C. Mekanisme

Mekanisme Pernapasan

images (1)

Proses pernapasan dimulai ketika kita menghirup udara. Udara yang kita hirup tersebut masuk melalui hidung (atau, kadang-kadang juga lewat mulut. Menghirup napas dengan mulut merupakan cara alternatif yang sangat berguna pada saat keadaan tertentu. Jika tidak, maka kita semua akan mati bila sedang mengalami hidung tersumbat!). Seperti telah dijelaskan pada bagian organ-organ pernapasan, bulu-bulu didalam lubang hidung kita menangkap debu dan partikel-partikel lain yang mungkin ikut masuk saat kita menghirup napas. Dari lubang hidung udara kemudian akan masuk ke saluran hidung, di mana udara tersebut kemudian dilembabkan oleh lendir dan dihangatkan oleh jaringan padat kapiler. Pada saat ini, molekul bau yang ada di udara yang kita hirup juga ditangkap dan dideteksi oleh sel-sel yang terlibat dalam indra penciuman kita. Dari bagian hidung, udara kemudian masuk melewati faring, yakni bagian dari tenggorokan yang berada didepan kerongkongan. Selanjutnya, udara masuk melalui laring, atau kotak suara, dan berlanjut ke trakea. Trakea merupakan suatu tabung pendek yang tersusun atas serangkaian cincin tulang rawan. Cincin ini menjaga jalur pernapasan agar terbuka ketika kita menelan makanan, sehingga menyebabkan esofagus yang terletak tepat di belakang trakea menggembung. Trakea memiliki dua cabang yang disebut bronkus yang masing-masing mengarah ke paru-paru bagian kanan dan bagian kiri, dan kemudian beranjak ke tubulus-tubulus kecil dan ke tubulus lebih kecil lainnya, yang akhirnya berakhir di kantung-kantung kecil yang disebut alveoli. Didalam alveoli inilah pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida terjadi.

3Kita memiliki jumlah total sekitar 300 juta alveoli dalam paru-paru kita. Setiap alveolus terperangkap dalam jaring-jaring kapiler. Baik alveolus maupun kapiler disekitar alveolus memiliki dinding yang sangat tipis, yang terdiri dari hanya satu sel pipih tunggal. Oksigen bergerak melalui membran-membran sel alveoli dan kemudian melewati membran sel kapiler dan menuju ke darah. Di dalam darah, oksigen diikat oleh hemoglobin, yaitu suatu molekul didalam sel darah merah, dan kemudian diedarkan ke seluruh sel tubuh. Pada waktu yang sama, karbon dioksida dan limbah-limbah sel lainnya meninggalkan sel-sel tubuh dan bergerak pindah ke kapiler-kapiler dan masuk ke aliran darah. Mereka kemudian dibawa oleh darah menuju ke paru-paru. Didalam paru-paru, gas sisa tersebut bergerak melewati membran sel kapiler menuju ke alveoli dan dibuang keluar dari tubuh ketika kamu mengeluarkan napas. Proses pertukaran gas dari kapiler ke alveoli ini disebut difusi.

4Difusi terjadi ketika molekul gas bergerak dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke daerah dengan konsentrasi rendah. Karena ada lebih banyak oksigen dalam alveolus dibandingkan dalam darah terdeoksigenasi (darah yang kandungan oksigennya rendah) dari kapiler, oksigen berdifusi dari alveolus ke dalam darah. Dengan cara yang sama, karbon dioksida berdifusi dari darah ke alveolus dikarenakan lebih banyak karbon dioksida terkandung dalam darah terdeoksigenasi daripada dalam alveolus.

Ketika kita menghembuskan napas, jalur keluarnya udara menjadi kebalikan dari jalur masuknya udara. Udara keluar dari alveoli terus ke atas melalui tubulus pada bronkus, kemudian melewati trakea, dan keluar melalui hidung atau mulut. Saat udara melewati laring, udara dapat menggetarkan seperangkat pita suara yang menghasilkan gelombang suara. Kita mengontrol otot-otot yang meregangkan pita suara untuk menghasilkan suara-suara yang berbeda ketika kita berbicara.

5

Bagaimana kita memindahkan udara ke dalam dan keluar dari paru-paru? Paru-paru berada di dalam rongga diantara tulang-tulang rusuk dalam sebuah kantong berisi udara yang disebut rongga dada (toraks). Bagian bawah rongga dada adalah lembaran otot yang disebut diafragma. Ketika diafragma berada dalam keadaan rileksasi, yakni keadaan ketika ia berbentuk seperti kubah merupakan keadaan yang terjadi ketika kita menghembuskan napas. Ketika kita menghirup udara, diafragma mengalami kontraksi. Hal ini menyebabkan bentuk diafragma cenderung mendatar sehingga meningkatkan volume rongga dada. Otot-otot antar tulang rusuk kita juga akan ikut berkontraksi, menarik tulang rusuk ke atas dan meninggalkan posisinya semula di daerah dada yang menyebabkan meningkatnya volume rongga dada. Kegiatan ini menyebabkan volume rongga dada meningkat, sedangkan jumlah udara di dalamnya tetap. Lalu apa yang terjadi akibat keadaan ini? Tekanan udara didalam rongga dada akan turun. Udara akan tersedot masuk ke dalam paru-paru dan mengisi alveoli. Hal ini tidak jauh berbeda dari meremas mainan bebek-bebek karet dengan lubang dibagian bawahnya. Bebek karet ini menyedot udara masuk kedalamnya lewat lubang yang terdapat dibagian bawahnya ketika tidak diremas, dan meningkatkan volume udara didalamnya. Atau seperti pompa sepeda yang menyedot udara ketika kamu menarik kembali tuasnya. Ketika kita menghembuskan napas, otot diafragma dan tulang rusuk akan mengalami rileksasi, sehingga mengurangi volume rongga dada. Hal ini meningkatkan tekanan udara di rongga dada dan mendorong udara keluar dari paru-paru. Pada setiap tarikan napasnya hanya sekitar 10 persen dari udara di paru-paru yang ditukar dengan udara dari luar, tapi jumlah itu sudah cukup untuk menjaga persediaan oksigen bagi jaringan tubuh kita.

6

Kita bernapas sekitar 12 kali per menit. Berbeda dengan detak jantung kita, kita memiliki kontrol atas seberapa sering dan seberapa dalamnya kita menghirup napas. Namun, kita tidak perlu khawatir “lupa” bernapas, karena pernapasan dikendalikan bersama dengan kegiatan sadar lainnya oleh otak. Sinyal dari otak memberi perintah pada otot-otot dada dan perut untuk berkontraksi dan berelaksasi. Kamu tidak perlu susah-susah berpikir untuk bernapas, karena bernapas akan terjadi secara otomatis sama seperti detak jantungmu. Otak mampu mengubah rerata tarikan napasmu tergantung jumlah dari karbon dioksida yang terkandung dalam darah. Jika jumlah karbon dioksida meningkat, maka rerata tarikan napasmu akan meningkat pula, dan sebaliknya, akan menurun jika jumlah karbon dioksida dalam darah juga menurun. Kamu juga memiliki kontrol akan pernapasanmu; kamu dapat menahan napas jika kamu mau. Meskipun pada akhirnya, otak akan merespon pada kenaikan jumlah karbon dioksida dalam darah dan memberi sinyal atau perintah kepada otot-otot dada dan perut untuk bekerja secara otomatis. Kamu akan bernapas tidak peduli kamu menginginkannya atau tidak.

info sains

Apa yang terjadi ketika kamu cegukan?

hiccup

Pernahkah kamu mengalami cegukan? Cegukan berasal dari kontraksi kekejangan tiba-tiba pada diafragma. Udara tersedot masuk ke dalam saluran pernapasan, dan pita suara tertutup, menciptakan suara “hik” yang khas. Cegukan bisa disebabkan oleh iritasi pada diafragma, termasuk makan terlalu banyak atau pun makan terlalu cepat. Cegukan biasanya hilang dengan sendirinya setelah beberapa menit. Namun demikian, menurut catatan Guinness Book of World Records, seorang petani babi bernama Bapak Charles Osborne dari Anthon, Iowa, mengalami cegukan nonstop sejak tahun 1922 sampai tahun 1990 dengan total sekitar 430 juta “hik”!

Ada beberapa cara yang dipercaya mampu mengatasi cegukan, diantaranya adalah dengan menahan napas selama beberapa waktu. Selain itu, cara lainnya yakni dengan meminum air dingin, memakan gula pasir, atau mendapat kejutan (kaget).

Jenis-jenis Pernapasan Manusia

1)      Pernapasan dada

Pernapasan dada adalah pernapasan yang melibatkan otot antartulang rusuk. Mekanismenya dapat dibedakan sebagai berikut.

1.1)      Tahap inspirasi

Otot-otot tulang dada dan tulang rusuk berkontraksi, tulang dada dan tulang rusuk terangkat sehingga rongga dada membesar, akibatnya tekanan dalam rongga dada mengecil dan paru-paru mengembang. Pada saat paru-paru mengembang, tekanan udara di luar lebih besar daripada di dalam paru-paru, akibatnya udara masuk.

1.2)      Tahap ekspirasi

Tahap ini merupakan kebalikan dari tahap inspirasi. Otot-otot tulang dada dan tulang rusuk berelaksasi, tulang dada dan tulang rusuk turun sehingga rongga dada mengecil. Sebagai akibatnya, volume rongga dada mengecil sehingga tekanan di dalamnya pun naik. Pada keadaan ini paru-paru mengempis sehingga udara keluar.

2)      Pernapasan perut

Pernapasan perut adalah pernapasan yang melibatkan aktivitas otot-otot diafragma. Mekanisme pernapasan perut dapat dibedakan sebagai berikut.

2.1)      Tahap inspirasi

Otot-otot diafragma berkontraksi sehingga diafragma mendatar, akibatnya rongga dada membesar. Paru-paru mengembang sehingga tekanan udara di dalam paru-paru menjadi lebih kecil menyebabkan udara masuk ke dalam paru-paru.

2.2)      Tahap ekspirasi

Otot-otot diafragma berelaksasi sehingga diafragma melengkung ke atas, akibatnya rongga dada mengecil. Paru-paru mengempis sehingga tekanan udara dalam paru-paru lebih besar, menyebabkan udara keluar dari paru-paru.

respiration EDIT

 

<<Sebelumnya                                                                                                Selanjutnya>>

______________

Sumber Materi dan Gambar:
Hewitt, Paul G., Suzanne Lyons, John Suchoki, dan Jennifer Yeh. 2007. Conceptual Integrated Science. San Francisco: Pearson Education Inc.
Joko Suryo. 2010. Herbal: Penyembuh Gangguan Sistem Pernapasan. Yogyakarta: B First
National Geographic. 2008. Science: Level Green. Columbus USA: Glencoe/McGraw-Hill Companies, Inc..
http://asalfajar.blogspot.com/2011/01/cegukan.html
http://www.orbit-digital.com
http://sciencewithme.com/learn-about-respiration/

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: