Istilah bernapas, seringkali diartikan
dengan respirasi, walaupun secara harfiah sebenarnya kedua istilah
tersebut berbeda. Pernapasan (breathing) artinya menghirup dan
menghembuskan napas. Oleh karena itu, bernapas diartikan sebagai proses
memasukkan udara dari lingkungan luar ke dalam tubuh dan mengeluarkan
udara sisa dari dalam tubuh ke lingkungan. Sementara, respirasi (respiration)
berarti suatu proses pembakaran (oksidasi) senyawa organik (bahan
makanan) di dalam sel sehingga diperoleh energi. Energi yang dihasilkan
dari respirasi sangat menunjang sekali untuk melakukan beberapa
aktifitas. Misalnya saja, mengatur suhu tubuh, pergerakan, pertumbuhan
dan reproduksi. Oleh karena itu, kegiatan pernapasan dan respirasi
sebenarnya saling berhubungan.
Dalam fisiologi, pernapasan memiliki makna :
1. Respirasi Internal :Proses metabolisme intrasel di dalam mitokondria.
2. Respirasi Ekternal :Keseluruhan rangkaian kejadian yang terlibat dalampertukaran O2 dan CO2 antara lingkungan eksternal dan sel tubuh.
STRUKTUR SISTEM RESPIRASI
Mekanisme Pertukaran Gas Oksigen (02)dan Karbondioksida (CO2)
Udara lingkungan dapat dihirup masuk ke
dalam tubuh makhluk hidup melalui dua cara, yakni pernapasan secara
langsung dan pernapasan tak langsung. Pengambilan udara secara langsung
dapat dilakukan oleh permukaan tubuh lewat proses difusi. Sementara
udara yang dimasukan ke dalam tubuh melalui saluran pernapasan dinamakan
pernapasan tidak langsung.
Saat kita bernapas, udara diambil dan
dikeluarkan melalui paru-paru. Dengan lain kata, kita melakukan
pernapasan secara tidak langsung lewat paru-paru. Walaupun begitu,
proses difusi pada pernapasan langsung tetap terjadi pada paru-paru.
Bagian paru-paru yang meng alami proses difusi dengan udara yaitu
gelembung halus kecil atau alveolus. Oleh karena itu, berdasarkan proses
terjadinya pernapasan, manusia mempunyai dua tahap mekanisme pertukaran
gas. Pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida yang dimaksud yakni
mekanisme pernapasan eksternal dan internal.
1. Pernafasan Eksternal
Ketika kita menghirup udara dari
lingkungan luar, udara tersebut akan masuk ke dalam paru-paru. Udara
masuk yang mengandung oksigen tersebut akan diikat darah lewat difusi.
Pada saat yang sama, darah yang mengandung karbondioksida akan
dilepaskan. Proses pertukaran oksigen (O2) dan karbondioksida (CO2)
antara udara dan darah dalam paru-paru dinamakan pernapasan eksternal.
Saat sel darah merah (eritrosit) masuk ke
dalam kapiler paru-paru, sebagian besar CO2 yang diangkut berbentuk ion
bikarbonat (HCO- 3). Dengan bantuan enzim karbonat anhidrase,
karbondioksida (CO2) air (H2O) yang tinggal sedikit dalam darah akan
segera berdifusi keluar.
Seketika itu juga, hemoglobin tereduksi
(yang disimbolkan Hb) melepaskan ion-ion hidrogen (H+) sehingga
hemoglobin (Hb)-nya juga ikut terlepas. Kemudian, hemoglobin akan
berikatan dengan oksigen (O2) menjadi oksihemoglobin (disingkat HbO2).
Proses difusi dapat terjadi pada
paru-paru (alveolus), karena ada perbedaan tekanan parsial antara udara
dan darah dalam alveolus. Tekanan parsial membuat konsentrasi oksigen
dan karbondioksida pada darah dan udara berbeda.
Tekanan parsial oksigen yang kita hirup
akan lebih besar dibandingkan tekanan parsial oksigen pada alveolus
paru-paru. Dengan kata lain, konsentrasi oksigen pada udara lebih tinggi
daripada konsentrasi oksigen pada darah. Oleh karena itu, oksigen dari
udara akan berdifusi menuju darah pada alveolus paru-paru.
Sementara itu, tekanan parsial
karbondioksida dalam darah lebih besar dibandingkan tekanan parsial
karbondioksida pada udara. Sehingga, konsentrasi karbondioksida pada
darah akan lebih kecil di bandingkan konsentrasi karbondioksida pada
udara. Akibatnya, karbondioksida pada darah berdifusi menuju udara dan
akan dibawa keluar tubuh lewat hidung.
2. Pernafasan Internal
Berbeda dengan pernapasan eksternal,
proses terjadinya pertukaran gas pada pernapasan internal berlangsung di
dalam jaringan tubuh. Proses pertukaran oksigen dalam darah dan
karbondioksida tersebut berlangsung dalam respirasi seluler. Setelah
oksihemoglobin (HbO2) dalam paru-paru terbentuk, oksigen akan lepas, dan
selanjutnya menuju cairan jaringan tubuh. Oksigen tersebut akan
digunakan dalam proses metabolisme sel.
Proses masuknya oksigen ke dalam cairan
jaringan tubuh juga melalui proses difusi. Proses difusi ini terjadi
karena adanya perbedaan tekanan parsial oksigen dan karbondioksida
antara darah dan cairan jaringan. Tekanan parsial oksigen dalam cairan
jaringan, lebih rendah dibandingkan oksigen yang berada dalam darah.
Artinya konsentrasi oksigen dalam cairan jaringan lebih rendah. Oleh
karena itu, oksigen dalam darah mengalir menuju cairan jaringan.
Sementara itu, tekanan karbondioksida
pada darah lebih rendah daripada cairan jaringan. Akibatnya,
karbondioksida yang terkandung dalam sel-sel tubuh berdifusi ke dalam
darah. Karbondioksida yang diangkut oleh darah, sebagian kecilnya akan
berikatan bersama hemoglobin membentuk karboksi hemoglobin (HbCO2).
Namun, sebagian besar karbondioksida
tersebut masuk ke dalam plasma darah dan bergabung dengan air menjadi
asam karbonat (H2CO3). Oleh enzim anhidrase, asam karbonat akan segera
terurai menjadi dua ion, yakni ion hidrogen (H+) dan ion bikarbonat
(HCO- ). CO2 yang diangkut darah ini tidak semuanya dibebaskan ke luar
tubuh oleh paru-paru, akan tetapi hanya 10%-nya saja. Sisanya yang
berupa ion-ion bikarbonat yang tetap berada dalam darah. Ion-ion
bikarbonat di dalam darah berfungsi sebagai bufer atau larutan
penyangga. Lebih tepatnya, ion tersebut berperan penting dalam menjaga
stabilitas pH (derajat keasaman) darah.
Organ respirasi:
1. Hidung
Hidung merupakan bagian yang paling
menonjol di wajah, yang berfungsi menghirup udara pernafasan, menyaring
udara,menghangatkan udara pernafasan, juga berperan dalam resonansi
suara. Hidung juga merupakan alat indera manusia yang menanggapi
rangsang berupa bau atau zat kimia yang berupa gas.di
dalam rongga hidung terdapat serabut saraf pembau yang dilengkapi
dengan sel-sel pembau.setiap sel pembau mempunyai rambut -rambut
halus(silia olfaktori)di ujungnya dan diliputi oleh selaput lendir yang
berfungsi sebagai pelembab rongga hidung.
Pada saat kita bernapas, zat kimia yang
berupa gas ikut masuk ke dalam hidung kita. zat kimia yang merupakan
sumber bau akan dilarutkan pada selaput lendir,kemudian akan merangsang
rambut-rambut halus pada sel pembau. sel pembau akan meneruskan rangsang
ini ke otak dan akan diolah sehingga kita bisa mengetahui jenis bau
dari zat kimia tersebut. Hidung merupakan organ pernapasan yang letaknya
paling luar. Manusia menghirup udara melalui hidung. Pada permukaan
rongga hidung terdapat rambut-rambut halus dan selaput lendir yang
berfungsi menyaring udara yang masuk dari debu atau benda lainnya. Di
dalam rongga hidung terjadi penyesuaian suhu dan kelembapan udara
sehingga udara yang masuk ke paru-paru tidak terlalu kering ataupun
terlalu lembap. Udara bebas tidak hanya mengandung oksigen saja, namun
juga gas-gas yang lain. Misalnya, karbon dioksida (CO2), belerang (S),
dan nitrogen (N2). Gas-gas tersebut ikut terhirup, namun hanya oksigen
saja yang dapat berikatan dengan darah. Selain sebagai organ pernapasan,
hidung juga merupakan indra pembau yang sangat sensitif. Dengan
kemampuan tersebut, manusia dapat terhindar dari menghirup gas-gas yang
beracun atau berbau busuk yang mungkin mengandung bakteri dan bahan
penyakit lainnya. Dari rongga hidung, udara selanjutnya akan mengalir ke
tenggorokan.
2. Nasofaring
Faring yang sering
disebut-sebut adalah bagian dari sistem pencernaan dan juga bagian dari
sistem pernafasan. Hal ini merupakan jalan dari udara dan makanan. Udara
masuk ke dalam rongga mulut atau hidung melalui faring dan masuk ke
dalam laring. Nasofaring terletak di bagian posterior rongga hidung yang
menghubungkannya melalui nares posterior. Udara masuk ke bagian faring
ini turun melewati dasar dari faring dan selanjutnya memasuki laring.
Kontrol membukanya faring, dengan pengecualian dari esofagus dan
membukanya tuba auditiva, semua fase pembuka masuk ke dalam faring dapat
ditutup secara volunter. Kontrol ini sangat penting dalam pernafasan
dan waktu makan, selama membukanya saluran nafas maka jalannya
pencernaan harus ditutup sewaktu makan dan menelan atau makanan akan
masuk ke dalam laring dan rongga hidung posterior.
3. Laring
Organ ini terletak di antara
akar lidah dan trakhea. Laring terdiri dari Sembilan kartilago
melingkari bersama dengan ligamentum dan sejumlah otot yang mengontrol
pergerakannya. Kartilago yang kaku pada dinding laring membentuk suatu
lubang berongga yang dapat menjaga agar tidak mengalami kolaps. Dalam
kaitan ini, maka laring membentuk trakea dan berbeda dari bangunan
berlubang lainnya. Laring masih terbuka kecuali bila pada saat tertentu
seperti adduksi pita suara saat berbicara atau menelan. Pita suara
terletak di dalam laring, oleh karena itu ia sebagai organ pengeluaran
suara yang merupakan jalannya udara antara faring dan laring.
Bagian laring sebelah atas
luas, sementara bagian bawah sempit dan berbentuk silinder. Kartilago
laring merupakan kartilago yang paling besar dan berbentuk V yaitu
kartilago tiroid. Kartilago ini terdiri dari dua kartilago yang cukup
lebar, dimana pada bagian depan membentuk suatu proyeksi subkutaneus
yang dikenal sebagai penonjolan laringeal. Kartilago ini menempel pada
tulang lidah melalui membrana hyotiroidea, suatu lembaran ligamentum
yang luas dan terhadap kartilago krikoid oleh suatu “elastic cone” suatu
ligamentum yang sebagian besar terdiri dari jaringan elastik berwarna
kuning. Kartilago krikoid lebih kecil tapi lebih tebal terdiri dari
cincin depan, tetapi meluas ke dalam suatu struktur menyerupai plat
untuk membentuk bagian bawah dan belakang laring. Kartilago arytenoid
berjumlah dua buah terletak pada batas atas dari bagian yang luas
sebelah posterior krikoid. Kartilago ini kecil dan berbentuk piramid.
Epiglotis, kartilago yang berbentuk daun terletak di pangkal lidah dan
kartilagotiroid pada linea mediana anterior. Kartilago ini melebar
secara oblik ke belakang dan atas.
Rongga laring, rongga ini
dimulai pada pertemuan antara faring dan laring serta ujung dari bagian
bawah kartilago krikoid dimana ruangan ini akan berlanjut dengan
trakhea. Bagian ini dibagi ke dalam dua bagian oleh vokal fold dan
ventrikuler fold secara horizontal. Vokal fold atau pita suara merupakan
dua ligementum yang kuat dimana meluas dari sudut antara bagian depan
terhadap dua kartilago aritenoid pada bagian belakang. Ventrikuler fold
sering disebut sebagai pita suara palsu yang terdiri dari lipatan
membrana mukosa dan terselip suatu pita jaringan ikat. Lipatan-lipatan
berada di samping terhadap pita suara yang asli. Ruangan di antara
lipatan pita disebut sebagai glottis, bentuknya bervariasi sesuai dengan
ketegangan lipatan pita.
Fungsi laring, yaitu mengatur
tingkat ketegangan dari pita suara yang selanjutnya mengatur suara.
Laring juga menerima udara dari faring diteruskan ke dalam trakhea dan
mencegah makanan dan air masuk ke dalam trakhea. Kedua fungsi ini sebagian besar dikontrol oleh muskulus instrinsik laring.
Pengaturan suara. Otot-otot
laring baik yang memisahkan vokal fold atau yang membawanya bersama,
pada kenyataannya mereka dapat menutup glotis kedap udara, seperti
halnya pada saat seseorang mengangkat beban berat atau terjadinya
regangan pada waktu defekasi dan juga pada waktu seseorang menahan nafas
pada saat minum. Bila otot-otot ini relaksasi, udara yang tertahan di
dalam rongga dada akan dikeluarkan dengan suatu tekanan yang membukanya
dengan tiba-tiba yang menyebabkan timbulnya suara ngorok. Pengaliran
udara pada trakhea, glotis hampir terbuka setiap saat dengan demikian
udara masuk dan keluar melalui laring. Namun akan menutup pada saat
menelan. Epiglotis yang berada di atas glottis berfungsi sebagai penutup
laring. Ini akan dipaksa menutup glottis bila makanan melewatinya pada
saat menelan. Epiglotis juga sangat berperan pada waktu memasang
intubasi, karena dapat dijadikan patokan untuk melihat pita suara yang
berwarna putih yang mengelilingi lubang.
4. Trakhea
Trakea terletak memanjang di
bagian leher dan rongga dada atau (toraks). Tenggorokan berupa pipa yang
panjangnya ± 10 cm, terletak sebagian di leher dan sebagian di rongga
dada. Dinding tenggorokan tipis dan kaku, dikelilingi oleh cincin tulang
rawan, dan pada bagian dalam rongga bersilia. Berupa pipa yang
dindingnya terdiri atas 3 lapisan, yaitu lapisan luar terdiri atas
jaringan ikat, lapisan tengah terdiri atas otot polos dan cincin tulang
rawan, dan lapisan dalam terdiri atas jaringan epitelium besilia.
Terletak di leher bagian depan kerongkongan. Trakea tersusun atas enam
belas sampai dua puluh cincin-cincin tulang rawan yang berbentuk C.
Cincin-cincin tulang rawan ini di bagian belakangnya tidak tersambung
yaitu di tempat trakea menempel pada esofagus. Hal ini berguna untuk
mempertahankan agar trakea tetap terbuka.
Dinding bagian dalam trakea
berlapis sel-sel epitel berambut getar (silia) dan selaput lendir
Cincin-cincin tulang rawan diikat bersama oleh jaringan fibrosa, selain
itu juga terdapat beberapa jaringan otot. Trakea dilapisi oleh selaput
lendir yang dihasilkan oleh epitelium bersilia. Silia-silia ini bergerak
ke atas ke arah laring sehingga dengan gerakan ini debu dan butir-butir
halus lainnya yang ikut masuk saat menghirup napas dapat dikeluarkan.
Silia berfungsi menahan dan mengeluarkan kotoran kotoran atau debu-debu
yang masuk bersama udara. Trakea bercabang dua , satu menuju paru-paru
kiri , dan yang lainnya menuju paru-paru kanan. cabang trakea disebut
bronkus.
5. Bronkhus
Merupakan percabangan trakea yang menuju
paru-paru kanan dan kiri. Struktur bronkhus sama dengan trakea, hanya
dindingnya lebih halus. Kedudukan bronkhus kiri lebih mendatar
dibandingkan bronkhus kanan, sehingga bronkhus kanan lebih mudah
terserang penyakit. Bronkus tersusun atas percabangan, yaitu bronkus
kanan dan kiri. Letak bronkus kanan dan kiri agak berbeda. Bronkus kanan
lebih vertikal daripada kiri. Karena strukturnya ini, sehingga bronkus
kanan akan mudah kemasukan benda asing. Itulah sebabnya paru-paru kanan.
6. Bronkhiolus
Bronkheolus adalah percabangan dari
bronkhus, saluran ini lebih halus dan dindingnya lebih tipis.
Bronkheolus kiri berjumlah 2, sedangkan kanan berjumlah 3, percabangan
ini akan membentuk cabang yang lebih halus seperti pembuluh.
7. Alveolus
Alveolus merupakan saluran akhir dari
alat pernapasan yang berupa gelembung-gelembung udara. Gelembung
tersebut diselimuti pembuluh kapiler darah . Alveolus adalah kantung
berdinding tipis, lembap didalam paru2 yang mengandung udara dan
berlekat erat dengan kapiler-kapiler darah, melalui seluruh dinding
inilah terjadi pertukaran gas. Alveolus terdiri atas satu lapis sel
epitelium pipih dan di sinilah darah hampir langsung bersentuhan dengan
udara. Epitel pipih yang melapisi alveoli memudahkan darah di dalam
kapiler-kapiler darah mengikat oksigen dari udara dalam rongga alveolus.
Adanya alveolus memungkinkan terjadinya perluasan daerah permukaan yang
berperan penting dalam pertukaran gas O2 dari udara bebas ke sel-sel
darah dan CO2 dari sel-sel darah ke udara.
Jumlah alveolus pada paru-paru kurang
lebih 300 juta buah. Adanya alveolus ini menjadikan permukaan paru-paru
lebih luas. Diperkirakan, luas permukaan paruparu sekitar 160 m2. Dengan
kata lain, paru-paru memiliki luas permukaan sekitar 100 kali lebih
luas daripada luas permukaan tubuh.
Dinding alveolus mengandung kapiler
darah. Oksigen yang terdapat pada alveolus berdifusi menembus dinding
alveolus, lalu menem bus dinding kapiler darah yang mengelilingi
alveolus. Setelah itu, masuk ke dalam pembuluh darah dan diikat oleh
hemoglobin yang terdapat di dalam sel darah merah sehingga terbentuk
oksihemoglobin (HbO2). Akhirnya, oksigen diedarkan oleh darah ke seluruh
tubuh. Setelah sampai ke dalam sel-sel tubuh, oksigen dilepaskan
sehingga oksihemoglobin kembali menjadi hemoglobin. Oksigen ini
digunakan untuk oksidasi.
Dalam tubuh, oksigen digunakan untuk proses
pembentukan energi. Pada proses tersebut dihasilkan energi dan gas
karbon dioksida (CO2). CO2 tersebut diikat kembali oleh hemoglobin
darah. Setelah itu, darah akan membawa CO2 ke paru-paru. Sesampai di
alveolus, CO2 menembus dinding pembuluh darah dan dinding alveolus. CO2
dari paru-paru menuju tenggorokan, kemudian ke lubang hidung untuk
dikeluarkan dari dalam tubuh. Jadi proses pertukaran gas sebenarnya
berlangsung di alveolus.
Mekanisme Pertukaran Oksigen (O2) dan Karbon Dioksida (CO2) Dari Alveolus ke Kapiler Darah dan Sebaliknya
1. Pertukaran O2 dan CO2 Dari Alveolus ke Kapiler Darah
Pertukaran gas oksigen dan karbon
dioksida terjadi di alveolus. Oksigen dari Alveolus dibawa ke Kapiler
darah dan berdifusi dalam darah. Di dalam sel-sel darah merah, oksigen
berikatan dengan Hemoglobin (Hb) membentuk oksihemoglobin (HbO2) yang
selanjutnya akan beredar darah menuju seluruh tubuh. Begitu mencapai
sel-sel tubuh, oksigen dilepaskan sehingga HbO2 kembali menjadi Hb.
Dari sekitar 300 liter oksigen yang masuk
ke dalam tubuh selama sehari semalam, hanya sekitar 2%-3% yang dapat
larut dalam plasma darah. Sebagian besar oksigen akan diangkut oleh
Hemoglobin dalam sel darah merah. Hemoglobin merupakan zat warna merah
darah atau zat pigmen respirasi yang tersusun atas senyaw hemin atau
hematin (mengandung unsur Fe) dan globin (suatu protein).
2. Pertukaran O2 dan CO2 Dari Kapiler Darah ke Alveolus
Pada waktu darah mengalir ke paru-paru,
hemoglobin mengikat ooksigen sampai jenuh. Oksihemoglobin akan
melepaskan oksigen lebih banyak pada lingkungan asam. Apabila lebih
banyak oksigen yang digunakan, lebih banyak pula karbon dioksida yang
terbetuk dan diambil oleh darah. Karbon dioksida yang diambil akan
bereaksi dengan air membentuk asam karbonat (H2CO2) yang berakibat darah
bersifat asam.
Dalam kondisi normal tubuh menghasilkan
sekitar 200 cc karbon dioksida dan setiap liter darah hanya dapat
melarutkan 4,3 cc karbon dioksida. Hal tersebut menyebabkan terbentuknya
asam karbonat dan pH darah menjadi asam (4,5). Dengan adanya ion Na+
dan K+, keasaman darah dapat dinetralkan.
Mekanisme Pertukaran Karbon Dioksida Dan Oksigen
Pertukaran gas antara oksigen dan karbon
dioksida terjadi melalui proses difusi. Proses tersebut terjadi di
alveolus dan di sel jaringan tubuh. Proses difusi berlangsung sederhana,
yaitu hanya dengan gerakan molekul-molekul secara bebas melalui membran
sel dari konsentrasi tinggi atau tekanan tinggi ke konsentrasi rendah
atau tekanan rendah.
Proses pertukaran oksigen dan karbon dioksida.
Oksigen masuk ke dalam tubuh melalui
inspirasi dari rongga hidung sampai alveolus. Di alveolus oksigen
mengalami difusi ke kapiler arteri pori-pori. Masuknya oksigen dari luar
(lingkungan) menyebabkan tekanan parsial oksigen (P02) di alveolus
Iebih tinggi dibandingkan dengan P02 di kapiler arteri paru-paru. Karena
proses difusi selalu terjadi dari daerah yang bertekanan parsial tinggi
ke daerah yang bertekanan parsial rendah, oksigen akan bergerak dari
alveolus menuju kapiler arteri paru-paru.
Oksigen di kapiler arteri diikat oleh
eritrosit yang mengandung hemoglobin sampai menjadi jenuh. Makin tinggi
tekanan parsial oksigen di alveolus, semakin banyak oksigen yang terikat
oleh hemoglobin dalam darah. Hemoglobin terdiri dari empat sub unit,
setiap sub unit terdiri dari bagian yang disebut heme. Di setiap pusat
heme terdapat unsur besi yang dapat berikatan dengan oksigen, sehingga
setiap molekul hemoglobin dapat membawa empat molekul oksigen berbentuk
oksihemoglobin. Reaksi antara hemoglobin dan oksigen berlangsung secara
reversibel (bolak-balik) yang dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu
suhu, pH, konsentrasi oksigen dan karbon dioksida, serta tekanan
parsial.
Hemoglobin akan mengangkut oksigen ke
jaringan tubuh yang kemudian akan berdifusi masuk ke sel-sel tubuh untuk
digunakan dalam proses respirasi. Proses difusi ini terjadi karena
tekanan parsial oksigen pada kapiler tidak sama dengan tekanan parsial
oksigen di sel-sel tubuh.
Di dalam sel-sel tubuh atau
jaringan tubuh, oksigen digunakan untuk proses respirasi di dalam
mitokondria sel. Semakin banyak oksigen yang digunakan oleh sel-sel
tubuh, semakin banyak karbon dioksida yang terbentuk dari proses
respirasi. Hal tersebut menyebabkan tekanan parsial karbon dioksida atau
(PCO2) dalam sel-sel tubuh lebih tinggi dibandingkan PCO2 dalam
kapiler vena sel-sel tubuh. Oleh karenanya karbon dioksida dapat
berdifusi dari sel-sel tubuh ke dalam kapiler vena sel-sel tubuh yang
kemudian akan dibawa oleh eritrosit menuju ke paru-paru. Di paru-paru
terjadi difusi CO2 dari kapiler vena menuju alveolus. Proses tersebut
terjadi karena tekanan parsial CO2 pada kapiler vena lebih tinggi
daripada tekanan parsial CO2 dalam alveolus.
Karbon dioksida dalam
eritrosit akan bereaksi dengan air membentuk asam karbonat. Akibat
terbentuknya asam karbonat, pH darah menjadi asam, yaitu sekitar 4,5.
Darah yang bersifat asam dapat melepaskan banyak oksigen ke dalam
sel-sel tubuh atau jaringan tubuh yang memerlukannya.
Pengangkutan karbon dioksida dari
jaringan dengan pengubahan dari karbon dioksida menjadi asam karbonat
atau sebaliknya dipercepat oleh enzim karbonat anhidrase.
Apabila ion H+ tetap tinggal di dalam
darah akan berakibat darah bersifat asam. Oleh karena itu, ion H+
dinetralkan dengan ion K+. Setelah itu aliran darah kembali ke paru-paru
dan melepaskan karbon dioksida. Hal itu dapat mengurai konsentrasi
karbon dioksida dan asam karbonat. Kemudian asam karbonat diuraikan
menjadi air dan karbon dioksida. Darah melepaskan sekitar 10% karbon
dioksida saat darah mengalir ke paru-paru dan sisanya yaitu sekitar 90%
tetap tertahan dalam bentuk bikarbonat (HCO3-) yang bertindak sebagai
buffer (penyangga) darah yang penting untuk menjaga agar Ph darah tetap.
Karbon dioksida yang dibentuk melalui
respirasi sel diangkut menuju paru-paru. Setelah sampai di alveolus,
karbon dioksida berdifusi dari kapiler ke alveolus. Dapi alveolus,
karbon dioksida dikeluarkan melalui saluran pernafasan saat
menghembuskan nafas, dan akan keluar melalui hidung.
Mekanisme Pernafasan Manusia
Pernapasan adalah suatu proses yang
terjadi secara otomatis walau dalam keadaan tertidur sekalipun, karena
sistem pernapasan dipengaruhi oleh susunan saraf otonom. Menurut tempat
terjadinya pertukaran gas maka pernapasan dapat dibedakan atas 2 jenis,
yaitu pernapasan luar dan pernapasan dalam.
Pernapasan luar adalah pertukaran udara
yang terjadi antara udara dalam alveolus dengan darah dalam kapiler.
Pernapasan dalam adalah pernapasan yang terjadi antara darah dalam
kapiler dengan sel-sel tubuh. Masuk keluarnya udara dalam paru-paru
dipengaruhi oleh perbedaan tekanan udara dalam rongga dada dengan
tekanan udara di luar tubuh. Jika tekanan di luar rongga dada lebih
besar, maka udara akan masuk. Sebaliknya, apabila tekanan dalam rongga
dada lebih besar maka udara akan keluar.
Sehubungan dengan organ yang terlibat
dalam pemasukkan udara ( inspirasi) dan pengeluaran udara ( ekspirasi)
maka mekanisme pernapasan dibedakan atas dua macam, yaitu pernapasan
dada dan pernapasan perut. Pernapasan dada dan perut terjadi secara
bersamaan.
1. Pernafasan Dada
Apabila kita menghirup dan menghempaskan
udara menggunakan pernapasan dada, otot yang digunakan yaitu otot
antartulang rusuk. Otot ini terbagi dalam dua bentuk, yakni otot
antartulang rusuk luar dan otot antartulang rusuk dalam.
Saat terjadi inspirasi, otot antartulang
rusuk luar berkontraksi, sehingga tulang rusuk menjadi terangkat.
Akibatnya, volume rongga dada membesar. Membesarnya volume rongga dada
menjadikan tekanan udara dalam rongga dada menjadi kecil/berkurang,
padahal tekanan udara bebas tetap. Dengan demikian, udara bebas akan
mengalir menuju paru-paru melewati saluran pernapasan.
Sementara saat terjadi ekspirasi, otot
antartulang rusuk dalam berkontraksi (mengkerut/mengendur), sehingga
tulang rusuk dan tulang dada ke posisi semula. Akibatnya, rongga dada
mengecil. Oleh karena rongga dada mengecil, tekanan dalam rongga dada
menjadi meningkat, sedangkan tekanan udara di luar tetap. Dengan
demikian, udara yang berada dalam rongga paru-paru menjadi terdorong
keluar.
2. Pernafasan Perut
Pada proses pernapasan ini, fase
inspirasi terjadi apabila otot diafragma (sekat rongga dada) mendatar
dan volume rongga dada membesar, sehingga tekanan udara di dalam rongga
dada lebih kecil daripada udara di luar, akibatnya udara masuk. Adapun
fase ekspirasi terjadi apabila otot-otot diafragma mengkerut
(berkontraksi) dan volume rongga dada mengecil, sehingga tekanan udara
di dalam rongga dada lebih besar daripada udara di luar. Akibatnya udara
dari dalam terdorong ke luar.
mencegah makanan dan air masuk ke dalam trakhea. Kedua fungsi ini sebagian besar dikontrol oleh muskulus instrinsik laring.