Pertukaran gas
Untuk menyelenggarakan respirasi, sel membutuhkan pasokan oksigen secara terus menerus dan alat pembuangan karbon dioksida.
CES (Cairan ekstra sel): gas yang masuk dan keluar sel harus melalui CES
• Pada mikroorganisme akuatik, msl: Amuba, CES adalah air lingkungannya.
Melalui difusi sederhana: penggunaan oksigen oleh mitokondrion menyebabkan konsentrasi oksigen dalam sel rendah. Oksigen dari luar (air) yang konsentrasinya lebih tinggi berdifusi ke dalam sel.
• Hewan akuatik
Terdapat 3 bagian penting pada sistem pertukaran gas pada hewan akuatik:
1. Suatu cairan beredar yang mengangkut gas. Cairan tetap bergerak dengan bantuan pompa berotot, yaitu jantung
2. Insang yang menukar gas antara cairan yang beredar (lingkungan interna) dan air (lingkungan eksterna)
3. Suatu mekanisme untuk menarik persediaan air yang mengandung oksigen dengan terus menerus di sekeliling insang.
Air versus udara
• Oksigen ± 21% dari udara
• Sistem pertukaran udara pada hewan daratan lebih sederhana daripada hewan akuatik
• Organisme daratan dihadapkan pada pemeliharaan organ pertukaran gas agar tetap basah. Hal ini penting karena difusi gas kedalam sel terjadi hanya dari CES. CES dapat hanya berupa sekedar lapisan tipis cairan.
• Diatasi dengan organ pertukaran gas yang meluas ke bagian dalam dari organisme. Udara dibasahi oleh membran pelengkap.
Sistem pernapasan pada manusia
Mekanisme pernapasan pada manusia:
• Efisien karena adanya diafragma.
• Diafragma adalah sekat berotot berbentuk kubah, membagi rongga badan menjadi dua bagian: rongga perut (abdomen) dan rongga dada (toraks).
• Permukaan sebelah dalam rongga dada dan permukaan luar paru-paru diselimuti membran tipis disebut pleura.
• Kontraksi diafragma membuat diafragma datar, mengakibatkan peningkatan volume rongga dada, merentangkan paru-paru dan udara mengalir kedalam. Bila diafragma kendur, kembali ke posisinya semula, paru-paru kembali ke ukuran semula, hawa didesak keluar.
• Gerakan diafragma dalam pernapasan mengiringi gerakan tulang-tulang rusuk.
• Gerakan tulang rusuk dikontrol oleh otot interkostal interna dan otot interkostal eksterna.
• Tabung udara
Peredaran hawa di dalam paru-paru, tergantung pada tabung udara antara paru-paru dan udara di luar. Pada waktu inspirasi udara masuk ke dalam lubang hidung melalui rongga hidung (masing-masing satu buah di belakang setiap lubang) ke nasofaring dan ke faring. Dari faring udara masuk ke trakea melalui glotis. Trakea bercabang menjadi bronkus kanan dan bronkus kiri, yang masing-masing menuju paru-paru kanan dan paru-paru kiri. Bronkus-bronkus selanjutnya bercabang-cabang lagi (rata-rata 22 kali) menjadi bronkiolus-bronkiolus yang lebih kecil. Setiap bronkiolus bermuara ke seberkas kantung-kantung kecil mirip anggur yang disebut alveolus. Terdapat kira-kira 300 juta alveolus dalam kedua paru-paru orang dewasa dengan daerah permukaan total 160 m2 untuk pertukaran gas. Hanya dalam alveolus ini pertukaran gas terjadi.Dalam keadaan tertentu daerah permukaan gas dari paru-paru dapat berkurang, misalkan karena infeksi oleh virus atau bakteri pada alveolus yang mengakibatkan radang paru-paru (pneumonia). Pada pneumonia, getah bening dan lendir berkumpul dalam alveolus dan bronkiolus, dan mengurangi daerah yang terkena udara. Pasien bisa kekurangan oksigen.
Pada penderita emfisema, banyak dinding sekat alveolus peka dan robek dan sangat mengurangi daerah permukaan yang tersedia untuk pertukaran gas. Tidak seperti pneumonia, keadaan ini berkembang lambat dan jarang sebagai penyebab langsung kematian. Hilangnya daerah pertukaran gas secara berangsur memaksa jantung memompa lebih banyak darah ke paru-paru. Tekanan tambahan ini mengganggu jantung.
Dinding sebelah dalam trakea, bronkus dan bronkiolus semuanya dilapisi epitel bersilium penghasil lendir. Partikel debu halus yang tak tertapis di hidung akan terjerat dalam lendir. Silium kemudian akan menyapu partikel-partikel ini ke trakea. Ketika partikel mendekati glotis, mulailah ekhalasi batuk yang kuat, dan bahan dahak terlempar ke dalam mulut. Partikel yang cukup halus untuk mencapai alveolus akan ditelan oleh sel-sel fagosit yang terdapat di dinding alveolus. Penimbunan bahan-bahan tersebut (karena tinggal di kota penuh polusi atau karena merokok), menyebabkan paru-paru berwarna sangat gelap.
• Kontrol pernapasan
• Laju terjadinya respirasi sel (dan karenanya oksigen digunakan) bervariasi dengan keadaan umum aktivitas badan. Bergerak badan dengan giat dapat meningkatkan kebutuhan oksigen untuk jaringan 20-25 kali. Kebutuhan oksigen yang meningkat dipenuhi dengan meningkatkan laju dan dalamnya pernapasan.
• Konsentrasi karbon dioksida memegang peranan tertentu dalam mengatur laju dan dalamnya pernapasan.
• Karbon dioksida mengatur pengaruh tersebut melalui pengaruhnya terhadap bagian otak yang disebut medula oblongata. Bila kandungan karbon dioksida dalam darah naik di atas batas normal, sel-sel medula oblongata yang sangat peka terhadap konsentrasi karbon dioksida menanggapi dengan banyaknya dan laju impuls syaraf yang mengontrol aksi otot interkosta dan diafragma. Terjadilah peningkatan pertukaran hawa dalam paru-paru yang mengembalikan konsentrasi karbon dioksida ke konsentrasi normal.
• Pertukaran hawa dalam paru-paru juga dikontrol secara lokal oleh dinding otot licin bronkiol yang peka terhadap konsentrasi karbondioksida. Konsentrasi karbon dioksida yang naik menyebabkan bronkiol membesar dan menyebabkan ketahanan tabung udara berkurang, sehingga pada waktu yang sama memungkinkan penambahan oksigen dan meningkatkan jumlah karbon dioksida yang dihembuskan.
Laju dan dalamnya pernapasan pada limit tertentu juga di bawah kontrol kesadaran. Kita dapat menahan napas pada waktu terbatas. Jika kandungan karbon dioksida darah yang mencapai medula oblongata menjadi sangat tinggi, medula akan menolak kontrol kesadaran tersebut, disebut keadaan "titik cekik".
0 komentar:
Posting Komentar
"Ilmu kecil lebih berharga jika dibagikan daripada ilmu besar yang hanya disimpan sendiri"
Mari membantu menjawab atau kasih komentar