Pernapasan pada manusia merupakan aktivitas mengambil dan mengeluarkan udara pernapasan. Pengambilan udara pernapasan disebut ide sedangkan pengeluaran udara pernapasan disebut ekspirasi. Pernapasan atau pertukaran gas pada insan berlangsung melalui dua tahap yaitu pernapasan luar (eksternal) dan pernapasan dalam (internal).
Pernapasan luar merupakan pertukaran gas oksigen dan karbondioksida yang terjadi antara udara dan darah. Selama pernapasan luar, di dalam paru-paru akan terjadi pertukaran gas yaitu karbondioksida meninggalkan darah dan oksigen masuk ke dalam badan melalui difusi. Selanjutnya, sejenis protein dalam sel darah merah yang disebut hemoglobin (Hb) mengikat oksigen dan menjadi oksihemoglobin (HbO2).
Reaksinya yakni sebagai berikut :
Hb + O2 ---------> HbO2
Pernapasan dalam merupakan pertukaran gas di dalam jaringan tubuh. pada pernapasan dalam, darah masuk ke dalam jaringan tubuh. oksigen melepaskan ikatannya dengan hemoglobin dan berdifusi masuk ke dalam cairan jaringan tubuh.
Reaksi kimianya yakni sebagai berikut :
HbO2 -----------> Hb + O2
Proses difusi oksigen terjadi sebab tekanan parsial oksigen dalam kapiler darah lebih tinggi dari pada tekanan parsial oksigen dalam sel-sel tubuh. sehabis hingga dalam jaringan, gas oksigen dipakai untuk respirasi sel, yaitu untuk mengoksidasi zat masakan (glukosa) sehingga sanggup dihasilkan energi, gas CO2, dan uap air. Energi hasil respirasi sel berupa ATP. ATP ini dibuat melalui tiga tahapan yaitu glikolisis, daur krebs, dan transfer elektron.
Proses pembentukan energi ATP yakni sebagai berikut :
C6H12O6 + 6O2 ---------> 6CO2 + 6H2O + 38 ATP
Semakin banyak oksigen yang dipakai oleh sel-sel tubuh, semakin banyak karbondioksida yang terbentuk dari proses respirasi. Hal tersebut menyebabkan tekanan parsial karbon dioksiada dalam sel-sel badan lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan parsial karbon dioksida dalam kapiler darah.
Oleh sebab itu, karbon dioksida akan berdifusi dari sel-sel badan ke kapiler darah yang kemudian akan dibawa eritrosit menuju ke paru-paru. Di dalam paru-paru, karbon dioksida akan berdifusi dari kapiler darah menuju alveolus. Hal ini terjadi sebab tekanan parsial karbon dioksida di kapiler darah lebih tinggi dari pada tekanan parsial karbon dioksida di dalam alveolus. Akhirnya karbon dioksida dikeluarkan dari badan melalui ekspirasi.
Pada keadaan biasa, badan insan menghasilkan 200 ml karbon dioksida per hari. Pengangkutan karbondioksida di dalam darah sanggup dilakukan dengan tiga cara berikut.
Sekitar 60%-70% CO2 diangkut dalam bentuk ion bikarbonat (HCO3-) oleh plasma darah, sehabis asam karbonat yang terbentuk dalam darah terurai menjadi ion hidrogen (H+) dan ion bikarbonat. Ion H+ bersifar racun sehingga segera diikat oleh Hb. Sementara itu ion bikarbonat meninggalkan eritrosit masuk ke plama darah. Kedudukan ion bikarbonat dalam eritrosit diganti dengan ion klorit.
Persamaan reaksinya yakni sebagai berikut :
H2O + CO2 -----------> H2CO3 -----> H+ + HCO-3
Kurang lebih 25 persen CO2 diikat oleh hemoglobin membentuk karboksihemoglobin. Reaksi karbondioksida dengan hemoglobin yakni sebagai berikut :
CO2 + Hb ------------> HbCO2
Karbonoksihemoglobin disebut juga karbominohemoglobin sebab kepingan hemoglobin yang mengikat karbondioksida yakni gugus amino. Reaksinya yakni sebagai berikut :
CO2 + RNH2 -------->RNHCOOH
Sekitar 6-10 % CO2 diangkut oleh plasma darah dalam bentuk senyawa asam karbonat (H2CO3)
Tidak semua karbondioksida yang diangkut darah melalui paru-paru dibebaskan ke udara. Darah yang melewati paru-paru hanya membebaskan 10% CO2. Sisanya sebesar 90% tetap bertahan dalam darah dalam bentuk ion-ion karbonat. Ion-ion karbonat berperan dalam menjaga stabilitas pH darah.
Apabila terjadi gangguan pengangkutan karbondioksida dalam darah, kadar asam karbonat akan meningkat sehingga kadar alkali turun. Hal ini akan menyebabkan gangguan fisiologis yang disebut asidosis. Sebaliknya, apabila terjadi akumulasi garam basa dalam darah, sanggup muncul tanda-tanda alkalosis.
Keluar masuknya udara di dalam paru-paru dipengaruhi oleh perbedaan tekanan udara dalam rongga
dada dengan tekanan udara di luar tubuh. kalau tekanan udara di luar rongga dada lebih besar, udara akan masuk. Sebaliknya, kalau tekanan di dalam rongga dada lebih besar, udara akan keluar.
Berdasarkan jenis otot yang berperan aktif, pernapasan insan dibedakan menjadi dua, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut.
Pernapasan dada
Otot yang berperan aktif dalam pernasapan dada yakni otot antartulang rusuk (interkostal). Mekanisme pernapasan insan dengan pernapasan dada yakni sebagai berikut :
Pada fase inspirasi, apabila otot antartulang rusuk kepingan luar (interkostal eksternal) berkontraksi, tulang-tulang rusuk terangkat sehingga volume rongga dada membesar. Hal ini menyebabkan tekanan dalam rongga dada lebih kecil dari pada tekanan udara di luar tubuh. akibatnya, udara di luar masuk ke dalam paru-paru.
Pada fase ekspirasi, apabila otot antartulang rusuk kepingan dalam (interkostal internal) berkontraksi, tulang-tulang rusuk kembali ke posisi semula sehingga volume rongga dada mengecil. Hal ini menyebabkan tekanan dalam rongga dada lebih besar dari pada tekanan udara di luar tubuh. akibatnya, udara dalam rongga dada keluar dari paru-paru.
Pernapasan perut
Otot yang berperan aktif dalam pernapasan perut yakni otot diafragma dan otot dinding rongga perut. Mekanisme pernapasan perut yakni sebagai berikut :
Pada fase inspirasi, apabila otot diafragma berkontraksi, maka posisi diafragma akan mendatar. Hal ini menyebabkan volume rongga dada membesar sehingga tekanan udara di dalamnya mengecil. Akibatnya, udara masuk ke dalam paru-paru.
Pada fase ekspirasi, apabila otot diafragma berelaksasi dan otot dinding perut berkontraksi, isi rongga perut akan tersedak ke diafragma. Hal ini menyebabkan posisi diafragma akan cekung ke arah rongga dada. Akibatnya, rongga dada mengecil dan tekanannya meningkat sehingga udara terdorong keluar dari paru-paru.
Demikiahlah klarifikasi mengenai mekanisme pernapasan pada manusia. Semoga goresan pena ini bermanfaat untuk kita semua.
