I. JUDUL : SISTEM RESPIRASI
II. TUJUAN :
Mengetahui kapasitas vital paru-paru manusia III. DASAR TEORI
Respirasi adalah suatu proses pertukaran gas oksigen (O2) dari udara oleh organisme hidup yang digunakan untuk serangkaian metabolisme yang akan menghasilkan karbondioksida (CO2) yang harus dikeluarkan karena tidak dibutuhkan oleh tubuh. Setiap makhluk hidup melakukan pernapasan untuk memperoleh oksigen O2 yang digunakan untuk pembakaran zat makanan di dalam sel-sel tubuh. Alat pernapasan setiap makhluk hidup tidaklah sama, pada hewan invertebrata memilki alat pernapasan dan mekanisme pernapasan yang berbeda dengan hewan vertebrata (Waluyo,2010:219).
Pernapasan, sebagai istilah yang lazim digunakan, mencangkup dua proses: pernapasan eksterna, yaitu penyerapan O2 dan pengeluaran CO2 dari tubuh secara keseluruhan; serta pernapasan interna, yaitu penggunaan O2 dan pembentukan CO2 oleh sel serta pertukaran gas di antara sel tubuh da media cair di sekitarnya.
Sistem pernapasan terdiri atas organ pertukearan gas (paru) dan suatu pompa ventilasi paru. Pompa ventilasi ini terdiri atas dinding dada, otot pernapasan, yang memperbesar dan memperkecil ukuran rongga dada, pusat pernapasan di otak yang mengendalikan otot pernapasan, serta jaras dan safar yang menghubungkan pusat pernapasan dan otot pernapasan. Pada keadaan istirahat, frekuensi pernapasan manusia normal berkisar antar 12-15 kali per menit. Dalam sekali bernapas, sekitar 500 mL udara, atau 6-8 L udara per menit, dihirup dan dikeluarkan dari paru. Udara ini akan bercampur dengan gas yang terdapat di alveoli, dan selanjutnya, melalui proses difusi sederhana, O2 masuk kedalam alveoli. Dengan cara ini, 250 mL O2 per menit masuk kedalam tubuh dan 200 mL CO2 akan dikeluarkan.
Berbagai gas lain, seperti gas metana dari usus halus dapat dijumpai di udara ekspirasi dalam jumlah kecil. Alcohol dan aseton akan dikeluarkan melalui udara ekspirasi bila kadarnya dalam tubuh vukup besar. Pada kenyataanya, lebih dari 250 jenis senyawa yang mudah menguap telah diidentifikassi dalam udara pernapasan manusia (Ganong,2005:669).
a. Volume alun napas (tidal) adalah volume udara yang diinspirasi atau diekspirasi setiap kali bernapas normal; besarnya kira-kira 500 mililiter pada rata-rata orang dewasa muda.
b. Volume cadangan inspirasi adalah volume udara ekstra yang dapat diinspirasi setelah dan diatas volume alun napas normal; dan biasanya mencapai 3000 mililiter.
c. Volume cadangan ekspirasi adalah jumlah udara ekstra yang dapat diekspieasi oleh ekspirasi kuat pada akhir ekspirasi alun napas normal; jumlah normalnya adalah sekitar 1100 mililiter.
d. Volume residu yaitu volume udara yang masih tetap berada dalam paru setelah ekspirasi paling kuat. Volume ini besarnya kira-kira 1200 mililiter.
II. Kapasitas paru
1. Kapasitas inspirasi sama dengan volume alun napas ditambah cadangan inspirasi. Ini adalah jumlah udara (kira-kira 3500 mililiter) yang dapat dihirup oleh seseorang, dimulai pada tingkat ekpirasi normal dan pengembangan paru sampai jumlah maksimum.
2. Kapasitas residu fungsional sama dengan volume cadangan ekspirasi ditambah volume residu. Ini adalah jumlah udara yang tersisa dalam paru pada akhir ekspirasinormal (kira-kira 2300 mililiter)
3. Kapasitas vital sama dengan volume cadangan inspirasi ditambah volume alun napas dan volume cadangan ekspirasi. Ini adalah jumlah udara maksimum yang dapat dikeluarkan seseorang dari paru, setelah terlebih dahulu mengisis paru secara maksimum dan kemudian mengeluarkan sebanyak-banyaknya (kira-kira 4600 mililiter).
4. Kapasitas paru total adalah volume maksimum dimana paru dapat dikembangkan sebesar mungkin dengan inspirasi paksa (kira-kira 5800 mililiter); jumlah ini sama dengan kapasitas vital ditambah volume residu (Hall,1996:604-605).
Sistem pernapasan pada manusia meliputi semua struktur yang menghubungkan udara ke dan dari paru-paru. Organ pernapasan antara lain:
e. Bronkus f. Bronkiolus g. Alveolus
h. Paru-paru (Alfiansyah,2011). Rongga hidung
Nares anterior adalah saluran-saluran di dalam lubang hidung. Saluran-saluran ini bermuara kedalam bagian yang dikenal sebagai vestibulum hidung. Rongga hidung dilapisi selaput lender yang sangat kaya akan pembuluh darah, dan bersambung dengan lapisan farink dan selaput lender. Semua sinus yang mempunyai lubang masuk ke dalam rongga hidung.
Rongga hidung sendiri berfungsi sebagai berikut: a. Bekerja sebagai saluran udara pernapasan.
b. Sebagai penyaring udara pernapasan yang dilakukan oleh bulu-bulu hidung.
c. Dapat menghangatkan udara pernapasan oleh mukosa.
d. Membunuh kuman-kuman yang masuk, bersama-sama udara pernapasan oleh leoksit yang terdapat dalam selaput lender atau hidung.
Faring
Faring adalah pipa berotot yang berjalan dari dasra tengkorak sampai persambungannya dengan oesofagus pada ketinggian tulang rawan krikoid. Bila terjadi radang disebut pharyngitis. Farng terbagi menjadi 3 bagian yaitu nasofaring, orofaring dan laringofaring.
a. Nasofaring
Adalah bagian posterior nasal yang membuka kearah rongga nasal melalui dua naris internal (koana), yaitu:
b. Orofaring
Dipisahkan dari nasofaring oleh palatum lunak muscular, suatu perpanjangan palatum keras tulang.
c. Laringofaring
Mengelilingi mulut esophagus dan laring, yang merupakan gerbang untuk system respiratorik selanjutnya.
Laring
Laring berperan untuk pembentukan suara dan untuk melindungi jalan napas terhadap masuknya makanan dan cairan. Laring dapat tersumbat, antara lain oleh benda asing (gumpalan makanan), infeksi(misalnya difteri) dan tumor
Trakea, merupakan lanjutan dari laring yang dibentuk oleh 16 sampai 20 cincin kartilago yang terdiri dari tulang-tulang rawan yang terbentuk seperti C. Trakea dilapisi oleh selaput lender yang terdiri atas epitilium bersilia dan sel cangkir.
Percabangan bronkus
Bronkus, merupakan percabangan trakea. Setiap bronkus primer bercabang 9 smapai 12 kali untuk membentuk bronki sekunder dan tersier dengan diameter yang semakin kecil. Srtuktur mendasar dari paru-paru adalah percabangan bronchial yang selanjutnya secara berurutan adalah bronki, bronkiolus, bronkiolus terminalis, bronkiolus respiratorik, duktus alveolar, dan alveoli. Dibagian bronkus masih disebut pernapasan extrapulmonar dan sampai memasuki paru-paru disebut intrapulmonary.
Paru-paru (bronkiolus, alveolus)
Paru-paru berada dalam rongga torak, yang terkandung dalam susunan tulang-tulang iga an letaknya disisi kiri dan kanan mediastinum yaitu struktur blok padat yang berada dibelakang tulang dada. Paru-paru menutupi jantung, arteri dan vena beasr, esophagus dan trakea (Setiadi,2007:42-48)
Sirkulasi dalam paru mencangkup pembuluh nutrient (sistemik) dan fungsional (pulmoner). Sirkulasi fungsional diwakili oleh arteri dan vena pulmoner. Arteri pulmoner berdinding tipis, karena rendahnya tekanan (sistolik 25 mmHg, diastolic 5 mmHg) di dalam sirkulasi pulmoner. Arteri ini mengandung lebih banyak sel otot polos dan serat elastin daripada vena pulmoner. Di dalam paru, arteri pulmoner bercabang, mengikuti percabangan bronkus.
Pembuluh limfe mengikuti bronkus dan pembuluh pulmoner, mereka juga terdapat dalam septum interlobular, dan semua mengalir ke dalam limfonodus di daerah hilum. Jalinan limfe ini disebut jalinan dalam untuk membedakan dari jalinan superfisial, yang mencangkup pembuluh limfe dalam pleura viseral. Pembuluh limfe dari jalinan superfisial mengalir kea rah hilum. Mereka mengikuti jalannya pleura atau menerobos jaringan paru melalui septum interlobulus.
Pembuluh limfe tidak terdapat dalam bagian terminal cabang bronkus dan melewati duktus alveolus (Junqueira,1995:355).
(PCo2) darah hamper tidak berubah, bahkan selama gerakbadan berat atau jenis stress respirasi lain.
Yang disebut “pusat pernapasan” adalah suatu kelompok neuron yang tersebar luas dan terletak bilateral di dalam substansia retikularis medulla oblongata dan pons. Ia dibagi menjadi 3 daerah utama: (1) kelompok neuron medulla oblongata dorsalis, yang terutama merupakan area inspirasi, (2) kelompok neuron medulla oblongata ventralis yang terutama merupakan area ekspirasi dan (3) area di dalam pons yang mebantu mengatur kecepatan pernapasan, yang dinamai area pneumotaksik. Ia merupakan area inspirasi yang memainkan peranan pokok dalam mengatur pernapasan (Guyton,1987:371).
Sehubungan dengan organ yang terlibat dalam pemasukkan udara (inspirasi) dan pengeluaran udara (ekspirasi) maka mekanisme pernapasan dibedakan atas dua macam, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut. Pernapasan dada dan perut terjadi secara bersamaan.
a. Pernapasan Dada
Pernapasan dada adalah pernapasan yang melibatkan otot antartulang rusuk. Mekanismenya dapat dibedakan sebagai berikut.
1. Fase inspirasi. Fase ini berupa berkontraksinya otot antartulang rusuk sehingga rongga dada membesar, akibatnya tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya oksigen masuk.
2. Fase ekspirasi. Fase ini merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot antara tulang rusuk 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.
b. Pernapasan Perut
Pernapasan perut merupakan pernapasan yang mekanismenya melibatkan aktifitas otot-otot diafragma yang membatasi rongga perut dan rongga dada. Mekanisme pernapasan perut dapat dibedakan menjadi dua tahap yakni sebagai berikut.
menjadi kecil sehingga udara luar masuk.
2. Fase Ekspirasi. Fase ekspirasi merupakan fase berelaksasinya otot diafragma (kembali ke posisi semula, mengembang) sehingga rongga dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar, akibatnya udara keluar dari paru-paru (anonim,2000[online]).
IV. METODE IV.1 Alat
a. Bak besar
b. Botol besar bervolume 5 liter c. Pipa plastik (selang)
d. Timbangan berat badan e. Alat ukur (mit line) IV.2 Bahan
a. Air secukupnya
IV.3 Langakah kerja
Membuat skala pada botol besar dari 0-0,25-0,5-0,75-1-1,25-1,5- dan seterusnya, menggunakan gelas ukuran untuk membuat skala
Mengisi botol besar lalu membalik
Memasang pipa plastic seperti gambar
Menarik napas sedalam-dalamnya dan menghembuskan napas sekuat-kuatnya (maksimal) lewat mulut yang dihubungkan dengan
Menyuruh orang percobaan melakukan gerak badan misalnya lari-lari mengelilingi lapangan atau ruangan
Menarik napas sedalam-dalamnya dan menghembuskan napas sekuat-kuatnya (maksimal) lewat mulut yang dihubungkan dengan
pipa plastic
Membandingkan kapasitas vital sebelum dan setelah olahraga
dan dihubungkan dengan selang kemudian dibalik lalu dimasukkan dalam bak besar yang berisi air, kami memperoleh data kapasitas paru paru dari 12 probandus yang melakukan percobaan sebesar 458 mL. Jika dibandingkan dengan teori kapasitas vital paru-paru manusia diketahui besarnya kurang lebih 4600 mL yang diperoleh dari jumlah volume tidal, volume cadangan inspirasi dan volume cadangan ekspirasi. Maka hasil percobaan yang telah dilakukan tidak sesuai dengan teori. Hasil pengamatan ini salah karena data yang tertulis pada pengamatan bukanlah kapasitas vital tetapi volume tidal manusia, yang mana besar volume tidal manusi menurut teori adalah 500 mL. Maka percobaan yang telah dilakukan telah gagal.
Berdasarkan pengamatan terdapat perbedaan kapasitas paru-paru pada tiap probandus, hal ini dikarenakan ada beberapa faktor yang sangat mempengaruhi kapasitas vital paru-paru manusia yaitu, dari jenis kelamin, tinggi badan, berat badan. Lingkar dada, umur dan aktivitas yang dilakukan tiap probandus. Berikut data dari tiap-tiap faktor:
Dari faktor jenis kelamin, dengan probandus laki-laki yaitu Rizky dan probandus perempuan yaitu Beta didapatkan hasil bahwa kapasitas vital terbesar adalah milik Rizky sebesar 500 mL dan Beta sebesar 250 mL. Ternyata jenis kelamin mempengaruhi kapasitas vital, kapasitas vital paru-paru laki-laki lebih besar daripada perempuan. Hal ini dikarenakan laki-laki bernapas lebih lambat daripada perempuan. volume paru-paru laki-laki lebih besar daripada perempuan. Namun kadar oksigen yang dibutuhkan oleh laki-laki lebih besar daripada perempuan. Oleh karena itu, kebanyakan laki-laki lebih banyak bergerak dari perempuan.
Yang ketiga adalah faktor dari berat badan, pada faktor ini juga menggunakan probandus dengan jenis kelamin yang sama yaitu Puput yang memiliki berat badan 65 kg dan Umi yang memiliki berat badan 40 kg. Berdasarkan data yang didapat, diperoleh hasil bahwa kapasitas vital paru-paru orang yang berbadan gemuk (Puput) yaitu 750 mL lebih tinggi daripada Umi dengan kapasitas vital 500 mL. Pengamatan ini tidak sesuai dengan dasar teori yang mengatakan bahwa berat badan yang kurang ideal kapasitas vitalnya lebih rendah dibandingakan dengan berat badan yang ideal. Hal ini bias terjadi karena mungkin terdapat kesalahan pada Puput dalam meniup selang, mungkin selang yang ditiup terlalu kuat sehingga kapasitasnya besar. Atau mungkin juga karena Puput meniup sampai berkali-kali, atau air didalam botol kurang penuh terisi sehingga kapasitasnya terhitung besar. Bias juga dikarenakan salahnya perhitungan terhadap skal yang terdapat pada botol tersebut.
Faktor yang keempat adalah lingkar dada, untuk faktor ini kami menggunakan jenis kelamin laki-laki dar probandus yang bernama Vijay dengan lingkar dada 101 cm dan Ali dengan lingkar dada 78 cm. Pada faktor ini didapatkan hasil dari pengamatan yaitu kapasitas vital paru-paru pada kedua probandus adalah sama yaitu 250 mL. Mengapa hal ini bisa terjadi? Mungkin karena probandus yang kurang serius dan salah dalam melakukan percobaan. Menurut literatur semakin besar lingkar dada seseorang maka akan semakin besar volume paru-paru sehingga kapasiitasnya akan semakin besar, begitu pula sebaliknya.
Untuk faktor yang terakhir yaitu berdasarkan aktivitas yang dilakukan oleh kedua probandus. Aktivitas yang dilakukan adalah naik-turun tangga sebanyak 7 kali. Kedua probandus ini bernama Diah dan Endah, yang memiliki jenis kelamin dan umur yang sama. Tetapi berbeda tinggi badan, berat badan, dan lingkar dada. Diah memiliki tinggi badan 165 cm, berat badan 53 kg dan lingkar dada 86 cm, sedangkan Endah memiliki tinggi badan 168 cm, berat badan 50 kg dan lingkar dada 79 cm. berdasarkan hasil pengamatan kapasitas vital paru-paru (santai) Diah lebih tinggi daripada Endah yaitu Diah sebesar 750 mL dan Endah sebesar 250 mL. hal ini dikarenakan bahwa Diah memiliki lingkar dada yang lebih besar daipada Endah sehingga kapasitasnya lebih besar. Sedangkan setelah melakukan aktivitas kapasitas vital paru-paru Diah sama dengan sebelumnya yaitu 750 mL sedangkan Endah meningkat menjadi 500 mL. Kapasitas vital paru-paru Diah sebelum dan sesudah aktivitas sama dikarenakan Diah lebih sering beraktivitas dibanding Endah dan Diah sudah terbiasa melakukan aktivitas naik-turun tangga sehingga kapasitas vitalnya tidak berubah. Sedangkan Endah yang jarang beraktivitas kapasitas vitalnya meningkat setelah melakukan aktivitas.
Hasil pengamatan diatas berdasarkan enam faktor yang mempenaruhi kapasitas vital paru-paru manusia. Menurut literature ada factor lain yang mempengaruhi kapasitas vital paru-paru manusia yaitu, suhu tubuh. Semakin tinggi suhu tubuhnya maka semakin tinggi pula frekuensi pernapasannya.
VII. PENUTUP
VII.1 Kesimpulan
Kapasitas vital paru paru manusia merupakan volume udara maksimal yang dapat dihembuskan oleh paru paru setelah melakukan inspirasi maksimal, besarnya kurang lebih 4600 mililiter. Besarnya kapasitas vital paru-paru merupakan penjumlahan dari volume udara tidal, cadangan inspirasi dan cadangan ekspirasi. Sedangkan kapasitas total adalah kapasitas udara yang dapat ditampung paru paru, besarnya kurang lebih 5800 mililiter. Besarnya kapasitas total paru paru merupakan penjumlahan antara kapasitas vital paru paru dan udara residu. Kapasitas vital paru paru pada manusia dipengaruhi oleh jenis kelamin, usia, berat badan, tinggi badan, lingkar dada dan aktivitas atau kegiatan yang dilakukan.
DAFTAR PUSTAKA anonim.2000.
http://bebas.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Biologi/0077%20Bio%202-8d.htm (akses : 8 April
2014:06.15 WIB)
Alfianyah,Muhammad.2011.http://www.sentra-edukasi.com/2011/08/organ-
pernapasan-manusia.html#.Uz4gG87TKfI (akses : 4 april 2013:10.03 WIB)
Ganong,W.F.2005.Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 22.Penerbit:Buku Kedokteran ECG
Guyton.1987.Fisiologi Manusia dan Mekanisme Penyakit.Penerbit:Buku Kedokteran EGC
Hall,&Guyton.1996.Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 9.Penerbit:Buku Kedoteran ECG
Setiadi.2007.Anatomi dan Fisiologi Manusia.Penerbit:Graha Ilmu
Junqueria,L. Carlos,Jose Carneiro, Robert O. Kelley.1995.Histologi Dasar Edisi ke-8.Penerbit:Buku Kedokteran EGC
