Salah satu ciri-ciri makhluk hidup adalah bernapas dan manusia adalah salah satu makhluk hidup yang juga melakukan proses pernapasan. Sistem pernapasan adalah salah satu sistem yang berperan penting dalam tubuh manusia. Tubuh mengambil oksigen dari udara yang dihasilkan melalui proses fotosintesis pada tumbuhan. Oksigen tersebut nantinya akan membantu proses metabolisme tubuh untuk menghasilkan energi dari memecah molekul makanan. Metabolisme tubuh manusia terdiri dari beberapa fase yang meliputi proses glikolisis, siklus krebs dan sistem transport elektron. Seluruh fungsi metabolisme tubuh manusia berlangsung dalam organel mitokondria yang berada di dalam sel. Sistem pernafasan manusia tidak berbeda jauh dengan sistem pernapasan hewan vertebrata. Pernapasan manusia dibantu oleh organ utama yakni paru-paru. Paru-paru manusia memiliki bagian yang hampir sama dengan paru-paru hewan vertebrata begitu namun memiliki susan yang lebih kompleks. Bagian-bagian paru-paru manusia menyusun satu kesatuan yang memungkinkan terjadinya pertukaran udara secara efektif.
Bagian bagian paru-paru
Untuk menyelenggarakan seluh fungsinya secara optimal, bagian –bagian paru-paru bekerja sama dan menjalankan fungsinya masing-masing. Berikut adalah bagian-bagian paru-paru manusia :
1. Bronkus
Bronkus merupakan percabangan dari trakea atau tenggorokan yang menghubungkan paru-paru sebelah kiri dengan paru-paru sebelah kanan. Bronkus pada paru-paru kanan lebih besar dan tegak lurus dibandingkan dengan bronkus yang terletak di sebelah kiri. Bronkus manusia tersusun dari tulang rawan dan otot polos. Fungsi bronkus pada paru-paru adalah sebagai tempat difusi oksigen yang masuk melalui saluran pernapasan.
2. Bronkiolus
Bronkiolus adalah percabangan dari bronkus yang memiliki fungsi sebagai jalan masuk udar menuju alveolus. Diameter bronkiolus sekitar 1mm atau bahkan lebih kecil. Diameter tersebut dapat berubah menyesuaikan tekanan udara yang masuk. Penyempitan dan perluasan bronkiolus di pengaruhi oleh histamin dan saraf parasimpatis. Jaringan pada bronkiolus tersusun dari sel epitel kuboid bersilia dan otot polos.
3. Alveolus
Alveolus (jamak alveoli ) adalah tempat pertukaran udara pada paru-paru. Alveolus merupakan gelembung-gelembung yang berbentuk seperti buah anggur. Paru-paru manusia memiliki sekitar 700 juta buah alveolus. Alveolus tersusun atas sel-sel epitel dan endotelium. (baca juga : fungsi alveolus )
4. Pleura
Pleura adalah selaput yang membungkus paru-paru dan melindungi paru-paru dari gesekan selama proses respirasi. Pleura paru-paru manusia terdiri atas dua lapisan tipis yakni pleura visceral yang merupakan pembungkus paru-paru dan pleura parietal yeng menempel pada rongga dada.kedua lapis pleura tersebut dipisahkan oleh ronbgga yang disebut pleural cavity dan berisi cairan yang membantu proses pernafasan.
5. Trakea
Trakea atau tenggorokan adalah bagian paru-paru yang menghubungkan larynk dengan bronkus. Trakea manusia tersusun dari jaringan tulang rawan yang dilapisi oleh sel bersilia. Silia yang ada pada trakea berfungsi untuk menyaring udara yang akan masuk ke paru-paru.
6. Diafragma
Diafragma adalah sekat yang membatasi rongga dada dengan perut. diafragma berperan pada pernapasan perut.
Berikut adalah mekanisme cara kerja paru-paru :
- Oksigen yang masuk melalui rongga hidung atau mulut akan masuk ke dalam saluran paru-paru melalui bronkus.
- Di dalam paru-paru, oksigen akan berdifusi masuk ke dalam kapiler-kapiler darah yang banyak terdapat pada alveolus. Alveolus merupakan percabangan dari bronkiolus dan tempat terjadinya pertukaran gas oksigen dengan karbon dioksida.
- Oksigen yang telah masuk ke dalam kapiler darah selanjutnya akan diikat oleh hemoglobin yang ada dalam sel darah merah. Seolanjutnya oksigen akan diedarkan ke seluruh tubuh dan dibawa masuk ke dalam sel untuk membantu proses metabolisme tubuh dalam mengahasilkan energi. Energi yang dihasilkan berupa ATP ( Adenosin Tripospat). ATP adalah bentuk energi yang paling sederhana yang dapat digunakan oleh tubuh.
- Karbon dioksida sebagai sisa respirasi akan dibawa menuju jantung dan selanjutnya dibawa ke paru-paru lewat kapiler vena dan setelah itu paru-paru akan membawa karbondioksida keluar dari tubuh lewat jalan yang sama ketika udara atau oksigen masuk.
Sebagai organ pernapasan utama, paru-paru dapat menampung oksigen yang dibutuhkan oleh tubuh. Paru-paru memiliki kapasital vital paru-paru yang merupakan besaran volume udara yang dapat ditampung. Kapasitas vital paru-paru dibagi menjadi :
- Volume Tidal (TV), yakni volume udara yang masuk dan keluar pada pernapasan biasa. Volume Tidal berkisar antara 500 ml pada orang dewasa.
- Volume Cadangan Inspirasi (IRV), yakni volume udara yang sudah masih bisa dihirup kedalam paru paru setelah inspirasi biasa. Pada orang dewasa besarnya 3100 ml.
- Volume Cadangan Ekspirasi (ERV), yakni volume udara yang masih dapat dikeluarkan dari paru sesudah ekspirasi biasa. Volume ini mencapai 1200 ml pada orang dewasa
- Volume Residu (RV), yakni udara yang masih tersisa didalam paru paru setelah ekspirasi maksimal
Cara kerja paru-paru ditentukan oleh beberapa faktor salah satunya adalah kesehatan organ pernapasan dan kebersihan lingkungan khususnya udara. Dampak pencemaran udara sangat tidak baik untuk sistem paru-paru manusia dan dapat mengakibatkan gangguan pada sistem pernapasan.
Fungsi paru-paru
Sistem pernapasan manusia lebih kompleks dari sistem pernapasan hewan vertebrata dan sistem pernapasan hewan invertebrata. Paru-paru manusia merupakan salah satu dari alat-alat pernapasan manusia yang berperan dalam proses pengambilan oksigen dan pengeluaran karbon dioksida. Paru-paru terletak di dalam rongga dada dan dipisahkan dengan rongga perut oleh suatu sekat yang disebut diafragma. Paru-paru juga dilindungi oleh tulang dada dan tulang rusuk. Selain berfungsi sebagai organ respirasi atau pernapasan, fungsi paru-paru manusia juga mencakup :
- Sebagai sistem ekskresi pada manusia. Pada saat bernapas manusia juga mengeluarkan karbon dioksida dengan cara menghembuskannya. Setiap napas yang dihembuskan tidak hanya mengandung karbon dioksida tetapi juga uap air. Mengendalikan pH darah dengan cara mengubah tekanan karbon dioksida.
- Patu-paru juga berfungsi sebagai penyaring gumpalan darah yang terbentuk dalam vena.
- Fungsi paru-paru mempengaruhi kerja dan konsentrasi beberapa zat biologi dan obat-obatan yang masuk ke dalam tubuh terutama obat-abatan yang mempengaruhi kerja sel darah
- mengubah angiotensin I yang merupakan protein yang dihasilkan oleh hati menjadi angiotensin II. Konversi protein angiotensin tersebut dibantuoleh enzim angiotensin-converting. Protein ini berperan dalam pengaturan tekanan darah pada sistem sirkulasi
- melindungi organ lain seperti hati dan jantung dari guncangan.
- Membantu proses terciptanya suara oleh pita suara
- Sebagai reservoir atau tempat penyimpanan darah dalam tubuh. Volume darah yang ada dalam paru-paru berkisar antara 450 mililiter dan merupakan 9 persen dari total seluruh volume darah yang ada dalam tubuh. Jumlah darah dalam reservoir paru-paru berfluktuasi, bertambah dan berkurang sampai setengah hingga dua kali jumlah normalnnya. Jika tubuh atau siskulasi sistemik tubuh kehilangan darah maka reservoir darah dalam paru-paru bisa dijadikan kompensasi.
- Mencegah debu dan partikel asing masuk ke dalam tubuh. Saluran pernafasan dan paru-paru memiliki lapisan yang berlendir dan dilengkapi dengan silia untuk menangkap partikel asing yang masuk bersama udara. Partikel-partikel ini dapat membahayakan jika masuk ke dalam tubuh dan aliran udara dan dapat menyebabkan infeksi.
Paru-paru manusia terbagi menjadi dua bagian yaitu paru-paru kanan dan paru-paru kiri. Ukuran paru-paru kanan lebih besar dan lebih berat daripada paru-paru kiri. Pada paru-paru kanan terdapat tiga lobus ( lobus superior, media dan inferior) dan terdiri dari 10 segmen ( 5 segmen lobus superios, 2 segmen lobus medial dan 3 segmen lobus inferior). Sementara itu, paru-paru kiri hanya terdiri dari dua lobus yang terdiri dari 10 segmen, masing-masing 5 segmen pada setiap lobus