SISTEM PERNAFASAN MANUSIA

SISTEM PERNAFASAN(manusia)

             Sebagai makhluk hidup kita masih hidup sampai saat ini karena setiap saat kita selalu bernafas menghirup udara. Makhluk hidup, di dunia ini, baik itu hewan maupun manusia akan mati (wafat) jika sudah tidak dapat bernafas lagi. Sebenarnya bagaimana sistem pernafasan yang terdapat dalam tubuh kita ? maka dari itu penulis ingin mengetahui lebih banyak tentang sistem pernapasan pada mammalia khususnya manusia.

         

 Sistem pernapasan secara garis besarnya terdiri dari paru-paru dan susunan saluran yang menghubungkan paru-paru dengan yang lainnya, yaitu hidung, tekak, pangkal tenggorok, tenggorok, cabang tenggorok. 

Metabolisme normal dalam sel-sel makhluk hidup memerlukan oksigen dan karbon dioksida sebagai sisa metabolisme yang harus dikeluarkan dari tubuh. Pertukaran gas O₂  dan CO₂  dalam tubuh makhluk hidup di sebut pernapasan atau respirasi. O₂ dapat keluar masuk jaringan dengan cara difusi.

         

 Pernapasan atau respirasi dapat dibedakan atas dua tahap. Tahap pemasukan oksigen ke dalam dan mengeluarkan karbon dioksida keluar tubuh melalui organ-organ pernapasan disebut respirasi eksternal. Pengangkutan gas-gas pernapasan dari organ pernapasan ke jaringan tubuh atau sebaliknya dilakukan oleh sistem respirasi. Tahap berikutnya adalah pertukaran O₂ dari cairan tubuh (darah) dengan CO₂ dari sel-sel dalam jaringan, disebut respirasi internal.

  

Rumusan Masalah

Dari latar belakang diatas dapat diperoleh beberapa rumusan masalahnya yaitu antara lain:

1.     Apa saja bagian-bagian saluran pernafasan?

2.     Bagaimana struktur histologi dari masing-masing bagian tersebut?

3.     Bagaimana  mekanisme pernapasan pada manusia?

4.     Apa  macam-macam kelainan pernapasan pada manusia?

Tujuan

Dari rumusan masalah diatas dapat diambil beberapa tujuan, diantaranya:

1.     Untuk mengetahui tentang bagian-bagian saluran pernafasan.

2.     Untuk mengetahui struktur histologi masing-masing bagian saluran pernafasan.

3.     Untuk mengetahui tentang mekanisme bernapas.

4.     Untuk mengetahui macam-macam kelainan pada pernapasan.

  Bagian-bagian Saluran Pernafasan pada ManusiaPernafasan atau respirasi mempunyai arti :

- proses pengambilan O₂, pengeluaran CO₂ dan penggunaan energi yang dihasilkan oleh tubuh

- pertukaran gas antara sel dengan lingkungannya

- reaksi enzimatis, sebab dalam proses tersebut ada satu enzim yang memegang peranan penting yaitu sitokrom (enzim pernafasan)

Sistem Pernapasan Pada Manusia 

Sistem pernapasan mammalia khususnya manusia terdiri dari bagian saluran udara dan bagian pernapasan.

Bagian saluran udara terdiri dari :

v Hidung (nasus)

v Tekak (pharynx)

v Jakun (larynx)

v Tenggorok (trachea)

v Cabang tenggorok (bronkhus)

v Ranting tenggorok (bronkhiolus)

Bagian pernapasan merupakan tempat terjadinya pengambilan O₂ oleh darah dan pelepasan CO₂ oleh darah. Bagian pernapasan terdiri dari :

v Bronkhioli respiratori

v Kantung alveolus/ dukti alveoli

v Alveolus

Organ pernafasan utama adalah paru-paru (pulmo).

Struktur Histologi dari Bagian-bagian Saluran Pernafasan

a. Hidung

          Hidung adalah bagian yang paling menonjol di wajah, yang berfungsi menghirup udara pernafasan, menyaring udara,menghangatkan udara pernafasan, juga berperan dalam resonansi suara.

          Rongga hidung (cavum nasi) memiliki sepasang lubang didepan untuk masuk udara, disebut nares; dan sepasang lubang di belakang untuk menyalurkan udara yang dihirup masuk ke tenggorokan, disebut choanae. Rongga hisung sepasang kiri kanan, dibatasi di tengan oleh sekat yang dibina atas tulang rawan dan tulang.

          Dinding rongga ditunjang oleh tulang rawan dan tulang. Lantai, di depan terdiri dari tulang langit-langit, di belakang berupa langit-langit lunak. Atap juga ditunjang oleh tulang rawan sebagian dan sebagian lagi oleh tulang. Dari tiap dinding ada tiga tonjolan tulang ke rongga hidung, disebut conchae.

          Rongga hidung dibagi atas 4 daerah :

1.     Vestibula.

2.     Atrium.

3.     Daerah pembauan.

4.     Daerah pernapasan.

Vestibula adalah bagian depan rongga, atrium adalah bagian tengah. Daerah pembauan berada pada conchae yang atas, sedangkan daerah pernapasan terletak pada dua conchae yang bawah.

Rongga hidung dilapisi oleh tunica mukosa. Kecuali di bagian depan vestibula sampai ke nares. Di sini dilapisi oleh kulit yang strukturnya sama dengan kulit wajah. Epidermis dibina atas jaringan epitel berlapis menanduk, ada bulu, kelenjar minyak bulu, dan kelenjar peluh. Pada vestibula itu ada bulu yang keras, disebut vibrissae.

Tunica mukosa sendiri dibina atas jaringan epitel berlapis semu bersilia. Di daerah pembauan epitel bersilia itu memiliki struktur dan fungsi khusus, yaitu sabagai indera bau. Diantara sel epitel batang bersilia tersebar banyak sel goblet. Pada lamina propria banyak terdapat simpul vena, simpul limfa dan kelenjar lendir. Tak ada bulu, kelenjar minyak bulu maupun kelenjar peluh. Kelenjar lendir itu di sebut kelenjar Bowman. Tunica  mukosa melekat ketat ke periosteum atau perichondrium di bawahnya.

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.

b. Tekak ( pharynx )

Daerah simpangan saluran napas dan saluran makan. Dibedakan atas tiga daerah

v Daerah hidung (naso-pharynx)

Merupakan bagian pertama pharynx kebawah, dilanjutkan dengan bagian oral organ ini yaitu oro-pharynx.

v Daerah mulut (oro-pharynx)

v Daerah jakun (laryngeo-pharynx)

Di daerah mulut lapisan muscularis-mucosa dari tunica mucosa digantikan oleh serat elastis yang rapat dan tebal. Tunica submucosa hanya ada didinding daerah hidung dan dekat ke kerongkongan. Di tempat lain tunica mukosa melekat langsung ke gumpal otot lurik sekitar leher. Lapisan serat elastis yang ada pada bagian bawah tunica mucosa itu berpaut rapat dan berjalin dengan jaringan interstisial otot.

Lamina propria tunica mucosa terdiri dari jaringan ikat rapat yang berisi jala serat elastis yang halus. Di daerah mulut dan jakun tunica mukosa dilapisi oleh jaringan epitel berlapis banyak dan mengelupas, sedang atapnya dibina atas jaringan epitel batang berlapis bersilia, dengan banyak sel goblet. Pada lamina propria, dibawah lapisan serat elastis, banyak terdapat kelenjar lendir.

c. Jakun ( Larynx )

          Gerbang trakea ini ditunjang oleh beebrapa keping tulang rawan hialain dan elastis, jaringan ikat, serat otot lurik, dan dilapisi sebelah kelumen oleh tunica mucosa. Tunica mucosa itu memiliki kelenjar lendir.

          Keping tulang rawan yang menunjang jakun ialah:

1.     Tiroid

2.     Krikoid              tunggal

3.     Epiglotis

4.     Aritenoid

5.     Kornikulat           sepasang

6.     Kuneiform

Permukaan depan dan sebelah belakang epiglotis dan pita suara diselaputi epitel berlapis mengelupas. Didaerah lain yaitu dasar epiglotis, trakea dan bronkhus, epitel itu bersilia.

Pada tunica mucosa banyak sel goblet. Kelenjar lendir disini tergolong jenis tubulo-acinus. Sedikit kuncup rasa terdapat tersebar pada bagian bawah epiglotis.

Pita suara berisi ligamen tiro-aritenoid, yang mengandung serat elastis dan dibagian sisisnya silengkapi serat otot lurik tiro-aritenoid. Ditengah ditutup dengan tunica mucosa yang tipis dari epitel berlapis mengelupas.

d. Tenggorok ( Trakhea )

saluran nafas ini menghubungkan larynx dengan paru. Histologi dinding tenggorok dapat dibedakan atas tiga lapis, yaitu tunica mucosa, tunica muscularis, tunica adventitia.

          Permukaan kelumen diselaputi tunica mucosa, dengan epitel batang berlapis semu dan bersilia, menumpu pada lamina basalis yang tebal. Pada selaput epitel banyak terdapat sel goblet. Lamina propria berisi banyak serat elastis dan kelenjar lendir yang kecil-kecil. Kelenjar terletak sebelah atas lapisan serat elastis. Dibagian posterior tenggorok kelenjar itu menerobos masuk tunica muscularis. Pada lamina propria terdapat pula pembuluh darah dan pembuluh limfa. Tunica muscularis sendiri sangat tipis dan tidak terlihat dengan jelas.

          

Tunica adventitia juga tidak terlihat secara jelas, dan berintegrasi dengan jaringan penunjang yang terdiri dari tulang rawan dibawahnya.

         

Tulang rawan di bawah tunica adventitia itu tersusun dalam bentuk cincin-cincin hialin bentuk huruf C. Cincin inilah yang menunjang tenggorok pada sebelah samping dan ventral. Sedangkan dibagian dorsal tenggorok, ditempat itu adalh bagian terbuka cincin, terdapat serat otot polos yang susunannnya melintang terhadap poros tenggorok. Serat otot itu melekat kepada kedua ujung cincin, dan berfungsi untuk mengecilkan diameter tenggorok. Jika otot kendur, diameter tenggorok kembali sempurna.

          

Diantara cincin bersebelahan terdapat serat fibroelastis. Dengan struktur cincin yang tak bulat penuh ini maka tenggorok dapat meregang (membesar) untuk menyalurkan lebih banyak udara ke dalam paru. Di sebelah luar cincin terdapat jaringan ikat yang berisi banyak serat elastis dan retikulosa.

e. Cabang Tenggorok

Ini adalah percabangan tenggorok menuju paru kiri-kanan, disebut bronkhus. Tiap bronkhus bercabang membentuk cabang kecil, dan tiap cabang bronkhus ini membentuk banyak ranting.

         

 Histologi dinding bronkhus sama dengan trachea, yaitu terdiri dari : tunica mucosa, tunica muscularis, tunica adventitia. Cabang yang sudah berada dalam jaringan paru histologi dindingnya banyak berubah. Cincin tulang rawan hilang, digantikan oleh keping tulang rawan, yang susunannya tidak teratur dan menunjang seluruh keliling saluran.

          

Tunica mucosa pada cabang dan ranting bronkhis yang besar, memiliki epitel bentuk batang bersilia, sedangkan pada ranting yang kecil epitel berubah jadi kubus dan tak bersilia. Ada lamina basalis tebal, membatasi jaringan epitel dari lamina propria terkandugng banyak serat elastis, dan sedikit serat kolagen dan retikulosa. Di bawah lamina propria erdapat tunica muscularis-mucosa.

          Kelenjar lendir terkandung dalam tunica mucosa dan tunica submucosa.

          

Tunica adventitia mengandung serat jaringan ikat, sedikit jaringan lemak, dan dibawahnya terdapat keping tulang rawan yang susunannya tak teratur. Lapis terluar terdiri dari mesothelium, sebagai penerusan selaput dalam pleura.

f. Paru

Cabang bronkhi masuk ke dalam paru (pulmo). Paru ada sepasang kiri-kanan, terdiri dari lima lobi. Tiap lobus oleh septa yang terdiri dari jaringan ikat terbagi-bagi atas banyak lobulli. Masing-masing lobulus dimasuki oleh satu bronkhiolus. Di dalamnya bronkhiolus bercabang-cabang kecil berbentuk bronkhiolus ujung, dan berakhir pada bronkhiolus pernapasan. Dalam lobulli terkandung pula pembuluh darah, pembuluh limfa, urat saraf, dan jaringan ikat. Pada banyak tempat sepanjang cabang dan ranting bronkhus terdapat nodus limfa menempel pada dinding.

Sebelah luar arah ke rongga pleura paru diselaputi oleh penerusan selaput dalam pluera.

g. Bronkhiolus

Bronkhus bercabang berkali-kali sampai jadi ranting kecil. Ranting bronkhus itu bercabang halus berbentuk bronkhiolus . Bronkhiolus bercabang lagi membentuk ranting, disebut bronkhiolus ujung. Bronkhiolus ujung ini berakhir pada bronkhiolus pernapasan.

Tunica mucosa pada bagian ini memiliki epitel kubus yang tak bersilia.

          

Di bawah tunica adventitia tidak ada lagi keping tulang rawan. Lapisan ini mengandung mesothelium sebagai penerusan selaput dalam pleura.

Bronkhiolus Pernapasan

Ini adalah bagian ujung bronkhiolus, saluran pendek yang dilapisi sel epitel bersilia. Sel itu di pangkal bentuk batang, makin ke ujung makin rendah sehingga menjadi kubus dan siliapun hilang. Di bawah lapisan epitel ada serat kolagen bercampur serat elastis dan otot polos. Di sini tak ada lagi keping tulang rawan maupun kelenjar lendir. Lendir di sini dihasilkan oleh sel goblet yang hanya terdapat dibagian pangkal bronkhiolus. Sebagai gantinya ada sel Clara berbentuk benjolan yang menonjol ke lumen. Sel ini menggetahkan surfaktan untuk melumasi permukaan dalam saluran.

Bronkhiolus pernapasan bercabang-cabang secara radial membentuk saluran alveoli.

Saluran alveoli

Ini adalah saluran yang tipis dan dindingnya terputus-putus. Saluran ini bercabang-cabang, tiap cabang berujung pada kantung alveoli. Dinding saluran alveoli pada mulutnya kekantung alveoli dibina atas berkas serat elastis, kolagen dan otot polos.

Kantung alveoli dan alveolus

Kantung alveoli berpangkal pada saluran alveoli. Tiap kantung memiliki dua atau lebih alveoli.

Alvelus adalah unit terkecil paru-paru, berupa gembungan bentuk polihedral, terbuka pada satu sisi, yaitu muara ke kantung alveoli. Dindingnya terdiri dari selapis sel epitel gepeng yang tipis sekali. Dinding alveolus dililit pembuluh kapiler yang bercabang-cabang dan yang beranastomosis. Di luar kapiler ada anyaman serat retikulosa dan elastis.

Antara alveoli bersebelahan ada sekat. Sekat itu terdiri dari dua lapis sel apitel dari kedua sel epitel terdapat serat elastis, kolagen, kapiler, dan fibroblast.

Epitel alveolus dibatasi dari endotel kapiler oleh lamina basalis yang tipis. Ada pula sel epitel yang berbentuk bundar atau kubus, berada pada dinding alveolus, disebut sel sekat atau sel alveolus besar.

Diperkirakan sel ini mensekresikan lendir. Ia memiliki mikrovilli dan mebentuk kompleks pertautan dengan sel epitel alveolus yang gepeng dan yang lebih kecil. Sel alveolus gepeng itulah dengan endotel kapiler yang melilitnya yang membina membaran pernapasan.

Membran pernapasan berarti disusun atas : membran sel epitel alveolus, sitoplasma sel epitel elveolus, membran sel alveolus, lamina basalis, membarab sel endotel kapiler, sitoplasma sel endotel kapiler, membran sel endotel kapiler. Yang tujuh lapis ini sangat tipis. Karena itu kaluar-masuk gas pernapasan antara lumen alveolus dan lumen kapiler sangat mudah dan cepat.

          Di dinding alveoli sering ditemukan fagosit atau makrofag. Karena lazimnya sel ini berisi butiran maka disebut dengan sel debu. Sel ini banyan di temukan pada perokok.

Mekanisme Pernapasan

Pada awalnya kita menghirup udara melalui rongga hidung yang kemudian melewati tekak dan pangkal tenggorok kemudian terus ke tenggorokan. Tenggorok bentuknya seperti pipa yang kuat, terletak di depan kerongkongan, melalui leher sampai mencapai rongga dada sebelah atas. Dinding tenggorok diperkuat oleh beberapa cincin rawan yang pada bagian belakangnya terbuka. Dalam rongga dada, tenggorok bercabang dua yaitu tenggorok kanan dan kiri yang masing-masing cabang memasuki paru-paru kanan dan paru-paru kiri.

Kedua cabang tenggorok tersebut mempunyai ranting-ranting seperti pada pohon. Pada ranting-rantingnya yang terakhir terdapat gelembung-gelembung paru-paru yang amat kecil dan amat tipis dindingnya. Gelembung-gelembung itu hanya dapat dilihat dengan mikroskop. Dalam dindingnya mengalir darah melalui pembuluh-pembuluh kapiler, sehingga mudah terjadi pertukaran gas dari darah ke udara yang terdapat dalam gelembung paru-paru dan sebaliknya. Darah tersebut mengambil zat pembakar (oksigen) dan mengeluarkan karbondioksida.

Antara permukaan paru-paru yang juga dilapisi oleh selaput paru-paru visceral dan dinding rongga selaput paru-paru terdapat celah yang sempit yang berisikan sedikit cairan. Sekat dada khususnya jantung tidak terletak tepat ditengah-tengah rongga dada, tetapi agak ke kiri, sehingga menyebabkan paru-paru kiri lebih kecil dari paru-paru kanan. Isi rongga dada dapat diperbesar berkat pengaruh otot-otot pengangkatan iga-iga, kontraksi sekat rongga badan yang melengkung ke atas. Paru-paru mengikuti perluasan rongga dada maka terhisaplah udara melalui saluran pernapasan yang telah diuraikan di atas. Bila tenaga-tenaga yang melapangkan dada berhenti bekerja, maka kekenyalan dinding dada dan paru-paru menyebabkan penyempitan rongga dada kembali. Pada waktu tersebut iga-iga menurun kembali, sekat rongga badan melengkung lagi ke atas, sehingga kelebihan udara didesak keluar dari paru-paru. Proses tersebut terjadi bila kita menghembuskan nafas (mengeluarkan nafas).

Pernafasan berlangsung melalui 2 tahap, yaitu :

1. - pernafasan eksternal (luar) : adalah difusi gas luar masuk ke dalam aliran darah (pertukaran O₂ dari darah)
2. - pernafasan internal (dalam) : adalah difusi gas atau pertukaran gas dari darah ke sel tubuh

Proses inspirasi dan ekspirasi diatur oleh otot diafragma dan otot antar tulang rusuk (intercostalis).

a.     Pernafasan dada :

Otot antara tulang rusuk berkontraksi maka tulang rusuk terangkat sehingga volume rongga dada membesar. Akibatnya tekanan udara di paru-paru mengecil sehingga udara luar mempunyai tekanan lebih besar masuk ke dalam paru-paru, maka terjadilah inspirasi. 

Bila otot antartulang rusuk relaksasi maka tulang rusuk tertekan sehingga rongga dada mengecil. Akibatnya tekanan udara di paru-paru membesar sehingga udara keluar, maka terjadilah ekspirasi.

b.     Pernafasan perut :

        Diafragma berkontraksi sehingga mendatar maka rongga dada membesar. Keadaan  inimenyebabkan tekanan udara di paru-paru mengecil sehingga udara luar  masuk dan terjadilah inspirasi.

        Bila otot diafragma relaksasi maka rongga dada mengecil, akibatnya tekanan di paru-paru membesar sehingga udara keluar maka terjadilah ekspirasi.

Volume udara pernafasan :

-    Udara pernafasan /tidal volume (UP)  :  udara yang masuk atau keluar sebanyak 500 cc saat inspirasi atau ekspirasi biasa. Setelah menghembuskan  500 cc tersebut (ekspirasi biasa) masih tersisa 2500 cc lagi di paru-paru.

-    Udara komplementer (UK) : udara sebanyak 1500 cc yang masih dapat dihirup lagi dengan cara inspirasi yang maksimum setelah inspirasi biasa.

-    Udara cadangan (UC) : udara sebanyak 1500 cc yang dapat dihembuskan lagi pada ekspirasi maksimum dengan mengerutkan otot perut kuat-kuat.

-    Udara residu /udara sisa (UR) : udara sebanyak 1000 cc yang tidak dapat dihembuskan lagi dan menetap di paru-paru.

-    Kapasitas vital paru-paru (KVP) : volume udara yang dapat dikeluarkan dari paru-paru melalui penghembusan nafas sekuat-kuatnya, setelah melakukan penarikan nafas sedalam-dalamnya.

-    Volume total paru-paru (VTP) : keseluruhan udara yang dapat di tampung oleh paru-paru. Volume total paru-paru adalah kapasitas vital paru-paru ditambah udara residu (VTP = KVP  +  UR).

Reaksi pernafasan :

 C₆H₁₂O₆  +  ₆O₂    à    ₆CO₂  +  ₆H₂O  +  energi (38 ATP)

Oksigen yang masuk ke dalam tubuh hanya sedikit yang dapat disimpan dalam tubuh, yaitu berupa oksimioglobin (dalam otot) dan sebagai okihemoglobin (dalam darah).

Kelainan Pernapasan Pada Manusia

Sistem peredaran oksigen yang diperlukan oleh tubuh manusia bisa mengalami gangguan atau kelainan disertai penjelasan pengertian atau definisi singkat yaitu seperti :

1. Kelainan/Gangguan/Penyakit Saluran Pernapasan

v Penyempitan saluran pernafasan akibat asma atau bronkitis. Bronkis disebabkan oleh bronkus yang dikelilingi lendir cairan peradangan sedangkan asma adalah penyempitan saluran pernapasan akibat otot polos pada saluran pernapasan mengalami kontraksi yang mengganggu jalan napas.

v Sinusitis, adalah radang pada rongga hidung bagian atas.

v Renitis, adalah gangguan radang pada hidung.

v Pembengkakan kelenjar limfe pada sekitar tekak dan hidung yang mempersempit jalan nafas. Penderita umumnya lebih suka menggunakan mulut untuk bernapas.

v Pleuritis, yaitu merupakan radang pada selaput pembungkus paru-paru atau disebut pleura.

v Bronkitis, adalah radang pada bronkus.

2. Kelainan/Gangguan/Penyakit Dinding Alveolus

v Pneumonia / Pnemonia, adalah suatu infeksi bakteri diplococcus pneumonia yang menyebabkan peradangan pada dinding alveolus.

v Tuberkolosis / TBC, merupakan penyakit yang disebabkan oleh baksil yangmengakibatkan bintil-bintil pada dinding alveolus.

v Masuknya air ke alveolus.

3. Kelainan/Gangguan/Penyakit Sistem Transportasi Udara

v Kontaminasi gas CO / karbon monoksida atau CN / sianida.

v Kadar haemoglobin / hemoglobin yang kurang pada darah sehingga menyebabkan tubuh kekurangan oksigen atau kurang darah alias anemia.

5.     Gangguan sistem pernafasan  :

v Asfiksi :  ganguan dalam penangkutan O₂ ke jaringan atau gangguanpenggunaan O₂ oleh jaringan

v Difteri : penyakit daluran pernafasan bagian atas karena infeksi bacteri Corynebacterium diphtheriae

v Pneumoniae : radang dinding aleolus yang disebabkan oleh infeksi bacteri Diplococcus pneumonia

v Tonsilitis : radang pada faring yang di sebabkan oleh bacteri pada tonsil.

v Faringitis : radang pada faring yang disebabkan oleh bacteri atau viris tertentu.

v Asma : gangguan pernafasan dengan gejala sukar bernafas, bunyi mendesak dan batuk yang disebabkan alergi, psikis ataun karena penyakit menurun.

v Kanker paru-paru : akibat sering merokok

v Emfisema : gangguan pernafasan karena alveoli menjadi luas secara berlebihan, akibat terjadi penggembungan paru-paru secara berlebihan.

v Polip pada hidung dan amandel  membesar pada tekak sehingga pemasukan udara terganggu, sehingga penderita sering membiarkan mulutnya terbuka.