BAB II
KAJIAN TEORI
A. Pengertian Respirasi
Pengertian respirasi (pernafasan) adalah proses pengambilan gas oksigen
dari lingkungan dan pengeluaran karbon dioksida dari dalam tubuh makhluk
hidup. Bernafas merupakan salah satu ciri utama makhluk hidup. Proses
pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida berlangsung secara difusi. Oksigen
akan menuju semua sel dalam semua jaringan melalui alat-alat pernafasan.
Gambar 2.1 (Organ-Organ Pernapasan)
Di dalam sel-sel tersebut gas oksigen menuju mitokondria untuk
melakukan respirasi seluler. Respirasi seluler adalah proses pemecahan glukosa
elektron. Reaksi pemecahan glukosa membutuhkan glukosa dan oksigen sehingga
mampu menghasilkan energi, air, dan gas karbondioksida.
Sistem respirasi manusia dapat berlangsung berkat keberadaan alat-alat
pernafasan. Alat pernafasan manusia terdiri dari rongga hidung, faring, trakea,
bronkus, dan paru-paru. Bila salah satu organ pernafasan tidak mampu berfungsi
secara normal maka bisa mempengaruhi kerja sistem pernafasan secara umum.
Adapun Reaksi Pada Proses Respirasi yaitu:
Rumus Respirasi : C6H12O6 + H2O ---> 6CO2 + 6H2O + Energi
B. Organ-Organ Pada Sistem Respirasi
1. Hidung
Gambar 2.2 (Rongga Hidung)
Hidung merupakan alat pernapasan yang paling awal yang dilalui udara.
Benda tersebut dihalangi oleh rambut-rambut halus (silia) yang tumbuh keluar.
Penghangatan yaitu mengubah suhu udara agar sesuai dengan suhu tubuh.
Penghangatan ini terjadi akibat kontaknya silia tersebut dengan permukaan selaput
lendir sehingga menjadi lembab. Jaringan yang terdapat di dalam rongga hidung
adalah epithelium silindris bersilia.
2. Faring (Rongga Tekak)
Gambar 2.3 (Faring)
Faring merupakan rongga persimpangan antara jalan pernapasan dengan
jalan makanan (esophagus). Di dalam faring terdapat katup penutup rongga
hidung yang disebut uvula atau anak tekak. Selain itu juga terdapat epiglotis yang
berfungsi untuk mengatur pergantian perjalanan pernapasan dan makanan pada
3. Laring (Pangkal Tenggorokan)
Gambar 2.4 (Laring)
Laring/pangkal batang tenggorokan/kotak suara. Laring terdiri atas tulang
rawan yaitu jakun, epiglotis, tulang rawan penutup dan tulang rawan
trikoid(cincin stempel) yang letaknya paling bawah. Pita suara terletak di dinding
laring bagian dalam. Laring tersusun atas tulang rawan yang berupa lempengan
dan membentuk struktur jakun. Di atas laring terdapat katup (disebut epiglottis)
yang akan menutup jika kita minum atau menelan makanan. Katup ini berguna
untuk mencegah makanan atau air masuk ke saluran pernapasan. Saat udara dari
hidung melewati laring menuju temggorok, anak tekak akan melipat dan bertemu
4. Trakea (Batang Tenggorokan)
Gambar 2.5 (Trakea)
Trakea atau batang tenggorokan merupakan pita yang tersusun atas otot
polos dan tulang rawan yang berbentuk huruf “C” pada jarak yang sangat teratur..
Trakea berbentuk tabung memanjang yang tersusun atas 20 tulang rawan yang
berbentuk gelang atau cincin yang kuat, tetapi fleksibel. Pada belakang trakea
terdapat satu lapis otot yang dapat menarik cincin-cincin tulang rawan
bersama-sama jika ada benda asing yang akan masuk ke saluran pernapasan. Dinding
sebelah dalam trakea dilapisi oleh lender yang dihasilkan oleh sel-sel epitel,
dimana sel ini memiliki silia yang akan bergerak saat ada partikel asing seperti
debu, yang masuk ke tenggorok sehingga partikel asing tersebut akan terlontar ke
luar melalui proses batuk atau tersedak.Trakea ini terdiri dari 3 lapis yaitu :
Lapis luar terdiri atas jaringan ikat
Lapis terdalam terdiri atas jaringan epitel bersilia yang menghasilkan
banyak lendir yang berfungsi untuk menangkap dan mengembalikannya ke
hulu saluran pernapasan benda-benda asing yang akan masuk ke dalam
peru-paru
5. Bronkus (Cabang Batang Tenggorokan)
Gambar 2.6 (Bronkus)
Merupakan cabang batang tenggorokan yang terletak di dalam dada.
Batang bronkus menuju ke paru-paru kanan dan paru-paru kiri. Paru-paru kanan
lebih gampang rusak karena letaknya yang lebih tegak dibanding paru-paru kiri.
Di dalam paru-paru tiap bronkus membentuk cabang-cabang yang disebut
bronkiolus. Dinding bronkus juga terdiri atas tiga lapis yaitu jaringan ikat, otot
polos dan jaringan epitel, seperti pada trakea, perbedaannya adalah dinding trakea
jauh lebih tebal dan cincin tulang rawan pada bronkus tidak berbentuk lingkaran
sempurna. Sel-sel epitel bersilia pada bronkus semakin lama akan berubah
6. Bronkiolus (Cabang dari Bronkus)
Gambar 2.7 (Bronkiolus)
Bronkiolus merupakan cabang dari bronkus, dindingnya lebih tipis.
Bronkeolus bercabang-cabang menjadi bagian yang lebih halus.
7. Pulmo (Paru-paru)
Gambar 2.8 (Paru-paru)
Paru-paru terletak di dalam rongga dada di kanan dan kiri jantung dan
oleh selaput yang disebut Pleura. Pleura ini merupakan selaput tipis rangkap dua.
Diantara selaput tersebut dengan paru-paru terdapat cairan limfa, yang berfungsi
untuk melindungi paru-paru dari gesekan pada waktu mengembang dan
mengempis. Paru-paru kanan memiliki tiga lobus sedang paru-paru kiri hanya
memiliki dua lobus. Mengembang dan mengempisnya paru-paru disebabkan
perubahan tekanan dalam rongga dada.
8. Alveolus
Gambar 2.9 (Alveolus)
Merupakan saluran akhir dari sistem pernapasan. Alveolus berupa
gelembung-gelembung udara. Pada bagian alveolus ini terjadi pertukaran oksigen
dari udara bebas ke sel-sel darah dan karbondioksida dari darah ke udara bebas.
Pertukaran ini terjadi secara difusi yang berhubungan dengan kapiler-kapiler
C. Mekanisme Pernapasan
Pernapasan atau respirasi pada manusia ada dua tahap yaitu pernapasan
luar ( pernapasan eksternal ) dan pernapasan dalam ( pernapasan internal ).
Pernapasan dalam juga disebut dengan respirasi.Adapun proses pernapasan
eksternal dan internal yaitu:
Gambar 2.10 (Mekanisme Pernapasan)
1. Udara masuk melalui hidung, disini terjadi pertukaran antara oksigen
yang kita hirup dengan karbondioksida yang kita keluarkan, kemudian
masuk kesaluran pernapasan atas yaitu faring, laring, lalu trakea
sebelum akhirnya ke percabangan broncus.
2. Di dalam paru-paru udara terus kedalam bronkiolus dan berakhir di av
eolus, dalam aveolus oksigen masuk kepembuluh kapiler akibat
adanya perbedaan tekanan di alveolus (paru) dengan tekanan di
3. Dari pembuluh kapiler yang ada di paru darah kembali ke jantung
melalui vena pulmonalis dan masuk kedalam atrium kiri, kemudian
dari atrium kiri masuk ke ventrikel kiri sebelum di edarkan ke seluruh
tubuh melalui aorta.
4. Dari pembuluh aorta darah masuk ke arteri diseluruh tubuh sampai
kemudian ke pembuluh kapiler terjadilah kembali pertukaran oksigen
dan karbondioksida, sampai batas ini semua proses diatas disebut
Respirasi Eksternal
5. oksigen diambil oleh sel untuk proses metabolisme yang menghasilkan
energi dan karbondioksida sebagai produk sisanya, karbondioksida
tersebut lalu dikeluarkan dari sel melalui pembuluh kapiler tadi. Proses
ini juga terjadi akibat perbedaan tekanan yang ada di pembuluh kapiler
dengan yang ada di sel, dalam proser pertukaraan oksigen dan
karbondioksida di sel disebut jugaRespirasi Internal/selular
6. karbondioksida dari sel yang sudah berada di pembuluh kapiler
kemudian dibawa kembali kedalam jantung melalui vena cava
superior/inferior, masuk kembali ke atrium kanan kemudian ke
ventrikel kiri melalui arteri pulmonalis kembali keparu sampai di
pembuluh kapiler terjadi kembali pertukaran antara oksigen dan
karbondioksida, kemudian presesnya kembali lagi dari awal dan begitu
seterusnya.
Berdasarkan jenis otot yang berperan aktif, pernapasan pada manusia dapat
Pernapasan dada terjadi melalui fase inspirasi dan ekspirasi, demikian juga untuk
pernapasan perut.
a. Pernapasan Dada
Gambar 2.11 (Pernapasan Dada)
Sistem pernapasan dada adalah sistem pernapasan yang terjadi akibat
aktivitas kontraksi dan relaksasi otot antar tulang rusuk. Sistem pernafasan dada
terdiri dari 2 tahap, yaitu:
Tahap Inspirasi, yaitu kondisi di mana otot antartulang rusuk berkontraksi
sehingga tulang rusuk terangkat, rongga dada membesar dan paru-paru
mengembang. Hal ini mengakibatkan tekanan udara di dalam rongga dada
lebih kecil dari tekanan atsmosfer sehingga udara yang kaya okan oksigen
terhisap masuk kedalam paru-paru melalui saluran pernafasan.
Tahap Ekspirasi, tahap eskpirasi disebut juga fase relaksasi, yaitu kondisi
dimana otot antara tulang rusuk kembali ke posisi semula, rongga dada
kembali mengecil dan paru-paru mengempis. Kondidi ini menyebabkan
sehingga udara dalam paru-paru mengalir keluar melalui saluran
pernafasan.
b. Sistem Pernafasan Perut
Gambar 2.12 (Pernapasan Perut)
Sistem pernafasan perut adalah sistem pernafasan yang bergantung pada
aktivitas diafragma. Pernafasan perut juga dibedakan menjadi 2 tahap, yaitu:
Tahap Inspirasi, yaitu keadaan dimana otot diafragma berkontraksi,
sehingga rongga dada membesar dan paru-paru mengembang, tekanan
udara turun sehingga udara dari luar dapat masuk kedalam paru-paru
melalu saluran pernafasan.
Tahap Ekspirasi adalah kondisi dimana otot diafragma berelaksasi dan
otot dinding perut berkontraksi sehingga otot diaframa kembali ke posisi
semula. Akibatnya rongga dada mengecil, paru-paru mengepis, tekanan
udara dalam paru-paru meningkat sehingga udara dalam rongga dada yang
Tabel Perbedaan Pernapasan Dada dengan Pernapasan Perut
menjadi lebih kecil daripada tekanan di
luar sehingga udara luar yang kaya
oksigen masuk.
Fase inspirasi. Fase ini berupa
berkontraksinya otot diafragma
sehingga rongga dada membesar,
akibatnya tekanan dalam rongga dada
menjadi lebih kecil daripada tekanan di
luar sehingga udara luar yang kaya
oksigen masuk.
Fase ekspirasi. Fase ini merupakan fase
relaksasi atau kembalinya otot antara
dalam rongga dada yang kaya karbon
dioksida keluar.
Fase ekspirasi. Fase ini merupakan fase
relaksasi atau kembalinya otot diaframa
ke posisi semula yang dikuti oleh
turunnya tulang rusuk sehingga rongga
dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya,
tekanan di dalam rongga dada menjadi
lebih besar daripada tekanan luar,
sehingga udara dalam rongga dada
yang kaya karbon dioksida keluar.
D. Volume Udara Pernapasan
Volume udara tidal yaitu volume udara yang masuk dan keluar sebagai
akibat pernapasan biasa, besarnya 500 cc.
Volume udara komplementer yaitu volume udara yang dapat masuk ke
dalam paru-paru setelah melakukan inspirasi normal, besarnya 1500
cc.
Volume udara suplementer yaitu vvolume udara yang masih dapat
dikeluarkan setelah melakukan ekspirasi normal, besarnya sama
dengan volume udara komplementer yaitu 1500 cc.
Volume udara residu yaitu volume udara yang tersisa di dalam
paru-paru yang tidak dapat diekspirasikan , besarnya 1000 cc.
Kapasitas vital paru-paru yaitu volume udara yang dapat dihembuskan
semaksimal mungkin setelah melakukan inspirasi secara maksimal
(volume udara tidal + volume udara suplementer + volume udara
komplementer), besarnya 3500 cc.
Kapasitas total paru-paru yaitu volume udara yang tertampung secara
maksimal di paru-paru (kapasitas vital paru-paru + udara residu) 4500
cc.
Volume dan kapasitas seluruh paru pada wanita kira-kira 20 sampai 25
persen lebih kecil daripada pria dan lebih besar lagi pada orang yang atletis dan
Metode sederhana untuk mempelajari ventilasi paru adalah dengan
mencatat volume udara yang masuk dan keluar paru-paru, suatu proses yang
disebut spirometer. Spirometer ini terdiri dari sebuah drum yang di balikkan di
atas bak airdan drum tersebut diimbangi oleh suatu beban. Dalam drum terdapat
gas untuk bernapas, biasanya udara atau oksigen dan sebuah pipa yang
menghubungkan mulut dengan ruang gas. Apabila seseorang bernapas dari dan ke
dalam ruang ini, drum akan naik turun dan terjadi perekaman yang sesuai di atas
gulungan kertas yang berputar.
E. Frekuensi Pernapasan
Pada orang dewasa normal, frekuensi pernapasan berkisar antara 15-18
tiap menit. Faktor yang mempengaruhi frekuensi pernapasan adalah.
1. Umur
Semakin bertambahnya umur seseorang mengakibatkan frekuensi
pernapasan menjadi semakin lambat. Pada usia lanjut, energi yang dibutuhkan
lebih sedikit dibandingkan pada saat usia pertumbuhan, sehingga oksigen yang
diperlukan relatif lebih sedikit.
2. Jenis Kelamin
Pada umumnya, laki-laki lebih banyak membutuhkan energi. Oleh karena
3. Suhu Tubuh
Manusia memiliki suhu tubuh yang konstan berkisar antara 36-37˚C
karena manusia mampu mengatur produksi panas tubuhnya dengan meningkatkan
laju metabolismenya, sehingga kebutuhan oksigen akan meningkat.
4. Posisi Tubuh
Posisi tubuh akan mempengaruhi banyaknya otot yang bekerja. Misalnya
pada saat berdiri, otot akan berkontraksi, sehingga oksigen yang dibutuhkan lebih
banyak dan laju pernapasan pun akan meningkat dibandingkan pada saat orang
duduk.
5. Kegiatan tubuh
Orang yang banyak melakukan kegiatan frekuensi pernapasannya akan
meningkat karena akan lebih banyak memerlukan energi. Dibandingkan dengan
orang yang melakukan sedikit kegiatan, jelas frekuensi pernapasannya akan lebih
