Menjelang UTS Biologi di Sinlui bagian 1

BAB I
SISTEM RESPIRASI

Bernapas adalah proses pertukaran gas antar makhluk hidup dengan lingkungannya, dimana makhluk hidup mengambil O₂ dari lingkungan dan melepaskan CO₂ ke lingkungan.

Respirasi adalah proses memasukkan O₂ dan mengeluarkan CO₂ sebagai bagian dari jalannya proses metabolisme tubuh. Metabolisme tubuh berjalan dengan reaksi :

O₂ + makanan à energi ( ATP ) + CO₂ + zat sisa makanan + H₂O

Respirasi berdasarkan kebutuhan makhluk hidup akan oksigen dibagi 2, yaitu :

1.     Respirasi Aerob : memerlukan oksigen untuk menghasilkan energi dalam metabolisme.

2.     Respirasi Anaerob : tidak memerlukan oksigen untuk menghasilkan energi.

Respirasi berdasarkan tempat terjadinya dibagi 2, yaitu :

1.     Respirasi Internal/Intraseluler : respirasi sel dimana pertukaran gas terjadi antara kapiler sistemik dengan sel dari jaringan atau respirasi yang dilakukan makhluk uniseluler.

2.     Respirasi Eksternal/Ekstraseluler : respirasi yang dilakukan makhluk multiseluler yang terjadi sebelum dilakukan respirasi intraseluler oleh sel-sel jaringan makhluk multiseluler tersebut. Pertukran gas terjadi antar tubuh dan lingkungan luar.

Respirasi pada Hewan…!

Protozoa ( Respirasi Seluler ) :

Respirasi dikendalikan oleh mitokondria. Proses :

O₂ larut dalam air à O₂ masuk ke sitoplasma melalui membran sel secara difusi à masuk ke mitokondria à O₂ dipertemukan dengan zat makanan à proses metabolisme à menghasilkan energi + CO₂ ( dikeluarkan melalui difusi ) + zat sisa ( dikeluarkan oleh vakuola kontraktil )

Porifera ( Respirasi Multiseluler ) :

Respirasi dilakukan oleh organel mitokondria. Proses :

Porifera memiliki lubang pori-pori à O₂ di air masuk ke dalam lubang pori-pori mengikuti aliran air à sel koanosit menyerap O₂ à disalurkan ke sel amoeboid kemudian ke sel-sel lainnya à O₂ masuk ke dalam sel à metabolisme à zat sisa dan CO₂ dikeluarkan dari sel dan kemudian dibawa ke lubang osculum oleh aliran air untuk dikeluarkan dari porifera

Coelenterata ( Respirasi Multiseluler ) :

Respirasi Coelenterata sudah memiliki koordinasi agar respirasi multiseluler dapat berjalan dengan baik. Organel pengendali respirasi adalah mitokondria. Proses :

O2 laryt dalam air à air masuk dalam lubang mulut à air disalurkan ke dama rongga gastrovaskuler à sel-sel di tepi rongga menyerap O2 à metabolisme dalam sel à CO2 dan zat sisa dikeluarkan dari sel menuju rongga gastrovaskuler dan dikeluarkan lewat mulut

Vermes ( Respirasi Multiseluler ) :

Ada koordinasi untuk mengatur respirasi. Respirasi dikendalikan mitokondria. Proses :

Udara diikat oleh kulit à O₂ berdifusi ke pembuluh darah à disebar ke seluruh tubuh dan O₂ masuk ke sel à proses metabolisme à zat sisa dikeluarkan dari sel menuju pembuluh darah à dikeluarkan secara difusi melalui kulit

Arthropoda ( Respirasi Multiseluler ) :

Memiliki organ respirasi berupa paru-paru buku yang lokasinya berdekatan dengan lubang-lubang spirakel. Respirasi dikendalikan organel mitokondria. Proses :

Udara masuk melalui lubang spirakel à udara menuju paru-paru buku à disebarkan ke seluruh tubuh à O₂ masuk dalam sel dan terjadi metabolisme à zat sisa dibawa ke paru-paru buku dan dikeluarkan melalui lubang spirakel

Mollusca ( Respirasi Multiseluler ) :

Pernapasan dilakukan melalui kulit, kemudian disalurkan melalui sinus. Proses :

O₂ diikat oleh kulit à disalurkan melalui sinus à disebarkan ke seluurh bagian tubuh dan masu ke sel à metabolisme à dikeluarkan dari sel, dibawa melalui sinus dan dikeluarkan melalui kulit

Echinodermata ( Respirasi Multiseluler ) :

Proses :

O₂ dalam air masuk melalui lubang mulut à aliran air menyebarkan O₂ melalui tangan-tangannya à sel-sel disekeliling mengambil O₂ à metabolisme à zat sisa dan CO₂ dikeluarkan melalui aliran air hingga keluar dari mulut

Pisces atau Ikan :

1.     Respirasi Pisces dengan tulang rawan :

Tidak memiliki penutup insang dan respirasinya dikendalikan rahang bawah. Proses :

Air masuk ke rongga mulut à rahang bawah menjadi cekung à rahang bawah bergerak naik à air meluber ke insang à terjadi pertukaran CO₂ dan O₂

2.     Respirasi Pisces dengan tulang sejati :

Dikendalikan oleh penutup insang. Proses :

Air masuk ke rongga mulut à penutup insang menutup à ketika rongga mulut sudah terisi penuh air, tekanannya akan menekan penutup insang à aliran air keluar dan terjadi pertukaran O₂ dan CO₂

Amfibi :

Ketika masih berudu, amfibi bernapas dengan insang seperti ikan tulang rawan. Ketika dewasa dan hidup di 2 alam, amfibi bernapas dengan kulit dan paru-paru. Melalui kulit yang lembap, amfibi mengikat udara yang kemudian masuk ke pembuluh darah.

1.     Inspirasi Katak :

Otot sternohioideus berkontraksi sehingga rongga mulut membesar à  tekanan dalam rongga mulut menurun à udara masuk menuju hulu tenggorokan melalui koane à klep menutup koane à otot sternohioioideus berelaksasi dan otot geniohioideus berkontraksi à mulut menjadi kecil dan tekanan dalam rongga mulut meningkat à celah laring terbuka sehingga udara masuk ke dalam paru-paru

2.     Eksprirasi Katak :

Otot geniohioideus  berelaksasi dan otot sternohioideus berkontrkasi à otot perut berkontraksi à rongga perut mengecil dan paru-paru tertekan à udara keluar dari paru-paru menuju rongga mulut à otot geniohioideus berkontraksi dan otot sternohioideus relaksasi à rongga mulut mengecil à koane terbuka dan udara keluar.

Aves atau Unggas :

Proses inspirasi dan ekspirasi aves ketika hinggap sama dengan mamalia dan reptil. Namun, ketika terbang aves memperoleh bantuan dari kantung udara ( sakus pneumatikus ) yang berfungsi untuk :

·       Membantu pernapasan waktu terbang.

·       Membantu membesarkan ruang siring sehingga memperkeras suara.

·       Menyelubungi organ dalam dengan rongga udara untuk mencegah kedinginan.

·       Mencegah hilangnya panas badan terlalu besar.

·       Memperbesar atau memperkecil berat jenis tubuh waktu terbang.

Kantung udara terletak di :

§  Servikal.              

§  Abdominal.

§  Toraks anterior.                           

§  Pangkal lengan.

§  Korakoid.

§  Toraks posterior.

Inspirasi aves saat terbang :

Sayap diangkat à kantung udara antar tulang korakoid terjepit, namun kantung udara di bawah ketiak mengembang à udara masuk ke kantung udara di bawah ketiak à terjadi pertukaran udara di paru-paru

Ekspirasi aves saat terbang :

Sayap diturunkan à kantung udara di bawah ketiak terjepit sedangkan kantung udara antar tulang korakoid mengembang à udara dari paru-paru masuk ke kantung udara antar tulang korakoid à udara keluar dari tubuh burung melalui trakea dan menuju hidung.

FACTS !!

Mesobronkus adalah cabang bronkiolus yang paling besar pada aves. Mesobronkus terhubung dengan bronkus primer. Mesobronkus memiliki cabang yaitu bronkus sekunder anterior ( ventrobronkus ) dan bronkus sekunder posterior ( dorsabronkus ). Di antara dorsabronkus dan ventrobronkus terdapat parabronkus.

Reptil :

Reptil memiliki proses respirasi yang sama dengan mamalia. Proses inspirasi dan respirasinya pun sama. Kalian dapat memahami kedua proses tersebut dengan membaca catatan ini lebih lanjut pada bagian respirasi manusia J

Respirasi pada Manusia…!

Jalur respirasi manusia :

Hidung à pharynk à laring à trakea à bronkus à pulmo ( paru-paru )

Di dalam pulmo jalur berlanjut :

Bronkiolus à Alveolus

Hidung :

Merupakan saluran udara pertama dengan 2 lubang yang dipisahkan oleh sekat hidung. Dalam hidung terdapat :

Ø  Rambut-rambut halus ( vibrissae ) untuk menyaring udara.

Ø  Selaput lendir ( mukosa ) di sekitar rambut halus untuk melembapkan udara yang masuk.

Ø  Sebasea ( lemak ).

Ø  Kelenjar keringat ( sudorifera ).

Ø  Kapiler-kapiler darah di sekitar rambut halus ( konka ).

Fungsi hidung :

Ø  Menyaring partikel yang masuk bersama udara ( oleh rambut halus ).

Ø  Melembapkan ( oleh lendir dari mukosa ) & menghangatkan ( oleh pembuluh kapiler ) udara.

Ø  Mematikan kuman ( oleh leukosit pada lendir dari mukosa ).

Ø  Sebagai indra penciuman ( oleh sel-sel olfaktori ).

Faring ( Tenggorokan ) :

Merupakan saluran tabung kerucut yang dimulai dari bagian belakang hidung dan rongga mulut hingga daerah sebelum laring dan esofagus ( dekat epiglotis ). Ada 3 daerah faring :

1.     Nasofaring.

2.     Orofaring.

3.     Hipofaring.

Laring :

Saluran udara setelah faring hingga sebelum trakea. Pada laring terdapat tonjolan jakun, epiglottis, dan pita suara.

Trakea ( Batang Tenggorok ) :

Saluran lanjutan dari laring yang dibentuk oleh 16-20 tulang rawan berbentuk C. Tulang-tulang rawan ini berfungsi menjaga trakea tetap terbuka. Pada trakea terdapat selaput lendir dan sel-sel epitel yang bersilia ( untuk mengeluarkan debu dan benda asing ).

Bronkus ( Cabang Batang Tenggorok ) :

Merupakan percabangan dari trakea. Bronkus kanan lebih pendek dan besar daripada bronkus kiri. Bronkus kanan tersusun atas 6-8 cincin tulang rawan/kartilago sedangkan bronkus kiri hanya memiliki 9-12 kartilago. Bronkus dalam paru-paru kemudian bercabang-cabang menjadi saluran napas yang lebih pendek dan sempit, yang disebut bronkiolus.

Bronkiolus :

Tidak memiliki kartilago melainkan memiliki sel-sel yang bersilia. Pada ujung bronkiolus terdapat alveolus.

Pulmo :

Berbentuk kerucut dan tersusun atas jaringan elastic yang berpori-pori seperti spons dan berisi udara. Terletak di rongga dada kanan & kiri, dan di atas diafragma. Paru-paru kanan terdiri atas 3 lobus, sedangkan paru-paru kiri terdiri atas 2 lobus.

Alveolus :

Alveolus tersusun atas 1 lapisan sel epitel skuamosa ( pipih ) dan dikelilingi oleh pembuluh kapiler. Fungsi : tempat pertukaran oksigen dan karbondioksida.

Mekanisme Pernapasan Manusia…

Mekanisme Inspirasi :

1.     Otot interkostal eksternal terangkat sehingga tulang rusuk terangkat ke atas dan depan, dan otot diafragma berkontraksi sehingga diafragma menjadi datar. Pada inspirasi kuat, sejumlah otot di leher mengangkat tulang dada dan 2 tulang rusuk pertama.

2.     Volume rongga dada membesar dan paru-paru yang bersifat elastis mengembang.

3.     Paru-paru yang mengembang menyebabkan tekanan udara mengecil sehingga udara dari luar masuk ke paru-paru.

Mekanisme Ekspirasi :

1.     Otot interkostal eksternal berelaksasi sehingga tulang rusuk turun kembali, dan otot diafrgama yang mendatar menjadi melengkung kembali. Pada ekspirasi kuat, kontraksi otot intercostal dalam turut membantu menarik tulang rusuk ke bawah, serta otot dinding abdomen mendorong diafragma ke atas.

2.     Volume rongga dada menyempit sehingga paru-paru mengecil.

3.     Tekanan udara di paru-paru menjadi besar sehingga udara keluar dari paru-paru.

Pengendalian Pernapasan & Kecepatan atau Frekuensi Pernapasan…!

Pernapasan dikendalikan oleh medulla oblongata dan jembatan varol di otak serta aferen nervs vagus yang menjadi reseptor saluran pernapasan dan paru-paru. Ketika CO₂ meningkat dan O₂ menurun, darah akan mengalami perubahan pH. Perubahan ini akan dideteksi oleh medulla oblongata yang akan segera mengirim impuls pada otot tulang rusuk dan otot tulang rusuk agar berkontraksi lebih kuat untuk memperbesar volume rongga dada, sehingga lebih banyak O₂ yang masuk.

Frekuensi pernapasan dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu :

·       Jenis kelamin.

·       Umur.

·       Suhu tubuh.

·       Posisi dan aktivitas paru-paru.

·       Emosi, rasa sakit, dan ketakutan.

·       Status kesehatan.

·       Ketinggian tempat.

Volume dan Kapasitas Paru-Paru…!

Volume dan kapasitas dari paru-paru dapat diukur dengan spirometer. Macam-macam volume paru-paru, yaitu :

a)     Volume Tidal ( VT ) : volume udara yang masuk/keluar dari paru-paru selama pernapasan normal. VT pria dewasa mencapai 500 ml sedangkan wanita dewasa mencapai 380 ml.

b)     Volume Cadangan Inspirasi/Komplementer ( VCI ) : volume udara ekstra yang masuk ke paru-paru saat inspirasi maksimum melebihi inspirasi tidal. VCI pria sehat mencapai 3.100 ml sedangkan wanita sehat mencapai 1.900 ml.

c)     Volume Cadangan Ekspirasi/Suplementer ( VCE ) : volume udara ekstra yang dapat dikeluarkan dengan kuat pada akhir respirasi tidal. VCE pria sehat mencapai 1.200 ml sedangkan wanita sehat mencapai 800 ml.

d)     Volume Residu ( VR ) : volume udara sisa dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi kuat. VR penting dalam kelangsungan aerasi dalam darah saat jeda pernapasan. VR pria dewasa mencapai 1.200 ml sedangkan wanita dewasa mencapai 1.000 ml.

e)     Kapasitas Residu Fungsional ( KRF ) : jumlah udara sisa dalam sistem respirasi normal setelah ekspirasi normal. Rumus : KRF = VR + VCE

f)      Kapasitas Inspirasi ( KI ) : jumlah udara maksimal yang dapat diinspirasikan setelah melakukan ekspirasi normal. Rumus : KI = VT + VCI

g)     Kapasitas Vital ( KV ) : jumlah udara maksimal yang dapat dikeluarkan dengan kuat setelah inspirasi maksimum. Rumus : KV = VT + VCI + VCE

h)     Kapasitas Total Paru-Paru ( KTP ) : jumlah total udara yang dapat ditampung paru-paru. Rumus : KTP = KV + VR

i)      Volume Respirasi per menit : VT x jumlah pernapasan per menit.

j)      Volume Ekspirasi Kuat dalam Satu Detik ( VEK1 ) : volume udara yang dapat dikeluarkan dari paru-paru yang terinflasi maksimum, pada detik pertama ekspirasi maksimum. VKE1 = 80% x KV

Mekanisme Pertukaran CO₂ dan O₂ …!

Karena sulit dijelaskan tolong lihat video ini J

https://www.youtube.com/watch?time_continue=831&v=qDrV33rZlyA

Lihat dulu baru tanya !! Aku awalnya juga kurang paham setelah lihat video ini jadi paham. Dan jangan dianggap remeh ! Tahun lalu ini soal uraian dan jawabannya setengah halaman sendiri !

~ GERALDY KIANTA ~

Proses Respirasi Seluler pada Manusia...!

1.     Glikolisis : proses pengubahan glukosa menjadi 2 molekul asam piruvat. Produk sampingan dari glikolisis adalah ATP dan NADH. Glikolisis terjadi di sitoplasma sel.

2.     Dekarboksilasi Oksidatif : proses pengubahan asam piruvat ( yang memiliki 3 atom C ) menjadi asetil koenzim-A/asetil ko-A ( yang memiliki 2 atom C ). Produk sampingan dari proses ini adalah 2 molekul NADH. Dekarboksilasi Oksidatif terjadi di intermembran dari mitokondria sel.

3.     Siklus Krebs : merupakan proses untuk mengubah asetil ko-A melalui serangkaian reaksi untuk menghasilkan molekul-molekul berenergi seperti NADH, CO₂ ,FADH₂ dan ATP. Siklus Krebs terjadi di mitokondria.

4.     Transport Elektron : merupakan proses untuk menghasilkan ATP melalui NADH, dan FADH₂. Pada proses ini terjadi berbagai transport elektron melalui berbagai komplek protein di membran mitokondria.

Penyakit pada Sistem Respirasi Manusia…!

• Tuberkulosis : disebabkan oleh infeksi Mycobacterium tuberculosis yang penularannya melalui udara.
• Faringitis : peradangan pada faring dan tenggorokan.
• Difteri : gejala berupa sulit bernapas dan menelan, mengeluarkan lendir dari mulut & hidung, demam, serta pembengkakan kelenjar getah bening. Disebabkan Corynebacterium diphtheriae
• Pneumonia : peradangan paru-paru yang menyebabkan alveolus terisi cairan berlebih.
• Kanker Paru-Paru : sel-sel mengalami proliferasi ( pertumbuhan cepat ) dalam paru-paru.
• Influenza : disebabkan Ortomiksovirus
• Flu Burung : disebabkan Highly Pathogenic Avian Influenza Virus strain H5N1
• SARS : disebabkan oleh Coronavirus
• Hipoksemia : penurunan konsentrasi oksigen dalam arteri hingga di bawah batas normal.
• Asfiksia : kondisi kekurangan oksigen yang dapat menyebabkan gagal paru-paru.
• Penyakit Pulmonar Obstruktif Menahun ( PPOM ) meliputi penyakit seperti asma, bronkitis, emfisema, dll.