System respirasi dan hubunganya dengan homeostatis
System pernafasan atau respirasi adalah system yang mengatur terhirupnya udara dari luar yang mengandung oksigen (O2) kedalam tubuh serta menghembuskan udara yang banyak mengandung karbondioksida (CO2) sebagai sisa dari oksidasi keluar dari tubuh. Sisa respirasi berperan untuk menukar udara ke permukaan dalam paru-paru. Udara masuk dan menetap dalam sistem pernafasan dan masuk dalam pernafasan otot sehingga trakea dapat melakukan penyaringan, penghangatan dan melembabkan udara yang masuk, juga melindungi organ lembut. Proses respirasi 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(inspirasi). Sebaliknya, apabila tekanan dalam rongga dada lebih besar maka udara akan keluar(ekspirasi). Saluran system pernafasan dibagi menjadi 2 zona yaitu: 1. Zona konduksi berperan sebagai saluran tempat lewatnya udara pernapasan, serta membersihkan, melembabkan dan menyamakan suhu udara pernapasan dengan suhu tubuh. Disamping itu zona konduksi juga berperan pada proses pembentukan suara. Zona konduksi terdiri dari hidung, faring, trakea, bronkus, serta bronkioli terminal. 2. Zona respiratorik Zona respiratorik terdiri dari alveoli, dan struktur yang berhubungan. Pertukaran gas antara udara dan darah terjadi te rjadi dalam alveoli. Selain struktur diatas terdapat pula struktur yang lain, seperti bulu-bulu pada pintu masuk yang penting untuk menyaring partikel-partikel yang masuk. Sistem pernafasan memiliki sistem pertahanan pertahanan tersendiri dalam melawan setiap bahan yang masuk yang dapat merusak.
Fungsi system respirasi: 1. Mengambil oksigen yang kemudian dibawa oleh darah keseluruh tubuh (selselnya) untuk mengadakan pembakaran 2. Mengeluarkan karbon dioksida yang terjadi sebagai sisa dari pembakaran, kemudian dibawa oleh darah ke paru-paru untuk dibuang (karena tidak berguna lagi oleh tubuh) 3. Melembabkan udara. Dalam hubungannya dengan mekanisme homeostatis pada tubuh, system respirasi berperan dalam menyerap O2 dari lingkungan eksternal dan mengeluarkan CO2 ke lingkungan eksternal. Dengan menyesuaikan kecepatan pengeluaran CO2 penghasil asam, sistem pernapasan juga penting untuk mempertahankan pH lingkungan internal yang sesuai(1)
Menurut tempat terjadinya pertukaran gas maka respirasi dapat dibed akan atas 2 jenis, yaitu: respirasi internal dan respirasi ekternal . 1. Respirasi internal Respirasi internal adalah pertukaran gas antara aliran darah (pembuluh darah kapiler) dan sel tubuh di dekatnya. Selama respirasi ini darah akan memberikan 5 – 7 % volume oksigen yang dikandungnya dan mengambil 4 – 6 % volume karbon dioksida dari sel tubuh. Semakin tinggi suhu tubuh, jumlah oksigen yang dilepas ke dalam sel tubuh semakin besar. Di dalam darah oksigen berkombinasi dengan hemoglobin membentuk oxyhemoglobin dalam sel darah merah, dan berfungsi dalam proses metabolisme tubuh. Karbon dioksida sebagai sisa metabolisme akan bereaksi dengan air (H2O) di dalam tubuh untuk membentuk asam karbon (H2CO3), yang kemudian terurai menjadi H+ dan bikarbonat (HCO-3) dan diangkut sel darah merah menuju paru-paru. Di dalam paru – paru, H+ dan HCO-3 bercampur lagi membentuk air (H2O) dan CO2.(2) 2. Respirasi eksternal Istilah respirasi eksternal merujuk ke seluruh rangkaian kejadian dalam pertukaran O2 dan CO2 antara lingkungan eksternal dan sel tubuh. Respirasi eksternal, mencakup empat langkah: - Udara secara bergantian dimasukkan ke dalam dan dikeluarkan dari paru sehingga udara dapat dipertukarkan antara atmosfer (lingkungan eksternal) dan kantong udara (alveolus) paru. Pertukaran ini dilaksanakan oleh tindakan mekanis bernapas, atau ventilasi. Kecepatan ventilasi diatur untuk menyesuaikan aliran udara antara atmosfer dan alveolus sesuai dengan kebutuhan metabolik tubuh terhadap ambilan O2 dan pengeluaran CO2. - O2 dan CO2, dipertukarkan antara udara di alveolus dan darah di dalam kapiler pulmonal (pulmonal berarti "paru") melalui proses difusi. - Darah mengangkut O2 dan CO2 antara paru dan jaringan. - O2 dan CO2 dipertukarkan antara sel jaringan dan darah melalui proses difusi menembus kapiler sistemik (jaringan).(3)
-
-
-
Pengaruh konsentasi CO2 terhadap penurunan pH Konsentrasi CO2 muncul pada perubahan pH darah dan cairan jaringan (cairan sererospinal) yang mengenai otak. CO2 bereaksi dengan air untuk membentuk asam karbonat, yang akan menurunkan pH. Ketika pusat kontrol mendeteksi penurunan pH (peningkatan CO2) cairan serebrospinal atau darah, pusat kontrol tersebut akan meningkatkan kedalaman dan laju pernapasan serta kelebihan CO2 dibuang di dalam udara yang dihembuskan. Pengaruh konsentrasi O2 dalam darah konsentrasi O2 dalam darah umumnya mempunyai sedikit pengaruh pada saat pusat kontrol pernapasan. Akan tetapi, ketika kadar O2 turun sangat hebat, misalnya sensor O2 di aorta dan arteri karoid di leher akan mengirimkan sinyal
-
-
peringatan ke pusat kontrol pernapasan, dan pusat itu merespons dengan cara meningkatkan kedalaman dan laju pernapasan. Peningkatan konsentrasi CO2 indikasi kuat mengenai adanya penurunan konsentrasi O2, karena O2 yang dihasilkan melalui proses respirasi seluler. pernapasan yang dalam dan cepat secara berlebihan mengeluarkan ban yak sekali CO2 dari darah sehingga pusat pernapasan untuk sementara waktu berhenti mengirimkan impuls ke otot rusuk dan diafragma. Pernapasan akan berhenti menghidupkan kembali pusat pernapasan. pusat pernapasan merespons terhadap berbagai ragan sinyal saraf dan kimiawi, menyesuaikan laju dan kedalaman pernapasan. Akan tetapi, kontrol pernapasan hanya akan efektif jika dikoordinasikan dengan kontrol sistem sirkulasi.(4)
Prinsip dari homeostatis pada system respirasi : Oksigen masuk, Karbon Dioksida keluar Sistem pernapasan berpartisipasi dalam berbagai proses homeostasis, dan dua yang paling penting dari ini adalah mempertahankan pH dan mengatur pertukaran gas. Kedua fungsi homeostasis terkait dengan peran biokimia yang dimainkan oleh dua gas pernapasan yang utama yaitu karbon dioksida dan oksigen. Oksigen masuk ke dalam tubuh sebagai komponen dari udara yang kita hirup dan diproses oleh paru-paru. Karbon dioksida, yang di hasilkan sebagai produk sampingan dari metabolisme sel, berjalan melalui aliran darah ke paru-paru dan dihembuskan.
Karbon dioksida dan oksigen Aktivitas tubuh manusia adalah manifestasi dari kerja gabun gan dari triliunan sel yang mikroskopis. Tubuh membutuhkan makanan untuk makan dan udara untuk bernapas, dan persyaratan sel secara individual akan serupa. Reaksi dasar akan memungkinkan kehidupan seluler dengan mengubah glukosa dan oksigen menjadi karbon dioksida, air dan energi. Inilah sebabnya mengapa pasokan oksigen dalam aliran darah merupakan aspek penting dari homeostasis dengan oksigen tidak mencukupi, sel tidak dapat membuat energi. Karbon dioksida juga harus hati-hati dikelola sehingga produk limbah ini tidak menumpuk ke tingkat yang menjadi masalah. Dengan menghirup dan menghembuskan napas, sistem pernapasan dapat mengambil oksigen dan melepaskan karbon dioksida, dan dengan demikian memainkan peran yang dominan dalam pertukaran homeostatis gas.(5)
Daftar pustaka: 1. Sherwood Lauralee. Introduction to Human Physiology 8th Ed .[Diakses pada tanggal 30 Oktober 2016]. Tersedia di: file:///C:/Users/windows_10/Desktop/fk%20unud/Sherwood_s_Introduction_to_ Human_Physiology_8th_Ed.pdf
2. Kartini Kurnia. Makalah tentang “Mekanisme Saraf Otonom P ada Sistem Respirasi”.[Diakses pada tanggal 30 Oktober 2016].Tersedia di : https://www.academia.edu/5366296/BAB_VI_PARU_PARU_DAN_SISTEM_R ESPIRASI_MANUSIA 3. Sherwood Lauralee. Introduction to Human Physiology 8th Ed .[Diakses pada tanggal 30 Oktober 2016]. Tersedia di: file:///C:/Users/windows_10/Desktop/fk%20unud/Sherwood_s_Introduction_to_ Human_Physiology_8th_Ed.pdf 4. Kartini Kurnia. Makalah tentang “Mekanisme Saraf Otonom Pad a Sistem Respirasi”.[Diakses pada tanggal 30 Oktober 2016].Tersedia di : https://www.academia.edu/5366296/BAB_VI_PARU_PARU_DAN_SISTEM_R ESPIRASI_MANUSIA 5. Budisma. Gangguan pada Sistem Pernapasan manusia. ”.[Diakses pada tanggal 30 Oktober 2016].Tersedia di : http://biologi.budisma.net/gangguan-pada-sistem pernapasan-manusia.html
