Sistem Transportasi Dan Sistem Respirasi Bab 7 Kelas 8

Sistem Transportasi dan Sistem Respirasi

A. Sistem Transportasi pada Makhluk Hidup.

  Di dalam tubuh makhluk hidup selalu terjadi sistem transportasi. Sistem transportasi ini terjadi melalui proses pengangkutan nutrisi, oksigen, karbondioksida, dan sisa metabolisme.

1. Sistem Transportasi pada Tumbuhan.

a. Jaringan Transportasi pada Tumbuhan.

  Berkas pengangkut terdiri atas xilem dan floem.

Xilemdan floemadalah jaringan seperti tabung yang berperan dalam sistem transportasi. Air  dan  mineral  dari dalam tanah akan diserap oleh akar. Berikutnya diangkut melalui xilem ke bagian batang dan daun tumbuhan. Zat makanan yang dibuat di daun akan diangkut melalui floem ke bagian lain tumbuhan yang memerlukan zat makanan.  

Xilem dan floem adalah jaringan pengangkut yang salurannya terpisah. Xilem yang ada di akar bersambungan dengan xilem yang ada di batang dan di daun. Floem juga bersambungan ke semua bagian tubuh tumbuhan.

Letak jaringan xilem dan floem pada setiap organ tumbuhan.

Floem: bagian luar berkas pembuluh (kambium).

xylem: bagian dalam berkas pembuluh (kambium).

b. Mekanisme Transportasi pada Tumbuhan

  Proses pengangkutan air dan mineral dari tanah serta proses transportasi nutrisi hasil fotosintesis yang terjadi pada tumbuhan.

1) Transportasi Air.

  Air adalah zat yang diperlukan oleh tumbuhan. Air adalah salah satu jenis zat yang termasuk ke dalam kelompok zat cair. Peristiwa masuk dan keluarnya air dari tumbuhan dipengaruhi oleh kondisi lingkungan. Pada saat kondisi lingkungan lembap atau jumlah uap air di lingkungan tinggi, maka air akan masuk ke dalam tumbuhan. Akan tetapi, apabila lingkungan di sekitar tumbuhan kering atau jumlah uap air di lingkungan rendah.

 Pengeluaran uap air dari tumbuhan melalui stomata yang terdapat pada daun. Proses ini disebut traspirasi

Air yang ada di dalam tanah masuk ke dalam sel tumbuhan karena adanya perbedaan konsentrasi air. 

Konsentrasi adalah ukuran yang menunjukkan jumlah suatu zat dalam volume tertentu. Apabila terjadi perpindahan molekul zat terlarut dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah, maka proses perpindahan ini disebut difusi. Apabila terjadi perpindahan molekul zat pelarut dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi melalui membran semipermeabel, maka proses perpindahan ini disebut osmosis.

Membran semipermeabel adalah membran yang hanya dapat dilalui oleh zat tertentu, tetapi tidak dapat dilalui oleh zat lainnya. Contoh zat yang dapat melalui membran semipermeabel adalah air. 

Membran semipermeabel ini berfungsi sebagai pengatur lalu lintas (keluar dan masuknya) zat-zat dari dalam dan luar sel. Contoh membran semipermeabel adalah membran sel.

Zat pelarut adalah zat yang melarutkan zat lain. Yang berperan sebagai zat pelarut adalah air. Adapun zat terlarut adalah zat yang larut dalam zat lain. Pada proses ini, yang berperan sebagai zat terlarut adalah mineral tanah dan zat gula hasil fotosintesis.

Jaringan-jaringan  yang akan dilalui oleh air ketika masuk ke dalam tumbuhan. Berikut ini jaringan yang dilalui oleh air ketika masuk ke akar.

Epidermis --- Korteks --- Endodermis --- Perisikel --- xilem

Pertama-tama, air diserap oleh rambut-rambut akar. Kemudian, air masuk ke sel epidermis melalui proses secara osmosis. Selanjutnya, air akan melalui korteks. Dari korteks, air kemudian melalui endodermis dan perisikel. Selanjutnya, air masuk ke jaringan xilem yang berada di akar. Setelah tiba di xilem akar, air akan bergerak ke xilem batang dan ke xilem daun. Perhatikan gambar berikut.

Berdasarkan hasil penelitian para ilmuwan, air dapat diangkut naik dari akar ke bagian tumbuhan lain yang lebih tinggi dan diedarkan ke seluruh tubuh tumbuhan karena adanya daya kapilaritas batang. Sifat ini seperti yang terdapat pada pipa kapiler.

Pipa kapiler memiliki bentuk yang hampir menyerupai sedotan akan tetapi diameternya sangat kecil. Apabila salah satu ujung pipa kapiler, dimasukkan ke dalam air, maka air yang berada pada pipa tersebut akan lebih tinggi daripada air yang berada di sekitar pipa kapiler. Begitu pula pada batang tanaman, air yang berada pada batang tanaman akan lebih tinggi bila dibandingkan dengan air yang berada pada tanah.

Daya kapilaritas batang dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi dan adhesi . 

Kohesi adalah kecenderungan suatu molekul untuk dapat berikatan dengan molekul lain

yang sejenis. 

Adhesi adalah kecenderungan suatu molekul untuk dapat berikatan dengan molekul lain yang tidak sejenis.

Melalui gaya adhesi, molekul air membentuk ikatan yang  lemah dengan dinding pembuluh. Melalui gaya kohesi akan terjadi ikatan antara satu  molekul air dengan molekul air lainnya. Hal ini akan menyebabkan terjadinya tarik menarik  antara molekul air yang satu dengan molekul air lainnya di sepanjang pembuluh xilem .

Selain disebabkan oleh gaya kohesi dan adhesi, naiknya air ke daun disebabkan  oleh penggunaan air dibagian daun atau yang disebut dengan daya isap daun . Air  dimanfaatkan oleh tumbuhan dalam proses fotosintesis.

Pada daun, air juga mengalami penguapan. Penguapan air oleh daun disebut transpirasi. Penggunaan air oleh bagian daun akan menyebabkan terjadinya tarikan terhadap air yang berada pada bagian xilem,sehingga air yang ada pada akar dapat naik ke daun.

2) Transportasi Nutrisi.

  Semua bagian tumbuhan yaitu, akar,batang, daun serta bagian lainnya memerlukannutrisi. Agar kebutuhan nutrisi di setiap bagiantumbuhan terpenuhi, maka dibutuhkan suatuproses pengangkutan nutrisi hasil fotosintesisberupa gula dan asam amino ke seluruh tubuhtumbuhan. Pengangkutan hasil fotosintesisdari daun ke seluruh tubuh tumbuhan terjadimelalui pembuluh floem.Perjalanan zat-zat hasil fotosintesisdimulai dari sumbernya yaitu daun (daerahyang memiliki, konsentrasi gula tinggi) kebagian tanaman lain yang dituju (daerahyang memiliki konsentrasi gula rendah).

Perhatikan gambar berikut.

2. Sistem Transportasi pada Manusia.

  Sistem transportasi pada tubuh manusia berfungsi untuk mengangkut nutrisi, oksigen, karbondioksida serta sisa metabolisme. Proses ini berlangsung terus menerus selama kehidupan manusia.

a. Darah.

  Darah merupakan jaringan yang tersusun atas plasma, sel darah merah, sel darah putih, dan keping-keping darah. Kurang lebih 55% bagian dari darah adalah plasma.

Darah dibagi menjadi 4 yaitu:

1) Sel Darah Merah (Eritrosit).

  Eritrosit berbentuk bulat pipih dengan bagian tengahnya cekung (bikonkaf). Sel darah merah tidak memiliki inti sel. Eritrosit berfungsi untuk mengangkut oksigen dari paru-paru ke sel-sel di seluruh tubuh. Satu milimeter kubik darah (lebih kurang sekitar satu tetes) terdiri atas lima juta lebih sel darah merah. Warna merah pada darah disebabkan adanya hemoglobin (Hb) dalam sel darah merah.     Hemoglobin atau zat warna darah merupakan suatu protein yang mengandung unsur besi. Fungsi hemoglobin mengikat oksigen dan membentuk oksihemoglobin. Oksigen diangkut dari paru-paru dan diedarkan ke seluruh sel tubuh.

  Hemoglobin yang mengikat oksigen (oksihemoglobin) berwarna merah cerah, sedangkan hemoglobin yang masih mengikat karbondioksida berwarna merah tua keunguan. 

Berikut ini reaksi kimia pengikatan oksigen oleh hemoglobin.

    2HB + 2O2 -------- 2HbO2

(hemoglobin) +  (oksigen)    -----      (oksihemoglobin)

  Melalui peredaran darah, oksihemoglobin akan beredar ke seluruh sel-sel tubuh. Setelah sampai di sel-sel tubuh, akan terjadi reaksi pelepasan oksigen dari hemoglobin ke sel yang kekurangan oksigen. Oksigen masuk ke dalam sel melalui proses difusi.

  Selama perkembangan janin dalam kandungan, sel darah merah dibentuk dalam hati dan limpa. Sel darah merah berusia sekitar 120 hari. Sel yang telah tua akan dihancurkan di hati dan limpa. Selanjutnya, di dalam hati, hemoglobin diubah dan dijadikan pigmen (pigmen empedu).

2) Sel Darah Putih ( Leukosit ).

Berbeda dengan sel darah merah, sel darah putih memiliki bentuk yang tidak tetap atau bersifat amuboid dan mempunyai inti sel. Jumlah sel darah putih juga tidak sebanyak jumlah sel darah merah. Setiap satu milimeter kubik darah mengandung sekitar 8.000 sel darah putih.

Fungsi utama sel darah putih adalah melawan penyakit yang masuk ke dalam tubuh dan membentuk antibodi. Peningkatan jumlah leukosit merupakan petunjuk adanya infeksi. Jika jumlah leukosit sampai di bawah 6.000 sel per cc darah, maka disebut sebagai kondisi leukopeni. Jika jumlah leukosit melebihi normal (di atas 9.000 sel per cc), maka disebut leukositosis.

Berdasarkan ada atau tidaknya butir-butir kasar (granula) dalam sitoplasma, leukosit dapat dibedakan menjadi granulosit dan agranulosit. Granulosit merupakan kelompok sel darah putih yang memiliki granula dalam sitoplasmanya. Sebaliknya, agranulosit tidak mempunyai granula. Leukosit jenis granulosit terdiri atas eosinofil, basofil, dan netrofil. Agranulosit terdiri atas limfosit dan monosit.

Karakteristik Jenis-Jenis Sel Darah Putih.

3) Keping Darah (Trombosit).

  Bentuk trombosit beraneka ragam, yaitu bulat, oval, dan memanjang. Trombosit tidak berinti sel dan bergranula. Jumlah sel keping darah atau trombosit pada orang dewasasekitar 200.000 – 500.000 sel per cc. Umur dari keping darah sangat singkat, yaitu 5 sampaidengan 9 hari.

  Pernahkah kamu berpikir bagaimana proses pembekuan darah terjadi? Keping darah sangat berhubungan dengan proses mengeringnya luka, sehingga keping darah di sebut juga dengan sel darah pembeku. Sesaat setelah terluka, trombosit akan pecah karena bersentuhan dengan permukaan kasar dari pembuluh darah yang terluka. Di dalam trombosit terdapat enzim trombokinase atau tromboplastin. Enzim tromboplastin akan mengubah protein yang disebut protrombin (calon trombin) menjadi trombin karena pengaruh ion kalsium dan vitamin K dalam darah. Trombin akan mengubah fibrinogen (protein darah) menjadi benang-benang fibrin. Benangbenang fibrin ini akan membentuk jaring-jaring di sekitar sel-sel darah, sehingga luka tertutup dan darah tidak menetes lagi.

4) Plasma Darah.

 Plasma darah adalah cairan darah yang sebagian besar terdiri atas air (92%). Selain itu, dalam plasma darah juga terdapat protein plasma yang terdiri atas albumin, fibrinogen, dan globulin. Zat-zat lain yang terlarut dalam plasma darah antara lain sari makanan, mineral, hormon, antibodi, dan zat sisa metabolisme (urea dan karbondioksida).

b. Organ Peredaran Darah.

1) Jantung.

  Jantung berfungsi memompa darah, sehingga darah dapat diedarkan ke seluruh tubuh. Meskipun kerja jantung sangat berat, tetapi jantung kamu bukanlah organ yang ukurannya sangat besar. Besar jantung manusia kira-kira sebesar sekepalan tangan. Jantung terdiri atas 4 ruangan, yaitu serambi (atrium) kiri, serambi kanan, bilik (ventrikel) kiri, dan bilik kanan. Serambi jantung berada di sebelah atas, sedangkan bilik jantung di sebelah bawah.

Antara serambi kiri dan bilik kiri terdapat dua buah katup yang disebut bikuspidalis .

Antara serambi kanan dan bilik kanan terdapat tiga buah katup yang disebut trikuspidalis . 

  Katup-katup tersebut berfungsi menjaga agar darah dari bilik tidak kembali ke serambi. Dinding jantung di bagian bilik kiri lebih tebal karena bilik kiri berfungsi memompa darah ke seluruh tubuh. Saat berdenyut, setiap ruang jantung mengendur dan terisi darah. Selanjutnya, otot-otot jantung berkontraksi dan memompa darah keluar ruang jantung. Kedua serambi mengendur dan berkontraksi secara bersamaan, begitu juga kedua bilik akan mengendur dan berkontraksi secara bersama-sama.

  Darah yang mengandung banyak karbondioksida dari seluruh tubuh mengalir melalui dua pembuluh darah vena besar (vena kava) menuju serambi kanan. Setelah atrium kanan terisi darah, akan di dorong ke bilik kanan. Darah dari bilik kanan akan dipompa melalui katup pulmoner ke dalam arteri pulmonalis menuju paru-paru.

  Darah yang mengandung banyak oksigen mengalir melalui pembuluh darah yang disebut vena pulmonalis menuju ke serambi kiri. Peredaran darah yang terjadi di antara bagian kanan jantung, paru-paru, dan atrium kiri disebut sirkulasi pulmoner atau peredaran darah kecil. Darah dalam serambi kiri akan didorong menuju bilik kiri. Selanjutnya, darah yang mengandung banyak oksigen ini dipompa melewati katup aorta yang masuk ke dalam pembuluh darah yang disebut aorta (arteri terbesar dalam tubuh). Kemudian, darah kaya oksigen ini diedarkan ke seluruh tubuh, kecuali paru-paru.

  Pembuluh darah dibedakan menjadi dua, yaitu pembuluh nadi (arteri) dan pembuluh balik (vena). Arteri merupakan pembuluh darah yang mengalirkan darah keluar jantung, sedangkan vena mengalirkan darah masuk ke dalam jantung. Arteri berisi darah yang mengandung banyak oksigen, kecuali arteri paru-paru. Vena berisi darah yang mengandung sedikit oksigen, kecuali yang berasal dari paru-paru. Ujung arteri dan vena bercabangcabang menjadi pembuluh-pembuluh kecil yang disebut pembuluh kapiler. Pembuluh kapiler menghubungkan arteri dan vena dengan sel-sel tubuh.

2) Pembuluh Darah.

  Pembuluh darah dibedakan menjadi dua, yaitu pembuluh nadi (arteri) dan pembuluh balik (vena). Arteri merupakan pembuluh darah yang mengalirkan darah keluar jantung, sedangkan vena mengalirkan darah masuk ke dalam jantung. Arteri berisi darah yang mengandung banyak oksigen, kecuali arteri paru-paru. Vena berisi darah yang mengandung sedikit oksigen, kecuali yang berasal dari paru-paru. Ujung arteri dan vena bercabangcabang menjadi pembuluh-pembuluh kecil yang disebut pembuluh kapiler. Pembuluh kapiler menghubungkan arteri dan vena dengan sel-sel tubuh.

c. Sistem Peredaran Darah Manusia.

  Peredaran darah manusia termasuk peredaran darah tertutup karena darah selalu beredar di dalam pembuluh darah. Setiap beredar, darah melalui jantung dua kali sehingga disebut peredaran darah ganda. Pada peredaran darah ganda tersebut dikenal peredaran darah kecil dan peredaran darah besar.

1) Peredaran Darah Kecil

Peredaran darah kecil merupakan peredaran darah yang dimulai dari jantung menuju ke paru-paru kemudian kembali lagi ke jantung.

Jalannya darah pada peredaran darah kecil.

2) Peredaran Darah Besar

 Jalannya darahpada peredaran darah besar.

 Peredaran darah besar adalah peredaran darah dari jantung ke seluruh tubuh kemudiankembali ke jantung lagi.

d. Aliran dan Tekanan Darah.

Hukum Archimedes menyatakan bahwa "Jika suatu benda dicelupkan ke dalam suatu zat cair, maka benda itu akan mendapat tekanan ke atas yang sama besarnya dengan beratnya zat cair yang didesak oleh benda tersebut ". Menurut Archimedes, benda menjadi lebih ringan bila diukur dalam air daripada di udara karena didalam air benda mendapat gaya ke atas.

Berat benda di udara dapat dihitung dengan mengalikan massa benda (m) dan gravitasi bumi (g):

wbu = mxg

Ketika benda berada di dalam air.

WBA = wbu - Fa

Fa = wbu - WBA

Keterangan:

wbu = berat benda di udara ( Newton)

m = massa (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (10 ms-2)

wba = berat benda di air (Newton)

Fa = gaya apung (N)

Dalam persamaan di atas, Fa melambangkan gaya apung atau gaya angkat ke atas.

Besarnya gaya apung ini dapat dirumuskan sebagai berikut.

Fa = p xgxv

Keterangan :

Fa = gaya apung (N)

ρ = massa jenis air (kg/m3)

g = percepatan gravitasi (ms-2)

v = volume benda tercelup (m3)

Blaise Pascal (1623-1662) mengemukakan suatu hukum yang berlaku untuk zat cair yang berada di dalam ruangan tertutup. Hukum tersebut menyatakan bahwa “Tekanan yang diberikan kepada zat cair di dalam ruangan tertutup diteruskan ke segala arah dan sama besar ”. Hukum tersebut dikenal dengan “Hukum Pascal”. Prinsip kerja dari hukum tersebut ditunjukkan pada Gambar berikut.

Alat-alat yang digunakan dalam kehidupan seharihari yang bekerja berdasarkan hukum Pascal diantaranya dongkrak hidrolik, mesin hidrolik pengangkat mobil, dan rem hidrolik.Prinsip kerja dongkrak hidrolik adalah sebagai berikut. Jika pada penampang dengan luas A1 diberi gaya F1, maka tekanannya (P1) dapat dirumuskan sebagai berikut.

Tekanan (P1) tersebut diteruskan ke segala arah dengan sama besar, termasuk ke luas  penampang A2. Jika dirumuskan adalah:

P 1 = F 2 / A 2

Secara matematis hukum Pascal dapat dituliskan sebagai berikut.

Keterangan :

P, P1, P2 Dan = Tekanan (N / m2)

F1 dan F2 = gaya yang diberikan (Newton)

A1 dan A2 = luas penampang (m2)

Tekanan yang terdapat pada pembuluh darah memiliki prinsip kerja seperti hukum Pascal. Hal inilah yang menjadi alasan apabila bagian tubuh kita terluka darah akan mengalir keluar dari tubuh. Jantung adalah organ yang memberikan tekanan pada darah sehingga darah dapat mengalir ke seluruh tubuh melalui pembuluh darah.

  Tekanan darah diukur dengan menggunakan sebuah alat yang bernama sphygmomanometer, ada pula yang menyebutnya dengan tensimeter. Tekanan darah diukur di dalam pembuluh nadi besar yang biasanya dilakukan di tangan bagian lengan atas. Hasil pengukurannya terdiri atas dua angka, biasanya 120 sampai 80. Angka pertama menunjukkan tekanan saat bilik berkontraksi dan darah ditekan keluar jantung, disebut angka sistol. Tekanan darah turun saat bilik relaksasi. Angka kedua, yaitu yang lebih rendah adalah hasil pengukuran tekanan saat bilik relaksasi dan mengisi darah, tepat sebelum bilik-bilik ini berkontraksi lagi, disebut angka diastol.

 Tekanan diberikan pada saat jantung memompa darah ke pembuluh arteri. Dorongan darah pada dinding pembuluh darah ketika darah mengalir melewatinya disebut tekanan darah. Agar tekanan darah tetap terjaga, maka pembuluh harus terisi penuh oleh darah. Bila terjadi kehilangan darah akibat kecelakaan atau penyakit, tekanan dapat hilang, sehingga darah tidak dapat bergerak ke tempat yang diinginkan. Akibatnya, sel-sel tubuh akan mati karena tidak mendapatkan pasokan oksigen dan nutrisi. Para tenaga medis menginjeksikan plasma pada orang yang mengalami pendarahan hebat agar darah dapat mengalir ke tempat yang diinginkan. Plasma juga mengangkut senyawa kimia penting lain juga yang disebut hormon, untuk dibawa dari satu bagian tubuh ke bagian tubuh yang lain. Hormon dapat mengatur bermacammacam fungsi tubuh seperti pertumbuhan dan cara tubuh menggunakan makanan.

                                                                                                                                     

INFO IPA

Tekanan darah diukur dengan menggunakan sebuah alat yang bernama sphygmomanometer, ada pula yang menyebutnya dengan tensimeter. Tekanan darah diukur di dalam pembuluh nadi besar yang biasanya dilakukan di tangan bagian lengan atas. Hasil pengukurannya terdiri atas dua angka, biasanya 120 sampai 80. Angka pertama menunjukkan tekanan saat bilik berkontraksi dan darah ditekan keluar jantung, disebut angka sistol. Tekanan darah turun saat bilik relaksasi. Angka kedua, yaitu yang lebih rendah adalah hasil pengukuran tekanan saat bilik relaksasi dan mengisi darah, tepat sebelum bilik-bilik ini berkontraksi lagi,disebut angka diastol.

e. Gangguan pada Sistem Peredaran Darah.

Serangan jantung atau penyakit stroke adalah salah satu penyakit yang terjadi karena adanya gangguan pada sistem peredaran darah.

1) Serangan Jantung

Serangan jantung terjadi jika arteri koronaria yang terdapat pada jantung tidak dapat mengirimkan darah yang cukup ke sel-sel jantung. Kondisi ini dapat terjadi karena arteri koronaria tersumbat oleh lemak atau kolesterol. Arteri koronaria merupakan pembuluh darah yang mengaliri otot jantung dengan darah yang mengandung oksigen dan nutrisi. Gambar di bawah ini menunjukkan kondisi jantung penderita serangan jantung. Pada gambar tersebut tampak arteri koronaria tersumbat oleh lemak.

Tersumbatnya arteri koronaria akan menyebabkan otot jantung berhenti beraktivitas jika sel-sel otot tidak menerima oksigen dan nutrisi yang cukup.

* Gejala dari serangan jantung antara lain dada terasa sakit, sakit pada bagian lengan dan punggung, napas pendek, dan kepala pusing.

2) Stroke

Stroke merupakan suatu penyakit yang terjadi karena matinya jaringan di otak yang disebabkan oleh kurangnya asupan oksigen ke otak. Asupan oksigen ke otak kurang dapat terjadi jika pembuluh darah pada otak tersumbat atau salah satu pembuluh darah di otak pecah. Sebuah fakta medis menyatakan bahwa sebagian jaringan otak akan mati setelah 4 – 5 menit tidak mendapatkan pasokan oksigen. Gambar ini menunjukkan kondisi otak terutama pembuluh darah penderita stroke. Pada gambar tersebut tampak terjadinya pembekuan darah pada pembuluh arteri. Adanya pembekuan darah pada arteri akan menyebabkan aliran darah menuju otak menjadi terhambat.

Jika terjadi kematian jaringan otak, maka jaringan tersebut tidak dapat digantikan. Stroke dapat menyebabkan penderita kehilangan ingatan, kontrol kerja otot, ataupun fungsi kerja saraf. Munculnya gangguan tersebut bergantung pada lokasi terjadinya kerusakan pada otak.

B. Sistem Respirasi

Bernapas merupakan proses memasukkan gas oksigen (O2) ke dalam tubuh dan mengeluarkan gas karbondioksida (gas sisa metabolime) ke luar tubuh. Di dalam tubuh, oksigen digunakan untuk mengoksidasi zat makanan sehingga menghasilkan energi. Dengan demikian, proses bernapas penting bagi makhluk hidup.

1. Organ-Organ Pernapasan

Organ pernapasan pada manusia terdiri atas hidung, pangkal tenggorok (faring), batang tenggorok (trakea), cabang batang tenggorok (bronkus), anak cabang batang tenggorok (bronkiolus), dan paru-paru (pulmo). Organ-organ pernapasan tersebut bekerja dalam suatu sistem yang disebut sistem pernapasan. Gambar dibawah ini menunjukan susunan organ-organ dalam sistem pernapasan.

a. Hidung

Hidung merupakan organ pernapasan yang langsung berhubungan dengan udara luar.

Hidung dilengkapi dengan bulu-bulu hidung, indra pembau, selaput lendir, dan konka.

Rambut-rambut hidung berfungsi untuk menyaring partikel debu atau kotoran yang masuk  bersama udara. Indra pembau merupakan sel-sel yang peka terhadap bau sehingga zat-zat  yang berbahaya dan berbau tidak sedap tidak terhirup. Selaput lendir sebagai perangkap  benda asing yang masuk terhirup sat bernapas. Konka memiliki banyak kapiler darah  yang berfungsi menyamakan suhu udara yang terhirup dari luar dengan suhu tubuh atau  menghangatkan udara yang masuk ke paru-paru.

                                                                                  

b. Pangkal Tenggorok (Faring)

Udara yang hangat dan lembap dari rongga hidung selanjutnya masuk ke faring. Faring adalah hulu kerongkongan yang merupakan percabangan dua saluran, yaitu saluran pernapasan (nasofarings) pada bagian depan dan saluran pencernaan (orofarings) pada bagian belakang. Pangkal tenggorok terdiri atas katup (epiglotis) dan keping tulang rawan yang membentuk jakun. Pada bagian jakun terdapat pita suara (pita vocalis). Masuknya udara melalui faring akan menyebabkan pita suara bergetar dan terdengar sebagai suara.

c. Batang Tenggorok (Trakea)

Udara yang telah masuk ke saluran pernapasan (nasofaring) selanjutnya masuk ke batang tenggorok (trakea). Batang tenggorok berfungsi untuk menyediakan tempat bagi udara yang dibawa masuk dan udara yang akan dikeluarkan. Batang tenggorok bersifat kaku dan terbuka panjangnya sekitar 10 cm. Dindingnya tersusun dari cincin-cincin tulang rawan dan selaput lendir yang terdiri atas jaringan epitelium bersilia. Fungsi silia pada dinding trakea untuk menyaring benda-benda asing yang masuk ke dalam saluran pernapasan. Batang tenggorok bercabang menjadi dua. Percabangan batang tenggorok disebut bronkus, yang masing-masing cabang memasuki paru-paru kanan dan paru-paru kiri.

d. Cabang Batang Tenggorok (Bronkus)

Struktur bronkus hampir sama dengan trakea, tapi lebih sempit. Bentuk tulang rawan bronkus tidak teratur berselang seling dengan otot. Di dalam paru-paru, bronkus bercabangcabang lagi menjadi bronkiolus.

e. Anak Cabang Batang Tenggorok (Bronkiolus)

  Bronkiolus merupakan percabangan dari bronkus. Jumlah dari bronkiolus sesuai dengan jumlah lobus pada paru-paru. Paru-paru bagian kanan memiliki 3 lobus. Jumlah bronkiolus pada paru-paru kanan sebanyak 3 buah. Paru-paru bagian kiri memiliki 2 lobus. Jadi jumlah bronkiolus pada paru-paru kiri sebanyak 2 buah. Pada ujung-ujung bronkiolus terdapat gelembung-gelembung yang sangat kecil dan berdinding tipis yang disebut alveolus (jamak = alveloli). Alveolus tersebut hanya dapat dilihat dengan mikroskop.

f. Paru-Paru (Pulmo)

  Paru-paru merupakan alat pernapasan utama. Paru-paru terbagi menjadi 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 selaput rangkap dua yang disebut pleura. Pleura berupa kantung tertutup yang berisi cairan limfa. Pleura berfungsi melindungi paru-paru dari gesekan saat mengembang dan mengempis. Di dalam paru-paru terdapat bronkiolus, alveolus, dan pembuluh darah. Jaringan paru-paru berpori seperti spon dan elastis.

g. gelembung paru

  Alveolus terdapat di ujung akhir bronkiolus berupa kantung kecil yang salah satu sisinya terbuka. Dinding alveolus tersusun dari satu lapis sel yang lembab dan tipis. Struktur yang demikian memudahkan molekul-molekul gas melaluinya. Dinding alveolus berbatasan dengan pembuluh kapiler darah untuk difusi gas pernapasan. Adanya gelembunggelembung alveolus memungkinkan pertambahan luas permukaan difusi dari paruparu. Luas permukaan alveolus 100 kali luas permukaan tubuh manusia. Besarnya luas permukaan seluruh alveolus dalam paru-paru menyebabkan penyerapan oksigen lebih efisien.

1) Pertukaran Oksigen dan Karbondioksida

Pada paru-paru tepatnya di alveolus terjadi pertukaran antara oksigen (O2) dan karbondioksida (CO2). Tujuannya untuk mengeluarkan karbondioksida agar tidak meracuni sel-sel tubuh. Proses pertukaran antara O2 dengan CO2 terjadi secara difusi, yaitu perpindahan zat terlarut (O2 atau CO2) dari daerah yang memiliki konsentrasi dan tekanan tinggi ke daerah yang memiliki konsentrasi dan tekanan rendah.

Agar kamu memahami proses pertukaran oksigen dan karbondioksida pahami terlebih dahulu sistem transportasi (peredaran darah) yang sudah kamu pelajari dan yang akan dipelajari.

Perhatikan dan pahami dengan baik penjelasan berikut ini.

Difusi gas, baik yang ada di udara maupun yang terlarut dalam air bergantung pada tekanan parsial. Tekanan parsial adalah tekanan yang diberikan oleh gas tertentu dalam campuran gas tersebut. Tekanan parsial adalah tekanan O2 dan CO2 yang terlarut di dalam darah. Tekanan parsial O2 diberi simbol PO2, sedangkan tekanan parsial CO2 diberi simbol PCO2. Pada sistem peredaran darah, tekanan parsial antara O2 dan CO2 bervariasi pada setiap organ. Darah yang masuk ke paru-paru melalui arteri pulmoner (arteri pulmonalis) memiliki PO2 yang lebih rendah dan PCO2 yang lebih tinggi daripada udara di dalam alveoli.

Pada saat darah memasuki kapiler-kapiler alveoli, CO2 berdifusi dari darah ke alveoli dan O2 yang berada di alveoli akan berdifusi ke dalam darah. Pada saat darah meninggalkan paru-paru, di dalam vena pulmoner (vena pulmonalis) PO2 telah naik dan PCO2 telah turun. Setelah darah masuk ke jantung, darah yang membawa banyak oksigen dipompakan ke seluruh bagian tubuh. Pada saat darah tiba di jaringan tubuh, akan terjadi difusi O2 dari pembuluh darah menuju jaringan tubuh dan CO2 dari jaringan tubuh masuk ke dalam darah. Setelah melepaskan O2 dan membawa CO2, darah akan kembali ke jantung dan dipompa lagi ke paru-paru. Setiap menit paru-paru dapat menyerap sekitar 250 mL oksigen dan mengeluarkan sebanyak 200 mL karbondioksida. Agar kamu dapat memahaminya,

perhatikan Gambar di bawah ini.

Keterangan:

Grafik batang berwarna kuning menunjukkan tekanan parsial O2 (PO2) dan CO2 (PCO2) dalam mmHg.

                                          

2) Kapasitas Paru-Ptaru

  Volume udara dalam paru-paru orang dewasa lebih kurang 5000 mL atau 5 L. Kemampuan paru-paru menampung udara disebut kapasitas paru-paru. Pada pernapasan orang dewasa, udara yang keluar dan masuk paru-paru sebanyak 500 mL atau 0,5 L. Udara ini disebut udara pernapasan atau udara tidal. Jika kalian menarik napas sedalam-dalamnya dan menghembuskan sekuat-kuatnya, volume udara yang masuk dan keluar sekitar 4000 mL atau 4 L. Volume udara ini disebut kapasitas vital paru-paru. Sebanyak 1500 mL atau 1,5 L udara tetap tinggal di dalam paru-paru, meskipun kalian telah menghembuskan udara (bernapas) sekuat-kuatnya. Volume udara ini disebut udara residu.

2. Mekanisme Pernapasan pada Manusia.

  Pada saat kamu bernapas berlangsung dua mekanisme, yaitu menghirup udara (inspirasi) atau inhalasi dan menghembuskan udara (ekspirasi) atau ekshalasi. Pada saat melakukan mekanisme pernapasan terjadi kerja sama antara otot dada, tulang rusuk, otot perut, dan diafragma. Diafragma adalah otot yang terdapat di antara rongga dada dan rongga perut.

Pada saat inspirasi, diafragma dan otot dada berkontraksi, volume rongga dada membesar, paru-paru menggembung, dan udara masuk ke paru-paru. Pada saat ekspirasi, diafragma dan otot dada berelaksasi, volume rongga dada kembali normal, paru-paru kembali normal, dan udara keluar dari paru-paru. Satu kali pernapasan terdiri atas satu kali inspirasi dan satu kali ekspirasi.

Peran Diafragma pada Pernapasan

Ketika diafragma berkontraksi, rongga dada membesar, tekanan dalam paru-paru berkurang. Untuk menyamakan tekanan di dalam paru-paru dan luar tubuh, udara masuk kedalam paru-paru. Ketika diafragma relaksasi, rongga dada mengecil, tekanan dalam paru-paru menjadi besar. Hal ini menyebabkan udara yang ada di dalam paru-paru keluar.

Berdasarkan aktivitas otot-otot pernapasan, Bernapas dengan membesarkan dan mengecilkan volume rongga dada disebut pernapasan dada.  Begitu juga jika kita membesarkan dan mengecilkan volume rongga perut, disebut pernapasan perut.

                                                                                                     

3. Gangguan Sistem Pernapasan

  Cobalah untuk menahan nafas selama ±15 detik! Bagaimana rasanya? Hal ini menunjukkan bahwa manusia tidak dapat hidup tanpa udara (oksigen). Bayangkan bila ada seseorang yang menderita gangguan pernapasan, pasti orang tersebut akan sangat kesulitan untuk bernapas. Ternyata, ada banyak sekali gangguan yang terjadi pada sistem pernapasan.

Gangguan yang terjadi pada sistem pernapasan.

a. asma.

  Asma merupakan salah satu kelainan yang menyerang saluran pernapasan. Beberapa hal yang menyebabkan terjangkitnya asma, antara lain asap rokok, debu, bulu hewan peliharaan, dan lain-lain. Benda-benda yang merupakan zat pemicu alergi (alergen) tersebut menyebabkan terjadinya pembengkakan pada saluran pernafasan, sehingga menjadi lebih dangkal daripada kondisi normal. Pembengkakan yang terjadi pada saluran pernapasan ini menyebabkan penderita menjadi kesulitan untuk menghirup cukup oksigen. Penderita asma akan mengalami batuk, napas berbunyi, sesak napas atau mengalami kesulitan untuk bernapas. Gejala asma akan muncul jika penderita terkena zat pemicu alergi (alergen). Dengan demikian, penderita asma harus berhati-hati untuk menghindari keadaan atau tempat munculnya alergen.

b. Pneumonia.

  Pneumonia merupakan infeksi yang terjadi pada paru-paru. Penyebab terjadinya pneumonia, antara lain karena infeksi dari virus, bakteri, jamur dan parasit lainnya. Pada paru-paru penderita pneumonia terdapat cairan yang kental. Cairan tersebut dapat mengganggu pertukaran gas pada paru-paru. Hal ini menyebabkan oksigen yang diserap oleh darah menjadi kurang. Gambar dibawah merupakan perbandingan antara paru-paru orang sehat dengan paru-paru penderita pneumonia.

c. Kekurangan Oksigen.

Ketika tersedak, oksigen tidak dapat disuplai ke paru-paru dengan lancar, sehingga paru-paru akan kekurangan oksigen.

Salah satu penyebab kekurangan oksigen adalah tersedak. Penyebab lainnya adalah gas karbonmonoksida (CO), dimana gas ini memiliki sifat lebih reaktif dengan darah dibanding

O2. Gas ini berbahaya bagi tubuh, apalagi gas ini tidak berbau, sehingga penghirup gas ini tidak dapat mendeteksi adanya gas ini. Karbonmonoksida dihasilkan dari limbah industri terutama dari hasil pembakaran tidak sempurna gas alam dan material-material lain yang mengandung karbon. Misalnya batubara. Secara alami, gas CO terbentuk dari proses meletusnya gunung berapi, proses biologi, dan oksidasi senyawa hidrokarbon seperti metana yang berasal dari tanah basah dan kotoran makhluk hidup.

d. Tuberkulosis (TBC)

Penyakit ini disebabkan oleh infeksi bakteri Bacillus tuberculosis pada paru-paru. Infeksi bakteri inilah yang menyebabkan terjadinya radang paru-paru. Selain itu, penyakit ini juga menyebabkan alveolus mengandung banyak cairan sehingga mengganggu proses difusi antara oksigen dan karbondioksida.

e. Kanker Paru-Paru.

Kanker paru-paru terjadi karena tumbuhnya sel-sel yang tidak terkendali pada paru-paru. Jaringan kanker akan mendesak alveolus, sehingga tidak berfungsi.

* Penyebab kanker paruparu adalah akibat menghirup zat-zat yang bersifat karsinogen atau memicu terbentuknya kanker, misalnya debu asbes, kromium, produk petroleum, dan radiasi ionisasi. Perokok memiliki kemungkinan lebih besar terkena penyakit kanker paru-paru.

f. Influenza.

Flu merupakan penyakit yang disebabkan oleh infeksi virus influenza, sering disebut penyakit influenza. Gejala yang ditimbulkan pada pilek, yaitu hidung tersumbat, bersinbersin, dan rongga hidung terasa gatal. Dengan kondisi hidung tersumbat, penderitainfluenza akan kesulitan untuk bernapas.  

* Rangkuman *

1. Sistem transportasi merupakan proses pengangkutan nutrisi, oksigen, karbondioksida, dan sisa metabolisme pada makhluk hidup.

2. Sistem transportasi pada tumbuhan memanfaatkan berkas pengangkut berupa xilem yang berfungsi mengedarkan air dan mineral serta floem.

3. Sistem transportasi pada tubuh manusia memanfaatkan darah yang terus menerus beredar di seluruh tubuh.

4. Alat transportasi pada tubuh manusia meliputi jantung sebagai pemompa darah dan pembuluh darah sebagai saluran tempat darah beredar.

5. Aliran dan tekanan darah pada manusia menggunakan prinsip tekanan pada zat cair yang dikenal dengan Hukum Pascal yang menyatakan bahwa tekananyang diberikan pada zat cair di dalam ruang tertutup diteruskan ke segala  arah dan sama besar.

6. Gangguan pada sistem peredaran darah dapat berupa serangan jantung dan pukulan.

7. Bernapas merupakan proses memasukkan O2 ke dalam tubuh dan mengeluarkan CO2 ke luar tubuh manusia.

8. Organ pernapasan pada manusia terdiri atas hidung, pangkal tenggorok (faring), batang tenggorok (trakhea), cabang batang tenggorok (bronkus), anak cabang tenggork (bronkiolus), dan paru-paru (pulmo).

9. Gangguan sistem pernapasan dapat berasal dari adanya kelainan atau infeksi mikroba pada paru-paru. Contoh gangguan sistem pernapasan adalah asma, pneumonia, kekurangan oksigen, tubercolusis, kanker paru, dan influenza.