Sistem Dalam Kehidupan Manusia

Tulang Alat gerak pada vertebrata meliputi alat gerak pasif berupa tulang dan alat gerak aktif berupa otot. Gerak adalah hasil interaksi antara tulang, otot, dan persendian tulang. TULANG Menurut bahan pembentuknya, tulang dapat dibedakan menjadi tulang rawan (KARTILAGO) dan tulang keras (= tulang/OSTEON). Tulang rawan bersifat lentur, tersusun atas sel-sel tulang rawan (KONDROSIT) yang mensekresikan matriks (KONDRIN) berupa hialin atau kolagen. Rawan pada anak berasal dari mesenkim dengan kandungan kondrosit lebih banyak dari kondrin. Sebaliknya, pada orang dewasa kondrin lebih banyak dan rawan ini berasal dari selaput tulang rawan (PERIKONDRIUM) yang banyak mengandung KONDROBLAS (pembentuk kondrosit). Rawan pada dewasa antara lain terdapat pada cincin batang tenggorokan dan daun telinga. Pembentukan tulang keras berawal dari kartilago (berasal dari mesenkim). Kartilago memiliki rongga yang akan terisi oleh OSTEOBLAS (sel-sel pembentuk tulang). Osteoblas membentuk osteosit (sel-sel tulang). Setiap satuan sel-sel tulang akan melingkari pembuluh darah dan serabut saraf membentuk SISTEM HAVERS. Matriks akan mengeluarkan kapur dan fosfor yang menyebabkan tulang menjadi keras. Proses pengerasan tulang disebut penulangan atau OSIFIKASI. Jenis osifikasi adalah DESMAL dan KONDRAL. Kondral meliputi PERIKONDRAL dan ENKONDRAL. Tulang Keras atau Osteon terbagi menljadi - Tulang panjang (tulang pipa) - Tulang pipih - Tulang pendek - Tulang pneumatika Tulang Pipa terbagi menjadi 3 bagian yaitu : - Bagian ujung yang disebut EPIFISE. - Bagian tengah yang disebut DIAFISE. Di pusatnya terdapat rongga yang berisi sumsum tulang. Rongga terbentuk karena aktivitas OSTEOKLAS (perombak tulang). - Di antara epifise dan diafise terdapat CAKRAM EPIFISE (DISCUS EPIPHYSEALIS). Cakram ini kaya akan osteoblas dan menentukan pertumbuhan tinggi. Sumsum Tulang ada dua jenis yaitu : 1. Sumsum tulang merah (MEDULLA OSSIUM RUBBA)

2. Sumsum tulang kuning (MEDULLA OSSIUM FLAVA)

Rangka

59

RANGKA Tulang-tulang Vertebrata membentuk rangka dalam (ENDOSKELETON) yang berfungsi : - Memberi bentuk tubuh. - Menahan dan menegakkan tubuh. - Melindungi dan menegakkan tubuh. - Sebagai tempat melekatnya otot rangka. - Sebagai alat gerak pasif. - Tempat pembentukan sel-sel darah (HEMOPOIESIS). Endoskeleton pada manusia (vertebrata) dibagai menjadi 2 yaitu - Kerangka sumbu tengkorak dan badan - Kerangka apendiks anggota gerak 1. Kranium (tengkorak), Meliputi : NEUROCRANIUM (tengkorak pelindung otak) SPHLANCHNOCRANIUM (tengkorak pembentuk wajah) 2. Badan, Meliputi : COLLUMNA VERTEBRALIS (tulang belakang) STERNUM (dada) COSTAE (iga) COXAE (Wang pinggul) GELANG BAHU 3. Apendiks Meliputi : tungkai depan/anggota gerak atas - bersambungan dengan gelang bahu tungkai belakang/anggota gerak bawah - bersambungan dengan gelang pinggul.

Persendian 60 PERSENDIAN adalah hubungan antar tulang (ARTIKULASI) MEMBRAN SINOVIAL (selaput sendi) adalah : Selaput yang membungkus ujung-ujung tulang yang membentuk persendian. Selaput ini menghasilkan MINYAK SINOVIAL yang berguna sebagai pelumas sendi.

ARTIKULASI terbagi atas 3 bentuk yaitu : 1. SINARTROSIS yaitu hubungan yang tidak memungkinkan adanya gerakan. - SINKONDROSIS kedua ujung tulang dihubungkan dengan kartilago. - SINFIBROSIS kedua ujung tulang dihubungkan dengan serabut. 2. AMFIARTROSIS yaitu hubungan yang memungkinkan terjadinya gerak yang terbatas hubungan antara tulang rusuk dan tulang belakang. 3. DIARTROSIS yaitu hubungan yang memungkinkan adanya gerakan yang cukup besar. - SENDI PELURU (ENDARTROSIS) : ujung tulang yang satu berbentuk bonggol masuk ke tulang lain yang berbentuk cekungan. gelang pinggul. - SENDI ENGSEL (GYNGLUMUS) : ujung tulang yang bergerak membentuk lekukan. siku, lutut. - SENDI PUTAR (TROKOIDEA) : ujung rulang yang satu mengitari ujung rulang lain. sendi antara hasta dan pengumpil. - SENDI PELANA (SELLARIS) : kedua ujung tulang membentuk seperti pelana. sendi pada tulang ibu jari dengan telapak tangan. - SENDI OVOID/ELLIPS (ELLIPSOIDEA) : kedua ujung tulang berbentuk oval. pergelangan tangan.

Otot 61 OTOT (MUSCULUS) Macam otot 1. Otot polos gerakan tak disadari (INVOLUNTER) 2. Otot lurik = serat lintang gerakan disadari (VOLUNTER) 3. Otot jantung = MIOKARDIUM involunter MIOGLOBIN adalah pigmen otot yang berfungsi mengikat oksigen. BAGIAN-BAGIAN OTOT - TENDON urat otot, bagian ujung otot yang mengecil. - VENTRIKEL empal otot, bagian tengah otot yang menggembung. - ORIGO ujung otot yang melekat pada tempat yang tidak bergerak. - INSERSIO ujung otot yang melekat pada tempat yang bergerak. - NORMOTROFI otot yang besarnya normal. - ATROFI otot yang mengecil, lisut. - HIPERTROFI otot yang membesar. - DISKUS INTERKALARIS bagian khas otot jantung yang merupakan batas. KARAKTERISTIK OTOT a. KONTRAKTIBILITAS kemampuan untuk memendek b. EKSTENSIBILITAS kemampuan untuk memanjang

c. ELASTISITAS memanjang

kemampuan untuk kembali ke ukuran semula setelah memendek atau

KERJA OTOT - TONUS ketegangan akibat mengerutnya otot (kontraksi), - TETANUS ketegangan maksimum yang terus menerus, - FLEKSI membengkokkan > < EKSTENSI meluruskan, - ABDUKSI menjauhi badan > < ADDUKSI mendekati badan, - DEPRESI ke bawah > < ELEVASI ke atas, - SUPINASI memutar telapak tangan menengadah > < PRONASI

menelungkup.

MEKANISME GERAKAN OTOT - AKTIN dan MIOSIN : protein khas dari otot. - ASETILKOLIN : zat reseptor rangsang yang sangat peka. - ATP - ADP - AMP : energi yang diperlukan untuk kontraksi otot. Gambar 1 : Keterangan : a. Otot, b. Serabut otot dengan intinya, c. Kumpulan serabut otot, d. Miofibril, e. Zona H dan Z dari miofibril, f. Aktin dan miosin, g. Otot berelaksasi dan berkontraksi. - FASE ANAEROB (KONTRAKSI) ATP ADP + P + Energi ADP AMP + P + Energi Kreatinfosfat Kreatin + Fosfat + Energi - FASE AEROB (pembentukan kembali ATP) ATP yang habis digunakan selama fase anaerob dibentuk kembali dengan mendapat energi dari hasil penguraian glukosa. GLIKOGEN

LAKTASIDOGEN

GLUKOSA

CO2 + H2O + Energi

GLUKOSA + ASAM LAKTAT

Asam Laktat = zat peleleh O2 diambil secara cepat untuk mengoksidasi asam laktat sehingga orang yang kelelahan akan terengah-engah Gangguan Pada Sistem Gerak 62 GANGGUAN PADA SISTEM GERAK 1. Gangguan pada rangka -

FRAKTURA patah tulang DISLOKASI pergeseran posisi sendi ANKILOSIS ARTRITIS infeksi sendi Kelainan ruas tulang belakang akibat kesalahan sikap duduk : SKOLIOSIS, LORDOSIS & KIFOSIS.

2. Gangguan pada otot

- Kejang otot - MIASTENIA GRAVIS - Tetanus 3. Gangguan karena fisiologis - RAKITIS kekurangan vitamin D ; kaki membentuk "X" atau "O" - MIKROSEFALUS kekurangan kapur - OSTEOPOROSIS kekurangan hormon kelamin Zat Makanan Struktur tubuh hewan dan manusia terdiri dari beberapa sistem organ tubuh. Sistem organ tubuh tersebut saling berkaitan dan bekerja satu sama lain sehingga individu dapat hidup dengan baik. Sistem organ tubuh yang penting pada hewan dan manusia antara lain SISTEM ORGAN TUBUH TELAAH PADA MANUSIA 1. GERAK DAN SISTEM ALAT GERAK KINESIOLOGI 2. MAKANAN DAN SISTEM PENCERNAAN GASTROENTEROLOGI 3. DARAH DAN SISTEM PEREDARAN DARAH HEMATOLOGI 4. EKSKRESI DAN SISTEM EKSKRESI NEFROLOGI 5. PERNAFASAN DAN SISTEM PERNAFASAN PULMONOLOGI 6. SISTEM SARAF DAN SISTEM KOORDINASI NEUROLOGI 7. DAN SISTEM HORMON ENDOKRINOLOGI GASTROENTEROLOGI Zat Makanan Makanan sehat harus terdiri dari zat-zat nutrien (zat gizi) antara lain : 1. Protein Mengandung asam amino (essensial dan non essensial). Kebutuhan protein untuk orang dewasa adalah 1 gram/kg.BB/hari. Jika kebutuhan tersebut berlebih, maka kelebihannya akan dibuang melalui ginjal dalam bentuk urea inilah yang disebut Nitrogen Balans. Asam Amino Essensial adalah asam amino yang tidak dapat dibuat sendiri oleh tubuh, jadi harus didatangkan dari luar. Misalnya : Leusin, Lisin, Metionin, Fenilalanin, dsb. Protein tidak menghasilkan energi 2. Lemak (Lipid) Diperlukan sebagai pelarut beberapa vitamin, sebagai "bantalan lemak" (pelindung jaringan tubuh) dan penghasil energi yang besar (9 kal/g). Kebutuhan lemak untuk orang dewasa adalah 0,5 - 1 gram/kg.BB/hari. 3. Karbohidrat Sebagai penghasil energi (4 kal/g). Kelebihan karbohidrat dalam tubuh akan disimpan dalam bentuk lemak. 4. Garam-Garam Mineral - Kalsium (Ca)

Untuk membentuk matriks tulang, membantu proses

- Fosfor (P) - Besi (Fe) - Fluor (F) - lodium (I) - Natrium & Klor (NaCl)

penggumpalan darah dan mempengaruhi penerimaan rangsang oleh saraf. Kebutuhannya adalah 0,8 g/hari. Untuk membentuk matriks tulang, diperlukan dalam pembelahan sel, pada pengurutan otot, metabolisme zat. Kebutuhannya adalah 1 mg/hari. Merupakan komponen penting sitokrom (enzim pernafasan), komponen penyusun Hemoglobin. Kebutuhannya adalah 15 - 30 mg/hari. Untuk menguatkan geligi. Komponen penting dalam hormon pertumbuhan (Tiroksin), kekurangan unsur tersebut dapat terjadi sebelum atau sesudah pertumbuhan berhenti Untuk pembentukan asam klorida (HCl). Kebutuhannya adalah 1 g/hari.

5. Vitamin Diperlukan dalam jumlah yang sangat kecil, tidak menghasilkan energi. Kekurangan vitamin dapat menyebabkan Penyakit Defisiensi. Vitamin Yang Larut Dalam Air (Water Soluble Vitamins) - B1 (Aneurin = Thiamin) - B2 (Riboflavin = Laktoflavin) - Asam Nikotin (Niasin) - B6 (Piridoksin = Adermin) Asam Pantotenat PABA (Para Amino Asam Benzoat) Kolin Biotin (Vitamin H) Asam Folat B12 (Sianokobalamin) Vitamin C (Asam Askorbinat)

Untuk mempengaruhi absorbsi lemak dalam usus. Defisiensinya menyebabkan Beri-Beri dan Neuritis. Transmisi rangsang sinar ke mata. Defisiensinya akan mengakibatkan Katarak, Keilosis. Proses pertumbuhan, perbanyakan sel dan anti pelagra. Defisiensi akan menyebabkan Pelagra dengan gejala 3 D: Dermatitis, Diare, Dimensia. Untuk pergerakan peristaltik usus. Defisiensi akan menyebabkan Kontipasi (Sembelit). Defisiensi akan menyebabkan Dermatitis Untuk mencegah timbulnya uban Defisiensi akan menimbulkan timbunan lemak pada hati. Defisiensi akan menimbulkan gangguan kulit Defisiensi akan menimbulkan Anemia defisiensi asam folat. Defisiensi akan menimbulkan Anemia Pernisiosa Berfungsi dalam pembentukan sel, pembuatan trombosit. Defisiensi akan menimbulkan pendarahan gusi, karies gigi, pendarahan di bawah kulit. Pada jeruk selain vitamin C ditemukan pula zat Sitrin dan Rutin yang mampu menghentikan pendarahan. Zat tersebut ditemukan olelj Sant-Gyorgi disebut pula Vitamin P.

Vitamin Yang Larut Dalam Lemak (Lipid Soluble Vitamins) - Vitamin A (Aseroftol)

Berfungsi dalam pertumbuhan sel epitel, mengatur rangsang sinar pada saraf mata. Defisiensi awal akan menimbulkan gejala Hemeralopia (rabun senja) dan Frinoderma (kulit bersisik).

- Vitamin D - Vitamin E (Tokoferol) - Vitamin K (Anti Hemoragi)

Kemudian pada mata akan timbul Bercak Bitot setelah itu mata akan mengering (Xeroftalmia) akhirnya mata akan hancur (Keratomalasi). Mengatur kadar kapur dan fosfor, (Kalsiferol = Ergosterol) memperlancar proses Osifikasi. Defisiensi akan menimbulkan Rakhitis. Ditemukan oleh McCollum, Hesz dan Sherman. Berperan dalam meningkatkan Fertilitas. Ditemukan oleh Dam dan Schonheydcr. Berfungsi dalam pembentukan protrombin. Dibuat dalam kolon dengan bantuan bakteri Escherichia coli

Sistem Pencernaan Makanan 64 Alat Pencernaan Makanan Sistem pencernaan makanan pada manusia terdiri dari beberapa organ, antara lain adalah: Mulut

Dilakukan pencernaan secara mekanik oleh gigi dan kimiawi oleh ludah yang dihasilkan Kelenjar Parotis, Submandibularis dan Sublingualis yang mengandung enzim Amilase (Ptyalin).

Lambung

Dilakukan secara mekanik dan kimiawi, Sekretin yaitu hormon yang merangsang pankreas untuk mengeluarkan sekretnya. Renin yaitu enzim yang mampu menggumpalkan Kasein (sejenis protein) dalam susu. Fungsi HCI Lambung : 1. 2. 3. 4.

Usus

Merangsang keluamya sekretin Mengaktifkan Pepsinogen menjadi Pepsin untuk memecah protein. Desinfektan Merangsang keluarnya hormon Kolesistokinin yang berfungsi merangsang empdu mengeluarkan getahnya.

Di dalam Duodenum terdapat getah pankreas (bersifat basa) yang mengandung Steapsin (Lipase), Amilase dan Tripsinogen. Enterokinase adalah suatu aktivator enzim. Dalam usus halus makanan diabsorbsi. Usus memperluas bidang penyerapan dengan melakukan jonjot usus (Villi). Dalam usus besar (Kolon), air direabsorbsi serta sissa makanan dibusukkan menjadi feses selanjutnya dibuang melalui anus (Proses Defekasi).

Gangguan Dan Kelainan Sistem Pencernaan Gangguan Sistem Pencernaan • Apendikitis • Diare • Kontipasi (Sembelit) • Maldigesti • Parotitis • Tukak Lambung/Maag • Xerostomia

Radang usus buntu. Feses yang sangat cair akibat peristaltik yang terlalu cepat. Kesukaran dalam proses Defekasi (buang air besar) Terlalu banyak makan atau makan suatu zat yang merangsang lambung. Infeksi pada kelenjar parotis disebut juga Gondong "Radang" pada dinding lambung, umumnya diakibatkan infeksi Helicobacter pylori Produksi air liur yang sangat sedikit

Gangguan pada sistem pencernaan makanan dapat disebabkan oleh pola makan yang salah, infeksi bakteri, dan kelainan alat pencernaan. Di antara gangguan-gangguan ini adalah diare, sembelit, tukak lambung, peritonitis, kolik, sampai pada infeksi usus buntu (apendisitis). Diare Apabila kim dari perut mengalir ke usus terlalu cepat maka defekasi menjadi lebih sering dengan feses yang mengandung banyak air. Keadaan seperti ini disebut diare. Penyebab diare antara lain ansietas (stres), makanan tertentu, atau organisme perusak yang melukai dinding usus. Diare dalam waktu lama menyebabkan hilangnya air dan garam-garam mineral, sehingga terjadi dehidrasi. Konstipasi (Sembelit) Sembelit terjadi jika kim masuk ke usus dengan sangat lambat. Akibatnya, air terlalu banyak diserap usus, maka feses menjadi keras dan kering. Sembelit ini disebabkan karena kurang mengkonsumsi makanan yang berupa tumbuhan berserat dan banyak mengkonsumsi daging. Tukak Lambung (Ulkus) Dinding lambung diselubungi mukus yang di dalamnya juga terkandung enzim. Jika pertahanan mukus rusak, enzim pencernaan akan memakan bagian-bagian kecil dari lapisan permukaan lambung. Hasil dari kegiatan ini adalah terjadinya tukak lambung. Tukak lambung menyebabkan berlubangnya dinding lambung sehingga isi lambung jatuh di rongga perut. Sebagian besar tukak lambung ini disebabkan oleh infeksi bakteri jenis tertentu. Beberapa gangguan lain pada sistem pencernaan antara lain sebagai berikut: Peritonitis; merupakan peradangan pada selaput perut (peritonium). Gangguan lain adalah salah cerna akibat makan makanan yang merangsang lambung, seperti alkohol dan cabe yang mengakibatkan rasa nyeri yang disebut kolik. Sedangkan produksi HCl yang berlebihan dapat menyebabkan terjadinya gesekan pada dinding lambung dan usus halus, sehingga timbul rasa nyeri yang disebut tukak lambung. Gesekan akan lebih parah kalau lambung dalam keadaan kosong akibat makan tidak teratur yang pada akhirnya akan mengakibatkan pendarahan pada lambung. Gangguan lain pada lambung adalah gastritis atau peradangan pada lambung. Dapat pula apendiks terinfeksi sehingga terjadi peradangan yang disebut apendisitis. Sistem Respirasi Pada Manusia

Sistem pernapasan pada manusia mencakup dua hal, yakni saluran pernapasan dan mekanisme pernapasan. Urutan saluran pernapasan adalah sebagai berikut: rongga hidung

faring

trakea

bronkus

paru-paru (bronkiol dan alveolus).

Alat Pernafasan 76 a. Rongga Hidung (Cavum Nasalis) Udara dari luar akan masuk lewat rongga hidung (cavum nasalis). Rongga hidung berlapis selaput lendir, di dalamnya terdapat kelenjar minyak (kelenjar sebasea) dan kelenjar keringat (kelenjar sudorifera). 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 masuk bersama udara. Juga terdapat konka yang mempunyai banyak kapiler darah yang berfungsi menghangatkan udara yang masuk. b. Faring (Tenggorokan) Udara dari rongga hidung masuk ke faring. Faring merupakan percabangan 2 saluran, yaitu saluran pernapasan (nasofarings) pada bagian depan dan saluran pencernaan (orofarings) pada bagian belakang. Pada bagian belakang faring (posterior) terdapat laring (tekak) tempat terletaknya pita suara (pita vocalis). Masuknya udara melalui faring akan menyebabkan pita suara bergetar dan terdengar sebagai suara. 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. c. Tenggorokan (Trakea) Tenggorokan berupa pipa yang panjangnya ± 10 cm, terletak sebagian di leher dan sebagian di rongga dada (torak). 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. d. Cabang-cabang Tenggorokan (Bronki) Tenggorokan (trakea) bercabang menjadi dua bagian, yaitu bronkus kanan dan bronkus kiri. Struktur lapisan mukosa bronkus sama dengan trakea, hanya tulang rawan bronkus bentuknya tidak teratur dan pada bagian bronkus yang lebih besar cincin tulang rawannya melingkari lumen dengan sempurna. Bronkus bercabang-cabang lagi menjadi bronkiolus. e. Paru-paru (Pulmo) Paru-paru terletak di dalam rongga dada bagian atas, di bagian samping dibatasi oleh otot dan rusuk dan di bagian bawah dibatasi oleh diafragma yang berotot kuat. 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 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).

Gbr. Struktur paru-paru Antara selaput luar dan selaput dalam terdapat rongga berisi cairan pleura yang berfungsi sebagai pelumas paru-paru. Cairan pleura berasal dari plasma darah yang masuk secara eksudasi. Dinding rongga pleura bersifat permeabel terhadap air dan zat-zat lain. Paru-paru tersusun oleh bronkiolus, alveolus, jaringan elastik, dan pembuluh darah. Paru-paru berstruktur seperti spon yang elastis dengan daerah permukaan dalam yang sangat lebar untuk pertukaran gas. Di dalam paru-paru, bronkiolus bercabang-cabang halus dengan diameter ± 1 mm, dindingnya makin menipis jika dibanding dengan bronkus. Bronkiolus tidak mempunyi tulang rawan, tetapi rongganya masih mempunyai silia dan di bagian ujung mempunyai epitelium berbentuk kubus bersilia. Pada bagian distal kemungkinan tidak bersilia. Bronkiolus berakhir pada gugus kantung udara (alveolus). Alveolus terdapat pada ujung akhir bronkiolus berupa kantong kecil yang salah satu sisinya terbuka sehingga menyerupai busa atau mirip sarang tawon. Oleh karena alveolus berselaput tipis dan di situ banyak bermuara kapiler darah maka memungkinkan terjadinya difusi gas pernapasan. Mekanisme Pernafasan Pernapasan adalah suatu proses yang terjadi secara otomatis walau dalam keadaan tertidur sekalipun karma 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, sedangkan 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. a. Pernapasan Dada Pernapasan dada adalah pernapasan yang melibatkan otot antartulang rusuk. Mekanismenya dapat dibedakan sebagai berikut. 1. 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. 2. Fase ekspirasi. Fase ini merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot antara tulang

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. Gambar 1 Mekanisme inspirasi dan ekspirasi pada manusia b. Pernapasan Perut Pernapasan perut merupakan pernapasan yang mekanismenya melibatkan aktifitas otot-otot diafragma yang membatasi rongga perut dan rongga dada. Mekanisme pernapasan perut dapat dibedakan menjadi dua tahap yakni 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.

Volume Udara Pernafasan Biologi Kelas 2 > Sistem Respirasi 78 < Sebelum Sesudah > Dalam keadaan normal, volume udara paru-paru manusia mencapai 4500 cc. Udara ini dikenal sebagai kapasitas total udara pernapasan manusia. Walaupun demikian, kapasitas vital udara yang digunakan dalam proses bernapas mencapai 3500 cc, yang 1000 cc merupakan sisa udara yang tidak dapat digunakan tetapi senantiasa mengisi bagian paru-paru sebagai residu atau udara sisa. Kapasitas vital adalah jumlah udara maksimun yang dapat dikeluarkan seseorang setelah mengisi paru-parunya secara maksimum. Dalam keadaaan normal, kegiatan inspirasi dan ekpirasi atau menghirup dan menghembuskan udara dalam bernapas hanya menggunakan sekitar 500 cc volume udara pernapasan (kapasitas tidal = ± 500 cc). Kapasitas tidal adalah jumlah udara yang keluar masuk pare-paru pada pernapasan normal. Dalam keadaan luar biasa, inspirasi maupun ekspirasi dalam menggunakan sekitar 1500 cc udara pernapasan (expiratory reserve volume = inspiratory reserve volume = 1500 cc). Lihat skema udara pernapasan berikut ini. Skema udara pernapasan

kapasitas total

Udara cadangan inspirasi1500 Udara pernapasan biasa 500 Udara cadangan ekspirasi 1500 Udara sisa (residu)

kapasitas vital

1000 Dengan demikian, udara yang digunakan dalam proses pernapasan memiliki volume antara 500 cc hingga sekitar 3500 cc. Dari 500 cc udara inspirasi/ekspirasi biasa, hanya sekitar 350 cc udara yang mencapai alveolus, sedangkan sisanya mengisi saluran pernapasan. Volume udara pernapasan dapat diukur dengan suatu alat yang disebut spirometer. Gambar 1 Gambaran skematik spirometer Besarnya volume udara pernapasan tersebut dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain ukuran alat pernapasan, kemampuan dan kebiasaan bernapas, serta kondisi kesehatan. Pertukaran O2 Dan CO2 Dalam Pernafasan Biologi Kelas 2 > Sistem Respirasi 79 < Sebelum Sesudah > Jumlah oksigen yang diambil melalui udara pernapasan tergantung pada kebutuhan dan hal tersebut biasanya dipengaruhi oleh jenis pekerjaan, ukuran tubuh, serta jumlah maupun jenis bahan makanan yang dimakan. Pekerja-pekerja berat termasuk atlit lebih banyak membutuhkan oksigen dibanding pekerja ringan. Demikian juga seseorang yang memiliki ukuran tubuh lebih besar dengan sendirinya membutuhkan oksigen lebih banyak. Selanjutnya, seseorang yang memiliki kebiasaan memakan lebih banyak daging akan membutuhkan lebih banyak oksigen daripada seorang vegetarian. Dalam keadaan biasa, manusia membutuhkan sekitar 300 cc oksigen 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 saat konsentrasi oksigen udara inspirasi berkurang atau karena sebab lain, misalnya konsentrasi hemoglobin darah berkurang. Oksigen yang dibutuhkan berdifusi masuk ke darah dalam kapiler darah yang menyelubungi alveolus. 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 Gbr. .Pertukaran O2 dan CO2 antara alveolus merah atau eritrosit ini tersusun oleh senyawa dan hemin atau hematin yang mengandung unsur besi Pembuluh darah yang menyelubungi dan globin yang berupa protein. Secara sederhana, pengikatan oksigen oleh hemoglobin dapat diperlihat-kan menurut persamaan reaksi bolak-balik berikut ini : Hb4 + O2 4 Hb O2 (oksihemoglobin) berwarna merah jernih Reaksi di atas dipengaruhi oleh kadar O2, kadar CO2, tekanan O2 (P O2), perbedaan kadar O2 dalam jaringan, dan kadar O2 di udara. Proses difusi oksigen ke dalam arteri demikian juga difusi CO2 dari arteri dipengaruhi oleh tekanan O2 dalam udara inspirasi.

Tekanan seluruh udara lingkungan sekitar 1 atmosfir atau 760 mm Hg, sedangkan tekanan O2 di lingkungan sekitar 160 mm Hg. Tekanan oksigen di lingkungan lebih tinggi dari pada tekanan oksigen dalam alveolus paru-paru dan arteri yang hanya 104 mm Hg. Oleh karena itu oksigen dapat masuk ke paru-paru secara difusi. Dari paru-paru, O2 akan mengalir lewat vena pulmonalis yang tekanan O2 nya 104 mm; menuju ke jantung. Dari jantung O2 mengalir lewat arteri sistemik yang tekanan O2 nya 104 mm hg menuju ke jaringan tubuh yang tekanan O2 nya 0 - 40 mm hg. Di jaringan, O2 ini akan dipergunakan. Dari jaringan CO2 akan mengalir lewat vena sistemik ke jantung. Tekanan CO2 di jaringan di atas 45 mm hg, lebih tinggi dibandingkan vena sistemik yang hanya 45 mm Hg. Dari jantung, CO2 mengalir lewat arteri pulmonalis yang tekanan O2 nya sama yaitu 45 mm hg. Dari arteri pulmonalis CO2 masuk ke paru-paru lalu dilepaskan ke udara bebas. Berapa minimal darah yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan oksigen pada jaringan? Setiap 100 mm3 darah dengan tekanan oksigen 100 mm Hg dapat mengangkut 19 cc oksigen. Bila tekanan oksigen hanya 40 mm Hg maka hanya ada sekitar 12 cc oksigen yang bertahan dalam darah vena. Dengan demikian kemampuan hemoglobin untuk mengikat oksigen adalah 7 cc per 100 mm3 darah. Pengangkutan sekitar 200 mm3 C02 keluar tubuh umumnya berlangsung menurut reaksi kimia berikut: C02 + H20

(karbonat anhidrase) H2CO3

Tiap liter darah hanya dapat melarutkan 4,3 cc CO2 sehingga mempengaruhi pH darah menjadi 4,5 karena terbentuknya asam karbonat. Pengangkutan CO2 oleh darah dapat dilaksanakan melalui 3 Cara yakni sebagai berikut. 1. Karbon dioksida larut dalam plasma, dan membentuk asam karbonat dengan enzim anhidrase (7% dari seluruh CO2). 2. Karbon dioksida terikat pada hemoglobin dalam bentuk karbomino hemoglobin (23% dari seluruh CO2). 3. Karbon dioksida terikat dalam gugus ion bikarbonat (HCO3) melalui proses berantai pertukaran klorida (70% dari seluruh CO2). Reaksinya adalah sebagai berikut. CO2 + H2O

H2CO3

H+ + HCO-3

Gangguan terhadap pengangkutan CO2 dapat mengakibatkan munculnya gejala asidosis karena turunnya kadar basa dalam darah. Hal tersebut dapat disebabkan karena keadaan Pneumoni. Sebaliknya apabila terjadi akumulasi garam basa dalam darah maka muncul gejala alkalosis. Energi Dalam Pernafasan Biologi Kelas 2 > Sistem Respirasi 80 < Sebelum Sesudah > Energi yang digunakan dalam kegiatan respirasi bersumber dari ATP (Adenosin Tri Fosfat) yang ada pada masing-masing sel. ATP berasal dari bahan-bahan karbohidrat yang diubah menjadi fosfat melalui tiga tahapan. Mula-mula proses glikolisis oleh enzim glukokinase membentuk piruvat pada siklus Glukosa (Tahap I) kemudian tahap II, yakni siklus krebs (TCA = Tri

Caboxylic Acid Cycle) kemudian tahap III, yakni tahap transfer elektron. Glikolisis terjadi di sitoplasma, siklus krebs terjadi di mitokondria. Ketiga tahap di atas dapat dilihat pada skema berikut ini. Gangguan Pada Respirasi Biologi Kelas 2 > Sistem Respirasi 81 < Sebelum Sesudah > Gangguan pada sistem pernapasan adalah terganggunya pengangkutan O2 ke sel-sel atau jaringan tubuh; disebut asfiksi. Asfiksi ada bermacam-macam misalnya terisinya alveolus dengan cairan limfa karena infeksi Diplokokus pneumonia atau Pneumokokus yang menyebabkan penyakit pneumonia. Pada orang yang tenggelam, alveolusnya terisi air sehingga difusi oksigen sangat sedikit bahkan tidak ada sama sekali sehingga mengakibatkan orang tersebut shock dan pernapasannya dapat terhenti. Orang seperti itu dapat ditolong dengan mengeluarkan air dari saluran pernapasannya dan melakukan pernapasan buatan tanpa alat dengan cara dari mulut ke mulut dengan irama tertentu dan menggunakan metode Silvester dan Hilger Neelsen. Asfiksi dapat pula disebabkan karena penyumbatan saluran pernapasan oleh kelenjar limfa, misalnya polip, amandel, dan adenoid. Peradangan dapat terjadi pada rongga hidung bagian atas dan disebut sinusitis, peradangan pada bronkus disebut bronkitis, serta radang pada pleura disebut pleuritis. Paru-paru juga dapat mengalami kerusakan karena terinfeksi Mycobacterium tuber culosis penyebab penyakit TBC. Pengangkutan O2 dapat pula terhambat karena tingginya kadar karbon monoksida dalam alveolus sedangkan daya ikat (afinitas) hemoglobin jauh lebih besar terhadap CO daripada O2 dan CO2. Keracunan asam sianida, debu, batu bara dan racun lain dapat pula menyebabkan terganggunya pengikatan O2 oleh hemoglobin dalam pembuluh darah, karena daya afinitas hemoglobin juga lebih besar terhadap racun dibanding terhadap O2. Gejala alergi terutama asma dapat pula menghinggapi sistem pernapasan begitu juga kanker dapat menyerang paru-paru terutama para perokok berat. Penyakit pernapasan yang sering terjadi adalah emfisema berupa penyakit yang terjadi karena susunan dan fungsi alveolus yang abnormal.