Informasi dan Tips – informasitips.com

Aliran Udara pada Sistem Respirasi Manusia

informasitips.com – Setelah mempelajari prinsip sistem respirasi manusia pada artikel sebelumnya, sekarang kita akan belajar tentang siklus respirasi. Teman-teman perlu mengingat beberapa tahap dari sistem respirasi, yaitu:

  1. aliran udara dari atmosfer ke alveoli,
  2. pertukaran gas di paru-paru (dari alveoli ke kapiler paru), dan
  3. pertukaran gas di kapiler perifer (dari kapiler ke sel dan dari sel ke kapiler).

Lebih jelasnya, mari kita pelajari satu persatu.

Pergerakan Udara dari Atmosfer ke Alveoli

Udara masuk ke tubuh melalui hidung, dihangatkan, disaring, dan dilembabkan, kemudian melewati rongga hidung. Lalu, udara melewati faring (terdapat epiglotis yang mencegah makanan masuk ke trakea). Pada bagian atas trakea (trachea) terdapat laring (larynx). Pita suara dapat kita temukan di laring dan merupakan dua jaringan seperti pita. Setelah melewati laring, udara bergerak ke dalam trakea. Trakea merupakan tabung panjang yang kemudian bercabang menjadi dua tabung kecil yang disebut bronkus (masing-masing mengarah ke paru kanan dan kiri). Bronkus (bronchi) dilapisi oleh epitel bersilia dan sel-sel penghasil lendir. Bronkus bercabang lagi menjadi tabung-tabung yang lebih kecil, disebut bronkiolus. Bronkiolus (bronchioles) berujung pada jaringan yakni alveoli yang berbentuk seperti kelompok anggur. Alveolus dikelilingi oleh dinding tipis berupa jaringan kapiler paru (pulmonary capillaries).

Struktur Paru-paru

Gambar 1. Struktur Paru-paru

Menghirup napas umumnya merupakan gerakan aktif, dimana terjadi kontraksi pada otot-otot diafragma (membutuhkan energi berupa ATP). Diafragma adalah otot yang berada di bawah paru-paru. Kontraksi otot diafragma menyebabkan volume rongga dada meningkat, dan tekanan udara dalam paru-paru menurun. Perbedaan tekanan ini menyebabkan udara bergegas masuk ke paru-paru. Relaksasi diafragma menyebabkan paru-paru mengendur dan udara didorong keluar dari paru-paru. Kebalikan dari menghirup napas, kegiatan menghembuskan napas merupakan gerakan pasif yang didukung oleh elastisitas dada, sistemnya mirip seperti membiarkan udara keluar dari balon.

Pertukaran Gas di Paru-paru: dari Alveoli ke Kapiler Paru

Benapas adalah proses penyampaian oksigen ke tempat yang membutuhkannya di dalam tubuh. Proses pertukaran gas terjadi di alveoli dengan cara difusi gas antara alveolus dan darah melalui kapiler paru-paru (Gambar 2). Ingatlah bahwa difusi adalah pergerakan zat dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Perbedaan konsentrasi tinggi molekul oksigen di alveoli dan konsentrasi rendah pada darah di sekitar kapiler paru, menyebabkan molekul oksigen menyebar dan berdifusi dari alveoli ke dalam darah. Karbondioksida di dalam darah bergerak keluar dan masuk ke alveoli juga dengan cara difusi. Semakin besar perbedaan konsentrasi, maka semakin besar pula laju difusi.

Proses pertukaran gas di paru-paru

Gambar 2. Proses pertukaran gas di paru-paru

Pernapasan juga mengakibatkan hilangnya air dari tubuh. Udara yang dihembuskan memiliki kelembaban relatif sebesar 100% karena terjadi difusi air dari permukaan saluran pernapasan dan alveoli. Di paru-paru, oksigen diangkut melintasi membran tipis antara alveoli dan kapiler, kemudian oksigen berikatan dengan molekul hemoglobin dalam sel darah merah. Darah yang telah teroksigenasi kembali ke jantung untuk dipompa ke aorta dan ke seluruh tubuh. Darah tersebut bergerak melalui aorta ke arteri, kemudian ke arteriol dan akhirnya ke kapiler perifer.

Pertukaran Gas di Kapiler Perifer: dari Kapiler ke Sel dan dari Sel ke Kapiler

Konsentrasi oksigen di sel-sel tubuh rendah, sementara darah yang mengalir dari paru-paru dalam keadaan jenuh oksigen, sekitar 97%. Jadi, oksigen berdifusi dari darah ke dalam sel tubuh saat melalui kapiler perifer (pembuluh kapiler dalam sirkulasi sistemik).

Konsentrasi karbon dioksida dalam sel (yang aktif secara metabolik) jauh lebih besar daripada di kapiler, sehingga karbon dioksida berdifusi dari sel ke dalam kapiler. Sebagian besar karbon dioksida (70%) dalam darah berupa bikarbonat (HCO3-). Sejumlah kecil karbon dioksida dapat larut dalam air dalam plasma untuk membentuk asam karbonat (H2CO3). Asam karbonat dan bikarbonat memainkan peran penting dalam mengatur pH tubuh. Dalam upaya menghilangkan CO2 dari tubuh, bikarbonat akan diambil oleh sel darah merah, dan kemudian diubah menjadi asam karbonat lagi. Keseimbangan pH tubuh dipertahankan melalui homeostasis. Molekul air (H2O) kemudian dipisahkan dari asam karbonat, dan molekul CO2 yang tersisa dikeluarkan dari sel-sel darah merah dan masuk ke alveoli untuk dikeluarkan dari tubuh.

Pertukaran gas antara tubuh dan lingkungan terjadi di alveoli. Oksigen pada alveoli berdifusi ke kapiler paru ke dalam darah (berikatan dengan molekul hemoglobin dalam darah). Karbon dioksida berdifusi dari arah berlawanan, yakni dari dalam darah ke kapiler paru. Pada tahap ini, darah dari paru-paru kaya akan oksigen sedangkan paru-paru kaya akan karbondioksida. Sehingga tahap akhir dari siklus respirasi yakni penghembusan napas sehingga karbondioksida dari paru-paru keluar dari tubuh.

Referensi: Ebook CK-12 Biology oleh Jean Brainard, Mark Davis, Corliss Karasov, Doris Kraus, Michelle Rogers-Estable, dan Jane Willan.



loading...
Bagikan artikel:

Artikel Terkait

Tinggalkan Balasan

Alamat surel Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *