan alat atau organ pernapasan. Apakah kamu tahu organ apa saja yang berperan dalam sistem pernapasan manusia? Kemudian, bagaimana proses pernapasan itu terjadi?
Nah, untuk mengetahui lebih lanjut, yuk simak pembahasan mengenai sistem pernapasan pada manusia berikut ini!
Daftar Isi
Pengertian Sistem Pernapasan
Sistem pernapasan adalah sistem organ yang berperan dalam proses pengambilan udara/oksigen dan pengeluaran karbon dioksida dari dalam tubuh dengan menggunakan alat atau organ pernapasan.
Baca juga: Materi Sistem Gerak Manusia
Organ-organ Sistem Pernapasan pada Manusia
Sebelum dibahas mengenai organ-organ pada sistem pernapasan manusia, perhatikan terlebih dahulu gambar sistem pernapasan berikut ini.
Gambar tersebut merupakan gambar sistem pernapasan atau respirasi pada manusia. Berdasarkan gambar sistem pernapasan tersebut, dapat dikatakan bahwa sistem pernapasan terdiri dari organ-organ yang berperan untuk mengedarkan oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida. Saluran pernapasan tersebut diawali dari rongga hidung, faring, laring, trakea, bronkus, bronkiolus, dan paru-paru.
Hidung
Rongga hidung tersusun atas sel-sel epitel pipih berlapis. Dalam rongga hidung, kotoran yang masuk bersama oksigen akan disaring oleh rambut-rambut kasar yang terdapat di dalam rongga hidung.
Selain itu, kotoran pada rambut hidung akan dilekatkan oleh lendir yang berasal dari sel goblet. Kemudian, lendir yang dihasilkan oleh sel goblet juga berfungi untuk menyaring debu dan mengatur suhu udara pernapasan. Sebelum masuk kedalam faring, udara akan dihangatkan terlebih dahulu di dalam rongga hidung.
Faring
Percabangan antara kerongkongan/esofagus dan laring serta trakea disebut faring. Pada percabangan ini, terdapat klep epiglottis yang mencegah makanan masuk ke dalam trakea. Setelah melalui rongga hidung, udara akan melewati faring
Laring
Setelah melewati faring, udara akan menuju laring. Pada laring terdapat pita suara, sehingga laring disebut sebagai kotak suara. Selain itu, laring dikelilingi oleh tulang rawan sebanyak sembilan tulang rawan. Dari sembilan tulang rawan tersebut, terdapat tulang yang menyerupai perisai yang disebut dengan tulang rawan tiroid. Pada laki-laki dewasa, tulang rawan tiroid lebih besar daripada wanita sehingga membentuk jakun.
Trakea
Setelah melewati laring, udara akan masuk ke dalam trakea. Panjang trakea kurang lebih 11,5 cm dengan diameter 2,4 cm. Trakea terdiri atas susunan cincin-cincin tulang rawan. Cincin-cincin tersebut memungkinkan trakea tetap mempertahankan bentuknya.
Selain itu, terdapat bagian yang berfungsi sebagai penghasil lendir berfungsi sebagai penghasil lendir dan disebut dengan sel goblet. Lendir yang berasal dari sel goblet tersebut memiliki fungsi untuk menahan benda asing yang masuk, sebelum akhirnya dikeluarkan dengan gerakan silia yang terdapat pada membran sel epitel.
Bronkus
Adalah cabang dari trakea. Trakea bercabang menjadi 2 bagian, menjadi bronkus yang masing-masing cabang akan menghubungkan ke paru-paru yaitu paru-paru kanan dan paru-paru kiri.
Bronkiolus
Adalah percabangan dari bronkus.
Alveolus
Terdapat pada ujung-ujung bronkiolus. Dalam alveolus ini terjadi pertukaran gas oksigen dengan karbon dioksida. Struktur alveolus berbentuk bola-bola kecil yang diiputi oleh pembuluh-pembuluh darah, yaitu kapiler-kapiler darah.
Paru-paru atau Pulmo
Paru-paru merupakan struktur yang terbentuk dari bronkus, bronkiolus, dan alveolus.
Baca juga: Sistem Ekskresi pada Manusia
Mekanisme Sistem Pernapasan Manusia
Setelah memahami organ-organ sistem pernapasan pada manusia, selanjutnya akan dibahas mengenai mekanisme atau proses sistem pernapasan pada manusia. Berikut adalah proses sistem pernapasan pada manusia.
- Udara memasuki rongga hidung. Kemudian, udara yang masuk akan dipanaskan, dibersihkan, dan dilembapkan (termasuk udara yang masuk melalui mulut).
- Udara melewati faring.
- Udara melewati laring. Katup tenggorokan (bagian atas laring) dan bagian tulang rawan mencegah makanan melewati laring ketika mengunyah. Dari laring udara akan diteruskan ke trakea.
- Udara melewati trakea, kemudian trakea mengangkut udara dari dan menuju paru-paru.
- Pada bagian toraks, cabang trakea menuju dua bronki, yang terdiri dari bronkiolus. Bronkiolus kemudian membawa udara ke alveoli pulmonari, struktur elastis yang berbentuk kantong tempat terjadinya pertukaran gas.
- Kemudian, oksigen akan melewati darah dan menuju ke jaringan tubuh. Karbon dioksida keluar dari aliran darah dan bergerak menuju alveoli untuk kemudian dikeluarkan. Udara yang dikeluarkan mengandung lebih banyak karbon dioksida dan lebih sedikit oksigen daripada udara yang dihirup.
Tahapan yang telah dijelaskan tersebut merupakan tahap perjalanan pada sistem pernapasan manusia. Sistem pernapasan manusia melibatkan saluran udara yang dimulai dari hidung, faring, laring, trakea, bronkus, bronkiolus, dan alveoli. Namun, pernapasan terutama terjadi pada paru-paru yang tugas dasarnya adalah mengumpulkan oksigen dari udara. Oksigen kemudian didistribusikan ke seluruh tubuh melalui darah.
Berdasarkan organ yang terlibat dalam pemasukkan udara (inspirasi) dan pengeluaran udara (ekspirasi), mekanisme pernapasan manusia dibedakan menjadi pernapasan dada dan pernapasan perut. Pernapasan dada dan perut terjadi secara bersamaan.
Perhatikan gambar sistem pernapasan berikut ini.
Berdasarkan gambar sistem pernapasan tersebut, mekanisme pernapasan dada dan perut dapat dijelaskan sebagai berikut.
Pernapasan Dada
Adalah pernapasan yang melibatkan otot antartulang rusuk. Mekanismenya dapat dibedakan sebagai berikut.
a. Inspirasi
Otot antartulang rusuk berkontraksi sehingga rongga dada mengembang. Pengembangan rongga dada menyebabkan volume paru-paru juga mengembang akibatnya tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada mtekanan di luar sehingga udara luar yang kaya oksigen masuk.
b. Ekspirasi
Otot antartulang rusuk akan berelaksasi artinya tulang rusuk akan kembali ke posisi semula. Otot tulang rusuk turun, sehingga rongga dada menjadi kecil. Hal tersebut menyebabkan volume paru-paru ikut mengecil, sehingga tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan luar dan udara dalam rongga dada pun keluar.
Pernapasan Perut
Adalah pernapasan yang melibatkan otot-otot yang membatasi rongga perut dan rongga dada yang disebut dengan otot-otot diafragma. Mekanisme pernapasan perut dapat dibedakan menjadi dua fase, antara lain sebagai berikut.
a. Inspirasi
Otot diafragma mengalami kontraksi sehingga mengembang, akibatnya paru-paru ikut mengembang. Kemudian, rongga dada akan membesar dan tekanan udara di dalam paru-paru lebih kecil daripada tekanan udara luar. Sehingga udara luar dapat masuk ke dalam.
b. Ekspirasi
Fase ekspirasi merupakan fase relaksasi otot diafragma (kembali ke posisi semula) sehingga rongga dada mengecil dan tekanan udara di dalam paruparu lebih besar daripada tekanan udara luar, akibatnya udara keluar dari paru-paru.
Volume dan Kapasitas Paru-Paru
Volume Paru-Paru
Setiap orang memiliki ukuran paru-paru, cara bernapas, dan kekuatan dalam bernapas yang berbeda. Sehingga menyebabkan setiap orang memiliki volume paru-paru yang berbeda pula. Untuk orang dewasa, volume paru-paru rata-rata 5-6 liter.
Volume paru-paru terdiri atas:
a. Volume Tidal (VT)
Adalah volume udara yang masuk dan keluar dari paru-paru ketika proses pernapasan biasa. Volume udara tersebut adalah sebanyak 500 ml.
b. Volume Cadangan Inspirasi (VCI)
Adalah udara yang masih dapat dihirup/masuk secara maksimal ke dalam paru-paru setelah melakukan inspirasi normal. Besarnya adalah 1.500 ml.
c. Volume Cadangan Ekspirasi (VCE)
Adalah udara yang masih dapat keluar secara maksimal dari paru-paru setelah melakukan ekspirasi biasa. Besarnya adalah 1.500 ml.
d. Volume Residu
Disebut juga dengan udara sisa yang terdapat di dalam paru-paru. Udara sisa ini berfungsi untuk menjaga agar paru-paru tetap dalam keadaan mengembang. Besarnya adalah 1.000 ml.
Kapasitas Paru-Paru
Adalah kemampuan paru-paru menampung udara pernapasan. Kapasitas paru-paru meliputi:
a. Kapasitas Inspirasi (KI)
Adalah jumlah volume udara yang dapat dihirup oleh seseorang pada saat ekspirasi normal sampai paru-paru dapat mengembang secara maksimum. Jumlah kapasitas inspirasi adalah kurang lebih 3500 ml.
b. Kapasitas Residu Fungsional (KRF)
Adalah jumlah volume udara yang tersisa di dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi normal. Jumlah kapasitas residu fungsional kurang lebih sebanyak 2300 ml.
c. Kapasitas Vital (KV)
Adalah jumlah volume udara maksimum yang dapat dikeluarkan dari paru-paru setelah inspirasi secara maksimum dan diekspirasikan secara maksimum. Jumlah kapasitas vital kurang lebih sebanyak 4600 ml.
d. Kapasitas Total Paru-paru (KTP)
Adalah volume udara maksimum pengembangan paru-paru dengan inspirasi sekuat-kuatnya. Jumlah kapasitas total paru-paru kurang lebih sebanyak 5800 ml.
Baca juga: Sistem Imun: Pengertian, Fungsi dan Mekanisme
Frekuensi Pernapasan
Frekuensi pernapasan dapat diartikan sebagai kecepatan bernapas. Frekuensi pernapasan pada setiap orang berbeda-beda. Frekuensi pernapasan dipengaruhi oleh faktor-faktor sebagai berikut.
Umur
Umur sangat berpengaruh terhadap frekuensi pernapasan seseorang. Frekuensi pernapasan pada bayi dan balita lebih banyak dibandingkan dengan orang dewasa. Hal tersebut disebabkan karena sel-sel tubuh pada bayi dan balita sedang mengalami perkembangan dan memiliki volume paru-paru yang relatif kecil. sehingga bayi dan balita membutuhkan banyak oksigen.
Jenis Kelamin
Selain umur, jenis kelamin juga menentukan frekuensi pernapasan. Pada umumnya frekuensi pernapasan wanita lebih banyak dibandingkan dengan laki-laki. Hal ini disebabkan karena volume paru-paru yang dimiliki oleh wanita relatif kecil, sehingga frekuensi bernapasnya lebih banyak.
Suhu Tubuh
Ketika suhu tubuh menurun, maka metabolisme pada tubuh akan meningkat. Metabolisme pada tubuh akan menghasilkan panas sehingga membutuhkan oksigen lebih banyak.
Posisi Tubuh
Kebutuhan oksigen ketika sedang tidur dan sedang berdiri akan berbeda. Ketika sedang berdiri akan lebih banyak membutuhkan oksigen dibandingkan ketika kita sedang tidur.
Hal-hal yang Dapat Menyebabkan Gangguan pada Sistem Pernapasan Manusia
Sistem pernapasan itu dapat mengalami gangguan. Hal-hal yang dapat menyebabkan gangguan pada sistem pernapasan manusia antara lain sebagai berikut.
Pencemaran Udara
Adalah suatu kondisi dimana adanya zat-zat yang mempengaruhi kualitas udara. Zat-zat tersebut tersebut menyebabkan kualitas udara menjadi tercemar/kotor dan membahayakan kesehatan manusia. Pencemaran udara antara lain dapat disebabkan oleh polutan misalnya karbon monoksida (CO), nitrogen dioksida (NO2), sulfur dioksida (SO2), hidrokarbon (HC), timah (Pb), karbon dioksida (CO2), dan chlorofluorocarbon (CFC).
Berbagai kegiatan manusia yang dapat menimbulkan polutan pencemaran udara diantaranya yaitu sebagai berikut.
- Pembakaran sampah, misalnya sampah dari kegiatan rumah tangga dan industri. Polutan yang dihasilkan dari pembakaran sampah yaitu asap, debu, dan gas (CO dan NO).
- Proses peleburan baja, pembuatan semen, keramik, dan aspal. Polutan yang dihasilkan yaitu debu, uap, dan gas.
- Pertambangan dan penggalian. Polutan yang dihasilkan yaitu debu.
- Pembuangan limbah rumah tangga dan industri. Polutan yang dihasilkan yaitu H2S yang menimbulkan bau busuk.
Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor
Sisa hasil pembakaran bahan bakar di dalam mesin disebut dengan emisi gas. Emisi gas buang sangat merugikan kehidupan manusia, salah satunya dapat mengganggu fungsi sistem pernapasan manusia. Emisi gas buang tersebut dapat menyebabkan tenggorokan gatal dan batuk-batuk, infeksi saluran pernapasan sehingga fungsi sistem pernapasan tidak bekerja dengan baik.
Sebagian dari gas buang yang dikeluarkan adalah beracun, dan sebagian besar berupa gas rumah kaca yang dapat mengakibatkan pemanasan global. Kendaraan seperti sepeda motor dan mobil harus diuji terlebih dahulu emisi gas buangnya. Hal ini bertujuan untuk mengetahui berapa banyak kandungan (gas buang/partikulat) yang terdapat pada mesin/sumber bergerak kendaraan tersebut.
Selain itu, dengan adanya uji tersebut dapat diketahui layak atau tidaknya kendaraan tersebut untuk beroperasi. Uji emisi sumber bergerak dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut dengan autocheck. Selain itu, alat tersebut dapat digunakan juga pada udara bebas untuk mengetahui kandungan-kandungan yang terdapat pada udara bebas.
Asap Rokok
Selanjutnya hal yang dapat mengganggu fungsi sistem pernapasan manusia adalah asap rokok. Dalam asap rokok terdapat bahan kimia dan gas yang berbahaya yang bersifat karsinogenik. Seperti tar, nikotin, arsen, aseton, natilamin, dan cadmium.
Kabut Asap
Kabut asap sangat berbahaya dan dapat mengganggu fungsi sistem pernapasan. Dalam jangka pendek, asap akan mengiritasi mata sampai saluran pernapasan. Mata akan terlihat berwarna merah, perih, dan berair. Sedangkan pada saluran pernapasan akan menyebabkan bersin-bersin dan produksi dahak akan meningkat. Dalam jangka panjang, kabut asap akan menyebabkan rusaknya saluran pernapasan.
Kelainan pada Sistem Pernapasan
Kelainan atau gangguan pada sistem pernapasan terjadi karena fungsi sistem pernapasan pada manusia tidak dapat bekerja dengan baik. Adapun kelainan pada sistem pernapasan antara lain sebagai berikut.
Faringitis
Adalah peradangan pada faring sehingga timbul rasa nyeri pada waktu menelan makanan ataupun kerongkongan terasa kering.
Laringitis
Adalah radang pada daerah laring.
Pneumonia
Adalah gangguan yang disebabkan karena paru-paru mengalami peradangan, dimana alveolus biasanya berisi cairan dan eritrosit yang berlebihan.
Dipteri
Adalah infeksi bakteri Corynobacterium.
Bronkitis
Adalah peradangan pada trakea dan bronkus sehingga dapat menyebabkan demam dan batuk.
Asma
Adalah gangguan pernapasan dengan gejala sulit bernapas, bunyi mendesak dan batuk-batuk yang disebabkan oleh alergi.
Tuberculosis (TBC)
Timbulnya bintil-bintil pada alveolus akibat adanya infeksi bakteri Mycobacterium tuberculosis.
Baca juga: Sistem Koordinasi pada Manusia
Pemahaman Akhir
Sistem pernapasan pada manusia melibatkan berbagai organ penting, seperti hidung, faring, laring, trakea, bronkus, bronkiolus, dan paru-paru. Organ-organ ini berfungsi untuk mengambil oksigen dari udara dan mengeluarkan karbon dioksida dari dalam tubuh.
Proses pernapasan dimulai dengan udara yang masuk melalui hidung, kemudian melewati faring, laring, dan trakea. Setelah itu, udara masuk ke dalam bronkus, bronkiolus, dan akhirnya mencapai alveolus di paru-paru. Di alveolus, terjadi pertukaran gas antara oksigen dan karbon dioksida dengan darah. Oksigen diserap oleh darah dan dibawa ke seluruh tubuh, sedangkan karbon dioksida dari darah dikeluarkan melalui pernapasan.
Sistem pernapasan sangat penting bagi kelangsungan hidup manusia karena menyediakan oksigen yang diperlukan untuk metabolisme sel dan mengeluarkan karbon dioksida yang merupakan produk sampingan metabolisme. Gangguan pada sistem pernapasan, seperti pencemaran udara, asap rokok, dan kelainan organ pernapasan, dapat menyebabkan berbagai masalah kesehatan dan mengganggu fungsi pernapasan manusia.
Oleh karena itu, penting bagi kita untuk menjaga kesehatan sistem pernapasan dengan menghindari faktor-faktor penyebab gangguan, menjaga pola hidup sehat, serta menghirup udara segar dan bersih agar tubuh mendapatkan oksigen yang cukup untuk berfungsi dengan optimal.
Nah, demikian pembahasan mengenai sistem pernapasan pada manusia. Sekarang kamu sudah bisa memahami mengenai mekanisme pernapasan yang terjadi pada tubuh manusia beserta gangguan/kelainan pada sistem pernapasan.
Sumber:
Diastuti, Renni. (2009). BIOLOGI. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
Safitri, Ririn. (2016). BIOLOGI. Surakarta: Mediatama.
