SISTEM PERNAPASAN IPA - BIOLOGI SMP KELAS VII/SEMESTER 1 OLEH: ALIMMATUS FIRMANSYAH, S.Pd. http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com

Standar Kompetensi Kompetensi Dasar Memahami berbagai sistem dalam kehidupan manusia Kompetensi Dasar Mendeskripsikan sistem pernapasan pada manusia dan hubungannya terhadap kesehatan http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com

Pernapasan Proses menghirup oksigen dari udara serta mengeluarkan karbondioksida dan uap air Pada manusia ada dua proses: (1) Eksternal: Pertukaran O2 dan CO2 yang terjadi antara udara dalam gelembung paru-paru dengan darah di dalam kapiler (2) Internal: Pertukaran O2 dan CO2 antara darah dalam kapiler dengan sel-sel jaringan tubuh http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com

Pernapasan Dalam Tubuh Manusia O2 yang dihirup melewati sistem pernapasan sampai sel-sel jaringan tubuh Bersama zat makanan (glukosa) dipecah dengan bantuan enzim Mitokondria (respirasi sel) juga terjadi reaksi enzimatis Hasil utamanya (energi) + CO2 dan uap air http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com

Organ-Organ Sistem Pernafasan Manusia Organ-organ pernafasan manusia terdiri dari: Rongga hidung Faring (Tekak) Laring (Pangkal Tenggorokan) Trakea (Batang Tenggorokan) Pulmo (Paru-paru) Hidung Faring Laring Trakea Bronkus Paru-paru Gambar 1: Organ-organ pernafasan manusia http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com

Rongga Hidung Jalan masuk oksigen untuk pernapasan dan jalan keluar karbondioksida serta uap air sisa pernapasan Udara yang masuk mengalami tiga proses, yaitu: Penyaringan Penghangatan Pengaturan Kelembapan http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com

Faring (Tekak) Berbentuk seperti tabung corong Terletak di belakang rongga hidung dan mulut Tersusun dari otot rangka Berfungsi sebagai: (1) Jalan jalannya udara dan makanan (2) Ruang getar untuk menghasilkan suara http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com

Laring (Pangkal Tenggorokan) Terletak di antara faring dan trakea Dindingnya tersusun dari sembilan buah tulang rawan Salah satu tulang rawannya tersusun dari dua lempeng kartilago hialin yang menyatu dan membentuk segitiga (Jakun) Di dalam terdapat: (1) Epiglotis: Kartilago elastis (daun), dapat membuka, menutup (saat menelan makanan sehingga makanan tidak masuk tenggorokan tetapi menuju kerongkongan) (2) Pita Suara: Selaput lendir yang membentuk dua pasang lipatan dan dapat bergetar menghasilkan suara http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com

Trakea (Batang Tenggorokan) Bentuknya seperti pipa yang memanjang di bagian leher dan rongga dada (toraks) Tersusun dari cincin tulang rawan dan otot polos Dinding bagian dalamnya berlapis sel-sel epitel bersilia (berfungsi menahan dan mengeluarkan kotoran-kotoran atau debu-debu yang masuk bersama udara) dan selaput lendir Bercabang dua, (menuju paru-paru kiri dan paru-paru kanan) Cabang trakea (Bronkus) http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com

Pulmo (Paru-paru) Terletak di dalam rongga dada bagian atas Rongga dada dan rongga perut dipisahkan oleh sekat (diafragma) Terbagi menjadi dua bagian: (1) Paru-paru kanan (tiga gelambir) dan (2) Paru-paru kiri (dua gelambir) Dibungkus selaput paru-paru tipis (Pleura) Tiap-tiap bronkus bercabang membentuk bronkiolus (rongganya bersilia) Bronkiolus bercabang menjadi pembuluh halus yang berakhir pada gelembung paru- paru (alveolus) Alveolus berdinding tipis dan elastis, terdiri dari satu lapis sel, diliputi pembuluh- pembuluh kapiler darah. Terjadi pertukaran gas pernapasan (difusi) yaitu, oksigen dan karbondioksida http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com

Proses Respirasi Ada dua proses pernapasan yang terjadi pada manusia yaitu: 1) Inspirasi: Proses masuknya udara ke dalam paru-paru 2) Ekspirasi: Proses keluarnya udara ke dalam paru-paru Proses inspirasi dan ekspirasi diatur oleh otot-otot diafragma dan otot antar tulang rusuk Kedua otot itu yang mengatur volum rongga dada yang bisa membesar dan mengecil menurut kehendak kita http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com

Proses Inspirasi Bila otot tulang antar tulang rusuk berkontraksi (berkerut) Tulang-tulang rusuk terangkat Volum rongga dada akan membesar Akibatnya turunnya tekanan udara di dalam paru-paru (tekanan di dalam rongga dada menjadi kecil) Udara masuk ke dalam paru-paru Tulang rusuk terangkat karena kontraksi otot antar tulang rusuk Udara masuk Diaphragma berkontraksi (turun) Inspirasi http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com

Proses Ekspirasi Bila otot tulang antar tulang rusuk relaksasi (mengendor) Tulang-tulang rusuk akan tertekan Volum rongga dada mengecil (tekanan di dalam rongga dada membesar) Akibatnya tekanan udara di dalam paru-paru naik Udara (CO2) terdorong keluar dari paru-paru melalui hidung Udara keluar Tulang rusuk turun karena otot interkostal berelaksasi Diaphragma berelaksasi (naik) Ekspirasi http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com

Volum Udara Pernapasan Mekanisme Respirasi Meliputi dua macam yaitu 1) Pernapasan dada (terjadi karena aktivitas otot antar tulang rusuk ) 2) Pernapasan perut (terjadi karena aktivitas otot-otot diafragma) Volum Udara Pernapasan Volum paru-paru: Kemampuan paru-paru menampung udara sebanyak lima liter Volum tidal: Banyaknya udara yang keluar dan masuk dari paru- paru dalam keadaan normal (setengah liter) Volum residu: Banyaknya udara sisa yang tertinggal di paru-paru (kira-kira berjumlah satu liter) setelah ekspirasi maksimum Volum total: Banyaknya udara dalam volum paru-paru

Lanjutan… Inspiratory reserve volume (IRV) Amount of air that can be taken in forcibly over the tidal volume Usually between 2100 and 3200 ml Expiratory reserve volume (ERV) Amount of air that can be forcibly exhaled beyond tidal volume Approximately 1200 ml Residual volume Air remaining in lung after expiration About 1200 ml important in keeping alveoli inflated, allows continuous gas exchange, even during exhalation Vital capacity The total amount of exchangeable air Vital capacity = TV + IRV + ERV Respiratory capacities are measured with a spirometer Gambar 4 : Kurva yang menunjukkan ukuran volume dalam kapasitas paru-paru. http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com

Pertukaran Gas Oksigen dan Karbondioksida Terjadi dua proses yaitu proses pengikatan O2 dan pengeluaran CO Proses Pengikatan O2 Udara masuk melalui alveolus O2 masuk ke kapiler-kapiler darah secara difusi Diikat oleh zat warna merah darah (hemoglobin) Hemoglobin yang yang mengikat O2 (Oksihemoglobin) Diedarkan ke seluruh jaringan tubuh dan akhirnya ke sel-sel tubuh Dalam sel-sel tubuh, darah melepaskan O2 sehingga oksihemoglobin berubah lagi menjadi hemoglobin Body cells have used oxygen, and depleted blood is returned to the lungs. O2 in Air in Alveoli>amt of O2 in blood. Diffusion down its gradient. Passive process. Oxygen moves across respiratory membrane into blood, into RBC and binds to hemoglobin. Binding affinity dependent on pH. Partial pressure of O2 is 160 mmHg, 21% in atmosphere at sea level. BUT, since not all air is exchanged with each breath (only about 1/8 of total capacity), the actual partial pressures in the alveoli are 104 mmHG O2 and 40 mmHg CO2. Oxygen movement into the blood alveoli (104 mmHg) always has more oxygen than blood entering lungs (40 mmHg) Oxygen moves by diffusion towards the area of lower concentration Pulmonary capillary blood gains oxygen, mostly bound to hemoglobin (100 mmHg) Carbon dioxide movement out of the blood Blood returning from tissues (46 mmHg) has higher concentrations of carbon dioxide than air in the alveoli (40mmHg) Again, because not all air is exchanged, CO2 in atimosphere is only .04%, but much higher in alveoli. Pulmonary capillary blood gives up carbon dioxide Blood leaving the lungs is oxygen-rich and carbon dioxide-poor Partial pressure of CO2 is almost neglible, as it is only .04% of atmospheric gases at sea level. BUT, since not all air is exchanged with each breath (only about 1/8 of total capacity), the actual partial pressures in the alveoli are 104 mmHG O2 and 40 mmHg CO2. http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com

Pertukaran O2 Gambar 3 : Proses pertukaran oksigen dari alveolus ke dalam darah. Dan setelah berada di darah, oksigen dibawa ke sel-sel tubuh yang membutuhkan http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com

Proses Pengeluaran CO2 CO2 sisa respirasi sel yang larut dalam darah akan diangkut menuju ke paru-paru CO2 masuk ke dalam alveolus secara difusi CO2 dikeluarkan melalui alat pernapasan melalui rongga hidung Darah yang banyak mengandung oksigen berwarna merah muda disebut darah bersih Darah yang banyak mengandung karbondioksida berwarna merah tua disebut darah kotor Most = 70% of CO2 is bicarbonate. Write equation showing CO2 + H2O -(carbonic anhydrase) - H2CO3 --HCO3 + H+ This reaction is done inside the RBC, which contains an enzyme that helps push the reaction. 20% OF CO2 BINDS TO HEMOGLOBIN, specifically, the globin . O2 binds to the heme (iron containing portion) So hemoglobin can carry both CO2 and Os at the same time. 10% of CO2 is directly dissolved in blood plasma. This is the first to diffuse out of the blood and into the alveoli in lungs. As this CO2 leaves, pulls equilibrium of HCO3 back to H2CO3 to CO2 and H2O, which diffuse out of blood, into alveoli. http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com

Pertukaran CO2 CO2 moves into ca;illary, combines with H2O, forms H2CO3 inside RBCs (carbonic anhydrase enzyme) HCO3 moves out of the RBCs into plasma. Some H+ remain, binding to hemoglobin and weakening its bond with O2. Effect of this is to favor O2 binding to hemoglobin in the lungs and favor O2 release in tissues, where respiration has raised the CO2 level. Gambar 3 : Proses pertukaran karbondioksida dari sel-sel jaringan ke dalam darah. Setelah berada di dalam darah, karbondioksida di bawa ke alveolus untuk dikeluarkan. http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com

Kelainan dan Penyakit Pada Sistem Pernapasan 1. Asma Penyempitan bronkiolus yang dipicu oleh zat alergen. Zat alergen dapat berupa debu, serbuk sari, asap, cuaca dll. Biasanya penderita asma akan mengalami kesulitan bernafas, serta disertai suara saat menarik nafas. http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com

2. Kerusakan akibat Rokok Kerusakan pada paru-paru yang mengakibatkan kanker atau terbakarnya paru-paru. Kerusakan karena asap yang masuk ke paru-paru sangat panas. Selain itu karena senyawa toksik lain yang terkandung di dalam rokok (ada 4000 senyawa toksik pada rokok). Paru paru Jantung Allergens trigger immune system to produce lots of IgE, which triggers mast cells in lungs to secrete histamines, which cause inflammation response. Albuterol adminstered via inhalers, gets droplets of medication directly to lungs, cells lining bronchioles. Dilators, corticosteroids to reduce inflammation. http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com

1/3 kematian orang di Amerika karena kanker paru 3. Kanker Paru-Paru 1/3 kematian orang di Amerika karena kanker paru Kanker paru berhubungan dengan merokok Rokok mengandung radikal bebas (nitrosamine) dan senyawa karsinogen lain yang memicu mutasi DNA 90% of lung cancer victims are smokers. 10% are not. Can also be due to other chemicals, such as radon or asbestos Prognosis not good: avg survival after diagnosis is 9 months. 5 yr survival is 7% of patients. Why do people smoke? Social, emotional reasons. Nicotine is addicting. Extremely. Damage caused by other chemicals in smoke, esp free radicals that cause mutations. Lung cells most heavily exposed, but these chemicals absorbed into blood, travel throughout body. Smoking also increases frequency of cancers in kidney, pancreas, bladder, and even cervical cancer. Doom and gloom? YES. http://firmanbiologi.wordpress.com – E-mail: firman.biologi@gmail.com