Belajar Ilmu Pengetahuan Alam

Pengertian Inspirasi dan Ekspirasi dalam Proses Pernapasan Manusia

Pengertian Inspirasi dan Ekspirasi dalam Proses Pernapasan Manusia - Aktivitas bernafas sangat penting karena mencukupi kebutuhan akan oksigen dan membuang tumpukan karbondioksida yang merupakan hasil samping dari pembakaran di dalam tubuh. Bernafas secera sederhana didefinisikan sebagai proses mengambil oksigen dari udara bebas memasukkan ke dalam tubuh dan membuang karbondioksida hasil sampingan dari metabolisme. Dari definisi tersebut, terdapat dua mekanisme bernafas yaitu mengambil udara (inspirasi) dan mengeluarkan udara (ekspirasi). Berdasarkan otot yang bekerja, dibedakan menjadi pernafasan dada (otot antar tulang rusuk) dan pernafasan perut (otot diafragma). Bagaimana proses pernafasan pada manusia? Berikut penjelasannya.

Inspirasi (Inhalasi)


Proses masuknya udara ke dalam tubuh. Inspirasi merupakan proses aktif yang dikontrol oleh medula oblongata (sumsum lanjutan). Medula oblongata merupakan pusat refleks fisiologis, salah satunya mengatur pernafasan. Aktivasi dari medula onlongata menyebabkan otot-otot antar tulang rusuk bagian luar dan otot diafragma berkontraksi sehingga menyebabkan volume rongga dada membesar dan tekanan rongga paru-paru mengecil. Pada saat melakukan aktivitas yang biasa, tubuh menggunakan pernafasan dada yang dipengaruhi oleh kontraksi otot-otot antar tulang rusuk bagian luar (external intercostae). Paru-paru terdapat di dalam rongga dada yang terdiri atas gelembung-gelembung udara (aveoli). Dinding-dinding alveoli merupakan lapisan ganda yang menempel pada lapisan rongga dada. Ketika otot antar tulang rusuk sebelah luar berkontraksi (meregang) hal ini akan menyebabkan tulang-tulang rusuk naik terdorong ke atas sehingga rongga dada membesar, dan volume paru-paru pun akan membesar. Volume berbanding terbalik dengan tekanan.

Membesarnya volume paru-paru akan membuat tekanan udara di dalam rongga paru-paru mengecil di banding tekanan udara di luar tubuh. Hal ini akan mendorong udara dari luar dapat masuk ke dalam tubuh. Sebagai mana proses difusi, udara selalu mengalir dari tempat yang bertekanan tinggi ke tempat yang bertekanan rendah. Sehingga udara dapat masuk melalui hidung, tenggorokan, bronkus, bronkiolus, dan alveolus. Dari alveolus akan terjadi pertukaran udara antara O2 dengan CO2. Oksigen diangkut oleh sel darah masuk ke dalam tubuh, sedang karbondioksida dilepas dari sel darah keluar tubuh. Ketika melakukan aktivitas yang berat, tubuh akan memaksimalkan dengan pengambilan udara yang lebih banyak melalui pernafasan perut. Otot-otot diafragma (otot yang membatasi rongga dada dengan rongga perut) akan berkontraksi sehingga bentuk difragma akan mendatar. Keaadaan ini membuat tulang-tulang rusuk terangkat ke atas sehingga menyebabkan volume rongga dada (dan juga rongga paru-paru) membesar. Hukum yang sama terjadi, ketika suatu ruang memiliki volume yang besar maka tekanan dalam ruang tersebut kecil. Proses difusi terjadi untuk menyeimbangkan kondisi dua ruang yang berbeda tekanan. Oksigen di dalam udara dari lingkungan (high pressure) mengalir ke dalam tubuh (low pressure).

Advertisement

Ekspirasi (Ekshalasi)


Karbondioksida yang merupakan limbah dari hasil metabolisme akan dibuang selama ekspirasi. Proses ini merupakan kebalikan dari inspirasi. Otot-otot antar tulang rusuk sebelah luar (outer intercostae) atau otot diafragma akan berelaksasi (mengendur). Hal ini akan membuat rongga dada turun diikuti dengan mengecilnya volume udara di paru-paru, namun tekanan udara di dalam paru-paru meningkat. Peningkatan tekanan udara di dalam paru-paru akan mendorong karbondioksida dari ruang alveolus perlahan naik ke tabung-tabung pernafasan dan keluar melalui hidung.

Kontrol otomatis pernafasan oleh medula oblongata:

Saraf dari pusat kontrol pernafasan di medula oblongata otak mengirimkan impuls ke diafragma dan otot rusuk, serta merangsang diafragma dan otot rusuk berkontraksi sehingga meningkatkan volume rongga dada dan mengecilkan tekanan udara di dalam paru-paru. Hal ini menyebabkan udara maengalair ke dalam tubuh melewati saluran pernafasan (inhalasi). Ketika sedang istirahat, saraf dari medula oblongata mengirimkan impuls yang menyebabkan terjadi kurang lebih 10-14 inhalasi per menit. Diantara inhalasi, otot berelaksasi yang menyebabkan volume dada mengecil dan meningkatkan tekanan udara di dalam paru-paru sehingga akan mendorong udara keluar tubuh (ekhalasi).

Pusat kontrol di medula onlongata juga mengatur kdar CO2 dalam darah. Sensor dalam medula akan medeteksi perubahan konsentrasi CO2 melalui perubahan pH (derajat keasaman) di dalam darah dan cairan serebrospinal (cairan pelindung otak dan sumsum tulang belakang). perubahan pH mencerminkan perubahan konsentrasi CO2 hal ini karena CO2 membentuk senyawa asam bikarbonat dalam darah. Denan demikian, semakin bertambahnya konsentrasi CO2 di dalam darah ditandai dengan turunnya pH darah (semakin banyak senyawa asam yang terbentuk).  Perubahan ini akan ditangkap oleh sel-sel saraf di dinding aorta dan arteri leher dan diteruskan ke medula. Sebagai respon, medula akan mengubah laju dan kedalaman pernafasan. Jika kadar CO2 naik, maka akan mengalami peningkatan laju dan kedalaman pernafasan. Sebaliknya jika kadar CO2 turun, maka laju dan kedalaman pernafasan akan melambat. Peningkatan laju pernafasan juga terjadi bila kadar oksigen dalam darah menurun.

Sumber:

Campbell, N.A. dkk. 2003. Biologi Jilid II. Erlangga. Jakarta.
http://www.liv.ac.uk/~gdwill/hons/gul_lect.pdf

Share :

Facebook Twitter Google+
Back To Top