Sistem Pernapasan pada Manusia

A. PENGERTIAN SISTEM PERNAPASAN

Sistem pernapasan yang kita bahas kali ini termasuk sistem yang memiliki waktu tersingkat. Bayangkan saja saat kita menarik dan menghembuskan nafas yang hanya membutuhkan sepersekian detik, proses yang sebenarnya panjang ini telah membuat kita tetap bisa merasakan apa yang namanya hidup.

Sistem pernapasan atau biasa disebut sistem respirasi adalah susunan sistem organ di dalam tubuh manusia yang memainkan peran sebagai proses pengambilan oksigen (inspirasi), pengeluaran karbon dioksida (ekspirasi) dan menggunaan energi yang dihasilkan oleh tubuh. Sistem ini memuat pertukaran gas antara sel dan lingkungannya. Pada proses sistem pernapasan terdapat reaksi enzimitas yang memegang peranan penting yaitu sitokrom (enzim pernafasan).

SISTEM PERNAPASAN PADA MANUSIA

B. FUNGSI SISTEM PERNAPASAN

Berikut beberapa fungsi utama dari sistem pernapasan dalam tubuh manusia :

• Pengambilan oksigen yang kemudian dibawa oleh darah ke seluruh tubuh untuk pembakaran.
• Pembuangan karbon dioksida sebagai hasil sisa dari pembakaran, kemudian dibawa oleh darah ke paru-paru untuk dibuang karena tidak dibutuhkan oleh tubuh
• Melembabkan udara
• Keseimbangan cairan, suhu tubuh dan asam basa
• Mensuplai oksigen pada darah ke seluruh organ

C. STRUKTUR DAN KOMPONEN SISTEM PERNAPASAN

Sistem pernapasan memiliki susunan dan komponen tersendiri, berbeda dengan sistem lainnya. Karena organ tubuh manusia memiliki fungsi masing-masing dengan sistem masing-masing pula.

Struktur umum sistem respirasi terdiri dari :

1. Saluran nafas bagian atas

Pada bagian ini udara yang masuk ke tubuh dihangatkan, disaring dan dilembabkan.

2. Saluran nafas bagian bawah

Bagian ini menghantarkan udara yang masuk dari saluran bagian atas ke alveoli.

3. Paru-paru terdiri dari Alveoli (terjadi pertukaran gas antara O2 dan CO2) dan Sirkulasi paru (pembuluh darah arteri menuju paru, sedangkan pembuluh darah vena meninggalkan paru).

4. Rongga Pleura

Terbentuk dari dua selaput serosa, yang meluputi dinding dalam rongga dada yang disebut pleura parietalis, dan yang meliputi paru atau pleura  viseralis

5. Rongga dan dinding dada

Merupakan pompa muskuloskeletal yang mengatur pertukaran gas dalam proses respirasi. Rongga ini terbentuk oleh otot –otot interkostalis, otot – otot pektoralis mayor dan minor, otot – otot trapezius, otot –otot seratus anterior/posterior, kosta- kosta dan kolumna vertebralis , kedua hemi diafragma yang secara aktif mengatur mekanik respirasi.

Berikut penjelasan mengenai komponen sistem pernapasan :

1. Hidung

Hidung merupakan organ pertama yang dilalui oleh udara. Di dalam rongga hidung terdapat rambut-rambut dan selaput lendir, yang berfungsi sebagai penyaring, penghangat, dan pengatur kelembaban udara yang akan masuk ke paru-paru juga mengandung pembuluh darah dan saraf penciuman. Hal ini menunjukkan bahwa sebaiknya bernapas selalu melalui hidung. Saluran dalam lubang hidung, bermuara di vestibulum hidung yang mengandung kelenjar sebaseus ditutupi  oleh bulu kasar yang berfungsi menyaring partikel kotoran yang masuk bersama udara. Juga terdapat konka yang memiliki banyak kapiler darah yang berfungsi menghangatkan udara yang masuk.

Sekeliling rongga hidung ada empat rongga berisi udara yang berhubungan dengannya, disebut sinus paranasal. Keempat sinus itu berada pada tulang-tulang berikut : 1). Frontal; 2). Maxilla; 3). Ethmoid; 4) sphenoid. Sinus dilapisi oleh tunica mucosa juga, seperti yang melapisi rongga hidung. Hanya saja lebih tipis dan sel-selnya lebih kecil-kecil serta sedikit mengandung kelenjar lendir. Lamina propria tidak terliahat dengan jelas.

2. Faring

Faring (tekak) merupakan persimpangan antara kerongkongan dan tenggorokan yang digunakan dalam sistem pencernaan maupun pernapasan. Terletak di belakang laring, dindingnya dikelilingi oleh mukosa dan mengandung otot rangka yang terutama digunakan untuk menelan. Terdapat katup yang disebut epiglotis (anak tekak) berfungsi sebagai pengatur jalan masuk ke kerongkongan dan tenggorokan.

Daerah simpangan saluran napas dan saluran makan. Dibedakan atas tiga daerah yaitu Daerah hidung (naso-pharynx), Daerah mulut (oro-pharynx), Daerah jakun (laryngeo-pharynx)

FARING

3. Laring (Pangkal Tenggorokan)

Laring adalah pangkal tenggorokan, terdiri atas kepingan tulang rawan membentuk jakun dan terdapat celah menuju batang tenggorok (trakea) disebut glotis, di dalamnya terdapat pita suara dan beberapa otot yang mengatur ketegangan pita suara sehingga timbul bunyi. Salurannya berbentuk silindris yang terikat di belakang oleh laringofaring dan di bagian depan oleh trakea. Laring berfungsi untuk mencegah tersedaknya bahan-bahan masuk ke dalam saluran nafas bawah dengan katup epiglottis yang selalu terbuka dan menutup jika ada makanan masuk., juga mengkonduksikan udara masuk ke saluran napas bawah. Ditunjang oleh 6 buah rangka cartilage/tulang rawan yang diikat bersama oleh ligament dan otot.

4. Trakea (Batang Tenggorokan)

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, berbentuk tabung agak kaku, fleksibel. Dinding anterior dan lateral trakea ditunjang oleh 15-20 tulang rawan berbentuk C serta panjangnya sekitar 9cm.

5. Bronkus (Cabang Batang Tenggorokan)

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

6. Bronchiolus

Bronchiolus adalah percabangan dari bronkhus, saluran ini lebih halus dan dindingnya lebih tipis. Bronchiolus kiri berjumlah 2, sedangkan kanan berjumlah 3, percabangan ini akan membentuk cabang yang lebih halus seperti pembuluh. Mengandung tulang rawan dan kelenjar, lamina proporia dikelilingi otot polos, lapisan terluarnya terdiri atas jaringan ikat.

7. Alveolus

Berupa saluran udara buntu membentuk gelembung-gelembung udara, dindingnya tipis setebal selapis sel, lembab dan berlekatan dengan kapiler darah. Alveolus berfungsi sebagai permukaan respirasi, luas total mencapai 100 m2 (50 x luas permukaan tubuh) cukup untuk melakukan pertukaran gas ke seluruh tubuh.

8. Paru-paru

Berjumlah sepasang terletak di dalam rongga dada kiri dan kanan menyerupai kerucut. Memiliki dasar lebar, konkaf berada di sepanjang difragma. Kedua  paru-paru dibatasi oleh dinding toraks anterior, lateral dan posterior dan dilindungi oleh tulang rusuk. Paru-paru kanan memiliki 3 lobus (gelambir), sedangkan paru-paru kiri memiliki 2 lobus (gelambir). Di dalam paru-paru ini terdapat alveolus yang berjumlah ± 300 juta buah.  Bagian luar paru-paru dibungkus oleh selaput pleura untuk melindungi paru-paru dari gesekan ketika bernapas, berlapis 2 dan berisi cairan.

Volume dan kapasitas paru-paru setiap orang berbeda, tergantung pada ukuran paru-paru, kekuatan bernapas, cara bernapas. Volume paru-paru orang dewasa: 5-6 liter, terdiri dari:

• Volume tidal (VT), volume udara hasil inspirasi/ekspirasi pada setiap kali bernapas normal, ± 500cc/ml pada rata-rata orang dewasa muda
• Volume cadangan inspirasi (VCI), volume udara ekstra yang dapat diinspirasi setelah volume tidal, ± mencapai 3000cc/ml
• Volume cadangan ekspirasi (VCE), volume udara yang masih dapat diekspirasi kuat pada akhir ekspirasi normal, ± mencapai 1100cc/ml
• Volume residu (VR), volume udara yang masih tetap berada dalam paru-paru setelah ekspirasi kuat, ± sebanyak 1200cc/ml

9. Diafragma

Diafragma terletak di bawah rongga dada. Otot pada diafragma berbentuk kubah ketika dalam keadaan rehat. Fungsi dari diafragma adalah memisahkan rongga torak daripada rongga abdomen. Pengaturan sarafnya terdapat pada susunan saraf spinal.

STRUKTUR DIAFRAGMA

D. MACAM MACAM JENIS PERNAPASAN

1. Pernapasan Dada/kostal

Pernapasan dada adalah peernapasan yang melibatkan otot antar tulang rusuk. Otot antar tulang rusuk luar berkontraksi atau mengerut, tulang rusuk terangkat ke atas dan rongga dada membesar yang mengakibatkan tekanan udara dalam dada kecil sehingga udara masuk ke dalam tubuh. Saat relaksasi atau kembalinya otot antara tulang rusuk ke posisi semula yang dikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil.Sebagai akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan luar, sehingga udara dalam rongga dada yang kaya karbon dioksida keluar.

2. Pernapasan Perut/diafragma

Pernapasan ini terjadi karena gerakan diafrgama. Pernapasan perut merupakan pernapasan yang mekanismenya melibatkan aktifitas otot-otot diafragma yang membatasi rongga perut dan rongga dada.jika otot diafragma berkontraksi, rongga dada akan membesar dan paru-paru mengembang. Akibatnya, udara masuk keparu-paru. Saat otot diafragma relaksasi, diafragma kembali ke keadaan semula. Saat itu, rongga dada akan menyempit mendorong paru-paru sehingga mengempis dan selanjutnya udara dari paru-paru kan keluar.

Kedua jenis pernapasan tersebutkan diatas menyebabkan tekanan dalam rongga dada lebih kecil dari tekanan udara luar, akibatnya udara luar masuk (inspirasi) dan proses kebalikannya menyebabkan udara keluar(ekspirasi).

E. PROSES TERJADINYA PERNAPASAN

Proses sistem pernapasan terjadi saat sadar dan tidak sadar diatur oleh saraf-saraf tertentu dan bentuknya dalam inspirasi dan ekspirasi.

Sistem ini melibatkan empat proses yaitu :

• Ventilasi (pergerakan udara keluar-masuk paru-paru)
• Respirasi eksternal (pertukaran gas antara darah dan ruang paru-paru yang terisi udara).
• Transpor gas respirasi di dalam darah (transport O₂ dan CO₂ antara paru-paru dengan sel jaringan)
• Respirasi internal (pertukaran gas antara darah sistemik dengan sel jaringan.

Berikut kita akan membahas mekanismenya dari awal sampai akhir.  Dimana mekanismenya hanya terbagi atas dua yaitu menarik napas (inspirasi) dan menghembuskan napas (ekspirasi). Kedua mekanisme ini terjadi sebanyak 15-18 kali per menit. Faktor usia, jenis kelamin, kegiatan yang dilakukan, sampai posisi tubuh dapat mempengaruhi frekuensi pernapasan seseorang.

Respirasi dikendalikan dalam sistem saraf pusat. Respirasi yang voluntar diperin¬ttahkan oleh korteks, dan respirasi otomatis oleh struktur dalam daerah medulopontin. Otot respirasi disuplai oleh saraf dari medula servikal dan dari medula torakal. Pengaturan respirasi mengurus ventilasi untuk memeli¬hara kadar Po₂, Pco₂, pH darah yang tepat, dengan jalan mana Pco₂ dan pH darah berhubungan erat. Terdapat bebe¬rapa sensor untuk input aferent ke sistem saraf pusat, ke moreseptor, mekanoreseptor, dan lainnya. Pengendalian respirasi otomatis oleh sistem saraf pusat diperintah oleh apa yang disebut pusat respi¬rasi dalam pons dan medula. Pusat-pusat ini mengatur kedalaman inspirasi dan titik po-tong yang menghentikan inspirasi. Pusat me¬dula adalah penting untuk menentukan irama respirasi dan untuk refleks Hering-Breuer, yang menghalangi inspirasi saat paru diregangkan.

Saat bernapas, kita menghirup udara yang mengandung oksigen dan juga gas-gas lain melalui hidung. Dari hidung, udara terus masuk ke tenggorokan kemudian ke dalam paru-paru. Akhirnya, udara akan mengalir ke alveoli yang merupakan ujung dari saluran. Oksigen yang terkandung dalam alveolus bertukar dengan karbon dioksida yang terkandung dalam darah yang ada di pembuluh darah alveolus melalui difusi. Difusi terjadi melalui membran respirasi yang merupakan dinding alveolus yang sangat tipis dengan ketebalan rata-rata 0,5 mikron. Di dalamnya terdapat jalinan kapiler yang sangat banyak dengan diameter 8 angstrom. Dalam paru-paru terdapat sekitar 300 juta alveoli dan bila dibentangkan dindingnya maka luasnya mencapai 70 m²pada orang dewasa normal.

Dalam darah, oksigen diikat oleh hemoglobin yang selanjutnya darah akan mengalir ke seluruh tubuh. Gas karbon dioksida yang dihasilkan selama proses respirasi sel tubuh akan ditukar dengan oksigen. Selanjutnya darah mengangkut  karbon dioksida untuk dikembalikan ke alveolus paru-paru dan akan dikeluarkan ke udara melalui hidung saat mengeluarkan napas.

F. KELAINAN DAN PENYAKIT PADA SISTEM PERNAPASAN

Setiap organ tubuh manusia dari yang kecil sampai yang memegang peran penting dalam sistem tubuh pasti bisa terkena beberapa penyakit, begitu pula sistem pernapasan ini. Berikut contoh gangguan atau kelainan sistem pernafasan.

• Sinusitis, adalah radang pada rongga hidung bagian atas.
• Pembengkakan kelenjar limfe pada sekitar tekak dan hidung yang mempersempit jalan nafas. Penderita umumnya lebih suka menggunakan mulut untuk bernapas.
• Pleuritis, yaitu merupakan radang pada selaput pembungkus paru-paru atau disebut pleura.
• Pneumonia, peradangan paru-paru, alveolus berisi cairan dan eritrosit yang berlebihan. Infeksi alveolus (membran paru-paru mengalami peradangan dan berlubang-lubang) menyebabkan cairan dan eritrosit masuk ke alveolus. Infeksi disebarkan oleh bakteri dari alveolus ke alveolus lain, dapat meluas ke lobus lain bahkan seluruh paru-paru.
• Tuberkolosis, merupakan penyakit yang disebabkan oleh baksil yang mengakibatkan bintil-bintil pada dinding alveolus. Jika dibiarkan begitu saja maka penyakit ini semakin meluas dan menyebabkan sel paru-paru mati, kuncup dan mengecil. Hal ini menyebabkan penderitanya bernapas terengah-engah.
• Asma, gangguan pernafasan yang menyebabkan pembengkakan dan penyempitan saluran pernapasan karena adanya lendir yang berlebih sehingga penderita sukar bernapas, bunyi mendesak dan batuk yang disebabkan alergi, psikis ataun karena penyakit menurun.
• Kanker paru-paru, sering terjadi akibat sering merokok. Dimana sel-sel kankernya terus berkembang dan pada akirnya menyerang seluruh tubuh, penyakit ini merupakan salah satu dari yang paling berbahaya.
• Tonsilitis, radang pada faring yang di sebabkan oleh bacteri pada tonsil.
• Emfisema, gangguan pernafasan karena alveoli menjadi luas secara berlebihan, akibat terjadi penggembungan paru-paru secara berlebihan.

Sebab-sebab utama terjadinya gangguan pada pernapasan adalah mikroorganisme pathogen yang mampu terhadap fagositosis, partikel mineral yang menyebabkan kerusakan atau kematian makrofag yang menelannya, sehingga menghambat pembersihan dan merangsag reaksi jaringan, partikel organic yang merespon imun dan kelebihan beban system akibat paparan terus-menerus terhadap debu espirasi berkadar tinggi yang menumpuk disekitar saluran napas terminal. Untuk mengenali sistem pernapasan terganggu atau tidaknya adalah dengan mengenali gejalanya seperti batuk jangka pendek maupun panjang, dahak (sputum), dispnea(sesak nafas) serta nyeri dada. Juga ada gejala umum seperti suhu badan meninggi, pusing, tidak suka makan, rasa lesu/lemah, keringat dingin dan pelengkapnya.