Mekanisme Pernapasan Manusia

MEKANISME PERNAPASAN MANUSIA 

Bagaimana proses kita bernapas?

Proses pernapasan pada manusia dapat terjadi secara sadar mauoun secara tidak sadar. Pernapasan secara sadar terjadi jika kita melakukan pengaturan-pengaturan saat bernapas, misalnya pada saat latihan dengan cara menarik napas panjang, kemudian menahannya beberapa saat, lalu mengeluarkannya. Pernapasan sacara tidak sadar yaitu pernapasan yang dilakukan secara otomatis dan dikendalikan oleh saraf di otak, misalnya pernapasan yang terjadi pada saat kita tidur.

Dalam pernapasan selalu terjadi dua siklus, yaitu inspirasi (menghirup udara) dan ekpirasi (menghembuskan udara). Berdasarkan cara melakukan inspirasi dan ekspirasi serta tempat terjadinya, manusia dapat melakukan dua mekanisme pernapasan, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut.

Pernapasan dada

Proses inpirasi ini diawali dengan berkontraksinya muskulus interkotalis (otot antartulang rusuk), sehingga menyebabkan terangkatnya tulang rusuk. Keadaan ini mengakibatkan rongga dada membesar dan paru-paru mengembang. Paru-paru yang mengembang menyebabkan tekanan udara rongga paru-paru menjadi lebih rendah dari tekanan udara luar. Dengan demikian, udara luar masuk ke dalam paru-paru. Coba kamu perhatikan bagan alir berikut ini!

(Dokumen BioFuntastic)

 Sebaliknya, proses ekspirasi berlangsung pada saat muskulus interkostalis berelaksasi sehingga tulang rusuk turun kembali. Keadaan ini mengakibatkan rongga dada menyempit dan paru-paru mengecil. Paru-paru yang mengecil menyebabkan tekanan udara dalam rongga paru-paru menjadi lebih tinggi dari tekanan udara luar, sehingga udara keluar dari paru-paru. Perhatikan bagan alir berikut mengenai proses ekspirasi pada pernapasan dada!

(Dokumen BioFuntastic)

Untuk lebih jelas memahami mekanisme pernapasan dada, perhatikan dan pahami gambar berikut ini!

(Time-Life, 2000)

Pernapasan perut

Mekanisme proses inspirasi pernapasan perut diawali dengan berkontraksinya otot diafragma, sehingga diafragma yang semula melengkung berubah menjadi datar. Keadaan diafragma yang datar mengakibatkan rongga dada dan paru-paru mengembang. Tekanan udara yang rendah dalam paru-paru menyebabkan udara dari luar masuk ke dalam paru-paru. Perhatikan bagan alir di bawah ini1

(Dokumen BioFuntastic)

Proses ekspirasi terjadi pada saat otot diafragma berelaksasi, sehingga diafragma kembali melengkung. Keadaan melengkungnya diafragma mengakibatkan rongga dada dan paru-paru mengecil, tekanan udara dalam paru-paru naik, sehingga udara keluar dari paru-paru. Perhatikan bagan alir proses ekspirasi pada pernapasan perut di bawah ini!

(Dokumen BioFuntastic)

Untuk lebih jelas memahami mekanisme pernapasan perut perhatikan dan pahami gambar berikut ini!

(Time-Life, 2000)

Bagaimana proses pertukaran okigen dan karbon dioksida?

(Campbell et al, 2003)

Pertukaran gas antara oksigen dan karbon dioksida terjadi melalui proses difusi. Proses tersebut terjadi di alveolus dan di sel jaringan tubuh. Proses difusi berlangung sederhana, yaitu hanya dengan gerakan molekul-molekul secara bebas melalui membrane sel dari konsentrasi tinggi atau tekanan tinggi ke konsentrasi rendah atau tekanan rendah.

  Oksigen masuk ke dalam tubuh melalui inspirasi dari rongga hidung sampai alveolus. Di alveolus oksigen mengalami difusi ke kapiler arteri paru-paru. Masuknya oksigen dari luar menyebabkan tekanan parsial oksigen (PO₂) di alveolus lebih tinggi dibandingkan dengan PO₂ di kapiler arteri paru-paru. Karena proses difusi selalu terjadi dari daerah yang bertekanan tinggi ke derah bertekanan rendah , oksigen akan bergerak dari alveolus menuju kapiler arteri paru-paru.

(Campbell et al, 2000)

Oksigen di kapiler arteri diikat oleh eritrosit yang mengandung hemoglobin sampai jenuh. Makin tinggi tekanan parsial oksigen di alveolus, semakin banyak oksigen yang terikat oleh hemoglobin dalam darah. Oksigen yang berikatan dengan hemoglobin akan membentuk oksihemogblobin.

Reaksi antara hemoglobin dan oksigen berlangsung secara reversible (bolak-balik) yang dipengaruhi oleh beberapa factor, 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. 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 karbondioksida 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 karena itu, karbon dioksida dapat berdifusi dari sel tubuh ke kapiler vena sel tubuh yang kemudian akan dibawa oleh eritrosit menuju 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 alveolu. Karbondioksida ahirnya akan dikeluarkan dari tubuh melalui ekspirasi.