Halaman
SISTEM PERNAPASAN
BAB
5
Aduh..., capek
nih
.
Aku tadi naik sepeda
ngebut karena takut
terlambat.
Setelah itu kita akan
mempelajari gangguan
yang dapat terjadi pada
saluran pernapasan serta
upaya mengatasinya.
Jadi, setelah
mempelajari bab ini
kita akan memahami
sistem pernapasan pada
tubuh kita dan
hubungannya dengan
kesehatan.
Ya, kita akan
mempelajari organ-
organ penyusun sistem
pernapasan pada
tubuh kita.
Pantas napasmu
terengah-engah. Oh, ya,
pada bab ini kita akan
mempelajari
pernapasan
lho
.
46
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Sistem Pernapasan
P
erhatikan penyelam pada gambar di atas! Selama di dalam air, penyelam tersebut menggunakan oksigen
yang disimpan di dalam tabung yang ada di punggungnya untuk bernapas. Apabila tidak menggunakan
tabung oksigen, dapatkah penyelam itu bertahan lama di dalam air? Jika tidak menggunakan tabung oksigen,
penyelam harus sering muncul ke permukaan untuk mengambil napas. Mengapa kita perlu bernapas?
Bagaimana proses pernapasan? Organ tubuh apa saja yang termasuk dalam sistem pernapasan?
Pertanyaan-pertanyaan tersebut terkait dengan materi tentang pernapasan yang akan kita pelajari berikut
ini.
Kata kunci:
pernapasan – oksigen – karbon dioksida – paru-paru – inspirasi – ekspirasi
Gambar 5.1
Pernapasan sangat vital buat kehidupan, apabila tidak bisa bernapas maka manusia akan meninggal
Gerbang
Dok. CAP
A.
Organ Penyusun Sistem Pernapasan
Sistem pernapasan bekerja untuk memasukkan dan mengeluarkan udara
ke dalam dan keluar tubuh. Udara yang dimasukkan ke dalam tubuh adalah
oksigen, sedangkan yang dikeluarkan adalah karbon dioksida. Sistem pernapasan
berfungsi untuk memasok oksigen ke sel-sel tubuh. Oksigen digunakan oleh sel
tubuh untuk membakar sari-sari makanan supaya dihasilkan tenaga. Tenaga
berguna untuk melakukan segala aktivitas hidup. Udara yang dihasilkan dari proses
pembentukan energi ini adalah karbon dioksida. Nah, karbon dioksida ini kemudian
dikeluarkan oleh tubuh melalui
organ pernapasan
juga. Oleh karena itu, di dalam
bernapas, terdapat kegiatan menarik dan membuang napas.
Aktivitas pernapasan melibatkan beberapa organ. Adapun organ pernapasan
dari luar ke dalam adalah sebagai berikut.
Rep. M Spalding Diver Saba
Organ
Pernapasan
47
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Sistem Pernapasan
1. Hidung
Terkadang manusia dapat berna-
pas melalui mulut karena pada pangkal
rongga mulut selain terdapat saluran
cerna juga ada cabang menuju saluran
napas yang disebut tenggorokan.
Meskipun sebenarnya mulut hanyalah
alat pernapasan darurat pada saat
hidung tidak bisa melakukan perna-
pasan dengan baik, misalnya pada
saat hidung tersumbat. Di dalam
hidung terdapat rambut-rambut yang
berguna untuk menyaring kotoran yang
masuk bersama udara pernapasan
sehingga udara yang masuk ke dalam
paru-paru relatif bersih. Berbeda apa-
bila kamu bernapas menggunakan
mulut, udara pernapasan yang masuk
tidak akan tersaring dengan baik.
Lagipula saluran pernapasan yang
efektif adalah melalui rongga hidung.
2. Faring
Faring
terletak di belakang mulut, tempat yang dilewati oleh udara,
makanan, dan air.
3. Laring
Laring
merupakan kotak suara tempat diproduksi suara.
4. Trakhea
Trakhea sering disebut juga sebagai tenggorokan, merupakan sebuah
pipa udara yang mempunyai ruas-ruas menyerupai tumpukan cincin. Saluran
ini menuju ke arah
bronkus
.
5. Bronkus
Merupakan saluran yang membawa udara dari trakhea menuju ke paru-
paru.
6. Paru-paru
Di dalam paru-paru, bronkus bercabang menjadi pipa-pipa yang lebih
kecil disebut
bronkioli
.
7. Bronkioli
Merupakan cabang dari bronkus yang berada di dalam paru-paru.
8. Alveoli
Alveoli
merupakan sejumlah kantung udara yang terdapat di dalam paru-
paru. Dinding alveoli ini tipis dan menopang jaringan-jaringan kapiler, yaitu
saluran halus yang berisi darah. Udara menembus dinding alveoli pada batas
antara paru-paru dan kapiler darah.
Gambar 5.2
Organ dan saluran yang bekerja pada sistem pernapasan
pada manusia
Tenggorokan
Laring
Trakhea
Paru-paru
Bulu hidung
Membran paru
Diafragma
Sinus paranasal
Pusat pernapasan
Jantung
Kerongkongan
Paru-paru kiri
Pembuluh
paru-paru
Rusuk
Otot
antarrusuk
Otot
diafragma
Rongga hidung
Bronkus
Faring
48
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Sistem Pernapasan
B.
Bernapas
Perhatikanlah gambar di samping! Kamu pasti sering melakukan
aktivitas tersebut seusai senam atau berolahraga. Aktivitas pernapasan
tidak hanya dikerjakan setelah olahraga saja. Bernapas merupakan
aktivitas yang sangat vital bagi kehidupan. Kalau tidak bernapas makhluk
hidup pasti akan mati. Sebenarnya bagaimana
sih
proses pernapasan
berlangsung? Ayo, kita pelajari keterangan berikut ini.
Mekanisme pernapasan dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu
pernapasan dada dan pernapasan perut.
1. Pernapasan Dada
Pernapasan dada adalah pernapasan yang melibatkan otot
antartulang rusuk. Otot antartulang rusuk luar berperan mengangkat
tulang rusuk, sedangkan otot antartulang rusuk dalam berperan
menurunkan tulang rusuk ke posisi semula.
Mekanisme pernapasan dada dapat dibedakan sebagai berikut.
a. Fase inspirasi
Fase ini berupa berkontraksinya otot antartulang rusuk
sehingga rongga dada membesar. Akibatnya, tekanan dalam
rongga dada menjadi lebih kecil daripada tekanan di luar
sehingga udara luar yang kaya oksigen masuk.
b. Fase ekspirasi
Fase ini merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot
antartulang rusuk ke posisi semula yang dikuti oleh turunnya
tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil. Sebagai
akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar
daripada tekanan luar sehingga udara dalam rongga dada yang
kaya karbon dioksida keluar.
2. Pernapasan Perut
Pernapasan perut merupakan pernapasan yang mekanismenya
melibatkan aktivitas otot-otot diafragma yang membatasi rongga perut dan
rongga dada.
Mekanisme pernapasan perut dapat dibedakan menjadi dua tahap
sebagai berikut.
1. Fase inspirasi
Pada fase ini otot diafragma berkontraksi sehingga diafragma
mendatar. Akibatnya, rongga dada membesar dan tekanan menjadi kecil
sehingga udara luar masuk.
2. Fase ekspirasi
Fase ekspirasi merupakan fase berelaksasinya otot diafragma
(kembali ke posisi semula, mengembang) sehingga rongga dada
mengecil dan tekanan menjadi lebih besar. Akibatnya, udara keluar dari
paru-paru.
Gambar 5.3
Bernapas adalah kegiatan
memasukkan udara pernapasan ke dalam
organ pernapasan dan mengeluarkan
udara hasil pernapasan ke luar tubuh
Dok. Penerbit
Gambar 5.4
Sistem pernapasan dada
(a) fase inspirasi dan (b) fase ekspirasi
(a)
(b)
49
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Sistem Pernapasan
Jumlah oksigen yang diambil melalui udara pernapasan tergantung pada
kebutuhan tubuh. Kebutuhan oksigen dipengaruhi oleh jenis pekerjaan, ukuran
tubuh, serta jumlah maupun jenis bahan makanan yang dimakan.
Umumnya, manusia membutuhkan kurang lebih 300 cc oksigen dalam sehari
(24 jam) atau sekitar 0,5 cc tiap menit. Kebutuhan tersebut berbanding lurus
dengan volume udara inspirasi dan ekspirasi biasa kecuali dalam keadaan tertentu.
Misalnya, konsentrasi oksigen udara inspirasi berkurang atau karena konsentrasi
hemoglobin
darah berkurang.
Proses pernapasan dapat diuraikan sebagai berikut.
1. Oksigen yang dihirup pada saat menarik napas akan berdifusi masuk ke
darah dalam kapiler darah yang menyelubungi alveolus.
2. Selanjutnya, sebagian besar oksigen diikat oleh zat warna darah atau pigmen
darah (hemoglobin) untuk diangkut ke sel-sel jaringan tubuh. Hemoglobin
yang terdapat dalam butir darah merah atau
eritrosit
ini tersusun oleh senyawa
hemin
atau
hematin
yang mengandung unsur besi dan
globin
yang berupa
protein.
3. Hasil pernapasan yang dikeluarkan adalah berupa CO
2
. Sebenarnya reaksi
pernapasan berupa pengolahan O
2
menjadi energi dan penglepasan CO
2
tersebut dilakukan di dalam sel dan terjadi pada bagian yang disebut
mitokondria
.
4. Peristiwa respirasi di dalam sel ini disebut pula sebagai oksidasi. Jadi, organ
pernapasan berfungsi untuk mengambil udara pernapasan, menampung,
kemudian mendistribusikannya ke seluruh jaringan, serta selanjutnya
mengeluarkannya dalam bentuk udara hasil pernapasan.
5. Udara hasil pernapasan selain CO
2
adalah H
2
O (uap air). Oleh karena itulah,
apabila kamu mengembuskan napas di kaca akan terbentuk titik-titik air. Titik-
titik air itu terjadi karena peristiwa pengembunan uap air hasil pernapasan.
C.
Kapasitas Udara Pernapasan
Besarnya volume udara pernapasan dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor,
antara lain ukuran alat pernapasan, kemampuan dan kebiasaan bernapas, serta
kondisi kesehatan. Terdapat empat asas mengukur kapasitas (volume)
pernapasan, yaitu:
1. Volume tidal (TV =
tidal volume
), merupakan volume udara pernapasan pada
saat melakukan pernapasan biasa.
2. Volume pernapasan simpanan (IRV =
inspiratory reserve volume
),
merupakan volume maksimum udara pernapasan yang dapat diambil pada
saat menarik napas. Volume ini lebih banyak daripada volume udara pada
saat menarik napas biasa.
3. Volume udara keluar simpanan (ERV =
expiratory reserve volume
),
merupakan volume maksimum udara yang dapat dikeluarkan. Udara yang
dikeluarkan ini volumenya melebihi udara pernapasan biasa.
4. Volume sisa pernapasan (RV =
residual volume
), merupakan jumlah udara
yang masih tersisa di dalam paru-paru dan tidak dapat dikeluarkan,
merupakan volume udara tetap yang ada di dalam paru-paru setelah dilakukan
pengeluaran napas maksimum.
50
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Sistem Pernapasan
Kerja Mandiri
Lakukan dengan baik di luar jam sekolah!
1. Jelaskan bagaimana mekanisme yang terjadi pada pernapasan dada!
2. Tuliskan secara rinci alur proses pernapasan pada manusia, gambarkan berikut organ
yang terlibat!
D.
Masalah yang Timbul pada Pernapasan
Semua organ tubuh dapat mengalami masalah atau kelainan dan penyakit.
Apalagi pernapasan sangat berhubungan dengan udara luar yang acapkali
mengandung kuman penyakit atau cemaran. Selain itu, kelainan organ juga dapat
menimbulkan masalah dan penyakit. Berikut beberapa
kelainan dan penyakit yang
dapat terjadi di seputar organ pernapasan.
1. Pada Jalan Udara Nasal (Hidung)
a. Alergi
Alergi yang terjadi dapat bermacam-macam. Alergi karena debu dapat
menimbulkan bersin-bersin, lalu rongga hidung membengkak dan gatal
sehingga terjadi batuk-batuk baik ringan maupun berat. Kemudian ada
pula individu yang rentan terhadap serbuk sari. Selaput lendir hidung dan
mata menjadi bengkak dengan disertai keluarnya ingus dan bersin-bersin.
Reaksi alergi dapat dikurangi dengan memberikan senyawa
antihistamin
atau pereda alergi.
b. Selesma (pilek yang mengiringi influensa)
Selesma merupakan kondisi hidung berair atau mungkin tersumbat
lendir diikuti dengan hilangnya sensitivitas indera penciuman. Selesma
disebabkan oleh infeksi virus. Pada umumnya dapat sembuh sendiri
setelah beberapa hari.
Masalah pada
Pernapasan
Dari keempat volume pernapasan di atas dapat dihitung kapasitas udara
pernapasan menggunakan rumus berikut.
1. Kapasitas paru-paru total (TLC =
total lung capacity
), merupakan kapasitas
paru-paru secara keseluruhan (volume udara di dalam paru-paru setelah
tarikan napas maksimum).
TLC = IRV + TV + ERV + RV
2. Kapasitas sisa pernapasan (FRC =
functional residual capacity
), merupakan
jumlah udara yang masih terdapat di dalam paru-paru setelah udara
pernapasan normal diembuskan keluar.
FRC = ERV + RV
51
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Sistem Pernapasan
c. Mimisan
Mimisan terjadi akibat pecahnya pembuluh darah yang ada di dalam
hidung. Mimisan sering terjadi pada anak-anak. Namun, dapat pula terjadi
pada orang dewasa yang memiliki hipertensi dan gejala stroke.
d. Polip
Polip
ini merupakan jenis tumor jinak yang menyumbat sebagian
jalan udara pada hidung. Sering menimbulkan suara yang sengau dan
dapat mengakibatkan kesulitan bernapas. Polip dapat dibuang melalui
operasi.
e . Rhinitis
Rhinitis
merupakan radang selaput hidung yang disebabkan oleh
bakteri. Dapat pula disebabkan oleh selesma maupun alergi.
2. Pada Sinus
Sinusitis
berupa peradangan yang bisa menyebabkan sakit kepala dan
nyeri pada tulang pipi.
a. Laringitis
Laringitis
merupakan peradangan pada kotak suara yang menim-
bulkan suara menjadi lirih bahkan mungkin dapat tidak terdengar sama
sekali. Dapat disembuhkan dengan jalan mengistirahatkan pita suara.
b. Trakheitis
Trakheitis
berupa peradangan pada trakhea yang pada umumnya
disebabkan oleh infeksi virus.
c. Bronkhitis
Bronkhitis
merupakan peradangan pada
bronkhus
yang
disebabkan oleh infeksi dan dapat diperparah oleh asap, misalnya
asap rokok dan asap polusi.
d. Pneumonia
Pneumonia
diawali dengan adanya gejala radang pada paru-
paru dan paru-paru terisi dengan cairan radang. Pneumonia
disebabkan oleh infeksi bakteri atau virus. Dapat pula disebabkan
oleh asap rokok dan asap polusi.
e . Pleuritis
Pleuritis
berupa radang selaput yang menyelubungi paru
yang disebut sebagai selaput
pleura
. Radang ini sering diikuti
rasa nyeri.
f.
Tuberkulosis paru
Tuberkulosis paru merupakan penyakit yang disebabkan oleh parasit.
Infeksi yang terjadi pada saluran pernapasan atas disebut pula sebagai
infeksi saluran pernapasan atas (ISPA), sering terdapat pada anak-anak atau
penduduk di wilayah yang kurang sehat. Beberapa penyakit pernapasan
seperti asma (sesak napas) disebabkan oleh faktor genetik, dapat berupa
penyempitan saluran napas dan paru-paru.
Sebaiknya Tahu
Pernapasan otak sebenarnya
merupakan pemusatan suplai
oksigen ke wilayah otak. Ada
teknik khusus untuk mela-
kukan aktivitas ini. Fungsi
pernapasan otak adalah untuk
mengoptimalkan kerja otak
antara lain adalah pemusatan
konsentrasi dan peningkatan
daya ingat. Olah napas otak
sudah banyak dikembangkan di
negara maju.
52
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Sistem Pernapasan
Kerja Kelompok
Kerjakan bersama kelompokmu!
1. Carilah artikel di koran atau majalah yang membahas tentang penyakit atau kelainan
pada sistem pernapasan!
2. Tuliskan cara penanggulangan terhadap penyakit atau kelainan tersebut!
3. Kumpulkan hasil pekerjaan kelompokmu untuk didiskusikan!
Praktikum
Mengukur Volume Pernapasan
A. Tujuan
Mengukur volume pernapasan.
B. Alat dan Bahan
Respirator
1 set
C. Langkah Kerja
1. Siapkan respirator! Setelah rangkaian siap, siapkan kertas grafik pada penanda
respirator! Kemudian tiup pipa karet pada respirator! Pertama tiup dengan napas
biasa sebagaimana kamu bernapas! Selanjutnya tiupkan sekuat-kuatnya!
2. Pada grafik akan muncul gambar kekuatan napas kamu. Catatlah volume respirasi kamu!
3. Bandingkan volume respirasi kamu dengan volume respirasi temanmu!
Rangkuman
1. Pernapasan merupakan aktivitas memasukkan oksigen ke dalam tubuh dan mengeluarkan
CO
2
dan H
2
O ke luar tubuh. Pernapasan ada dua macam, yaitu pernapasan perut dan
pernapasan diafragma (dada).
2. Diafragma merupakan lembaran otot yang membantu dalam gerak mengambil dan
mengeluarkan napas.
3. Fungsi pernapasan adalah untuk mengambil oksigen di udara dan mengeluarkan karbon
dioksida ke udara.
4. Organ pernapasan terdiri atas:
a. Hidung
e. Bronkus
b. Faring
f.
Bronkiolus
c. Laring
g. Alveolus
d. Trakhea
5. Suara merupakan hasil aktivitas yang terkait dengan pernapasan.
6. Beberapa penyakit pada pernapasan antara lain selesma, ISPA, dan tuberkulosis.
53
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Sistem Pernapasan
Soal-soal Uji Kompetensi
A.
Ayo, berilah tanda silang pada jawaban
yang paling tepat!
1. Bagian di bawah ini yang merupakan
saluran pernapasan dari dalam ke luar
secara urut adalah . . . .
a. hidung–paru-paru–tenggorokan–
diafragma
b. paru-paru–trakhea–laring–hidung
c. hidung–trakhea–diafragma–alveoli
d. alveoli–rongga hidung–laring–trakhea
2. Organ pernapasan yang membantu
paru-paru melakukan gerakan menam-
pung dan mengeluarkan udara napas
adalah . . . .
a. hidung
b. farink
c. diafragma
d. trakhea
3. Pigmen darah yang menyikat O
2
maupun
CO
2
di dalam darah adalah . . . .
a. sel darah putih
b. hemoglobin
c. serum
d. trombosit
4. Udara napas yang dimasukkan ke dalam
tubuh adalah . . . .
a. oksigen
b. nitrogen
c. karbon dioksida
d. halogen
5. Pernapasan diafragma terjadi saat . . . .
a. rusuk bergerak ke atas dan keluar,
diafragma bergerak ke atas, rongga
dada mengerut, udara masuk
b. rusuk bergerak ke atas dan keluar,
diafragma bergerak ke bawah,
rongga dada mengerut, udara masuk
c. rusuk bergerak ke bawah dan keluar,
diafragma bergerak ke atas, rongga
dada mengembang, udara masuk
d. rusuk bergerak ke atas dan keluar,
diafragma bergerak ke bawah,
rongga dada mengembang, udara
masuk
6. Berkontraksinya otot antartulang rusuk
sehingga rongga dada membesar terjadi
pada fase . . . .
a. ekspirasi pernapasan perut
b. inspirasi pernapasan perut
c. ekspirasi pernapasan dada
d. inspirasi pernapasan dada
7. Volume maksimum udara yang dapat
diambil pada saat menarik napas disebut
. . . .
a.
tidal volume
b.
inspiratory reserve volume
c.
expiratory reserve volume
d.
residual volume
8. Penyakit berikut terjadi di daerah nasal,
kecuali
. . . .
a. polip
b. selesma
c. mimisan
d. tuberkulosis
9. Penyakit yang terjadi di dalam paru-paru
adalah . . . .
a. mimisan
b. tuberkulosis
c. ISPA
c. polip
10. Organ yang paling penting di dalam
kegiatan bernapas adalah . . . .
a. hidung
b. trakhea
c. paru-paru
d. semua penting
54
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Sistem Pernapasan
B.
Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan
benar!
1. Jelaskan proses yang terjadi dalam
pernapasan!
2. Apakah yang disebut dengan pernapasan
diafragma? Jelaskan!
3. Pada saat mengambil napas, bagai-
manakah mekanisme yang terjadi?
4. Jelaskan yang dimaksud dengan kapa-
sitas paru-paru total dan kapasitas sisa
pernapasan! Tuliskan juga rumus
menghitungnya!
5. Sebutkan dan jelaskan 5 jenis penyakit
napas yang disebabkan oleh infeksi!