SISTEM PERNAPASAN Nurul Mufitdhah, S. Si., M. Si.

PETA KONSEP

Apa yang akan dipelajari? 1. Alat-alat pernapasan pada manusia 2. Mekanisme pernapasan 3. Volume udara pernapasan dan faktor-faktor yang memengaruhinya 4. Sistem pernapasan pada hewan meliputi serangga dan burung 5. Kelainan-kelainan pada sistem pernapasan manusia

Pernapasan / Respirasi  Proses pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida dalam tubuh organisme.  Fungsi Mensuplai oksigen ke dalam sel-sel jaringan tubuh dan mengeluarkan karbondioksida (CO2) sebagai hasil respirasi tersebut dan dihasilkan energi A. Alat Pernapasan Saluran pernapasan Tabung / pipayg mengangkut udara Pompa ventilasi paru-paru Dinding dada, otot pernapasan, saraf pernapasan Organ pernapasan Hidung, laring, trakea, bronkus, dan pulmo

a. Rongga Hidung (Cavum Nasalis) Selaput lendir dan rambut-rambut halus  untuk menyaring debu dan kotoran yang masuk bersama udara, melekatkan kotoran pada rambut hidung, mengatur suhu udara pernapasan, dan mengenali adanya bau. b. Faring (Tekak) Saluran bersama sistem pernapasan dan pencernaan. Bagian belakang faring terdapat laring (pangkal tenggorokan) yang juga terdapat pita suara dan epiglotis (katup tenggorokan). Menelan makanan: epiglotis menutupi laring  makanan tidak masuk ke dalam tenggorokan. Bernapas: epiglotis membuka  udara masuk ke laring  menuju tenggorokan. c. Tenggorokan (Trakea) Berbentuk seperti pipa (± 10 cm), bercabang dua dan membentuk bronkus (di dalam paru-paru). Dinding tenggorokan terdiri atas tiga lapisan: 1) Lapisan paling luar  jaringan ikat. 2) Lapisan tengah  otot polos dan cincin tulang rawan (16–20 cincin berbentuk C). 3) Lapisan terdalam  jaringan epitel silindris selapis bersilia yang menghasilkan banyak lendir.

d. Cabang Tenggorokan (Bronkus) Di dalam paru-paru bronkus bercabang-cabang lagi berupa saluran halus (bronkeolus) diujungnya terdapat gelembung-gelembung paru (alveoli). Dinding alveolus sangat tipis dan banyak pembuluh darah kapilerdimana terjadi pertukaran gas O2 dan CO2 e. Paru-Paru (Pulmo) Paru-paru kanan  3 lobus: Atas (lobus superior) Tengah (lobus medius) Bawah (lobus inferior) Paru-paru dibungkus oleh selaput tipis rangkap dua  pleura, yg dibatasi oleh cairan pleura (untuk mencegah gesekan antara paru-paru dengan tulang rusuk). Paru-paru kiri  2 lobus: Atas (lobus superior) Bawah (lobus inferior)

1.Pernapasan dada / pernapasan rusuk: melibatkan otot-otot antar tulang rusuk. a. Inspirasi: otot antar tulang rusuk ( inter kostalis ) kontraksi  volume rongga dada membesar  tekanan udara dalam paru-paru mengecil  udara luar masuk. b. Ekspirasi: otot antar tulang rusuk ( inter kostalis ) relaksasi  volume rongga dada mengecil  tekanan udara dalam paru-paru membesar  udara keluar. 2. Pernapasan perut / pernapasan diafragma: melibatkan otot-otot diafragma. a. Inspirasi: otot diafragma kontraksi  diafragma mendatar  volume rongga dada membesar  tekanan udara dalam paru-paru mengecil  udara luar masuk. b. Ekspirasi: otot diafragma relaksasi  diafragma melengkung  volume rongga dada mengecil  tekanan udara dalam paru-paru membesar  udara keluar. Berdasarkan organ yang terlibat 2. Mekanisme Pernapasan

Pertukaran gas antara udara dalam alveolus dengan darah pada kapiler. Darah menerima O2 dari udara dan memberikan CO2 ke udara. Pertukaran gas antara darah pada kapiler dengan sel-sel tubuh. Darah memberikan O2 ke sel, dan menerima CO2 dari sel. Pernapasan Berdasarkan tempat terjadinya pertukaran gas:

3. Transport dan Pertukaran Gas Transport O2 & CO2  menggunakan prinsip dasar kimia (hemoglobin) dan fisika (perbedaan tekanan gas dalam darah). Pernapasan eksternal: Pertukaran gas  CO2 meninggalkan darah dan O2 masuk ke dalam darah melalui difusi  O2 diikat hemoglobin (Hb)  oksihemoglobin (HbO2) Reaksi: Hb + O2 → HbO2 Pernapasan internal: darah masuk ke dalam jaringan tubuh  O2 melepaskan ikatannya dengan hemoglobin  berdifusi masuk ke dalam cairan jaringan tubuh. Reaksi: HbO2 → Hb + O2 Proses difusi O2 terjadi ketika tekanan parsial oksigen (P O2) dalam kapiler darah lebih tinggi daripada P O2 dalam sel-sel tubuh. O2 yang telah sampai dalam jaringan digunakan untuk respirasi sel: mengoksidasi zat makanan (glukosa)  ATP, CO2, dan uap air. Proses pembentukan ATP: glikolisis, daur Krebs, dan sistem transpor. Reaksi: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38 ATP

Pertukaran Oksigen

Pertukaran CO2 O2 yang digunakan oleh sel-sel tubuh  CO2 yang terbentuk  P CO2 dalam sel-sel tubuh > CO2 dalam kapiler darah  CO2 berdifusi dari sel-sel tubuh ke kapiler darah  dibawa eritrosit menuju ke paru-paru  CO2 berdifusi dari kapiler darah menuju alveolus (P CO2 di kapiler darah > P CO2 dalam alveolus)  CO2 dikeluarkan dari tubuh melalui ekspirasi. CO2 diangkut oleh darah dengan 3 cara: 1.CO2 larut dalam plasma darah (± 10%) 2.CO2 terikat oleh hemoglobin di bagian globin (± 30%)  karbamino hemoglobin (HbCO2) 3.CO2 berbentuk bikarbonat (± 60%)  diubah menjadi HCO3- oleh karbonat anhidrase Reaksi: CO2 + H2O H2CO3 H+ HCO3- Jika konsentrasi CO2 dalam jaringan  reaksi kearah kanan  ion hidrogen dan bikarbonat. Jika konsentrasi CO2 dalam paru-paru  reaksi ke arah kiri  CO2 dilepaskan.

4. Volume dan Kapasitas Paru-paru a. Volume tidal (tidal volume), yaitu volume udara pernapasan biasa (±500 cc atau 500 ml). b. Volume cadangan inspirasi (VCI) / udara komplementer: udara yang masih dapat dimasukkan secara maksimal ke dalam paru-paru setelah melakukan inspirasi biasa (±1.500 cc / ml). c. Volume cadangan ekspirasi (VCE) / udara suplementer: udara yang masih dapat dikeluarkan secara maksimal dari paru-paru setelah melakukan ekspirasi biasa (±1.500 cc / ml). f. Volume total paru-paru (VTP): volume udara yang dapat ditampung oleh paru-paru semaksimal mungkin (± cc atau ml  VTP=VR+KV d. Volume residu (VR): volume udara yang masih tersisa di dalam paru- paru setelah melakukan ekspirasi maksimal (±1.000 cc atau ml). e. Kapasitas vital (KV): volume udara yang dapat dikeluarkan semaksimal mungkin setelah melakukan inspirasi maksimal (±3.500 cc atau ml)  KV=VCI+VCE

5. Pengendalian dan Kecepatan Pernapasan  Udara pernapasan yang masuk ke dalam tubuh kira-kira mengandung : 21 % O2 dan 0,03 % CO2  Pusat pengaturan pernapasan manusia oleh Otak bagian Medula Oblongata  Salah satu stimulus untuk bernapas adalah kadar CO2 dalam darah: Bila kadar CO2 dalam darah naik melebihi 4% maka otak memerintahkan sistem pernapasan untuk mengambil O2.  Sistem pernapasan merupakan kerja sama antara sistem pernapasan, otak dan jantung  Kecepatan (frekuensi) pernapasan dipengaruhi oleh beberapa faktor: a.Jenis kelamin b.Umur c.Suhu tubuh d.Posisi dan aktivitas e.Emosi, rasa sakit, ketakutan f.Status kesehatan g.Ketinggian tempat

Sistem Pernapasan

Sistem Pernapasan pada Hewan 1.Pernapasan pada Serangga Alat pernapasan serangga  sistem trakea: spirakel, pembuluh trakea, dan trakeolus. Sistem trakea: sistem pernapasan sederhana  sel-sel tubuh dapat berhubungan langsung dengan udara luar melalui pembuluh udara. Dengan adanya sistem trakea  peredaran O2 ke seluruh tubuh tidak melalui darah. Udara keluar masuk melalui spirakel yang terletak berpasangan di setiap segmen tubuh: O2 masuk melalui spirakel  pembuluh trakea  trakeolus  terjadi pertukaran gas dengan sel-sel tubuh  O2 berdifusi dari trakeolus ke sel-sel tubuh. CO2 berdifusi dari sel-sel tubuh  trakeolus  trakea  dikeluarkan melalui spirakel.

2. Pernapasan pada Burung Alat pernapasan burung: sepasang paru-paru yang terletak dalam rongga dada. Udara masuk melalui dua pasang lubang  udara menuju celah tekak  trakea  udara masuk ke dalam paru-paru. Paru-paru burung tidak memiliki alveoli, tetapi memiliki pembuluh-pembuluh udara yang disebut parabronki. Burung juga mempunyai 4 pasang pundi-pundi udara (saccus pneumaticus)  fungsi: membantu pernapasan terutama pada saat terbang, membantu mempertahankan suhu badan dan meringankan tubuh pada saat burung terbang. Mekanisme pernapasan pada burung:

b. Pernapasan Saat Terbang 1) Inspirasi Ketika sayap diangkat ke atas  pundi-pundi udara di ketiak mengembang  pundi-pundi udara di tulang korakoid terjepit  oksigen masuk ke paru-paru. 2) Ekspirasi Ketika sayap diturunkan  pundi-pundi udara di ketiak terjepit  kantong udara di tulang korakoid mengembang  udara dikeluarkan dari paru-paru. Semakin tinggi burung terbang, semakin cepat burung mengepakkan sayapnya  bertujuan untuk mendapatkan oksigen yang cukup banyak. a. Pernapasan pada Saat Tidak Terbang 1) Inspirasi Otot antartulang rusuk kontraksi  rongga dada mengembang  Paru-paru mengembang  udara masuk ke paru-paru  Sebagian udara diteruskan ke pundi- pundi udara. 2) Ekspirasi Rongga dada mengecil  tekanan paru-paru lebih besar daripada tekanan udara luar  udara keluar dari paru-paru  bersamaan dengan mengecilnya rongga dada, udara dari pundi-pundi udara masuk ke paru-paru  terjadi pelepasan O2 dalam pembuluh kapiler paru-paru. Pengambilan O2 pada burung dilakukan pada tahap inspirasi maupun ekspirasi.

C. Kelainan-Kelainan pada Sistem Pernapasan Manusia Salah satu penyebab timbulnya kelainan pada sistem pernapasan yaitu banyaknya zat karsinogenik yang masuk ke dalam tubuh: Rokok. Selain itu juga dapat diakibatkan oleh infeksi patogen, polusi udara, dan keabnormalan alat pernapasan. Kelainan dan penyakit yang dapat menyerang sistem pernapasan: asfiksi, asidosis, asma, bronkitis, difteri, emfiseme, influenza, kanker paru-paru, pneumonia, dan tuberkulosis. Beberapa kelainan pada sistem pernapasan diakibatkan oleh kualitas udara di lingkungan sekitar. Beberapapemicu kelainan dan gangguan pada sistem pernapasan manusia: Polusi oleh asap pabrik, kendaraan bermotor, atau kebakaran. Perlu ada usaha untuk menjaga kebersihan udara di lingkungan, seperti tidak melakukan pembakaran sampah dan menanam berbagai jenis tumbuhan agar dapat menyerap polutan udara.

1. Kumpulkan informasi sebanyak-banyaknya tentang gangguan, kelaian maupun penyakit pada sistem pernapasan. 2. Analisis secara cermat dan teliti setiap informasi yang anda peroleh. 3. Berdasarkan hasil pengamatan kelompok Anda, deskripsikan tentang penyakit tersebut serta diskusikan secara santun dan cinta damai pertanyaan-pertanyaan berikut. a. Apa yang menyebabkan terjadinya gangguan tersebut pada sistem pernapasan? b. Gejala-gejala apa saja yang mungkin muncul akibat penyakit tersebut? c. Bagaimana cara pencegahan serta pengobatan penyakit tersebut? d. Sertakan gambar! Berdiskusilah dengan menerapkan sikap mau bekerja sama, berani, dan mengemukakan pendapat berdasar fakta. 8. Tuliskan hasil diskusi kelompok Anda dalam bentuk power point yang berisi judul, nama dan anggota kelompok, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. (maks. 5 slide) 8. Presentasikan laporan kegiatan kelompok Anda di depan kelas. Mengidentifikasi Pengaruh Udara yang Tercemar terhadap Kesehatan Alat-Alat Pernapasan Manusia

Tugas/ Proyek Buatlah sebuah poster antirokok, antinarkoba, menjaga lingkungan. Buatlah poster semenarik mungkin agar orang lain tertarik untuk membacanya. Kumpulkan hasil tugas proyek di akhir semester.