Organ pernapasan manusia, Mekanisme pernapasan, dan Volume udara pernapasan

Setiap makhluk hidup membutuhkan oksigen. Oksigen dapat diperoleh melalui proses bernapas. Proses bernapas adalah proses memasukkan oksigen ke tubuh serta mengeluarkan karbon dioksida dan uap air dari tubuh. Proses pernapasan tersebut dapat berlangsung karena di dalam tubuh telah dianugerahi sistem pernapasan yang kompleks. Sistem pernapasan pada manusia meliputi organ-organ pernapasan dan mekanisme kerja organ-organ pernapasan. Apa saja organ-organ pernapasan pada manusia? Bagaimana mekanisme kerja organ-organ pernapasan tersebut? Untuk mengetahui jawabannya silahkan anda baca artikel ini.

1. Organ - Organ Pernapasan pada Manusia

Sistem pernapasan manusia tersusun atas berbagai organ pernapasan. Udara masuk ke tubuh melalui organ-organ pernapasan yang meliputi hidung, faring, laring, trakea, bronkus, bronkiolus, dan alveolus.

A.  Rongga Hidung (Cavum Nasalis)

Hidung merupakan tempat pertama yang dilalui udara dari luar. Udara keluar masuk melalui rongga hidung. Rongga hidung selalu lembap karena adanya selaput lendir. Di dalam rongga hidung juga terdapat rambut-rambut pendek dan halus. Selaput lendir dan rambut-rambut halus berfungsi menyaring debu dan kotoran yang masuk bersama udara, melekatkan kotoran pada rambut hidung. Mengatur suhu udara pernapasan, serta mengenali adanya bau.

B.  Tekak (Faring)

Udara dari rongga hidung masuk ke faring Faring merupakan persimpangan antara rongga hidung ke tenggorokan (saluran pernapasan) dan rongga mulut ke kerongkongan (saluran pencemaan). Pada bagian belakang faring terdapat laring.

C.  Pangkal Tenggorokan (Laring)

Padang laring terdapat pita suara dan epiglotis atau katup pangkal tenggorokan. Pada waktu menelan makanan, epiglotis menutupi laring sehingga makanan tidak masuk ke tenggorokan Sementara itu, pada waktu bernapas epiglotis akan membuka sehingga udara masuk ke laring, lalu menuju tenggorokan.

D.  Batang Tenggorokan (Trakea)

Batang tenggorokan berbentuk seperti pipa dengan panjang kurang lebih 10 cm. Trakea bercabang dua di dalam paru-paru membentuk bronkus. Dinding batang tenggorokan terdiri atas tiga lapisan berikut.

1. Lapisan paling luar terdiri atas jaringan ikat.
2. Lapisan tengah terdiri atas otot polos dan cincin tulang rawan. Trakea tersusun atas 16-20 tulang rawan yang berbentuk huruf C. Bagian belakang cincin tulang rawan ini tidak tersambung dan menempel pada esofagus. Keadaan tersebut berguna untuk mempertahankan trakea tetap terbuka.
3. Lapisan terdalam terdiri atas jaringan epitel silindris selapis bersilia yang menghasilkan banyak lendir. Lendir ini berfungsi menangkap debu dan mikroorganisme yang masuk saat menghirup udara. Selanjutnya, debu dan mikroorganisme didorong oleh gerakan silia menuju bagian belakang mulut. Silia-silia ini berfungsi menyaring dan mengeluarkan benda-benda yang masuk bersama udara pernapasan. Sementara itu, debu dan mikroorganisme akan dikeluarkan melalui batuk.

E.  Cabang Batang Tenggorokan (Bronkus)

Bronkus merupakan cabang batang tenggorokan yang berjumlah sepasang. Satu cabang menuju paru-paru kanan dan cabang lainnya menuju paru-paru kiri. Percabangan bronkus ke arah kiri lebih panjang, sempit, dan mendatar daripada percabangan ke arah kanan. Keadaan tersebut yang menyebabkan paru-paru kanan lebih mudah terserang penyakit. Struktur dinding bronkus hampir sama dengan trakea. Perbedaannya dinding trakea lebih tebal daripada dinding bronkus. Bronkus akan bercabang menjadi bronkiolus.

F.  Bronkiolus

Bronkiolus merupakan cabang dari bronkus. Bronkus kanan bercabang menjadi tiga bronkiolus, sedangkan bronkus kiri bercabang menjadi dua bronkiolus. Bronkiolus bercabang.cabang menjadi saluran yang makin halus, kecil, dan dindingnya makin tipis. Bronkiolus tidak mempunyai tulang rawan, tetapi rongganya bersilia. Setiap bronkiolus bermuara ke alveolus.

E.  Alveolus

Alveolus merupakan saluran akhir dari alat pernapasan. Dinding alveolus mengandung kapiler darah. Pada alveolus terjadi pertukaran oksigen (02) dari udara bebas ke sel-sel darah dan karbon dioksida (CO2) dari sel-sel darah ke udara. Struktur alveolus yang mendukung fungsinya sebagai tempat pertukaran gas sebagai berikut:

1. Dinding alveolus sangat tipis sehingga gas-gas dapat berdifusi dengan mudah melewati membran alveolus
2. Alveolus berupa kantong-kantong kecil mirip anggur (alveoli) yang jumlahnya sangat banyak, Alveoli yang berjumlah banyak ini dapat memperluas permukaan yang digunakan untuk pertukaran gas.
3. Permukaan bagian dalam alveolus dilapisi oleh sel epitelium yang memungkinkan terjadinya difusi gas antara oksigen dan karbon dioksida.
4. Pada permukaan bagian luar alveolus terdapat jaringan kapiler darah. Jaringan kapiler darah ini mempercepat terjadinya proses difusi dan pengangkutan gas-gas pernapasan.

H.  Paru-Paru (Pulmo)

Paru-paru merupakan alat pernapasan utama pada manusia. Paru-paru terletak di dalam rongga dada bagian atas. Paru-paru manusia berjumlah sepasang yaitu paru-paru kanan dan paru-paru kiri. Paru-paru dibagi menjadi beberapa belahan atau lobus. Paru-paru kanan mempunyai tiga lobus dan paru-paru kiri mempunyai dua lobus. Paru-paru dibungkus oleh selaput tipis rangkap dua yang disebut pleura. Kedua lapisan tersebut dibatasi oleh cairan pleura yang berfungsi sebagai pelumas paru-paru. Cairan pleura mencegah terjadinya gesekan antara paru-paru dan dinding dada yang bergerak saat bernafas.

Baca juga: Gangguan sistem pernapasan manusia

2.  Mekanisme Pernapasan Dada dan Pernapasan Perut

Berdasarkan jenis otot yang berperan aktif, pernapasan manusia dibedakan menjadi dua macam yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut.

A.  Pernapasan Dada

Otot yang berperan aktif dalam pernapasan dada adalah otot antar tulang rusuk (interkostal). Mekanisme pernapasan dada sebagai berikut.

1.  Inspirasi

Mekanisme fase inspirasi pada pernapasan dada sebagai berikut.

Otot antar tulang rusuk luar berkontraksi -> tulang rusuk terangkat -> volume rongga dada membesar -> tekanan udara dalam rongga dada lebih kecil daripada tekanan udara di luar tubuh -> udara masuk ke paru-paru.

2.  Ekspirasi

Mekanisme fase ekspirasi pada pernapasan dada sebagai berikut.

Otot antar tulang rusuk dalam berkontraksi -> tulang rusuk turun -> volume rongga dada mengecil -> tekanan udara dalam rongga dada lebih besar daripada tekanan udara di luar tubuh -> udara keluar dari paru-paru.

B.  Pernapasan Perut 

yang berperan aktif dalam pernapasan perut adalah otot diafragma. Mekanisme pernapasan perut sebagai berikut.

1.  Inspirasi

Mekanisme fase inspirasi pada pernapasan perut sebagai berikut

Otot diafragma berkontraksi -> diafragma akan mendatar -> volume rongga dada membesar -> tekanan udara dalam rongga dada mengecil -> udara masuk paru-paru.

2.  Ekspirasi

Mekanisme fase ekspirasi pada pernapasan perut sebagai berikut

Otot diafragma berelaksasi -> diafragma akan cekung ke arah rongga dada -> volume rongga dada mengecil -> tekanan udara dalam rongga dada meningkat -> udara keluar dari paru-paru.

3.  Volume Udara Pernapasan

Volume udara pernapasan adalah jumlah udara pernapasan yang keluar masuk melalui sistem pernapasan. Volume udara pernapasan dapat dibedakan menjadi beberapa macam sebagai berikut.

1. Volume tidal (tidal volume) adalah volume udara pernapasan biasa, besarnya kurang lebih 500 cc atau 500 ml.
2. Volume cadangan inspirasi (inspiratory reserve volume) atau udara komplementer adalah udara yang masih dapat dimasukkan secara maksimal setelah melakukan inspirasi biasa, besarnya kurang lebih 1.500 cc atau 1.500 ml.
3. Volume cadangan ekspirasi (expiratory reserve volume) atau udara suplementer adalah udara yang masih dapat dikeluarkan secara maksimal setelah melakukan ekspirasi biasa, besarnya kurang Lebih 1.500 cc atau 1.500 ml.
4. Volume sisa/residu (residual volume) adalah volume udara yang masih tersisa di dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi maksimal, besarnya kurang lebih 1.000 cc atau 1.000 mL.
5. Kapasitas vital (vital capacity) adalah volume udara yang dapat dikeluarkan semaksimal mungkin setelah melakukan inspirasi maksimal, besarnya kurang lebih 3.500 cc atau 3.500 mL. Kapasitas vital merupakan jumlah dari volume tidal ditambah volume cadangan inspirasi dan volume cadangan ekspirasi.
6. Volume total paru-paru (total lung volume) adalah volume udara yang dapat ditampung paru-paru semaksimal mungkin, besarnya kurang lebih 4.500 cc atau 4.500 ml. Volume total paru-paru merupakan jumlah dari volume sisa ditambah kapasitas vital.

Bagikan Artikel ini