SISTEM RESPIRASI

      Istilah bernapas, seringkali diartikan dengan respirasi, walaupun secara harfiah sebenarnya kedua istilah tersebut berbeda. Pernapasan (breathing) artinya menghirup dan menghembuskan napas. Oleh karena itu, bernapas diartikan sebagai proses memasukkan udara dari lingkungan luar ke dalam tubuh dan mengeluarkan udara sisa dari dalam tubuh ke lingkungan. Sementara, respirasi (respiration) berarti suatu proses pembakaran (oksidasi) senyawa organik (bahan makanan) di dalam sel sehingga diperoleh energi. Energi yang dihasilkan dari respirasi sangat menunjang sekali untuk melakukan beberapa aktifitas. Misalnya saja, mengatur suhu tubuh, pergerakan, pertumbuhan dan reproduksi. Oleh karena itu, kegiatan pernapasan dan respirasi sebenarnya saling berhubungan.

Dalam fisiologi, pernapasan memiliki makna :

1. Respirasi Internal :Proses metabolisme intrasel di dalam mitokondria.

2. Respirasi Ekternal :Keseluruhan rangkaian kejadian yang terlibat dalampertukaran O₂ dan CO₂ antara lingkungan eksternal dan sel tubuh.

STRUKTUR SISTEM RESPIRASI

Mekanisme Pertukaran Gas Oksigen (0₂)dan Karbondioksida (CO₂)

Udara lingkungan dapat dihirup masuk ke dalam tubuh makhluk hidup melalui dua cara, yakni pernapasan secara langsung dan pernapasan tak langsung. Pengambilan udara secara langsung dapat dilakukan oleh permukaan tubuh lewat proses difusi. Sementara udara yang dimasukan ke dalam tubuh melalui saluran pernapasan dinamakan pernapasan tidak langsung.

    Saat kita bernapas, udara diambil dan dikeluarkan melalui paru-paru. Dengan lain kata, kita melakukan pernapasan secara tidak langsung lewat paru-paru. Walaupun begitu, proses difusi pada pernapasan langsung tetap terjadi pada paru-paru. Bagian paru-paru yang meng alami proses difusi dengan udara yaitu gelembung halus kecil atau alveolus. Oleh karena itu, berdasarkan proses terjadinya pernapasan, manusia mempunyai dua tahap mekanisme pertukaran gas. Pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida yang dimaksud yakni mekanisme pernapasan eksternal dan internal.

1. Pernafasan Eksternal

    Ketika kita menghirup udara dari lingkungan luar, udara tersebut akan masuk ke dalam paru-paru. Udara masuk yang mengandung oksigen tersebut akan diikat darah lewat difusi. Pada saat yang sama, darah yang mengandung karbondioksida akan dilepaskan. Proses pertukaran oksigen (O2) dan karbondioksida (CO2) antara udara dan darah dalam paru-paru dinamakan pernapasan eksternal.

   Saat sel darah merah (eritrosit) masuk ke dalam kapiler paru-paru, sebagian besar CO2 yang diangkut berbentuk ion bikarbonat (HCO- 3). Dengan bantuan enzim karbonat anhidrase, karbondioksida (CO2) air (H2O) yang tinggal sedikit dalam darah akan segera berdifusi keluar.

	Seketika itu juga, hemoglobin tereduksi (yang disimbolkan Hb) melepaskan ion-ion hidrogen (H+) sehingga hemoglobin (Hb)-nya juga ikut terlepas. Kemudian, hemoglobin akan berikatan dengan oksigen (O2) menjadi oksihemoglobin (disingkat HbO2).

	Proses difusi terjadi di paru-paru (alveolus), karena ada perbedaan tekanan parsial antara udara dan darah dalam alveolus. Tekanan parsial membuat konsentrasi oksigen dan karbondioksida pada darah dan udara berbeda.

Tekanan parsial oksigen yang kita hirup akan lebih besar dibandingkan tekanan parsial oksigen pada alveolus paru-paru. Dengan kata lain, konsentrasi oksigen pada udara lebih tinggi daripada konsentrasi oksigen pada darah. Oleh karena itu, oksigen dari udara akan berdifusi menuju darah pada alveolus paru-paru.

Sementara itu, tekanan parsial karbondioksida dalam darah lebih besar dibandingkan tekanan parsial karbondioksida pada udara. Sehingga, konsentrasi karbondioksida pada darah akan lebih kecil di bandingkan konsentrasi karbondioksida pada udara. Akibatnya, karbondioksida pada darah berdifusi menuju udara dan akan dibawa keluar tubuh lewat hidung.

2. Pernafasan Internal

Berbeda dengan pernapasan eksternal, proses terjadinya pertukaran gas pada pernapasan internal berlangsung di dalam jaringan tubuh. Proses pertukaran oksigen dalam darah dan karbondioksida tersebut berlangsung dalam respirasi seluler. Setelah oksihemoglobin (HbO2) dalam paru-paru terbentuk, oksigen akan lepas, dan selanjutnya menuju cairan jaringan tubuh. Oksigen tersebut akan digunakan dalam proses metabolisme sel.

Proses masuknya oksigen ke dalam cairan jaringan tubuh juga melalui proses difusi. Proses difusi ini terjadi karena adanya perbedaan tekanan parsial oksigen dan karbondioksida antara darah dan cairan jaringan. Tekanan parsial oksigen dalam cairan jaringan, lebih rendah dibandingkan oksigen yang berada dalam darah. Artinya konsentrasi oksigen dalam cairan jaringan lebih rendah. Oleh karena itu, oksigen dalam darah mengalir menuju cairan jaringan.

Sementara itu, tekanan karbondioksida pada darah lebih rendah daripada cairan jaringan. Akibatnya, karbondioksida yang terkandung dalam sel-sel tubuh berdifusi ke dalam darah. Karbondioksida yang diangkut oleh darah, sebagian kecilnya akan berikatan bersama hemoglobin membentuk karboksi hemoglobin (HbCO2).

Namun, sebagian besar karbondioksida tersebut masuk ke dalam plasma darah dan bergabung dengan air menjadi asam karbonat (H2CO3). Oleh enzim anhidrase, asam karbonat akan segera terurai menjadi dua ion, yakni ion hidrogen (H+) dan ion bikarbonat (HCO- ). CO2 yang diangkut darah ini tidak semuanya dibebaskan ke luar tubuh oleh paru-paru, akan tetapi hanya 10%-nya saja. Sisanya yang berupa ion-ion bikarbonat yang tetap berada dalam darah. Ion-ion bikarbonat di dalam darah berfungsi sebagai bufer atau larutan penyangga. Lebih tepatnya, ion tersebut berperan penting dalam menjaga stabilitas pH (derajat keasaman) darah.

Organ respirasi:

1.    Hidung

Hidung merupakan bagian yang paling menonjol di wajah, yang berfungsi menghirup udara pernafasan, menyaring udara,menghangatkan udara pernafasan, juga berperan dalam resonansi suara. Hidung juga merupakan alat indera manusia yang menanggapi rangsang berupa bau atau zat kimia yang berupa gas.di dalam rongga hidung terdapat serabut saraf pembau yang dilengkapi dengan sel-sel pembau.setiap sel pembau mempunyai rambut -rambut halus(silia olfaktori)di ujungnya dan diliputi oleh selaput lendir yang berfungsi sebagai pelembab rongga hidung.

Pada saat kita bernapas, zat kimia yang berupa gas ikut masuk ke dalam hidung kita. zat kimia yang merupakan sumber bau akan dilarutkan pada selaput lendir,kemudian akan merangsang rambut-rambut halus pada sel pembau. sel pembau akan meneruskan rangsang ini ke otak dan akan diolah sehingga kita bisa mengetahui jenis bau dari zat kimia tersebut. Hidung merupakan organ pernapasan yang letaknya paling luar. Manusia menghirup udara melalui hidung. Pada permukaan rongga hidung terdapat rambut-rambut halus dan selaput lendir yang berfungsi menyaring udara yang masuk dari debu atau benda lainnya. Di dalam rongga hidung terjadi penyesuaian suhu dan kelembapan udara sehingga udara yang masuk ke paru-paru tidak terlalu kering ataupun terlalu lembap. Udara bebas tidak hanya mengandung oksigen saja, namun juga gas-gas yang lain. Misalnya, karbon dioksida (CO2), belerang (S), dan nitrogen (N2). Gas-gas tersebut ikut terhirup, namun hanya oksigen saja yang dapat berikatan dengan darah. Selain sebagai organ pernapasan, hidung juga merupakan indra pembau yang sangat sensitif. Dengan kemampuan tersebut, manusia dapat terhindar dari menghirup gas-gas yang beracun atau berbau busuk yang mungkin mengandung bakteri dan bahan penyakit lainnya. Dari rongga hidung, udara selanjutnya akan mengalir ke tenggorokan.

2.    Nasofaring

            Faring yang sering disebut-sebut adalah bagian dari sistem pencernaan dan juga bagian dari sistem pernafasan. Hal ini merupakan jalan dari udara dan makanan. Udara masuk ke dalam rongga mulut atau hidung melalui faring dan masuk ke dalam laring. Nasofaring terletak di bagian posterior rongga hidung yang menghubungkannya melalui nares posterior. Udara masuk ke bagian faring ini turun melewati dasar dari faring dan selanjutnya memasuki laring. Kontrol membukanya faring, dengan pengecualian dari esofagus dan membukanya tuba auditiva, semua fase pembuka masuk ke dalam faring dapat ditutup secara volunter. Kontrol ini sangat penting dalam pernafasan dan waktu makan, selama membukanya saluran nafas maka jalannya pencernaan harus ditutup sewaktu makan dan menelan atau makanan akan masuk ke dalam laring dan rongga hidung posterior.

3.    Laring

            Organ ini terletak di antara akar lidah dan trakhea. Laring terdiri dari Sembilan kartilago melingkari bersama dengan ligamentum dan sejumlah otot yang mengontrol pergerakannya. Kartilago yang kaku pada dinding laring membentuk suatu lubang berongga yang dapat menjaga agar tidak mengalami kolaps. Dalam kaitan ini, maka laring membentuk trakea dan berbeda dari bangunan berlubang lainnya. Laring masih terbuka kecuali bila pada saat tertentu seperti adduksi pita suara saat berbicara atau menelan. Pita suara terletak di dalam laring, oleh karena itu ia sebagai organ pengeluaran suara yang merupakan jalannya udara antara faring dan laring.

            Bagian laring sebelah atas luas, sementara bagian bawah sempit dan berbentuk silinder. Kartilago laring merupakan kartilago yang paling besar dan berbentuk V yaitu kartilago tiroid. Kartilago ini terdiri dari dua kartilago yang cukup lebar, dimana pada bagian depan membentuk suatu proyeksi subkutaneus yang dikenal sebagai penonjolan laringeal. Kartilago ini menempel pada tulang lidah melalui membrana hyotiroidea, suatu lembaran ligamentum yang luas dan terhadap kartilago krikoid oleh suatu “elastic cone” suatu ligamentum yang sebagian besar terdiri dari jaringan elastik berwarna kuning. Kartilago krikoid lebih kecil tapi lebih tebal terdiri dari cincin depan, tetapi meluas ke dalam suatu struktur menyerupai plat untuk membentuk bagian bawah dan belakang laring. Kartilago arytenoid berjumlah dua buah terletak pada batas atas dari bagian yang luas sebelah posterior krikoid. Kartilago ini kecil dan berbentuk piramid. Epiglotis, kartilago yang berbentuk daun terletak di pangkal lidah dan kartilagotiroid pada linea mediana anterior. Kartilago ini melebar secara oblik ke belakang dan atas.

            Rongga laring, rongga ini dimulai pada pertemuan antara faring dan laring serta ujung dari bagian bawah kartilago krikoid dimana ruangan ini akan berlanjut dengan trakhea. Bagian ini dibagi ke dalam dua bagian oleh vokal fold dan ventrikuler fold secara horizontal. Vokal fold atau pita suara merupakan dua ligementum yang kuat dimana meluas dari sudut antara bagian depan terhadap dua kartilago aritenoid pada bagian belakang. Ventrikuler fold sering disebut sebagai pita suara palsu yang terdiri dari lipatan membrana mukosa dan terselip suatu pita jaringan ikat. Lipatan-lipatan berada di samping terhadap pita suara yang asli. Ruangan di antara lipatan pita disebut sebagai glottis, bentuknya bervariasi sesuai dengan ketegangan lipatan pita.

            Fungsi laring, yaitu mengatur tingkat ketegangan dari pita suara yang selanjutnya mengatur suara. Laring juga menerima udara dari faring diteruskan ke dalam trakhea dan
mencegah makanan dan air masuk ke dalam trakhea. Kedua fungsi ini sebagian besar dikontrol oleh muskulus instrinsik laring.

            Pengaturan suara. Otot-otot laring baik yang memisahkan vokal fold atau yang membawanya bersama, pada kenyataannya mereka dapat menutup glotis kedap udara, seperti halnya pada saat seseorang mengangkat beban berat atau terjadinya regangan pada waktu defekasi dan juga pada waktu seseorang menahan nafas pada saat minum. Bila otot-otot ini relaksasi, udara yang tertahan di dalam rongga dada akan dikeluarkan dengan suatu tekanan yang membukanya dengan tiba-tiba yang menyebabkan timbulnya suara ngorok. Pengaliran udara pada trakhea, glotis hampir terbuka setiap saat dengan demikian udara masuk dan keluar melalui laring. Namun akan menutup pada saat menelan. Epiglotis yang berada di atas glottis berfungsi sebagai penutup laring. Ini akan dipaksa menutup glottis bila makanan melewatinya pada saat menelan. Epiglotis juga sangat berperan pada waktu memasang intubasi, karena dapat dijadikan patokan untuk melihat pita suara yang berwarna putih yang mengelilingi lubang.

4.    Trakhea

            Trakea terletak memanjang di bagian leher dan rongga dada atau (toraks). 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. Berupa pipa yang dindingnya terdiri atas 3 lapisan, yaitu lapisan luar terdiri atas jaringan ikat, lapisan tengah terdiri atas otot polos dan cincin tulang rawan, dan lapisan dalam terdiri atas jaringan epitelium besilia. Terletak di leher bagian depan kerongkongan. Trakea tersusun atas enam belas sampai dua puluh cincin-cincin tulang rawan yang berbentuk C. Cincin-cincin tulang rawan ini di bagian belakangnya tidak tersambung yaitu di tempat trakea menempel pada esofagus. Hal ini berguna untuk mempertahankan agar trakea tetap terbuka.

            Dinding bagian dalam trakea berlapis sel-sel epitel berambut getar (silia) dan selaput lendir Cincin-cincin tulang rawan diikat bersama oleh jaringan fibrosa, selain itu juga terdapat beberapa jaringan otot. Trakea dilapisi oleh selaput lendir yang dihasilkan oleh epitelium bersilia. Silia-silia ini bergerak ke atas ke arah laring sehingga dengan gerakan ini debu dan butir-butir halus lainnya yang ikut masuk saat menghirup napas dapat dikeluarkan. Silia berfungsi menahan dan mengeluarkan kotoran kotoran atau debu-debu yang masuk bersama udara. Trakea bercabang dua , satu menuju paru-paru kiri , dan yang lainnya menuju paru-paru kanan. cabang trakea disebut bronkus.

5.    Bronkhus

Merupakan percabangan trakea yang menuju paru-paru kanan dan kiri. Struktur bronkhus sama dengan trakea, hanya dindingnya lebih halus. Kedudukan bronkhus kiri lebih mendatar dibandingkan bronkhus kanan, sehingga bronkhus kanan lebih mudah terserang penyakit. Bronkus tersusun atas percabangan, yaitu bronkus kanan dan kiri. Letak bronkus kanan dan kiri agak berbeda. Bronkus kanan lebih vertikal daripada kiri. Karena strukturnya ini, sehingga bronkus kanan akan mudah kemasukan benda asing. Itulah sebabnya paru-paru kanan.

6.    Bronkhiolus

Bronkheolus adalah percabangan dari bronkhus, saluran ini lebih halus dan dindingnya lebih tipis. Bronkheolus kiri berjumlah 2, sedangkan kanan berjumlah 3, percabangan ini akan membentuk cabang yang lebih halus seperti pembuluh.

7.    Alveolus

Alveolus merupakan saluran akhir dari alat pernapasan yang berupa gelembung-gelembung udara. Gelembung tersebut diselimuti pembuluh kapiler darah . Alveolus adalah kantung berdinding tipis, lembap didalam paru2 yang mengandung udara dan berlekat erat dengan kapiler-kapiler darah, melalui seluruh dinding inilah terjadi pertukaran gas. Alveolus terdiri atas satu lapis sel epitelium pipih dan di sinilah darah hampir langsung bersentuhan dengan udara. Epitel pipih yang melapisi alveoli memudahkan darah di dalam kapiler-kapiler darah mengikat oksigen dari udara dalam rongga alveolus. 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.

Jumlah alveolus pada paru-paru kurang lebih 300 juta buah. Adanya alveolus ini menjadikan permukaan paru-paru lebih luas. Diperkirakan, luas permukaan paruparu sekitar 160 m2. Dengan kata lain, paru-paru memiliki luas permukaan sekitar 100 kali lebih luas daripada luas permukaan tubuh.

Dinding alveolus mengandung kapiler darah. Oksigen yang terdapat pada alveolus berdifusi menembus dinding alveolus, lalu menem bus dinding kapiler darah yang mengelilingi alveolus. Setelah itu, masuk ke dalam pembuluh darah dan diikat oleh hemoglobin yang terdapat di dalam sel darah merah sehingga terbentuk oksihemoglobin (HbO2). Akhirnya, oksigen diedarkan oleh darah ke seluruh tubuh. Setelah sampai ke dalam sel-sel tubuh, oksigen dilepaskan sehingga oksihemoglobin kembali menjadi hemoglobin. Oksigen ini digunakan untuk oksidasi.

Dalam tubuh, oksigen digunakan untuk proses pembentukan energi. Pada proses tersebut dihasilkan energi dan gas karbon dioksida (CO2). CO2 tersebut diikat kembali oleh hemoglobin darah. Setelah itu, darah akan membawa CO2 ke paru-paru. Sesampai di alveolus, CO2 menembus dinding pembuluh darah dan dinding alveolus. CO2 dari paru-paru menuju tenggorokan, kemudian ke lubang hidung untuk dikeluarkan dari dalam tubuh. Jadi proses pertukaran gas sebenarnya berlangsung di alveolus.

Mekanisme Pertukaran Oksigen (O2) dan Karbon Dioksida (CO2) Dari Alveolus ke Kapiler Darah dan Sebaliknya

1. Pertukaran O2 dan CO2 Dari Alveolus ke Kapiler Darah

Pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida terjadi di alveolus. Oksigen dari Alveolus dibawa ke Kapiler darah dan berdifusi dalam darah. Di dalam sel-sel darah merah, oksigen berikatan dengan Hemoglobin (Hb) membentuk oksihemoglobin (HbO2) yang selanjutnya akan beredar darah menuju seluruh tubuh. Begitu mencapai sel-sel tubuh, oksigen dilepaskan sehingga HbO2 kembali menjadi Hb.

Dari sekitar 300 liter oksigen yang masuk ke dalam tubuh selama sehari semalam, hanya sekitar 2%-3% yang dapat larut dalam plasma darah. Sebagian besar oksigen akan diangkut oleh Hemoglobin dalam sel darah merah. Hemoglobin merupakan zat warna merah darah atau zat pigmen respirasi yang tersusun atas senyaw hemin atau hematin (mengandung unsur Fe) dan globin (suatu protein).

2. Pertukaran O2 dan CO2 Dari Kapiler Darah ke Alveolus

Pada waktu darah mengalir ke paru-paru, hemoglobin mengikat ooksigen sampai jenuh. Oksihemoglobin akan melepaskan oksigen lebih banyak pada lingkungan asam. Apabila lebih banyak oksigen yang digunakan, lebih banyak pula karbon dioksida yang terbetuk dan diambil oleh darah. Karbon dioksida yang diambil akan bereaksi dengan air membentuk asam karbonat (H2CO2) yang berakibat darah bersifat asam.

Dalam kondisi normal tubuh menghasilkan sekitar 200 cc karbon dioksida dan setiap liter darah hanya dapat melarutkan 4,3 cc karbon dioksida. Hal tersebut menyebabkan terbentuknya asam karbonat dan pH darah menjadi asam (4,5). Dengan adanya ion Na+ dan K+, keasaman darah dapat dinetralkan.

Mekanisme Pertukaran Karbon Dioksida Dan Oksigen

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

Proses pertukaran oksigen dan karbon dioksida.

Oksigen masuk ke dalam tubuh melalui inspirasi dari rongga hidung sampai alveolus. Di alveolus oksigen mengalami difusi ke kapiler arteri pori-pori. Masuknya oksigen dari luar (lingkungan) menyebabkan tekanan parsial oksigen (P02) di alveolus Iebih tinggi dibandingkan dengan P02 di kapiler arteri paru-paru. Karena proses difusi selalu terjadi dari daerah yang bertekanan parsial tinggi ke daerah yang bertekanan parsial rendah, oksigen akan bergerak dari alveolus menuju kapiler arteri paru-paru.

Oksigen di kapiler arteri diikat oleh eritrosit yang mengandung hemoglobin sampai menjadi jenuh. Makin tinggi tekanan parsial oksigen di alveolus, semakin banyak oksigen yang terikat oleh hemoglobin dalam darah. Hemoglobin terdiri dari empat sub unit, setiap sub unit terdiri dari bagian yang disebut heme. Di setiap pusat heme terdapat unsur besi yang dapat berikatan dengan oksigen, sehingga setiap molekul hemoglobin dapat membawa empat molekul oksigen berbentuk oksihemoglobin. Reaksi antara hemoglobin dan oksigen berlangsung secara reversibel (bolak-balik) yang dipengaruhi oleh beberapa faktor, 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. Proses difusi ini terjadi karena tekanan parsial oksigen pada kapiler tidak sama dengan tekanan parsial oksigen di sel-sel tubuh.

            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 karbon dioksida 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 karenanya karbon dioksida dapat berdifusi dari sel-sel tubuh ke dalam kapiler vena sel-sel tubuh yang kemudian akan dibawa oleh eritrosit menuju ke 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 alveolus.

            Karbon dioksida dalam eritrosit akan bereaksi dengan air membentuk asam karbonat. Akibat terbentuknya asam karbonat, pH darah menjadi asam, yaitu sekitar 4,5. Darah yang bersifat asam dapat melepaskan banyak oksigen ke dalam sel-sel tubuh atau jaringan tubuh yang memerlukannya.

Pengangkutan karbon dioksida dari jaringan dengan pengubahan dari karbon dioksida menjadi asam karbonat atau sebaliknya dipercepat oleh enzim karbonat anhidrase.

Apabila ion H+ tetap tinggal di dalam darah akan berakibat darah bersifat asam. Oleh karena itu, ion H+ dinetralkan dengan ion K+. Setelah itu aliran darah kembali ke paru-paru dan melepaskan karbon dioksida. Hal itu dapat mengurai konsentrasi karbon dioksida dan asam karbonat. Kemudian asam karbonat diuraikan menjadi air dan karbon dioksida. Darah melepaskan sekitar 10% karbon dioksida saat darah mengalir ke paru-paru dan sisanya yaitu sekitar 90% tetap tertahan dalam bentuk bikarbonat (HCO3-) yang bertindak sebagai buffer (penyangga) darah yang penting untuk menjaga agar Ph darah tetap.

Karbon dioksida yang dibentuk melalui respirasi sel diangkut menuju paru-paru. Setelah sampai di alveolus, karbon dioksida berdifusi dari kapiler ke alveolus. Dapi alveolus, karbon dioksida dikeluarkan melalui saluran pernafasan saat menghembuskan nafas, dan akan keluar melalui hidung.

Mekanisme Pernafasan Manusia

Pernapasan adalah suatu proses yang terjadi secara otomatis walau dalam keadaan tertidur sekalipun, karena sistem pernapasan dipengaruhi oleh susunan saraf otonom. Menurut tempat terjadinya pertukaran gas maka pernapasan dapat dibedakan atas 2 jenis, yaitu pernapasan luar dan pernapasan dalam.

Pernapasan luar adalah pertukaran udara yang terjadi antara udara dalam alveolus dengan darah dalam kapiler. Pernapasan dalam adalah pernapasan yang terjadi antara darah dalam kapiler dengan sel-sel tubuh. Masuk keluarnya udara dalam paru-paru dipengaruhi oleh perbedaan tekanan udara dalam rongga dada dengan tekanan udara di luar tubuh. Jika tekanan di luar rongga dada lebih besar, maka udara akan masuk. Sebaliknya, apabila tekanan dalam rongga dada lebih besar maka udara akan keluar.

Sehubungan dengan organ yang terlibat dalam pemasukkan udara ( inspirasi) dan pengeluaran udara ( ekspirasi) maka mekanisme pernapasan dibedakan atas dua macam, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut. Pernapasan dada dan perut terjadi secara bersamaan.

1.      Pernafasan Dada

Apabila kita menghirup dan menghempaskan udara menggunakan pernapasan dada, otot yang digunakan yaitu otot antartulang rusuk. Otot ini terbagi dalam dua bentuk, yakni otot antartulang rusuk luar dan otot antartulang rusuk dalam.

Saat terjadi inspirasi, otot antartulang rusuk luar berkontraksi, sehingga tulang rusuk menjadi terangkat. Akibatnya, volume rongga dada membesar. Membesarnya volume rongga dada menjadikan tekanan udara dalam rongga dada menjadi kecil/berkurang, padahal tekanan udara bebas tetap. Dengan demikian, udara bebas akan mengalir menuju paru-paru melewati saluran pernapasan.

Sementara saat terjadi ekspirasi, otot antartulang rusuk dalam berkontraksi (mengkerut/mengendur), sehingga tulang rusuk dan tulang dada ke posisi semula. Akibatnya, rongga dada mengecil. Oleh karena rongga dada mengecil, tekanan dalam rongga dada menjadi meningkat, sedangkan tekanan udara di luar tetap. Dengan demikian, udara yang berada dalam rongga paru-paru menjadi terdorong keluar.

2.      Pernafasan Perut

Pada proses pernapasan ini, fase inspirasi terjadi apabila otot diafragma (sekat rongga dada) mendatar dan volume rongga dada membesar, sehingga tekanan udara di dalam rongga dada lebih kecil daripada udara di luar, akibatnya udara masuk. Adapun fase ekspirasi terjadi apabila otot-otot diafragma mengkerut (berkontraksi) dan volume rongga dada mengecil, sehingga tekanan udara di dalam rongga dada lebih besar daripada udara di luar. Akibatnya udara dari dalam terdorong ke luar.