e-book · 2. menyebutkan alat-alat yang berperan dalam proses pernapasan. 3. menjelaskan fungsi...

ii

Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas

rahmat dan karunia-Nya atas diterbitkannya E-Book Biologi untuk SMA/MA

Kelas X.

Globalisasi yang ditandai dengan perkembangan lingkungan, iptek, serta

sosial budaya diharapkan pendidikan mampu menghasilkan peserta didik yang

bermutu. Hasil pendidikan yang bermutu adalah siswa yang sehat, mandiri,

berbudaya, berakhlak mulia, beretos kerja,berpengetahuan, dan menguasai

teknologi,serta cinta tanah air.

Hal yang penting bagi siswa mampu menemukan, minimal satu wilayah

kemampuan dari berbagai jenis kecerdasan yang ada. Faktor pendukung seperti

Elektronik Book sebagai salah satu indikator penting dalam pendidikan perlu

diprioritaskan demi tercapainya hasil belajar yang optimal.

Akhirnya segala kritik dan saran demi kesempurnaan Elektronik Book ini

akan saya terima dengan hati terbuka. Semoga Elektronik Book ini bermanfaat.

Samata, Oktober 2019

Penyusun

Kata Pengantar

iii

Halaman Judul .............................................................................. i

Kata Pengantar ............................................................................. ii

Daftar isi ........................................................................................ iii

Bab I ............................................................................................... iv

Sistem Pernapasan Pada Manusia

Kompetensi Inti ............................................................................. iv

Kompetensi Dasar ......................................................................... iv

Indikator ........................................................................................ iv

Tujuan Pembelajaran ................................................................... v

A. Pendahuluan .................................................................. 1

B. Organ-Organ Pernapasan Pada manusia ................... 2

C. Mekanisme Pertukaran Gas O2 dan CO2 ................... 7

D. Mekanisme Pernapasan ............................................... 10

E. Frekuensi Pernapasan .................................................. 12

F. Volume Udara Pernapasan .......................................... 14

G. Gangguan Pada Sistem Pernapasan ........................... 16

Daftar Pustaka .............................................................................. 19

Daftar isi

iv

KI 3 :Memahami pengetahuan (faktual, konseptual, dan prosedural)

berdasarkan rasaingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni,

budaya terkait fenomena dan kejadian tampak mata.

3.8 Menganalisis hubungan antara struktur jaringan penyusun organ pada

sistem respirasi dan mengaitkannya dengan bioprosesnya sehingga dapat

menjelaskan proses pernapasan serta gangguan fungsi yang mungkin

terjadi pada sistem respirasi manusia melalui studi literatur, pengamatan,

percobaan, dan simulasi.

3.8.1. Mengetahui definisi dari bernapas.

3.8.2. Menyebutkan alat-alat yang berperan dalam proses pernapasan.

3.8.3. Menjelaskan fungsi dari masing-masing alat pernapasan dan

menunjukkan letaknya.

3.8.4. Menjelaskan mekanisme pertukaran gas o2 dan co2.

3.8.5. Membedakan mekanisme pernapasan dada dan perut melalui suatu

percobaan.

3.8.6. Menjelaskan frekuensi pernapasan.

3.8.7. Mengetahui volume udara penapasan.

3.8.8. Menjelaskan jenis-jenis gangguan pada sistem pernapasan.

BAB I

SISTEM PERNAPASAN PADA MANUSIA

KOMPETENSI INTI

KOMPETENSI DASAR

INDIKATOR

v

Melalui pembelajaran ini, peserta didik diharapkan dapat:

1. Mengetahui definisi dari bernapas.

2. Menyebutkan alat-alat yang berperan dalam proses pernapasan.

3. Menjelaskan fungsi dari masing-masing alat pernapasan dan

menunjukkan letaknya.

4. Menjelaskan mekanisme pertukaran o2 dan co2.

5. Membedakan pernapasan dada dan pernpasan perut melalui suatu

percobaan.

6. Menjelaskan frekuensi pernapasan.

7. Mengetahui volume udara penapasan.

8. Menjelaskan jenis gangguan pada sistem pernapasan.

TUJUAN PEMBELAJARAN

1

Sebagai makhluk hidup, kita masih

hidup sampai saat ini karena setiap saat

selalu bernapas menghirup udara. Apa

jadinya jika di dunia ini Tuhan tidak

memberikan udara? Pasti makhluk

hidup tidak akan ada karena tidak bisa

melakukan proses pernapasan. Dalam

kegiatan ini, kalian akan belajar

mengenai sistem pernapasan dan

bagian-bagiannya. Kalian juga akan

mempelajari mengapa sistem ini sangat penting

bagi kehidupan manusia.

Pernapasan adalah proses pertukaran gas

antara makhluk hidup dengan lingkungannya.

Dalam proses pernapasan, oksigen merupakan

zat kebutuhan utama. Oksigen untuk pernapasan

diperoleh dari lingkungan sekitar. Oksigen

diperlukan untuk oksidasi (pembakaran) zat

makanan, yaitu gula (glukosa). Proses oksidasi

makanan bertujuan untuk menghasilkan energi.

Energi yang dihasilkan digunakan untuk

aktivitas hidup, misalnya pertumbuhan,

mempertahankan suhu tubuh, pembakaran sel-

sel tubuh, dan kontraksi otot. Selain menghasilkan energi, pernapasan juga

menghasilkan karbon dioksida, dan uap air.1

1Renni Diastuti, Biologi 2 (Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional,

2009), h.165.

A. PENDAHULUAN

Gambar: Sistem Pernapasan

Sumber: www.wikipedia.org, 2006.

Tahukah anda? Paru-paru kanan lebih besar

dari pada kiri

Keberadaan jantung yang dekat

menjadi paru-paru kiri

mempengaruhi ukurannya. Ukuran

paru-paru kiri yang lebih kecil

memberikan ruang bagi jantung.

Paru-paru di sisi kiri memiliki dua

lobus sedangkan paru-paru di sisi

kanan memiliki tiga lobus.

Ukuran paru-paru bervariasi tiap

orangnya. Umumnya, panjang paru-

paru sekitar 25 sampai 35 cm dan

berat antara 2,9 pon sampai 1,3

kilogram.

Sumber:www.travel.tribunnews.com

http://www.wikipedia.org/

Gambar :Rongga hidung

Sumber: www.wikipedia.org, 2006

2

Proses pernapasan pada manusia berjalan tidak secara langsung,

artinyaudara tidak berdifusi langsung masuk ke dalam sel tubuh melalui

permukaan kulit. Udara masuk ke dalam tubuh melalui saluran pernapasan.

Berikut ini akan dijelaskan alat-alat pernapasan dan mekanismenya.2

1. Alat Pernapasan

Alat pernapasan adalah alat atau bagian tubuh tempat O2 dapat berdifusi

masuk dan sebaliknya CO2 dapat berdifusi keluar pada respirasi aerob. Alat

pernapasan pada manusia terdiri atas rongga hidung, faring (tekak), laring

(pangkal tenggorokan), bronkus (cabang batang tenggorokan), dan pulmo (paru-

paru).

a. Rongga Hidung ( Cavum Nasalis)

Udara dari luar akan masuk

lewat rongga hidung (cavum nasalis).

Ronggah hidung berlapis selaput lendir.

Selaput lendir berfungsi menangkap

benda asing yang masuk lewat saluran

pernapasan. Selain itu, terdapat juga

rambut pendek dan tebal yang berfungsi

menyaring partikel kotoran yang

masukbersama udara. Juga terdapat

konka yang mempunyai banyak kapiler darahyang berfungsi menghangatkan

udara yang masuk. Jadi, rongga hidung berfungsi untuk: menyaring udara,

melembapkan udara, dan memanaskan udara.

2Renni Diastuti, Biologi 2 (Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional,

2009), h.165.

B. Organ-organ Pernapasan Pada Manusia

3

b. Faring ( Tekak)

Udara dari rongga hidung masuk ke faring.Faring berbentuk seperti tabung

corong, terletak di belakang rongga hidung dan mulut, dan tersusundari otot

rangka. Faring berfungsi sebagai jalannya udara dan makanan. Faring merupakan

percabangan 2 saluran, yaitu saluran pernapasan ( nasofaring) pada bagian depan

dan saluran pencernaan ( orofaring) pada bagian belakang.

c. Laring (pangkal tenggorokan)

Laring terletak antara faring dan trakea. Laring tersusun atas sembilan

buah tulang rawan. Bagian dalam dindingnya digerakkan oleh otot untuk menutup

serta membuka glotis. Glotis adalah lubang mirip celah yang menghubungkan

trakea dengan faring. Laring memiliki katup yang disebut epiglotis. Pada saat

menelan makanan, epiglotis tertutup sehingga makanan tidak masuk ke

tenggorokan tetapi menuju kerongkongan. Makan sambil berbicara dapat

mengakibatkan makanan masuk ke saluran pernapasan karena saluran pernapasan

pada saat tersebut sedang terbuka. Walaupun demikian, saraf kita akan mengatur

agar peristiwa menelan, bernapas, dan berbicara tidak terjadi bersamaan sehingga

mengakibatkan gangguan kesehatan.

Di dalam laring, selain terdapat epiglotis juga ditemukan adanya pita

suara. Masuknya udara melalui faring akan menyebabkan pita suara bergetar dan

terdengar sebagai suara.

d. Tenggorokan (trakea)

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.

Silia-silia ini berfungsi menyaring

benda-benda asing yang masuk ke

saluran pernapasan.

Gambar: Struktur Trakea Manusia

Sumber: Harapan Dunia Ilmu Time-Life

(Tubuh Manusia)

4

e. Cabang-cabang Tenggorokan (Bronkus)

Tenggorokan (trakea) bercabang menjadi dua bagian, yaitu bronkus kanan

dan bronkus kiri. Bronkus adalah cabang batang tenggorokan yang terletak setelah

tenggorokan (trachea) sebelum paru-paru. Bronkus merupakan saluran udara yang

memastikan udara masuk dengan baik dari trakea ke alveolus.

Selain sebagai jalur masuk dan

keluarnya udara, bronkus juga berfungsi untuk

mencegah infeksi. Hal ini dikarenakan bronkus

dilapisi oleh berbagai jenis sel, termasuk sel

yang bersilia (berbulu) dan berlendir. Sel-sel

inilah yang nantinya menjebak bakteri pembawa

penyakit untuk tidak masuk ke dalam paru-paru.

Struktur lapisan mukosa bronkus sama dengan trakea, hanya tulang rawan

bronkus bentuknya tidak teratur dan pada bagian bronkus yang lebih besar cincin

1

2

3

Keterangan

1. Trakea

2. Bronkus

3. Bronkiolus

Gambar :Trakea (Batang Tenggorokan).

Sumber: www.wikipedia.org,

Tahukah anda? Paru-paru mampu merasakan

rasa

paru-paru memiliki kemampuan

memiliki reseptor rasa yang mampu

mendeteksi rasa pahit dari makanan.


5

tulang rawannya melingkari lumen dengan sempurna. Bronkus bercabang-cabang

lagi menjadi bronkiolus. Dinding bronkiolus tipis dan tidak bertulang rawan.

f. Bronkiolus

Bronkiolus merupakan cabang dari bronkus, bagian yang menghubungkan

paru-paru dengan trakea. Bronkiolus adalah cabang dari bronkus yang berfungsi

untuk menyalurkan udara dari bronkus ke alveolus. Selain itu bronkiolus juga

berfungsi untuk mengontrol jumlah udara yang masuk dan keluar saat proses

bernapas berlangsung.

g. Alveolus

Alveolus merupakan saluran akhir dari alat pernapasan yang berupa

gelembung-gelembung udara. Dindingnya tipis, lembap, elastis, dan berlekatan

erat dengan kapiler-kapiler darah. Alveolus terdiri atas satu lapis sel epitelium

pipih dan di sinilah darah hampir langsung bersentuhan dengan udara. Fungsinya

sebagai tempat pertukaran oksigen dan karbondioksida. Alveolus kemudian

menyerap oksigen dari udara yang dibawa oleh bronkiolus dan mengalirkannya ke

dalam darah 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.

Gambar: Bagian-bagian paru-paru manusia

Sumber: Harapan Dunia Ilmu Time-Life (Tubuh Manusia), 1996

6

h. Paru-paru (Pulmo)

Paru-paru terletak di dalam rongga dada bagian atas. Di bagian samping

paru-paru dibatasi oleh otot dan rusuk,

sedangkan di bagian bawah dibatasi oleh

diafragma yang berotot kuat. Diafragma adalah

sekat rongga badan yang membatasi rongga

dada dan rongga perut. Paru-paru ada dua

bagian yaitu paru-paru kanan (pulmo dekster)

yang terdiri atas 3 lobus dan paru-paru kiri

(pulmo sinister) yang terdiri atas 2 lobus. Paru-

paru dibungkus oleh dua selaput elastis yang

tipis, disebut pleura. Selaput bagian dalam yang

langsung menyelaputi paru-paru disebut pleura dalam (pleura visceralis) dan

selaput yang menyelaputi rongga dada yang bersebelahan dengan tulang rusuk

disebut pleura luar (pleura parietalis).

Di dalam paru-paru terdapat bronkus dan bronkiolus. Bronkiolus

bercabang-cabang menjadi pembuluh halus yang berakhir pada gelembung paru-

paru yang disebut alveolus. Dinding alveolus sangat tipis dan elastis, serta terdiri

Menurut ilmuwan , paru-paru satu-

satunya organ yang memiliki

kemampuan untuk mengapung di

atas air. Paru-paru mengandung 300

juta alveoli yang menyerupai struktur

balon.

Ketika diisi dengan udara, paru-paru

akan mengapung di air.


Tahukah anda? Paru-paru mampu merasakan

rasa

Gambar :Paru-paru.

Sumber: www.wikipedia.org, 2006.

7

dari satu lapis sel yang diliputi oleh pembuluh-pembuluh kapiler darah. Pada

alveolus terjadi pertukaran oksigen dan karbon dioksida.

Bernapas merupakan kegiatan mengambil dan

mengeluarkan udara pernapasan melalui paru-paru. Arti

yang lebih khusus yaitu pertukaran gas yang terjadi di

dalam sel dengan ”lingkungannya”. Pada pernapasan

langsung, pengambilan udara pernapasan dilakukan

secara langsung oleh permukaan tubuh dan pada

pernapasan tidak langsung melalui saluran pernapasan.

Manusia bernapas secara tidak langsung, artinya udara

pernapasan tidak berdifusi langsung melalui seluruh

permukaan kulit. Selaput tipis tempat berlangsungnya

difusi gas tersebut terlindung di bagian dalam tubuh,

berupa gelembung paru-paru (alveolus). Pernapasan atau

pertukaran gas pada manusia berlangsung melalui dua

tahap yaitu pernapasan luar (eksternal)

dan pernapasan dalam (internal).

1. Pernapasan Luar (Eksternal)

Pernapasan luar merupakan pertukaran gas di dalam paru-paru. Oleh

karena itu, berlangsung difusi gas dari luarmasuk ke dalam aliran darah. Dengan

kata lain, pernapasanluar merupakan pertukaran gas (O2 dan CO2) antara udara

dan darah.

Pada pernapasan luar, darah akan masuk ke dalam kapiler paru-paru yang

mengangkut sebagian besar karbondioksida dalam bentuk ion bikarbonat (HCO3–)

dengan persamaan reaksi seperti berikut:3

H++ HCO3

– ⎯→ H2CO3

3Purnomo, Sudjino Dkk, Biologi Kelas XI SMA (Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen

Pendidikan Nasional, 2009), h.223.

C. Mekanisme Pertukaran Gas O2 dan CO2

Gambar : Proses

pernapasan internal dan

eksternal pada manusia

Sumber: Biology, Mader

S.S.

8

Sisa karbon dioksida berdifusi keluar dari dalam darah dan melakukan

reaksi sebagai berikut.

H2CO3 ⎯→ H2O + CO2

Enzim karbonat anhidrase yang terdapat dalam sel-sel darah merah dapat

mempercepat reaksi. Ketika reaksiberlangsung,

hemoglobin melepaskan ion-ion hidrogen yang

telah diangkut; HHb menjadi Hb. Hb merupakan

singkatan dari hemoglobin, yaitu jenis protein

dalam sel darah merah. Selanjutnya, hemoglobin

mengikat oksigen dan menjadi oksihemoglobin

(HbO2).

Hb + O2 → HbO2.

Selama pernapasan luar, di dalam paru-

paru akan terjadi pertukaran gas yaitu CO2 meninggalkan darah dan O2 akan

diikat masuk ke dalam darah lewat difusi. Terjadinya difusi O2 dan CO2 ini karena

adanya perbedaan tekanan parsial. Tekanan udara luar sebesar 1 atm (760 mmHg),

sedangkan tekanan parsial O2 di paru-paru sebesar ± 160 mmHg. Tekanan parsial

padakapiler darah arteri ± 100 mmHg, dan di vena ± 40 mmHg. Hal ini

menyebabkan O2 dari udara berdifusi ke dalam darah. Sementara itu, tekanan

parsial CO2 dalam vena } 47 mmHg, tekanan parsial CO2 dalam arteri ± 41

mmHg, dan tekanan parsial CO2 dalam alveolus } 40 mmHg. Adanya perbedaan

tekanan parsial tersebut menyebabkan CO2 dapat berdifusi dari darah ke alveolus.

Tahukah anda? Bayi baru bernapas 10 detik

setelah lahir ke dunia

Saat bayi lahir, perubahan mendadak

dalam lingkungan dan suhu memicu

bayi berhenti bernapas selama 10

detik.

Setelah itu mereka akan langsung

menyesuaikan diri.


Gambar : Skema pernapasan dalam dan pernapasan luar manusia

Sumber: Biologi, Mader S.S.

9

2. Pernapasan Dalam (Internal)

Pada pernapasan dalam (pertukaran gas di dalam jaringan tubuh) darah

masuk ke dalam jaringan tubuh, oksigen meninggalkan hemoglobin dan berdifusi

masuk ke dalam cairan jaringan tubuh. Reaksinya sebagai berikut:4

HbO2 ⎯→ Hb + O2

Difusi oksigen keluar dari darah dan masuk ke dalam cairan jaringan dapat

terjadi, karena tekanan oksigen di dalam cairan

jaringan lebih rendah dibandingkan di dalam

darah. Hal ini disebabkan karena sel-sel secara

terus menerus menggunakan oksigen dalam

respirasi selular.

Dari proses pernapasan yang terjadi di

dalam jaringan menyebabkan terjadinya

perbedaan komposisi udara yang masuk dan

yang keluar paru-paru. Perlu diketahui bahwa

tekanan parsial O2 pada kapiler darah nadi ±

100 mmHg dan tekanan parsial O2 dalam

jaringan tubuh kurang dari ± 40 mmHg.

Sebaliknya tekanan karbon dioksida

tinggi, karena karbon dioksida secara terus

menerus dihasilkan oleh sel-sel tubuh. Tekanan parsial CO2 dalam jaringan ± 60

mmHg dan dalam kapiler darah ± 41 mmHg. Hal inilah yang menyebabkan O2

dapat berdifusi ke dalam jaringan dan CO2 berdifusi ke luar jaringan.Dalam

keadaan biasa, tubuh kita menghasilkan 200 mlkarbon dioksida per hari.

Pengangkutan CO2 di dalam darah dapat dilakukan dengan tiga cara berikut.

1) Sekitar 60–70% CO2 diangkut dalam bentuk ion bikarbonat (HCO3–) oleh

plasma darah, setelah asamkarbonat yang terbentuk dalam darah terurai

menjadi ion hidrogen (H+) dan ion bikarbonat (HCO3

–).



Tahukah anda? Pertumbuhan Pita Suara

Ketika seorang anak laki-laki

mencapai akil balig, hormon

testosteron memperbesar laring

sehingga pita suaranya lebih

panjang dan jakunnya lebih

menonjol. Suaranya berubah dan

nadanya menurun sekitar satu

oktaf. Anak wanita mengalami hal

serupa, tetapi pada masa akil baliq

perubahannya lebih kecil. Nada

suara bergantung pada ketegangan

pita suara, panjang tali suara,

dan ketebalannya.

Sumber:Biologi, Purnomo, Sudjino,

Trijoko dan Suwarno Hadisusanto

10

Ion H+bersifat racun, oleh sebab itu ion ini segera diikat Hb, sedangkan

ion HCO3–meninggalkan eritrosit masukke plasma darah. Kedudukan ion

HCO3–dalam eritrositdiganti oleh ion klorit. Persamaan reaksinya sebagai

berikut.

H2O + CO2 → H2CO3 → H+ + HCO3

–

2) Lebih kurang 25% CO2 diikat oleh hemoglobin membentuk

karboksihemoglobin. Secara sederhana,reaksi CO2 dengan Hb ditulis

sebagai berikut.

CO2 + Hb → HbCO2

Karboksihemoglobin disebut juga karbominohemoglobin karena bagian

dari hemoblogin yang mengikat CO2 adalah gugus asam amino. Reaksinya

sebagai berikut.

CO2+ RNH2→ RNHCOOH

3) Sekitar 6–10% CO2 diangkut plasma darah dalam bentuk senyawa asam

karbonat (H2CO3).

Aliran udara dari udara bebas ke paru-paru dan sebaliknya, ditentukan

oleh perubahan tekanan udara dalam rongga paru-paru, rongga dada, dan

rongga perut. Perubahan tekanan disebabkan oleh terjadinya perubahan

volume setiap ruangan. Perubahan volume

setiap ruangan ini diatur oleh otot-otot

pernapasan yaitu otot antar tulang rusuk,

otot diafragma, dan otot dinding perut.

Berdasarkan otot yang berperan aktif pada

proses pernapasan, pernapasan pada

manusia dapat dibedakan menjadi

pernapasan dada dan pernapasan perut.

1. Pernapasan dada

Otot yang berperan aktif dalam pernapasan dada adalah otot antar tulang

rusuk (interkostal). Otot ini dapat dibedakan menjadi dua, yaitu otot antar

D. Mekanisme Pernapasan

Tahukah anda? Panjang kapiler paru-paru

setara 2.400 km

Paru-paru memiliki 300.000 ribu

kapiler di dalamnya.

Jika kita meregangkannya, bisa

mencapai 1.300 mil setara dengan

2.400 kilometer.


Gambar: Mekanisme pernapasan pada manusia

Sumber: Biology, Raven dan Johnson

11

tulang rusuk luar (interkostal eksternal) yang berperan mengangkat tulang-

tulang rusuk, dan otot antar tulang rusuk dalam (interkostal internal) yang

berperan menurunkan tulang rusuk ke posisi semula.

Perhatikan Gambar. Apabila otot antar tulang rusuk luar berkontraksi,

tulang rusuk terangkat hingga volume rongga dada bertambah besar. Hal ini

menyebabkan tekanan udara rongga dada menjadi lebih kecil dari tekanan

udara rongga paru-paru, sehingga mendorong paru-paru mengembang dan

mengubah tekanannya menjadi lebih kecil dari pada tekanan udara bebas.

Selanjutnya akan terjadi aliran udara dari luar ke dalam rongga paru-paru

melalui rongga hidung, batang tenggorokan, bronkus, dan alveolus. Proses ini

disebut inspirasi. Bila otot antar tulang rusuk dalam berkontraksi, tulang

rusuk akan tertarik ke posisi semula sehingga mendesak dinding paru-paru.

Akibatnya, rongga paru-paru mengecil dan menyebabkan tekanan udara di

dalamnya meningkat. Hal ini menyebabkan udara dalam rongga paru-paru

terdorong ke luar. Proses ini disebut ekspirasi.5



12

2. Pernapasan Perut

Pada pernapasan perut, otot yang

berperan aktif yaitu otot diafragma dan otot

dinding rongga perut. Apabila otot diafragma

berkontraksi, posisi diafragma akan mendatar.

Hal ini menyebabkan volume rongga dada

bertambah besar, sehingga tekanan udara di

dalamnya mengecil. Penurunan tekanan udara

akan diikuti mengembangnya paru-paru. Hal ini

menyebabkan terjadinya aliran udara ke dalam

paru-paru (inspirasi). Apabila otot diafragma

berelaksasi dan otot dinding perut berkontraksi,

isi rongga perut akan terdesak ke arah

diafragma, sehingga posisi diafragma akan

cekung ke arah rongga dada. Hal ini

menyebabkan volume rongga dada mengecil dan tekanannya meningkat, sehingga

menyebabkan isi rongga paru-paru terdorong ke luar dan terjadilah ekspirasi.6

Gerakan pernapasan diatur oleh pusat pernapasan di otak,sedangkan

aktivitas saraf pernapasan dirangsang oleh stimulus (rangsangan) dari karbon

dioksida (CO2). Pada umumnya, manusia mampu bernapas antara 15–18 kali

setiap menitnya. Frekuensi pernapasan dipengaruhi oleh beberapa faktor berikut:7

1. Umur

Anak-anak lebih banyak frekuensi pernafasannya dari pada orang dewasa.

Hal ini disebabkan anak-anak masih dalam usia pertumbuhan sehingga banyak

memerlukan energi, sehingga kebutuhannya akan oksigen juga lebih banyak

dibandingkan orang tua.


Pendidikan Nasional, 2009), h.228. 7Purnomo, Sudjino Dkk, Biologi Kelas XI SMA (Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen


E. Frekuensi Pernapasan

Tahukah anda? Apa Manfaat Berlatih

Pernapasan

Berlatih pernapasan sangat

menguntungkan tubuh kita. Melalui

latihan pernapasan yang baik,

volume paru-paru bertambah

besar. Melalui latihan ini, semakin

banyak oksigen yang dapat diserap

tubuh dan karbon dioksida dapat

dikeluarkan dengan baik dari tubuh.

Berolahraga secara teratur

misalnya renang dan yoga

merupakan latihan pernapasan.



13

2. Jenis Kelamin

Laki-laki lebih banyak frekuensi

pernafasannya daripada perempuan. semakin

banyak energi yang dibutuhkan, berarti

semakin banyak pula O2 yang diambil dari

udara. Hal ini terjadi karena laki-laki

umumnya beraktivitas lebih banyak dari pada

perempuan.

3. Suhu Tubuh

Semakin tinggi suhu tubuh maka

frekuensi pernapasan akan semakin cepat.

Aktivitas ini membutuhkan energi yang

dihasilkan dari peristiwa oksidasi dengan

menggunakan oksigen sehingga akan

dibutuhkan oksigen yang lebih banyak untuk

meningkatkan pernapasannya.

4. Posisi Tubuh

Posisi tubuh sangat berpengaruh

terhadap frekuensi pernapasan. Pada tubuh

yang berdiri, otot-otot kaki akan berkontraksi

sehingga diperlukan tenaga untuk menjaga

tubuh tetap tegak berdiri. Untuk itu diperlukan

banyak O2 dan diproduksi banyak CO2. Pada

posisi tubuh berdiri, frekuensi pernapasannya

meningkat. Pada posisi duduk atau tiduran,

beban berat tubuh disangga oleh sebagian

besar bagian tubuh sehingga terjadi

penyebaran beban. Hal ini mengakibatkan jumlah energi yang diperlukan untuk

menyangga tubuh tidak terlalu besar sehingga frekuensi pernapasannya juga

rendah.

Tahukah anda? Pernapasan Perut Membuat

Tubuh Rileks

Ternyata bernapas selama kirakira

10 menit dengan pernapasan

perut setiap malam sebelum tidur

atau pagi hari setelah bangun tidur,

akan membuat tubuh rileks.

Berikut beberapa tips, agar

Anda dapat melakukannya dengan

baik.

1. Lakukan pernapasan secara

pasti, pelan-pelan, dan sabar.

2. Biarkan diri Anda merasakan

sensasi apa yang terjadi.

3. Jika belum berhasil maka

konsentrasilah pada pernapasan

berikutnya dan nyamankan

dengan mengusap-usap perut

menggunakan tangan yang

hangat. Lakukan perlahan-lahan

sesuai kebutuhan Anda untuk

bisa bernapas dengan diafragma

dan perut.nadanya menurun sekitar

satu oktaf. Anak wanita mengalami

hal serupa, tetapi pada masa akil

baliq perubahannya lebih kecil. Nada

suara bergantung pada ketegangan

pita suara, panjang tali suara,dan

ketebalannya.



14

5. Kegiatan Tubuh

Orang yang banyak melakukan kegiatan memerlukan lebih banyak energi

dibandingkan dengan orang yang tidak melakukan kegiatan (santai/tidur). Oleh

karena itu, tubuh memerlukan lebih banyak oksigen untuk oksidasi biologi dan

lebih banyak memproduksi zat sisa. Tubuh perlu meningkatkan frekuensi

pernapasan agar dapat menyediakan oksigen yang lebih banyak.

Volume udara pernapasan dapat diukur

menggunakan respirometer. Secara garis besar,

volume udara pernapasan dapat dibedakan

menjadi enam sebagai berikut:8

1. Volume Tidal adalah volume udara yang

diinspirasi atau diekspirasi pada setiap

kali pernafasan normal. Besarnya ± 500

ml pada rata-rata orang dewasa.

2. Volume Cadangan Inspirasi adalah

volume udara ekstra yang diinspirasi

setelah volume tidal, dan biasanya

mencapai ± 3000 ml.

3. Volume Cadangan Eskpirasi adalah

jumlah udara yang masih dapat

dikeluarkan dengan ekspirasi maksimum

pada akhir ekspirasi normal, pada keadaan

normal besarnya ± 1100 ml.

4. Volume Residu, yaitu volume udara yang

masih tetap berada dalam paru-paru



F. Volume dan Kapasitas Udara Pernapasan

Tahukah anda? Sekilas tentang penyakit

Asma

Asma merupakan penyakit yang

menyerang akibat tubuh rentan

terhadap sesuatu zat tertentu,

serbuk, bulu binatang, uap, bau,

makanan, obat, atau kuman-kuman

dalam hidung dan tenggorokan.

Serangan penyakit ini lebih sering

terjadi pada penderita yang atau

sedang mengalami tekanan emosi

hebat, serta pada saat pergantian

musim.

Jika terjadi serangan asma,

pengobatan dapat dilakukan

dengan menggunakan obat farmasi

seperti adrenalin, aminofilin,

efedrina, dan obat antihistamin,

atau juga obat tradisional dengan

memanfaatkan tumbuhan, seperti

kecubung (Datura metel L.), teh

(Camelia sinensis), putri malu

(Mimosa pudica L.), dan patikan

kebo (Euphorbia pillulifera L.).

Sumber:Biologi, Purnom, Sudjino,


15

setelah ekspirasi kuat. Besarnya ± 1200 ml.

Kapasitas paru merupakan gabungan dari beberapa volume paru dan

dibagi menjadi empat bagian, yaitu:

1. Kapasitas Inspirasi, sama dengan volume tidal + volume cadangan

inspirasi. Besarnya ± 3500 ml, dan merupakan jumlah udara yang dapat

dihirup seseorang mulai pada tingkat ekspirasi normal dan

mengembangkan paru sampai jumlah maksimum.

2. Kapasitas Residu Fungsional, sama dengan volume cadangan inspirasi +

volume residu. Besarnya ± 2300 ml, dan merupakan besarnya udara yang

tersisa dalam paru pada akhir eskpirasi normal.

3. Kapasitas Vital, sama dengan volume cadangan inspirasi + volume tidal +

volume cadangan ekspirasi. Besarnya ± 4600 ml, dan merupakan jumlah

udara maksimal yang dapat dikeluarkan dari paru, setelah terlebih dahulu

mengisi paru secara maksimal dan kemudian mengeluarkannya sebanyak-

banyaknya.

4. Kapasitas Vital paksa (KVP) atau Forced Vital Capacity (FVC) adalah

volume total dari udara yg dihembuskan dari paru-paru setelah inspirasi

maksimum yang diikuti oleh ekspirasi paksa minimum. Hasil ini didapat

setelah seseorang menginspirasi dengan usaha maksimal dan

mengekspirasi secara kuat dan cepat.

5. Volume ekspirasi paksa satu detik (VEP1) atau Forced Expiratory Volume

in One Second (FEV1) adalah volume udara yang dapat dikeluarkan

Gambar: Volume dan kapasitas udara pernapasan

Sumber: Tortora, 2012.

16

dengan ekspirasi maksimum per satuan detik. Hasil ini didapat setelah

seseorang terlebih dahulu melakukakn pernafasan dalam dan inspirasi

maksimal yang kemudian diekspirasikan secara paksa sekuat-kuatnya dan

semaksimal mungkin, dengan cara ini kapasitas vital seseorang tersebut

dapat dihembuskan dalam satu detik.

6. Kapasitas Paru Total, sama dengan kapasitas vital + volume residu.

Besarnya ± 5800ml, adalah volume maksimal dimana paru dikembangkan

sebesar mungkin dengan inspirasi paksa.Volume dan kapasitas seluruh

paru pada wanita ± 20 – 25% lebih kecil daripada pria, dan lebih besar

pada atlet dan orang yang bertubuh besar daripada orang yang bertubuh

kecil dan astenis.

Gangguan pada sistem

pernapasan biasanya disebabkan

oleh kelainan dan penyakit yang

menyerang alat-alat pernapasan.

Beberapa jenis kelainan dan

penyakit pada sistem pernapasan

sebagai berikut:9

1. Asfiksi, yaitu kelainan atau

gangguan dalam pengangkutan

oksigen ke jaringan atau

gangguan penggunaan oksigen

oleh jaringan. Penyebabnya

dapat terletak di paru-paru, di

pembuluh darah, atau dalam jaringan tubuh. Misalnya: seseorang yang

tenggelam, alveolusnya terisi air; orang yang menderita pneumonia,



G. Gangguan Pada Sistem Pernapasan Manusia

Gambar: Berbagai macam penyakit pada paru-

paru

Sumber: Inquiry Live, Mader, S.S.

17

alveolusnya terisi cairan limfa; serta

orang yang keracunan karbon monoksida

dan asam sianida, Hb-nya tercemar oleh

zat racun tersebut. Keracunan karbon

monoksida dan asam sianida terjadi

karena kedua zat ini memiliki afinitas

terhadap hemoglobin lebih besar daripada

oksigen.

2. Penyempitan atau penyumbatan saluran

napas, dapat disebabkan oleh

pembengkakan kelenjar limfa, misalnya

polip (di hidung) dan amandel (di tekak),

yang menyebabkan penyempitan saluran

pernapasan sehingga menimbulkan kesan

wajah bodoh dan sering disebut wajah

adenoid. Penyempitan ini dapat pula

terjadi karena saluran pernapasannya

yang menyempit akibat alergi, misalnya

pada asma bronkiale.

3. Anthrakosis, yaitu kelainan pada alat

pernapasan yang disebabkan oleh

masuknya debu tambang. Jika yang masuk

debu silikat, disebut silicosis.

4. Bronkitis, terjadi karena peradangan

bronkus.

5. Pleuritis, yaitu peradangan selaput (pleura)

karena pleura mengalami penambahan cairan intrapleura, akibatnya timbul

rasa nyeri saat bernapas.

6. Tuberkulosis (TBC), yaitu penyakit paru-paru karena Mycobacterium

tuberculosis, tandanya terbentuk bintik-bintik kecil pada dinding alveolus.

Tahukah anda? Bagaimana cara Melakukan

Pernapasan Buatan

Berikut ini merupakan langkah-

langkah praktis melakukan

pernapasan buatan.

1. Letakkan pasien terlentang di

tempat datar. Jika pasien habis

tenggelam, tekan dadanya

dengan dua tangan Anda agar

air di dalam dada keluar.

2. Setelah air keluar, laku-kan

pernapasan buatan. Letakkan

salah satu tangan Anda di

bawah leher pasien dan angkat

sedikit agar saluran pernapasannya

terbuka.

3. Ambil napas dalam-dalam dan

segera tiupkan ke mulut pasien

sambil tutup hidung pasien

dengan tangan Anda yang lain.

4. Lepaskan tiupan Anda dan

biarkan udara keluar kembali dari

pasien. Dengarkan jika ada

desah napas yang menandakan

kesadaran.

5. Jika belum ada perubahan ulangi

langkah 2–4 sampai pasien

sadar atau mintalah pertolongan

dokter jika tidak segera sadar.

Sumber:Biologi, Purnomo,

Sudjino, Trijoko dan Suwarno

Hadisusanto

18

7. Pneumonia atau logensteking, yaitu penyakit radang paru-paru yang

disebabkan Diplococcus pneumoniae. Penyakit diphteri, misalnya diphteri

tekak, tenggorokan, dan diphteri hidung. Penyakit ini biasa menyerang

saluran pernapasan anak bagian atas. Kuman penyebabnya Corynebacterium

diphteriae. Kuman diphteri tersebut mengeluarkan racun dan bila racun ini

beredar bersama darah, akan merusak selaput jantung. Faringitis, yaitu

infeksi pada faring oleh bakteri dan virus. Gejalanya adalah kerongkongan

terasa nyeri saat menelan.

8. Tonsilitis, yaitu radang karena infeksi oleh bakteri tertentu pada tonsil.

Gejalanya yaitu tenggorokan sakit, sulit menelan, suhu tubuh naik, demam,

dan otot-otot terasa sakit.

9. Kanker paru-paru, biasa diderita oleh perokok. Kanker ini disebabkan oleh

adanya tumor ganas yang terbentuk di dalam epitel bronkiolus.

10. Asma, yaitu gangguan pada rongga saluran pernapasan yang diakibatkan

oleh berkontraksinya otot polos pada trakea. Hal ini akan mengakibatkan

penderita sukar bernapas.

11. Influenza, disebabkan oleh virus yang menimbulkan radang pada selaput

mukosa di saluran pernapasan.

12. Emfisema, yaitu suatu penyakit yang terjadi karena udara paru-paru

berlebihan atau ketidaknormalan (abnormalitas) susunan dan fungsi

alveolus. Akibatnya, terjadi inefisiensi pengikatan O2 sehingga pernapasan

menjadi sulit.

19

DAFTAR PUSTAKA

Diastuti Reni, “Biologi 2”. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan

Nasional. 2009.

Purnomo, Sudjino Dkk. “Biologi Kelas XI SMA”. Jakarta: Pusat Perbukuan,

Departemen Pendidikan Nasional. 2009.

Mader, S.S. “Biology 6th Edition” . New York: The McGraw–Hill Companies.

1998.

Alexandria Virginia.”Hamparan Dunia Ilmu Time-Life (Tubuh Manusia)”.

Jakarta: PT Tira Pustaka.

Tortora, Gerard. 2009. Princyplesof anatomi and physiology 12th Edition. John

Willey & Sons: America.

http://www.wikipedia.org

http://www.travel.tribunnews.com

http://www.wikipedia.org/

http://www.travel.tribunnews.com/

e-book · 2. menyebutkan alat-alat yang berperan dalam proses pernapasan. 3. menjelaskan fungsi...

Documents