Bernafas identik dengan barter, saat bernafas, kita melakukan barter udara dari alam bebas ke dalam tubuh. Kita menghirup O₂ (oksigen) dari udara dan memasukkannya ke dalam tubuh (inpirasi), lalu kita mengeluarkan CO₂ (karbon dioksida) dari tubuh kita kembali ke udara (ekspirasi).

Proses bernafas berlangsung secara otomatis. Bahkan saat kita tidur atau pingsan sekalipun, kita tetap bernafas. Tujuan dari bernafas adalah untuk memperoleh energi dari hasil pembakaran zat makanan di dalam sel tubuh kita yang dibantu oleh oksigen.

Dalam pembahasan kali akan di bahas tentang sistem pernapasan,  mekanisme pernapasan (proses pertukaran udara), dan gangguan/penyakit pada sistem pernapasan.

Saluran Pernapasan Pada Manusia

Rongga hidung (nasal)

Hidung adalah rongga pernapasan yang pertama dilalui udara luar. Di dalam rongga hidung terdapat rambut dan selaput lendir yang berguna untuk menyaring udara masuk. Lendir ini juga berguna untuk melembabkan udara dan menyesuaikan suhu udara yang akan masuk ke dalam paru paru.

Tekak (Pharynk)

Tekak merupakan percabangan dua saluran, yaitu saluran tenggorokan (trakea) yang merupakan saluran pernapasan, dan saluran kerongkongan (esophagus) yang merupakan saluran pencernaan.

Pangkal tenggorokan

Pangkal tenggorokan (larynx) merupakan bagian pangkal dari tenggorokan (trakea) yang tersusun atas tulang bawa berupa lempengan dan membentuk struktur jakun.

Diatas larynx terdapat katub bergfungsi mencegah makanan dan minuman masuk ke saluran pernapasan. Pada pangkal laring terdapat selaput suara. Selaput suara akan bergetar jika terhembus udara dari paru paru.

Tenggorokan (trakea)

Tenggorokan terletak di depan kerongkongan, berbentuk pipa dengan panjang ±10 cm. Dinding traker terbentuk dari 3 lapis, yaitu lapisan dalam berupa ephitel berambut getar (silia) dan berlendir, lapisan tengah berupa susunan tulang rawan bertumpuk seperti cincin, dan lapisan luar tersusun atas jaringan ikat.

Cincin tulang rawan berfungsi untuk mempertahankan  bentuk pipa pada batang tenggorokan, sedangkan selaput lendir yang sel selanya berambut getar berfungsi menolak debudan benda asing yang masuk bersama udara pernapasan.

Akibat tolakan secara paksa tersebut kita akan batuk atau bersin. Tenggorokan akan bercabang dua disebut bronkus, yaitu bronkus kiri dan bronkus kanan. Struktur bronkus kanan lebih pendek dibandingkan bronkus sebelah kiri. Kedua bronkus masing masing masuk ke dalam paru paru.

Paru paru

Di dalam paru paru, bronkus bercabang menjadi bronkiolus yang menuju ke setiap lobus (belahan) paru paru. Bronkus di paru paru sebelah kanan (pulmo dexter) bercabang menjadi 3 bronkiolus, sedangkan di paru paru sebelah kiri (pulmo sinister) bercabang menjadi 2 bronkiolus. Cabang bronkiolus yang paling kecil masuk kedalam gelembung paru paru yang disebut alveolus. Dinding alveolus mengandung banyak kapiler darah. Melalui kapiler darah oksigen yang berada dalam alveolus berdifusi masuk ke dalam darah.

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).

Mekanisme Pernapasan Manusia

Ada tiga tahap proses barter/pertukaran gas yang terjadi dalam sistem pernapasan manusia. Adapun penjelasannya sebagai berikut:

1. Proses pernapasan adalah proses pertukaran, yaitu inspirasi dan ekspirasi. Pada tahap awal, terjadi inspirasi, yaitu udara masuk ke dalam paru paru sehingga volume paru paru mengembang dan tekanan udara di paru paru mengecil, O_{2 ­}dari udara diteruskan ke saluran pernapasan selanjutnya.
2. Proses pengangkutan gas oleh saluran pernapasan. Proses ini terjadi alveolus akan berdifusi ke dalam darah di pembuluh darah. Dilanjutkan dengan pernapasan dalam, dimanan O₂ do di dalam sel darah akan terikat dengan hemoglobin dalam sel darah merah dan dibawah oleh darah ke semua sel tubuh kita.
3. Proses pertukaran gas di dalam sel tubuh.

Proses ini disebut uga pernapasan sel. Pada tahap 3, sel tubuh kita akan menerima O₂ dari darah. Oksigen (O₂) ini digunakan oleh sel tubuh khususnya mitokondria untuk proses respirase sel. Hasil respirasi sel berupa zat sisa yaitu CO_2. Zat sisi hasil respirasi harus dikeluarkan karena bersifat racun.

Pada proses pengeluaran CO₂ dikeluarkan dari tubuh (mitokandaria) ke sel darah merah (perpanasan dalam). Selanjutnya CO₂ dari sel darah merah dikeluarkan ke alveolus paru paru (pernapasan luar). Dari alveolus/paru paru, CO₂  dikeluarkan dari tubuh (kembali ke tahap 1: melalui trakea ke hidung dan ke luar tubuh = ekspirasi). Pada saat ekspirasi, karena udara dihembuskan keluar paru paru, volume paru paru mengecil dan tekanan udara dalam paru paru lebih besar dari tekanan udara diluar tubuh.

Proses ini berlangsung silih berganti non-stop, karena tubuh kita harus terus menerus memerlukan O₂ dan harus mengeluarkan CO_2.

Secara singkat untuk memudahkan pemahaman, berikut ini mekanisme pernapasan.

Inpirasi → Pernapasan luar → Pernapasan dalam → pernapasan sel → pernapasan dalam → pernapasan luar →  ekspirasi

Umumnya manusia bernafas dengan dua cara, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut.

1. Pernapasan dada, yaitu pernapasan yang melibatkan otot antartulang rusuk (muskulus interkostalis eksternal).

Inpirasi: otot antar tulang rusuk berkontraksi dan mengembang → ringga dada membesar → tekanan udara rongga dada lebih kecil dari tekanan udara luar tubuh → udara (O₂) keluar tubuh.

Ekspirasi: otot antar tulang rusuk berelaksasi dan menurun kembali → rongga dada mengecil ke bentuk semula → tekanan udara rongga dada lebih besar dari tekanan udara luar tubuh .

2. Pernapasan perut : pernapasan yang melibatkan otot diafragma, yaitu pembatas antara rongga perut dan rongga dada

Inspirasi : otot diafragma berkontraksi sehingga mendatar → rongga dada membesar → tekanan  udara rongga dada lebih kecil dari tekanan udara di luar tubuh ® udara (O₂) masuk ke tubuh

Ekspirasi : otot diafragma berelaksasi sehingga kembali ke posisi semula, yaitu melengkung → rongga dada mengecil → tekanan udara rongga dada lebih besar dari tekanan udara diluar tubuh → udara (CO₂) keluar tubuh

Oksigen yang masuk dan keluar melalui alat alat pernapasan, disebut udara pernapasan. Udara pernapasan dapat dibagi menjadi udara pernapasan biasa, udara cadangan inspirasi, udara cadangan cadangan inspirasi, dan udara residu.

• • Udara pernapasan biasa (volume tidal) = VT = udara masuk dan keluar paru paru pada pernapasan biasa volumenya 500 ml
  • Udara cadangna inspirasi (volume komplementer) = VK = udara yang masih dapat dimasukkan ke paru paru secara maksimal setelah udara tidal/inspirasi biasa. Volumenya 2500 – 3000 ml
  • Udara cadangan ekspirasi (volume suplementer) = VS = udara yang masih dapat dikeluarkan dari paru paru secara maksimal setelah udara tidal/ekspirasi biasa. Volumenya 1.250 -1.300 ml
  • Udara residu = VR = udara yang tersisa di dalam paru paru, fungsinya untuk menjaga agar paru paru tetap dalam keadaan mengembang. Volumenya 1.200 ml.

Volume udara pernapasan berkisar antara 500 – 3.500 ml. Dari 500 ml udara yang dihirup, hanya 350 ml yang sampai di alveolus, sisanya hanya sampai saluran pernapasan. Tapi itu sudah cukup, karena volume oksigen yang diperlukan sehari untuk tiap individu adalah 300 cc.

Kapasitas Paru – paru

Merupakan kemampuan paru paru mengeluarkan udara secara maksimal setelah melakukan inspirasi secara maksimal. Alat yang dapat digunakan untuk mengukur kapasitas paru paru disebut sprimeter.

Kapasitas paru paru dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut

1. Kapasitas vital, yaitu kapasitas udara maksimum yang dapat dihirup ke dalam/dihembuskan ke luar paru paru

KV = VT + VK + VS

Kapasitas paru paru ± 4.750 ml

2. Kapasitas total, yaitu kapasitas udara maksimu yang dapat ditampung oleh paru paru

KT = KV + VR

Kapasitas total parau ± 5.800 ml.

Frekuensi Pernapasan

Frekuensi pernapasan adalah intensitas memasukkan atau mengeluarkan udara per menit. Pada umumnya intensitas pernapasan pada manusia berkisar antara 16 18 kali.

Faktor yang mempengaruhi kecepatan frekuensi pernapasan adalah sebagai berikut:

1. Usia

Balita memiliki frekuensi pernapasan lebih cepat dibandingkan manula. Semakin bertambah usia, intensitas pernapasan akan semakin menurun.

2. Jenis kelamin

Laki laki memiliki frekuensi pernapasan lebih cepat dibandingkan dengna perempuan

3. Suhu tubuh

Semakin tinggi suhu tubuh (demam) maka frekuensi pernapasan akan semakin cepat

4. Posisi tubuh

Frekuensi pernapasan meningkat saat berjalan atau berlari dibandingkan posisi diam. Frekuensi pernapasan posisi berdiri lebih cepat dibandingkan posisi duduk. Frekuensi pernapasan posisi tidur terlentang lebih cepat dibandingkan dengna posisi telungkup

5. Aktivitas

Semakin tinggi aktivitas, maka frekuensi pernapasan akan semakin cepat.

Gangguan Dan Penyakit Sistem Pernapasan

1. Influenza (flu), penyakit dengan gejala pilek, hidung tersumbat dan tenggorokan gatal yang disebabkan oleh virus influenza
2. Asma (sesak napas), penyakit penyumbatan saluran pernapasan yang disebabkan alergi terhadap rambut, bulu, debu, atau tekanan psikologis. Asma bersifat menurun.
3. Tuberkulosis (TBC), panyakit paru paru akibat infeksi bakteri Mycobacterium tuberculosis yang menyebabkan bintil bintil atau peradangan pada dinding Akibatnya, difusi O₂ terganggu dan penderita menjadi kesulitan bernapas.
4. Peradangan pada sistem pernapasan manusia.

• • Rinitis, terjadi karena reaksi alergi terhadap perubahan cuaca buruk, serbuk sari, dan debu. Produksi lendir meningkat.
  • Faringitis, radang pada faring akibat infeksi oleh bakteri Streptococcus. Tenggorokan sakit dan tampak berwarna merah. Penderita hendaknya istrahat dan diberi antibiotik.
  • Laringitis, radang pada laring. Penderita menjadi serak atau kehilangan suara. Penyebabnya, antara lain karena infeksi, terlalu banyak merokok, dan minum alkohol.
  • Bronkotis, randang pada cabang tenggorokan akibat infeksi. Penderita yang mengalami demam dan banyak mengahilkan lendir yang menyumbat batang tenggorokan
  • Sinusitis, radang pada sinus. Sinus letaknya di daerah pipi kanan dan kiri batang hidung. Biasanya didalam sinus terkumpul nanah yang harus dibuang melalui operasi

5. Asfiksi, gangguan pernapasaan saat pengangkutan dan penggunaan oksigen yang disebabkan oleh: tenggelam (alveolus terisi air), pneumonia (alveolus terisi cairan lendiri dan cairan linfa), keracunan C) dan HCN, atau gangguan sistem sitokrom (enzim pernapasan)
6. Asidosis, tingginya kadar asam karbonat dan asam bikarbonat dalam darah hingga pernapasan terganggu
7. Difteri, penyumbatan pada rongga faring oleh lendir yang dihailkan kuman difteri (bakteri Corynebacterium diptherial)
8. Emfisema paru paru, jumlah udara yang berlebihan di dalam paru paru. Hal ini dapat disebabkan faktor faktor berikut:

• • Rokok dan bahan lain yang mengiritasi bronkus sehingga menganggu sistem pernapasan
  • Kelebihan lendir akibat peradangan bronkiolus
  • Gangguan saluran pernapasan sehingga susah melakukan ekspirasi, akibatnya alveolus menjadi meregang

9. Pneumonia, penyakit infeksi oleh virus atau bakteri pada alveolus yang menyebabkan terjadinya radang paru paru akibatnya paru paru terisi cairan dan sel darah merah berlebihan
10. Pleuritis, radang pada selaput paru paru (pleura)
11. Hipoksi, kekurangan oksigen di dalam jaringan. Bila cukup berat, hipoksida dapat menyebabkan kematian sel sel. Penyakit ini, dapat disebabkan oleh terjadinya penekanan aktivitas mental (kadang kadang memuncak sampai koma) dan menurunkan kapasitas kerja otot
12. Sianonis, kebiruan pada kulit yang disebabkan karena jumlah hemoglobin deoksigeniasi yang berlebihan di dalam pembuluh darah kulit, terutama dalam kapiler
13. SARS, (Sever Acute Respiratory System), infeksi saluran pernapasan yang disebabkan virus SARS
14. Flu burung, infeksi paada burung dan mamalia (manusia) akibat virus influenza tipe A.

lihat juga