LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI DASAR

SISTEM RESPIRASI

OLEH

Wahyul Inayah

130210103049

Kelas C

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Jember

2013

I.          Judul

            Sistem Respirasi

II.        Tujuan

1.      Mengetahui kapasitas pernafasan paru-paru

2.      Mengetahui organ respirasi pada hewan

III.       Dasar Teori

     Respirasi dalam biologi adalah proses mobilisasi energi yang dilakukan jasad hidup melalui pemecahan senyawa berenergi tinggi untuk digunakan dalam menjalankan fungsi hidup, termasuk manusia (Wildan,1987).

Sistem respirasi terdiri atas organ-organ yang berfungsi dalam aktivitas metabolisme khususnya produksi atau perubahan dari energi kimia yang terikat dalam materi organik menjadi energi siap pakai (ATP) dalam sel. Hewan dan manusia umumnya memiliki organ respirasi yang berbeda. Pada hewan umumnya memiliki organ respirasi yang brmacam-macam tergantung pada habitat dan pola adaptasinya. Selain itu, tingkatan evolusi juga menentukan macam organ respirasinya. Secara khusus organ respirasi merupakan media pertukaran oksigen dan karbon dioksida dari dalam dan luar tubuh. Organ ini pada ujungnya merupakan suatu bentuk membran yang sangat tipis, sehingga memungkinkan proses difusi antara lingkungan luar dengan dalam tubuh( Tim Dosen Pembina, 2012 :29).

Manusia membutuhkan suply oksigen secara terus-menerus untuk proses respirasi sel dan membuang kelebihan karbondioksida sebagai limbah beracun produk dari proses tersebut. Pertukaran gas antara oksigen dengan karbondioksida dilakukan agar proses respirasi sel terus berlangsung. Oksigen yang dibutuhkan untuk proses respirasi sel ini berasal dari atmosfer, yang menyediakan kandungan gas oksigen sebanyak 21% dari seluruh gas yang ada. Oksigen masuk ke dalam tubuh melalui perantara alat pernapasan yang berada di luar. Pada alveolus yang terdapat di paru-paru berfungsi sebagai permukaan untuk tempat pertukaran gas (Waluyo, 2011 : 65).

Sistem pernapasan pada manusia meliputi berbagai organ pernapasan. Jalur pernapasan pada manusia yaitu rongga hidung → faring  → trakea → bronkus  → bronkiolus  → alveolus→ sel-sel tubuh.

a.       Hidung  (Cavum Nasalis)

Udara keluar masuk melalui rongga hidung. Rongga hidung selalu lembap karena adanya selaput lendir. Di dalam rongga hidung juga terdapat rambut-rambut pendek dan halus. Selaput lendir dan rambut-rambut halus ini berfungsi menyaring debu dan kotyoran yang masuk bersama udara, melekatkan kotoran pada rambut hidung, mengatur suhu udara pernapasan dan mengenali adanya bau.

b.      Tekak  (Faring) 

Udara dari rongga hidung masuk ke faring. Faring merupakan persimpangan antara rongga hidung ke tenggorokan (saluran pernapasan) dan rongga mulut ke kerongkongan (saluran pencernaan). Pada bagian belakang faring terdapat laring. Laring disebut pula pangkal tenggorok. Pada laring terdapat pita suara dan epiglotis atau katup pangkal tenggorokan. Pada waktu menelan makanan epiglotis menutupi laring sehingga makanan tidak masuk ke dalam tenggorokan. Sebaliknya pada waktu bernapas epiglotis akan membuka sehingga udara masuk ke dalam laring kemudian menuju tenggorokan.

c.       Tenggorokan (Trakea) 

Tenggorokan berbentuk seperti pipa dengan panjang kurang lebih 10 cm. Di paru-paru trakea bercabang dua membentuk bronkus. Dinding tenggorokan terdiri atas tiga lapisan berikut.

d.      Cabang Tenggorokan (Bronkus) 

Bronkus merupakan cabang batang tenggorokan.Jumlahnya sepasang, yang satu menuju paru-paru kanan dan yang satu menuju paru-paru kiri. Bronkus yang ke arah kiri lebih panjang ,sempit dan mendatar daripada yang arah kanan. Hal inilah yang mengakibatkan paru-paru kanan lebih mudah terserang penyakit. Struktur dinding bronkus hampir sama dengan trakea. Perbedaannya dinding trakea lebih tebal daripada dinding bronkus. Bronkus akan bercabang menjadi bronkiolus. Bronkus kanan bercabang menjadi tiga bronkiolus sedangkan bronkus kiri bercabang menjadi dua bronkiolus.

e.       Bronkiolus merupakan cabang dari bronkus. Bronkiolus bercabang-cabang menjadi saluran yang semakin halus, kecil, dan dindingnya semakin tipis. Bronkiolus tidak mempunyai tulang rawan tetapi rongganya bersilia. Setiap bronkiolus bermuara ke alveolus.

f.       Alveolus 

Bronkiolus bermuara pada alveol (tunggal: alveolus), struktur berbentuk bola-bola mungil yang diliputi oleh pembuluh-pembuluh darah. Epitel pipih yang melapisi alveoli memudahkan darah di dalam kapiler-kapiler darah mengikat oksigen dari udara dalam rongga alveolus.

g.      Paru-paru (Pulmo)

Paru-paru terletak di dalam rongga dada, di bagian bawah berbatasan dengan diafragma, sedangkan di depan dan di samping dibatasi oleh tulang rusuk. Diafragma adalah pembatas antara rongga perut dengan rongga dada. Paru-paru kanan (pulmo dekster) terdiri dari 3 lobus. Sedangkan paru-paru kiri (pulmo sinester) terdiri dari 2 lobus.

Paru-paru manusia terbungkus oleh dua selaput, yaitu pleura dalam (pleura visceralis) dan pleura luar (pleura parietalis). Pleura dalam langsung menyelimuti paru-paru, sedangkan pleura luar bersebelahan dengan tulang rusuk. Antara kedua pleura tersebut terdapat rongga tulang rusuk. Antara kedua pleura tersebut terdapat rongga yang berisi cairan pleura yang berfungsi sebagai pelumas paru-paru.

Paru-paru tersusun atas bronkiolus, alveolus, jaringan elastik, dan pembuluh darah. Alveolus adalah kantung udara yang terdapat pada ujung-ujung bronkiolus. Alveolus memiliki selaput tipis dan pada permukaannya banyak terdapat muara kapiler darah, oleh karena itu dapat berlangsung pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida secara difusi (Ridwanas, 2011).

Proses pernapasan terdiri dari dua kegiatan, yaitu menghirup udara atau menarik napas dan menghembuskan udara atau mengeluarkan udara. Menghirup udara disebut inspirasi dan menghembuskan udara disebut ekspirasi.  Berdasarkan bagian tubuh yang mengatur kembang kempisnya paru-paru, pernapasan dapat dibedakan menjadi pernapasan dada dan pernapasan perut.

1. Pernapasan Dada

Pernapasan dada terjadi karena gerakan otot-otot antartulang rusuk. Bila otot antartulang rusuk berkontraksi, tulang rusuk terangkat naik. Akibatnya volume rongga dada membesar, sehingga tekanan rongga dada turun dan paru-paru mengembang. Pada saat paru-paru mengembang, tekanan udara di dalam paru-paru lebih rendah daripada tekanan udara di atsmosfer. Akibatnya udara mengalir dari luar kedalam paru-paru (inspirasi). Sebaliknya, ketika otot-otot antartulang rusuk relaksasi, tulang rusuk turun. Akibatnya rongga dada menyempit dan tekanan udara di dalamnya naik. Keadaan ini membuat paru-paru mengempis. Karena paru-paru mengempis, tekanan udara di dalam paru-paru lebih tinggi daripada tekanan atsmosfer, sehingga udara keluar (ekspirasi).

2. Pernapasan Perut

Pernapasan perut terjadi akibat gerkan diafragma. Jika otot diafragma berkontraksi, diafragma yang semula cembung ke atas bergerak turun menjadi agak rata. Akibatnya rongga dada membesar dan paru-paru mengembang sehingga perut menggembung, tekanan udara di dalam paru-paru turun dan udara dari luar masuk ke dalam paru-paru (inspirasi).
Ketika otot diafragma relaksasi, diafragma kembali ke keadaan semula (cembung). Akibatnya rongga dada menyempit. Pada saat semikian paru-paru mengempis dan mendorong udara keluar dari paru-paru (ekspirasi). Pernapasan perut terjadi terutama pada saat tidur (Iyrawati, 2011).

Volume paru-paru bagian kiri terdiri atas 4 volume yang berbeda dan bila dijumlahkan semuanya sama dengan volume maksimum paru-paru yang masih dapat diharapkan. Arti penting dari masing-masing volume tersebut adalah sebagai berikut.

1.Volume tidal adalah volume udara pada waktu inspirasi atau ekspirasi normal, dan volumenya kira-kira 500 ml.

2.Volume cadangan inspirasi adalah volume ekstra udara yang masih dapat dihirup setelah inspirasi normal sebagai volume udara tambahan terhadap volume volume tidal, dan biasanya volume udara itu kira-kira 3000 ml.

3.Volume cadangan ekspirasi adalah jumlah udara yang masih dapat dikeluarkan dengan berekspirasi sekuat-kuatnya (maksimum) pada saat akhir ekspirasi normal, biasanya besar volume ini kira-kira 1100 ml.

4.Volume residu adalah volume udara yang masih tinggal di dalam paru-paru setelah melakukan respirasi maksimum. Volume residu ini rata-rata 1200 ml.

Kapasitas paru-paru dalam siklus paru-paru kadang-kadang perlu mempertimbangkan 2 atau lebih volume udara tersebut di atas secara bersama-sama. Penggabungan ini disebut kapasitas paru-paru. Kapasitas paru-paru berbeda-beda dapat dijelaskan sebagai berikut ini.

1.      Kapasitas inspirasi = volume tidal + volume cadangan inspirasi. Ini adalah  sejumlah udara (kira-kira 3500 ml) yang berarti seseorang bernafas mulai dengan tingkat ekspirasi normal dan memperbesar paru-parunya hingga maksimum.

2.      Kapasitas residu fungsional = volume cadangan ekspirasi + volume residu
Ini adalah sejumlah udara yang tinggal dalam paru-paru pada akhir ekspirasi normal (kira-kira 2300 ml).

3.      Kapasitas vital = volume cadangan inspirasi + volume tidal + volume cadangan ekspirasi .Ini adalah jumlah udara maksimum yang dapat dikeluarkan dari paru-paru setelah ekspirasi dan dilanjutkan dengan ekspirasi maksimum.

4.      Kapasitas total paru-paru adalah volume maksimum paru-paru yang masih dapat diperbesar dengan inspirasi sekuat mungkin (kira-kira 5800 ml) ( Johnson, 1994).

. Pembahasan

      Pada percobaan kali ini yaitu mengenai sistem respirasi pada manusia dimana kami melakukan pengamatan pada kapasitas pernapasan paru-paru yang merupakan kombinasi antara volume tidal, cadangan inspirasi, cadangan ekspirasi dan residu. Dalam melakukan praktikum juga memerlukan beberapa probandus atau orang percobaan guna diteliti sistem pernapasannya. Beberapa probandus tersebut harus memiliki kriteria yang merupakan faktor yang mempengaruhi besar nya kapasitas paru-paru atau volume vital respirasinya yaitu jenis kelamin, umur, berat badan, tinggi badan dan lingkar dada.

Faktor pertama  yang mempengaruhi besar nya kapasitas pernapasan adalah faktor jenis kelamin. Antara pria dan wanita tentu berbeda kapasitas pernapasannya. Laki-laki umumnya mempunyai kapasitas pernapasan yang lebih besar daripada perempuan. Pada dasarnya laki-laki  bernapas lebih pelan dari pada perempuan, ini dikarenakan volume paru-paru laki-laki lebih besar daripada perempuan. Namun kadar oksigen yang dibutuhkan laki-laki akan  lebih besar daripada perempuan karena pada umumya laki-laki lebih banyak bergerak dan melakukan aktivitas yang berat daripada perempuan. Oleh karena itu oksigen banyak dibutuhkan oleh pria daripada wanita yang mengakibatkan kapasitas paru-paru nya besar. Hal ini tidak sesuai dengan hasil pengamatan karena kesalahan probandus dalam melakukan percobaan.

Selain jenis kelamin, umur juga mempunyai peranan dalam menentukan kapasitas paru-paru seseorang. Semakin tua seseorang, kapasitas pernapasan atau volume vital pernapasannya lebih rendah daripada orang yang masih muda. Hal ini dikarenakan pada waktu dewasa atau masih muda, mereka masih memiliki banyak kegiatan atau aktivitas yang mengakibatkan kebutuhan oksigennya juga banyak. Berbeda dengan orang yang lebih tua dimana kemampuan organ-organnya pun juga berkurang yang mengakibatkan aktivitas mereka lebih sedikit dan lebih ringan sehingga kebutuhan mereka akan oksigen lebih sedikit daripada orang yang masih muda. Di dalam percobaan yang dilakukan, umur masing-masing probandus tidak jauh beda sehingga kapasitas pernapasan mereka juga tidak jauh berbeda.

Tinggi badan serta berat badan juga memiliki peran yang saling berkaitan antara keduanya dengan volume vital paru-paru. Orang dikatakan bertubuh ideal apabila tinggi badannya sesuai dengan berat badan yang dimilikinya. Tidak terlalu gemuk dan terlalu kurus. Berdasarkandata  hasil percobaan yang telah kami lakuka jika orang yang gemuk, mereka akan memiliki kapasitas pernapasan yang lebih besar daripada orang yang kurus. Hal tersebut disebabkan karena orang yang gemuk memiliki banyak kebutuhan oksigen untuk proses metabolisme nya daripada orang yang lebih kurus. Karena suplai oksigennya lebih besar maka volume vital pernapasan nya juga besar.

Faktor selanjutnya adalah lingkar dada. Jika lingkar dada semakin besar, maka kapasitas paru-paru akan semakin besar pula. Karena rongga dada yang besar akan memaksimalkan pengembangan paru-paru saat inspirasi, sehingga oksigen akan semakin banyak yang dihirup. Sebaliknya jika lingkar dada kecil maka oksigen yang dihirup akan sedikit pula. Hal ini tidak sesuai dengan percobaan yang dilakukan, probandus dengan lingkar dada yang besar maka kapasitas paru-parunya juga besar karena kekurang makasimalan probandus dalam meghirup dan menghembuskan nafas.

Selain beberapa faktor di atas, kapasitas pernapasan seseorang juga dapat dipengaruhi oleh aktivitas yang dilakukannya. Dalam percobaan ini, probandus melakukan gerak berupa naik turun tangga untuk membedakan kapasitas pernapasannya dengan yang hanya diam (tidak melakukan gerak apapun). Berdasarkan hasil yang didapat, diperoleh data bahwa orang yang melakukan aktivitas akan mempunyai kapasitas pernapasan yang besar. Hal itu dapat terjadi karena saat beraktivitas energi yang dibutuhkan banyak sehingga meningkatkan laju kebutuhan metabolisme yang akan meningkatkan laju kebutuhan oksigen. Untuk memenuhi kebutuhan oksigen ini maka dipercepat frekuensi pernapasan agar  kebutuhan oksigen  tersebut terpenuhi. Kenaikan kapasitas paru-paru ini ditunjukkan dengan naiknya volume air di dalam botol besar yang skalanya menunjukkan angka yang lebih besar dibanding sebelum beraktivitas.

Teori menyebutkan bahwa untuk laki-laki normal kapasitas vital ± 4000-5000 ml sedangkan perempuan ±3000-4000ml. Namun jika dilihat dari tabel hasil pengamatan, data dari setiap kelompok tidak ada yang valid, semua data kapasitas vital yang diperoleh berbeda jauh dengan teori yaitu berkisar antara 1250ml sampai 2250ml, mungkin terjadi ketidak maksimalan probandus dalam menghirup dan menghembuskan napas.

Dalam percobaan kapasitas vital pernapasan didapat saat kondisi probandus diam dan saat setelah berlari. Dalam tabel kapasitas vital rata-rata saat setelah lari, lebih besar nilainya dibanding saat diam ada yang mencapai 2000ml dan 2250ml. Percobaan ini tidak sesuai dengan teori yaitu bahwa “frekuensi kapasitas pernapasan saat lari akan lebih besar dibanding saat diam, hal ini  dikarena saat berlari tubuh aktivitas metabolisme dalam tubuh meningkat sehingga harus bernapas lebih cepat untuk memenuhi kebutuhan oksigen” kareana data kapasitas vital yang diperoleh ada yang menunjukkkan 1250 ml.

Factor-faktor lain yang mempengaruhi kesalahan pengukuran yaitu pada saat menghembuskan nafas pada selang, selang tidak segera ditutup sehingga udara yang dihempuskan keluar lagi sebelum terbaca secara jelas pada botol. Dan pada saat nafas dihebuskan botol tidak ditekan dengan kuat sehingga botol bergerak-gerak dan nafas yang dihembuskan tidak terbaca secara falit.

VIII. PENUTUP

8.1 Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa besar kapasitas vital paru-paru perempuan, antara 3000ml-4000ml, sedangkan laki-laki 4000ml-5000ml. Besar kapasitas vital dipengaruhi oleh jenis kelamin, umur, aktivitas. Kapasitas vital dapat meningkat setelah melkukan aktivitas.

Kapasitas pernapasan seseorang berbeda satu sama lain. Adapun faktor yang mempengaruhinya misalnya jenis kelamin, tinggi dan berat badan, umur dan lingkar dada serta aktivitas yang dilakukan seseorang tersebut. Umumnya orang yang berjenis kelamin laki-laki , orang yang gemuk, orang yang lebih tua dan dan memiliki aktivitas yang berat memiliki kapasitas yang lebih besar karena mereka membutuhkan banyak suplai oksigen untuk memenuhi kebutuhan metabolismenya yang ada dalam tubuhnya.

8.2 Saran

Sebaiknya dalam melaksanakan praktikum, ditunjukkan secara langsung cara pengukuran kapasitas paru-paru probandus agar semua praktikan mengetahui caranya dan yang menekan botol pada bak diusahakan laki-laki agar dapat menekan botol lebih kuat.

DAFTAR PUSTAKA

Irawati. 2008. Sistem Pernafasan. http://lyrawati.files.wordpress.com/2008/07/sistem-pernafasan-rhonda-m-jones-leonita.pdf  [diunduh tanggal 4 desember 2013].

Johnson. 1994. Histologi dan Biologi Sel. Jakarta: Binaputra Aksara.

Ridwanaz. 2011. Sistem Respirasi Alat Pernafasan dan Fungsinya. http://ridwanaz.com/umum/biologi/2011/sistem-respirasi-manusia-alat-pernafasan-dan fungsinya. Pdf [diunduh tanggal 25 november 2012].

Waluyo, Joko. 2011. Biologi Umum. Jember. Universitas Jember.

Yatim, Wildan. 1987. Biologi. Bandung: Tarsito Suharyono.